Question

4．硫代硫酸鈉，又名大蘇打、海波．硫代硫酸鈉是一種重要的化工產(chǎn)品．某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體（Na₂S₂O₃•5H₂O），回答下列問(wèn)題：
Ⅰ．【查閱資料】
（1）Na₂S₂O₃•5H₂O是無(wú)色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl₂溶液混合無(wú)沉淀生成．
（2）向Na₂CO₃和Na₂S混合溶液中通入SO₂可制得Na₂S₂O₃，所得產(chǎn)品常含有少量Na₂SO₃和Na₂SO₄．
（3）硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）可用做分析試劑及鞣革的還原劑，它受熱、遇酸易分解．
（4）Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃難溶于水，可溶于稀HCl．
Ⅱ．【制備產(chǎn)品】
實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（省略?shī)A持裝置）：

實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）檢查裝置氣密性，按圖示加入試劑．
（2）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．
（3）等Na₂S和Na₂CO₃完全消耗后，結(jié)束反應(yīng)．過(guò)濾C中混合物，濾液水浴加熱濃縮，冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品．
【回答問(wèn)題】
（1）儀器B、D作用是安全瓶；E中的試劑是B（選填下列字母編號(hào)）．
A．稀H₂SO₄　　　　B．NaOH溶液　　　　C．飽和NaHSO₃溶液
（2）C中反應(yīng)化學(xué)方程式2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂．
（3）為驗(yàn)證產(chǎn)品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，該小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)將方案補(bǔ)充完整．
（所需試劑從稀硝酸、稀硫酸、稀鹽酸、蒸餾水中選擇）
    取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，過(guò)濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀鹽酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，則可以確定產(chǎn)品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄．
（4）為減少裝置C中生成Na₂SO₄的量，在不改變?cè)�有裝置的基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟（2）進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的操作是先向A中燒瓶滴加濃硫酸，產(chǎn)生的氣體將裝置中空氣排盡后，再向C中燒瓶加入硫化鈉和碳酸鈉混合溶液．
（5）Na₂S₂O₃還原性較強(qiáng)，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，常用作脫氯劑，該反應(yīng)的離子方程式為S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+1OH⁺．

Answer 1

分析 （1）儀器B和D的名稱是廣口瓶，作用主要是作安全瓶，防止倒吸；E裝置目的是吸收剩余的二氧化硫，因?yàn)槎�氧化硫能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，與稀H₂SO₄和飽和NaHSO₃溶液不反應(yīng)；
（2）依據(jù)題給信息得出反應(yīng)物和生成物，依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，書(shū)寫(xiě)化學(xué)反應(yīng)方程式即可；
（3）根據(jù)：Na₂S₂O₃•5H₂O是無(wú)色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl₂溶液混合無(wú)沉淀生成；Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃難溶于水，可溶于稀HCl；BaSO₄難溶于水，難溶于稀HCl；硝酸、硫酸、鹽酸等性質(zhì)比較可知；
（4）根據(jù)亞硫酸鈉易被氧化生成硫酸鈉分析；
（5）Na₂S₂O₃還原性較強(qiáng)，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，則氯氣被還原為氯離子．

解答 解：（1）因?yàn)樯�成的二氧化硫易溶于水溶液，所以要防止倒吸，則B和D瓶的作用是作安全瓶，防止倒吸；E中的試劑是NaOH溶液，目的是吸收剩余的二氧化硫，因?yàn)槎�氧化硫能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，與稀H₂SO₄和飽和NaHSO₃溶液不反應(yīng)，故答案為：安全瓶；B；
（2）Na₂CO₃和Na₂S混合溶液中通入SO₂可制得Na₂S₂O₃，化合價(jià)變化的元素只有S，故化學(xué)反應(yīng)方程式為：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂，故答案為：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂；
（3）根據(jù)：Na₂S₂O₃•5H₂O是無(wú)色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl₂溶液混合無(wú)沉淀生成；Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃難溶于水，可溶于稀HCl；BaSO₄難溶于水，難溶于稀HCl，以及硝酸具有強(qiáng)氧化性、加入硫酸會(huì)引入硫酸根離子可知，取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，過(guò)濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀鹽酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，則可以確定產(chǎn)品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，故答案為：過(guò)濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀鹽酸；
（4）因?yàn)閬喠蛩徕c易被氧化生成硫酸鈉，所以為減少裝置C中生成Na₂SO₄的量，改進(jìn)后的操作是先向A中燒瓶滴加濃硫酸，產(chǎn)生的氣體將裝置中的空氣排盡后，再向C中燒瓶加入硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液，故答案為：先向A中燒瓶滴加濃硫酸，產(chǎn)生的氣體將裝置中的空氣排盡后，再向C中燒瓶加入硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液；
（5）Na₂S₂O₃還原性較強(qiáng)，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，則氯氣被還原為氯離子，離子反應(yīng)為S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O═2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺，故答案為：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O═2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題以某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體（Na₂S₂O₃•5H₂O）為載體，考查了物質(zhì)的分離提純、檢驗(yàn)、設(shè)計(jì)優(yōu)化等，綜合性較強(qiáng)．