Question

完成下列填空：
实验室用如图所示的装置，模拟工业用含硫废水生产Na₂S₂O₃?5H₂O的过程． 锥形瓶C中发生反应：Na₂S+H₂O+SO₂→Na₂SO₃+S
②2H₂S+SO₂→3S↓+2H₂O      
③S+Na₂SO₃

△

 Na₂S₂O₃
（1）若配制11.5mol/L的硫酸50 mL，需98.3%（密度1.84 g/cm³）的浓硫酸

 

mL，配制所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、

 

．
（2）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若

 

，则整个装置气密性良好．装置D的作用是

 

．装置E中为

 

溶液．
（3）装置B可用于观察SO₂的生成速率，其中的液体最好选择

 

．
a．饱和食盐水  b．饱和Na₂SO₃溶液c．饱和NaHSO₃溶液d．饱和NaHCO₃溶液
锥形瓶C的溶液中含有Na₂S和过量的Na₂SO₃．已知反应③的速率是三个反应中最慢的，则锥形瓶C中反应达到终点的现象是

 

．
（4）反应结束后，锥形瓶C的溶液中除含Na₂S₂O₃，还可能含Na₂SO₃、Na₂SO₄等杂质．用所给试剂设计实验，检测锥形瓶C的溶液中是否存在Na₂SO₄（供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液）简要说明实验操作，现象和结论：

 

．
（5）实验前锥形瓶C溶液中含有0.08molNa₂S和0.04molNa₂SO₃，反应结束后经一系列操作，得到纯净的Na₂S₂O₃?5H₂O晶体19.11g，则Na₂S₂O₃?5H₂O产率是

 

．（Na₂S₂O₃?5H₂O式量248）

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）先计算出浓硫酸的物质的量浓度为c=

1000ρω

M

，然后根据溶液稀释前后物质的量不变计算所需浓硫酸的体积；根据操作步骤选取实验仪器；
（2）利用液面差在一段时间内不变检验装置的气密性；有缓冲装置能防止倒吸；二氧化硫有毒不能直接排空，应该用碱液吸收；
（3）二氧化硫能溶于水生成亚硫酸，为防止二氧化硫溶解，应该用亚硫酸氢钠溶液洗气；观察SO₂的生成速率，发生强酸制取弱酸的反应，为使SO₂缓慢进入烧瓶C，应控制B中硫酸的加入速度，③中发生S（g）+Na₂SO₃（aq）

△   .

Na₂S₂O₃（aq），反应达到终点是S完全溶解；
（4）检测产品中是否存在Na₂SO₄，先加盐酸排除干扰，再利用氯化钡检验硫酸根离子；
（5）根据产率=

实际质量

理论质量

×100%进行计算．

解答： 解：（1）浓硫酸的物质的量浓度C=

1000×1.84g/cm 3×98.3%

98g/mol

=18.456mol/L，要配置50mL溶液，应选择50mL的容量瓶，设需要浓硫酸体积为V，则18.456mol/L×V=11.5mol/L×50mL，解得V=31.2mL；配制硫酸溶液所需的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，因为需要取浓硫酸的体积为31.2mL，所以选择50ml的量筒，要配置50ml的溶液，应选择50mL的容量瓶；
故答案为：31.2；50 mL容量瓶、50 mL量筒、胶头滴管；
（2）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若液柱高度保持不变，说明不漏气，则气密性良好；
D中左侧为短导管可防止液体倒吸；
E中盛放NaOH溶液进行尾气处理，防止含硫化合物排放在环境中，从而保护环境，
故答案为：液柱高度保持不变；安全瓶（防止倒吸）；NaOH；
（3）二氧化硫能溶于水生成亚硫酸，二氧化硫和亚硫酸钠、碳酸氢钠反应，为防止二氧化硫溶解，应该用亚硫酸氢钠溶液洗气；③中发生S（g）+Na₂SO₃（aq）

△   .

Na₂S₂O₃（aq），反应达到终点是S完全溶解，可观察到溶液变澄清（或浑浊消失），
故答案为：c；溶液变澄清（或浑浊消失）；
（4）检测产品中是否存在Na₂SO₄，操作、现象和结论为取少量产品溶于足量稀盐酸中，静置，取上层清液（或过滤后取滤液），滴加BaCl₂溶液，若出现白色沉淀则说明含有Na₂SO₄杂质，
故答案为：取少量产品溶于足量稀盐酸中，静置，取上层清液（或过滤后取滤液），滴加BaCl₂溶液，若出现白色沉淀则说明含有Na₂SO₄杂质．
（5）由①Na₂S+H₂O+SO₂→Na₂SO₃+H₂S
       0.08mol     0.08mol  0.08mol        
②2H₂S+SO₂→3S↓+2H₂O      
0.08mol     0.12mol      
③S+Na₂SO₃

△

 Na₂S₂O₃
0.12mol  0.12mol      
则生成Na₂S₂O₃?5H₂O也为0.12mol，所以产率是

19.11

248×0.12

×100%=64.2%，
故答案为：64.2%．

点评：本题涉及溶液的配制，气密性检验、氧化还原反应及离子检验等，侧重实验分析能力及知识综合应用能力的考查，题目难度中等．