Question

【題目】硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O)俗稱“海波”，又名“大蘇打”，在紡織工業中用于棉織品漂白后的脫氯劑、染毛織物的硫染劑、靛藍染料的防白劑、紙漿脫氯劑、醫藥工業中用作洗滌劑、消毒劑和褪色劑等，它易溶于水，難溶于乙醇，加熱易分解，具有較強的還原性和配位能力。它是沖洗照相底片的定影劑，棉織物漂白后的脫氯劑，定量分析中的還原劑。工業上常用亞硫酸鈉法、硫化堿法等制備。

(1)某實驗室模擬工業硫化堿法制取(2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2)硫代硫酸鈉，其反應裝置及所需試劑如下圖，a的裝置名稱為________，裝置c的作用是________________________________________________________________________。

(2)工業上還可以用亞硫酸鈉法(亞硫酸鈉和硫粉通過化合反應)制得，裝置如下圖所示。

已知：Na2S2O3在酸性溶液中不能穩定存在，有關物質的溶解度曲線如下圖所示。

Na2S2O3·5H2O的制備：

步驟1：如圖連接好裝置后，檢查A、C裝置氣密性的操作是___________________________。

步驟2：加入藥品，打開K1、關閉K2，向圓底燒瓶中加入足量濃硫酸并加熱。寫出燒瓶內發生反應的化學方程式：_________________________________________________________。

裝置B、D的作用是__________________。

步驟3：C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C中溶液的pH接近7時，打開K2、關閉K1并停止加熱；C中溶液要控制pH的理由是_______________________________________________________________。

步驟4：過濾C中的混合液，將濾液經過__________________________、冷卻結晶、過濾、洗滌、烘干，得到產品。

Answer 1

【答案】 蒸餾燒瓶 吸收反應生成的CO2和多余的SO2，防止污染空氣 關閉K2打開K1，在D中加水淹沒導管末端，用熱毛巾或雙手捂住燒瓶，D中導管有氣泡冒出，冷卻后形成一段水柱，說明氣密性良好 Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋2H2O＋SO2↑ 吸收SO2，防止污染 Na2S2O3在酸性溶液中不能穩定存在 蒸發濃縮

【解析】(1)由圖可知a的裝置名稱為蒸餾燒瓶；裝置A是制取SO2的裝置，在反應過程中生成的CO2和多余的SO2會從三頸燒瓶中逸出，所以裝置C是尾氣處理裝置，故答案為：蒸餾燒瓶；吸收反應生成的CO2和多余的SO2，防止污染空氣；

(2)步驟1：利用氣體熱脹冷縮性質，檢驗裝置氣密性，具體操作為：關閉K2打開K1，在D中加水淹沒導管末端，用熱毛巾或雙手捂住燒瓶，D中導管有氣泡冒出，冷卻后形成1段水柱，說明氣密性良好，故答案為：關閉K2打開K1，在D中加水淹沒導管末端，用熱毛巾或雙手捂住燒瓶，D中導管有氣泡冒出，冷卻后形成1段水柱，說明氣密性良好；

步驟2：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↑；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，防止污染環境；Na2S2O35H2O受熱易分解，所需冷卻結晶，所以從濾液中獲取Na2S2O35H2O需蒸發濃縮冷卻結晶等操作，故答案為：Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+2H2O+SO2↑；吸收SO2，防止污染；

步驟3：步驟3：由于Na2S2O3在酸性溶液中不能穩定存在，碳酸鈉的作用是起反應物作用及提供堿性環境，故答案為：Na2S2O3在酸性溶液中不能穩定存在；

步驟4：從溶液中獲得晶體，需要蒸發濃縮，趁熱過濾，再將濾液冷卻結晶、過濾、洗滌、烘干，得到產品，故答案為：蒸發濃縮。