Question

工业上常利用含硫废水生产Na₂S₂O₃ ·5H₂O，某小组同学用如下装置（略去部分夹持仪器，气密性已检验）模拟生产过程。实验步骤是：先向C中烧瓶加入Na₂S和Na₂SO₃混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H₂SO₄；待Na₂S和Na₂SO₃完全消耗后，过滤C中混合物，滤液经结晶即得到产品。

已知：i．烧瓶C中发生反应如下：

Na₂S(aq)+H₂O(l)+SO₂(g)===Na₂SO₃(aq)+H₂S(aq)    （a）

2H₂S(aq)+SO₂(g)===3S(s)+2H₂O(l)（b）

S(s)+Na₂SO₃(aq) Na₂S₂O₃(aq)    （c）

ii．BaS₂O₃易溶于水。

（1）E中的试剂是__________。

（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na₂S和Na₂SO₃恰好完全反应，则烧瓶C中Na₂S和Na₂SO₃物质的量之比为__________。

（3）已知反应（c）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是__________。

（4）产品中常含有Na₂SO₃和Na₂SO₄。该小组设计了以下实验方案进行检验。

步骤	实验操作	实验现象
Ⅰ	取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液	有白色沉淀生成
Ⅱ	过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量__________	沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生

①步骤Ⅱ中加入的试剂可以是__________（填序号）。

A．稀硫酸                B．稀盐酸                C．稀硝酸                D．氢氧化钠溶液

②步骤Ⅱ设计过滤操作的目的是（用化学方程式简要文字表述）__________。

（5）为减少装置C中生成的Na₂SO₄的量，在不改变原有装置的基础上对原实验步骤进行了改进，改进后的操作是__________。

（6）Na₂S₂O₃常用作脱氯剂。Na₂S₂O₃溶液与Cl₂反应的离子方程式为__________。

Answer

NaOH溶液 2:1 烧瓶中淡黄色沉淀消失，溶液变澄清 B 分离沉淀，防止S2+2H-===S↓+SO2↑+H2O产生干扰 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Na2S2O3混合溶液 S2+4Cl2+5H2O===10H-++8Cl-

【解析】（1）根据实验流程分析可知，实验最后有二氧化硫或硫化氢等尾气，会污染空气，要用氢氧化钠溶液吸收，所以E中的试剂是NaOH溶液，故答案为：NaOH溶液；

（2）根据反应Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）═Na2SO3（aq）+H2S（aq）、2H2S（aq）+SO2（g）═3S（s）+2H2O（l）、S（s）+Na2SO3（aq）Na2S2O3（aq）可知，Na2S和Na2SO3反应的总方程式为2Na2S+3SO2+Na2SO3=3Na2S2O3，所以Na2S和Na2SO3物质的量之比为2：1，故答案为：2：1；

（3）根据题中反应原理可知，反应的最后一步是硫与亚硫酸钠反应，反应达到终点时，应是硫与亚硫酸钠恰好完全反应，此时的现象是烧瓶中淡黄色沉淀消失，溶液变澄清，故答案为：烧瓶中淡黄色沉淀消失，溶液变澄清；

（4）检验产品中是否含有Na2SO3和Na2SO4，由于BaS2O3易溶于水，所以可以向样品的溶液中加入氯化钡，若有沉淀，则有Na2SO3或Na2SO4，再将沉淀过滤、洗涤后，向沉淀中加入稀盐酸，看沉淀能否溶解，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则说明既有Na2SO3又有Na2SO4；

①根据上面的分析可知，步骤II中加入的试剂可以是稀盐酸，故选B；

 ②步骤II设计过滤操作的目的是分离沉淀，防止溶液中的S2O32-遇酸发生反应：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O，干扰实验观察，故答案为：分离沉淀，防止溶液中的S2O32-遇酸发生反应：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O，干扰实验观察；

（5）用Na2S和Na2CO3混合溶液代替Na2S和Na2SO3混合溶液可以减小溶液中的硫酸钠的产生，所以为减少装置C中生成的Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对原实验步骤进行改进，可以先向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，故答案为：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；

（6）Na2S2O3溶液与Cl2发生氧化还原反应，生成硫酸根和氯离子，反应的离子方程式为S2O32-+4Cl2+5 H2O═2SO42-+8Cl-+10H+，故答案为：S2O32-+4Cl2+5 H2O═2SO42-+8Cl-+10H+。