题目内容

18．NaCN为剧毒无机物．某化学兴趣小组查阅资料得知，实验室里的氰化钠溶液可使用硫代硫酸钠溶液进行统一解毒销毁，他们开展了以下三个实验，根据要求回答问题：
实验Ⅰ．硫代硫酸钠晶体（Na2S2O3?5H2O）的制备
已知Na2S2O3•5H2O对热不稳定，超过48℃即开始丢失结晶水．现以亚硫酸钠、硫化钠和碳酸钠等为原料、采用下述装置制备硫代硫酸钠，反应原理为：
①Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2
②Na2S+SO2+H2O=Na2SO3+H2S
③2H2S+SO2=3S↓+2H2O
④Na2SO3+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3
（1）将硫化钠和碳酸钠按反应要求的比例一并放入三颈烧瓶中，注入150mL蒸馏水使其溶解，在蒸馏烧瓶中加入亚硫酸钠固体，在分液漏斗中注入C（填以下选择项的字母），并按上图安装好装置，进行反应．
A．稀盐酸      B．浓盐酸     C．70%的硫酸     D．稀硝酸
从以上反应可知Na2S 与Na2CO3的最佳物质的量比是2：1．
（2）pH小于7即会引起Na2S2O3溶液的变质反应，会出现淡黄色混浊．反应约半小时，当溶液中pH接近或不小于7时，即可停止通气和加热．如果SO2通过量，发生的化学反应方程式为Na2S2O3+SO2+H2O=2NaHSO3+S↓．
（3）从上述生成物混合液中获得较高产率Na2S2O3?5H2O的歩骤为

为减少产品的损失，操作①为趁热过滤，操作②是蒸发浓缩，冷却结晶；操作③是抽滤、洗涤、干燥．
Ⅱ．产品纯度的检测
已知：Na2S2O3?5H2O的摩尔质量为248g/mol；2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6．取晶体样品ag，加水溶解后，滴入几滴淀粉溶液，用0.010mol/L碘水滴定到终点时，消耗碘水溶液vmL，则该样品纯度是$\frac{0.496v}{a}$%
Ⅲ．有毒废水的处理化学兴趣小组的同学在配备防毒口罩，橡胶手套和连衣式胶布防毒衣等防护用具以及老师的指导下进行以下实验：
向装有2ml0.1mol/L 的NaCN溶液的试管中滴加2ml0.1mol/L 的Na2S2O3溶液，两反应物恰好完全反应，但没有明显实验现象，取反应后的溶液少许滴入盛有10ml0.1mol/L FeCl3溶液的小烧杯，溶液呈现血红色，请写出Na2S2O3解毒的离子反应方程式CN-+S2O32-=SCN-+SO32-．

分析 Ⅰ．（1）以亚硫酸钠、硫化钠和碳酸钠等为原料、采用下述装置制备硫代硫酸钠，根据反应原理可知，蒸馏烧瓶中加入的酸要使反应保持较快的反应速率，浓盐酸、硝酸都易挥发，而稀盐酸加入，反应速率较慢，根据题中提供的信息可知，Na2S 与Na2CO3的反应方程式为2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2，据此答题；
（2）根据题意，Na2S2O3在酸性条件下会生成S，当溶液中pH接近或不小于7时，如果SO2通过量，会生成NaHSO3，据此书写化学方程式；
（3）从上述生成物混合液中获得较高产率Na2S2O3?5H2O，在混合液中加入活性碳脱色，然后趁热过滤，将除去碳后的滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥，可得粗晶体，据此答题；
Ⅱ．产品纯度的检测
vmL0.010mol/L碘水溶液中n（I2）=v×10-3L×0.010mol/L=v×10-5mol，根据关系式2Na2 S2O3～I2计算 mg样品中n（Na2 S2O3），根据m=nM计算mg样品中Na2 S2O3•5H2O晶体的质量，据此据此纯度；
Ⅲ．根据题中实验现象可知，生成的溶液能使 FeCl3溶液呈现血红色，说明有SCN-产生，根据电荷守恒和元素守恒可书写离子方程式．

