题目内容

6．工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O，实验室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程．

烧瓶C中发生反应如下：
Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）═Na2SO3（aq）+H2S（aq）  （Ⅰ）
2H2S（aq）+SO2（g）═3S（s）+2H2O（l）        （Ⅱ）
S（s）+Na2SO3（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）          （Ⅲ）
（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若液柱高度保持不变，则整个装置气密性良好．装置D的作用是防止倒吸．装置E中为NaOH溶液．
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2：1．
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率． 实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速率．已知反应（Ⅲ）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是溶液变澄清（或混浊消失）．反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器含有ad．
a．烧杯    b．蒸发皿      c．试管      d．锥形瓶
（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质．利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作，现象和结论：取少量产品溶于足量稀盐酸中，静置，取上层清液（或过滤后取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质．
（已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解：S2O32?+2H+═S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液）

分析 工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O，利用装置A制备二氧化硫，把分液漏斗中的浓硫酸滴入烧瓶中亚硫酸钠中反应得到二氧化硫气体，二氧化硫通入B装置，装置B的作用之一是观察SO2的生成速率． 实验中为使SO2缓慢进入烧瓶C，需要控制控制滴加硫酸的速率，通入装置C发生反应烧瓶C中发生反应如下：
Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）═Na2SO3（aq）+H2S（aq）  （Ⅰ）
2H2S（aq）+SO2（g）═3S（s）+2H2O（l）        （Ⅱ）
S（s）+Na2SO3（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）          （Ⅲ）
反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O，得到硫代硫酸钠，装置D是防止倒吸的安全瓶，装置E是吸收剩余气体，防止污染空气，
（1）利用液面差在一段时间不变检验气密性，D可防止液体倒吸，E中盛放NaOH溶液进行尾气处理；
（2）C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，结合烧杯C中的反应分析；
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，控制二氧化硫和氧气的体积比，使气体充分混合，为使SO2缓慢进入烧瓶C，应使二氧化硫的生成速率慢，可以从滴入酸的速率控制，烧瓶C中反应达到终点说明恰好反应生成硫代硫酸钠，溶液变澄清，玻璃容器加热面积较大的仪器需要均匀加热，避免局部受热炸裂玻璃仪器；
（4）检测产品中是否存在Na2SO4，先加盐酸排除干扰，再利用氯化钡检验硫酸根离子

解答 解：（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若液柱高度保持不变，则气密性良好，D中左侧为短导管，为安全瓶，防止倒吸；装置E起到吸收尾气中SO2、H2S的作用，可选用NaOH溶液，
故答案为：液柱高度保持不变，防止倒吸；NaOH；
（2）C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，由Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）═Na2SO3（aq）+H2S（aq）（Ⅰ）
2H2S（aq）+SO2（g）═3S（s）+2H2O（l）（Ⅱ）
S（g）+Na2SO3（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）（Ⅲ）
可知，（Ⅰ）×2+（Ⅱ）+（Ⅲ）×3，得到总反应为2Na2S（aq）+Na2SO3（aq）+3SO2（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na2S2O3（aq），则C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2：1，
故答案为：2：1；
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，控制二氧化硫和氧气的体积比，使气体充分混合，为使SO2缓慢进入烧瓶C，应使二氧化硫的生成速率慢，可以从滴入酸的速率控制，根据C中发生的反应可知，烧瓶C中反应达到终点发生反应为硫与亚硫酸钠反应生成硫代硫酸钠，反：应的现象为溶液变澄清（或混浊消失），玻璃容器加热面积较大的仪器需要均匀加热，避免局部受热炸裂玻璃仪器，烧杯，锥形瓶加热需要垫石棉网，试管蒸发皿直接加热，选ad，
故答案为：控制滴加硫酸的速度，溶液变澄清（或混浊消失），ad；
（4）检测产品中是否存在Na2SO4，操作、现象和结论为取少量产品溶于足量稀盐酸中，静置，取上层清液（或过滤后取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质，
故答案为：取少量产品溶于足量稀盐酸中，静置，取上层清液（或过滤后取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质．

