题目内容

9．硫代硫酸钠俗称“海波”，又名“大苏打”，具有较强的还原性和配位能力，是冲洗照相底片的定影剂，棉织物漂白后的脱氯剂，定量分析中的还原剂．硫代硫酸钠（Na2S2O3）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得，装置如图（a）所示．

已知：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，有关物质的溶解度曲线如图（b）所示
（1）Na2S2O3•5H2O的制备：
步骤1：如图连接好装置后，检查A、C装置气密性的操作是关闭分液漏斗活塞，往D广口瓶中加水至浸没长导管；打开K1、关闭K2，用酒精灯微热圆底烧瓶，若D长导管口有气泡产生，停止加热后长导管内形成一段水柱，说明气密性良好．，
步骤2：加入药品，打开K1、关闭K2，加热．装置B、D中的药品可选用下列物质中的ACD．（填编号）
A． NaOH溶液    B．浓H2SO4
C．酸性KMnO4溶液    D．饱和NaHCO3溶液
步骤3：C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少．当C中溶液的pH接近或不小于7
时，打开K2、关闭K1并停止加热；C中溶液要控制pH的理由是Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在．
步骤4：过滤C中的混合液，将滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品．
（2）Na2 S2O3性质的检验：
向足量的新制氯水中滴加Na2S2O3溶液，氯水颜色变浅，写出该反应的化学方程式Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl，再向溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，据此认为Na2S2O3具有还原性．该方案是否正确并说明理由不正确，因为氯水中含有氯离子．
（3）常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度，步骤如下：取废水25.00mL，控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液，得BaCrO4沉淀；过滤、洗涤后，用适量稀盐酸溶解．此时CrO2-4全部转化为Cr2O2-7；再加过量KI溶液，充分反应后，加入淀粉溶液作指示剂，用0.010mol•L-1的Na2S2O3溶液进行滴定，反应完全时，消耗Na2S2O3溶液18.00mL．部分反应的离子方程式为：
①Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O；②I2+2S2O32-═2I-+S4O62-．
则该废水中Ba2+的物质的量浓度为2.4×10-3 mol•L-1．

分析 图（a）中，加热条件下，铜和浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，二氧化硫和碳酸钠、S在C中反应生成硫代硫酸钠，二氧化硫属于酸性氧化物，且有毒，不能直接排空，应该用碱液吸收；
（1）步骤1：利用压强差检验装置的气密性；
步骤2：二氧化硫具有还原性，属于酸性氧化物，且有毒，不能直接排空，可以用酸性高锰酸钾溶液或碱性溶液吸收；
步骤3：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，在碱性条件下稳定存在；
步骤4：从溶液中获取溶质，需要采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法；
（2）氯气具有强氧化性，硫代硫酸钠具有还原性，二者发生氧化还原反应生成硫酸钠、硫酸和盐酸；
氯水中含有氯离子，影响硫代硫酸钠还原性的判断；
（3）由题意可知，BaCrO4用盐酸溶解转化为Cr2O2-7，由元素守恒及已知方程式可得关系式：2Ba2+～2BaCrO4～Cr2O2-7～3I2～6Na2S2O3，结合消耗的Na2S2O3利用关系式计算溶液中n（Ba2+），进而计算c（Ba2+）．

解答 解：图（a）中，加热条件下，铜和浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，二氧化硫和碳酸钠、S在C中反应生成硫代硫酸钠，二氧化硫属于酸性氧化物，且有毒，不能直接排空，应该用碱液吸收；
（1）步骤1：气密性检验方法为关闭分液漏斗活塞，往D广口瓶中加水至浸没长导管；打开K1、关闭K2，用酒精灯微热圆底烧瓶，若D长导管口有气泡产生，停止加热后长导管内形成一段水柱，说明气密性良好，
故答案为：关闭分液漏斗活塞，往D广口瓶中加水至浸没长导管；打开K1、关闭K2，用酒精灯微热圆底烧瓶，若D长导管口有气泡产生，停止加热后长导管内形成一段水柱，说明气密性良好；
步骤2：二氧化硫具有还原性，属于酸性氧化物，且有毒，不能直接排空，可以用酸性高锰酸钾溶液氧化而被酸性高锰酸钾溶液吸收，亚硫酸酸性大于碳酸，所以能和碳酸氢钠、NaOH溶液反应而被氢氧化钠溶液或饱和碳酸氢钠溶液吸收，
故选：ACD；
步骤3：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，在碱性条件下能稳定存在，为了防止硫代硫酸钠发生反应，要控制溶液的pH接近或不小于7．
故答案为：接近或不小于7；Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在；
步骤4：从溶液中获取溶质，需要采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法，
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；
（2）氯气具有强氧化性，硫代硫酸钠具有还原性，二者发生氧化还原反应生成硫酸钠、硫酸和盐酸，反应方程式为Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl；
氯水中含有氯离子，影响硫代硫酸钠还原性的判断，所以不正确，
故答案为：Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl；不正确，因为氯水中含有氯离子；
（3）由题意可知，BaCrO4用盐酸溶解转化为Cr2O2-7，由元素守恒及已知方程式可得关系式：2Ba2+～2BaCrO4～Cr2O2-7～3I2～6Na2S2O3，消耗的Na2S2O3为0.018L×0.01mol/L，则n（Ba2+）=0.018L×0.01mol/L×$\frac{1}{3}$=0.00006mol，故溶液中c（Ba2+）=$\frac{6×10{\;}^{-5}mol}{0.025L}$=2.4×10-3 mol•L-1，
故答案为：2.4×10-3 mol•L-1．

