题目内容

6.食盐是一种重要的化工原料.
(1)从海水中提取的食盐可称为海盐,生产中先将海水引入盐田中进行晒盐,“晒盐”的原理类似于实验室中的蒸发.
(2)“晒盐”得到的是含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等离子的粗盐,某化工厂以粗盐为原料生产食品增白剂焦亚硫酸钠(可溶于水的无色溶液,化学式为Na2S2O5的工艺流程如下:
①若提纯中先加入试剂A后加入B,则A、B分别是Ba(OH)2、Na2CO3,进人反应池I中的溶液内含有过量的B,不将过量的B除去的原因是CO32-可转化为HCO3-,NH3、CO2通入的顺序是先通入NH3,后通入CO2.
②硫铁矿在送入沸腾炉前会进行粉碎,粉碎的好处是增大单位质量的固体表面积,提高反应速率与原料的利用率,操作X的内容是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤及洗涤、干燥.
③反应池I中的离子方程式为Na++NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4+,反应池Ⅱ中的化学方程式为Na2CO3+2SO2=Na2S2O5+CO2.
(3)为测定所制得的焦亚硫酸钠的纯度(a),化验员准确称取10.0000g产品,然后配成500ml溶液,再准确量取25.00mL所配溶液放入锥形瓶中,再用0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液滴定,滴定中共消耗VmL标准状况溶液.
①滴定终点时的现象是溶液由无色被浅紫色且30s内无变化;
②列出计算纯度a的计算式4.75V%.

分析 (1)先将海水引入盐田中,然后利用日光照射蒸发、结晶析出NaCl;
(2)用适量的氢氧化钡溶液除去Mg2+、Fe3+、SO42-,再加入碳酸钠溶液除去Ca2+、Ba2+,过量的碳酸根在后面的反应中转化为碳酸氢钠,由于氨气易溶于水而二氧化碳在水中溶解度较大,应先通入氨气得到碱性溶液,再通入二氧化碳,由于碳酸氢钠溶解度较小,反应池I中会析出碳酸氢钠晶体,加热分解得到碳酸钠,铁矿石燃烧生成二氧化硫,反应池II中碳酸钠、二氧化硫作用生成Na2S2O5,Na2S2O5是可溶性盐,从其溶液中获得晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤;
(3)①滴定终点时,加入最后一滴酸性高锰酸钾溶液的紫色不褪去;
②Na2S2O5中S为+4价,被氧化为SO42-,根据电子转移守恒可得:5Na2S2O5~4KMnO4,根据关系式计算Na2S2O5的质量,进而计算样品纯度.

解答 解:(1)从海水中提取的食盐可称为海盐,先将海水引入盐田中,然后利用日光照射蒸发、结晶析出NaCl,
故答案为:盐田;蒸发;
(2)用适量的氢氧化钡溶液除去Mg2+、Fe3+、SO42-,再加入碳酸钠溶液除去Ca2+、Ba2+,过量的碳酸根在后面的反应中转化为碳酸氢钠,由于氨气易溶于水而二氧化碳在水中溶解度较大,应先通入氨气得到碱性溶液,再通入二氧化碳,由于碳酸氢钠溶解度较小,反应池I中会析出碳酸氢钠晶体,加热分解得到碳酸钠,铁矿石燃烧生成二氧化硫,反应池II中碳酸钠、二氧化硫作用生成Na2S2O5,Na2S2O5是可溶性盐,从其溶液中获得晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤.
①若提纯中先加入试剂A后加入B,则A、B分别是Ba(OH)2、Na2CO3,进人反应池I中的溶液内含有过量的B,不将过量的B除去的原因是:CO32-可转化为HCO3-,NH3、CO2通入的顺序是:先通入NH3,后通入CO2,
故答案为:Ba(OH)2、Na2CO3;CO32-可转化为HCO3-;先通入NH3,后通入CO2;
②硫铁矿在送入沸腾炉前会进行粉碎,粉碎的好处是:增大单位质量的固体表面积,提高反应速率与原料的利用率,操作X的内容是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤及洗涤、干燥,
故答案为:增大单位质量的固体表面积,提高反应速率与原料的利用率;蒸发浓缩、冷却结晶、过滤;
③反应池I中的离子方程式为:Na++NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4+,反应池Ⅱ中的化学方程式为:Na2CO3+2SO2=Na2S2O5+CO2,
故答案为:Na++NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4+;Na2CO3+2SO2=Na2S2O5+CO2;
(3)①滴定终点时,加入最后一滴酸性高锰酸钾溶液的紫色不褪去,溶液由无色被浅紫色且30s内无变化,
故答案为:溶液由无色被浅紫色且30s内无变化;
②Na2S2O5中S为+4价,被氧化为SO42-,根据电子转移守恒可得:5Na2S2O5~4KMnO4,25 mLNa2S2O5溶液中n(Na2S2O5)=$\frac{5}{4}$n(KMnO4)=$\frac{5}{4}$×V×10-3 L×0.1000mol/L=1.25V×10-4 mol,故Na2S2O5的纯度为:$\frac{500mL}{25mL}$×1.25V×10-4 mol×190g/mol÷10g=4.75V%,
故答案为:4.75V%.

