Question

【题目】化学科研小组的同学在精确测试Na2SO3溶液的pH时，遇到了困惑．为此，他们进行了冷静的思考和准备，决心重新实验，揭开奥秘．请你了解情况，参与交流讨论．
[查阅资料]①常温下0.1molL﹣1的H2SO3溶液的pH约为2.1．
②通常情况下，H2S为无色，有腐蛋臭味的气体，其水溶液称为氢硫酸．常温下0.1molL﹣1的H2S溶液的pH约为4.5．
[实验操作]①准确称取纯净的Na2SO37H2O晶体25.20g，配成1L水溶液，测得其pH=7.8．
②以坩埚再次准确称取25.20g上述晶体，继而隔绝空气在600℃以上高温下强热至恒重（只有硫元素的化合价变化成最高价和最低价），质量为12.60g．
③将②所得之12.60g固体进行元素定性定量分析，组成与Na2SO3无异．将其溶于水得250mL溶液，测得pH=10.3．
[分析猜想]Na2SO37H2O在强热下，失去结晶水，进而发生了分解反应（自身氧化还原反应）
[交流讨论]
（1）实验操作②中除坩埚、酒精灯、三角架及隔绝空气的设备外，还需要的仪器有 ．
（2）给Na2SO37H2O加热时要隔绝空气，请以简要的文字和化学方程式给以说明． ．
（3）猜想Na2SO3在高温强热下发生分解反应的化学方程式是 ．
（4）实验①和③中，两次测得的溶液pH相差明显，其合理的解释是 ． 实验③中溶液的pH=10.3的原理是（以相关的离子方程式表示） ．
（5）请你设计简单的实验方案，给上述分析、猜想及解释以佐证．请简单叙述实验步骤、现象和结论． ．

Answer 1

【答案】
（1）坩埚钳、泥三角
（2）避免Na2SO3被空气中氧气氧化，2Na2SO3+O2=2Na2SO4
（3）4Na2SO3 Na2S+3Na2SO4
（4）实验③的溶液中可能有Na2S，相同条件下，S2﹣水解程度大于SO32﹣ ， 溶液的碱性强；S2﹣+H2O?HS﹣+OH﹣
（5）取③溶液适量于试管中，向其中加稀H2SO4 ， 如有腐蛋气味气体生成，则证明有S2﹣；另取③中溶液适量于试管中，加入HCl酸化的BaCl2 ， 如有白色沉淀生成，证明有SO42﹣
【解析】解：（1）实验操作②中除坩埚、酒精灯、三角架及隔绝空气的设备外，还需要的仪器有泥三角、坩埚钳，所以答案是：泥三角、坩埚钳；（2）亚硫酸钠具有强的还原性，Na2SO37H2O加热时要隔绝空气，防止亚硫酸钠被氧气氧化为硫酸钠，即2Na2SO3+O2=2Na2SO4；
所以答案是：避免Na2SO3被空气中氧气氧化，2Na2SO3+O2=2Na2SO4；（3）Na2SO3在高温强热下发生分解反应是一个自身氧化还原反应，会生成﹣2价硫和+6价的硫，反应为：4Na2SO3 Na2S+3Na2SO4 ，
所以答案是：4Na2SO3 Na2S+3Na2SO4；（4）硫离子和亚硫酸根离子均能发生水解使得溶液显碱性，实验①和③中，两次测得的溶液pH相差明显，是因为二者的水解程度不一样而导致碱性强弱不一样，实验③中溶液的pH=10.3的原理是S2﹣+H2OHS﹣+OH﹣ ，
所以答案是：实验③的溶液中可能有Na2S，相同条件下，S2﹣水解程度大于SO32﹣ ， 溶液的碱性强；S2﹣+H2OHS﹣+OH﹣；（5）硫离子能和酸反应生成硫化氢，硫离子的检验方法：取③溶液适量于试管中，向其中加稀H2SO4 ， 如有腐蛋气味气体生成，则证明有S2﹣ ， 硫酸根离子可以和钡离子反应生成硫酸钡，硫酸根离子的检验方法：另取③中溶液适量于试管中，加入HCl酸化的BaCl2 ， 如有白色沉淀生成，证明有SO42﹣ ，
所以答案是：取③溶液适量于试管中，向其中加稀H2SO4 ， 如有腐蛋气味气体生成，则证明有S2﹣；另取③中溶液适量于试管中，加入HCl酸化的BaCl2 ， 如有白色沉淀生成，证明有SO42﹣ ．