题目内容
5.Na2S2O3可用作照相的定影剂等.已知Na2S2O3的某些性质如下:(Ⅰ)S2O32-能被I2氧化为S4O62-;
(Ⅱ)酸性条件下S2O32-迅速分解为S和SO2;
(Ⅲ)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3;所得产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4.
实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模仿生成过程.
实验步骤:(1)仪器组装完成后,关闭A、C中分液漏斗活塞,将E中导管伸入盛水的水槽中,微热A中圆底烧瓶,E中导管口有气泡冒出,停止加热,导管中回流一段稳定的水柱,则整个装置气密性良好.装置D的作用是防止倒吸,装
置E中溶液的作用是吸收多余的SO2.
(2)先向C中烧瓶加入Na2CO3和Na2S混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4.
(3)等Na2CO3和Na2S完全消耗后,结束反应.过滤C中混合物,将溶液蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品.
(4)为验证产品中含有硫酸盐,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整.
| 实验步骤 | 预期现象或结论 |
| 步骤1:取少量固体样品溶于无氧蒸馏水中 | 固体完全溶解得无色澄清溶液 |
| 步骤2:加入过量盐酸 | |
| 步骤3:静置后取上清液,加入BaCl2溶液 |
①溶液配制:称取1.0g Na2S2O3试样,用新煮沸并冷却的蒸馏水溶解,最终定容至100mL.
②滴定:取10.00mL0.01mol•L-1KMnO4标准溶液,加硫酸酸化,再加过量KI溶液.写出该反应的离子反应:2MnO4-+16H++10I-═5I2+2Mn2++8H2O
③往步骤②所得溶液加入某指示剂,用Na2S2O3滴定至终点(2S2O32-+I2═S4O62-+2I-),记录Na2S2O3溶液用量,滴定3次.指示剂最好选用淀粉溶液,本次滴定时所用的玻璃仪器除锥形瓶外,还有碱式滴定管.
④若3次滴定NaS2O3溶液的平均用量为12.00mL,则样品的纯度为65.8%.
分析 实验室模仿Na2S2O3生成过程:A装置:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑,B装置的作用是起缓冲作用,C装置:2Na2S+Na2CO3+SO2=3Na2S2O3+CO2,D装置中两导管均为短导管可防止液体倒吸,E装置:装置中盛放NaOH溶液进行尾气处理,防止二氧化硫排放污染环境,等Na2CO3和Na2S完全消耗后,结束反应,过滤C中混合物,将溶液蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品.
(1)利用液面差在一段时间内不变检验装置的气密性;D的作用有缓冲装置能防止倒吸;二氧化硫有毒不能直接排空,应该用碱液吸收;
(4)Na2S2O3固体,可能混有Na2SO4固体的实验思路:应先除去Na2S2O3,加入稀盐酸除去硫代硫酸钠,再静置后取上清液,加入BaCl2溶液检验SO42-的存在;
(5)②KI与KMnO4反应,KMnO4是强氧化剂,KI中碘元素被氧化为碘单质,KMnO4中锰元素被还原为Mn2+;
③步骤②中,根据反应(2S2O32-+I2═S4O62-+2I-),至终点碘单质被还原,所以选用淀粉作指示剂;Na2S2O3水解呈碱性;
④根据方程式中 MnO4-、I2、S2O32-之间的关系式计算.
