Question

【題目】實驗室用如下圖所示的裝置，模擬工業用含硫廢水生產Na2S2O3·5H2O的過程。

錐形瓶C中發生反應：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）的濃硫酸______mL，配制所需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、________。

（2）儀器組裝完成后，關閉兩端活塞，向裝置B中的長頸漏斗內注入液體至形成一段液柱，若_______，則整個裝置氣密性良好。裝置D的作用是______。裝置E中為______溶液。

（3）裝置B可用于觀察SO2的生成速率，其中的液體最好選擇__________。

a 飽和食鹽水 b 飽和Na2SO3溶液

c 飽和NaHSO3溶液 d 飽和NaHCO3溶液

錐形瓶C的溶液中含有Na2S和過量的Na2SO3。已知反應③的速率是三個反應中最慢的，則錐形瓶C中反應達到終點的現象是_________。

（4）反應結束后，錐形瓶C的溶液中除含Na2S2O3，還可能含Na2SO3、Na2SO4等雜質。用所給試劑設計實驗，檢測錐形瓶C的溶液中是否存在Na2SO4（供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液）簡要說明實驗操作，現象和結論：_____________。

（5）實驗前錐形瓶C溶液中含有0.08molNa2S和0.04molNa2SO3，反應結束后經一系列操作，得到純凈的Na2S2O3·5H2O晶體19.11g，則Na2S2O3·5H2O產率是_______。（Na2S2O3·5H2O式量248）

Answer 1

【答案】31.2 50 mL容量瓶、50 mL量筒、膠頭滴管 液柱高度一段時間保持不變 安全瓶（防止倒吸） NaOH（合理即得分） c 溶液變澄清（或渾濁消失） 取少量產品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層清液（或過濾，取濾液），滴加BaCl2溶液，若出現白色沉淀則說明含有Na2SO4 0.64

【解析】

（1）先計算出濃硫酸的物質的量濃度為c=，然后根據溶液稀釋前后物質的量不變計算所需濃硫酸的體積；根據操作步驟選取實驗儀器；

（2）利用液面差在一段時間內不變檢驗裝置的氣密性；有緩沖裝置能防止倒吸；二氧化硫有毒不能直接排空，應該用堿液吸收；
（3）二氧化硫能溶于水生成亞硫酸，為防止二氧化硫溶解，應該用亞硫酸氫鈉溶液洗氣；觀察SO2的生成速率，發生強酸制取弱酸的反應，為使SO2緩慢進入燒瓶C，應控制B中硫酸的加入速度，③中發生S+ Na2SO3 Na2S，反應達到終點是S完全溶解；
（4）檢測產品中是否存在Na2SO4，先加鹽酸排除干擾，再利用氯化鋇檢驗硫酸根離子；
（5）根據產率=進行計算。

（1）濃硫酸的物質的量濃度C==18.456mol/L，要配制50mL溶液，應選擇50mL的容量瓶，設需要濃硫酸體積為V，則18.456mol/L×V=11.5mol/L×50mL，解得V=31.2mL；配制硫酸溶液所需的儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管，因為需要取濃硫酸的體積為31.2mL，所以選擇50mL的量筒，要配制50mL的溶液，應選擇50mL的容量瓶；

故答案為：31.2；50mL容量瓶、50 mL量筒、膠頭滴管；
（2）儀器組裝完成后，關閉兩端活塞，向裝置B中的長頸漏斗內注入液體至形成一段液柱，若液柱高度保持不變，說明不漏氣，則氣密性良好；D中左側為短導管可防止液體倒吸；E中盛放NaOH溶液進行尾氣處理，防止含硫化合物排放在環境中，從而保護環境；

故答案為：液柱高度保持不變；安全瓶（防止倒吸）；NaOH；
（3）二氧化硫能溶于水生成亞硫酸，二氧化硫和亞硫酸鈉、碳酸氫鈉反應，為防止二氧化硫溶解，應該用亞硫酸氫鈉溶液洗氣；③中發生S+ Na2SO3 Na2S，反應達到終點時S完全溶解，可觀察到溶液變澄清（或渾濁消失）；

故答案為：c；溶液變澄清（或渾濁消失）；

（4）檢測產品中是否存在Na2SO4，操作、現象和結論為取少量產品溶于足量稀鹽酸中，靜置，取上層清液（或過濾后取濾液），滴加BaCl2溶液，若出現白色沉淀則說明含有Na2SO4雜質；

故答案為：取少量產品溶于足量稀鹽酸中，靜置，取上層清液（或過濾后取濾液），滴加BaCl2溶液，若出現白色沉淀則說明含有Na2SO4雜質；

（5）由題意可做如下解答：

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反應完，故：

S+Na2SO3 Na2S2O3
0.12mol 0.12mol
則生成Na2S2O3·5H2O也為0.12mol，所以產率是×100%=64.2%；

故答案為：64.2%。