Question

【題目】

工業上常利用含硫廢水生產Na2S2O3 ·5H2O，某小組同學用如下裝置（略去部分夾持儀器，氣密性已檢驗）模擬生產過程。實驗步驟是：先向C中燒瓶加入Na2S和Na2SO3混合溶液，再向A中燒瓶滴加濃H2SO4；待Na2S和Na2SO3完全消耗后，過濾C中混合物，濾液經結晶即得到產品。

已知：i．燒瓶C中發生反應如下：

Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)===Na2SO3(aq)+H2S(aq) （a）

2H2S(aq)+SO2(g)===3S(s)+2H2O(l)（b）

S(s)+Na2SO3(aq) Na2S2O3(aq) （c）

ii．BaS2O3易溶于水。

（1）E中的試劑是__________。

（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）已知反應（c）相對較慢，則燒瓶C中反應達到終點的現象是__________。

（4）產品中常含有Na2SO3和Na2SO4。該小組設計了以下實驗方案進行檢驗。

步驟	實驗操作	實驗現象
Ⅰ	取適量產品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液	有白色沉淀生成
Ⅱ	過濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量__________	沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產生

①步驟Ⅱ中加入的試劑可以是__________（填序號）。

A．稀硫酸 B．稀鹽酸 C．稀硝酸 D．氫氧化鈉溶液

②步驟Ⅱ設計過濾操作的目的是（用化學方程式簡要文字表述）__________。

（5）為減少裝置C中生成的Na2SO4的量，在不改變原有裝置的基礎上對原實驗步驟進行了改進，改進后的操作是__________。

（6）Na2S2O3常用作脫氯劑。Na2S2O3溶液與Cl2反應的離子方程式為__________。

Answer 1

【答案】 NaOH溶液 2:1 燒瓶中淡黃色沉淀消失，溶液變澄清 B 分離沉淀，防止S2+2H-===S↓+SO2↑+H2O產生干擾 先向A中燒瓶滴加濃H2SO4，產生的氣體將裝置中空氣排盡后，再向C中燒瓶加入Na2S和Na2S2O3混合溶液 S2+4Cl2+5H2O===10H-++8Cl-

【解析】（1）根據實驗流程分析可知，實驗最后有二氧化硫或硫化氫等尾氣，會污染空氣，要用氫氧化鈉溶液吸收，所以E中的試劑是NaOH溶液，故答案為：NaOH溶液；

（2）根據反應Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）═Na2SO3（aq）+H2S（aq）、2H2S（aq）+SO2（g）═3S（s）+2H2O（l）、S（s）+Na2SO3（aq）Na2S2O3（aq）可知，Na2S和Na2SO3反應的總方程式為2Na2S+3SO2+Na2SO3=3Na2S2O3，所以Na2S和Na2SO3物質的量之比為2：1，故答案為：2：1；

（3）根據題中反應原理可知，反應的最后一步是硫與亞硫酸鈉反應，反應達到終點時，應是硫與亞硫酸鈉恰好完全反應，此時的現象是燒瓶中淡黃色沉淀消失，溶液變澄清，故答案為：燒瓶中淡黃色沉淀消失，溶液變澄清；

（4）檢驗產品中是否含有Na2SO3和Na2SO4，由于BaS2O3易溶于水，所以可以向樣品的溶液中加入氯化鋇，若有沉淀，則有Na2SO3或Na2SO4，再將沉淀過濾、洗滌后，向沉淀中加入稀鹽酸，看沉淀能否溶解，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產生，則說明既有Na2SO3又有Na2SO4；

①根據上面的分析可知，步驟II中加入的試劑可以是稀鹽酸，故選B；

②步驟II設計過濾操作的目的是分離沉淀，防止溶液中的S2O32-遇酸發生反應：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O，干擾實驗觀察，故答案為：分離沉淀，防止溶液中的S2O32-遇酸發生反應：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O，干擾實驗觀察；

（5）用Na2S和Na2CO3混合溶液代替Na2S和Na2SO3混合溶液可以減小溶液中的硫酸鈉的產生，所以為減少裝置C中生成的Na2SO4的量，在不改變原有裝置的基礎上對原實驗步驟進行改進，可以先向A中燒瓶滴加濃H2SO4，產生的氣體將裝置中空氣排盡后，再向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，故答案為：先向A中燒瓶滴加濃H2SO4，產生的氣體將裝置中空氣排盡后，再向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液；

（6）Na2S2O3溶液與Cl2發生氧化還原反應，生成硫酸根和氯離子，反應的離子方程式為S2O32-+4Cl2+5H2O═2SO42-+8Cl-+10H+，故答案為：S2O32-+4Cl2+5H2O═2SO42-+8Cl-+10H+。