Question

11．工业上常利用含硫废水生产Na₂S₂O₃•5H₂O，实验室可用如下装置（略去部分夹持仪器）模拟生产过程．

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）?Na₂S₂O₃（aq）　                 （Ⅲ）
已知：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供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液．
（1）写出Na₂S₂O₃溶液和稀盐酸反应的离子方程式S₂O₃^2-+2H⁺=SO₂↑+S↓+H₂O．
（2）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，若一段时间后液注高度不变，则整个装置气密性良好，装置E的作用是吸收多余的气体，防止污染空气．
（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，已知反应（Ⅲ）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是淡黄色沉淀完全消失．
（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na₂S₂O₃•5H₂O，其中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等杂质．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．

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量产品加适量蒸馏水配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液．
步骤2：

（5）Na₂S₂O₃•5H₂O的溶液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 （1）发生氧化还原反应生成S、二氧化硫、氯化钠和水；
（2）利用液面差在一段时间不变检验气密性，E中盛放NaOH溶液进行尾气处理；
（3）观察SO₂的生成速率，则溶液不能与SO₂反应；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）为验证产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，过滤后，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl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；
（5）Na₂S₂O₃•5H₂O的溶解度随温度升高显著增大．

解答 解：（1）发生氧化还原反应生成S、二氧化硫、氯化钠和水，离子方程式：S₂O₃^2-+2H⁺=SO₂↑+S↓+H₂O，故答案为：S₂O₃^2-+2H⁺=SO₂↑+S↓+H₂O；
（2）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，E中盛放NaOH溶液进行尾气处理，防止含硫化合物排放在环境中，故答案为：一段时间后液注高度不变；吸收多余的气体，防止污染空气；
（3）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，选项中只有饱和NaHSO₃溶液与二氧化硫不反应，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：c；淡黄色沉淀完全消失；
（4）为验证产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，可能生成了硫酸钡和亚硫酸钡沉淀中的一种或二种，过滤后，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl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，故答案为：

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：BaCl2	有白色沉淀生成，可能生成了硫酸钡和亚硫酸钡沉淀中的一种或二种．
步骤2：过滤洗涤后，向沉淀中加入足量稀HCl	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．

（5）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 本题考查物质的制备实验、实验方案设计、物质含量的测定等，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．