Question

【題目】Na2S2O3·5H2O可作為高效脫氯劑，工業(yè)上用硫鐵礦(FeS2)為原料制備該物質(zhì)的流程如下。

硫鐵礦Na2S2O3·5H2O

已知：Ⅰ.氣體A可以使品紅溶液褪色，與硫化氫(H2S)混合能獲得單質(zhì)硫。

Ⅱ.pH約為11的條件下，單質(zhì)硫與亞硫酸鹽可以共熱生成硫代硫酸鹽。

回答下列問題：

（1）沸騰爐中將粉碎的硫鐵礦用空氣吹動使之達(dá)到“沸騰”狀態(tài)，其目的是_______________________________。

（2）吸收塔中的原料B可以選用________(填字母序號)。

a．NaCl溶液　　b．Na2CO3溶液　　c．Na2SO4溶液

（3）某小組同學(xué)用下圖裝置模擬制備Na2S2O3的過程(加熱裝置已略去)。

①使用70%的硫酸比用98%的濃硫酸反應(yīng)速率快，其原因是____________________。裝置B的作用是______________________。

②C中制備Na2S2O3發(fā)生的連續(xù)反應(yīng)的化學(xué)方程式有Na2S＋H2O＋SO2===Na2SO3＋H2S、2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O (或)2H2S＋H2SO3===3S↓＋3H2O和___________________________________。

（4）工程師設(shè)計了從硫鐵礦獲得單質(zhì)硫的工藝，將粉碎的硫鐵礦用過量的稀鹽酸浸取，得到單質(zhì)硫和硫化氫氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

Answer 1

【答案】 使固體與氣體充分接觸，加快反應(yīng)速率 b 該反應(yīng)的實質(zhì)是H＋與SO反應(yīng)，70%的硫酸中含水較多，c(H＋)和c(SO)都較大，生成SO2速率更快 防止倒吸 Na2SO3＋S=Na2S2O3 FeS2＋2HCl===FeCl2＋H2S↑＋S↓

【解析】硫鐵礦在沸騰爐中燃燒生成氧化鐵與二氧化硫，氣體A為二氧化硫，溶液D蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到硫代硫酸鈉晶體，故D為Na2S2O3，單質(zhì)單質(zhì)硫與亞硫酸鹽可以共熱生成硫代硫酸鹽，則溶液C為Na2SO3，故原料B為可以為碳酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液。則

（1）沸騰爐中將粉碎的硫鐵礦用空氣吹動使之達(dá)到“沸騰”狀態(tài)，其目的是：使固體與氣體充分接觸，加快反應(yīng)速率；（2）碳酸鈉可以與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉與二氧化碳，而NaCl、硫酸鈉不與二氧化硫反應(yīng)，答案選b；（3）A為制備二氧化硫，二氧化硫在C中與硫化鈉溶液反應(yīng)得到硫化氫，硫化氫與二氧化硫反應(yīng)得到S單質(zhì)，S單質(zhì)與亞硫酸鈉反應(yīng)得到硫代硫酸鈉，C中反應(yīng)導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強減小，因此B裝置作用是防止倒吸。則

①該反應(yīng)的實質(zhì)是H+與SO32-反應(yīng)，70%的硫酸中含水較多，c（H+）和c（SO32-）都較大，生成SO2速率更快；根據(jù)以上分析可知B裝置作用是防止倒吸；②C中制備Na2S2O3發(fā)生的連續(xù)反應(yīng)有：Na2S+H2O+SO2＝Na2SO3+H2S、2H2S+SO2＝3S↓+2H2O 或 2H2S+H2SO3＝3S↓+3H2O 和Na2SO3+SNa2S2O3；（4）由題目信息可知，FeS2與HCl反應(yīng)生成H2S、S，同時還生成FeCl2，反應(yīng)方程式為：FeS2＋2HCl===FeCl2＋H2S↑＋S↓。