题目内容

19．亚硫酸钠在印染、造纸等众多行业中有着广泛的应用．研究小组用Na2CO3溶液吸收SO2制备Na2SO3．其实验流程如下：

查阅资料可知，向碳酸钠溶液通入二氧化硫的过程中，溶液中有关组分的质量分数变化如图是所示．
（1）图中的线3表示亚硫酸钠，则线2表示的组分为NaHCO3（填化学式）

（2）实验时，“反应II”中加入NaOH溶液的目的是NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O（用化学方程式表示）
（3）国家标准规定产品中Na2SO3的质量分数≥97.0%为优等品，≥93.0%为一等品．为了确定实验所得产品的等级，研究小组采用了两种方法进行测定．
①方法I：称取2.570g产品，用蒸馏水溶解，加入足量的双氧水使Na2SO3完全氧化生成Na2SO4，在加入过量的BaCl2溶液，所得沉淀经过过滤、洗涤、干燥后称量，质量为4.660g，通过计算确定产品中Na2SO3的质量分数98.05%（写出计算过程）
②方法II：称取1.326g产品，配成100mL溶液，取25.00mL该溶液，滴加0.1250mol/L I2溶液，恰好使Na2SO3完全氧化生成Na2SO4时，消耗I2溶液20.00mL．通过计算确定产品中Na2SO3的质量分数（写出计算过程）
③判断Na2SO3产品的等级，并说明理由产品为一等品．产品中含有的硫酸钠和碳酸钠，在方案I的测定中，硫酸钠和碳酸钠杂质使得测定值偏高．而方案II是直接测定亚硫酸钠，更可信．

分析 碳酸钠溶液中通入二氧化硫依次发生的反应为Ⅰ：2Na2CO3+SO2+H2O=2NaHCO3+Na2SO3，2NaHCO3+SO2=Na2SO3+CO2，SO2+Na2SO3=2NaHSO3，反应Ⅱ是加入氢氧化钠溶液发生反应：NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O（主要），SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O（次要），得到亚硫酸钠溶液蒸发浓缩、冷却结晶过滤洗涤得到Na2SO3．
（1）依据反应过程和图象曲线变化可知，图象3表示的是亚硫酸钠，图象2表示的是碳酸氢钠；
（2）“反应II”中加入NaOH溶液的目的是和亚硫酸氢钠反应得到亚硫酸钠；
（3）①方法I称取2.570g产品，用蒸馏水溶解，加入足量的双氧水使Na2SO3完全氧化生成Na2SO4，再加入过量的BaCl2溶液，所得沉淀经过过滤、洗涤、干燥后称量，质量为4.660g，为硫酸钡沉淀质量，反应为：Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O，Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓，结合硫酸钡物质的量，硫元素守恒计算；
②方法II：称取1.326g产品，配成100mL溶液，取25.00mL该溶液，滴加0.1250mol/L I2溶液，恰好使Na2SO3完全氧化生成Na2SO4时，消耗I2溶液20.00mL，发生的反应为Na2SO3+I2+H2O=Na2SO4+2H I，计算亚硫酸钠质量得到质量分数；
③判断Na2SO3产品的等级，产品中Na2SO3的质量分数≥97.0%为优等品，≥93.0%为一等品．

解答 解；（1）依据反应过程和图象曲线变化可知，图象3表示的是亚硫酸钠，线2表示的组分为NaHCO3，故答案为：NaHCO3；
（2）“反应II”中加入NaOH溶液的目的是和亚硫酸氢钠反应得到亚硫酸钠，反应的化学方程式为：NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O，
故答案为：NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O；
（3）①方法I：Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O，Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓
m（BaSO4）=4.660g，
n（BaSO4）=$\frac{4.660g}{233g/mol}$=0.020mol，
则根据硫元素守恒n（Na2SO3）=n（BaSO4）=0.020mol，
m（Na2SO3）=0.020mol×126 g/mol=2.520g，
w（Na2SO3）=$\frac{2.520g}{2.570g}$×100%≈98.05%，
故答案为：98.05%；
②方法II：Na2SO3+I2+H2O=Na2SO4+2H I
n（Na2SO3）=n（I2）=20.00mL×10-3L/mL×0.1250mol/L=0.0025mol，
m（Na2SO3）=0.0025mol×126 g/mol×$\frac{100ml}{25ml}$=1.260g，
w（Na2SO3）=$\frac{1.260g}{1.326g}$×100%≈95.02%，
故答案为：95.02%，
③国家标准规定产品中Na2SO3的质量分数≥97.0%为优等品，≥93.0%为一等品，方案I中Na2SO3的质量分数≥97.0%为优等品，方案II中的产品，Na2SO3的质量分数≥93.0%为一等品，但是方案I产品中含有的硫酸钠和碳酸钠等杂质，在方案I的测定中，硫酸钠和碳酸钠杂质对测定有干扰，而方案II是直接测定亚硫酸钠，可信度和精确度都要更高一些，
故答案为：产品为一等品．产品中含有的硫酸钠和碳酸钠，在方案I的测定中，硫酸钠和碳酸钠杂质使得测定值偏高．而方案II是直接测定亚硫酸钠，更可信．

