Question

14．硫代硫酸钠是一种重要的化工产品．某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体（Na₂S₂O₃•5H₂O）．
Ⅰ．【查阅资料】
（1）Na₂S₂O₃•5H₂O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl₂溶液混合无沉淀生成．
（2）向Na₂CO₃和Na₂S混合溶液中通入SO₂可制得Na₂S₂O₃，所得产品常含有少量Na₂SO₃和Na₂SO₄．
（3）Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃难溶于水，可溶于稀盐酸．
Ⅱ．【制备产品】
实验装置如图所示（省略夹持装置）：

实验步骤：
（1）检查装置A、B气密性的方法是连接好装置，向C装置加水浸没长导管，在分液漏斗a中加适量水，打开分液漏斗活塞和上口瓶塞，分液漏斗中的水不向下流，说明装置A、B的气密性良好，如图示加入试剂．仪器b的名称是安全瓶；E中的试剂是BD（选填下列字母编号）．
A．稀H₂SO₄
B．饱和Na₂SO₃溶液
C．饱和NaHSO₃溶液
D．NaOH溶液
（2）先向C中烧瓶加入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H₂SO₄．
（3）待Na₂S和Na₂CO₃完全消耗后，结束反应．过滤C中的混合物，滤液经蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品．（填写操作名称）
Ⅲ．【探究与反思】
（1）为验证产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整．（所需试剂从稀HNO₃、稀H₂SO₄、稀盐酸、蒸馏水中选择）
取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，过滤，向沉淀中加入足量稀盐酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄．
（2）为减少装置C中生成Na₂SO₄的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤（2）进行了改进，改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓H₂SO₄，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na₂S和Na₂CO₃混合溶液．
（3）Na₂S₂O₃•5H₂O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过重结晶方法提纯．

Answer 1

分析 浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫，用B装置收集二氧化硫，C中二氧化硫、硫化钠、碳酸钠反应生成硫代硫酸钠，D为安全瓶，防倒吸，二氧化硫有毒不能直接排空，用碱液吸收尾气，
Ⅱ．（1）利用压强差检验装置气密性；仪器b是安全瓶；E装置目的是吸收剩余的二氧化硫，因为二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应，与稀H₂SO₄和饱和NaHSO₃溶液不反应；
（3）从溶液中制取固体，应该采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥方法；
Ⅲ．（1）根据：Na₂S₂O₃•5H₂O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl₂溶液混合无沉淀生成；Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃难溶于水，可溶于稀HCl；BaSO₄难溶于水，难溶于稀HCl；硝酸、硫酸、盐酸等性质比较可知；
（2）根据亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠分析；
（3）根据重结晶的适用范围分析．

解答 解：浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫，用B装置收集二氧化硫，C中二氧化硫、硫化钠、碳酸钠反应生成硫代硫酸钠，D为安全瓶，防倒吸，二氧化硫有毒不能直接排空，用碱液吸收尾气，
Ⅱ．（1）利用压强差检验装置气密性，其检验方法为连接好装置，向C装置加水浸没长导管，在分液漏斗a中加适量水，打开分液漏斗活塞和上口瓶塞，分液漏斗中的水不向下流，说明装置A、B的气密性良好；
仪器b是安全瓶；E装置目的是吸收剩余的二氧化硫，因为二氧化硫能与氢氧化钠、亚硫酸钠溶液反应，但亚硫酸钠吸收二氧化硫较慢，与稀H₂SO₄和饱和NaHSO₃溶液不反应，所以E中试剂为氢氧化钠；
故答案为：连接好装置，向C装置加水浸没长导管，在分液漏斗a中加适量水，打开分液漏斗活塞和上口瓶塞，分液漏斗中的水不向下流，说明装置A、B的气密性良好；
安全瓶；D；
（3）从溶液中制取固体，应该采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥方法，故答案为：洗涤；
Ⅲ．（1）根据：Na₂S₂O₃•5H₂O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl₂溶液混合无沉淀生成；Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃难溶于水，可溶于稀HCl；BaSO₄难溶于水，难溶于稀HCl，以及硝酸具有强氧化性、加入硫酸会引入硫酸根离子可知，取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可以确定产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，
故答案为：过滤，向沉淀中加入足量稀盐酸；
（2）因为亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠，所以为减少装置C中生成Na₂SO₄的量，改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液，防止Na₂SO₃被空气中的氧气氧化，
故答案为：先向A中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液；防止Na₂SO₃被空气中的氧气氧化；
（3）Na₂S₂O₃•5H₂O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过重结晶方法提纯，故答案为：重结晶．

点评 本题以某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体（Na₂S₂O₃•5H₂O）为载体，考查了物质的分离提纯、检验、设计优化等，侧重考查学生分析、基本操作、实验方案设计等能力，题目难度中等．