题目内容

12．连二亚硫酸钠（Na2S2O4）又称保险粉，在纺织行业中常用于还原染色剂．
己知连二亚硫酸钠具有下列性质：在空气中极易被氧化，不溶于甲醇，易溶于水，遇水迅速分解为亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠，在碱性介质中较稳定．回答下列问题：
（1）二氧化硫的制备
原料：亚硫酸钠固体和70%的浓硫酸

（1）仪器①的名称是分液漏斗．
（2）实验室制取干燥二氧化硫的装置连接顺序为a→g→h→e→f→d（选择图中部分仪器，按气流方向用小写字毋排序），选择该气体发生装置的原因是该装置可以平衡压强，让浓硫酸顺利流下．
（3）设计实验证明二氧化硫具有还原性将二氧化硫通入溴水中，溴水颜色褪去，即说明二氧化硫具有还原性（实验中可选用的试剂有：品红溶液、氢硫酸、溴水，滴有酚酞的氢氧化钠溶液）
（二）保险粉的制备
I．在G装置中加入甲酸钠浓溶液、氢氧化钠，甲醇（溶剂）的混合液；
II：打开K1、K2，一段时间后，向装置中通入二氧化硫；
III．加热一段时间，装置中有黄色晶体析出，并产生大量气体；
IV．过滤、洗涤、干燥，收集产品．
（1）写出步骤II中制备保险粉的化学方程式HCOONa+NaOH+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O．
（2）简述步骤 IV保险粉的洗涤方法：在无氧环境中，加入甲醇溶液至浸没晶体，待甲醇溶液顺利流下后，重复2～3次（或选择快速抽滤操作）．
（3）步骤 IV干燥保险粉的最佳方法为C（选填序号）．
A．空气中蒸发干燥    B．氯化氢气流中蒸发干燥    C．真空干燥
（三）保险粉的含量测定
铁氰化物滴定法原理是：4K3+2Na2S2O4+8KOH═3K4+4Na2SO3+Na4+4H2O
I．另取一套G装置，加入一定体积的氢氧化钠溶液，通入N2；
II．称取样品mg加入装置G中搅拌，溶解，再加入2-3滴亚甲基蓝指示剂；
III．用浓度为cmol•L-1的K3滴定，至滴定终点时，记录消耗的体积为VmL．保险粉质量分数表达式为$\frac{87cV×1{0}^{-3}}{m}×100%$（用含c、m、V的代数式表示）．
（2）若在滴定前未向锥形瓶中通氮气，则会导致测定的保险粉含量偏低（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）

分析 （一）（1）根据装置图分析，仪器①为分液漏斗；
（2）采用亚硫酸钠固体和70%的浓硫酸制备SO2气体，A为发生装置，要求制备的SO2气体干燥，则需要通过浓硫酸干燥，F为干燥装置，导管为长进短出，E为收集装置，SO2比空气重，导管也应为长进短出，最后尾气处理，选用D装置能防止倒吸，选用A装置，主要考虑到该装置可以平衡压强，让浓硫酸顺利流下；
（3）证明二氧化硫具有还原性，可考虑SO2通入溴水中，还原Br2，溴水颜色褪去即可证明SO2的还原性；
（二）（1）采用向甲酸钠浓溶液、氢氧化钠，甲醇（溶剂）的混合液中通入SO2制备保险粉，反应还产生CO2，据此写出反应方程式；
（2）考虑保险粉在空气中极易被氧化，不溶于甲醇，易溶于水，遇水迅速分解为亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠，在碱性介质中较稳定，则洗涤在无氧环境下，用甲醇溶液洗涤；
（3）考虑到保险粉在空气中极易被氧化，不溶于甲醇，易溶于水，遇水迅速分解为亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠，在碱性介质中较稳定，则干燥保险粉的最佳方法应在真空下干燥；
（三）（1）根据滴定反应的原理方程式计算；
（2）N2是作为保护气，排除O2带来的影响，若在滴定前未向锥形瓶中通氮气，则实际测出的保险粉会减小．

解答 解：（一）（1）根据装置图分析，仪器①为分液漏斗，
故答案为：分液漏斗；
（2）采用亚硫酸钠固体和70%的浓硫酸制备SO2气体，A为发生装置，要求制备的SO2气体干燥，则需要通过浓硫酸干燥，F为干燥装置，导管为长进短出，E为收集装置，SO2比空气重，导管也应为长进短出，最后尾气处理，选用D装置能防止倒吸，则装置连接顺序为：a→g→h→e→f→d，
选用A装置，主要考虑到该装置可以平衡压强，让浓硫酸顺利流下，
故答案为：a→g→h→e→f→d；该装置可以平衡压强，让浓硫酸顺利流下；
（3）证明二氧化硫具有还原性，可考虑SO2通入溴水中，还原Br2，溴水颜色褪去即可证明SO2的还原性，则可设计实验：将二氧化硫通入溴水中，溴水颜色褪去，可以说明，
故答案为：将二氧化硫通入溴水中，溴水颜色褪去，即说明二氧化硫具有还原性；
（二）（1）采用向甲酸钠浓溶液、氢氧化钠，甲醇（溶剂）的混合液中通入SO2制备保险粉，反应还产生CO2，则反应的方程式为：HCOONa+NaOH+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O，
故答案为：HCOONa+NaOH+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O；
（2）考虑保险粉在空气中极易被氧化，不溶于甲醇，易溶于水，遇水迅速分解为亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠，在碱性介质中较稳定，则洗涤在无氧环境下，用甲醇溶液洗涤，待甲醇溶液顺利流下后，重复2～3次，也可以选择更快速的抽滤法，减小损耗，
故答案为：加入甲醇溶液至浸没晶体，待甲醇溶液顺利流下后，重复2～3次（或选择快速抽滤操作）；
（3）考虑到保险粉在空气中极易被氧化，不溶于甲醇，易溶于水，遇水迅速分解为亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠，在碱性介质中较稳定，则干燥保险粉的最佳方法应在真空下干燥，故选C，
故答案为：C；
（三）（1）已知称取样品mg加入装置G中搅拌，溶解，再加入2-3滴亚甲基蓝指示剂，用浓度为cmol•L-1的K3滴定，至滴定终点时，记录消耗的体积为VmL，根据滴定原理方程式，则样品中保险粉的物质的量为n=$\frac{1}{2}$cV×10-3mol，所以mg样品中，保险粉的质量分数为w=$\frac{174×n}{m}×100%$=$\frac{87cV×1{0}^{-3}}{m}×100%$，
故答案为：$\frac{87cV×1{0}^{-3}}{m}×100%$；
（2）N2是作为保护气，排除O2带来的影响，若在滴定前未向锥形瓶中通氮气，则实际测出的保险粉的量会减小，也就导致测定的保险粉含量偏低，
故答案为：偏低．

