Question

【題目】化學(xué)科研小組的同學(xué)在精確測試Na2SO3溶液的pH時，遇到了困惑．為此，他們進(jìn)行了冷靜的思考和準(zhǔn)備，決心重新實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)操作]①準(zhǔn)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(zhǔn)確稱取25.20g上述晶體，繼而隔絕空氣在600℃以上高溫下強(qiáng)熱至恒重（只有硫元素的化合價變化成最高價和最低價），質(zhì)量為12.60g．
③將②所得之12.60g固體進(jìn)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(qiáng)熱下，失去結(jié)晶水，進(jìn)而發(fā)生了分解反應(yīng)（自身氧化還原反應(yīng)）
[交流討論]
（1）實(shí)驗(yàn)操作②中除坩堝、酒精燈、三角架及隔絕空氣的設(shè)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(xué)方程式給以說明． ．
（3）猜想Na2SO3在高溫強(qiáng)熱下發(fā)生分解反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ．
（4）實(shí)驗(yàn)①和③中，兩次測得的溶液pH相差明顯，其合理的解釋是 ． 實(shí)驗(yàn)③中溶液的pH=10.3的原理是（以相關(guān)的離子方程式表示） ．
（5）請你設(shè)計簡單的實(shí)驗(yàn)方案，給上述分析、猜想及解釋以佐證．請簡單敘述實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)；S2﹣+H2O?HS﹣+OH﹣
（5）�、廴芤哼m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�、壑腥芤哼m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(shí)驗(yàn)操作②中除坩堝、酒精燈、三角架及隔絕空氣的設(shè)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(qiáng)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(qiáng)熱下發(fā)生分解反應(yīng)是一個自身氧化還原反應(yīng)，會生成﹣2價硫和+6價的硫，反應(yīng)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(fā)生水解使得溶液顯堿性，實(shí)驗(yàn)①和③中，兩次測得的溶液pH相差明顯，是因?yàn)槎�者的水解程度不一樣而�?dǎo)致堿性強(qiáng)弱不一樣，實(shí)驗(yàn)③中溶液的pH=10.3的原理是S2﹣+H2OHS﹣+OH﹣ ，
所以答案是：實(shí)驗(yàn)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(qiáng)；S2﹣+H2OHS﹣+OH﹣；（5）硫離子能和酸反應(yīng)生成硫化氫，硫離子的檢驗(yàn)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(yīng)生成硫酸鋇，硫酸根離子的檢驗(yàn)方法：另�、壑腥芤哼m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：�、廴芤哼m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�、壑腥芤哼m量于試管中，加入HCl酸化的BaCl2 ， 如有白色沉淀生成，證明有SO42﹣ ．