Question

為探究亞硫酸鈉的熱穩定性，某研究性學習小組將無水亞硫酸鈉隔絕空氣加熱，并利用受熱后的固體試樣和如下圖所示的實驗裝置進行實驗．請回答下列有關問題：

（1）查閱資料：無水亞硫酸鈉隔絕空氣受熱到600℃才開始分解，且分解產物只有硫化鈉和另外一種固體．如果加熱溫度低于600℃，向所得冷卻后固體試樣中緩緩滴加稀鹽酸至足量，在滴加稀鹽酸的整個過程中HSO₃^-的物質的量濃度變化趨勢為

 

；
（2）如果加熱溫度為700℃，向所得冷卻后固體試樣中緩緩滴加稀鹽酸至足量，觀察到燒瓶中出現淡黃色沉淀，且有大量氣泡產生，則反應生成淡黃色沉淀的離子方程式為

 

；此時在B、C兩裝置中可能觀察到的現象為

 

或

 

．
（3）在（2）中滴加足量鹽酸后，燒瓶內除Cl^-外，還存在另一種濃度較大的陰離子（X）為

 

．檢驗該陰離子（X），先取固體試樣溶于水配成溶液，為了加速固體試樣的溶解，可采取

 

措施．以下是檢驗陰離子（X）的兩種實驗方案，你認為合理的方案是

 

（填“甲”或“乙”）．
方案甲：取少量試樣溶液于試管中，先加稀HNO₃，再加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，證明該離子存在．
方案乙：取少量試樣溶液于試管中，先加稀HCl，再加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，證明該離子存在．
（4）寫出Na₂SO₃固體加熱到600℃以上分解的化學方程式

 

．

Answer 1

分析：（1）由題意，Na₂SO₃要加熱到600度以上才分解，因此題中加熱溫度600度以下冷卻后得到的固體仍為Na₂SO₃；
（2）加熱溫度為700℃，向所得固體試樣中緩緩滴加稀鹽酸至足量，觀察到燒瓶中出現淡黃色沉淀，且有大量氣泡產生，說明加熱分解后的固體中含硫化鈉和為分解的亞硫酸鈉；
（3）加快物質溶解可以攪拌加熱等措施，依據題干信息分析判斷分解后的固體含有硫酸鈉，X為SO₄^2-，依據硫酸根離子的檢驗方法分析判斷；亞硫酸根離子遇硝酸會被氧化為硫酸根；
（4）Na₂SO₃固體加熱到600℃以上分解生成硫化鈉和硫酸鈉．

解答：解：（1）由題意，Na₂SO₃要加熱到600度以上才分解，因此題中加熱溫度600度以下冷卻后得到的固體仍為Na₂SO₃向此固體中滴加HCl后，一方面是Na₂SO₃固體溶于水，這將導致溶液中SO₃^2-濃度增大；另一方面是HCl與SO₃^2-反應，這將導致SO₃^2-濃度減小生成亞硫酸氫根離子濃度增大；加入HCl到一定程度時，SO₃^2-已完全轉化為HSO₃^-，此時前者作用消失，完全是后者起作用，HSO₃^-濃度先增大后將逐漸減小，直至最后下降到接近于零，
故答案為：先逐漸增大，后逐漸減小；
（2）如果加熱溫度為700℃，向所得固體試樣中緩緩滴加稀鹽酸至足量，觀察到燒瓶中出現淡黃色沉淀為硫，且有大量氣泡產生說明為二氧化硫，則固體試樣跟鹽酸反應生成淡黃色沉淀的離子方程式為：2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O；生成二氧化硫的反應為SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O，此時在B、C兩裝置中可能觀察到得現象為二氧化硫具有漂白作用使品紅褪色，生成的氣體不是硫化氫通過硫酸銅無現象，B中無明顯變化，C中產生黑色沉淀；
故答案為：2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O；B中品紅溶液褪色，C中無明顯變化或B中無明顯變化，C中產生黑色沉淀；
（3）在（2）中滴加足量鹽酸后，燒瓶內除Cl^-外，還存在另一種濃度較大的陰離子（X）．通過實驗分析判斷，離子為硫酸根離子，確定分解產物為硫化鈉和硫酸鈉，為檢驗該陰離子（X），先取固體試樣溶于水配成溶液，為了加速固體試樣的溶解，可以用玻璃棒攪拌或加熱，檢驗硫酸根離子是加入鹽酸，無變化，再加入氯化鋇生成白色沉淀證明是硫酸根離子；
故答案為：攪拌（或加熱）； 乙；
（5）依據上述分析判斷，亞硫酸鈉加熱到600℃以上分解生成硫化鈉和硫酸鈉，反應的化學方程式為4Na₂SO₃Na₂S+3Na₂SO₄；
故答案為：4Na₂SO₃

△   .

Na₂S+3Na₂SO₄；

點評：本題考查了物質性質驗證的實驗設計和實驗分析判斷，主要考查硫及其化合物性質的應用，題目難度中等．