点评 本题以保险粉为背景，考查实验流程分析与操作的相关知识，明确装置的作用，理解实验步骤是解题的关键，考查综合分析能力和整体把握的能力，涉及到氧化还原反应，滴定原理的计算，题目难度中等，是中档题．

练习册系列答案
相关题目
7．
 弱酸CH3COOH HClOH2CO3 H2SO3 
 电离平衡常数（25℃） Ka=1.75×10-5 Ka=3.0×10-8  Ka1=4.30×10-7
 Ka2=5.61×10-11		 Ka1=1.54×10-2
 Ka2=1.02×10-7 
请回答下列问题：
（1）上述四种酸的酸性由强到弱的顺序是H2SO3＞CH3COOH＞H2CO3＞HClO＞HCO3-
（2）下列离子方程式正确的是A
A．少量的SO2通入Na2CO3溶液中：SO2+H2O+2CO32-═SO32-+2HCO3-
B．少量CO2通入NaClO溶液中：CO2+H2O+2ClO-═CO32-+2HClO
C．少量SO2通入Ca（ClO）2溶液中：SO2+H2O+Ca2++2ClO-═CaSO3↓+2HClO
D．相同浓度NaHCO3溶液与NaHSO3溶液等体积混合：H++HCO3-═CO2↑+H2O．
8．下列冶炼金属的原理正确的是（　　）
A．电解食盐水制备金属钠B．加热分解Cu2O制备金属铜
C．用A12O3与CO热还原法制备单质铝D．湿法炼铜是用铁和硫酸铜溶液反应
5．下列属于加成反应的是（　　）
A．CCl4+H2$→_{△}^{催化剂}$ CHCl3+HClB．2CH2=CH2+O2$→_{△}^{催化剂}$2CH3CHO
C．+HNO3$→_{50℃-60℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$+H2O+D．+3H2$→_{△}^{Ni}$
7．草酸钴是制作氧化钴和金属钴的原料．一种利用含钴废料（主要成分Co2O3），含少量Fe2O3、MnO2、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等）制取草酸钴（CoC2O3）的工艺流程如图1：

已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等．
②部分阳离子一氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Co（OH）2Al（OH）3Mn（OH）2
完全沉淀时的pH3.79.69.25.29.8
③Kap（MgF2）=7.35×10-11，Kap（CaF2）=1.05×10-10
回答下列问题：
（1）焙烧的目的是除去碳和有机物；浸钴过程中Co3+转化为Co2+，反应的离子方程式为2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+．
（2）加入H2O2的目的是将 Fe2+氧化为 Fe3+，加入Na2CO3溶液，调pH至5.2，滤渣Ⅰ主要成分为Al（OH）3、Fe（OH）3．
（3）加入过量NaF溶液，可将Ca2+、Mg2+除去，若所得滤液中c（Ca2+）=1.0×10-3mol•L-1，则滤液中c（Mg2+）为7.0×10-4 mol•L-1．
（4）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图2所示．滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是除去Mn2+；萃取时，溶液的pH需要控制在一定范围内才比较适宜，其pH范围约为3.0～3.5．
（5）已知含钴废料中含Co2O3质量分数为a%，若取mg该含钴废料按照上述流程，理论上最多能制得CoC2O4的质量为$\frac{147ma%}{83}$ 或 1.77×10-2mag（列出计算式即可）．
17．化合物X是一种医药中间体，其结构简式如图所示．下列有关化合物X的说法正确的是（　　）
A．分子中两个苯环一定处于同一平面
B．不能与饱和Na2CO3溶液反应
C．1mol化合物X最多能与8mol H2反应
D．在酸性条忤下水解，水解产物只有一种
4．垃圾是“放错了位置”的资源，某高中研究性学习小组在“垃圾的危害”的调查报告中写道：放眼望去，垃圾堆积成山；微风吹过，一阵刺鼻气味拍面而来；垃圾堆周围污水横流，塑料袋、玻璃瓶、废纸片混杂其中…．请你为垃圾的处理提出一种科学可行的方法：分类处理．
1．下列有关化学用语表示正确的是（　　）
A．质量数为35的氯原子：35ClB．氟原子的结构示意图：
C．氯化铵的电子式：D．明矾的化学式：Al2（SO4）3
2．回忆初中的电解水实验和高中老师讲的氯碱工业，用石墨作电极电解CuCl2溶液，下列说法正确的是（　　）
A．阴极上产生红色物质B．阴极附近溶液呈红色
C．阴极上产生氯气D．阳极上产生氢气

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网