题目内容

16．硫代硫酸钠（Na2S2O3）在工业生产、医药制造业中被广泛应用，工业普遍使用Na2SO3与硫磺（S）共煮得到，装置如图1．已知：Na2S2O3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O．

Ⅰ．（1）步骤1：打开K1、关闭K2，向圆底烧瓶中加入足量甲并加热，则试剂甲为浓硫酸．
（2）步骤2：始终保持C中溶液呈碱性，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少，打开K2、关闭K1并停止加热．
①C中溶液须保持呈碱性，若呈酸性，则CO32-+2H+=H2O+CO2↑、S2O32-+2H+=H2O+SO2↑+S↓．（用离子方程式表示）
②装置B、D的作用是吸收SO2，防止污染．
（3）步骤3：将C中所得混合物分离提纯后得产品．
Ⅱ．（4）利用反应2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2也能制备Na2S2O3．所需仪器如图2，按气流方向连接各仪器，接口顺序为：a→g，h→b，c→e，f→d．
（5）装置乙盛装的试剂是Na2CO3和Na2S的混合溶液．
（6）Na2S2O3还原性较强，工业上常用作除去溶液中残留的Cl2，该反应的离子方程式为S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+．
（7）请设计简单的实验方案，证明上述残留的Cl2被还原成了Cl-取少量反应后的溶液于试管中，滴入Ba（NO3）2溶液至不再产生沉淀，再取上层清液（或过滤后取滤液），滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则说明Cl2被还原为了Cl-．

分析 （1）由实验装置可知A用于制备二氧化硫，B为尾气处理装置，C中反应生成Na2S2O3，D为尾气处理装置，以此解答；
（2）①碳酸根，硫代硫酸根与氢离子不共存；
②氢氧化硫能与二氧化硫反应；
（4）装置gh是浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体的装置，装置bc是安全瓶，导气管略露出胶塞，起到防止倒吸的作用，二氧化硫是污染性气体实验结束后不能排放到大气中，装置d中的反应结束后，先关闭分液漏斗旋塞，接下来的操作是关闭K1打开K2；
（5）装置乙中发生反应2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2；
（6）Na2S2O3与氯气反应生成硫酸根；
（7）加入硝酸钡除掉硫酸根，然后检验氯离子．

解答 解：（1）A用于制备二氧化硫，应为浓硫酸和铜在加热条件下反应，则试剂甲为浓硫酸，故答案为：浓硫酸；
（2）①碳酸根，硫代硫酸根与氢离子不共存，离子方程式：CO32-+2H+=H2O+CO2↑、S2O32-+2H+=H2O+SO2↑+S↓；
②，故答案为：CO32-+2H+=H2O+CO2↑、S2O32-+2H+=H2O+SO2↑+S↓；
②装置B、D中应盛放氢氧化钠溶液，用来吸收SO2，防止污染环境，故答案为：吸收SO2，防止污染；
（4）装置gh是浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体的装置，装置bc是安全瓶，导气管略露出胶塞，起到防止倒吸的作用，二氧化硫是污染性气体实验结束后不能排放到大气中，装置d中的反应结束后，先关闭分液漏斗旋塞，接下来的操作是关闭K1打开K2，接口顺序为：a→g，h→b，c→e，f→d，故答案为：a；b；c；e；f；
（5）装置乙中发生反应2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2，盛装的试剂是Na2CO3和Na2S的混合溶液，故答案为：Na2CO3和Na2S的混合溶液；
（6）Na2S2O3与氯气反应生成硫酸根，离子方程式为：S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+，故答案为：S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+；
（7）加入硝酸钡除掉硫酸根，然后检验氯离子．取少量反应后的溶液于试管中，滴入Ba（NO3）2溶液至不再产生沉淀，再取上层清液（或过滤后取滤液），滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则说明Cl2被还原为了Cl-，故答案为：取少量反应后的溶液于试管中，滴入Ba（NO3）2溶液至不再产生沉淀，再取上层清液（或过滤后取滤液），滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则说明Cl2被还原为了Cl-．

点评 本题考查物质的制备，属于中等难度试题的考查，试题综合性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和规范严谨的实验设计能力，提高学生的学科素养．

练习册系列答案
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7．将相同质量的Na、Mg、Al、Zn、Fe分别投入足量的稀盐酸中，置换出的氢气由多到少的顺序正确的是（　　）
A．Na＞Mg＞Al＞Zn＞FeB．Al＞Mg＞Na＞Fe＞ZnC．Mg＞Al＞Na＞Zn＞FeD．Zn＞Fe Na＞Mg＞Al＞
8．某次发射卫星火箭用N2H4（肼）作燃料，NO2作助燃剂，反应生成生成N2、液态H2O．资料显示：
N2（g）+2O2（g）═2NO2（g），△H1=+67.2kJ/mol①
N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O（l），△H2=-534kJ/mol②
则火箭燃烧1mol N2H4时所放出的热量为567.6KJ．
4．（制备型实验题）
Na2S2O3?5H2O在化学定量分析中常用作基准物质，实验室制备原理为2Na2S+Na2CO3+4SO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na2S2O3+CO2．现设计如下装置（夹持仪器省略）进行实验．

