Question

实验室用如下图所示的装置，模拟工业用含硫废水生产Na₂S₂O₃·5H₂O的过程。

 

锥形瓶C中发生反应：

①Na₂S+H₂O+SO₂→Na₂SO₃+S

②2H₂S+SO₂→3S↓+2H₂O       

③S+Na₂SO₃Na₂S₂O₃ 

(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可用于观察SO₂的生成速率，其中的液体最好选择_________。

a．饱和食盐水      b．饱和Na₂SO₃溶液    c．饱和NaHSO₃溶液    d．饱和NaHCO₃溶液

锥形瓶C的溶液中含有Na₂S和过量的Na₂SO₃．已知反应③的速率是三个反应中最慢的，则锥形瓶C中反应达到终点的现象是__________。

(3)反应结束后，锥形瓶C的溶液中除含Na₂S₂O₃，还可能含Na₂SO₃、Na₂SO₄等杂质。用所给试剂设计实验，检测锥形瓶C的溶液中是否存在Na₂SO₄（供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液）简要说明实验操作，现象和结论：_________________。

(4)实验前锥形瓶C溶液中含有0.08molNa₂S和0.04molNa₂SO₃，反应结束后经一系列操作，得到纯净的Na₂S₂O₃·5H₂O晶体19.11g，则Na₂S₂O₃·5H₂O产率是_________（Na₂S₂O₃·5H₂O式量248）

Answer

一段时间内保持不变 防倒吸 NaOH c 溶液变澄清 加入盐酸，Na2S2O3反应S沉淀，所以静置后取上层清液，滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质 0.64

【解析】

（1）利用液面差在一段时间内不变检验装置的气密性；有缓冲装置能防止倒吸；二氧化硫有毒不能直接排空，应该用碱液吸收；
（2）二氧化硫能溶于水生成亚硫酸，为防止二氧化硫溶解，应该用亚硫酸氢钠溶液洗气；观察SO2的生成速率，发生强酸制取弱酸的反应，为使SO2缓慢进入烧瓶C，应控制B中硫酸的加入速度，③中发生S（g）+Na2SO3（aq）=Na2S2O3（aq），反应达到终点是S完全溶解；
（3）检测产品中是否存在Na2SO4，先加盐酸排除干扰，再利用氯化钡检验硫酸根离子；
（4）根据产率=实际质量/理论质量×100%进行计算。

（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，说明不漏气，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，从而保护环境；

（2）二氧化硫能溶于水生成亚硫酸，二氧化硫和亚硫酸钠、碳酸氢钠反应，为防止二氧化硫溶解，应该用亚硫酸氢钠溶液洗气；③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）；

（4）检测产品中是否存在Na2SO4，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）由①Na2S+H2O+SO2→Na2SO3+H2S可知，0.08mol硫化钠生成0.08mol硫化氢和0.08mol亚硫酸钠，由②2H2S+SO2→3S↓+2H2O可知，0.08mol硫化氢反应生成0.12mol硫单质，由③S+Na2SO3= Na2S2O3 可知，0.12mol硫单质生成0.12mol硫代硫酸钠，所以产率是 。