题目内容

14.硫代硫酸钠是一种重要的化工产品.某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O).
Ⅰ.[查阅资料]
(1)Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成.
(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl.
Ⅱ.[制备产品]
实验装置如图所示(省略夹持装置):

实验步骤:
(1)检查装置气密性,按图示加入试剂.
仪器a的名称是分液漏斗;E中的试剂是B(选填下列字母编号)
A.稀H2SO4
B.NaOH溶液
C.饱和NaHSO3溶液
(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应.过滤C中混合物,滤液经蒸发(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品.
Ⅲ.[探究与反思]
(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整.
(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4
(2)为减少装置C中生成Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进,改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液.
(3)Na2S2O3•5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过重结晶方法提纯.

分析 Ⅱ.(1)仪器a的名称是分液漏斗;E装置目的是吸收剩余的二氧化硫,因为二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应,与稀H2SO4和饱和NaHSO3溶液不反应;
(3)根据将Na2S2O3结晶析出的操作分析;
Ⅲ.【探究与反思】
(1)根据:Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成;Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl;BaSO4难溶于水,难溶于稀HCl;硝酸、硫酸、盐酸等性质比较可知;
(2)根据亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠分析;
(3)根据重结晶的适用范围分析.

解答 解:Ⅱ.(1)仪器a的名称是分液漏斗;E中的试剂是NaOH溶液,目的是吸收剩余的二氧化硫,因为二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应,与稀H2SO4和饱和NaHSO3溶液不反应,
故答案为:分液漏斗;B;
(3)将Na2S2O3结晶析出的操作应为:蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥,故答案为:蒸发;
Ⅲ.【探究与反思】
(1)根据:Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成;Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl;BaSO4难溶于水,难溶于稀HCl,以及硝酸具有强氧化性、加入硫酸会引入硫酸根离子可知,取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可以确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4
故答案为:过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸;
(2)因为亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠,所以为减少装置C中生成Na2SO4的量,改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液,
故答案为:先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液;
(3)Na2S2O3•5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过重结晶方法提纯,故答案为:重结晶.

点评 本题以某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O)为载体,考查了物质的分离提纯、检验、设计优化等,综合性较强,难度中等.

练习册系列答案
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4.硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种重要的化工产品.某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O).

Ⅰ【查阅资料】
(1)硫代硫酸钠(Na2S2O3)易溶于水,在中性或碱性环境中稳定,受热、遇酸易分解.
(2)Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成.
(3)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3(反应方程式为:2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3+CO2),所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4
Ⅱ【制备产品】实验装置如图甲所示:
请回答下列问题:
(1)实验步骤:检查装置气密性后,向三颈瓶c中加入Na2CO3和Na2S的混合溶液,再将分液漏斗a中液体滴加到烧瓶b中加热发生反应产生SO2,请写出b中发生反应的化学方程式Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O,或Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O.待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应.过滤c中的混合物,滤液经蒸发浓缩、冷却结晶(填写操作名称)、过滤、洗涤、干燥、得到产品.
(2)装置A用于处理尾气,可选用的最合理装置(图乙)(夹持仪器已略去)为d(填序号).
(3)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的SO2不能过量,原因是若SO2过量,溶液显酸性,产物会分解.
Ⅲ【测定产品纯度】
准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0mol•L-1碘的标准溶液滴定.
反应原理为2S2O32-+I2═S4O62-+2I-(忽略Na2SO3与I2反应)
(4)滴定至终点时,溶液颜色的变化:由无色变蓝色.
(5)滴定起始点和终点的液面位置如图丙,则产品的纯度为(设Na2SO3•5H2O的相对分子质量为M$\frac{3.62{×}^{-3}M}{W}$×100%
Ⅳ【探究与反思】
(6)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整.
(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀盐酸、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可以确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4
2.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂、漂白剂.已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2•3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl.利用如图所示装置制备亚氯酸钠.

完成下列填空:
(1)装置②中产生ClO2的化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2+2Na2SO4+H2O.装置③的作用是防止倒吸.
(2)从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为:①减压,55℃蒸发结晶;②B;③E;④低于60℃干燥,得到成品.(选择合适的操作编号填空)
A.冷却到室温后,过滤           B.趁热过滤                  C.常温洗涤
D.冰水洗涤                               E.38~60℃的温水洗涤
(3)准确称取所得亚氯酸钠样品10g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(ClO2-+4I-+4H+═2H2O+2I2+Cl-).将所得混合液配成250mL待测溶液.配制待测液需用到的定量玻璃仪器是250mL容量瓶;
(4)取25.00mL待测液,用2.0mol/L Na2S2O3标准液滴定(I2+2S2O32-═2I-+S4O62-),以淀粉溶液做指示剂,达到滴定终点时的现象为滴入最后一滴Na2S2O3标准液由蓝色变为无色且半分钟内不变色.重复滴定2~3次,测得所用Na2S2O3溶液体积的平均值为20.00mL.该样品中NaClO2的质量分数为90.5%.
(5)Na2FeO4和ClO2在水处理过程中分别被还原为Fe3+和Cl-.如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,那么ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是ClO2>Cl2>Na2FeO4.(填化学式)

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