Question

I．硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体（Na₂S₂O₃·5H₂O）。

⑴【查阅资料】

Na₂S₂O₃·5H₂O是无色透明晶体，易溶于水。其稀溶液与BaCl₂溶液混合无沉淀生成。

② 向Na₂CO₃和Na₂S混合液中通入SO₂可制得Na₂S₂O₃，所得产品中常含有少量Na₂SO₃和Na₂SO₄。

Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃难溶于水，可溶于稀HCl。

⑵【制备产品】实验装置如图所示（省略夹持装置）

实验步骤：

① 按图示加入试剂之前，必须进行的操作是               。仪器a的名称是           ；E中的试剂是          （选填下列字母编号）。

A．稀H₂SO₄          B．NaOH溶液           C．饱和NaHSO₃溶液

② 先向C中烧瓶加入Na₂S和Na₂CO₃混合溶液，再向A中烧瓶滴加H₂SO₄。

③ 等Na₂S和Na₂CO₃完全消耗后，结束反应。过滤C中混合物，将滤液         （填写操作名称）、冷却、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。

⑶【探究与反思】为验证产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充

完整。（所需试剂从稀HNO₃、稀H₂SO₄、稀HCl、蒸馏水中选择）

①取适量产品配成稀溶液，滴入足量的BaCl₂溶液，            ，则可确定产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄。

② 为减少装置C中生成Na₂SO₄的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤 ⑵ 进行了改进，改进后的操作是                   。

③ Na₂S₂O₃·5H₂O的溶液度随温度升高显著增大，所得产品通过           方法提纯。

Ⅱ．高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍（Ni）、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na₂FeO₄的装置如图所示（假设电解前后体积变化忽略不计）。下列推断不合理的是                 。

A．铁是阳极，电极反应为Fe－6e^－+ 4H₂O = FeO₄^2－+ 8H⁺

B．电解时电子的流动方向为：负极→Ni电极→溶液→Fe电极→正极

C．若隔膜为阴离子交换膜，则OH^－自右向左移动

D．电解时阳极区pH降低、阴极区pH升高，撤去隔膜混合后，pH比原溶液降低

Answer

⑵ ① 检查装置的气密性（2分） 分液漏斗（1分） B （1分） ③ 蒸发（1分）

⑶ ① 有白色沉淀生成，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生（2分） ② 先向A中烧瓶滴加浓H2SO4，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液。（2分）③ 冷却结晶或重结晶（2分）Ⅱ．ABC （3分）

【解析】

试题分析：（2）①装置连接好以后必须进行的操作是检验装置的气密性。仪器a的名称是分液漏斗；SO2有毒，需要进行尾气处理，E中的试剂是NaOH溶液，目的是吸收剩余的二氧化硫，因为二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应，与稀H2SO4和饱和NaHSO3溶液不反应，故答案选B。

②将Na2S2O3结晶析出的操作应为：蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥。

（3）【探究与反思】

①根据：Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成；Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀HCl；BaSO4难溶于水，难溶于稀HCl，以及硝酸具有强氧化性、加入硫酸会引入硫酸根离子可知，取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可以确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。

②因为亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠，所以为减少装置C中生成Na2SO4的量，改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液。

（4）Na2S2O3•5H2O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过冷却结晶或重结晶方法提纯。

Ⅱ．A、铁是阳极，但溶液显碱性，不可能生成H+，A错误；B、电解时电子的流动方向为：负极→Ni电极，溶液中是离子导电，电子再通过是Fe电极→正极，B错误；C、因阳极消耗OH－，故OH－通过阴离子交换膜自左向右移动，C错误；D、电解时阳极吸引OH－而使附近的pH降低、阴极区因OH－向右侧移动而pH升高；因为总反应消耗OH－，撤去隔膜混合后，与原溶液比较pH降低，D正确，答案选ABC。

考点：考查物质制备实验设计及电化学原理的应用