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【题目】硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。查阅资料知:

①Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。

②向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3。

③BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl。

实验装置如图所示(省略夹持装置)

(1)仪器a的名称是_________;C中的试剂可以是______ (选填下列字母编号)。

A.稀H2SO4 B.酸性KMnO4溶液 C.饱和NaHSO3溶液 D.NaOH溶液

(2)此实验装置设计有缺陷,其改进方法是_________________________。

(3)写出B中反应的离子方程式_________________________________________。

(4)A、B中反应完后,在拆装置前,应将其中污染空气的有毒气体除去,采用的方法和具体操作是________________________________________。

(5)该法所得产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4。为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)

取适量产品配成稀溶液,加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,_______________,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。

(6)测定产品纯度:准确称取Wg产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000mol/L碘的标准溶液滴定。(反应原理为:2S2O32-+I2=S4O62-+2I-)

①滴定至终点时,溶液颜色的变化是_______________________。

②滴定记录数据如下表:

滴定前读数/mL

滴定后读数/mL

第一次

0.10

16.12

第二次

1.10

17.08

第三次

1.45

19.45

第四次

0.00

16.00

③产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)______________。

【答案】 烧杯 BD 在AB、BC之间增加防倒吸的安全瓶 CO32-+2S2-+4SO2=3S2O32-+CO2 先向A中烧瓶加适量的NaHCO3溶液,再滴加稀H2SO4,直到产生的CO2气体将装置中气体排尽为止 过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀HCl 由无色变蓝色,且在半分钟内不褪色 %

【解析】(1) 仪器a的名称是烧杯;装置A中产生的SO2与装置B中的混合溶液反应,从B中出来的气体中除有CO2外,还可能含有H2S、SO2等有毒的污染环境的气体,所以装置C用于尾气吸收,H2S、SO2都具有还原性,可与氧化性物质酸性KMnO4溶液反应,水溶液都具有酸性,可与碱反应,所以装置C中的试剂为B、D。

(2)实验过程中,气流不一定稳定,所以应在AB、BC之间增加防倒吸的安全瓶。

(3) B中反应的离子方程式CO32-+2S2-+4SO2=3S2O32-+CO2。

(4)为除去装置内的有毒气体,可用无害气体将装置内残留气体排入装置C中,具有操作是:先向A中烧瓶加适量的NaHCO3溶液,再滴加稀H2SO4,直到产生的CO2气体将装置中气体排尽为止。

(5)将沉淀过滤出来,再用蒸馏水洗涤,然后向沉淀中加入足量稀HCl,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。

(6)①根据反应原理2S2O32-+I2=S4O62-+2I-,用淀粉作指示剂,终点时溶液颜色的变化是由无色变蓝色,并在半分钟内不褪色;②分析四次实验数据可知,第三次实验数据误差太大,不可信,所以用其它三次实验数据求得所用碘水标准溶液的体积为16.00mL,则n(I2)=1.6×10-3mol,所以产品的纯度=×100%= %。

练习册系列答案
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【题目】铁的化合物在生产生活和科学实验中应用广泛:

(1)一定条件下Fe2O3与甲烷反应制取纳米级铁,同时生成CO和H2。已知:

Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-27.6kJ/mol

CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.4kJ/mol

CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41.0kJ/mol

①反应Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)的△H=________。

②若该反应在5L的密闭容器中进行,5min后达到平衡,测得体系中固体质量减少0.96g,则该段时间内CO的平均反应速率为________。

③若该反应在恒温恒压容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是________(选填序号)。

a.c(CH2)=c(CO) b.固体的总质量不变

c.v(CO)与v(H2)的比值不变 d.混合气体的平均相对分子质量不变

④该反应的化学平衡常数的负对数pK随反应温度T的变化曲线如下图。

试用平衡移动原理解释该曲线的变化规律________________。若700℃时测得平衡时,H2浓度为1.0mol·L-1,则CH4的平衡转化率为_________。

(2)菱铁矿的主要成分是FeCO3,实验室中可以通过FeSO4与足量NaHCO3溶液混合制得FeCO3,有关反应的离子方程式为________________________。已知Ksp[FeCO3]=3.2×10-11,H2CO3的Ka1=4.30×10-7,Ka2=5.61×10-11。试通过以上数据简要计算说明该反应能进行的原因_______________________________。

(3)Na2FeO4是一种高效净水剂,工业上以Fe为阳极,NaOH为电解质溶液进行电解制备,写出阳极的电极反应式_________________________________________。

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