Question

工业上常利用含硫废水生产海波Na₂S₂O₃•5H₂O，实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。

烧瓶C中发生反应如下：

Na₂S+H₂O+SO₂=Na₂SO₃+H₂S       (Ⅰ)

2H₂S+SO₂=3S+2H₂O            (Ⅱ)

S+Na₂SO₃Na₂S₂O₃           (Ⅲ)

（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若_________，则整个装置气密性良好．装置D的作用是__________，装置E中为__________溶液．

（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）装置B的作用之一是观察SO₂的生成速率，其中的液体最好选择__________；

a．蒸馏水   b．饱和Na₂SO₃溶液   c．饱和NaHSO₃溶液    d．饱和NaHCO₃溶液

实验中，实验中，为使SO₂缓慢进入烧瓶C，采用的操作是__________；已知反应(Ⅲ)相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是__________；反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有__________；

a．烧杯     b．蒸发皿     c．试管     d．锥形瓶

（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na₂S₂O₃•5H₂O，其中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等杂质．利用所给试剂(稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液)设计实验，检测产品中是否存在Na₂SO₄，简要说明实验操作，现象和结论：__________；

已知Na₂S₂O₃•5H₂O遇酸易分解：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O，

供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液。

Answer

（1）Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+H2O；（2）2：1；（3）c；控制滴加硫酸的速度；溶液变澄清(或混浊消失)；a、d（4）取少量产品溶于足量稀盐酸中，静置，取上层清液(或过滤后取滤液)，滴加BaCl2溶液，若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质。

【解析】

试题分析：（1）根据装置图可知，A中的反应为浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫，反应的化学方程式为：Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+H2O，故答案为：Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+H2O；

（2）C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，由Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)═Na2SO3(aq)+H2S(aq)(Ⅰ)

2H2S(aq)+SO2(g)═3S(s)+2H2O(l)(Ⅱ)

S(g)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)(Ⅲ)

可知，(Ⅰ)×2+(Ⅱ)+(Ⅲ)×3，

得到总反应为2Na2S(aq)+Na2SO3(aq)+3SO2(g)3Na2S2O3(aq)，

则C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2：1，故答案为：2：1；

（3）观察SO2的生成速率，发生强酸制取弱酸的反应，a不生成二氧化硫，bd中物质均与二氧化硫反应，只有c中饱和NaHSO3溶液适合制取二氧化硫，通过控制滴加硫酸的速度，可以控制产生二氧化硫的速率，所以为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度；根据C中发生的反应可知，烧瓶C中反应达到终点发生反应为硫与亚硫酸钠反应生成硫代硫酸钠，反应的现象为溶液变澄清(或混浊消失)；实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有烧杯、锥形瓶，蒸发皿、试管可以直接加热，故选ad，故答案为：c；控制滴加硫酸的速度；溶液变澄清(或混浊消失)；

（4）检测产品中是否存在Na2SO4，操作、现象和结论为取少量产品溶于足量稀盐酸中，静置，取上层清液(或过滤后取滤液)，滴加BaCl2溶液，若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质，故答案为：取少量产品溶于足量稀盐酸中，静置，取上层清液(或过滤后取滤液)，滴加BaCl2溶液，若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质。

考点：考查了制备实验方案的设计的相关知识。