解答 解：Ⅰ．（1）以亚硫酸钠、硫化钠和碳酸钠等为原料、采用下述装置制备硫代硫酸钠，根据反应原理可知，蒸馏烧瓶中加入的酸要使反应保持较快的反应速率，浓盐酸、硝酸都易挥发，而稀盐酸加入，反应速率较慢，所以用70%的硫酸，选C，根据题中提供的信息可知，Na2S 与Na2CO3的反应方程式为2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2，所以Na2S 与Na2CO3的最佳物质的量比是2：1，
故答案为：C；2：1；
（2）根据题意，Na2S2O3在酸性条件下会生成S，当溶液中pH接近或不小于7时，如果SO2通过量，会生成NaHSO3，反应的化学方程式为Na2S2O3+SO2+H2O=2NaHSO3+S↓，
故答案为：Na2S2O3+SO2+H2O=2NaHSO3+S↓；
（3）从上述生成物混合液中获得较高产率Na2S2O3?5H2O，在混合液中加入活性碳脱色，然后趁热过滤，防止溶液中Na2S2O3?5H2O析出，将除去碳后的滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥，可得粗晶体，所以操作②是蒸发浓缩，冷却结晶，
故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶；
Ⅱ．产品纯度的检测
vmL0.010mol/L碘水溶液中n（I2）=v×10-3L×0.010mol/L=v×10-5mol，则：
2Na2 S2O3～～～～～I2
2                           1
n（Na2 S2O3） v×10-5mol
所以n（Na2 S2O3）=2×v×10-5mol=2v×10-5mol
Na2 S2O3•5H2O晶体的质量为2v×10-5mol×248g/mol=496v×10-5g．
则该样品纯度为$\frac{496v×10{\;}^{-5}g}{ag}$×100%=$\frac{0.496v}{a}$%，
故答案为：$\frac{0.496v}{a}$%；
Ⅲ．根据题中实验现象可知，生成的溶液能使 FeCl3溶液呈现血红色，说明有SCN-产生，根据电荷守恒和元素守恒可知共离子方程式为CN-+S2O32-=SCN-+SO32-，
故答案为：CN-+S2O32-=SCN-+SO32-．

点评 本题通过制取Na2S2O3•5H2O的实验操作，考查了物质制备方案的设计、基本实验操作、物质纯度的计算、滴定误差分析等，题目难度中等，明确实验操作与设计及相关物质的性质是解答本题的关键，试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．

练习册系列答案
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15．我国发生的“三聚氰胺奶制品事件”已经造成多名患儿死亡．三聚氰胺是由碳、氢、氧、氮等元素组成，不法分子在奶制品中添加三聚氰胺的目的是为了提高牛奶中下列哪种成分的含量（　　）
A．油脂B．矿物质C．蛋白质D．维生素
16．下列叙述正确的是（　　）
A．分散质粒子的直径在1～100 nm之间的微粒称为胶体
B．电泳现象可证明胶体属于电解质溶液
C．利用丁达尔效应可以区别溶液与胶体
D．Fe（OH）3胶体带正电荷，可以产生电泳现象
6．甲醇汽油是由10%～25%的甲醇与其他化工原料、添加剂合成的新型车用燃料，可达到国标汽油的性能和指标．工业上合成甲醇一般采用下列反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=a kJ/mol，
下表是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）：
温度/℃250310350
K2.0410.2500.012
（1）由表中数据判断，反应中a＜0（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c（CO）=0.5mol•L-1，则此时的温度为310℃．
（3）在容积固定的密闭容器中发生上述反应，各物质的浓度如下表：
时间/min/浓度mol/Lc（CO）c（H2）c（CH3OH）
00.81.60
20.61.20.2
40.30.60.5
60.30.60.5
①反应从2 min到4min之间，H2的反应速率为0.3mol/（L•min）．
②反应达到平衡时CO的转化率为62.5%．
③反应在第2min时改变了反应条件，改变的条件可能是A（填序号）．
A．使用催化剂 B．降低温度 C．增加H2的浓度
（4）向容积相同、温度分别为T1和T2的两个密闭容器中均充入1 molCO和2mol H2，发生反应CO（g）+2 H2（g）?CH3OH（g）△H=a kJ/mol．恒温恒容下反应相同时间后，分别测得体系中CO的百分含量分别为w1和w2；
已知T1＜T2，则ω1Dω2（填序号）．
A．大于  B．小于  C．等于   D．以上都有可能．
13．氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料，广泛用作有机合催化剂．
已知：氯化铜容易潮解．

