Question

6．Na₂S₂O₃是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定，在酸性环境下易分解生成S和SO₂．某小组设计了如图实验装置制备Na₂S₂O₃（夹持及加热仪器略），总反应为2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂．回答下列问题：

（1）装置A的作用是制备SO₂，反应的化学方程式为H₂SO₄+Na₂SO₃=SO₂↑+H₂O+Na₂SO₄．
（2）完成表实验过程：

操作步骤	装置C的实验现象	解释原因
检查装置气密性后，添加药品	pH计读数约为13	用离子方程式表示（以S2-为例）： S2-+H2O?HS-+OH-
打开K2，关闭K3，调节K1使硫酸缓慢匀速滴下	ⅰ．导管口有气泡冒出，溶液出现淡黄色浑浊，然后逐渐澄清（或浑浊减少）； ⅱ．pH计读数逐渐 减小	反应分步进行： Na2CO3+SO2═Na2SO3+CO2 2Na2S+3SO2═2Na2SO3+3S↓ Na2SO3+S═Na2S2O3（较慢）
当pH计读数接近7时，立即停止通SO2，操作是关闭K1、K2，打开K3	/	必须立即停止通SO2的原因是： SO2过量会使溶液酸度增加，使产物分解，降低产率

（3）Na₂S₂O₃有还原性，可作脱氯剂．向Na₂S₂O₃溶液中通入少量Cl₂，某同学预测S₂O₃^2-转变为SO₄^2-，设计实验验证该预测：取少量反应后的溶液于试管中，加入过量盐酸，过滤，向滤液中滴加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成．

Answer 1

分析 （1）装置A中试剂1为浓硫酸，试剂2为Na₂SO₃，反应生成二氧化硫气体；
（2）检查装置气密性后，添加药品，pH计读数约为13说明溶液显碱性是硫离子水解的原因；
打开K₂，关闭K₃，调节K₁使硫酸缓慢匀速滴下，反应分步进行：
Na₂CO₃+SO₂═Na₂SO₃+CO₂
2Na₂S+3SO₂═2Na₂SO₃+3S↓
Na₂SO₃+S═Na₂S₂O₃（较慢）
发生总反应为2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂ ，据此分析反应现象；
当pH计读数接近7时，立即停止通SO₂，SO₂过量会使溶液酸度增加，使产物分解，降低产率，操作是关闭K₁、K₂，打开K₃；
（3）预测S₂O₃^2-转变为SO₄^2-，可以利用检验硫酸根离子的方法设计实验检验；

解答 解：（1）装置A中试剂1为浓硫酸，试剂2为Na₂SO₃，反应生成二氧化硫气体，反应的化学方程式为：H₂SO₄+Na₂SO₃=SO₂↑+H₂O+Na₂SO₄，
故答案为：SO₂； H₂SO₄+Na₂SO₃=SO₂↑+H₂O+Na₂SO₄；
（2）检查装置气密性后，添加药品，pH计读数约为13说明溶液显碱性是硫离子水解，水解离子方程式为：S^2-+H₂O?HS^-+OH^-，
打开K₂，关闭K₃，调节K₁使硫酸缓慢匀速滴下，反应分步进行：
Na₂CO₃+SO₂═Na₂SO₃+CO₂
2Na₂S+3SO₂═2Na₂SO₃+3S↓
Na₂SO₃+S═Na₂S₂O₃（较慢）
发生总反应为2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂ ，
反应过程中的现象是导管口有气泡冒出，溶液出现淡黄色浑浊，然后逐渐澄清（或浑浊减少），碳酸钠溶液变化为亚硫酸钠溶液和硫代硫酸钠溶液，pH计读数逐渐减小
当pH计读数接近7时，立即停止通SO₂，操作是关闭K₁、K₂，打开K₃，必须立即停止通SO₂的原因是：SO₂过量会使溶液酸度增加，使产物分解，降低产率，
故答案为：S^2-+H₂O?HS^-+OH^-；溶液出现淡黄色浑浊，然后逐渐澄清（或浑浊减少）；减小；关闭K₁、K₂，打开K₃；SO₂过量会使溶液酸度增加，使产物分解，降低产率；
（3）Na₂S₂O₃有还原性，可作脱氯剂．向Na₂S₂O₃溶液中通入少量Cl₂，某同学预测S₂O₃^2-转变为SO₄^2-，设计实验为：取少量反应后的溶液于试管中，加入过量盐酸，过滤，向滤液中滴加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，
故答案为：加入过量盐酸，过滤，向滤液中滴加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成；

点评 本题考查了物质制备、物质性质、实验过程的分析判断、反应现象和反应化学方程式的掌握、注意实验基本操作和物质性质是解题关键，题目难度中等．