题目内容
硫代硫酸钠(Na2S2O3)可看成是一个S原子取代了Na2SO4中的一个O原子而形成。某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想,通过实验探究Na2S2O3的化学性质。请填写以下空白:
【提出问题】Na2S2O3是否与Na2SO4相似具备下列性质呢?
猜想①:________________________。 猜想②:溶液呈中性,且不与酸反应。
猜想③:无还原性,不能被氧化剂氧化。
【实验探究】基于上述猜想②、③,设计实验方案。请填写下列表格中的(1)(2)(3)。
| | 实验操作 | 实验现象 或预期实验现象 | 现象解释 (用离子方程式表示) |
| 猜想② | | 溶液pH约8—10 | |
| 向pH=2的硫酸中滴加Na2S2O3溶液 | | S2O32—+2H+=S↓+SO2↑+H2O | |
| 猜想③ | 向新制氯水(pH<2)中滴加少量Na2S2O3溶液 | 氯水颜色变浅 | |
【实验结论】Na2S2O3能与酸反应,具有还原性,与Na2SO4的化学性质不相似。
【问题讨论】
(1)甲同学向探究“猜想③”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液,观察到有白色沉淀产生,并据此认为氯水可将Na2S2O3氧化。你认为该方案是否正确并说明理由___________________________________。
(2)请重新设计一个实验方案,证明Na2S2O3被氯水氧化。该实验方案是 。
【提出问题】与BaCl2溶液反应有沉淀生成。
【实验探究】(1)用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液,点滴到pH试纸的中央,半分钟后将试纸呈现的颜色与标准比色卡对照(2)有淡黄色沉淀和无色刺激性气味气体产生。(3)S2O32—+4Cl2+ 5H2O=2SO42—+8Cl— +10H+
【问题讨论】(1)不正确,因氯水过量,氯水中同样含有Cl-。
(2)取少量反应后的溶液,滴加足量的稀盐酸,再向其中滴入氯化钡溶液,若观察到有白色沉淀产生,则说明Na2S2O3能被氯水氧化。
解析试题分析:【提出问题】Na2SO4是强酸强碱盐,能与BaCl2在溶液中发生反应得到既不溶解于水也不溶解于酸的BaSO4沉淀,也无还原性,不能被氧化剂氧化。若Na2S2O3结构与性质和Na2SO4相似,是否也能与BaCl2溶液反应有沉淀生成呢?从而把问题提出来了。
【实验探究】(1)化学实验在验证性质时,如果没有量的要求,试管盖住底部即可。也可以用点滴板等进行,例行节约。若测定溶液的酸碱性,就使用试纸。每次用一条试纸的1/3。用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液,点滴到pH试纸的中央,半分钟后将试纸呈现的颜色与标准比色卡对照,即可确定该溶液的pH。
(2)向pH=2的硫酸中滴加Na2S2O3溶液,发生反应:S2O32—+2H+=S↓+SO2↑+H2O。发生现象:会看到有有淡黄色沉淀产生和放出无色刺激性气味气体。
(3)向新制氯水(pH<2)中滴加少量Na2S2O3溶液,氯水颜色变浅,发生反应:S2O32—+4Cl2+ 5H2O=2SO42—+8Cl—+10H+。证明Na2S2O3有还原性,与Na2SO4的化学性质不相似。
【问题讨论】(1)向探究“猜想③”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液,观察到有白色沉淀产生,并据此认为氯水可将Na2S2O3氧化。该方案不正确。因为在氯水中会发生反应:Cl2+H2O=HCl+HClO,氯水本身就含有Cl-。因此不能由此确定该溶液中发生了氧化还原反应。
(2)要证明若Na2S2O3被氧化,则生成了SO42—。只要证明其中含SO42—即可。实验方案是取少量反应后的溶液,滴加足量的稀盐酸,再向其中滴入氯化钡溶液,若观察到有白色沉淀产生,则说明Na2S2O3能被氯水氧化。
考点:考查物质性质的验证、实验方案的设计的知识。
(16分)欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。三种金属离子生成沉淀的pH如右表。
| | 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
| Fe(OH)2 | 7.0 | 9.0 |
| Fe(OH)3 | 1.9 | 3.2 |
| Cr(OH)3 | 6.0 | 8.0 |
①初沉池中加入明矾作沉降剂,其作用的原理是(用离子方程式表示) 。
②请补充并配平以下反应池中发生主要反应的离子方程式:
Cr2O72-+ HSO3-+ == Cr3++ SO42-+ H2O。
③根据“沉淀法”和“中和法”的原理,向沉淀池中加入NaOH溶液,此过程中发生主要反应的离子方程式是:H++OH-=H2O和 ____________________________ 。证明Cr3+沉淀完全的方法是 。
(2)工业可用电解法来处理含Cr2O72-废水。实验室利用如右下图模拟处理含Cr2O72-的废水,阳极反应是Fe-2e-=Fe2+,阴极反应式是2H++2e-=H2↑。
①Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是 ;
②上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从其对水的电离平衡角度解释其原因 。
③若溶液中含有0.01mol Cr2O72-,则阳离子全部生成沉淀的物质的量是_______mol。
某研究小组为探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应的实验。设计了如下图所示装置进行实验.已知:1.0 mol/L的Fe(NO3)3溶液的pH=1![]()
请回答:
(1)装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为 。
(2)实验前鼓入N2的目的是 。
(3)装置B中产生了白色沉淀,其成分是_______,说明SO2具有____性。
(4)分析B中产生白色沉淀的原因。
观点1:SO2与Fe3+反应;
观点2:在酸性条件下SO2与NO3-反应;
①若观点1正确,除产生沉淀外,还应观察到的现象是 。
