Question

【题目】实验室用如下图所示的装置，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：① Na2S+ H2O+SO2→ Na2SO3+ H2S② 2H2S+ SO2→ 3S↓+ 2 ③S+ Na2SO3 Na2S

（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

【答案】31.2 50 mL容量瓶、50 mL量筒、胶头滴管 液柱高度一段时间保持不变 安全瓶（防止倒吸） NaOH（合理即得分） c 溶液变澄清（或浑浊消失） 取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液（或过滤，取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4 0.64

【解析】

（1）先计算出浓硫酸的物质的量浓度为c=，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+ Na2SO3 Na2S，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=进行计算。

（1）浓硫酸的物质的量浓度C==18.456mol/L，要配制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，要配制50mL的溶液，应选择50mL的容量瓶；

故答案为：31.2；50mL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+ Na2SO3 Na2S，反应达到终点时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）由题意可做如下解答：

①Na2S+H2O+SO2→Na2SO3 + H2S
0.08mol 0.08mol 0.08mol
②2H2S+SO2→3S↓+2H2O
0.08mol 0.12mol
③S有0.12mol，Na2SO3有0.08mol+0.04mol=0.12mol，由方程式可知，S反应完，故：

S+Na2SO3 Na2S2O3
0.12mol 0.12mol
则生成Na2S2O3·5H2O也为0.12mol，所以产率是×100%=64.2%；

故答案为：64.2%。