题目内容

9.Na2S2O3俗称大苏打(海波)是重要的化工原料.用Na2SO3和硫粉在水溶液中加热反应,可以制得Na2S2O3.已知10℃和70℃时,Na2S2O3在100g水中的溶解度分别为60.0g和212g.常温下,从溶液中析出的晶体是Na2S2O3•5H2O.现实验室欲制取Na2S2O3•5H2O晶体(Na2S2O3•5H2O的分子量为248)步骤如下:
①称取12.6g Na2SO3于烧杯中,溶于80.0mL水.
②另取4.0g硫粉,用少许乙醇润湿后,加到上述溶液中.
③(如图所示,部分装置略去),水浴加热,微沸,反应约1小时后过滤.
④滤液在经过蒸发浓缩、冷却结晶后析出Na2S2O3•5H2O晶体.
⑤进行减压过滤并干燥.
(1)仪器B的名称是球形冷凝管.其作用是冷凝回流.加入的硫粉用乙醇润湿的目的是增加反应物接触面积,提高反应速率.
(2)步骤④应采取的操作是蒸发浓缩、冷却结晶.
(3)滤液中除Na2S2O3和可能未反应完全的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是Na2SO4.如果滤液中该杂质的含量不很低,其检测的方法是:取出少许溶液,加稀盐酸至酸性,静置后,取上层清液或过滤除去S,再加BaCl2溶液,若出现浑浊则含Na2SO4,反之不含.
(4)为了测产品的纯度,称取7.40g 产品,配制成250mL溶液,用移液管移取25,00mL于锥形瓶中,滴加淀粉溶液作指示剂,再用浓度为0.0500mol/L 的碘水,用酸式(填“酸式”或“碱式”)滴定管来滴定(2S2O32-+I2=S4O62-+2I-),滴定结果如下:
滴定次数滴定前读数(mL)滴定滴定后读数(mL)
第一次0.3031.12
第二次0.3631.56
第三次1.1031.88
则所得产品的纯度为103.2%,你认为影响纯度的主要原因是(不考虑操作引起误差)含有的Na2SO3也会和I2发生反应,从而影响纯度.

分析 (1)根据装置图可知,仪器B为球形冷凝管,结烧瓶中的液体进行冷凝回流,硫粉难溶于水、微溶于乙醇,乙醇湿润可以使硫粉易于分散到溶液中,硫在酒精中微溶,可以增大接触面积,提高反应速率;
(2)溶液中得到溶质固体的方法是通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤,干燥等步骤得到;
(3)由于S2O32?具有还原性,易被氧气氧化成硫酸根离子可知杂质为硫酸钠,依据硫酸根离子检验方设计实验检验;
(4)碘水有氧化性,能腐蚀橡胶管;依据化学反应方程式2S2O32-+I2═S4O42-+2I-计算即可,测定样品的纯度就是以碘标准溶液为标准的,如果滴定终点没有控制好,碘标准溶液滴加过量也会和亚硫酸钠反应.

解答 解:(1)根据装置图可知,仪器B为球形冷凝管,结烧瓶中的液体进行冷凝回流,硫粉难溶于水微溶于乙醇,所以硫粉在反应前用乙醇湿润是使硫粉易于分散到溶液中,有利于硫粉和Na2SO3溶液充分接触,加快反应速率
故答案为:球形冷凝管;冷凝回流;增加反应物接触面积,提高反应速率;
(2)通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤,干燥等步骤得到溶液中的溶质固体,
故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;
(3)S2O32?具有还原性,能够被氧气氧化成硫酸根离子,滤液中除Na2S2O3和可能未反应完全的Na2SO3外,存在被氧化产物硫酸钠,所以可能存在的杂质是硫酸钠,其检测的方法依据硫酸根离子检验:取出少许溶液,加盐酸至酸性后,区上层清液或过滤除去S,再加BaCl2溶液.则加入的盐酸发生两个反应的化学方程式为:Na2SO3+2HCl═SO2↑+H2O+2NaCl,Na2S2O3+2HCl=S↓+SO2↑+H2O+2NaCl,取出少许溶液,加稀盐酸至酸性,静置后,取上层清液,再加BaCl2溶液,若出现浑浊则含Na2SO4,反之不含,
故答案为:Na2SO4;取出少许溶液,加稀盐酸至酸性,静置后,取上层清液或过滤除去S,再加BaCl2溶液,若出现浑浊则含Na2SO4,反之不含;
(4)碘水有氧化性,能腐蚀橡胶管,所以碘水应放在酸式滴定管中进行滴定,根据题中表中的数据可知,第二次数据偏差较大,所以取一、三两次实验的数据,所以用去的碘水的体积为$\frac{30.78+30.82}{2}$mL=30.8mL,碘的物质的量为:0.0500mol•L-l×0.0308L=0.00154mol,
2S2O32-+I2═S4O62-+2I-
2       1
x      0.00154mol
解x=0.00308mol,故Na2S2O3•5H2O的物质的量为0.00308mol,质量为:0.00308×248g/mol=0.7638g,
则称取7.40g产品,配制成250mL溶液中,Na2S2O3•5H2O的质量为=0.7638g×$\frac{250}{25}$=7.638g
故产品的纯度为:$\frac{7.638g}{7.40g}$×100%=103.2%,
碘单质有强的氧化性,Na2SO3具有还原性,Na2SO3会和I2发生反应,从而影响纯度,
故答案为:酸式;103.2%;含有的Na2SO3也会和I2发生反应,从而影响纯度.