点评 本题考查物质准备工艺流程图,涉及海水晒盐、粗盐的提纯、侯德邦制碱法、物质含量测定、氧化还原反应滴定等,是对学生综合能力的考查.

练习册系列答案
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15.新切开的苹果在空气中放置一段时间表面会变黄,最终变成褐色,这种现象在食品科学上通常称为“褐变”.关于苹果褐变的原因有以下两种说法:
A.苹果中的Fe2+被空气中的氧气氧化成了Fe3+
B.苹果中的酚类物质被空气中的氧气氧化了
究竟哪种说法正确,某小组同学通过实验进行了探究.
实验用品:苹果、浓度均为0.1mol•L-1的盐酸、NaHCO3溶液、Na2SO3溶液,KSCN溶液,去氧蒸馏水.
(1)探究1:
实验操作实验现象结论
在“褐变”后的苹果上滴上2~3滴
溶液.
说法A不正确
(2)探究2:
【查阅文献】
Ⅰ.苹果中含有多种酚和酚氧化酶,苹果中酚氧化酶的活性温度为35℃左右、活性pH约为5.5-7.5.
Ⅱ.酚类物质遇FeCl3溶液常发生显色反应而呈现一定颜色,如苯酚显紫色,对苯二酚显绿色,甲基苯酚显蓝色.
该小组将刚削皮的苹果切成七块,分别进行如下实验.请填写下表中相应的结论:
序号实验步骤现象结论
①在一块上滴加2~3滴FeCl3溶液表面变为绿色
②再取两块,一块放置于空气中,另一块迅速浸入经过去氧的蒸馏水中.前者表面逐渐褐变,后者相当长一段时间内,无明显变化.
苹果褐变与有关
③另两块分别立刻放入沸水和0.1mol•L-1盐酸中浸泡2min后取出,置于空气中.相当长一段时间内,两块均无明显变化.苹果褐变与酚氧化酶的活性有关
④最后两块分别立刻放入浓度均为0.1mol•L-1的NaHCO3和Na2SO3溶液里浸泡2min后取出,置于空气中.前者经过一段时间表面逐渐褐变,后者相当长一段时间内,无明显变化.亚硫酸钠溶液能阻止苹果褐变
(3)问题分析:
Ⅰ、常温下,浓度均为0.1mol•L -1 NaHCO3溶液略显碱性,而NaHSO3溶液却略显酸性. NaHSO3溶液略显酸性是因为亚硫酸氢离子电离大于水解.
Ⅱ、0.1mol•L-1的NaHCO3溶液和Na2SO3溶液的pH相近,Na2SO3溶液却能阻止苹果褐变,结合离子方程式分析原因:亚硫酸钠的还原性比酚强,消耗了氧气,保护了酚;2SO32-+O2═2SO42-,
Ⅲ、对探究2中的试验③所得结论作进一步解释.
16.海洋是一个丰富的资源宝库,通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用.
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