Question

【题目】硫的化合物种类较多，用途广泛。

I：焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一，其制备的反应原理为：Na2SO3+ SO2==Na2S2O5

某研究小组利用下图装置制取Na2S2O5，盛硫酸的仪器叫分液漏斗。

（1）写出装置甲中发生反应的化学方程式__________________。

（2）关闭K3，要求只检查装置甲的气密性，请至少写出两种不同的操作方法。

方法1：_________________________。

方法2：_________________________。

方法3：_________________________。

（3）装置乙的作用是________________。

（4）写出焦亚硫酸钠晶体在空气中被完全氧化的化学方程式_____________。

II：硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3 、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应用以回收S，其物质转化如图所示。

（1）反应中当有34gH2S转化为硫单质时，保持溶液中Fe3＋的量不变，需要消耗O2的质量为 _____________。

（2）在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施是___________________。

（3）写出图中各步转化的化学方程式：____________________。

Answer 1

【答案】 Na2SO3 + H2SO4==Na2SO4 + SO2 ↑+ H2O 关闭K2，打开K1，向分液漏斗中加一定量的水，一段时间后水不能继续滴入烧瓶，则表明装置气密性良好。 关闭K1，打开K2，在K2下端连接导管并插入水面下，双手捂住圆底烧瓶外壁，若导管口有气泡冒出，松开手过一会儿，导管内形成一段水柱，则表明装置气密性良好。 关闭K1，打开K2，在K2下端连接注射器，先外拉注射器活塞，后松开手，活塞恢复原位，则表明装置气密性良好。 防止倒吸 Na2S2O5+ O2 ==Na2S2O7 16g 增大混合气体中空气的比例或补充空气（或氧气）、将空气改为氧气 CuCl2+H2S==CuS↓+2HCl

2FeCl3+CuS=S↓+2FeCl2+ CuCl2

4FeCl2+O2+4HCl=4FeCl3+2H2O

【解析】I：(1). 实验室常用浓硫酸与亚硫酸钠反应制取二氧化硫，所以装置甲中发生反应的化学方程式为：Na2SO3 + H2SO4==Na2SO4 + SO2 ↑+ H2O。

(2). 关闭K3，只检查装置甲的气密性的方法有多种，方法1：关闭K2，打开K1，向分液漏斗中加一定量的水，一段时间后水不能继续滴入烧瓶，则表明装置气密性良好。 方法2：关闭K1，打开K2，在K2下端连接导管并插入水面下，双手捂住圆底烧瓶外壁，若导管口有气泡冒出，松开手过一会儿，导管内形成一段水柱，则表明装置气密性良好。 方法3：关闭K1，打开K2，在K2下端连接注射器，先外拉注射器活塞，后松开手，活塞恢复原位，则表明装置气密性良好。

(3).二氧化硫在饱和亚硫酸钠溶液中的溶解度较大，若二氧化硫的气流不稳定则会发生倒吸，如果没有装置乙，则倒吸的溶液会进入甲装置从而影响二氧化硫气体的发生，所以 装置乙的作用是安全瓶、防止倒吸。

(4).焦亚硫酸钠晶体在空气中被完全氧化，则氧气是氧化剂、焦亚硫酸钠是还原剂，焦亚硫酸钠中的S是+4价的，被氧化后S的化合价要升高到+6，所以化学方程式为：Na2S2O5+ O2 ==Na2S2O7。

II：由图中可知，当混合气体通入混合液后，硫化氢可与氯化铜反应生成难溶于水、难溶于酸的硫化铜沉淀，然后溶液中的Fe3+将CuS是氧化成S，同时Fe3+被还原为Fe2+，溶解在溶液中氧气又将Fe2+氧化为Fe3+ 。(1). 反应中当有34gH2S转化为硫单质时，保持溶液中Fe3＋的量不变，则氧气只与硫化氢发生置换反应，1molH2S只需要消耗O2 0.5mol,所以需要消耗O2的质量为16g。 (2).由于CuS是被Fe3+氧化成S的，同时Fe3+被还原为Fe2+，所以欲使生成的硫单质中不含CuS，应设法将溶液中的Fe3+的浓度维持在较高的水平。“在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌”，只有尽可能增大溶液中氧气的浓度以加快将Fe2+氧化为Fe3+的反应速率，并将Fe2+充分氧化才能达到这一目标。所以可采取的措施是增大混合气体中空气的比例或补充空气（或氧气）、将空气改为氧气 。(3).各步转化的化学方程式： CuCl2+H2S==CuS↓+2HCl ，2FeCl3+CuS=S↓+2FeCl2+ CuCl2 ，4FeCl2+O2+4HCl=4FeCl3+2H2O