Question

13．工业上常利用含硫废水生产Na₂S₂O₃•5H₂O，原理是S+Na₂SO₃═Na₂S₂O（Na₂SO₃稍过量）．实验室可用如图1装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程．

（1）仪器a的名称圆底烧瓶，其中产生气体的化学方程式为Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
（2）装置B的作用是缓冲装置（或者平衡装置内外压强等）、观察SO₂生成速率．
（3）实验中，为使SO₂缓慢进入装置C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度，装置C中制备反应结束的现象是溶液变澄清（或浑浊消失）．
（4）装置C中的溶液，一般控制在碱性环境，否则产品发黄，用离子反应方程式表示其原因S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O；为减少装置C中常可能出现的Na₂SO₄杂质，在不改变原有装置的基础上应采取的操作是先通一段时间SO₂后再打开加热装置；反应结束后，过滤C中的混合物，滤液经蒸发（填写操作名称）、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品．
（5）装置D用于处理尾气，可选用图2中的最合理装置（夹持仪器已略去）为d（填序号）．

Answer 1

分析 （1）仪器a为圆底烧瓶，生成气体二氧化硫的反应为浓硫酸和亚硫酸钠反应；
（2）平衡装置内外压强，观察SO₂的生成速率，则二氧化硫通过溶液不能与SO₂反应，有气泡逸出；
（3）通过分液漏斗的活塞控制滴加硫酸的速度，可以控制产生二氧化硫的速率；根据C中发生的反应可知，烧瓶C中反应达到终点发生的反应为硫与亚硫酸钠反应生成硫代硫酸钠；
（4）酸性溶液中硫代硫酸根离子会反应生成单质硫，为减少装置C中常可能出现的Na₂SO₄杂质，在不改变原有装置的基础上先通一会二氧化硫气体吧空气排净，反应结束后，过滤C中的混合物得到滤液中得到溶质固体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥；
（5）装置Ⅲ用于处理尾气，吸收为反应的二氧化硫，应防止倒吸，且不能处于完全密闭环境中；

解答 解：（1）仪器a为圆底烧瓶，生成气体二氧化硫的反应为浓硫酸和亚硫酸钠反应
故答案为：圆底烧瓶；Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）观察SO₂的生成速率，是通过观察溶液中产生气泡的快慢来判断，所以溶液不能与SO₂反应，用饱和NaHSO₃溶液，与二氧化硫不反应，装置作用起到缓冲装置（或者平衡装置内外压强等）、观察SO₂生成速率的作用，
故答案为：缓冲装置（或者平衡装置内外压强等）、观察SO₂生成速率；
（3）分液漏斗有玻璃活塞，通过控制分液漏斗的活塞控制滴加硫酸的速度，可以控制产生二氧化硫的速率，所以为使SO₂缓慢进入烧瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度，根据C中发生的反应可知，烧瓶C中反应达到终点发生反应为硫与亚硫酸钠反应生成硫代硫酸钠，反应的现象为溶液变澄清（或混浊消失），故答案为：控制滴加硫酸的速度；溶液变澄清（或浑浊消失）；
（4）酸性溶液中硫代硫酸根离子会反应生成单质硫，反应的离子方程式为：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O，为减少装置C中常可能出现的Na₂SO₄杂质，在不改变原有装置的基础上先通一会二氧化硫气体吧空气排净，再打开加热装置，避免了亚硫酸钠被氧化为硫酸钠，反应结束后，过滤C中的混合物得到滤液中得到溶质固体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥，得到产品，
故答案为：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O； 先通一段时间SO₂后再打开加热装置；蒸发；
（5）a．装置应将导管深入氨水中可以吸收二氧化硫，但为密闭环境，装置内压强增大易产生安全事故，故错误；
b．该装置吸收二氧化硫能力较差，且为密闭环境，装置内压强增大易产生安全事故，故错误；
c．该装置不能吸收二氧化硫，所以无法实现实验目的，故错误；
d．该装置中氢氧化钠与二氧化硫反应，可以吸收，且防止倒吸，故正确；
故答案为：d．

点评 本题考查物质的制备实验、实验方案设计，为高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，难度中等，明确实验原理是解本题关键，根据物质的性质分析解答，注意元素化合物知识的积累和灵活运用．