Question

【題目】實驗室用如下圖所示的裝置，模擬工業用含硫廢水生產Na2S2O3·5H2O的過程。

錐形瓶C中發生反應：

①Na2S+H2O+SO2→Na2SO3+S

②2H2S+SO2→3S↓+2H2O

③S+Na2SO3Na2S2O3

(1)儀器組裝完成后，關閉兩端活塞，向裝置B中的長頸漏斗內注入液體至形成一段液柱，若__________________，則整個裝置氣密性良好。裝置D的作用是_________。裝置E中為_________溶液。

(2)裝置B可用于觀察SO2的生成速率，其中的液體最好選擇_________。

a．飽和食鹽水 b．飽和Na2SO3溶液 c．飽和NaHSO3溶液 d．飽和NaHCO3溶液

錐形瓶C的溶液中含有Na2S和過量的Na2SO3．已知反應③的速率是三個反應中最慢的，則錐形瓶C中反應達到終點的現象是__________。

(3)反應結束后，錐形瓶C的溶液中除含Na2S2O3，還可能含Na2SO3、Na2SO4等雜質。用所給試劑設計實驗，檢測錐形瓶C的溶液中是否存在Na2SO4（供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液）簡要說明實驗操作，現象和結論：_________________。

(4)實驗前錐形瓶C溶液中含有0.08molNa2S和0.04molNa2SO3，反應結束后經一系列操作，得到純凈的Na2S2O3·5H2O晶體19.11g，則Na2S2O3·5H2O產率是_________（Na2S2O3·5H2O式量248）

Answer 1

【答案】一段時間內保持不變 防倒吸 NaOH c 溶液變澄清 加入鹽酸，Na2S2O3反應S沉淀，所以靜置后取上層清液，滴加BaCl2溶液，若出現沉淀則說明含有Na2SO4雜質 0.64

【解析】

（1）利用液面差在一段時間內不變檢驗裝置的氣密性；有緩沖裝置能防止倒吸；二氧化硫有毒不能直接排空，應該用堿液吸收；
（2）二氧化硫能溶于水生成亞硫酸，為防止二氧化硫溶解，應該用亞硫酸氫鈉溶液洗氣；觀察SO2的生成速率，發生強酸制取弱酸的反應，為使SO2緩慢進入燒瓶C，應控制B中硫酸的加入速度，③中發生S（g）+Na2SO3（aq）=Na2S2O3（aq），反應達到終點是S完全溶解；
（3）檢測產品中是否存在Na2SO4，先加鹽酸排除干擾，再利用氯化鋇檢驗硫酸根離子；
（4）根據產率=實際質量/理論質量×100%進行計算。

（1）儀器組裝完成后，關閉兩端活塞，向裝置B中的長頸漏斗內注入液體至形成一段液柱，若液柱高度保持不變，說明不漏氣，則氣密性良好；D中左側為短導管可防止液體倒吸；E中盛放NaOH溶液進行尾氣處理，防止含硫化合物排放在環境中，從而保護環境；

（2）二氧化硫能溶于水生成亞硫酸，二氧化硫和亞硫酸鈉、碳酸氫鈉反應，為防止二氧化硫溶解，應該用亞硫酸氫鈉溶液洗氣；③中發生S（g）+Na2SO3（aq）=Na2S2O3（aq），反應達到終點是S完全溶解，可觀察到溶液變澄清（或渾濁消失）；

（4）檢測產品中是否存在Na2SO4，取少量產品溶于足量稀鹽酸中，靜置，取上層清液（或過濾后取濾液），滴加BaCl2溶液，若出現白色沉淀則說明含有Na2SO4雜質；
（5）由①Na2S+H2O+SO2→Na2SO3+H2S可知，0.08mol硫化鈉生成0.08mol硫化氫和0.08mol亞硫酸鈉，由②2H2S+SO2→3S↓+2H2O可知，0.08mol硫化氫反應生成0.12mol硫單質，由③S+Na2SO3=Na2S2O3可知，0.12mol硫單質生成0.12mol硫代硫酸鈉，所以產率是 。