解答 解:(1)仪器组装完成后,关闭A、C中分液漏斗活塞,将E中导管伸入盛水的水槽中,微热A中圆底烧瓶,E中导管口有气泡冒出,停止加热,导管中回流一段稳定的水柱,说明不漏气,气密性良好,D中两导管均为短导管可防止液体倒吸,E中盛放NaOH溶液进行尾气处理,防止二氧化硫排放在环境中,从而保护环境,
故答案为:关闭A、C中分液漏斗活塞,将E中导管伸入盛水的水槽中,微热A中圆底烧瓶,E中导管口有气泡冒出,停止加热,导管中回流一段稳定的水柱;防止倒吸; 吸收多余的SO2;
(4)具体操作:取少量固体于试管中加水溶解后,加入过量盐酸,硫代硫酸钠与盐酸反应生成二氧化硫气体和硫单质,取上层清液,滴加少量BaCl2溶液,生成难溶于水的白色沉淀硫酸钡,证明含硫酸根离子,即证明固体中含有硫酸钠,说明样品中含有SO42-,否则不含,
故答案为:
| 预期现象或结论 |
| 有浅黄色浑浊出现,有刺激性气味气体产生 |
| 有白色沉淀产生,说明样品中含有SO42- |
故答案为:2MnO4-+16H++10I-═5I2+2Mn2++8H2O;
③用硫代硫酸钠滴定碘溶液,碘单质遇淀粉变蓝,利用2S2O32-+I2═S4O62-+2I-,至终点碘单质被还原,指示反应终点;硫代硫酸钠为强碱弱酸盐,溶液显碱性,应选用碱式滴定管,
故答案为:淀粉溶液;碱式滴定管;
④根据方程式2MnO4-+16H++10I-═5I2+2Mn2++8H2O,2S2O32-+I2═S4O62-+2I-,得关系式:2MnO4-~5I2~10S2O32-
得C(S2O32-)=$\frac{0.01L×0.01mol/L×\frac{10}{2}}{0.012L}$=$\frac{1}{24}$mol/L,
m(Na2S2O3)=158g/mol×$\frac{1}{24}$mol/L×0.1L≈0.658g,
质量分数=$\frac{0.658g}{1g}$×100%=65.8%,
故答案为:65.8%.
点评 本题考查性质实验方案设计,侧重考查学生对实验方案的设计、评价,明确物质性质是解本题关键,注意(4)题为易错点,同时考查学生思维的缜密性,题目难度中等.
| A. | 常温下水电离出的c(H+)•c(OH-)=10-20的溶液中:Na+、Cl-、S2-、SO32- | |
| B. | 滴加无色酚酞后仍为无色的溶液:Na+、CO32-、K+、ClO-、SO42- | |
| C. | 加入(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O晶体的溶液中:Na+、H+、Cl-、NO3- | |
| D. | 常温下,pH<7的溶液中:I-、SO42-、Al3+、K+ |
途径①:S$\stackrel{浓硝酸}{→}$H2SO4
途径②S$\stackrel{O_{2}}{→}$SO2$\stackrel{O_{2}}{→}$SO3$\stackrel{H_{2}O}{→}$H2SO4.
| A. | 途径①反应中体现了浓硝酸的强氧化性和酸性 | |
| B. | 途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2浓度来提高产率 | |
| C. | 由途径①和②分别制取1mol H2SO4,理论上各消耗1mol S,各转移6mol电子 | |
| D. | 途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”理念,是因为途径②比途径①污染相对小且原子利用率高 |
| A. | ||
| B. | ||
| C. | ||
| D. | CH3CH2C(CH3)2CH(C2H5)CH3 3,3,4-三甲基已烷 |
| A. | pH=0的无色溶液中:Cl-、Na+、SO42-、Fe2+ | |
| B. | 含有大量Fe3+的溶液中:Al3+、SCN-、Br-、Na+ | |
| C. | 加入铝粉能放出H2的溶液中:Mg2+、NH4+、NO3-、Cl- | |
| D. | 在$\frac{c({H}^{+})}{c(O{H}^{-})}$=1012的溶液中:NH4+、NO3-、K+、Cl- |
(1)已知25℃时:N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H=+183kJ/mol
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6 kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(l)△H=-1164.4kJ/mol
则 N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.2KJ/mol
(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应,起始投料时各物质浓度如下表:
| N2 | H2 | NH3 | |
| 投料Ⅰ | 1.0mol/L | 3.0mol/L | 0 |
| 投料Ⅱ | 0.5mol/L | 1.5mol/L | 1.0mol/L |
②按投料Ⅱ进行反应,起始时反应进行的方向为正向(填“正向”或“逆向”).
③若升高温度,则合成氨反应的化学平衡常数变小(填“变大”、“变小”或“不变”).
④L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度.如图1表示L一定时,合成氨反应中H2(g)的平衡转化率随X的变化关系.
ⅰX代表的物理量是温度.
ⅱ判断L1、L2的大小关系,L1<L2.(填“>”“<”或“=”)
(3)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理示意如图2:
①电极b上发生的是还原反应(填“氧化”或“还原”)
②写出电极a的电极反应式:2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O.