点评 本题考查物质制备实验方案设计，为高频考点，涉及气密性检验、对实验装置及步骤的分析评价、物质的分离提纯、氧化还原反应滴定，注意图a中各个装置的作用及发生的反应，难点是确定（3）中各个物理量之间的关系，题目难度中等．

练习册系列答案
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19．乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200℃左右时供电，电池总反应为：
C2H5OH+302=2CO2+3H2O，电池示意如图．下列说法中正确的是（　　）
A．电池工作时．质子向电池的负极迁移
B．电池工作时．电子由b极沿导线流向a极
C．a极上发生的电极反应是：C2H5OH+3H2O+12e一=2CO2+12H+
D．-b极上发生的电极反应是：4H++O2+4e一=2H2O
20．（1）已知C（石墨，s）?c（金刚石，s），△H＞0，则稳定性：金刚石＜石墨（填“＞”或“＜”）
（2）已知2C（s）+2O2（g）═2CO2（g）△H1；2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H2，则△H1 ＜△H2（填“＞”或“＜”）．
（3）“嫦娥五号”预计在海南文昌发射中心发射，火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备．用肼（N2H4）为燃料，四氧化二氮做氧化剂，两者反应生成氮气和气态水．已知：N2（g）+2O2（g）═N2O4（g）△H=+10.7kJ•mol-1 N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g）△H=-543 kJ•mol-1写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式为2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1096.7KJ/mol．
（4）25℃，101kPa时，14gCO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3 kJ的热，则CO的燃烧热为△H=-282.6kJ•mol-1．
（5）0.50L 2.00mol/L H2SO4溶液与2.10L 1.00mol/L KOH溶液完全反应，放出114.6kJ的热量，该反应的中和热为△H=-57.3kJ/mol．
（6）已知拆开1molH-H键，1molN-H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ•mol-1．
17．用NA表示阿伏加德罗常数的值．下列叙述正确的是（　　）
A．0.5 mol白磷（P4，结构如图）含有2NA个P-P键
B．23g钠与在一定条件下与氧气作用，若两者均无剩余，转移NA个电子
C．1mol/L（NH4）2SO4溶液中，含SO2-4NA个，NH+4少于2NA个
D．常温常压下22.4L的CO2在一定条件下与足量的镁反应，转移4NA个电子
4．
已知：①；②C物质苯环上一卤代物只有两种．
根据上述转化关系，回答问题：
（1）写出B物质的名称1，2-二溴乙烷；D物质的结构简式．
（2）写出反应②的类型取代反应；反应⑤的条件NaOH醇溶液、加热．
（3）写出反应⑥的化学方程式：n$\stackrel{一定条件下}{→}$
（4）写出D+E反应的化学方程式：+$→_{△}^{浓硫酸}$H2O+
（5）反应②还有可能生成一种C16H18的有机物，其苯环上一卤代物也只有两种，写出它的结构简式：．
（6）分子中具有苯环，苯环上含有两个取代基，且能与NaHCO3溶液反应的E的同分异构体有5种（不包含E）．
14．苯丙酸诺龙的一种同分异构体A，在一定条件下可发生下列反应：

已知反应：
根据以上信息回答下列问题：
（1）A中所含官能团的名称是酯基、碳碳双键、羰基；B的分子式是C18H26O2．
（2）B→C的反应类型是加成反应；E→F的反应类型是取代反应．
（3）D的结构简式是．
（4）F→G的化学方程式是．
（5）H中最多有9个碳原子在同一个平面上．
（6）芳香族化合物X是F的同分异构体，请写出X的两种符合下列条件的结构简式：
①1mol最多能和3molNaOH发生反应
②苯环上的氢只有两种、．
1．含铬污水处理是污染治理的重要课题．污水中铬元素以Cr2O72-和CrO42-形式存在，常见除铬基本步骤是：

