题目内容

Na2S2O3?5H2O（俗称海波）是照相业常用的一种定影剂，常采用下法制备：
将亚硫酸钠溶液与硫粉混合共热，生成硫代硫酸钠Na2SO3+S=Na2S2O3，滤去硫粉，再将滤液浓缩、冷却，即有Na2S2O3?5H2O晶体析出．该法制得的晶体中常混有少量
Na2SO3和Na2SO4的杂质，为测定一种海波晶体样品的成分，某同学称取三份质量不同的该样品，分别加入相同浓度的H2SO4溶液20mL，充分反应后滤出硫，并将滤液微热（假定生成的SO2全部逸出），测得有关实验数据如下（标准状况）：
第一份 第二份 第三份
样品的质量/g 12.60 18.90 28.00
二氧化碳的体积/L 1.12 1.68 2.24
硫的质量/g 1.28 1.92 2.56
（1）样品与硫酸可能发生反应的离子方程式为：
 
；
（2）根据上表数据分析，该样品
 
（填选项字母）；
A．只含有Na2S2O3  B．含有Na2S2O3和Na2SO3两种成分C．含有Na2S2O3、Na2SO3，和Na2SO4三种成分
（3）试计算：该样品中各成分的物质的量之比？
 

（4）所加硫酸溶液的物质的量浓度为多少？
 
．
考点：有关混合物反应的计算,探究物质的组成或测量物质的含量
专题：计算题
分析：（1）样品中硫代硫酸钠与酸反应生成硫、二氧化硫与水；亚硫酸钠与酸反应生成二氧化硫与水；
（2）硫酸的体积一定，由表中数据可知，样品质量增大，硫的质量与二氧化硫的体积都增大，故第一、二组样品完全反应，酸有剩余，28g样品完全反应可以硫的质量为
28g
12.6g
×1.28g=2.84＞2.56g，故第三组硫酸不足，样品完全反应．
以第一组计算判断：根据硫的质量计算根据硫的质量可求出硫代硫酸钠的物质的量、生成的二氧化硫的物质的量，在根据产生的二氧化硫的总的物质的量确定是否含有亚硫酸钠，利用总质量确定是否含有硫酸钠；
（3）根据（2）中的判断计算解答；
（4）由（2）中分析可知，第三份硫酸不足．由方程式知硫酸的物质的量即为反应生成二氧化硫的物质的量，据此计算硫酸的物质的量浓度．
解答： 解：（1）样品中硫代硫酸钠与酸反应生成硫、二氧化硫与水，离子方程式为：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O，亚硫酸钠与酸反应生成二氧化硫与水，离子方程式为：SO32-+2H+=SO2↑+H2O，
故答案为：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O；SO32-+2H+=SO2↑+H2O；
（2）硫酸的体积一定，由表中数据可知，样品质量增大，硫与二氧化硫的产量增大，故第一、二组样品完全反应，酸有剩余，28g样品完全反应可以硫的质量为
28g
12.6g
×1.28g=2.84＞2.56g，故第三组硫酸不足，样品完全反应．
以第一组计算判断：1.28gS的物质的量为
1.28g
32g/mol
=0.04mol，由S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O可知，样品中硫代硫酸钠为0.04mol，该反应生成的二氧化硫为0.04mol，反应得到的二氧化硫总的物质的量为
1.12L
22.4L/mol
=0.05mol＞0.04mol，故含有Na2SO3，反应SO32-+2H+=SO2↑+H2O生成二氧化硫为0.05mol-0.04mol=0.01mol，由方程式可知，样品中Na2SO3为0.01mol，硫代硫酸钠晶体与亚硫酸钠的总质量为0.04mol×248g/mol+0.01mol×126g/mol=11.18g＜12.6g，
故含有硫酸钠，即含有Na2S2O3、Na2SO3和Na2SO4三种成分，
故答案为：C；
（3）由（2）分析可知，12.6g样品中，含有硫代硫酸钠为0.04mol、Na2SO3为0.01mol，硫代硫酸钠晶体与亚硫酸钠的总质量为0.04mol×248g/mol+0.01mol×126g/mol=11.18g，故硫酸钠的质量为12.6g-11.18g=1.42g，物质的量为
1.42g
142g/mol
=0.01mol，
故n（Na2S2O3?5H2O）：n（Na2SO3）：n（Na2SO4）=0.04mol：0.01mol：0.01mol=4：1：1，
故答案为：n（Na2S2O3?5H2O）：n（Na2SO3）：n（Na2SO4）=0.04mol：0.01mol：0.01mol=4：1：1；
（4）由（2）中分析可知，第三份硫酸不足，硫酸完全反应．由S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O；SO32-+2H+=SO2↑+H2O可知，硫酸的物质的量即为反应生成二氧化硫的物质的量，故n（H2SO4）=n（SO2）=
2.24L
22.4L/mol
=0.1mol，故该硫酸的物质的量浓度为
0.1mol
0.02L
=5mol/L，
故答案为：5mol/L．
点评：本题考查混合物的有关计算，题目难度较大，注意根据三组数据分析过量问题，根据硫的质量、二氧化硫体积、样品的总质量判断样品中含有的成分是解题关键，（5）中注意方程式的利用．
练习册系列答案
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实验室用Na2CO3?10H2O配制500ml 0.10mol?L-1的Na2CO3溶液，填空并请回答下列问题：
（1）根据实验要求填表：
应量取Na2CO3?10H2O的质量/g 应选用容量瓶的规格/mL 除容量瓶外还需要的其它玻璃仪器
 
