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5.硫代硫酸钠(Na2S2O3)是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定,在酸性条件下易分解,在空气中易被氧化.某化学兴趣小组通过如图装置(省略夹持装置)制备Na2S2O3
(1)实验开始的步骤,组装好仪器检查装置气密性,按图示加入试剂,关闭K1打开K2,先向C中烧瓶加入Na2S和 Na2S2O3混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4
(2)C中的烧瓶发生如下反应:2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3+CO2,反应开始后,C中先有浑浊产生,后又变澄清,此浑浊物是硫;为了保证Na2S2O3的产量,实验中通入C的SO2不能过量,用离子方程式表示其原因S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O.
(3)该实验制得的产品中含有NaSO4杂质,为减少装置C中生成Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对实验开始的步骤进行了改进,改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓H2SO4,产生的气体将装置中空气排尽后,再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3溶液.
(4)B装置可以起到安全瓶,防止倒吸的作用,另外在实验结束后拆除装置时还可以防止污染空气,具体操作方法是在a处连接盛NaOH溶液的注射器,再关闭K2打开K1
(5)制取Na2S2O3的另一种方法是直接将硫粉和亚硫酸钠,数混合共热制取.为探究制取硫代硫酸钠最佳条件,设计如下对比实验(每次实验时亚硫酸钠质量均为63g,反应时间为30min):
实验序号溶液pH亚硫酸钠与水的质量比反应温度硫粉质量亚硫酸钠转化率
1101.5:1100℃1880.7%
2101.1:1100℃1894.6%
①实验1、2的目的是探究亚硫酸钠浓度 对亚硫酸钠转化率的影响;
②若要完成表中列出的各项条件对亚硫酸钠转化率的影响探究,除实验1、2外,至少还需进行    次对比实验;
③实验表明:亚硫酸钠转化率不受硫粉质量多少的影响.原因为.硫为固体,不影响化学平衡的移动.

分析 A制备二氧化硫,B为安全瓶,还可以防止污染空气,C中制备Na2S2O3,D吸收尾气,
(1)有气体参与的实验需要检验装置气密性;
(2)反应开始时发生的反应为:Na2S+4SO2+H2O=2H2S+Na2SO3,SO2+2H2S=3S↓+2H2O,若通入的SO2过量,则溶液显酸性,硫代硫酸钠会分解;
(3)根据亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠分析;
(4)K1处连接一个碱性溶液装置,实验完成,关闭K2,打开K1即可;
(5)①实验1、2中,其它条件相同,亚硫酸钠浓度浓度不同,故为探究亚硫酸钠浓度对亚硫酸钠转化率的影响;
②要探究溶液pH、反应温度、硫粉质量对亚硫酸钠转化率的影响,其它条件相同情况下,应进行溶液pH不同、反应温度不同、硫粉质量不同对亚硫酸钠转化率影响对比实验;
③硫为固体,不影响平衡的移动.

解答 解:(1)实验开始前,检查装置气密性;
故答案为:检查装置气密性;
(2)反应开始时发生的反应为:Na2S+SO2+H2O=H2S+Na2SO3,SO2+2H2S=3S↓+2H2O,故该浑浊物是S,若SO2过量,溶液显酸性,产物分解,反应为:S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O;
故答案为:硫;S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O;
(3)因为亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠,所以为减少装置C中生成Na2SO4的量,改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液;
故答案为:先向A中烧瓶滴加浓H2SO4,产生的气体将装置中空气排尽后,再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3溶液;
(4)B装置可以起到安全瓶,防止倒吸的作用,另外在实验结束后拆除装置时还可以防止污染空气,K1处连接一个碱性溶液装置,实验完成,关闭K2,打开K1即可,方法为:在a处连接盛NaOH溶液的注射器,再关闭K2打开K1
故答案为:在a处连接盛NaOH溶液的注射器,再关闭K2打开K1
(5)①实验1、2中,其它条件相同,亚硫酸钠浓度浓度不同,故为探究亚硫酸钠浓度对亚硫酸钠转化率的影响;
故答案为:亚硫酸钠浓度;
②要探究溶液pH、反应温度、硫粉质量对亚硫酸钠转化率的影响,其它条件应相同情况下,应进行溶液pH不同对比实验、反应温度不同对比实验、硫粉质量不同对比实验,除实验1、2外,至少还需进行3次对比实验;
故答案为:3;
③硫为固体,不影响平衡的移动,故不会影响亚硫酸钠转化率;
故答案为:硫为固体,不影响化学平衡的移动.

点评 本题考查学生对工艺流程的理解、实验装置的理解评价、实验操作与设计、物质性质、氧化还原反应滴定应用等,难度中等,需要学生具有扎实的基础与阅读题目获取信息、综合运用解决问题的能力.

练习册系列答案
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15.设NA为阿伏加德罗常数的值.下列叙述不正确的是(  )
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C.56g铁片与足量浓硫酸共热反应生成NA个SO2分子
D.常温下,1L pH=12的Na2CO3溶液中含有CO32-的数目大于0.01NA

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13.下列说法不正确的是(  )
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C.HCl、NH3、C2H5OH均易溶于水的原因之一是与H2O分子均形成氢键
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20.下列叙述中正确的是(  )
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10.下列关于的说法正确的是(  )
A.所有碳原子有可能都在同一平面上
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17.NA为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确是(  )
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14.分别在相同物质的量浓度、相同体积的H2SO3、NaHSO3、Na2SO3三种溶液中,滴加同一新制氯水.其导电能力随氯水体积变化的曲线如图所示(不考虑空气的影响).下列分析正确的是(  )
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15.设NA为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是(  )
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