Question

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)

（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                  。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与Na₂SO₃的物质的量之比为         。

（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NaHCO₃溶液

实验中，为使SO₂缓慢进入烧瓶C，采用的操作是         。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

（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：                           。

已知Na₂S₂O₃·5H₂O遇酸易分解：S₂O₃^2—＋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

Answer

（1）液柱高度保持不变 防止倒吸 NaOH(合理即得分)；

（2）2∶1

（3）c；控制滴加硫酸的速度(合理即得分) 溶液变澄清(或浑浊消失)；a、d

（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(合理即得分)

【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，故答案为：液柱高度保持不变；防止倒吸；NaOH；

（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，故答案为：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；为使SO2缓慢进入烧瓶C，应控制B中滴加硫酸的速度，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：c；控制滴加硫酸的速度；溶液变澄清(或浑浊消失)；ad；

（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，故答案为：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：考查了气密性检验、氧化还原反应及离子检验等相关知识。