Question

工业上常利用含硫废水生产海波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＋H₂O＋SO₂＝Na₂SO₃＋H₂S  (Ⅰ)

2H₂S＋SO₂＝3S＋2H₂O   (Ⅱ)

S＋Na₂SO₃＝Na₂S₂O₃   (Ⅲ)

（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）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              。

（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           。

a．蒸馏水                      b．饱和Na₂SO₃溶液

c．饱和NaHSO₃溶液              d．饱和NaOH溶液

（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na₂S₂O₃·5H₂O，其中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等杂质。利用所给试剂（稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液）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：                       。

已知Na₂S₂O₃·5H₂O遇酸易分解：S₂O₃^2-＋2H⁺＝S↓＋SO₂↑＋H₂O

（5）为了测定某海波样品的成分，称取三份质量不同的该样品，分别加入相同浓度的硫酸溶液20mL，充分反应后滤出硫，微热滤液使生成的SO₂全部逸出。

测得有关实验数据如下（标准状况）：

	第一份	第二份	第三份
样品的质量/g	12.60	18.90	28.00
二氧化硫的体积/L	1.12	1.68	2.24

所用硫酸溶液中溶质的物质的量浓度为                       。

Answer

（1）长颈漏斗中液柱液面保持不变 防止倒吸 NaOH

（2）2:1(2分) （3）C

（4）取样，溶于水，加入稀HCl(过量)，无明显现象后，在上层清液中滴加BaCl2溶液，若产生沉淀则含SO42- (2分)

（5）5mol/L (2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）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

（3）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

（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。

（5）通过图表数据分析第三组实验数据表明，硫酸完全反应，有关化学方程式为：

Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，根据S原子守恒得：n（SO2）=n（H2SO4）=2.24L/22.4L/mol=0.1mol，C=n/V=0.1mol/0.02L=5mol/l。

考点：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