题目内容

15．硫代硫酸钠（Na2S2O3）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得：Na2SO3+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3，常温下溶液中析出的晶体为Na2S2O3•5H2O．Na2S2O3•5H2O于40℃-45℃熔化，48℃分解；Na2S2O3易溶于水，不溶于乙醇．在水中有关物质的溶解度曲线如图1所示．

Ⅰ．现按如下方法制备Na2S2O3•5H2O：
将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例一并放入三颈烧瓶中，注入150mL蒸馏水使其溶解，在分液漏斗中，注入浓盐酸，在装置2中加入亚硫酸钠固体，并按如图2安装好装置．
（1）仪器2的名称为蒸馏烧瓶，装置6中可放入CD．
A．BaCl2溶液     B．浓H2SO4     C．酸性KMnO4溶液     D．NaOH溶液
（2）打开分液漏斗活塞，注入浓盐酸使反应产生的二氧化硫气体较均匀的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中，并用磁力搅拌器搅动并加热，反应原理为：
①Na2CO3+SO2═Na2SO3+CO2 ②Na2S+SO2+H2O═Na2SO3+H2S
③2H2S+SO2═3S↓+2H2O         ④Na2SO3+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3
总反应式为：2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3+CO2
随着二氧化硫气体的通入，看到溶液中有大量浅黄色固体析出，继续通二氧化硫气体，反应约半小时．当溶液中pH接近或不小于7时，即可停止通气和加热．溶液pH要控制不小于7理由是S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O（用离子方程式表示）．
Ⅱ．分离Na2S2O3•5H2O并标定溶液的浓度：

（1）为减少产品的损失，操作①为趁热过滤，操作②是抽滤洗涤干燥，其中洗涤操作是用乙醇（填试剂）作洗涤剂．
（2）蒸发浓缩滤液直至溶液呈微黄色浑浊为止，蒸发时为什么要控制温度不宜过高温度过高会导致析出的晶体分解．
（3）称取一定质量的产品配置成硫代硫酸钠溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7（摩尔质量294g/moL）0.5880克．平均分成3份分别放入3个锥形瓶中，加水配成溶液，并加入过量的KI并酸化，发生下列反应Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++7H2O+3I2，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3溶液滴定，发生反应：2S2O32-+I2═S4O62-+2I-．滴定终点的现象为溶液由蓝色恰好变成无色，且半分钟不恢复，三次消耗Na2S2O3溶液的平均体积为20.00mL，则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为0.2000mol•L-1．

分析 Ⅰ．（1）根据仪器的构造来确定仪器2的名称；实验中有SO2生成，而SO2是大气污染物，不能随意排放，需要尾气处理，酸性高锰酸钾溶液或氢氧化钠溶液可以和二氧化硫之间反应；
（2）在酸性条件下，硫代硫酸钠易生成SO2、S和水；
Ⅱ．（1）硫代硫酸钠的溶解度随温度的升高而降低，据此确定物质的分离方法；Na2S2O3易溶于水，不溶于乙醇，所以洗涤时要注意硫代硫酸钠的损耗；
（2）根据Na2S2O3•5H2O于40～45℃熔化，48℃分解的性质来回答；
（3）碘遇淀粉显蓝色，根据发生的反应，得到关系式：K2Cr2O7～3I2～6 Na2S2O3，据此计算即可．

解答 解：Ⅰ．（1）根据仪器的构造可知，仪器2的名称为蒸馏烧瓶；由于实验中有SO2生成，而SO2是大气污染物，不能随意排放，需要尾气处理．随意装置6的作用是吸收SO2，防止污染空气．SO2是酸性氧化物，且具有还原性，所以可用酸性高锰酸钾溶液或氢氧化钠溶液吸收，选CD，
故答案为：蒸馏烧瓶；CD；
（2）因为在酸性条件下，硫代硫酸钠易生成SO2、S和水，反应的离子方程式是S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O，所以溶液pH要控制不小于7．
故答案为：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O；
Ⅱ．（1）由于硫代硫酸钠的溶解度随温度的升高而降低，所以操作I应该是趁热过滤；Na2S2O3易溶于水，不溶于乙醇，所以为防止洗涤损失硫代硫酸钠，应该用乙醇作洗涤剂．
故答案为：趁热过滤；乙醇；
（2）由于Na2S2O3•5H2O于40～45℃熔化，48℃分解，所以蒸发时要控制温度不宜过高的原因是温度过高会导致析出的晶体分解．
故答案为：温度过高会导致析出的晶体分解；
（3）由于碘遇淀粉显蓝色，所以滴定终点的现象为溶液由蓝色恰好变成无色，且半分钟不恢复；根据反应的方程式可知：
 K2Cr2O7～3I2～6 Na2S2O3
1mol               6mol
$\frac{1}{3}$×$\frac{0.5880}{294}$mol   c×0.02000L
解得c=0.2000mol/L，
故答案为：溶液由蓝色恰好变成无色，且半分钟不恢复；0.2000．

