Question

13．硫的化合物种类较多，用途广泛．
Ⅰ：焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）是常用的食品抗氧化剂之一，其制备的反应原理为：Na₂SO₃+SO₂═Na₂S₂O₅
某研究小组利用图1装置制取Na₂S₂O₅，盛硫酸的仪器叫分液漏斗．

（1）写出装置甲中发生反应的化学方程式Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
（2）关闭K₃，要求只检查装置甲的气密性，请至少写出两种不同的操作方法．
方法1：关闭K₂，打开K₁，向分液漏斗中加一定量的水，一段时间后水不能继续滴入烧瓶，则表明装置气密性良好．
方法2：关闭K₁，打开K₂，在K₂下端连接导管并插入水面下，双手捂住圆底烧瓶外壁，若导管口有气泡冒出，松开手过一会儿，导管内形成一段水柱，则表明装置气密性良好．
方法3：关闭K₁，打开K₂，在K₂下端连接注射器，先外拉注射器活塞，后松开手，活塞恢复原位，则表明装置气密性良好．
（3）装置乙的作用是防止倒吸．
（4）写出焦亚硫酸钠晶体在空气中被完全氧化的化学方程式Na₂S₂O₅+O₂═Na₂S₂O₇．
Ⅱ：硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题．将H₂S和空气的混合气体通入FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂的混合溶液中反应用以回收S，其物质转化如图2所示．
（1）反应中当有34gH₂S转化为硫单质时，保持溶液中Fe³⁺的量不变，需要消耗O₂的质量为16g．
（2）在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌．欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施是增大混合气体中空气的比例．
（3）写出图中各步转化的化学方程式：CuCl₂+H₂S═CuS↓+2HCl，2FeCl₃+CuS=S↓+2FeCl₂+CuCl₂，4FeCl₂+O₂+4HCl=4FeCl₃+2H₂O．

Answer 1

分析 Ⅰ（1）根据亚硫酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化硫进行分析；
（2）根据常用的检验装置气密性的方法进行分析；
（3）根据二氧化硫会与亚硫酸钠反应，造成一定的压强差进行分析；
（4）根据焦亚硫酸钠和氧气反应生成Na₂S₂O₇进行分析；
Ⅱ（1）根据H₂S转化为硫单质，硫元素的化合价从-2价变成0价，氧元素的化合价从0价变成-2价，依据得失电子数相等进行计算；
（2）根据使生成的硫单质中不含CuS，则硫离子不能有剩余，硫离子完全被氧化为硫单质进行分析；
（3）根据氯化铜和硫化氢反应生成硫化铜沉淀和盐酸，氯化铁和硫化铜反应生成氯化亚铁、氯化铜和硫，氯化亚铁和盐酸、氧气反应生成氯化铁和水进行分析．

解答 解：Ⅰ（1）亚硫酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化硫，化学方程式为：Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）通过分析甲装置，可以采用手加热的方法，观察导管口是否有气泡冒出，也可以采用压强差进行验证，所以检验气密性的方法有：方法1：关闭K₂，打开K₁，向分液漏斗中加一定量的水，一段时间后水不能继续滴入烧瓶，则表明装置气密性良好；
方法2：关闭K₁，打开K₂，在K₂下端连接导管并插入水面下，双手捂住圆底烧瓶外壁，若导管口有气泡冒出，松开手过一会儿，导管内形成一段水柱，则表明装置气密性良好；
方法3：关闭K₁，打开K₂，在K₂下端连接注射器，先外拉注射器活塞，后松开手，活塞恢复原位，则表明装置气密性良好；
（3）二氧化硫会与亚硫酸钠反应，造成一定的压强差，所以装置乙的作用是：防止倒吸；
（4）焦亚硫酸钠和氧气反应生成Na₂S₂O₇，化学方程式为：Na₂S₂O₅+O₂═Na₂S₂O₇；
Ⅱ（1）H₂S转化为硫单质，硫元素的化合价从-2价变成0价，氧元素的化合价从0价变成-2价，依据得失电子数相等，所以
2H₂S----O₂
68     32
所以有34gH₂S转化为硫单质时，保持溶液中Fe³⁺的量不变，需要消耗O₂的质量为16g；
（2）使生成的硫单质中不含CuS，则硫离子不能有剩余，硫离子完全被氧化为硫单质，所以氧气必须过量，采取的措施是：增大混合气体中空气的比例；
（3）氯化铜和硫化氢反应生成硫化铜沉淀和盐酸，氯化铁和硫化铜反应生成氯化亚铁、氯化铜和硫，氯化亚铁和盐酸、氧气反应生成氯化铁和水，化学方程式为：CuCl₂+H₂S═CuS↓+2HCl，2FeCl₃+CuS=S↓+2FeCl₂+CuCl₂，4FeCl₂+O₂+4HCl=4FeCl₃+2H₂O．
故答案为：I（1）Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）关闭K₂，打开K₁，向分液漏斗中加一定量的水，一段时间后水不能继续滴入烧瓶，则表明装置气密性良好；
关闭K₁，打开K₂，在K₂下端连接导管并插入水面下，双手捂住圆底烧瓶外壁，若导管口有气泡冒出，松开手过一会儿，导管内形成一段水柱，则表明装置气密性良好；
关闭K₁，打开K₂，在K₂下端连接注射器，先外拉注射器活塞，后松开手，活塞恢复原位，则表明装置气密性良好；
（3）防止倒吸；
（4）Na₂S₂O₅+O₂═Na₂S₂O₇；
II（1）16g；
（2）增大混合气体中空气的比例；
（3）CuCl₂+H₂S═CuS↓+2HCl，2FeCl₃+CuS=S↓+2FeCl₂+CuCl₂，4FeCl₂+O₂+4HCl=4FeCl₃+2H₂O．

点评 在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中所给的提示进行解答．