Question

【題目】化學科研小組的同學在精確測試Na2SO3溶液的pH時，遇到了困惑．為此，他們進行了冷靜的思考和準備，決心重新實驗，揭開奧秘．請你了解情況，參與交流討論．
[查閱資料]①常溫下0.1molL﹣1的H2SO3溶液的pH約為2.1．
②通常情況下，H2S為無色，有腐蛋臭味的氣體，其水溶液稱為氫硫酸．常溫下0.1molL﹣1的H2S溶液的pH約為4.5．
[實驗操作]①準確稱取純凈的Na2SO37H2O晶體25.20g，配成1L水溶液，測得其pH=7.8．
②以坩堝再次準確稱取25.20g上述晶體，繼而隔絕空氣在600℃以上高溫下強熱至恒重（只有硫元素的化合價變化成最高價和最低價），質量為12.60g．
③將②所得之12.60g固體進行元素定性定量分析，組成與Na2SO3無異．將其溶于水得250mL溶液，測得pH=10.3．
[分析猜想]Na2SO37H2O在強熱下，失去結晶水，進而發生了分解反應（自身氧化還原反應）
[交流討論]
（1）實驗操作②中除坩堝、酒精燈、三角架及隔絕空氣的設備外，還需要的儀器有 ．
（2）給Na2SO37H2O加熱時要隔絕空氣，請以簡要的文字和化學方程式給以說明． ．
（3）猜想Na2SO3在高溫強熱下發生分解反應的化學方程式是 ．
（4）實驗①和③中，兩次測得的溶液pH相差明顯，其合理的解釋是 ． 實驗③中溶液的pH=10.3的原理是（以相關的離子方程式表示） ．
（5）請你設計簡單的實驗方案，給上述分析、猜想及解釋以佐證．請簡單敘述實驗步驟、現象和結論． ．

Answer 1

【答案】
（1）坩堝鉗、泥三角
（2）避免Na2SO3被空氣中氧氣氧化，2Na2SO3+O2=2Na2SO4
（3）4Na2SO3 Na2S+3Na2SO4
（4）實驗③的溶液中可能有Na2S，相同條件下，S2﹣水解程度大于SO32﹣ ， 溶液的堿性強；S2﹣+H2O?HS﹣+OH﹣
（5）取③溶液適量于試管中，向其中加稀H2SO4 ， 如有腐蛋氣味氣體生成，則證明有S2﹣；另取③中溶液適量于試管中，加入HCl酸化的BaCl2 ， 如有白色沉淀生成，證明有SO42﹣
【解析】解：（1）實驗操作②中除坩堝、酒精燈、三角架及隔絕空氣的設備外，還需要的儀器有泥三角、坩堝鉗，所以答案是：泥三角、坩堝鉗；（2）亞硫酸鈉具有強的還原性，Na2SO37H2O加熱時要隔絕空氣，防止亞硫酸鈉被氧氣氧化為硫酸鈉，即2Na2SO3+O2=2Na2SO4；
所以答案是：避免Na2SO3被空氣中氧氣氧化，2Na2SO3+O2=2Na2SO4；（3）Na2SO3在高溫強熱下發生分解反應是一個自身氧化還原反應，會生成﹣2價硫和+6價的硫，反應為：4Na2SO3 Na2S+3Na2SO4 ，
所以答案是：4Na2SO3 Na2S+3Na2SO4；（4）硫離子和亞硫酸根離子均能發生水解使得溶液顯堿性，實驗①和③中，兩次測得的溶液pH相差明顯，是因為二者的水解程度不一樣而導致堿性強弱不一樣，實驗③中溶液的pH=10.3的原理是S2﹣+H2OHS﹣+OH﹣ ，
所以答案是：實驗③的溶液中可能有Na2S，相同條件下，S2﹣水解程度大于SO32﹣ ， 溶液的堿性強；S2﹣+H2OHS﹣+OH﹣；（5）硫離子能和酸反應生成硫化氫，硫離子的檢驗方法：取③溶液適量于試管中，向其中加稀H2SO4 ， 如有腐蛋氣味氣體生成，則證明有S2﹣ ， 硫酸根離子可以和鋇離子反應生成硫酸鋇，硫酸根離子的檢驗方法：另取③中溶液適量于試管中，加入HCl酸化的BaCl2 ， 如有白色沉淀生成，證明有SO42﹣ ，
所以答案是：取③溶液適量于試管中，向其中加稀H2SO4 ， 如有腐蛋氣味氣體生成，則證明有S2﹣；另取③中溶液適量于試管中，加入HCl酸化的BaCl2 ， 如有白色沉淀生成，證明有SO42﹣ ．