题目内容
10．连二亚硫酸钠（Na2S2O4）俗称保险粉，广泛用于纺织工业的还原性染色、清洗、印花、脱色以及织物的漂白等．制取保险粉通常需要二氧化硫．（1）制备二氧化硫
若使用图1所示装置制备干燥的SO2气体，回答以下问题：
①A中盛液体的玻璃仪器名称是分液漏斗，实验开始后A中反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O．
②B装置的作用是防倒吸影响制气；C装置的作用浓硫酸．
③E中固体试剂为碱石灰．
（2）制备保险粉
如图2，维持35～45℃通SO2至锌粉-水悬浮液反应生成ZnS2O4；然后加入18%的氢氧化钠溶液，在28～35℃下反应生成Na2S2O4和Zn（OH）2悬浮液．
反应物经压滤除去氢氧化锌沉淀后，往滤液中加入氯化钠，并冷却至20℃，使Na2S2O4结晶析出，滤出晶体后用酒精脱水干燥即得产品．
①在制取Na2S2O4过程中发生了氧化还原反应，氧化剂是SO2；生成1mol Na2S2O4转移电子2mol．
②滤液中加入氯化钠使Na+离子浓度增大，促进Na2S2O4结晶析出；滤出晶体后用酒精脱水干燥是因为Na2S2O4在酒精中的溶解度较小（填“较大”或“较小”），且酒精易挥发．
③制取Na2S2O4也常用甲酸钠法，控制温度70～80℃，在甲醇溶液（溶剂）中溶解甲酸钠（HCOONa），再滴加Na2CO3溶液同时通SO2维持溶液微酸性，即可生成Na2S2O4，反应的离子方程式：2HCOO-+4SO2+CO32-=2S2O42-+H2O+3CO2（HCOO-+2SO2+CO32-+H+=S2O42-+2CO2+H2O）．
（3）测定保险粉纯度
Na2S2O4属于强还原剂，暴露于空气中易被氧气氧化．Na2S2O4遇KMnO4酸性溶液发生反应：5Na2S2O4+6KMnO4+4H2SO4═5Na2SO4+3K2SO4+6MnSO4+4H2O
称取3.0g Na2S2O4样品溶于冷水中，配成100mL溶液，取出10mL该溶液于试管中，用0.10mol•L-1的KMnO4溶液滴定．
重复上述操作2次，平均消耗KMnO4溶液18.00mL则该样品中Na2S2O4的质量分数为87%（杂质不参与反应）．
分析 （1）装置A：常温下制取二氧化硫，用亚硫酸钠和较浓的硫酸，B装置：防倒吸影响制气，C装置：用浓硫酸干燥二氧化硫，D装置：向上排空气法收集二氧化硫，E装置：吸收尾气二氧化硫，同时防止空气中水蒸气进入集气瓶．
①根据仪器的特征以及常见仪器的名称解答；常温下制取二氧化硫，用亚硫酸钠和较浓的硫酸；
②从较浓的硫酸中制取的二氧化硫含有水蒸气需用浓硫酸干燥，为防止倒吸，需倒吸装置；利用浓硫酸干燥二氧化硫；
③E装置：吸收尾气二氧化硫，同时防止空气中水蒸气进入集气瓶；
（2）①合成保险粉的反应物为Zn、SO2、NaOH，根据反应分析解答，有元素化合价降低的反应物为氧化剂，根据化合价判断生成1mol Na2S2O4转移电子数；
②促进Na2S2O4结晶析出，增加Na+离子浓度，Na2S2O4在水中溶解度较大，在酒精中溶解度较小；
③二氧化硫与甲酸钠在碱性条件下反应得到Na2S2O4、二氧化碳与水；
（3）根据5S2O42-～6MnO4-，计算样品中Na2S2O4的质量，据此计算样品中Na2S2O4的质量分数．
解答 解：（1）①常温下制取二氧化硫，用亚硫酸钠和较浓的硫酸，A中盛液体的玻璃仪器球形具有玻璃活塞，为分液漏斗，液体为浓硫酸，亚硫酸钠和较浓的硫酸发生复分解反应，反应为：Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O，
故答案为：分液漏斗；Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O；
②B装置为安全瓶，可以防止倒吸影响制气，制备干燥的SO2气体，浓硫酸具有吸水性和强氧化性，但和二氧化硫不发生氧化还原反应，所以C装置的作用利用浓硫酸干燥二氧化硫，
故答案为：防倒吸影响制气；浓硫酸；
③E装置：吸收尾气二氧化硫，碱石灰干燥剂是由NaOH和CaO组成的固体混合物，碱石灰呈碱性，能吸收尾气二氧化硫，碱石灰能干燥，同时能防止空气中水蒸气进入集气瓶，
故答案为：碱石灰；
（2）①合成保险粉的反应Zn+2SO2=ZnS2O4，ZnS2O4和NaOH反应生成Na2S2O4和Zn（OH）2，反应的方程式为ZnS2O4+2NaOH=Na2S2O4+Zn（OH）2↓，在制取Na2S2O4过程中发生了氧化还原反应为Zn+2SO2=ZnS2O4，SO2中+4价的硫，ZnS2O4中+3价的硫，所以氧化剂是SO2，生成1mol Na2S2O4转移电子2mol，
故答案为：SO2；2；
②根据同离子效应，促进Na2S2O4结晶析出，滤液中加入氯化钠，增加了Na+离子浓度，Na2S2O4在水中溶解度较大，在酒精中溶解度较小，且酒精易挥发，滤出晶体后用酒精脱水干燥，
故答案为：Na+；较小；
