Question

硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃，在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在）可由亞硫酸鈉和硫粉通過化合反應制得，裝置如圖Ⅰ；有關物質的溶解度曲線如圖Ⅱ所示．

（1）Na₂S₂O₃?5H₂O的制備：
①寫出試管內發(fā)生反應的化學方程式：

 

．
②B中混合液被氣流攪動，反應一段時間后，硫粉的量逐漸減少．當B中溶液的pH接近7時就停止加熱，理由是

 

；裝置C的作用是

 

．
③過濾B中的混合液，將濾液經(jīng)過

 

、

 

、過濾、洗滌、烘干，得到產(chǎn)品．
（2）飽和Na₂CO₃溶液吸收少量SO₂后所得溶液呈弱堿性，含有OH^-、SO₃^2-、HCO₃^-等陰離子．
請設計試驗方案，證明“濾液”中存在SO₃^2-、HCO₃^-，在答題卡上寫出實驗步驟、預期現(xiàn)象和結論．
限選儀器及試劑：pH計、小燒杯、試管、帶塞導氣管、滴管、玻璃棒、過濾裝置和濾紙；2mol/L鹽酸、1mol/LBaCl₂溶液、1 mol/LBa（NO₃）₂溶液、品紅溶液、紫色石蕊試液、澄清石灰水等．

實驗操作	預期現(xiàn)象與結論
步驟1：取適量“濾液”于小燒杯中，用滴管向小燒杯加入過量l mol/L BaCl2溶液．	若出現(xiàn)白色渾濁，溶液可能存在SO32-．
步驟2：將小燒杯中的濁液過濾、洗滌，將所得固體、濾液分別置于試管A、B備用．	/
步驟3：向試管A中加入   ．
步驟4：向試管B中加入   ．

Answer 1

分析：（1）銅和濃硫酸加熱反應生成硫酸銅、二氧化硫和水；根據(jù)題目Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在的信息判斷；二氧化硫不能排放到空氣中，應有尾氣處理裝置；從濾液中獲取Na₂S₂O₃?5H₂O需蒸發(fā)濃縮冷卻結晶等操作；
（2）亞硫酸根離子可以和鹽酸之間發(fā)生反應生成能使品紅退色的二氧化硫氣體，幾次檢驗亞硫酸根離子；除去亞硫酸根離子后，剩余的碳酸氫根離子和鹽酸之間反應產(chǎn)生的二氧化碳可以是澄清石灰水變渾濁，據(jù)此來回答即可．

解答：解：（1）銅和濃硫酸加熱反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應的化學方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

 CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；由于Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在，碳酸鈉的作用是起反應物作用及提供堿性環(huán)境，所以當C中溶液的pH接近7時，停止加熱；SO₂是大氣污染物，需要尾氣處理，則裝置B、D中應盛放氫氧化鈉溶液，用來吸收SO₂，防止污染環(huán)境；Na₂S₂O₃?5H₂O受熱易分解，所需冷卻結晶，所以從濾液中獲取Na₂S₂O₃?5H₂O需蒸發(fā)濃縮冷卻結晶等操作，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在；吸收SO₂，防止污染；蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶；
（2）要證明“濾液”中存在SO₃^2-、HCO₃^-，先檢驗亞硫酸根離子，根據(jù)亞硫酸根離子可以和鹽酸之間發(fā)生反應生成能使品紅退色的二氧化硫氣體，再用滴加鹽酸后是否出現(xiàn)使石灰水變渾濁的氣體來檢驗碳酸氫根離子的存在，因為二氧化硫也可以使澄清石灰水變渾濁，故答案為：向試管A中加入少量2mol/L的鹽酸，再滴加幾滴品紅溶液，振蕩；若品紅退色，證明濾液中含有SO₃^2-；向試管B中加入過量的2mol/L鹽酸溶液，立即塞緊帶塞導氣管，并將之通入澄清石灰水中；若澄清石灰水變渾濁，證明含有HCO₃^-離子．

點評：本題考查學生離子共存、離子檢驗、含硫化合物的性質等方面知識，屬于綜合知識的考查，難度中等．