Question

(10分)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遇酸易分解：S₂O＋2H^＋===S↓＋SO₂↑＋H₂O供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液。

（1）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________________，则整个装置气密性良好。装置D的作用是__________。装置E中为________溶液。

（2）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________。

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__________________。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有________。

a．烧杯     b．蒸发皿     c．试管     d．锥形瓶

（3）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na₂S和Na₂SO₃恰好完全反应，则烧瓶C中Na₂S和Na₂SO₃物质的量之比为________。

（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。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na₂SO₄，简要说明实验操作、现象和结论：________________________________________。

Answer

共10分

（1）液柱高度保持不变(1分) 防止倒吸(1分) NaOH(1分，合理答案均可)

（2）c(1分) 溶液变澄清(或浑浊消失) (1分) a、d(1分，错选或漏选均无分)

（3）2∶1(2分)

（4）取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层溶液(或过滤、取滤液)，滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理答案均可) (2分，若无取上层溶液或过滤操作，其他操作正确扣一分；若直接加BaCl2溶液零分)

【解析】

试题分析：（1）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；D中左侧为短导管可防止液体倒吸；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。

（2）观察SO2的生成速率，发生强酸制取弱酸的反应，a不生成二氧化硫，bd中物质均与二氧化硫反应，只有c中饱和NaHSO3溶液适合制取二氧化硫；Ⅲ中发生S（g）+Na2SO3（aq）Na2S2O3（aq），反应达到终点是S完全溶解，可观察到溶液变澄清（或浑浊消失）；烧杯、锥形瓶需要加热时必须使用石棉网，故答案为ad。

（3）C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，由Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）═Na2SO3（aq）+H2S（aq）（Ⅰ）2H2S（aq）+SO2（g）═3S（s）+2H2O（l）（Ⅱ）

S（g）+Na2SO3（aq）Na2S2O3（aq）（Ⅲ）

可知，（Ⅰ）×2+（Ⅱ）+（Ⅲ）×3，得到总反应为2Na2S（aq）+Na2SO3（aq）+3SO2（g）3Na2S2O3（aq），则C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2：1。

（4）检测产品中是否存在Na2SO4，操作、现象和结论为取少量产品溶于足量稀盐酸中，静置，取上层清液（或过滤后取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质。

考点：本题考查实验方案的分析与评价、气密性检验、氧化还原反应及离子检验。