题目内容
【题目】硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一,其反应原理为:2Na2S+Na2CO3+4SO2==3Na2S2O3+CO2(该反应△H>0),某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O3·5H2O的流程如下。
(1)吸硫装置如图所示。
①装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效率,B中试剂是 ____________ ,表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液 _________________。
②为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,除了及时搅拌反应物外,还可采取的合理措施是 __________________ 。(答一条)
(2)假设本实验所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH,设计实验方案进行检验。(室温时CaCO3饱和溶液的pH=10.2)。
序号 | 实验操作 | 预期现象 | 结论 |
① | 取少量样品于试管中,加入适量蒸馏水,充分振荡溶解, _________。 | 有白色沉淀生成 | 样品含NaCl |
② | 另取少量样品于烧杯中,加入适量蒸馏水,充分搅拌溶解,________。 | 有白色沉淀生成,上层清液pH>10.2 | 样品含NaOH |
(3)Na2S2O3溶液是定量实验中的常用试剂,测定其浓度的过程如下:
第一步:准确称取a g KIO3(相对分子质量为214)固体配成溶液;
第二步:加入过量KI固体和H2SO4溶液,滴加指示剂;
第三步: 用Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL。
则c(Na2S2O3)=_________mol·L-1。
已知:IO3-+5I-+6H+= 3I2+3H2O ,2S2O32-+I2=S4O62-+2I-
(4)某同学第一步和第二步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的Na2S2O3浓度可能__________(填“不受影响”、“偏低”或“偏高”),原因是_________________________________。(用离子方程式表示)。
【答案】 品红、溴水或KMnO4溶液 颜色很快褪色(或其他合理答案) 控制SO2的流速、适当升高温度(其他合理答案) 滴加足量稀硝酸,再滴加少量AgNO3溶液,振荡 加入过量CaCl2溶液,搅拌,静置,用pH计测定上层清液pH 6000a/214V 或3000a/107V 偏高 4I-+4H++O2=2I2+2H2O 2S2O32-+I2=S4O62-+2I-
【解析】(1)①二氧化硫具有还原性、漂白性,所以可以用品红、溴水或KMnO4溶液,来检验二氧化硫是否被完全吸收,若SO2吸收效率低,则二氧化硫有剩余,B中的溶液会褪色,故答案为:品红、溴水或KMnO4溶液;溶液颜色很快褪色;
②为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,可以减缓二氧化硫的流速,使二氧化硫与溶液充分接触反应,适当升高温度,也能使二氧化硫充分反应,故答案为:增大SO2的接触面积或控制SO2的流速;适当升高温度;
(2)实验所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH,若检验NaCl存在,需先加稀硝酸排除干扰,再加硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,说明有NaCl;已知室温时CaCO3饱和溶液的pH=10.2,若要检验氢氧化钠存在,需加入过量CaCl2溶液,把Na2CO3转化为CaCO3,再测量溶液的pH,若pH大于10.2,说明含有NaOH,故答案为:滴加足量稀硝酸,再滴加少量AgNO3溶液,振荡;加入过量CaCl2溶液,搅拌,静置,用pH计测定上层清液pH;
(3) n(KIO3)= mol,设参加反应的Na2S2O3为xmol;根据KIO3+5KI+3H2SO4= 3K2SO4+3I2+3H2O,I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI,有:
KIO3~~~~3I2~~~~6Na2S2O3
1 6
mol xmol
所以 x=,则c(Na2S2O3)=
=
=
molL-1,第三步滴速太慢,I-被空气氧化,发生4I-+4H++O2═2I2+2H2O,2S2O32-+I2=S4O62-+2I-,消耗的Na2S2O3溶液的体积偏小,由c(Na2S2O3)=
molL-1,V偏小,c偏高,故答案为:
;偏高;4I-+4H++O2═2I2+2H2O、2S2O32-+I2=S4O62-+2I-。
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