Question

（20分）工業上常利用含硫廢水生產Na₂S₂O₃?5H₂O，實驗室可用如下裝置（略去部分加持儀器）模擬生成過程。

燒瓶C中發生反應如下：
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）
（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注，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）為提高產品純度，應使燒瓶C中Na₂S和Na₂SO₃恰好完全反應，則燒瓶C中Na₂S和Na₂SO₃物質的量之比為             。
（3）裝置B的作用之一是觀察SO₂的生成速率，其中的液體最好選擇          。
a．蒸餾水                     b．飽和Na₂SO₃溶液
c．飽和NaHSO₃溶液            d．飽和NaHCO₃溶液
實驗中，為使SO₂緩慢進入燒瓶C，采用的操作是           。已知反應（III）相對較慢，則燒瓶C中反應達到終點的現象是              。反應后期可用酒精燈適當加熱燒瓶A，實驗室用酒精燈加熱時必須使用石棉網的儀器含有                  。
a．燒杯    b．蒸發皿      c．試管      d．錐形瓶
（4）反應終止后，燒瓶C中的溶液經蒸發濃縮即可析出Na₂S₂O₃?5H₂O，其中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等雜質。利用所給試劑設計實驗，檢測產品中是否存在Na₂SO₄，簡要說明實驗操作，現象和結論：
                                                                            。
已知Na₂S₂O₃?5H₂O遇酸易分解：S₂O₃²?+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O
供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液

Answer 1

（1）液注高度保持不變；防止倒吸；NaOH（合理即得分）
（2）2:1
（3）c；控制滴加硫酸的速度（合理即得分）；溶液變澄清（或渾濁消失）；a、d
（4）取少量產品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層清液（或過濾，取濾液），滴加BaCl₂溶液，若出現沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質。（合理即得分）

試題分析：（1）液注高度保持不變，說明氣密性良好；D為安全瓶，防止倒吸；裝置E起到吸收尾氣中SO₂、H₂S的作用，可選用NaOH溶液。
（2）根據題目所給3個反應，可得出對應關系：2Na₂S ~ 2H₂S ~ 3S ~3 Na₂SO₃，2Na₂S反應時同時生成2Na₂SO₃，還需要1Na₂SO₃，所以燒瓶C中Na₂S和Na₂SO₃物質的量之比為2:1
（3）SO₂易溶于水，能與Na₂SO₃溶液、NaHCO₃溶液反應，但在NaHSO₃溶液中溶解度較小，所以c項正確；SO₂為70% H₂SO₄與Na₂SO₃反應制取，所以為使SO₂緩慢進入燒瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度；反應III 固體S反應，所以燒瓶C中反應達到終點的現象是溶液變澄清（或渾濁消失）；蒸發皿和試管可以直接加熱，燒杯和錐形瓶加熱時需要使用石棉網，故a、d正確。
（4）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。