题目内容

19．工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O，实验室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程．

烧瓶C中发生反应如下：
Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）═Na2SO3（aq）+H2S（aq）　　（Ⅰ）
2H2S（aq）+SO2（g）═3S（s）+2H2O（l）　　　　　　　　　（Ⅱ）
S（s）+Na2SO3（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）　　　　　　　　   （Ⅲ）
（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若液柱高度保持不变，则整个装置气密性良好．装置D的作用是防止倒吸．装置E中为NaOH溶液．
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2：1．
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择c．
a．蒸馏水　　b．饱和Na2SO3溶液   c．饱和NaHSO3溶液　d．饱和NaHCO3溶液
实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度．已知反应（Ⅲ）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是溶液变澄清（或浑浊消失）．反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器有ad．
a．烧杯　　　 b．蒸发皿　　　　　 c．试管　　　　　 d．锥形瓶
（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质．利用常见试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作，现象和结论：取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液（或过滤，取滤液）、滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质．
已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解：S2O32-+2H+═S↓+SO2↑+H2O．

分析 装置A中制备二氧化硫，C中二氧化硫、硫化钠与亚硫酸钠反应生成Na2S2O3，E装置进行尾气处理，防止污染空气，可以盛放氢氧化钠反应，D为安全瓶，防止倒吸，装置B可用来观察SO2的生成速率，也可以根据长颈漏斗中液面变化判断装置是否发生堵塞等作用．
（1）可利用压强差原理检查气密性；D中左侧为短导管，为安全瓶，防止倒吸；装置E起到吸收尾气中SO2、H2S的作用；
（2）反应的关系式为2Na2S～2H2S～3S～3Na2SO3，结合关系式计算；
（3）观察SO2的生成速率，可根据气泡的流速判断；Ⅲ中反应达到终点时S完全溶解，可观察到溶液变澄清（或浑浊消失）；
（4）利用硫酸钠与氯化钡反应的性质检验．

解答 解：（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若液柱高度保持不变，则气密性良好；D中左侧为短导管，为安全瓶，防止倒吸；装置E起到吸收尾气中SO2、H2S的作用，可选用NaOH溶液，
故答案为：液柱高度保持不变；防止倒吸；NaOH；
（2）根据题目所给3个反应，可得出对应关系：2Na2S～2H2S～3S～3Na2SO3，2Na2S反应时同时生成2Na2SO3，还需要1Na2SO3，所以烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2：1，
故答案为：2：1；
（3）观察SO2的生成速率，发生强酸制取弱酸的反应，a不生成二氧化硫，bd中物质均与二氧化硫反应，只有c中饱和NaHSO3溶液适合制取二氧化硫；Ⅲ中发生S（g）+Na2SO3（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq），反应达到终点是S完全溶解，可观察到溶液变澄清（或浑浊消失）；烧杯、锥形瓶需要加热时必须使用石棉网，
故答案为：c；控制滴加硫酸的速度；溶液变澄清（或浑浊消失）；ad；
（4）检测产品中是否存在Na2SO4的实验方案为：取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液（或过滤，取滤液）、滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质，
故答案为：取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液（或过滤，取滤液）、滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质．

点评 本题考查物质的制备，为高考常见题型，题目涉及二氧化硫的制备、离子检验、对操作的分析评价等，侧重实验分析能力及知识综合应用能力的考查，（4）为易错点，可以利用总反应的分析，题目难度中等．

练习册系列答案
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9．用硫铁矿（主要含FeS2、SiO2等）制备莫尔盐的流程如下：

已知：“还原”时，FeS2与H2SO4不反应，Fe3+通过反应Ⅰ、Ⅱ被还原，其中反应Ⅰ如下：
2Fe3++FeS2═2S↓+3Fe2+
（1）“还原”时，pH不宜过高的原因是pH过高时铁元素将沉淀导致产率降低，写出“还原”时反应Ⅱ的离子方程式：FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+．
（2）实验测得“还原”时反应Ⅰ、Ⅱ中被还原的Fe3+的物质的量之比为2：7．计算“还原”后溶液Fe2+的浓度即可确定后面所加（NH4）2SO4的量（溶液体积变化忽略不计）
离子离子浓度（mol•L-1）
还原前还原后
SO42-3.203.50
Fe2+0.153.30
（3）称取23.52g新制莫尔盐，溶于水配成溶液并分成两等份．一份加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀13.98g；另一份用0.2000mol/LK2Cr2O7酸性溶液滴定，当Cr2O72-恰好完全被还原为Cr3+时，消耗溶液的体积为25.00mL．试确定莫尔盐的化学式（请给出计算过程）．
10．A、B、C、D、E均是由下列离子组成的可溶性化合物．组成这五种物质的离子有（离子不能重复组合）：
阳离子Na+　Mg2+　Al3+　Ba2+　Fe3+
阴离子OH-　Cl-　CO32-  SO42-    HCO3-
分别取它们进行实验，结果如下：
①A溶液与D溶液混合，没有明显现象；
②当B溶液加入到D溶液中时，有沉淀产生．继续加入B溶液，沉淀全部消失．
③将E溶液加热，有沉淀生成．
据此推断：AFe2（SO4）3；BBa（OH）2；CNa2CO3；DAlCl3；EMg（HCO3）2．
7．氯化亚铜在工业上应用广泛．利用反应Cu2++Cu+2Cl-=2CuCl制氯化亚铜的流程如图1．氯化亚铜（CuC1）为白色晶体，不溶于硫酸、稀硝酸和醇，微溶于水，在空气中会被迅速氧化，能溶于浓盐酸，并生成配合物，该配合物加水稀释后会重新析出CuCl沉淀．

