题目内容

20．Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定．
Ⅰ．制备Na2S2O3•5H2O反应原理：Na2SO3（aq）+S（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）
实验步骤：
①称取15g Na2SO3加入圆底烧瓶中，再加入80mL蒸馏水．另取5g研细的硫粉，用3mL乙醇润湿，加入上述溶液中．
②安装实验装置（如图1所示，部分夹持装置略去），水浴加热，微沸60min．
③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na2S2O3•5H2O，经过滤、洗涤、干燥，得到产品．回答问题：
（1）硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是使硫粉易于分散到溶液中．
（2）仪器a的名称是冷凝管，其作用是冷凝回流．
（3）产品中除了有未反应的Na2SO3外，最可能存在的无机杂质是Na2SO4．检验是否存在该杂质的方法是取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na2SO4．
（4）该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子反应方程式表示其原因：S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O．
Ⅱ．测定产品纯度
准确称取W g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.100 0mol•L-1碘的标准溶液滴定．
反应原理为2S2O${\;}_{3}^{2-}$+I2═S4O${\;}_{6}^{2-}$+2I-
（5）滴定至终点时，溶液颜色的变化：由无色变为蓝色．
（6）滴定起始和终点的液面位置如图2，则消耗碘的标准溶液体积为18.10mL．产品的纯度为（设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M）$\frac{3.620×10{\;}^{-3}M}{W}$×100%．
Ⅲ．Na2S2O3的应用
（7）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO${\;}_{4}^{2-}$，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+．

分析 （1）硫粉难溶于水、微溶于乙醇，乙醇湿润可以使硫粉易于分散到溶液中；
（2）根据图示装置中仪器构造写出其名称，然后根据冷凝管能够起到冷凝回流的作用进行解答；
（3）由于S2O32?具有还原性，易被氧气氧化成硫酸根离子可知杂质为硫酸钠；根据检验硫酸根离子的方法检验杂质硫酸钠；
（4）S2O32?与氢离子在溶液中能够发生氧化还原反应生成硫单质，据此写出反应的离子方程式；
（5）根据滴定前溶液为无色，滴定结束后，碘单质使淀粉变蓝，判断达到终点时溶液颜色变化；
（6）根据图示的滴定管中液面读出初读数、终读数，然后计算出消耗碘的标准溶液体积；根据反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-可知，n（S2O32-）=2n（I2），然后根据题中碘单质的物质的量计算出Na2S2O3•5H2O质量及产品的纯度；
（7）根据题干信息“Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO42-”及化合价升降相等写出反应的离子方程式．

解答 解：（1）硫粉难溶于水微溶于乙醇，所以硫粉在反应前用乙醇湿润是使硫粉易于分散到溶液中，
故答案为：使硫粉易于分散到溶液中；
（2）根据题中图示装置图可知，仪器a为冷凝管，该实验中冷凝管具有冷凝回流的作用，
故答案为：冷凝管；冷凝回流；
（3）S2O32?具有还原性，能够被氧气氧化成硫酸根离子，所以可能存在的杂质是硫酸钠；检验硫酸钠的方法为：取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na2SO4，
故答案为：Na2SO4； 取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na2SO4；
（4）S2O32?与氢离子发生氧化还原反应生成淡黄色硫单质，反应的离子方程式为：S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O，
故答案为：S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O；
（5）滴定结束后，碘单质使淀粉变蓝，所以滴定终点时溶液颜色变化为：由无色变为蓝色，
故答案为：由无色变为蓝色；
（6）根据图示的滴定管中液面可知，滴定管中初始读数为0，滴定终点液面读数为18.10mL，所以消耗碘的标准溶液体积为18.10mL；
根据反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-可知，n（S2O32-）=2n（I2），所以W g产品中含有Na2S2O3•5H2O质量为：0.1000 mol•L-1×18.10×10-3L×2×M=3.620×10-3Mg，则产品的纯度为：$\frac{3.620×10{\;}^{-3}Mg}{Wg}$×100%=$\frac{3.620×10{\;}^{-3}M}{W}$×100%，
故答案为：18.10；$\frac{3.620×10{\;}^{-3}M}{W}$×100%；
（7）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO42-，根据化合价升降相等配平后的离子方程式为：S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+，
故答案为：S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+．

点评 本题考查了化学实验基本操作方法及常见仪器的构造、离子的检验方法、中和滴定存在即计算、离子方程式的书写等知识，题目难度较大，试题涉及的题量较大，知识点较多，充分考查了学生对所学知识的掌握情况．

练习册系列答案
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10．实验室要配制480mL 0.2mol/L NaCl溶液，实验室只有含有少量硫酸钠的氯化钠固体，设计如下方案，请回答下列问题：
Ⅰ粗盐提纯