点评 本题考查实验方案的分析与评价，涉及气密性检验、离子检验、对操作的分析评价、化学计算等，侧重实验分析能力及知识综合应用能力的考查，可以利用总反应的分析，题目难度中等．

练习册系列答案
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10．下列反应转化关系（未配平）肯定不正确的是（　　）
A．Cu2O+H2SO4→CuSO4+Cu+H2OB．FeO+HNO3→Fe（NO3）3+H2O
C．NH4NO3→N2+H2OD．S+KOH→K2SO3+K2S+H2O
17．1100℃时，在恒容密闭容器中，发生可逆反应：Na2SO4（s）+4H2（g）?Na2S（s）+4H2O（g）并达到平衡，请完成下列各题：
（1）上述反应中涉及的元素原子的半径从大到小的顺序为Na＞S＞O＞H，非金属性最强的元素原子的轨道表示式，其电子的自旋方向共有2种．比较两种同主族非金属元素形成的单质的氧化性（用化学方程式表示）2H2S+O2=2S↓+2H2O
（2）上述平衡的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{4}（{H}_{2}O）}{{c}^{4}（{H}_{2}）}$．降低温度，K值减小，则正反应为吸热（填“吸热”或“放热”）反应．
（3）能判断反应达到平衡状态的依据是（填序号）BC．
A．混合气体的压强不变                      
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变          
D．各气体的浓度相等
（4）平衡后，向容器中充入1molH2，重新达到平衡，与原平衡相比，H2的转化率不变；体积百分含量bb（填“增大”、“减小”或“不变”）
（5）若初始时加入的Na2SO4为2.84g，达平衡时Na2SO4的转化率为45%，则达平衡时该容器内固体的总质量是2.264g．
14．溴主要以Br-形式存在于海水中，海水呈弱碱性．工业上制备的Br2的操作步骤为：
①一定条件下，将Cl2通入浓缩的海水中，生成Br2
②利用热空气将Br2吹出，并用浓Na2CO3溶液吸收，生成NaBr、NaBrO3等
③用硫酸酸化步骤②得到的混合物
完成下列填空：
（1）Cl2氧化Br-应在通风橱中酸性 条件下进行，目的是为了避免溴中毒及生成的溴与碱发生反应
（2）Br2可用热空气吹出，其原因是溴的沸点较低，易挥发
（3）写出步骤③所发生的化学反应方程式：3H2SO4+5NaBr+NaBrO3=3Na2SO4+3Br2+3H2O用硫酸而不用盐酸酸化的原因可能是用盐酸酸化，则盐酸被NaBrO3氧化．
（4）为了除去工业Br2中微量的Cl2，可向工业Br2中c
a．通入HBr   b．加入Na2CO3溶液    c．加入NaBr溶液  d．加入Na2SO3溶液．
1．2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）是工业制硫酸的主要反应之一．一定温度下，在甲、乙、丙、丁四个容器体积均为2L的恒容密闭容器中投料，其起始物质的量及含硫反应物的平衡转化率如下表所示：
甲乙丙丁
起始物质的量n（SO2）/mol0.4000.800.02
n（O2）/mol0.2400.480.04
n（SO3）/mol00.4000.40
含硫反应物的平衡转化率%80a1a2a3
下列判断中，正确的是（　　）
A．该温度下，平衡常数的值为400B．平衡时，丙中c（SO3）是甲中的2倍
C．平衡时，a3＞a1D．乙中SO3的平衡转化率为a1=20%
11．（1）醋酸是一种常见的弱酸，为了证明醋酸是弱电解质，某校研究性学习小组开展了题为“醋酸是弱电解质的实验研究”的探究活动．该校研究性学习小组设计了如下方案：
A．先配制一定量的0.10mol/L CH3COOH溶液，然后测溶液的pH，若pH大于1，则可证明醋酸为弱电解质
B．先测0.10mol/L CH3COOH溶液的pH，然后将其加热至40℃，再测pH，如果pH变小，则可证明醋酸为弱电解质
C．先配制一定量0.01mol/L和0.10mol/L的CH3COOH溶液，分别测它们的pH，若两者的pH相差小于1个单位，则可证明醋酸为弱电解质
