题目内容

1.硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一,反应原理为:2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3+CO2(该反应△H>0),某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O3•5H2O流程如图一.

(1)吸硫装置如图二所示.
①装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效率,B中试剂是品红、溴水或KMnO4溶液,表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液溶液颜色很快褪色.
②为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,除了及时搅拌反应物外,还可采取的合理措施是增大SO2的接触面积或控制SO2的流速、适当升高温度.(写出两条)
(2)假设本实验所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH,设计实验方案进行检验.(室温时CaCO3饱和溶液的pH=10.2)
限选试剂及仪器:稀硝酸、AgNO3溶液、CaCl2溶液、Ca(NO3)2溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、试管、滴管
序号实验操作预期现象结论
①取少量样品于试管中,加入适量蒸馏水,充分振荡溶解,滴加足量稀硝酸,再滴加少量AgNO3溶液,振荡.有白色沉淀生成样品含NaCl
②另取少量样品于烧杯中,加入适量蒸馏水,充分搅拌溶解,加入过量CaCl2溶液,搅拌,静置,用pH计测定上层清液pH.有白色沉淀生成,上
层清液pH>10.2
样品含NaOH
(3)Na2S2O3溶液是定量实验中的常用试剂,测定其浓度的过程如下:第一步:准确称取a g KIO3(相对分子质量:214)固体配成溶液,第二步:加入过量KI固体和H2SO4溶液,滴加指示剂,第三步:用Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL.则c(Na2S2O3)=$\frac{6000a}{214V}$mol•L-1.(只列出算式,不作运算)
已知:IO3-+5I-+6H+═3I2+3H2O     2S2O32-+I2═S4O62-+2I-
某同学第一步和第二步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的Na2S2O3浓度可能偏高(填“无影响”、“偏低”或“偏高”),原因是4I-+4H++O2═2I2+2H2O.

分析 由制备流程可知,A中发生2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3+CO2,B中检验二氧化硫,C在尾气处理,A中反应后过滤、蒸发、结晶得到Na2S2O3•5H2O,
(1)①二氧化硫具有还原性、漂白性;
②减缓二氧化硫的流速,适当升高温度,均能使二氧化硫充分反应;
(2)①氯离子与银离子反应生成白色沉淀不溶于硝酸;
②NaOH的碱性强,可以通过测定pH来确定是否有NaOH;
(3)根据KIO3的量求出I2,再根据S2O32-与I2的关系求出Na2S2O3的物质的量及浓度;第三步滴速太慢,I-被空气氧化,消耗的Na2S2O3溶液的体积偏小.

解答 解:(1)①二氧化硫具有还原性、漂白性,所以可以用品红、溴水或KMnO4溶液,来检验二氧化硫是否被完全吸收,若SO2吸收效率低,则二氧化硫有剩余,B中的溶液会褪色,
故答案为:品红、溴水或KMnO4溶液;溶液颜色很快褪色;
②为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,可以减缓二氧化硫的流速,使二氧化硫与溶液充分接触反应,适当升高温度,也能使二氧化硫充分反应,
故答案为:增大SO2的接触面积或控制SO2的流速;适当升高温度;
(2)实验所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH,若检验NaCl存在,需先加稀硝酸排除干扰,再加硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,说明有NaCl;已知室温时CaCO3饱和溶液的pH=10.2,若要检验氢氧化钠存在,需加入过量CaCl2溶液,把Na2CO3转化为CaCO3,再测量溶液的pH,若pH大于10.2,说明含有NaOH,
故答案为:

序号实验操作预期现象
①滴加足量稀硝酸,再滴加少量AgNO3溶液,振荡.有白色沉淀生成
②加入过量CaCl2溶液,搅拌,静置,用pH计测定上层清液pH有白色沉淀生成,上层清液pH大于10.2
;
(3)KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O,I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI;
n(KIO3)=$\frac{a}{214}$mol,设参加反应的Na2S2O3为xmol;
  KIO3~~~~3I2~~~~6Na2S2O3
   1                       6
  $\frac{a}{214}$mol                xmol
所以 x=$\frac{6a}{214}$,则c(Na2S2O3)=$\frac{n}{V}$=$\frac{\frac{6a}{214}mol}{V×1{0}^{-3}L}$=$\frac{6000a}{214V}$mol•L-1,
第三步滴速太慢,I-被空气氧化,发生4I-+4H++O2═2I2+2H2O,消耗的Na2S2O3溶液的体积偏小,由c(Na2S2O3)=$\frac{6000a}{214V}$mol•L-1,V偏小,c偏大,

故答案为:$\frac{6000a}{214V}$;偏大;4I-+4H++O2═2I2+2H2O.

点评 本题考查物质的制备实验及含量测定,为高频考点,把握制备流程、混合物分离提纯、化学反应的计算为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,综合性较强,题目难度中等.

练习册系列答案
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