Question

13．有两瓶标签已被腐蚀的药品，只看到“Na₂S”字样（如图1），每瓶药品可能是Na₂S、Na₂SO₃、Na₂S₂O₃、Na₂SiO₃、Na₂SO₄中的一种．将两瓶药品分别标记为A、B，
并配制成溶液进行如下探究．试回答：
（1）配制溶液时玻璃棒的作用是搅拌或加速固体溶解．
（2）取A溶液加入盐酸，有气体产生，则A可能是Na₂S、Na₂SO₃、Na₂S₂O₃；．另取A溶液加入硝酸酸化的BaCl₂溶液观察到白色沉淀，结论是：A是Na₂SO₃．则该白色沉淀是BaSO₄．
（3）分析发现上述实验并不严谨．请你设计实验证实A是Na₂SO₃：取A溶液滴加滴加BaCl₂溶液观察到白色沉淀，再滴加稀盐酸，沉淀完全溶解．
（4）向B溶液中滴加H₂SO₄溶液，观察到沉淀和气体．B溶液pH＞7的原因是S₂O₃^2-+H₂O?HS₂O₃^-+OH^-（用离子方程式说明）．
（5）请结合图2继续探究：
①一段时间后，观察到B溶液变浑浊，请写出反应的离子方程式H₂O+SO₂+S₂O₃^2-=S↓+2HSO₃^-，反应中通入气体表现酸性．
②为了验证FeCl₃溶液中发生了氧化还原反应，取反应后的溶液三份，设计如下实验：
方案一：向第一份试液中加入少量酸性KMnO₄溶液，紫色褪去；
方案二：向第二份试液中加入KSCN溶液，再滴加新制的氯水，溶液呈红色．
上述设计方案无法达到实验目的是：方案一和二；请你再设计一种方案证明该氧化还原反应发生了：向第三份试液中加入K₃[Fe（CN）₆]溶液，产生蓝色沉淀（或稀盐酸，再滴加BaCl₂溶液，析出白色沉淀）．

Answer 1

分析 （1）配制溶液时需要玻璃棒进行搅拌，加速溶解；
（2）根据各物质与盐酸的反应分析有气体产生的可能；Na₂SO₃溶液加入硝酸酸化的BaCl₂溶液产生的白色沉淀为硫酸钡；
（3）硝酸能氧化亚硫酸根离子，考虑不使用硝酸钡；
（4）向B溶液中滴加H₂SO₄溶液，观察到沉淀和气体，则B溶液为Na₂S₂O₃，Na₂S₂O₃水解显碱性；
（5）①根据装置：烧瓶中浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体，二氧化硫气体与氯化铁发生氧化还原反应，到B溶液Na₂S₂O₃溶液中，二氧化硫溶于水显酸性使Na₂S₂O₃溶液发生歧化反应生成硫单质，溶液浑浊，最后氢氧化钠吸收未反应完的二氧化硫；
②FeCl₃溶液中发生了氧化还原反应2H₂O+SO₂+2Fe³⁺=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，根据产物亚铁离子和硫酸根离子的性质可设计验证．

解答 解：（1）配制溶液时玻璃棒的作用是进行搅拌，加速固体的溶解；
故答案为：搅拌或加速固体溶解；
（2）取A溶液加入盐酸，有气体产生的为Na₂S+2HCl=2NaCl+H₂S↑，Na₂SO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+SO₂↑，Na₂S₂O₃+2HCl=2NaCl+H₂O+SO₂↑+S↓；Na₂SO₃溶液加入硝酸酸化的BaCl₂溶液观察到白色沉淀，则该白色沉淀为硫酸钡；
故答案为：Na₂S、Na₂SO₃、Na₂S₂O₃；BaSO₄；
（3）硝酸具有强氧化性，能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子生成硫酸钡沉淀，不能排除硫酸钠，所以应选用盐酸酸化的氯化钡溶液，所以应取A溶液滴加BaCl₂溶液观察到白色沉淀，再滴加稀盐酸，沉淀完全溶解，即可证明A溶液为Na₂SO₃；
故答案为：滴加BaCl₂溶液观察到白色沉淀，再滴加稀盐酸，沉淀完全溶解；
（4）向B溶液中滴加H₂SO₄溶液，观察到沉淀和气体，则B溶液为Na₂S₂O₃，发生的反应为Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑+S↓；Na₂S₂O₃水解反应：S₂O₃^2-+H₂O?HS₂O₃^-+OH^-，所以溶液显碱性；
故答案为：S₂O₃^2-+H₂O?HS₂O₃^-+OH^-；
（5）①根据装置：烧瓶中浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体，二氧化硫气体与氯化铁发生氧化还原反应：2H₂O+SO₂+2Fe³⁺=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，到B溶液Na₂S₂O₃溶液中，二氧化硫溶于水显酸性使Na₂S₂O₃溶液发生歧化反应：H₂O+SO₂+S₂O₃^2-=S↓+2HSO₃^-，生成硫单质，溶液浑浊，最后氢氧化钠吸收未反应完的二氧化硫；
故答案为：H₂O+SO₂+S₂O₃^2-=S↓+2HSO₃^-；酸性；
②FeCl₃溶液中发生了氧化还原反应2H₂O+SO₂+2Fe³⁺=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，验证该反应的发生：
方案一：向第一份试液中加入少量酸性KMnO₄溶液，紫色褪去，二氧化硫过量，也可使紫色褪去，错误，
方案二：向第二份试液中加入KSCN溶液，再滴加新制的氯水，溶液呈红色，铁离子可使KSCN溶液呈红色，错误，应为先无明显变化，滴加新制氯水，溶液显红色，
可用K₃[Fe（CN）₆]溶液检验生成的亚铁离子，产生蓝色沉淀，或者检验硫酸根离子：向试液中加入稀盐酸，再滴加BaCl₂溶液，析出白色沉淀即可；
故答案为：一和二；K₃[Fe（CN）₆]溶液，产生蓝色沉淀（或稀盐酸，再滴加BaCl₂溶液，析出白色沉淀）．

点评 本题是一道硫元素有关离子的检验题，要熟记常见离子的特征离子反应，是解题的关键，题目难度中等．