②按观点2,装置B中反应的离子方程式是 。
③有人认为,如将装置B中的Fe(NO3)3溶液替换为等体积的下列溶液,在相同条件下进行实验,也可验证观点2是否正确。此时应选择的最佳试剂是(填序号) 。
| A.1 mol/L稀硝酸 |
| B.1.5 mol/L Fe(NO3)2溶液 |
| C.6.0 mol/L NaNO3溶液和0.2 mol/L盐酸等体积混合的溶液 |
| D.3.0 mol/L NaNO3溶液和0.1mol/L硫酸等体积混合的溶液 |
(10分)为探究H2O2、SO2、Br2氧化性强弱,某小组同学设计如下实验(夹持及尾气处理装置已略去,气密性已检验)。![]()
| 实验操作 | 实验现象 |
| ⅰ.打开A中分液漏斗活塞,滴加浓硫酸 | A中有气泡产生,B中红棕色溴水褪色,C中有白色沉淀 |
| ⅱ.取C中沉淀加入盐酸 | C中白色沉淀不溶解 |
| ⅲ.打开B中分流漏斗活塞,逐滴滴加H2O2 | 开始时颜色无明显变化;继续滴加H2O2溶液,一段时间后,混合液逐渐变成红棕色 |
(2)甲同学通过C中产生白色沉淀,得出结论,氧化性:H2O2>SO2。
①乙同学认为不能得出此结论,认为在滴加浓硫酸之前应增加一步操作,该操作是___________。
②丙同学认为还应该在B和C之间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是____________。
③将乙和丙同学改进后的方案进行实验,C中产生白色沉淀,得出结论:氧化性H2O2>SO2。
(3)ⅲ中滴入少量H2O2没有明显变化。提出假设:
观点1:H2O2的量少不能氧化Br― 观点2:B中有未反应的H2SO3
为验证观点2,应进行的实验操作及现象是___________________________________。
(4)通过上述全部实验,得出结论:H2O2、SO2、Br2氧化性由强到弱的顺序是________。
某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现,在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,振荡后溶液呈黄色。
(1)提出问题:Fe3+、Br2谁的氧化性更强?
(2)提出猜想:
①甲同学认为氧化性:Fe3+>Br2,故上述实验现象不是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是因为含有 (填化学式,下同)。
②乙同学认为氧化性:Br2>Fe3+,故上述实验现象是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是因为含有 。
(3)设计实验并验证:丙同学为验证乙同学的观点,选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验,并通过观察实验现象,证明了乙同学的观点是正确的。
供选用的试剂:
a.酚酞试液 b.四氯化碳 c.无水酒精 d.硫氰化钾溶液
请你在下列表格中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象(试剂填序号)。
| | 选用试剂 | 实验现象 |
| 方案1 | | |
| 方案2 | | |
(4)应用与拓展:
①在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,溶液呈黄色,所发生的反应的离子方程式为 。
②在100 mL FeBr2溶液中通入2.24 L Cl2(标准状况),溶液中有
对实验过程中出现的异常现象进行探究,是实施素质教育、培养创新精神的有效途经。
【实验1】用下图实验装置进行铜与浓硫酸的反应,实验中发现试管内除了产生白色硫酸铜固体外,在铜丝表面还有黑色固体甲生成,甲中可能含有黑色的CuO、CuS、Cu2S。查阅资料:CuS和Cu2S均为黑色固体,常温下都不溶于稀盐酸,在空气中煅烧,均转化为CuO和SO2。为了探究甲的成分,该小组同学在收集到足够量的固体甲后,进行了如下实验:![]()
![]()
(1)上述实验装置除了有尾气吸收装置外,还有一个显著的优点是 。
(2)固体乙在空气中煅烧时,使用的实验仪器除了玻璃棒、三脚架、酒精灯外,还必须有 。
(3)确定乙是否煅烧完全的操作是 。
(4)煅烧过程中一定发生的化学反应方程式为 。
【实验2】某化学兴趣小组设计了如下实验装置(尾气吸收装置未画出),探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱。![]()
(5)根据下列实验操作和现象,填写实验结论。
| 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
| 打开活塞a,向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸;然后关闭活塞a,点燃酒精灯。 | D装置中:溶液变红 E装置中:水层溶液变黄, 振荡后,CCl4层无明显变化。 | Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为: |
(6)因忙于观察和记录,没有及时停止反应,D、E中均发生了异常的变化:D装置中,红色慢慢褪去;E装置中,CCl4层先由无色变为橙色,后颜色逐渐加深,直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质,小组同学查得资料如下:
| ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性:Cl2>(SCN)2。 ⅱ.Cl2和Br2反应生成的BrCl呈红色,沸点约5℃,与水发生水解反应。 ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。 |
①请用平衡移动原理(结合化学用语)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因____ ;
请设计简单实验证明上述解释 。
②欲探究E中颜色变化的原因,设计实验如下:用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液,结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因 。