实验药品：铜丝20g、氯化铵20g、65% 硝酸10mL、36%盐酸15mL、水．
（1）反应①的化学方程式为NH4[CuCl2]=CuCl↓+NH4Cl．
（2）析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，然后真空干燥、冷却，密封包装．真空干燥，密封包装的
目的是加快乙醇和水的蒸发，防止CuCl被空气氧化．
（3）工业化生产时，乙醇可通过蒸馏方法回收并循环利用，而NH4Cl、HNO3（填化学式）可直接循环利用．
（4）实验室用图2装置制备CuCl．实验开始时，温度计显示反应液温度低于室温，主要原因是氯化铵溶于水吸收大量热量，造成反应液温度降低，电炉加热升温至50℃时停止加热，反应快速进行，烧瓶上方气体颜色逐渐由无色变为红棕色，从环保角度考虑，当烧瓶上方红棕色气体逐渐变为无色时才能停止通入氧气．
（5）氯化亚铜在工业上也可以利用酸性电镀废液（主要含Cu2+、Fe3+）制得高浓度硫酸铜溶液后，加入铁粉、氯化钠生成CuCl．反应的离子反应方程式为：2Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+．CuCl产率与混合液pH的关系如图3，析出CuCl晶体时的最佳pH在3左右．
14．由短周期元素组成的中学常见物质A、B、C，D、E、X，存在如图转化关系（部分生成物和反应条件略去）．下列推断不正确的是（　　）A$\stackrel{E}{→}$B$\stackrel{B}{→}$C$\stackrel{X}{→}$D．
A．若D与盐酸反应，可生成A和B，则X一定是H2O
B．若D为NaCl，且A可与C反应生成B，则E 可能是CO2
C．若D是一种强碱，则A、B、C均可与X反应生成D
D．若D是一种强酸，则A既可以是单质，也可以是化合物
4．锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌．某硫化锌精矿的主要成分为ZnS（还含少量FeS等其他成分），以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：

回答下列问题：
（1）硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为ZnO．
（2）焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的浸出操作．
（3）浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉，其作用是置换出Fe等，反应的离子方程式为Zn+Fe2+=Zn2++Fe．
（4）电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用Pb-Ag合金惰性电极，阳极逸出的气体是O2．
（5）改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质．“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O．
（6）硫化锌精矿（ZnS）遇到硫酸铜溶液可慢慢地转变为铜蓝（CuS）．请用简短的语言解释该反应发生的原理在一定条件下，溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物（或在相同条件下，由于KSP（CuS）小于KSP（ZnS），故反应可以发生）．
（7）我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌．明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内，…，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，…，冷淀，毁罐取出，…，即倭铅也．”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为ZnCO3+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Zn+3CO↑．（注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌）
11．亚硝酸钠（NaNO2）被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛．以木炭、浓硝酸、水和铜为原料制备硝酸钠的装置如图所示．

已知：室温下，①2NO+Na2O2═2NaNO2
②3NaNO2+3HCl═3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O
③酸性条件下，NO或NO2-都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+
请按要求回答下列问题：
（1）检查完该装置的气密性，装入药品后，实验开始前通入一段时间气体X，然后关闭弹簧夹，再滴加浓硝酸，加热控制B中导管均匀地产生气泡．则X为氮气，上述操作的作用是排尽空气，以免生成的一氧化氮被空气中的氧气氧化．
（2）B中观察到的主要现象是红棕色消失，导管口有无色气泡冒出，铜片溶解，溶液变蓝．
（3）A烧瓶中反应的化学方程式为C+4HNO3（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O．
（4）D装置中反应的离子方程式3MnO4-+5NO+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O．
（5）预测C中反应开始阶段，产物除NaNO2外，还含有的副产物有Na2CO3和NaOH．为避免产生这些副产物，应在B、C装置间增加装置E，则E中盛放的试剂名称为碱石灰．
（6）利用改进后的装置，将3.12g Na2O2完全转化成为NaNO2，理论上至少需要木炭0.72g．
8．下列说法正确的是（　　）
A．化学变化中一定发生物理变化
B．蓄电池充电时，电能转变成化学能
C．人类利用的能量都是通过化学反应获得的
D．有颜色改变的变化一定是化学变化
9．1.92gCu投入到一定量浓HNO3中，铜完全溶解，生成的气体颜色由深变成浅（不考虑2NO2?N2O4），共收集到672mL气体（标况），通入一定体积的O2恰好使气体完全溶于水，求通入O2的体积（标况）．

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