【題目】硫代硫酸鈉(Na2S2O3)是重要的化工原料,易溶于水,在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定,在酸性條件下易分解,在空氣中易被氧化。某化學興趣小組通過如圖裝置(省略夾持裝置)制備Na2S2O3。

(1)實驗開始的步驟,組裝好儀器,____________,按圖示加入試劑,關閉K1打開K2,先向C中燒瓶加入Na2S和 Na2CO3混合溶液,再向A中燒瓶滴加濃H2SO4。

(2)C中的燒瓶發(fā)生如下反應:2Na2S+ Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2,反應開始后,C中先有渾濁產(chǎn)生,后又變澄清,此渾濁物是________;為了保證Na2S2O3的產(chǎn)量,實驗中通入C的SO2不能過量,用離子方程式表示其原因_________。

(3)該實驗制得的產(chǎn)品中含有NaSO4雜質(zhì),為減少裝置C中生成Na2SO4的量,在不改變原有裝置的基礎上對實驗開始的步驟進行了改進,改進后的操作是__________。

(4)B裝置可以起到安全瓶,防止倒吸的作用,另外在實驗結束后拆除裝置時還可以防止污染空氣,具體操作方法是____________。

(5)制取Na2S2O3的另一種方法是直接將硫粉和亞硫酸鈉,數(shù)混合共熱制取。為探究制取硫代硫酸鈉最佳條件,設計如下對比實驗(每次實驗時亞硫酸鈉質(zhì)量均為63g,反應時間為30min):

實驗序號

溶液pH

亞硫酸鈉與水的質(zhì)量比

反應溫度

硫粉質(zhì)量

亞硫酸鈉轉化率

1

10

1.5:1

100℃

18

80.7%

2

10

1.1:1

100℃

18

94.6%

①實驗1、2的目的是探究_________對亞硫酸鈉轉化率的影響;

②若要完成上表中列出的各項條件對亞硫酸鈉轉化率的影響探究,除實驗1、2外,至少還需進行____次對比實驗;

③實驗表明:亞硫酸鈉轉化率不受硫粉質(zhì)量多少的影響.原因為___________。

【答案】 檢查裝置氣密性 S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O 先向A中燒瓶滴加濃H2SO4,產(chǎn)生的氣體將裝置中空氣排盡后,再向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3溶液 在a處連接盛NaOH溶液的注射器,再關閉K2打開K1 亞硫酸鈉濃度 3 硫為固體,不影響偏高的移動

【解析】(1)組裝好儀器后需要檢驗裝置氣密性,再按圖示加入試劑;

(2)SO2的水溶液顯酸性且有弱氧化性,在酸性條件下,S2-能被SO2氧化為S,則反應開始后,C中先有渾濁產(chǎn)生,此渾濁物是硫;Na2S2O3在酸性條件下不穩(wěn)定,易轉化為SSO2,故實驗中通入CSO2不能過量,否則易發(fā)生的反應離子方程式為S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O;

(3)Na2SO3易被空氣中的氧氣氧化為NaSO4,為減小雜質(zhì)NaSO4的生成,可先向A中燒瓶滴加濃H2SO4,產(chǎn)生的氣體將裝置中空氣排盡后,再向C中燒瓶加入Na2SNa2CO3溶液;

(4)利用在a處連接盛NaOH溶液的注射器,再關閉K2打開K1 ,可借助B裝置處理尾氣,防止SO2污染空氣;

(5)①實驗1、2兩組實驗,溶液的pH值相同,亞硫酸鈉濃度濃度不同,可見實驗目的是探究亞硫酸鈉濃度對亞硫酸鈉轉化率的影響;
②要探究溶液pH、反應溫度、硫粉質(zhì)量對亞硫酸鈉轉化率的影響,其它條件應相同情況下,應進行溶液pH不同對比實驗、反應溫度不同對比實驗、硫粉質(zhì)量不同對比實驗,除實驗1、2外,至少還需進行3次對比實驗;
③硫為固體,不影響平衡的移動。

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