 
 
（2）配制时，其正确的操作顺序是（用字母表示，每个字母只能用一次）
 
；
A．用适量水洗涤烧杯2-3次，洗涤液均注入容量瓶中，振荡．
B．用电子天平准确称量所需Na2CO3?10H2O的质量，倒入烧杯中，再加入适量水，用玻璃棒慢慢搅动，使其溶解（需要时可加热）．
C．将已冷却的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中
D．将容量瓶盖紧，振荡，摇匀
E．改用胶头滴管加水，使溶液凹面恰好与刻度相切
F．继续往容量瓶内小心加水，直到液面接近刻度1-2cm处
（3）若出现如下情况，对所配溶液浓度将有何影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）？若没有进行A操作
 
；若加蒸馏水时不慎超过了刻度
 
；若定容时俯视刻度线
 
．
除去水蒸气后的水煤气主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4，继续除去H2S后，可采用催化或非催化转化技术，将CH4转化成CO，得到CO、CO2和H2的混合气体，是理想的合成甲醇原料气．
（1）制水煤气的主要化学反应方程式为：C（s）+H2O（g）
高温
CO（g）+H2（g），此反应是吸热反应．
①此反应的化学平衡常数表达式为
 

②下列能增大碳的转化率的措施是
 

A．加入C（s）    B．加入H2O（g）  C．升高温度    D．增大压强
（2）将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：
CH4（g）+
3
2
O2（g）?CO（g）+2H2O（g）△H=-519kJ?mol-．工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验（其他条件相同）
①X在750℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×l05倍：
②Y在600℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍：
③Z在440℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；
根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是
 
（填“X“或“Y”或“Z”），选择的理由是
 
；
（3）请在答题卡的坐标图中，画出上述反应在有催化剂情况下反应过程中体系能量变化曲线．
（4）合成气合成甲醇的主要反应是：
 2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）△H=-519kJ?mol-，t℃下此反应的平衡常数为160．此温度下，在密闭容器中开始只加入CO、H2，反应l0min后测得各组分的浓度如下：
物质  H2  CO  CH3OH
浓度（mol?L-1）  0.2  0.1  0.4
①该时间段内反应速率v（H2）=
 
mol?L-1?min-1．
②比较此时正、逆反应速率的大小：V正
 
V逆（填“＞”、“＜”或“=”）
以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素（五价）含量极高，以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素（五价）含量极高，该废水中H2SO4的含量为19.6g?L-1，砷的含量为1.6g?L-1，为控制砷的排放，采用化学沉降法处理含砷废水，在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节pH到2，使CaSO4发生沉降，在投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3（AsO4）2形式沉降，已知：
 难溶物  Ksp
 Ca3（AsO4）2  6.8×10-19
 CaSO4  9.0×10-6
回答下列问题：
（1）当pH=2，溶液中c（Ca2+）约为
 
mol?L-1（溶液体积变化略去不计）
（2）废酸中五价砷的含量很高，Ca3（AsO4）2的Ksp又远小于CaSO4的Ksp，当溶液调节到pH=2时，c3（Ca2+）?c2(AsO43-)＜6.8×10-19的原因为
 
（定性说明即可）
下列有关物质性质用途分类叙述正确的是（　　）
①厨房清洁剂和洁厕灵都显酸性
②醋酸、碳酸、磷酸都是弱酸
③K2Cr2O7和KMnO4都是常用的强氧化剂
④天然气和氢气都是可再生的能源．
A、①②B、②③C、②④D、③④
下列说法错误的是（　　）
A、酸性溶液中K+、Fe3+、I-、SO42-可以大量共存
B、同体积、同物质的量浓度的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合，所得溶液中：c（Na+）+c（H+）=c（Ac-）+c（OH-）
C、pH=3的Na2SO4和盐酸的混合溶液中：c（Na+）=2c（SO42-）
D、在0.1mol/L的Na2S溶液中：c（OH-）=c（H+）+c（HS-）+2c（H2S）
不论在酸性溶液还是碱性溶液中，都能大量共存的离子组是（　　）
A、K+、CO32-、OH-、SO42-
B、Na+、Cu2+、SO42-、Cl-
C、Na+、Ba2+、Cl-、K+
D、Ca2+、K+、CO32-、NO3-
A、B、C、D、E各物质的转化关系如图所示．
（1）当A为空气中含量最高的单质气体时，A是
 
（写化学式）．
写出下列反应的化学方程式，并回答有关问题：
①E→C：
 
；
②实验室制备B：
 
．能不能用浓硫酸做B的干燥剂？
 
（填“能”或“不能”）．
（2）当A为淡黄色固体单质时，A是
 
（写化学式）．写出下列反应的化学方程式：
①C→D：
 
；
②E与木炭反应：
 
．
已知溶液中，还原性为HSO3-＞I-，氧化性为IO3-＞I2＞SO42-．在含3molNaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液，加入的KIO3和析出的I2的物质的量的关系曲线如图所示．请回答下列问题：
（1）a点处的氧化产物是
 
（填离子符号，下同），还原产物是
 
，a点对应的离子方程式为
 
．
（2）当n（I2）达到最大值时，n（IO3-）对应的最小值为
 
mol，此时反应的离子方程式是
 
．
（3）当溶液中的I-为0.4mol时，加入的KIO3为
 
mol．
（4）若向100mL 1mol/L的KIO3溶液中滴加NaHSO3溶液，反应开始时的离子方程式为
 
．

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