点评 本题考查了无机物制备流程、反应原理及其物质组成的实验测定和含量计算应用，题目难度中等．

练习册系列答案
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实验中的下列操作正确的是

A. 用试管取出试剂瓶中的Na2CO3溶液，发现取量过多，为不浪费，又把过量的试剂倒入试剂瓶中

B. 用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸时，浓硫酸溶于水后，应冷却至室温才能转移到容量瓶中

C. 用蒸发方法使NaCl从溶液中析出时，应将蒸发皿中NaCl 溶液全部加热蒸干

D. Ba(NO3)2溶于水，可将含有Ba(NO3)2的废液倒入水槽中，再用水冲入下水道
10．柠檬酸（C6H8O7）是一种工业原料，广泛应用于食品、医药等行业．下图是两种不同方法制备一水柠檬酸晶体（C6H8O7•H2O）的工艺流程图．回答相关问题：
【资料卡片】
①柠檬酸水溶液显酸性，柠檬酸钙不溶于水；
②工业生产柠檬酸，原料预处理后，得到的发酵液中
含有柠檬酸及其他可溶性杂质；
③一水柠檬酸在不同温度下的溶解度如下表：
温度/℃010203040…
溶解度/g96118146183216…
④某种专用树脂对柠檬酸的吸附率和水温的关系如图：
【钙盐法制备】

（1）气体X是CO2（填化学式），实验室检验该气体的化学方程式为CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H20；
（2）操作1、2的名称是过滤；
（3）操作3的目的是得到一水柠檬酸晶体，操作顺序是b→c→a；（填序号）
a．过滤      b．加热浓缩      c．冷却结晶      d．蒸发结晶
（4）工业生产中，可加入A（填序号）进行脱色处理；
A．活性炭     B．明矾    C．肥皂水
（5）洗涤CaSO4滤渣的目的是提高产量；
（6）母液可以循环，其中一定含有的溶质是柠檬酸．
7．某温度下，CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）的平衡常数K=1．该温度下在体积均为1L的甲、乙两个恒容密闭容器中，投入CO（g）和H2O（g）的起始浓度及5min时的浓度如表所示．
甲乙
起始浓度5min时浓度起始浓度5min时浓度
c（CO）/mol/L0.10.080.2x
c（H2O）/mol/L0.10.080.2y
下列判断不正确的是（　　）
A．x=y=0.16
B．反应开始时，乙中反应速率比甲快
C．甲中0～5min的平均反应速率：v（CO）=0.004 mol/（L•min）
D．平衡时，乙中H2O的转化率是50%，c（CO）是甲中的2倍
14．在印染工业中，连二亚硫酸钠（Na2S2O4）因能使染好的布褪色，而使布能重新染色，故而俗称保险粉，其可溶于水，但不溶于甲醇．工业制备流程如图：

