Question

無水亞硫酸鈉隔絕空氣加熱到600℃便開始分解，分解產(chǎn)物是硫化鈉和另外一種固體．某學(xué)生將無水亞硫酸鈉受熱后的試樣溶于水制成濃溶液，用下圖所示的實驗裝置進行實驗，他向試樣溶液中緩緩地逐滴加入稀鹽酸，根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷固體試樣含有什么成分？（已知：Na₂ S+2HCl═2NaCl+H₂S+SO₂+2H₂S═3S+2H₂ O）
（1）無水亞硫酸鈉受熱分解的化學(xué)方程式是

4Na₂SO₃=Na₂S+3Na₂SO₄

，裝置中的NaOH溶液的作用是

吸收H₂S或SO₂氣體

．
（2）如果加熱溫度在600℃以上，再向所得固體的試樣溶液中緩緩滴加稀鹽酸至足量，觀察到CuSO₄溶液中出現(xiàn)黑色沉淀，試分析其他裝置中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象．試樣溶液：

有淡黃色沉淀生成，并有氣泡冒出

，解釋這種現(xiàn)象的離子方程式是

SO₃^2-+2S^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O，S^2-+2H⁺=H₂S↑

；品紅溶液：

有氣泡生成但不褪色

，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：

加熱后固體中所含的Na₂SO₃和Na₂S的物質(zhì)的量之比小于1：2，在酸性溶液中反應(yīng)產(chǎn)生的氣體只含H₂S，而不含SO₂

．
（3）若加入了足量的稀鹽酸后，品紅溶液和CuSO₄溶液中仍無明顯的現(xiàn)象發(fā)生，原因是

加熱后固體中所含Na₂SO₃和Na₂S的物質(zhì)的量之比等于1：2，在酸性溶液中恰好生成S，不產(chǎn)生H₂S和SO₂

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題示信息可推出分解產(chǎn)物是Na₂SO₄；無水亞硫酸鈉受熱分解會產(chǎn)生SO₂、H₂S等氣體；
（2）SO₃^2-、S^2-可在酸性條件下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫；品紅溶液不裉色；根據(jù)SO₃^2-+2S^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O解題；
（3）品紅溶液和硫酸銅溶液中都沒有明顯現(xiàn)象，說明在燒瓶中沒有放出SO₂，也沒有放出H₂S．

解答：解：（1）亞硫酸鈉在600℃以上可分解，這在中學(xué)化學(xué)中未介紹，但根據(jù)題示信息可推出分解產(chǎn)物．根據(jù)“Na₂SO₃分解生成Na₂S+另一種固體”，可從硫元素化合價變化進行推理分析，另一種固體中硫元素的化合價應(yīng)高于+4價，所以這種固體是Na₂SO₄，解的化學(xué)方程式是4Na₂SO₃=Na₂S+3Na₂SO₄；從中可得出，裝置中會產(chǎn)生SO₂、H₂S等氣體，考慮到這些氣體都不能直接排放到空氣中，所以氫氧化鈉溶液的作用是吸收SO₂或H₂S，故答案為：4Na₂SO₃=Na₂S+3Na₂SO₄；吸收H₂S或SO₂氣體；
（2）溫度高于600℃時，Na₂SO₃開始分解，所得固體可能是Na₂SO₃、Na₂S等的混合物．滴入稀鹽酸時，SO₃^2-、S^2-可在酸性條件下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫．根據(jù)“硫酸銅中出現(xiàn)黑色沉淀”可得出，燒瓶中沒有SO₂放出．所以試樣溶液出現(xiàn)的現(xiàn)象是：有淡黃色沉淀生成并有氣泡冒出．SO₃^2-+2S^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O，S^2-+2H⁺=H₂S↑．品紅溶液不裉色；因為加熱后的固體試樣中所含亞硫酸鈉和硫化鈉的物質(zhì)的量之比小于1：2，在酸性溶液中反應(yīng)，Na₂S過量，產(chǎn)生氣體只含H₂S，不含SO₂，故答案為：有淡黃色沉淀生成，并有氣泡冒出；SO₃^2-+2S^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O，S^2-+2H⁺=H₂S↑；有氣泡生成但不褪色；加熱后固體中所含的Na₂SO₃和Na₂S的物質(zhì)的量之比小于1：2，在酸性溶液中反應(yīng)產(chǎn)生的氣體只含H₂S，而不含SO₂；
（3）品紅溶液和硫酸銅溶液中都沒有明顯現(xiàn)象，說明在燒瓶中沒有放出SO₂，也沒有放出H₂S，進而可推出，加熱后的固體試樣中所含亞硫酸鈉和硫化鈉的物質(zhì)的量之比恰好等于1：2，在酸性溶液中兩者恰好完全反應(yīng)，不產(chǎn)生H₂S和SO₂，
故答案為：加熱后固體中所含Na₂SO₃和Na₂S的物質(zhì)的量之比等于1：2，在酸性溶液中恰好生成S，不產(chǎn)生H₂S和SO₂．

點評：本題考查定性與定量實驗，難度較大，注意實驗現(xiàn)象的分析推測、實驗結(jié)果的研究處理等都會涉及到定量問題，同一實驗在不同條件下可能會產(chǎn)生不同的結(jié)果．