点评 本题考查了试剂的作用、物质的推断、滴定的计算、方程式的书写等知识,(4)计算量较大,题目难度较大,注意关系式的应用.

练习册系列答案
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4.晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HCl$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiHCl3+H2
③SiHCl3与过量H2在1000℃~1100℃反应制得纯硅
已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃.请回答下列问题:
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑.
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点-84.7℃),提纯SiHCl3采用的方法为分馏.
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去):

①装置B中的试剂是浓硫酸.装置C中的烧瓶需要水浴加热,其目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3气化.
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是石英管的内壁附有灰黑色晶体,装置D不能采用普通玻璃管的原因是高温下,普通玻璃会软化,装置D中发生反应的化学方程式为SiHCl3+H2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+3HCl.
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及先通一段时间H2,将装置中的空气排尽.
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)是bd.
a.碘水     b.氯水       c.aOH溶液     d.KSCN溶液     e.Na2SO3溶液.
14.2015年8月12日23:30左右,天津滨海新区的一处集装箱码头发生爆炸,发生爆炸的是集装箱内的易燃易爆物品氰化钠,数量为700吨左右.
资料:氰化钠化学式为NaCN,白色结晶颗粒或粉末,易潮解,有微弱的苦杏仁气味.剧毒,皮肤伤口接触、吸入、吞食微量可中毒死亡.熔点563.7℃,沸点1496℃.易溶于水,易水解生成氰化氢,水溶液呈强碱性,是一种重要的化工原料,用于电镀、冶金和有机合成医药、农药及金属处理方面.
(1)用离子方程式表示其水溶液呈强碱性的原因:CN-+H2O?HCN+OH-
(2)氰化钠要用双氧水或硫代硫酸钠中和.①用双氧水处理产生一种酸式盐和一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,请写出该反应的化学方程式NaCN+H2O2+H2O═NaHCO3+NH3↑;
②用硫代硫酸钠中和的离子方程式为CN-+S2O32-═A+SO32-,A为SCN-(填化学式).
(3)含氰废水中的CN-有剧毒.
①CN-中C元素显+2价,N元素显-3价,则非金属性N>C(填<,=或>).
②在微生物的作用下,CN-能够被氧气氧化成HCO3-,同时生成NH3,该反应的离子方程式为2CN-+4H2O+O2$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HCO3-+2NH3
③用图1所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液PH为9~10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体,下列说法不正确的是
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已知:2Na2CO3 (aq)+3H2O2 (aq)?2Na2CO3•3H2O2 (s)△H<0,请回答下列问题:
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②准确称取0.2000g过碳酸钠于250mL锥形瓶中,加50mL蒸馏水溶解,再加50mL2.0mol•L-1 H2SO4,用0.02000mol•L-1 KMnO4 标准溶液滴定至终点时消耗30.00mL,则产品中H2O2的质量分数为25.50%.[反应6KMnO4+5(2Na2CO3•3H2O2)+19H2SO4═3K2SO4+6MnSO4+10Na2SO4+10CO2↑+15O2↑+34H2O].

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