请回答下列问题：
（1）流程①步骤中需在耐高温的坩埚中进行，常用来制做耐高温坩埚的金属氧化物化学式为Al2O3或MgO．
（2）向锌液中鼓入M气体，使液态锌雾化，冷却得到粒度约为180μm的锌粉（粒度表示晶体或固体颗粒平均大小程度的数值）．若气体M为常见的化合物，则M的电子式为．分散系A为悬浊液（填“溶液”“胶体”或“悬浊液”）．
（3）流程②步骤中的化学方程式为Zn+2SO2=ZnS2O4．
（4）流程③步骤中加入NaCl固体的作用为增大Na+ 浓度，便于Na2S2O4结晶析出．过滤后用甲醇洗涤、干燥后可以得到纯净的保险粉．
（5）将等体积0.04mo1•L-1AgNO3溶液和0.02mol•L-1碱性Na2S2O4溶液混合，两者恰好完全反应，反应后溶液中有纳米级的银粉生成，写出反应的离子方程式2Ag++S2O42-+4OH-=2Ag+2SO32-+2H2O．
4．某同学用下列所示实验装置制取乙酸乙酯．回答以下问题：
（1）在大试管中先加入3mL乙醇，然后一边摇动一边慢慢地加入2mL浓H2SO4和2mL乙酸，混合均匀，然后加入几粒碎瓷片．按上图连好装置，用酒精灯对大试管小心均匀加热．当观察到明显现象时停止实验．
（2）与书中采用的实验装置的不同之处是：这位同学采用了球形干燥管代替了长导管，并将干燥管的末端插入了饱和碳酸钠溶液中．在此处球形干燥管的作用除了使乙酸乙醋充分冷凝外还有防倒吸；
（3）有甲、乙、丙三位同学，分别将乙酸与乙醉反应得到的酯（未用饱和Na2CO3溶液承接）提纯，在未用指示剂的情况下，他们都是先加NaOH中和过量的酸，然后用蒸馏法将酯分离出来．但他们的结果却不同：
①甲得到了不溶于水的中性酯；②乙得到显酸性的酯的混合物；③丙得到大量水溶性物质．
试判断三位同学加入的NaOH是多了还是怡好还是少了（填“少量“、“适量”、“过量“）
①适量②少量③过量．
11．“酒是陈的香”，就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯．在实验室可以在试管A中加入3mL 乙醇，然后边振荡试管边慢慢加入2mL浓硫酸和2mL 乙酸，按右图所示连接好装置进行实验，以制取乙酸乙酯．回答下列问题：
（1）浓硫酸的主要作用是催化剂、吸水剂．
（2）试管B中盛放的溶液是饱和碳酸钠溶液，B中通蒸气的导管不能插入溶液中的原因是防止液体倒吸．
（3）实验完成后，试管B的液面上有透明的不溶于水的油状液体产生．由于乙醇和乙酸的沸点较低，易挥发，在反应过程中会有部分蒸出，乙醇蒸出溶于B中溶液，而蒸出的乙酸与B中溶液反应生成沸点较高的乙酸钠．图2是对如图1试管B中收集到的混合物进行分离操作步骤流程图．

请回答：
①操作1的名称为分液；②操作2得到的物质W的名称为乙醇．
③试剂C可以选用下列的B（填序号）．
A．CO2              B．H2SO4            C．NaOH           D．NaCl
（4）用30g  乙酸与46g  乙醇反应，若实际产率是理论产率的67%，则可得到乙酸乙酯的质量是A．
A．29.5g                B．44g                  C．74.8g                D．88g．
8．葡萄可用于酿酒．
（1）检验葡萄汁含葡萄糖的方法是：向其中加碱调至碱性，再加入新制备的Cu（OH）2，加热，其现象是砖红色沉淀．
（2）葡萄在酿酒过程中，葡萄糖转化为酒精的过程如下，补充完成下列化学方程式．C6H12O6（葡萄糖）$\stackrel{酶}{→}$2CO2+2C2H5OH
（3）葡萄酒密封储存过程中生成了有香味的酯，酯也可以通过化学实验来制备．实验室用如图所示装置制备乙酸乙酯：
①试管a中生成乙酸乙酯的化学方程式是CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOC2H5+H2O．
②试管b中盛放的试剂是饱和碳酸钠溶液．
③实验开始时，试管b中的导管不伸入液面下的原因是防止倒吸．
④若分离出试管b中生成的乙酸乙酯，需要用到的仪器是b（填序号）．
a． 漏斗    b． 分液漏斗    c． 长颈漏斗
（4）某有机物的结构简式为HOOC-CH═CHOH．验证该有机物中含有-COOH官能团常采用的方法是加入NaHCO3，产生的现象为放出气体．
9．下列说法错误的是（　　）
A．2NH3（g）═N2（g）+3H2（g）是熵增的反应
B．△H、△S分别取“负”时反应一定能自发进行
C．在醋酸溶液中存在两种分子
D．相同温度下，pH值相等的盐酸和醋酸，其浓度是醋酸大于盐酸

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