Question

硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na₂S₂O₃·5H₂O)。

Ⅰ.[查阅资料]

（1）Na₂S₂O₃·5H₂O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl₂溶液混合无沉淀生成。

（2）向Na₂CO₃和Na₂S混合溶液中通入SO₂可制得Na₂S₂O₃，所得产品常含有少量Na₂SO₃和Na₂SO₄。

Ⅱ.[制备产品]实验装置如图所示(省略夹持装置)：

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)

实验步骤：

①待Na₂S和Na₂CO₃完全消耗后，结束反应。

②向C中烧瓶加入Na₂S和Na₂CO₃混合溶液

③检查装置气密性，按图示加入试剂。

④向A中烧瓶滴加浓H₂SO₄。

⑤过滤C中混合物，滤液经蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。

（1）E中的试剂是____________(选填下列字母编号)。

A．稀H₂SO₄       B．NaOH溶液        C．饱和NaHSO₃溶液

（2）正确的操作顺序是                

（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

Ⅲ.[探究与反思]

（1）为验证产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO₃、稀H₂SO₄、稀HCl、蒸馏水中选择)

取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，________________ ，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄。

（2）为减少装置C中生成Na₂SO₄的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤（2）进行了改进，改进后的操作是___________________。

（3）Na₂S₂O₃·5H₂O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过____________方法提纯。

Answer

Ⅱ.（1）B；（2）③②④①⑤；（3）C

Ⅲ.（1）过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl（2）先向A中烧瓶滴加浓H2SO4，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液；（3）重结晶；

【解析】

试题分析：Ⅱ.（1）E中的试剂是NaOH溶液，目的是吸收剩余的二氧化硫，因为二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应，与稀H2SO4和饱和NaHSO3溶液不反应，故答案为：B；

（2）反应中有气体参与，首先检查装置气密性，按图示加入试剂，然后向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，向A中烧瓶滴加浓H2SO4，待Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应。过滤C中混合物，滤液经蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。因此正确的操作顺序为③②④①⑤，故答案为：③②④①⑤；

（3）a．二氧化硫能够溶于水，二氧化硫通过蒸馏水，不能很好的观察SO2的生成速率，错误；b．二氧化硫能够与饱和Na2SO3溶液反应生成亚硫酸氢钠，不能很好的观察SO2的生成速率，错误；c．二氧化硫与饱和NaHSO3溶液不反应，能够观察SO2的生成速率，正确；d．二氧化硫能够与饱和NaHCO3溶液反应放出二氧化碳气体，不能很好的观察SO2的生成速率，错误；故选c；

Ⅲ．（1）根据：Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成；Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀HCl；BaSO4难溶于水，难溶于稀HCl，以及硝酸具有强氧化性、加入硫酸会引入硫酸根离子可知，取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可以确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4，故答案为：过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸；

（2）因为亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠，所以为减少装置C中生成Na2SO4的量，改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液，故答案为：先向A中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液；

（3）Na2S2O3•5H2O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过重结晶方法提纯，故答案为：重结晶

考点：考查了制备实验方案的设计的相关知识。