（1）加酸可以使CrO42-转化为Cr2O72-：2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O
若常温下pH=1溶液中Cr2O72-浓度为0.1mol•L-1，Cr2O72-浓度是CrO42-浓度的10倍，该化学平衡常数K=1.0×105．
（2）六价铬的毒性大约是三价铬的100倍，二氧化硫还原法是在酸性溶液中通SO2将Cr2O72-还原，反应的离子方程式为3SO2+Cr2O72-+2H+=2Cr3++3SO42-+H2O．而后再加碱将Cr3+沉淀，已知常温下Ksp[Cr（OH）3]=10-32，要使c（Cr3+）降低到10-5mol•L-1，溶液的pH应升高到5．
（3）电解还原法是利用电解产生的Fe2+将Cr2O72-还原为Cr3+．电解装置所用的电极材料是碳棒和铁片，其中铁片连接直流电源的正极．
（4）Cr（OH）3为绿色粘性沉淀，类似于Al（OH）3既溶于酸又能溶于强碱溶液．Cr（OH）3溶于稀硫酸的化学方程式为2Cr（OH）3+3H2SO4=2Cr2（SO4）3+3H2O．往100.00mL 0.1000mol•L-1CrCl3溶液滴加1.000mol•L-1NaOH溶液，请画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系图
18．废A201型催化剂（含FeO及少量CoO、Al2O3、CaO）可制备铁黄（Fe2O3•H2O）．
（1）CoO中Co的化合价为+2．
（2）废催化剂中的四种氧化物均能与强酸反应，等物质的量的FeO、Al2O3分别与足量的稀HNO3反应，消耗HNO3的物质的量之比为5：9．
（3）工业上用废催化剂制备铁黄时有多个步骤．
①将废催化剂进行粉碎，其目的是增大反应的接触面积，加快反应速率，提高原料的利用率．
②用硫酸酸化，再加入NaClO溶液将Fe2+氧化，氧化时发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O．
③经过一系列步骤后可得到铁黄，已知铁黄不溶于水，使铁黄从溶液中分离出来所进行的操作中，用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯．
8．化学方程式能够很直接形象的表示化学反应的过程与特征的一种符号，书写化学方程式是我们必须掌握的一项基本技能．请按照要求完成下列方程式．
Ⅰ．生活中很多现象和原理都可以用化学反应来解释：
（1）写出泡沫灭火器反应原理的离子方程式：A13++3HCO3-=A1（OH）3↓+3CO2↑
（2）用ClO2进行饮用水处理比使用Cl2具有很高的优越性，不仅杀菌消毒效率高，不产生致癌的有机氯化物，而且还能除去水中的Fe2+、Mn2+．请写出ClO2除去饮用水中Mn2+的离子反应方程式Mn2++2ClO2+2H2O═MnO2+2ClO2-+4H+（已知Mn2+转变为MnO2； ClO2转变为ClO2-）
Ⅱ．根据体系中的物质及物质的性质．我们可以推测出该体系所发生的变化，并能用方程式写是出来：此空删去
（1）某一反应体系有反应物和生成物共六种物质：N2O、FeSO4、Fe（NO3）3、HNO3、Fe2（SO4）3和H2O．写出该反应的化学方程式24FeSO4+30HNO3=8Fe（NO3）3+8Fe2（SO4）3+3N2O+15H2O
（2）将NaClO溶液逐滴滴入含淀粉的NaI溶液中，溶液变蓝，继续滴加，溶液顺色先加深，后逐渐变浅，最终消失．经检测得知此时溶液中含有一种含正五价元素的含氧酸根．写出上述变化过程的两个离子反应方程式2I-+ClO-+H2O=I2+Cl-+2OH-、I2+5ClO-+2OH-=2 IO3-+5Cl-+H2O．
Ⅲ．给化学反应分类是为了更好的研究反应的规律与特征，有利于我们把握反应的本质．置换反应是常见反应类型之一，其通式可以表示为：单质（l）+化合物（l）=化合物（2）+单质（2）．请写出满足以下要求的2个有金属单质参与的置换反应化学方程式：①所涉及的元素都是短周期元素；②4种单质分属4个不同的主族2Mg+CO2 $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C；2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑或2F2+2H2O=4HF+O2．

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