题目内容
4．
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mL．产品的纯度为（设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M）$\frac{3.620×1{0}^{-3}M}{W}$×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，而溶于乙醇，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：0.1000mol•L-1×18.10×10-3L×2×M=3.620×10-3Mg，则产品的纯度为：$\frac{3.620×1{0}^{-3}Mg}{Wg}$×100%=$\frac{3.620×1{0}^{-3}M}{W}$×100%，
故答案为：18.10；$\frac{3.620×1{0}^{-3}M}{W}$×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 本题考查较为综合，涉及性质实验方案的设计、探究物质组成与测量物质含量、中和滴定、离子方程式书写等知识，题目难度中等，明确实验目的、实验原理为解答关键，注意掌握性质实验方案设计与评价原则，明确探究物质组成的方法．
名校课堂系列答案
| A． | 25℃时，pH=13的1.0 L Ba（OH）2溶液中含有的OH-数目为0.2NA | |
| B． | 标准状况下，2.24L Cl2与H2O反应，转移的电子总数为0.1NA | |
| C． | 室温下，21.0g乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为1.5NA | |
| D． | 标准状况下，22.4L甲醇中含有的氧原子数为1.0NA |
$?_{高温}^{FeSO_{4}/Al_{2}O_{3}}$
+3H2（g）
| A． | K1闭合，铁棒上发生的反应为2H++2e-═H2↑ | |
| B． | K1闭合，石墨棒周围溶液的pH逐渐降低 | |
| C． | K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法 | |
| D． | K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.002 mol气体 |
苯甲酸（
）和乙醇在浓硫酸催化下可以制得苯甲酸乙酯，及时除去反应中产生的水可提高酯的产率．据此某实验小组设计了如下图的装置来进行上述实验．相关信息如下：| 相对分子质量 | 密度/（g•cm-3） | 沸点/℃ | 水中溶解度 | |
| 苯甲酸 | 122 | 1.27 | 249 | 微溶 |
| 乙醇 | 46 | 0.789 | 78.3 | 易溶 |
| 苯甲酸乙酯 | 150 | 1.05 | 212.6 | 难溶 |
（1）仪器甲的名称为球形冷凝管．
（2）①往丙中加入药品的顺序为C．
A．无水乙醇、浓硫酸、苯甲酸晶体 B．浓硫酸、苯甲酸晶体、无水乙醇
C．苯甲酸晶体、无水乙醇、浓硫酸 D．苯甲酸晶体、浓硫酸、无水乙醇
②若加热反应后发现未加沸石，应采取的正确操作是停止加热，冷却后再加入沸石．
③微沸回流过程中，可以看到乙内的混合试剂的颜色变为蓝色．
（3）加入碳酸钠粉末的作用是中和浓硫酸及未反应的苯甲酸．
（4）分液要用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯，粗产物在下层（填“上”或“下”）．
（5）加热蒸馏若采用2图装置（加热装置已经略去）进行，该装置存在的2个问题为温度计的水银球不应插入反应液中、不应用直型冷凝管．
（6）本实验所得到的苯甲酸乙酯产率为80%．
（7）装置乙的作用为乙中的吸水剂可以吸收反应中产生的水分，有利于提高酯的产率．
| A． | 使酚酞变红色的溶液中：Na+、Al3+、SO42-、Cl- | |
| B． | 与Fe反应能放出H2的溶液中：Fe2+、K+、NO3-、SO42- | |
| C． | $\frac{{K}_{W}}{c（{H}^{+}）}$=1×10-13mol•L-1的溶液中：NH4+、Ca2+、Cl-、NO3- | |
| D． | 水电离的c（H+）=1×10-13mol•L-1的溶液中：K+、Na+、AlO2-、CO32- |
汽车尾气中的主要污染物是NO和CO．为减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：（1）已知：2NO（g）+2CO（g）?2CO2（g）+N2（g）△H=-746.5KJ/mol（条件为使用催化剂）
2C （s）+O2（g）?2CO（g）△H=-221.0KJ/mol
C （s）+O2（g）?CO2（g）△H=-393.5KJ/mol
则N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol-1．
（2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
| 时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| C（NO）10-4 mol/L | 10.0 | 4.50 | C1 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
| C（CO）10-3 mol/L | 3.60 | 3.05 | C2 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
A．4.20 B．4.00 C．3.50 D．2.50
（3）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率．根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如图所示：
| 实验 编号 | T/°C | NO初始浓 度/10-3mol•L-1 | CO初始浓 度/10-3mol•L-1 | 催化剂的比 表面积/m2•g-1 |
| ① | 350 | 1.20 | 5.80 | 124 |
| ② | 280 | 1.20 | 5.80 | 124 |
| ③ | 280 | 1.20 | 5.80 | 82 |
（4）将不同物质的量的H2O（g）和CO（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：H2O（g）+CO（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
| 实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所 需时间/min | ||
| H2O | CO | CO | H2 | |||
| ① | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
| ② | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
| ③ | 900 | a | b | c | d | t |
②若a=2，b=1，则c=0.6，达平衡时实验组②中H2O（g）和实验组③中CO的转化率的关系为：α2 （H2O）=α3 （CO）（填“＜”、“＞”或“=”）．
（5）CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准，该分析仪的工作原理类似于燃料电池，其中电解质是氧化钇（Y2O3）和氧化锆（ZrO2）晶体，能传导O2-．
①负极的电极反应式为CO+2O2--2e-=CO32-．
②以上述电池为电源，通过导线连接成图一．若X、Y为石墨，a为2L 0.1mol/L KCl溶液，写出电解总反应的离子方程式2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+2OH-．电解一段时间后，取25mL上述电解后的溶液，滴加0.04mol/L醋酸得到图二曲线（不考虑能量损失和气体溶于水，溶液体积变化忽略不计）．根据图二计算，上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为2.8g．