点评 本题以实验探究的方式考查学生物质的分离和提纯方面的知识，属于综合知识的考查，注意知识的归纳和梳理是解题的关键，难度较大．

练习册系列答案
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15．NA为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（　　）
A．标准状况下，11.2L的正戊烷所含的分子数为0.5NA
B．1 mol甲基中的电子数目为9NA
C．28g乙烯所含共用电子对数目为4NA
D．现有乙烯、丙烯、丁烯的混合气体共14g，其原子数为NA
16．1，2一二氯乙烯有如图两种结构．
试回答下列问题：
（1）A、B分子中所含化学键类型相同（填“相同”或“不同”，下同），分子极性不同；
（2）A、B两种分子在CCl4中溶解度较大的是B；
（3）将A、B加入Br2的CCl4溶液中，可得物质C，则C的结构简式为CHClBrCHClBr，C物质有（填“有”或“无”）手性异构体．
3．由软锰矿（主要成分为MnO2）制备KMnO4的实验流程可表示如图1：

（1）操作Ⅱ的名称是过滤．
（2）可循环利用的物质MnO2（填化学式）．
（3）反应②的产物中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是2：1．
（4）反应②中“酸化”时不能选择下列酸中的A（填字母序号）
A．稀盐酸 B．稀硫酸 C．稀醋酸
（5）电解猛酸钾溶液也可以得到高锰酸钾，其阴极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑如图2，b作负极，电解池的阳极反应式是MnO42--e-=MnO4-；若电解过程中收集到2.24L H2 （标准状况），则得到高锰酸 钾31.6克．（提示：阴离子放电顺序Mn2-4＞OH-）
10．某研究小组探究：
I．铜片和浓硫酸的反应（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）
Ⅱ．SO2 和 Fe（ NO3）3 溶液的反应[1.0mol/L 的 Fe（N03）3 溶液的 pH=1]请回答下列有关问题：
探究I
（l）某同学进行了下列实验：取12.8g铜片和20mL 18mol•L-1的浓硫酸放在三颈瓶中共热，直至反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，同时根据所学的知识同学们认为还有较多的硫酸剩余．
①装置A中反应的化学方程式是Cu+2H2S04（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuS04+SO2↑+2H2O
②该同学设计求余酸浓度的实验方案是测定产生气体的量．其方法有多种，请问下列方案中不可行的是AC （填字母）．
A．将产生的气体缓缓通过预先称量的盛有碱石灰的干燥管，结束反应后再次称量
B．将产生的气体缓缓通入酸性髙锰酸钾溶液，再加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀
C．用排水法测定其产生气体的体积（折算成标准状况）
D．用排饱和NaHSO3溶液的方法测定其产生气体的体积（折算成标准状况）
探究Ⅱ
（2）为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开弹簧夹，向装置中通入一段时间的N2，关闭弹簧夹．
（3）裝置B中产生了白色沉淀，分析B中产生白色沉淀的原因，提出下列三种猜想：
猜想1：SO2与Fe3+反应；猜想2：在酸性条件下SO2与N03?反应；猜想3：SO2和Fe3+、酸性条件下NO3-都反应；
①按猜想1，装置B中反应的离子方程式是SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+，证明该猜想应进一步确认生成的新物质，其实验操作及现象是取少量B中溶液于试管中，加入少量铁氰化钾[K3Fe（CN）6]溶液产生蓝色沉淀，则溶液中有Fe2+．
②按猜想2，只需将装置B中的Fe（NO3）3溶液替换为等体积的下列某种溶液，在相同条件下 进行实验．应选择的替换溶液是c （填序号）．
a．0.1mol•L-1 NaNO3  b.1.5mol•L-1Fe（NO3）2   c.6.0mol•L-1 NaNO3和HCl等体积混合的溶液．
20．无水四氯化锡（SnCl4）是一种用途广泛的锡化工中间体，纯品为无色液体，熔点-33℃，沸点114.1℃，易挥发，在湿空气中易水解而发烟．某同学设计用氯气与精锡反应制备无水四氯化锡，实验装置如图（部分夹持装置未画出）：
回答下列问题：
（1）装置B中浓硫酸的作用是除去氯气中的水蒸气，装置D中冷却水的进口是b（选填“a”或b”）．
（2）实验时先滴加浓盐酸，点燃A处的酒精灯，待整套装置中充满黄绿色气体后再点燃C处的酒精灯，这样做的目的是排净装置中空气．
（3）写出装置C中反应的化学方程式Sn+2Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SnCl4，无水四氯化锡在湿空气中水解生成SnO2•xH2O，写出该反应的化学方程式SnCl4+（x+2）H2O=SnO2．xH2O+4HCl↑．
（4）该实验设计存在多个明显的缺陷，其中之一是缺少尾气处理装置或装置E中的产品缺少保护装置，接触湿空气水解或未除去氯气中的氯化氢．
（5）四氯化锡的蒸气与氨及水蒸气混合，生成氢氧化锡及另一种固体的细小颗粒而呈浓烟状，军事上可用于制作烟幕弹，写出该反应的化学方程式SnCl4+4NH3+4H2O=Sn（OH）4+4NH4Cl．
7．苯甲酸乙酯（C9H10O2）别名为安息香酸乙酯．它是一种无色透明的液体，不溶于水，稍有水果气味，用于配制香水香精和人造精油，大量用于食品工业中，也可用作有机合成中间体，溶剂等．其制备方法为

