题目内容

1.硫代硫酸钠是一种重要的化工产品.某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O).
I.【查阅资料】
(1)Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成.
(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3;所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4.
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl.
II.【制备产品】
实验装置如图所示(省略夹持装置):

实验步骤:
(1)检查装置气密性,按图示加入试剂.
仪器a的名称是分液漏斗;E中的试剂是B(选填下列字母编号).
A.稀H2SO4          B.NaOH溶液           C.饱和NaHSO3溶液
(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加H2SO4.
(3)等Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应.过滤C中混合物,滤液蒸发(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品.
III.【探究与反思】
(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整.(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀HCl,
若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4.
(2)为减少装置C中生成Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进,改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液;防止Na2SO3被空气中的氧气氧化
(3)Na2S2O3•5H2O的溶液度随温度升高显著增大,所得产品通过重结晶方法提纯.
(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3.方法为:
①用稀盐酸浸取炉渣,过滤.
②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3.
a.除去Al3+的离子方程式是Al3++4OH-=2H2O+AlO2-.
b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO.
提供的试剂:稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水所选试剂为稀硫酸、KMnO4溶液.

分析 浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫,用B装置收集二氧化硫,C中二氧化硫、硫化钠、碳酸钠反应生成硫代硫酸钠,D为安全瓶,防倒吸,二氧化硫有毒不能直接排空,用碱液吸收尾气,
Ⅱ.(1)仪器a的名称是分液漏斗;E装置目的是吸收剩余的二氧化硫,因为二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应,与稀H2SO4和饱和NaHSO3溶液不反应;
(3)从溶液中制取固体,应该采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥方法;
Ⅲ.(1)根据:Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成;Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl;BaSO4难溶于水,难溶于稀HCl;硝酸、硫酸、盐酸等性质比较可知;
(2)根据亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠分析,;
(3)根据重结晶的适用范围分析,将Na2S2O3结晶析出的操作应为:蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥,所得产品通过重结晶方法提纯;
(4)a.氧化铝是两性氧化物,能和强酸以及强碱反应,除去铝离子的反应是利用过量氢氧化钠溶液和铝离子反应生成偏铝酸钠;
b.酸性高锰酸钾溶液能氧化亚铁离子,使得高锰酸钾溶液褪色;

解答 解:浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫,用B装置收集二氧化硫,C中二氧化硫、硫化钠、碳酸钠反应生成硫代硫酸钠,D为安全瓶,防倒吸,二氧化硫有毒不能直接排空,用碱液吸收尾气,
Ⅱ.(1)仪器a的名称是分液漏斗;E中的试剂是NaOH溶液,目的是吸收剩余的二氧化硫,因为二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应,与稀H2SO4和饱和NaHSO3溶液不反应,
故答案为:分液漏斗;B;
(3)等Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应.过滤C中混合物,滤液蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥,
故答案为:蒸发;
Ⅲ.(1)根据:Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成;Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl;BaSO4难溶于水,难溶于稀HCl,以及硝酸具有强氧化性、加入硫酸会引入硫酸根离子可知,取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可以确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4,
故答案为:滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀HCl,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生;
(2)因为亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠,所以为减少装置C中生成Na2SO4的量,改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液,防止Na2SO3被空气中的氧气氧化,
故答案为:先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液;防止Na2SO3被空气中的氧气氧化;
(3)Na2S2O3•5H2O的溶解度随温度升高显著增大,将Na2S2O3结晶析出的操作应为:蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥,所得产品通过重结晶方法提纯,故答案为:重结晶.
(4)a.氧化铝是两性氧化物,能和强酸以及强碱反应,除去铝离子的反应是利用过量氢氧化钠溶液和铝离子反应生成偏铝酸钠,反应的离子方程式为:Al3++4OH-=2H2O+AlO2-.故答案为:Al3++4OH-=2H2O+AlO2-;
b.酸性高锰酸钾溶液能氧化亚铁离子,使得高锰酸钾溶液褪色,故答案为:稀硫酸、KMnO4溶液.

点评 本题以某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O)为载体,考查了物质的分离提纯、检验、设计优化等,侧重考查学生分析、基本操作、实验方案设计等能力,题目难度中等.

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