1、
工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O,实验室可用如下装置(略去部分加持仪器)模拟生成过程。
烧瓶C中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+H2S(aq) (Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) (Ⅱ)
S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq) (Ⅲ)
(1)装置A中发生的化学反应方程式为______
(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,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是______。
(4)已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是______,装置E的作用为______
(5)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:S2O32‾+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。
Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O 2:1 c 控制滴加硫酸的速度 溶液变澄清(或浑浊消失) 吸收SO2防止污染空气 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
A装置中Na2SO3与硫酸反应制备SO2,B装置可观察SO2的流速,C装置中SO2与Na2SO3和Na2S的混合液反应制备Na2S2O3,D装置作安全瓶,防倒吸,E装置吸收SO2,防污染大气。
(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中发生的反应为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)
为使Na2S和Na2SO3恰好完全反应,将(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)a项,二氧化硫易溶于水,用蒸馏水不能观察SO2的生成速率;b项,Na2SO3溶液吸收SO2,不能观察SO2的生成速率;c项,二氧化硫难溶于饱和NaHSO3溶液,可通过观察气泡观察SO2的生成速率;d项,饱和NaHCO3溶液与二氧化硫反应生成CO2,不能观察SO2的生成速率;答案选c;为使SO2缓慢进入烧瓶C,通过控制滴加硫酸的速度,可以控制产生二氧化硫的速率,
故答案为:c;控制滴加硫酸的速度;
(4)已知反应(III)较慢,所以实验过程中C中出现浑浊,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(或浑浊消失);反应尾气中有未反应的二氧化硫气体,会污染空气,所以要用E装置吸收SO2防止污染空气,
故答案为:溶液变澄清(或浑浊消失);吸收SO2防止污染空气;
(5)检测产品中是否存在Na2SO4,即检验是否存在SO42-,由于Na2S2O3•5H2O遇酸易分解出现淡黄色浑浊,所以要先加足量盐酸排除干扰,则实验操作、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。
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