题目内容
13.(1)某研究小组设计了制备Na2S2O3•5H2O的装置和部分操作步骤如下.
Ⅰ.打开Kl,并闭K2,向圆底烧瓶中加人足量浓硫酸,加热.
Ⅱ.C中的混合液被气流搅动,反应一段时间后,硫粉的量逐渐减少.当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应.
Ⅲ.过滤C中的混合液.
Ⅳ.将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干,得到产品.
①I中,圆底烧瓶中发生反应的化学方程式是:Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O.
②Ⅱ中“停止C中的反应”的操作是打开K2,关闭K1.
③Ⅳ中将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干,得到产品.Na2S2O3•5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过重结晶方法提纯.
④装置B的作用是在C中的反应停止后吸收A中产生的多余SO2防止空气污染.
(2)依据反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-,可用I2的标准溶液测定产品的纯度.取5.5g产品,配制成100mL溶液.取10mL溶液,以淀粉溶液为指示剂,用浓度为0.050mol•L-1I2的标准溶液进行滴定,相关数据记录如下表所示.
| 编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 溶液的体积/mL | 10.00 | 10.00 | 10.00 | 10.00 |
| 消耗I2标准溶液的体积/mL | 19.99 | 19.98 | 17.13 | 20.03 |
②Na2S2O3•5H2O在产品中的质量分数是90.2%(Na2S2O3•5H2O的式量为248,计算结果保留1位小数).
分析 (1)①A装置制备二氧化硫,Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫与水;
②不足通入二氧化硫,可以停止C中反应,用B装置吸收A中多余的二氧化硫;
③Na2S2O3•5H2O的溶解度随温度升高显著增大,产品通过重结晶方法提纯;
④吸收A中产生的多余SO2防止空气污染;
(2)①Na2S2O3反应完毕,再加入碘的标准溶液,碘与淀粉变蓝色;
②第3次实验消耗标准液的体积与其它3次相差比较大,应舍弃,1、2、4次实验的标准液平均值为消耗标准液体积,由方程式可知n(Na2S2O3•5H2O)=n(S2O32-)=2n(I2),进而计算Na2S2O3•5H2O在产品中的质量分数.
解答 解:(1)①A装置制备二氧化硫,Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫与水,反应方程式为:Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O,
故答案为:Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O;
②不足通入二氧化硫,可以停止C中反应,用B装置吸收A中多余的二氧化硫,Ⅱ中“停止C中的反应”的操作是:打开K2,关闭K1,
故答案为:打开K2,关闭K1;
③Na2S2O3•5H2O的溶解度随温度升高显著增大,产品通过重结晶方法提纯,
故答案为:重结晶;
④二氧化硫会污染空气,装置B的作用是:在C中的反应停止后吸收A中产生的多余SO2防止空气污染,
故答案为:在C中的反应停止后吸收A中产生的多余SO2防止空气污染;
(2)①加入最后一滴I2标准溶液后,溶液变蓝,且半分钟内颜色不改变,说明Na2S2O3反应完毕,滴定到达终点,
故答案为:加入最后一滴I2标准溶液后,溶液变蓝,且半分钟内颜色不改变;
②第3次实验消耗标准液的体积与其它3次相差比较大,应舍弃,1、2、4次实验的标准液平均值为消耗标准液体积,即消耗标准液体积为$\frac{(19.99+19.98+20.03)mL}{3}$=20mL,由2S2O32-+I2═S4O62-+2I-,可知5.5g样品中n(Na2S2O3•5H2O)=n(S2O32-)=2n(I2)=2×0.02L×0.05mol/L×$\frac{100mL}{10mL}$=0.02mol,则m(Na2S2O3•5H2O)=0.02mol×248g/mol=4.96g,则Na2S2O3•5H2O在产品中的质量分数为$\frac{4.96g}{5.5g}$×100%=90.2%,
故答案为:90.2%.
点评 本题考查实验制备方案设计,涉及对实验装置的分析评价、物质的分离提纯、物质含量测定、氧化还原反应滴定,(2)中注意标准液体积的计算,难度中等.
| A. | 合成氨需用铁触媒加快反应速率 | |
| B. | 高压比常压有利于合成SO3的反应 | |
| C. | 由H2、I2(g)、HI(g)气体组成的平衡体系加压后颜色变深 | |
| D. | 收集氯气可用排饱和食盐水法 |
| 相关信息 | |
| X | 单质为双原子分子,在空气中所占体积约为78% |
| Y | 含Y元素的物质焰色反应为黄色 |
| Z | 同周期元素中原子半径最小 |
| R | R元素原子的最外层电子数是K层电子数的3倍 |
(2)由X、Z两种元素组成的化合物甲,常温下为易挥发的淡黄色液体,甲分子构型为三角锥形,且分子里X、Z两种原子最外层均达到8个电子的稳定结构.甲遇水可形成一种常见的漂白性物质.则甲的结构式为
(3)化合物乙(Y2R)溶液在空气中长期放置,与氧气反应会生成与过氧化钠的结构和化学性质相似的物质Y2R2,其溶液显黄色.则Y2R2的电子式为
Ⅱ.元素X与氢可形成多种化合物,如丙、丁、戊.
(4)丙为一元弱酸,酸性与醋酸类似,对热十分稳定但受撞击就爆炸.8.6 g 丙爆炸分生成H2和6.72L(标况下)X2,写出其爆炸的化学方程式2HN3=3N2+H2
(5)丁为离子化合物,遇水反应生成H2和气体戊,标况下戊的密度为0.76g•L-1则物质丁的化学式为H4H
Ⅲ.Z 的铁的化合物 FeZ3.在溶液中分三步水解:
Fe3++H2O?Fe(OH)2++H+K1
Fe(OH)2++H2O?Fe(OH)2++H+K2
Fe(OH)++H2O?Fe(OH)3+H+K3
以上水解反应的平衡常数 K1、K2、K3 由大到小的顺序是K1>K2>K3.
| A. | C18H34O2 | B. | C17H32O2 | C. | C18H36O2 | D. | C16H32O2 |