题目内容
19．硫代硫酸钠俗称“海波”，又名“大苏打”，具有较强的还原性和配位能力，是冲洗照相底片的定影剂，棉织物漂白后的脱氯剂，定量分析中的还原剂．硫代硫酸钠（Na2S2O3）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得，装置如图（a）所示．
已知：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，有关物质的溶解度曲线如图（b）所示，
（1）Na2S2O3•5H2O的制备：
步骤1：如图连接好装置后，检查A、C装置气密性的操作是关闭分液漏斗活塞，往D广口瓶中加水至浸没长导管；打开K1、关闭K2，用酒精灯微热圆底烧瓶，若D长导管口有气泡产生，停止加热后长导管内形成一段水柱，说明气密性良好
步骤2：加入药品，打开K1、关闭K2，加热，装置B、D中的药品可选用下列物质中的ACD．（填编号）
A．NaOH溶液 B．浓H2SO4 C．酸性KMnO4溶液 D．饱和NaHCO3溶液
步骤3：C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少．当C中溶液的pH接近或不小于7时，打开K2、关闭K1并停止加热；C中溶液要控制pH的理由是Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在．
步骤4：过滤C中的混合液，将滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品．
（2）Na2S2O3性质的检验：向足量的新制氯水中滴加Na2S2O3溶液，氯水颜色变浅，写出该反应的化学方程式Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl，再向溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，据此认为Na2S2O3具有还原性．该方案是否正确并说明理由不正确，因为氯水中含有氯离子．
（3）常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度，步骤如下：取废水25.00mL，控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液，得BaCrO4沉淀；过滤、洗涤后，用适量稀盐酸溶解．此时CrO42-全部转化为Cr2O72-；再加过量KI溶液，充分反应后，加入淀粉溶液作指示剂，用0.010mol•L-1的Na2S2O3溶液进行滴定，反应完全时，消耗Na2S2O3溶液18.00mL．部分反应的离子方程式为：①Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O； ②I2+2S2O32-=2I-+S4O62-则该废水中Ba2+的物质的量浓度为2.4×10-3mol•L-1．
分析 图（a）中，加热条件下，铜和浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，二氧化硫和碳酸钠、S在C中反应生成硫代硫酸钠，二氧化硫属于酸性氧化物，且有毒，不能直接排空，应该用碱液吸收；
（1）步骤1：利用压强差检验装置的气密性；
步骤2：二氧化硫具有还原性，属于酸性氧化物，且有毒，不能直接排空，可以用酸性高锰酸钾溶液或碱性溶液吸收；
步骤3：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，在碱性条件下稳定存在；
步骤4：从溶液中获取溶质，需要采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法；
（2）氯气具有强氧化性，硫代硫酸钠具有还原性，二者发生氧化还原反应生成硫酸钠、硫酸和盐酸；
氯水中含有氯离子，影响硫代硫酸钠还原性的判断；
（3）由题意可知，BaCrO4用盐酸溶解转化为Cr2O2-7，由元素守恒及已知方程式可得关系式：2Ba2+～2BaCrO4～Cr2O2-7～3I2～6Na2S2O3，结合消耗的Na2S2O3利用关系式计算溶液中n（Ba2+），进而计算c（Ba2+）．
解答 解：图（a）中，加热条件下，铜和浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，二氧化硫和碳酸钠、S在C中反应生成硫代硫酸钠，二氧化硫属于酸性氧化物，且有毒，不能直接排空，应该用碱液吸收；
（1）步骤1：气密性检验方法为关闭分液漏斗活塞，往D广口瓶中加水至浸没长导管；打开K1、关闭K2，用酒精灯微热圆底烧瓶，若D长导管口有气泡产生，停止加热后长导管内形成一段水柱，说明气密性良好，
步骤2：二氧化硫具有还原性，属于酸性氧化物，且有毒，不能直接排空，可以用酸性高锰酸钾溶液氧化而被酸性高锰酸钾溶液吸收，亚硫酸酸性大于碳酸，所以能和碳酸氢钠、NaOH溶液反应而被氢氧化钠溶液或饱和碳酸氢钠溶液吸收，
步骤3：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，在碱性条件下能稳定存在，为了防止硫代硫酸钠发生反应，要控制溶液的pH接近或不小于7；
步骤4：从溶液中获取溶质，需要采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法，
故答案为：关闭分液漏斗活塞，往D广口瓶中加水至浸没长导管；打开K1、关闭K2，用酒精灯微热圆底烧瓶，若D长导管口有气泡产生，停止加热后长导管内形成一段水柱，说明气密性良好；
ACD；接近或不小于7；Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在；蒸发浓缩；冷却结晶；