D．在常温下，配制一定量的CH3COONa溶液，测其pH，若pH大于7，则可证明醋酸为弱电解质．
你认为上述方案可行的是ABCD
（2）一定温度下，有a、盐酸；b、硫酸；c、醋酸三种酸的稀溶液．（用a、b、c、＜、=、＞号填写）
①当其物质的量浓度相同时，c（H+）由大到小的顺序是b＞a＞c
②同体积同物质的量浓度的三种酸，中和同物质的量浓度的NaOH消耗的体积由大到小的顺序是b＞a=c
③当c（H+）相同、体积相同时，分别加入足量锌，相同状况产生的气体体积由大到小的顺序c＞a=b
④将c（H+）相同的三种酸均稀释10倍，pH由大到小的顺序为a=b＞c
（3）某温度（t℃）时，KW=10-13，将此温度下pH=1的硫酸溶液aL与pH=12的氢氧化钡溶液bL混合．
①若所得混合液为中性，则a：b=1：1．
②若所得混合液的pH=2，则a：b=11：9．
18．25℃，浓度都是1mol/L的四种正盐溶液，其pH情况如下：
AXBXAYBY
pH=7，c（X-）=1mol/LpH=4pH=6
（1）AY溶液pH＞7 （填“＞”、“＜”或“=”）；
（2）将等浓度的HX、HY稀释相同的倍数，溶液的pH变化幅度：HX＞HY；若将等体积、等pH的AOH、BOH溶液在稀释时pH均下降2，则加水量：AOH＜BOH（均填“＞”、“＜”或“=”）；
（3）在BX溶液中：c（B+）+c（H+）-c（OH-）=1mol/L；
在AY溶液中：c（A+）-c（Y-）=c（HY）（用一项表示）=c（OH-）-c（H+）（用两项表示）；
（4）A2Z的水解方程式是Z2-+H2O?HZ-+OH-；HZ-+H2O?H2Z+OH-．
15．已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示：
化学式CH3COOHH2CO3HClO
电离平衡常数Ka=1.8×10-5Kal=4.3×10-7Ka2=5.6×10-11Ka=3.0×10-8
回答下列问题：
（1）物质的量浓度均为0.1mol•L-1的三种溶液：a．CH3COONa     b．Na2CO3        c．NaClO
pH由小到大排列的顺序是a＜c＜b（用编号填写）．
（2）体积均为100mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示，则HX的电离平衡常数大于（填“大于”、“小于”或“等于”）CH3COOH的电离平衡常数．稀释后，HX溶液中水电离出来的C（H+）大于（填“大于”、“小于”或“等于”）醋酸溶液中水电离出来的C（H+）．
16．苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料--纳米氧化铜的重要前驱体之一．如图1是它的一种实验室合成路线：

制备苯乙酸的装置如图2所示（加热和夹持装置等略）：
已知：苯乙酸的熔点76.5℃，微溶于冷水，溶于热水、乙醇．
回答下列问题：
（1）在250mL三口瓶a中加入70mL70%硫酸，将a中的溶液加热至100℃，缓缓滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温至130℃继续反应．
①在装置中，仪器b的作用是滴加苯乙腈．
②仪器c的名称是球形冷凝管，其作用是使反应物冷凝回流（或使气化的反应液冷凝）．
③反应结束后与适量冷水混合，混合的操作是把反应混合液倒入装有冷水的烧杯中，与冷水混合的目的是便于苯乙酸析出．
（2）下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是BCE（填字母）．
A．分液漏斗      B．漏斗C．烧杯      D．直形冷凝管     E．玻璃棒
（3）提纯苯乙酸的方法是：将苯乙酸粗产品加入到热水中进行溶解，然后冷却结晶，最后过滤．最终得到44g纯品，则苯乙酸的产率是95%．
（4）将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu（OH）2搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是增大苯乙酸溶解度，便于充分反应．

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