（1）A中发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．
（2）C中所盛试剂可能是NaOH溶液；若要停止A中的化学反应，除取下酒精灯加热外，还可以采取的操作是将铜丝抽离液面停止反应．
（3）甲同学在加热A后，发现液面下的铜丝变黑．该同学对黑色生成物提出如下假设：
①可能是CuO；         ②可能是Cu2O；         ③可能是CuS
乙同学认为假设②一定不成立，依据是Cu2O是砖红色；该同学设计如下实验进一步验证黑色物质的组成：
基于上述假设分析，黑色物质的组成为CuS（填化学式）．
（4）实验室用Na2S2O3标准溶液测定废水中Ba2+的浓度，过程如下：（已知：2S2O32-+I2═S4O62-+2I-）．
废水25.00mL$→_{过滤}^{足量K_{2}CrO_{4}溶液}$BaCrO4固体$→_{稀盐酸}^{过量HI}$I2、Cr3+、Ba2+、Cl-$\stackrel{Na_{2}S_{2}O_{3}溶液}{→}$终点   
①写出BaCrO4沉淀与过量HI、HCl溶液反应的离子方程式：2BaCrO4+16H++6I-═3I2+2Ba2++2Cr3++8H2O；
②若以淀粉为指示剂，则达到滴定终点时的现象是滴入最后一滴，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色；
③若Na2S2O3标准溶液的浓度为0.0030mol?L-1，消耗该Na2S2O3标准溶液的体积如图3所示，则废水中Ba2+的浓度为0.0011mol•L-1．
11．在标准状况下，某气态烃的密度是1.34g•L-1，将0.1mol该气体充分燃烧生成8.8g CO2和5.4g H2O，试确定该气体的分子式，写出其结构式．
1．有机物Q的分子式为C10H12O3，属于芳香族化合物，且有两个取代基，一定条件下Q遇足量NaHCO3、Na均能产生气体，且生成气体体积比（同温同压）为1：1，分子结构中环上的一氯代物只有两种，则Q的结构最多有（　　）
A．19种B．10种C．16种D．12种
8．下列反应的离子方程式正确的是（　　）
A．等物质的量的Ba（OH）2与NH4HSO4在稀溶液中反应：Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O
B．氢氧化铁与足量的氢碘酸溶液反应：Fe（OH）3+3H+=Fe3++3H2O
C．Ca（HCO3）2溶液与足量NaOH溶液反应：Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O
D．向100mL 1mol/L FeBr2溶液中通入0.25mol Cl2：2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
5．某研究性学习小组为了研究Cu与浓H2SO4的反应，设计如下实验探究方案（装置中的固定仪器和酒精灯均未画出）

实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CC14、NaOH溶液等药品，铜丝被卷成螺旋状，一端没入浓H2SO4中，另一端露置在液面上方．
以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录．
材料一：小组交流滴录
学生1：加热前，无现象发生；加热后，液面下铜丝变黑，产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中，黑色物质是什么？值得探究！
学生2：我也观察到黑色颗粒状物质，后来逐渐转变为灰白色固体，我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4．
学生3：你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑，而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝聚，会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应，我查资料发现：2Cu+S=Cu2S（黑色）．
材料二：探究实验剪辑
实验1：将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑，然后插入稀硫酸中，铜丝重新变得光亮，溶液呈蓝绿色；将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑，然后插入稀硫酸中无变化．
实验2：截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝，插入稀硫酸中无变化；将浓硫酸液面下方变黑的铜丝，插入稀硫酸、黑色明显变浅，溶液呈蓝绿色．
实验3：将溶液中的黑色颗粒状物质，经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热，然后冷却，用电子天平称重发现质量减少10%左右．
根据上述材料回答下列问题：
（1）D、E两支试管中CC14的作用是防止倒吸；
（2）加热过程中，观察到A试管中出现大量白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质，在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢地消失．写出淡黄色固体消失的化学反应方程式：S+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$3SO2↑+2H2O；
（3）对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热，很快发现C试管中品红溶液褪色，但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀．学生1猜想是由于SO2溶解度较大，生成了Ca（HSO3）2的缘故．请你设计实验验证学生1的猜想取样后，向其中加氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成；
（4）根据上述研究，结合所学知识，你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是CuO、CuS、Cu2S；（写化学式）
（5）反应完全后稀释溶液呈酸性，学生2猜想反应中浓硫酸可能过量，请你设计一个简单的实验以验证稀释后的溶液由于硫酸过量呈酸性，取稀释后的溶液适量于试管中，加入足量的铁粉，若有无色无味的气体产生，证明硫酸过量．
6．下列有关叙述中正确的是（　　）
A．NH3的水溶液可以导电，说明NH3是电解质
B．Na2O2转变为Na2CO3时一定需要加入还原剂才能实现
C．Fe2+、Cl2、SO2三种微粒既具有氧化性，又具有还原性
D．分散系中分散质粒子的直径：Fe（OH）3胶体＞Fe（OH）3悬浊液＞FeCl3溶液

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