Question

12．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）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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，若液柱高度保持不變，則整個裝置氣密性良好．裝置D的作用是防止倒吸，裝置E中為NaOH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2：1．
（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c（填序號）．
a．蒸餾水                     b．飽和NaHSO₃溶液
c．飽和Na₂SO₃溶液              d．飽和NaHCO₃溶液
已知反應（Ⅲ）相對較慢，則燒瓶C中反應達到終點的現象是控制滴加硫酸的速度．
（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：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），滴入幾滴BaCl₂溶液，
若產生白色沉淀則說明產品中含有Na₂SO₄，若沒有產生白色沉淀則說明產品中不含Na₂SO₄．
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

分析 （1）液柱高度保持不變，說明氣密性良好；D中左側為短導管，為安全瓶，防止倒吸；裝置E起到吸收尾氣中SO₂、H₂S的作用；
（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；
（3）觀察SO₂的生成速率，裝置B中的溶液不能與二氧化硫反應也不能吸收二氧化硫，通過控制滴加硫酸的速度，可以控制產生二氧化硫的速率，據此答題；
（4）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．

解答 解：（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，則氣密性良好；D中左側為短導管，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，
故答案為：液柱高度保持不變；防止倒吸；NaOH；
（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，
故答案為：2：1；
（3）觀察SO₂的生成速率，發生強酸制取弱酸的反應，a不生成二氧化硫，bd中物質均與二氧化硫反應，只有c中飽和NaHSO₃溶液適合制取二氧化硫，通過控制滴加硫酸的速度，可以控制產生二氧化硫的速率，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，
故答案為：c；控制滴加硫酸的速度；
（4）檢測產品中是否存在Na₂SO₄，操作、現象和結論為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），滴入幾滴BaCl₂溶液，若產生白色沉淀則說明產品中含有Na₂SO₄，若沒有產生白色沉淀則說明產品中不含Na₂SO₄，
故答案為：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），滴入幾滴BaCl₂溶液，若產生白色沉淀則說明產品中含有Na₂SO₄，若沒有產生白色沉淀則說明產品中不含Na₂SO₄．

點評 本題考查實驗方案的分析與評價，涉及氣密性檢驗、離子檢驗、對操作的分析評價等，側重實驗分析能力及知識綜合應用能力的考查，（2）為易錯點，可以利用總反應的分析，題目難度中等．