（2）氯气具有强氧化性，硫代硫酸钠具有还原性，二者发生氧化还原反应生成硫酸钠、硫酸和盐酸，反应方程式为Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl；
氯水中含有氯离子，影响硫代硫酸钠还原性的判断，所以不正确，
故答案为：Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl；不正确，因为氯水中含有氯离子；
（3）由题意可知，BaCrO4用盐酸溶解转化为Cr2O2-7，由元素守恒及已知方程式可得关系式：2Ba2+～2BaCrO4～Cr2O2-7～3I2～6Na2S2O3，消耗的Na2S2O3为0.018L×0.01mol/L，则n（Ba2+）=0.018L×0.01mol/L×$\frac{1}{3}$=0.00006mol，故溶液中c（Ba2+）=$\frac{6×1{0}^{-5}mol}{0.025L}$=2.4×10-3 mol•L-1，
故答案为：2.4×10-3 mol•L-1．
点评 本题考查物质制备实验方案设计，为高频考点，涉及气密性检验、对实验装置及步骤的分析评价、物质的分离提纯、氧化还原反应滴定，注意图a中各个装置的作用及发生的反应，难点是确定（3）中各个物理量之间的关系，题目难度中等．
全能练考卷系列答案
一课一练课时达标系列答案C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H1=-a kJ•mol-1 ①
C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（g）△H2=-b kJ•mol-1 ②
下列判断正确的是（ ）
| A． | △H1＞△H2 | B． | a=b | C． | a＞b | D． | a＜b |
表一：原料、反应条件、平衡转化率、日产量
| 乙炔水化法 | 乙烯氧化法 | |
| 原料 | 乙炔、水 | 乙烯、空气 |
| 反应条件 | HgSO4、100～125℃ | PdCl2-CuCl2、100～125℃ |
| 平衡转化率 | 乙炔平衡转化率90%左右 | 乙烯平衡转化率80%左右 |
| 日产量 | 2.5吨（某设备条件下） | 3.6吨（相同设备条件下） |
| 原料生产工艺过程 | |
| 乙炔 | CaCO3$\stackrel{①850-1100℃}{→}$CaO$→_{1100℃}^{②+C、电炉}$CaC2$\stackrel{③饱和食盐水}{→}$C2H2 |
| 乙烯 | 来源于石油裂解气 |
（1）写出下列化学方程式：
a．乙炔水化法制乙醛CH≡CH+H2O$→_{△}^{催化剂}$CH3CHO．
b．乙烯氧化法制乙醛2CH2=CH2+O2$→_{△}^{催化剂}$2CH3CHO．
（2）从两表中分析，现代工业上乙烯氧化法逐步取代乙炔水化法，分析可能的原因（从环境、原料来源、能耗等角度分析，任写一点）：两者反应条件温度相当，但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂，汞盐的毒性大，虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法，但反应快、日产量比其高得多，乙炔的制取要经过多步反应制得，且消耗大量的热能、电能，但是乙烯来源于石油裂解气，消耗的总能量比乙炔少，且较容易获得等．
（3）从化学反应速率角度分析，在相同条件下，两种制取乙醛的方法哪种快？乙烯氧化法快．
（4）若将上述两种方法的反应条件，均增加“100个标准大气压”，原料转化率会再增大一些，但在实际生产中却不采用这样的方法，理由是因为两种方法在相同反应条件下，转化率已经很高，增大压强将消耗能量和增加设备预算，不经济．
（5）如果某工厂以乙烯为原料，通过3步可以制得聚氯乙烯，请写出合理的反应方程式（无机试剂和溶剂等任选，改过程中不发生取代反应）
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已知SiCl4的熔点为-70.0℃，沸点为57.7℃，且遇水易反应，
请回答下列问题：
（1）写出装置A中发生反应的离子方程式：MnO2+4H++2Cl- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++2H2O+Cl2↑
（2）装置B中的试剂是饱和食盐水；装置C的作用为干燥氯气
（3）装置D的玻璃管中发生主要反应的化学方程式是SiO2+2C+2Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiCl4+2CO，装置F的作用为防止F右端的水蒸气进入E与四氯化硅反应，造成产物不纯．
（4）G中吸收气体一段时间后，吸收液中肯定存在OH-、Cl-和SO42-．为探究该吸收液中可能存在的其它酸根离子（忽略空气中CO2的影响），研究小组实验设计如下
【提出假设】假设1：只有SO32-：假设2：既无SO32-也无ClO-；假设3：只有ClO-：
【设计方案，进行试验】可供选择的实验试剂有：3mol/L H2SO4溶液、1mol/L NaOH溶液、品红溶液、0.01mol/L KMnO4溶液、淀粉-KI溶液．各取少量吸收液于a、b、c三支试管中，分别滴加3mol/L H2SO4酸化后，进行下列实验：
请完成如表：
| 序号 | 操作 | 可能出现的现象 | 结论 |
| ① | 向a试管中滴加几滴0.01mol/L的KMnO4 | 若溶液褪色 | 则假设1成立 |
| 若溶液不褪色 | 则假设2或3成立 | ||
| ② | 向b试管中滴加几滴品红 | 若溶液褪色 | 则假设1或3成立 |
| 若溶液不褪色 | 则假设2成立 | ||
| ③ | 向c试管中滴加几滴淀粉-KI溶液 | 则假设3成立 |
| A． | CuCl2溶液 | B． | NaCl溶液 | C． | MgSO4溶液 | D． | K2CO3溶液 |