Question

（20分）工业上常利用含硫废水生产Na₂S₂O₃?5H₂O，实验室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程。

烧瓶C中发生反应如下：
Na₂S（aq）+H₂O（l）+SO₂（g）=Na₂SO₃（aq）+H₂S（aq）  （I）
2H₂S（aq）+SO₂（g）=3S（s）+2H₂O（l）                （II）
S（s）+Na₂SO₃（aq）Na₂S₂O₃（aq）                  （III）
（1）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注，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。
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na₂S和Na₂SO₃恰好完全反应，则烧瓶C中Na₂S和Na₂SO₃物质的量之比为             。
（3）装置B的作用之一是观察SO₂的生成速率，其中的液体最好选择          。
a．蒸馏水                     b．饱和Na₂SO₃溶液
c．饱和NaHSO₃溶液            d．饱和NaHCO₃溶液
实验中，为使SO₂缓慢进入烧瓶C，采用的操作是           。已知反应（III）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是              。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器含有                  。
a．烧杯    b．蒸发皿      c．试管      d．锥形瓶
（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na₂S₂O₃?5H₂O，其中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na₂SO₄，简要说明实验操作，现象和结论：
                                                                            。
已知Na₂S₂O₃?5H₂O遇酸易分解：S₂O₃²?+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液

Answer 1

（1）液注高度保持不变；防止倒吸；NaOH（合理即得分）
（2）2:1
（3）c；控制滴加硫酸的速度（合理即得分）；溶液变澄清（或浑浊消失）；a、d
（4）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，若出现沉淀则说明含有Na₂SO₄杂质。（合理即得分）

解析试题分析：（1）液注高度保持不变，说明气密性良好；D为安全瓶，防止倒吸；装置E起到吸收尾气中SO₂、H₂S的作用，可选用NaOH溶液。
（2）根据题目所给3个反应，可得出对应关系：2Na₂S ~ 2H₂S ~ 3S ~3 Na₂SO₃，2Na₂S反应时同时生成2Na₂SO₃，还需要1Na₂SO₃，所以烧瓶C中Na₂S和Na₂SO₃物质的量之比为2:1
（3）SO₂易溶于水，能与Na₂SO₃溶液、NaHCO₃溶液反应，但在NaHSO₃溶液中溶解度较小，所以c项正确；SO₂为70% H₂SO₄与Na₂SO₃反应制取，所以为使SO₂缓慢进入烧瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度；反应III 固体S反应，所以烧瓶C中反应达到终点的现象是溶液变澄清（或浑浊消失）；蒸发皿和试管可以直接加热，烧杯和锥形瓶加热时需要使用石棉网，故a、d正确。
（4）加入盐酸，Na₂S₂O₃反应S沉淀，所以静置后取上层清液，滴加BaCl₂溶液，若出现沉淀则说明含有Na₂SO₄杂质。
考点：本题考查实验基本操作、实验方案的设计与分析。