已知：

已知苯甲酸在100°会迅速升华．
实验步骤如下：
 实验步骤如下：
①在圆底烧瓶中加入4.0g苯甲酸，10 mL 95%的乙醇（过量），8mL环己烷以及3 mL浓硫酸，混合均匀并加入沸石，按右图所示装好仪器，控制温度在65～70℃加热回流2 h．利用分水器不断分离除去反应生成的水，回流环己烷和乙醇．
②反应一段时间，打开旋塞放出分水器中液体后，关闭旋塞，继续加热，至分水器中收集到的液体不再明显增加，停止加热．
③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入Na2CO3至溶液至呈中性．用分液漏斗分出有机层，水层用25 mL乙醚萃取分液，然后合并至有机层，加入氯化钙，静置，过滤，对滤液进行蒸馏，低温蒸出乙醚和环己烷后，继续升温，接收210～213℃的馏分．
④检验合格，测得产品体积为2.3mL．
回答下列问题：
（1）在该实验中，圆底烧瓶的容积最适合的是B（填入正确选项前的字母）．
A．25 mL    B．50 mL    C．100 mL    D．250 mL
（2）步骤①加入沸石的作用是防止暴沸．如果加热一段时间后发现忘记加沸石，应该采取的正确操作是：冷却后补加；
（3）步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是使平衡不断地向正向移动；
（4）步骤③加入Na2CO3加入不足，在之后蒸馏时蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因：
在苯甲酸乙酯中有未除净的苯甲酸，受热至100℃时升华；
（5）有机物的分离操作中，经常需要使用分液漏斗等仪器．使用分液漏斗前必须检查是否漏水； 
（6）计算本实验的产率为49.1%．
4．某研究性学习小组用如图装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验（夹持装置已略去）．

（1）在配制氯化铁溶液时，需先把氯化铁晶体溶解在浓盐酸中，再加水稀释．
（2）组装仪器按气流方向正确的连接顺序是a接d，e接c，b接f．
（3）烧杯中倒置漏斗的作用是使气体充分吸收，防止溶液倒吸．
（4）往FeCl3溶液中通入足量SO2时，观察到的现象为溶液由棕黄色变为浅绿色．
（5）根据以上现象，该小组同学认为SO2与FeCl3溶液发生了氧化还原反应．
①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+4H++2Fe2+；
②请设计实验方案检验有Fe2+生成：取C中反应后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红；
③该小组同学向盛装FeCl3试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了SO42-．该做法不合理，理由是硝酸可以将溶解的SO2氧化为H2SO4，干扰试验．
5．A、B、C、D四种元素，原子序数依次增大，A原子的最外层上有4个电子；B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构，两元素的单质反应，生成一种淡黄色的固体E，D的L层电子数等于K、M两个电子层上的电子数之和．
（1）A的元素符号为C，C的元素名称为钠
（2）A、B的化合物与E反应的化学方程式为2CO2+2Na2O2═2Na2CO3+O2↑
（3）B、D两元素形成的氢化物的熔沸点大小关系为：H2O＞H2S（用化学式表示），对应氢化物的稳定性大小关系为：H2O＞H2S（用化学式表示）
（4）D的最高价氧化物对应的水化物和A的单质反应的化学方程式为C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO2↑+CO2↑+2H2O．

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