I．实验室用如图所示装置，用还原铜粉和氯气来制备氯化铜．
（1）石棉绒的作用是增大铜粉与氯气的接触面积；B装置中的试剂是饱和NaCl溶液．E和F装置及试剂可用一有碱石灰（或生石灰）的干燥管替换（填装置及所装试剂）．
（2）当Cl2排尽空气后，加热D．则D中发生反应的化学方程式为Cu+Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl2．
（3）若实验测得CuCl2质量分数为90.0%，则其中可能含有的杂质是石棉绒（Cu或CuCl）（一种即可）．
Ⅱ．另取纯净CuCl2固体用于制备CuCl．
75.00gCuCl2固体$\underset{\stackrel{（1）溶解}{→}}{加入0.2mol/L100.00mLHCl及适量蒸馏水}$200.00mL溶液（黄绿色）$→_{通入SO_{2}△}^{（2）还原}$CuCl（白色沉淀）
（4）溶解时加入HCl溶液的目的主要是Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+，加酸抑制Cu2+的水解（结合离子方程式回答）．
（5）若接上述操作用10.0mol/L的HCl代替0.2mol/L HCl，通人SO2后，200.00mL黄绿色溶液颜色褪去，但无白色沉淀．对此现象：
甲同学提出假设：c（H+）过大．
为验证此假设，可取75.00g CuCl2固体与100mL0.2mol/LHCl及50mL9.8mol/LH2SO4配制成200.00mL溶液再按上述操作进行实验．
乙同学查阅资料：体系中存在平衡2Cl-（aq）+CuCl（s）=CuCl32-（aq）．则出现此现象另一可能的原因是c（Cl-）过大．
3．某校研究性学习小组，用乙醇与浓硫酸和溴化钠反应来制备溴乙烷，装置如下，反应需要加热，图中省去了加热装置，有关数据见表：
乙醇溴乙烷溴
状态无色液体无色液体深红棕色液体
密度/g•cm-30.791.443.1
沸点/℃78.538.459
乙醇、溴乙烷、溴有关参数
（1）制备操作中，加入的浓硫酸必须进行稀释，其目的是abc（ 多选 ）．
a．减少副产物烯和醚的生成　　b．减少Br2的生成
c．减少HBr的挥发d．水是反应的催化剂
（2）写出溴化氢与浓硫酸加热时发生反应的化学方程式2HBr+H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO2+Br2+2H2O．
（3）加热的目的是加快反应速率，蒸馏出溴乙烷．
（4）图中试管C中的导管E的末端必须在水面以下，其原因是通过冷却得到溴乙烷，减少溴乙烷的挥发．
（5）为除去产品中的一种主要杂质，最好选择下列D（选填序号）溶液来洗涤产品．
A．氢氧化钠　　　　　B．氯化钠
C．碘化亚铁                  D．亚硫酸钠
（6）第（5）题的实验所需要的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯．
10．下列叙述正确的是（用NA代表阿伏加德罗常数的值）（　　）
A．2.4 g金属镁变为镁离子时失去的电子数为0.1NA
B．1 mol HCl气体中的粒子数与0.5 mol/L盐酸中溶质粒子数相等
C．在标准状况下，22.4 L CH4与18 g H2O所含有电子数均为10NA
D．CO和N2为等电子体，22.4 L的CO气体与1 mol N2所含的电子数相等
7．实验室常利用反应：3Cu+8HNO3═3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O来制取NO，当有6.4gCu参加反应时，计算：
（1）用双线桥法标出电子转移的方向和数目；
（2）能生成多少升NO（标准状况下）；
（3）使生成的Cu（NO3）2中Cu2+全部转化成沉淀，则至少需要质量分数为40%密度为1.42g/ml的NaOH溶液体积．
8．室温下，将1mol的CuSO4•5H2O（s）溶于水会使溶液温度降低，其过程表示为：
CuSO4•5H2O（s）=Cu2+（aq）+SO42-（aq）+5H2O（l）  热效应为△H1；将 1mol CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，其过程表示为：CuSO4（s）=Cu2+（aq）+SO42-（aq） 热效应为△H2；CuSO4•5H2O受热分解的化学方程式为：CuSO4•5H2O（s） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4（s）+5H2O（l），热效应为△H3．则下列判断正确的是（　　）
A．△H1＜△H3B．△H2＞△H3C．△H1+△H3=△H2D．△H1+△H2＞△H3

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