（1）固体A的化学式为BaSO4BaCO3；
（2）试剂2的名称为碳酸钠，判断试剂2是否过量的方法取上层清液滴加BaCl2，有白色沉淀产生则未过量，反之过量，操作3的名称蒸发结晶．
（3）加入试剂1，3发生反应的离子方程式分别为：Ba2++SO42-=BaSO4
Ⅱ配置溶液
（1）配制过程中不需要使用的化学仪器有C（填选项的字母）．
A．烧杯　　 B．500mL容量瓶　　 C．漏斗　　 D．胶头滴管
（2）用托盘天平称取氯化钠，其质量为58.5g．
（3）下列主要操作步骤的正确顺序是①③⑤②④（填序号）．
①称取一定质量的氯化钠，放入烧杯中，用适量蒸馏水溶解；
②加水至液面离容量瓶颈刻度线下1-2厘米时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切；
③待冷却至室温后，将溶液转移到500mL 容量瓶中；
④盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀；
⑤用少量的蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2～3次，洗涤液转移到容量瓶中．
（4）如果实验过程中缺少步骤⑤，会使配制出的NaCl溶液浓度偏低（填“偏高”或“偏低”或“不变”）．
11．下列有关说法正确的是（　　）
A．一定条件下反应N2+3H2$?_{加热}^{催化剂}$2NH3，达到平衡时，3v正（H2）=2v正（NH3）
B．10mL浓度为1mol/L的盐酸与过量的Zn粉反应，若加入适量的CH3COONa溶液，既能降低反应速率，又不影响H2的生成
C．将pH=a+1的氨水稀释为pH=a的过程中，c（OH-）/c（NH3•H2O）变小
D．常温下，向浓度为0.1mol/L的CH3COONa溶液中加入等体积等浓度的CH3COOH，混合溶液的pH=7
8．某混合物X由Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成．为进一步确定上述混合物X的成分，另取9.4gX进行如下实验．

（1）上述过滤操作如果缺少洗涤步骤，会使得测定的固体质量均偏大（填偏大、偏小或无影响）
（2）步骤Ⅳ所得蓝色溶液中阳离子为H+、Cu2+、Fe2+．
（3）原混合物中SiO2的质量是3.0g．
15．在配制一定体积的溶液中，下列操作使得到的溶液浓度偏高、偏低还是无影响？
（1）将溶解溶质的烧杯内的液体倒入容量瓶后，未洗涤烧杯就进行定容．偏低．
（2）定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出．偏低．
（3）定容摇匀后，发现瓶内液面略低于瓶颈刻度线．无影响．
（4）配置稀硫酸时，若所用的浓硫酸长时间放置在密封不好的容器中，将使溶液浓度偏低．
5．化学与人类关系密切．下列有关物质的用途及其解释的说法正确的是（　　）
 物质用途解释
A食醋浸泡水壶中的水垢水垢中CaCO3溶于醋酸，酸性H2CO3＞CH3COOH
B炒菜时加一点酒和醋有酯类物质生成，使菜味香可口
CNaClO溶液可用作洗手液NaClO具有杀菌、消毒作用
DAl2O3可用作医药中的胃酸中和剂Al2O3能与胃酸反应，使胃液酸度降低
A．AB．BC．CD．D
12．离子方程式正确的是（　　）
A．0.01mol/L NH4Al（SO4）2溶液与0.01mol•L-1Ba（OH）2溶液等体积混合NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+Al（OH）3↓+NH3•H2O
B．用惰性电极电解CuCl2溶液：2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+
C．将标准状况下的11.2L氯气通入200mL2mol•L-1的FeBr2溶液中，离子反应方程式为：4Fe2++6Br-+5Cl2=4Fe3++3Br2+10Cl-
D．铁粉中滴加少量浓硝酸：Fe+3NO3-+6H+=Fe3++3NO2↑+3H2O
9．硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料．制备硫酸铜是无机化学实验教学中一个重要的实验．由于铜不能与稀硫酸直接反应，实验中将浓硝酸分次加入到铜粉与稀硫酸中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体（装置如图1、2所示）．

（1）图1中，烧瓶中发生的离子反应方程式为Cu+4H++2NO3-═Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O．
（2）图2是图1的改进装置，改进的目的是可防止倒吸，NO、NO2有毒气体能被完全吸收．
（3）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：
第一组：空气为氧化剂法
方案1：以空气为氧化剂．将铜粉在仪器B中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应．
方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应．向反应液中加FeSO4或Fe2（SO4）3，反应完全后，向其中加物质甲调节pH到3～4，产生Fe（OH）3沉淀，过滤、蒸发、结晶，滤渣作催化剂循环使用．（已知Fe（OH）3和Cu（OH）2完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4．）请回答下列问题：
①方案1中的B仪器名称是坩埚．
②方案2中甲物质是b（填字母序号）．
a、CaO            b、CuCO3          c、CaCO3
第二组：过氧化氢为氧化剂法
将3.2g铜丝放到45mL 1.5mol/L的稀硫酸中，控温在50℃．加入18mL 10%的H2O2，反应0.5h后，升温到60℃，持续反应1h后，过滤、蒸发结晶、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO4•5H2O 10.6g．请回答下列问题：
③该反应的离子反应方程式为Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O．
④上述两种氧化法中，更符合绿色化学理念的是第二组（填“第一组”或“第二组”），理由是第一组中的方案1需要加热，消耗能源，方案2所得产品含有铁元素杂质，而第二组方案几乎不产生有害气体，且所得产品纯度较高．
10．使用容量瓶配制溶液时，下列操作正确的是（　　）
A．使用容量瓶前必须检查容量瓶是否漏水
B．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配溶液润洗
C．称好的固体试样需用纸条小心地送入容量瓶中
D．摇匀后发现凹液面下降，再加水至刻度线

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