③Na2CO3溶液显碱性，二氧化硫与甲酸钠在碱性条件下反应，离子反应为：2HCOO-+4SO2+CO32-=2S2O42-+H2O+3CO2（HCOO-+2SO2+CO32-+H+=S2O42-+2CO2+H2O）；
故答案为：2HCOO-+4SO2+CO32-=2S2O42-+H2O+3CO2（HCOO-+2SO2+CO32-+H+=S2O42-+2CO2+H2O）；
（3）Na2S2O4与KMnO4反应产物为Na2SO4和MnSO4，则硫元素共升高6价，锰元素共降低5价，化合价升降应相同，故关系为
5S2O42-～6MnO4-，
5 6
n 18×10-3 L×0.1mol/L
则3.0g 样品中Na2S2O4的质量分数为=$\frac{\frac{5×18×1{0}^{-3}×0.1}{6}×174×10}{3}$×100%=87%；
故答案为：87%．
点评 本题考查物质制备实验，关键是对原理的理解，涉及氧化还原反应、对装置的分析评价、物质的分离提纯、化学仪器识别等，侧重考查学生综合运用知识解决问题能力，题目难度中等．
黄冈创优卷系列答案| A． | 干冰中的分子间作用力和单质碘中的分子间作用力 | |
| B． | CsCl晶体中与一个Cl-紧邻的Cs+数和NaCl晶体中与一个Cl-紧邻的Na+数 | |
| C． | 晶体硅中Si-Si键的键能和金刚石中C-C键的键能 | |
| D． | 水分子中O-H键的键角和甲烷分子中C-H键的键角 |
【查阅资料】FeCl3•6H2O是棕黄色晶体，熔点37℃，沸点280～285℃．
【实验设计】
若结论成立，B中发生反应的化学方程式是Cl2+2KI=2KCl+I2，C中的试剂是NaOH溶液．
【实验过程】
| 操作 | 现象 |
| （1）经检查，装置气密性良好． （2）添加药品，连接装置． （3）点燃酒精灯． | i．A中部分固体熔化，上方出现白雾； ii．稍后，产生黄色气体，管壁附着黄色液滴； iii．B中溶液变蓝． |
（1）小组讨论一致认为现象i中的白雾是盐酸小液滴，产生白雾的原因是FeCl3•6H2O受热水解增强，生成HCl气体同时失去结晶水，HCl与H2O结合形成盐酸小液滴．
（2）分析现象ii时发生了分歧，有同学认为：FeCl3•6H2O是棕黄色，沸点不高，黄色气体重含有FeCl3也会导致B中溶液变蓝，反应的离子方程式是2Fe3++2I-=2Fe2++I2．
小组同学通过下列实验证明现象ii的黄色气体中含有Fe3+，将下列实验补充完整：
a．只在A中加入FeCl3•6H2O，加热，开始产生白雾，稍后出现黄色气体，管壁仍有黄色液滴．
b．将黄色气体通入B中的KSCN溶液，溶液变红．
（3）为进一步确认黄色气体含有 Cl2，小组在A、B 间增加盛有饱和氯化钠溶液的试管，气体依次通过饱和氯化钠溶液、KI淀粉溶液后，KI淀粉溶液变蓝，证实黄色气体中含有Cl2．饱和氯化钠溶液的主要作用是除去气体中的FeCl3．
（4）A中固体充分加热后得到Fe2O3和MnCl2，若物质的量之比为1：1，则A中总反应的化学方程式是MnO2+2FeCl3•6H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2O3+MnCl2+Cl2↑+2HCl↑+11H2O．从混合物中分离出Fe2O3的方法是：加足量水溶解，过滤，洗涤固体，干燥，即得Fe2O3．
【安全预案】在实验过程中，若试管B中溶液已经开始发生倒吸，应立即采取的一种措施是c（填写编号）．
a．移去酒精灯
b．取下B中盛有溶液的试管
c．将A、B间的导管从乳胶管中取出．
，该结构二氯代物有3种（不考虑立体异构）．
中学常见的短周期主族元素R、X、Y、Z、M的原子序数依次增大，它们占据三个周期．Y和M位于同主族，Y原子最外层电子数是电子层数的3倍．这五中元素组成一种离子化合物Q．取一定量Q溶于蒸馏水得到溶液，向溶液中滴加稀氢氧化钠溶液，产生沉淀与氢氧化钠溶液体积如图所示，下列说法不正确的是（ ）| A． | 简单的离子半径：M＞Y＞Z | |
| B． | 气态氢化物的热稳定性：Y＞X | |
| C． | 由R、X、Y、M四种元素只组成一种盐 | |
| D． | 最高价氧化物对应水化物的酸性：M＞Z |
| A． | 当0＜b＜$\frac{a}{3}$时：SO2+H2O+3ClO-=SO42-+2HClO+Cl- | |
| B． | 当b=a时，SO2+H2O+ClO-═2H++Cl-+SO42- | |
| C． | 当$\frac{a}{3}$≤b≤a时，反应后溶液中H+的物质的量：0＜n（H+）≤2bmol | |
| D． | 当0＜b＜a时，反应后溶液中ClO-、Cl-和SO42-物质的量之比为：（a-b）：b：b |
| A． | Fe（OH）3═Fe3++3OH- | B． | KHSO4?K++H++SO42- | ||
| C． | NH4HCO3═NH4++HCO3- | D． | NaH2PO4═Na++2H++PO43- |