Question

Na₂S₂O₃·5H₂O可作为高效脱氯剂，工业上用硫铁矿(FeS₂)为原料制备该物质的流程如下。

已知：I．气体A可以使品红溶液褪色，与硫化氢(H₂S)混合能获得单质硫。

II．pH约为11的条件下，单质硫与亚硫酸盐可以共热生成硫代硫酸盐。

回答下列问题：

（1）沸腾炉中将粉碎的硫铁矿用空气吹动使之达到“沸腾”状态，其目的是_____________。

（2）吸收塔中的原料B可以选用____________(填字母序号)。

a．NaCl溶液           b．Na₂CO₃溶液           c．Na₂SO₄溶液

（3）某小组同学用下图装置模拟制备Na₂S₂O₃的过程(加热装置已略去)。

①A中使用70%的硫酸比用98%的浓硫酸反应速率快，其原因是______________。装置B的作用是___________________。

②C中制备Na₂S₂O₃发生的连续反应有：Na₂S +H₂O +SO₂=Na₂SO₃ +H₂S、____________和__________。

（4）工程师设计了从硫铁矿获得单质硫的工艺，将粉碎的硫铁矿用过量的稀盐酸浸取，得到单质硫和硫化氢气体，该反应的化学方程式为_________________。

Answer

（1）使固体与气体充分接触，加快反应速率（2）b

（3）① 该反应的实质是H+与SO32－反应，70%的硫酸中含水较多，c(H+)和c(SO32－)都较大，生成SO2速率更快；防止倒吸

②2H2S+SO2＝3S+2H2O(或2H2S+H2SO3＝3S↓+3H2O)

Na2SO3+SNa2S2O3

（4）FeS2+2HCl＝FeCl2+H2S↑+S↓

【解析】

试题分析：硫铁矿在沸腾炉中燃烧生成氧化铁与二氧化硫，气体A为二氧化硫，溶液D蒸发浓缩、冷却结晶得到硫代硫酸钠晶体，故D为Na2S2O3，单质单质硫与亚硫酸盐可以共热生成硫代硫酸盐，则溶液C为Na2SO3，故原料B为可以为碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液。

（1）沸腾炉中将粉碎的硫铁矿用空气吹动使之达到“沸腾”状态，其目的是：使固体与气体充分接触，加快反应速率，故答案为：使固体与气体充分接触，加快反应速率；

（2）B吸收二氧化硫转化为亚硫酸钠，碳酸钠可以与二氧化硫反应生成亚硫酸钠与二氧化硫，而NaCl、硫酸钠不与二氧化硫反应，故选：b；

（3）A为制备二氧化硫，二氧化硫在C中与硫化钠溶液反应得到硫化氢，硫化氢与二氧化硫反应得到S单质，S单质与亚硫酸钠反应得到硫代硫酸钠，C中反应导致装置内压强减小，B装置作用是防止倒吸。

①该反应的实质是H+与SO32-反应，70%的硫酸中含水较多，c(H+)和c(SO32-)都较大，生成SO2速率更快；B装置作用是防止倒吸，故答案为：该反应的实质是H+与SO32-反应，70%的硫酸中含水较多，c(H+)和c(SO32-)都较大，生成SO2速率更快；B防止倒吸；

②C中制备Na2S2O3发生的连续反应有：Na2S+H2O+SO2═Na2SO3+H2S、2H2S+SO2═3S↓+2H2O 或 2H2S+H2SO3═3S↓+3H2O 和Na2SO3+SNa2S2O3，故答案为：2H2S+SO2═3S↓+2H2O 或 2H2S+H2SO3═3S↓+3H2O；Na2SO3+SNa2S2O3；

（4）由题目信息可知，FeS2与HCl反应生成H2S、S，同时还生成FeCl2，反应方程式为：FeS2+2HCl═FeCl2+H2S↑+S↓，故答案为：FeS2+2HCl═FeCl2+H2S↑+S↓。

考点：考查了制备实验方案的设计的相关知识。