题目内容
【题目】连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是一种漂白剂、脱氧剂和防腐剂。某研究小组对Na2S2O4的性质与制备进行了如下探究。
(1)测定0.05mol·L-1 Na2S2O4溶液在空气中pH的变化如图所示。
①写出0~t1段发生反应的化学方程式:_____。
②t2~t3段溶液的pH变小的原因是______。
(2)已知:S2O32-+2H+===SO2↑+S↓+H2O。Na2S2O4固体在隔绝空气的条件下加热至75℃以上完全分解得到Na2SO3、Na2S2O3和SO2,检验产物中是否含有Na2SO4,实验方法是__________。
(3)由工业废气制备Na2S2O4的实验原理如下:
①向装置Ⅱ中加入Ce4+的目的是________。
②写出装置Ⅲ中发生反应的离子方程式:________。
(4)由锌粉法制备Na2S2O4的实验装置如图所示。主要步骤如下:
步骤1:将SO2通入锌粉的水悬浮液中,于35~45℃下反应生成连二亚硫酸锌。
步骤2:加入过量烧碱溶液,于28~35 ℃下反应生成Na2S2O4和氢氧化锌悬浮溶液。
由上述实验进一步提纯得到Na2S2O4(s)的实验方案是取一定量的Na2S2O4和氢氧化锌悬浮溶液,______(实验中须使用的试剂有:氯化钠、乙醇;除常规仪器外须使用的仪器有:真空干燥箱)。
【答案】2Na2S2O4+O2+2H2O===4NaHSO3 NaHSO3被氧化为NaHSO4使溶液酸性增强 取少量固体溶于足量稀盐酸,向上层清液中滴加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产物中含Na2SO4 将NO氧化为NO2-和NO3- 2SO32-+2Ce2++2H2OS2O42-+2Ce4++4OH- 过滤,向滤液中加入一定量的氯化钠进行盐析,过滤,用乙醇洗涤固体,置于真空干燥箱中干燥
【解析】
(1)①Na2S2O4溶液在空气中易被氧化生成亚硫酸氢钠,则0~t1段发生反应的化学方程式为:2Na2S2O4+O2+2H2O=4NaHSO3;
②t2~t3段溶液的pH变小的原因是NaHSO3被氧化为NaHSO4使溶液酸性增强;
(2)检验产物中是否含有Na2SO4,实验方法是取少量固体溶于足量稀盐酸,向上层清液中滴加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产物中含Na2SO4;
(3)由工业废气制备Na2S2O4的流程图可知:
①向装置Ⅱ中加入Ce4+,将NO氧化为NO2-和NO3-;
②装置Ⅲ中电解条件下亚硫酸根离子与Ce2+发生反应生成Ce4+和过硫酸根离子,发生反应的离子方程式为:2SO32-+2Ce2++2H2OS2O42-+2Ce4++4OH-;
(4)由上述实验进一步提纯得到Na2S2O4(s)的实验方案是取一定量的Na2S2O4和氢氧化锌悬浮溶液,过滤,向滤液中加入一定量的氯化钠进行盐析,过滤,用乙醇洗涤固体,置于真空干燥箱中干燥。
【题目】为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量,研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物的含量显得尤为重要。
I.氮氧化物研究
(1)一定条件下,将2molNO与2molO2置于恒容密闭容器中发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),下列各项能说明反应达到平衡状态的是 ________________(填字母代号) 。
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.NO和O2的物质的量之比保持不变 d.每消耗1 molO2同时生成2 molNO2
(2)汽车内燃机工作时会引起N2和O2的反应:N2 +O22NO,是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。在T1、T2温度下,一定量的NO发生分解反应时N2的体积分数随时间变化如右图所示,根据图像判断反应N2(g)+O2(g)2NO(g)的△H__________0(填“>”或“<”)。
Ⅱ.碳氧化物研究
(1)体积可变(活塞与容器之间的摩擦力忽略不计)的密闭容器如右图所示,现将3molH2和2molCO放入容器中,移动活塞至体积V为2L,用铆钉固定在A、B点,发生合成甲醇的反应如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
测定不同条件、不同时间段内的CO的转化率,得到如下数据:
T(℃) | 10min | 20min | 30min | 40min |
T1 | 20% | 55% | 65% | 65% |
T2 | 35% | 50% | a1 | a2 |
①根据上表数据,请比较T1_________T2(选填“>”、“<”或“=”);T2℃下,第30min 时,a1=________,该温度下的化学平衡常数为__________________。
②T2℃下,第40min时,拔去铆钉(容器密封性良好)后,活塞没有发生移动,再向容器中通入6molCO,此时v(正)________v(逆)(选填“>”、“<”或。
(2)一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染。常温下,将a mol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合(混合后溶液体积变化忽略不计),充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则根据溶液中的电荷平衡可知,溶液的pH=___________,则可以求出醋酸的电离常数Ka =____________ (用含a和b的代数式表示)。