题目内容

9．工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O，实验室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程．

烧瓶C中发生反应如下：
Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）═Na2SO3（aq）+H2S（aq）  （Ⅰ）
2H2S（aq）+SO2（g）═3S（s）+2H2O（l）         （Ⅱ）
S（s）+Na2SO3（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）           （Ⅲ）
（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若液柱高度保持不变，则整个装置气密性良好．装置D的作用是防止倒吸．装置E中为NaOH溶液．
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2：1．
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择c．
a．蒸馏水                      b．饱和Na2SO3溶液
c．饱和NaHSO3溶液             d．饱和NaHCO3溶液
实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度．已知反应（Ⅲ）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是溶液变澄清（或混浊消失）．反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器有ad．
a．烧杯          b．蒸发皿         c．试管         d．锥形瓶
（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质．利用常见试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作，现象和结论：取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液（或过滤，取滤液）、滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质．
已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解：S2O32?+2H+═S↓+SO2↑+H2O．

分析 （1）液柱高度保持不变，说明气密性良好；D中左侧为短导管，为安全瓶，防止倒吸；装置E起到吸收尾气中SO2、H2S的作用；
（2）根据题目所给3个反应，可得出对应关系：2Na2S～2H2S～3S～3 Na2SO3，2molNa2S反应时同时生成2molNa2SO3，还需要1molNa2SO3；
（3）SO2易溶于水，能与Na2SO3溶液、NaHCO3溶液反应，但在NaHSO3溶液中溶解度较小；
控制滴加硫酸的速度，可以控制生成二氧化硫速率；反应（Ⅲ）相对较慢，所以烧瓶C的反应终点的现象为溶液变澄清；
蒸发皿和试管可以直接加热，烧杯和锥形瓶加热时需要使用石棉网；
（4）加入盐酸，Na2S2O3反应生成S沉淀，所以静置后取上层清液，滴加BaCl2溶液，检验溶液中是否含有硫酸根离子．

解答 解：（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若液柱高度保持不变，则气密性良好；D中左侧为短导管，为安全瓶，防止倒吸；装置E起到吸收尾气中SO2、H2S的作用，可选用NaOH溶液，
故答案为：液柱高度保持不变；防止倒吸；NaOH；
（2）根据题目所给3个反应，可得出对应关系：2Na2S～2H2S～3S～3 Na2SO3，2molNa2S反应时同时生成2molNa2SO3，还需要1molNa2SO3，所以烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2：1，
故答案为：2：1；
（3）SO2易溶于水，能与Na2SO3溶液、NaHCO3溶液反应，但在NaHSO3溶液中溶解度较小，故选c；
二氧化硫为70%硫酸和亚硫酸钠反应制取的，所以为了使二氧化硫缓慢进入烧瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度；
反应（Ⅲ）相对较慢，所以烧瓶C的反应终点的现象为溶液变澄清（或混浊消失）；
蒸发皿和试管可以直接加热，烧杯和锥形瓶加热时需要使用石棉网，所以选a、d，
故答案为：c；控制滴加硫酸的速度；溶液变澄清（或混浊消失）；ad；
（4）检测产品中是否存在Na2SO4的实验方案为：取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液（或过滤，取滤液）、滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质，
故答案为：取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液（或过滤，取滤液）、滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质．

点评 本题考查实验方案的分析与评价，涉及气密性检验、离子检验、对操作的分析评价等，侧重实验分析能力及知识综合应用能力的考查，（2）为易错点，可以利用总反应的分析，题目难度中等．

练习册系列答案
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