题目内容

4．硫代硫酸钠，又名大苏打、海波．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），回答下列问题：
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）硫代硫酸钠（Na2S2O3）可用做分析试剂及鞣革的还原剂，它受热、遇酸易分解．
（4）Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀HCl．
Ⅱ．【制备产品】
实验装置如图所示（省略夹持装置）：

实验步骤：
（1）检查装置气密性，按图示加入试剂．
（2）先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H2SO4．
（3）等Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应．过滤C中混合物，滤液水浴加热浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品．
【回答问题】
（1）仪器B、D作用是安全瓶；E中的试剂是B（选填下列字母编号）．
A．稀H2SO4　　　　B．NaOH溶液　　　　C．饱和NaHSO3溶液
（2）C中反应化学方程式2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2．
（3）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．
（所需试剂从稀硝酸、稀硫酸、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，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．
（4）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中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠混合溶液．
（5）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO42-，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+1OH+．

分析 （1）仪器B和D的名称是广口瓶，作用主要是作安全瓶，防止倒吸；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；
（2）依据题给信息得出反应物和生成物，依据氧化还原反应原理，书写化学反应方程式即可；
（3）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；
（4）根据亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠分析；
（5）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO42-，则氯气被还原为氯离子．

解答 解：（1）因为生成的二氧化硫易溶于水溶液，所以要防止倒吸，则B和D瓶的作用是作安全瓶，防止倒吸；E中的试剂是NaOH溶液，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，故答案为：安全瓶；B；
（2）Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3，化合价变化的元素只有S，故化学反应方程式为：2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2，故答案为：2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2；
（3）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，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸；
（4）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，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；
（5）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO42-，则氯气被还原为氯离子，离子反应为S2O32-+4Cl2+5H2O═2SO42-+8Cl-+10H+，故答案为：S2O32-+4Cl2+5H2O═2SO42-+8Cl-+10H+．

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，综合性较强．

练习册系列答案
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