Question

【題目】硫的化合物種類較多，用途廣泛。

I：焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一，其制備的反應原理為：Na2SO3+ SO2==Na2S2O5

某研究小組利用下圖裝置制取Na2S2O5，盛硫酸的儀器叫分液漏斗。

（1）寫出裝置甲中發生反應的化學方程式__________________。

（2）關閉K3，要求只檢查裝置甲的氣密性，請至少寫出兩種不同的操作方法。

方法1：_________________________。

方法2：_________________________。

方法3：_________________________。

（3）裝置乙的作用是________________。

（4）寫出焦亞硫酸鈉晶體在空氣中被完全氧化的化學方程式_____________。

II：硫化氫的轉化是資源利用和環境保護的重要研究課題。將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3 、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反應用以回收S，其物質轉化如圖所示。

（1）反應中當有34gH2S轉化為硫單質時，保持溶液中Fe3＋的量不變，需要消耗O2的質量為 _____________。

（2）在溫度一定和不補加溶液的條件下，緩慢通入混合氣體，并充分攪拌。欲使生成的硫單質中不含CuS，可采取的措施是___________________。

（3）寫出圖中各步轉化的化學方程式：____________________。

Answer 1

【答案】 Na2SO3 + H2SO4==Na2SO4 + SO2 ↑+ H2O 關閉K2，打開K1，向分液漏斗中加一定量的水，一段時間后水不能繼續滴入燒瓶，則表明裝置氣密性良好。 關閉K1，打開K2，在K2下端連接導管并插入水面下，雙手捂住圓底燒瓶外壁，若導管口有氣泡冒出，松開手過一會兒，導管內形成一段水柱，則表明裝置氣密性良好。 關閉K1，打開K2，在K2下端連接注射器，先外拉注射器活塞，后松開手，活塞恢復原位，則表明裝置氣密性良好。 防止倒吸 Na2S2O5+ O2 ==Na2S2O7 16g 增大混合氣體中空氣的比例或補充空氣（或氧氣）、將空氣改為氧氣 CuCl2+H2S==CuS↓+2HCl

2FeCl3+CuS=S↓+2FeCl2+ CuCl2

4FeCl2+O2+4HCl=4FeCl3+2H2O

【解析】I：(1). 實驗室常用濃硫酸與亞硫酸鈉反應制取二氧化硫，所以裝置甲中發生反應的化學方程式為：Na2SO3 + H2SO4==Na2SO4 + SO2 ↑+ H2O。

(2). 關閉K3，只檢查裝置甲的氣密性的方法有多種，方法1：關閉K2，打開K1，向分液漏斗中加一定量的水，一段時間后水不能繼續滴入燒瓶，則表明裝置氣密性良好。 方法2：關閉K1，打開K2，在K2下端連接導管并插入水面下，雙手捂住圓底燒瓶外壁，若導管口有氣泡冒出，松開手過一會兒，導管內形成一段水柱，則表明裝置氣密性良好。 方法3：關閉K1，打開K2，在K2下端連接注射器，先外拉注射器活塞，后松開手，活塞恢復原位，則表明裝置氣密性良好。

(3).二氧化硫在飽和亞硫酸鈉溶液中的溶解度較大，若二氧化硫的氣流不穩定則會發生倒吸，如果沒有裝置乙，則倒吸的溶液會進入甲裝置從而影響二氧化硫氣體的發生，所以 裝置乙的作用是安全瓶、防止倒吸。

(4).焦亞硫酸鈉晶體在空氣中被完全氧化，則氧氣是氧化劑、焦亞硫酸鈉是還原劑，焦亞硫酸鈉中的S是+4價的，被氧化后S的化合價要升高到+6，所以化學方程式為：Na2S2O5+ O2 ==Na2S2O7。

II：由圖中可知，當混合氣體通入混合液后，硫化氫可與氯化銅反應生成難溶于水、難溶于酸的硫化銅沉淀，然后溶液中的Fe3+將CuS是氧化成S，同時Fe3+被還原為Fe2+，溶解在溶液中氧氣又將Fe2+氧化為Fe3+ 。(1). 反應中當有34gH2S轉化為硫單質時，保持溶液中Fe3＋的量不變，則氧氣只與硫化氫發生置換反應，1molH2S只需要消耗O2 0.5mol,所以需要消耗O2的質量為16g。 (2).由于CuS是被Fe3+氧化成S的，同時Fe3+被還原為Fe2+，所以欲使生成的硫單質中不含CuS，應設法將溶液中的Fe3+的濃度維持在較高的水平。“在溫度一定和不補加溶液的條件下，緩慢通入混合氣體，并充分攪拌”，只有盡可能增大溶液中氧氣的濃度以加快將Fe2+氧化為Fe3+的反應速率，并將Fe2+充分氧化才能達到這一目標。所以可采取的措施是增大混合氣體中空氣的比例或補充空氣（或氧氣）、將空氣改為氧氣 。(3).各步轉化的化學方程式： CuCl2+H2S==CuS↓+2HCl ，2FeCl3+CuS=S↓+2FeCl2+ CuCl2 ，4FeCl2+O2+4HCl=4FeCl3+2H2O