Question

4．过硫酸钠（ Na₂S₂O₈）是一种重要化工原料．某研究小组进行如下实验对过硫酸钠的制取和性质进行探究：
[查阅资料]①（NH₄）₂S₂O₈+2NaOH $\frac{\underline{\;55℃\;}}{\;}$Na₂S₂O₈+2NH₃↑+2H₂O
②2NH₃+3Na₂S₂O₈十6NaOH $\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$6Na₂SO₄+6H₂O十N₂
[制备产品]
I采用如图装置制取Na₂S₂O₈．

（1）装置Ⅱ的作用是吸收NH₃．
（2）装置I中盛NaOH溶液的仪器名称是分液漏斗 装置I还需补充的实验仪器或装置有a、b、c（填下列序号）．
a．温度计      b．酒精灯      c．盛热水浴的水槽     d．洗气瓶
（3）装置I发生反应的同时需要持续通入N₂的目的是使三颈烧瓶内产生的NH₃及时排除，减少副反应②的发生
Ⅱ．采用电解法制取Na₂S₂O₈
（4）用惰性电极如铂电解KHSO₄溶液，阴极上产生无色无味的气体，阳极上HSO₄^-被氧化生成过硫酸根．其化学方程式为2KHSO₄$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$K₂S₂O₈+H₂↑．
[探究与反思]
（5）Na₂S₂O₈溶液与铜只生成两种盐，其化学方程式为K₂S₂O₈+Cu=K₂SO₄+CuSO₄．观察时发现反应先慢后快，对此甲、乙两同学提出以下两种假设：
甲：可能是该反应放热，使溶液温度逐渐升高，因此先慢后快．
乙：可能是该反应生成的Cu²⁺对该反应起催化作用．
实验验证】该小组为验证乙的假设，分别取3.2gCu置于大试管中，进行了如下实验．可选用的试剂有：5mol/LNa₂S₂O₈溶液、0.1mol/L CuSO₄溶液、0.1mol/L Cu（NO₃）₂溶液、
蒸馏水．

实验编号	操作	现象及结论
a	加入2mL蒸馏水，再加入10mL 5mol/L Na2S2O8溶液，振荡	红色固体逐渐溶解，先慢后快．

Answer 1

分析 根据实验原理可知，用（NH₄）₂S₂O₈和氢氧化钠反应生成Na₂S₂O₈，由于NH₃能与Na₂S₂O₈反应，所以实验中要用氮气把生成的氨气及明排出容器，生成的氨气可以用硫酸吸收，氨气极易溶于水，所以要用防倒吸装置，
（1）根据上面的分析可知，装置Ⅱ是吸收氨气尾气的；
（2）根据装置图可知仪器名称；根据题意该反应是在55℃条件下进行，所以要用水浴加热；
（3）NH₃能与Na₂S₂O₈反应，所以要及时排出；
（4）用惰性电极如铂电解KHSO₄溶液，阳极上HSO₄^-被氧化生成过硫酸根，根据电荷守恒和元素守恒书写电解反应式；
（5）Na₂S₂O₈溶液与铜只生成两种盐，根据电子得失守恒和元素守恒可知，这两种物质应为硫酸钾和硫酸铜，据此书写化学方程式；根据影响反应速率的因素推断甲反应为放热反应；

解答 解：（1）根据上面的分析可知，装置Ⅱ是吸收氨气尾气的，
故答案为：吸收NH₃；
（2）根据装置图可知装置I中盛NaOH溶液的仪器名称是分液漏斗，根据题意该反应是在55℃条件下进行，所以要用水浴加热，要用到温度计、酒精灯、盛热水浴的水槽，故选abc，
故答案为：分液漏斗；abc；
（3）NH₃能与Na₂S₂O₈反应，所以要及时排出，所以需要持续通入N₂的目的是使三颈烧瓶内产生的NH₃及时排除，减少副反应②的发生，
故答案为：使三颈烧瓶内产生的NH₃及时排除，减少副反应②的发生；
（4）用惰性电极如铂电解KHSO₄溶液，阳极上HSO₄^-被氧化生成过硫酸根，反应的化学反应式为2KHSO₄$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ K₂S₂O₈+H₂↑，
故答案为：2KHSO₄$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ K₂S₂O₈+H₂↑；
（5）Na₂S₂O₈溶液与铜只生成两种盐，根据电子得失守恒和元素守恒可知，这两种物质应为硫酸钾和硫酸铜，化学方程式为K₂S₂O₈+Cu=K₂SO₄+CuSO₄，根据影响反应速率的因素推断甲反应为放热反应，
故答案为：K₂S₂O₈+Cu=K₂SO₄+CuSO₄；放热．

点评 本题考查物质制备及性质实验的操作，明确制取的原理以及氯气的性质等是解题关键，题目综合性强，难度较大．