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)。

Ⅰ.【查阅资料】

(1)Na₂S₂O₃·5H₂O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，所得产品常含有少量Na₂SO₃和Na₂SO₄。

(3)Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃难溶于水，可溶于稀盐酸。

Ⅱ.【制备产品】

实验装置如图所示(省略夹持装置)：

实验步骤：

(1)检查装置气密性，如图示加入试剂。

仪器a的名称是________；E中的试剂是________(选填下列字母编号)。

A．稀H₂SO₄

B．NaOH溶液

C．饱和NaHSO₃溶液

(2)先向C中烧瓶加入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H₂SO₄。

(3)待Na₂S和Na₂CO₃完全消耗后，结束反应。过滤C中的混合物，滤液经________(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品。

Ⅲ.【探究与反思】

(1)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、稀盐酸、蒸馏水中选择)

取适量产品配成稀溶液，滴加足量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。

(2)为减少装置C中生成Na₂SO₄的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进，改进后的操作是______________________________________________________________________________。

(3)Na₂S₂O₃·5H₂O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过________方法提纯。

下列实验方案中，不能达到实验目的的是(　　)

工业上常利用含硫废水生产Na₂S₂O₃·5H₂O，实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。

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)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柱，若________________，则整个装置气密性良好。装置D的作用是__________。装置E中为________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________。

(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________。

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__________________________。已知反应(Ⅲ)相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是__________________。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还有________。

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、冷却结晶即可析出Na₂S₂O₃·5H₂O，其中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na₂SO₄，简要说明实验操作、现象和结论：________________________________________。

已知Na₂S₂O₃·5H₂O遇酸易分解：S₂O＋2H^＋===S↓＋SO₂↑＋H₂O

供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液。

乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下：

实验步骤：

在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片。开始缓慢加热A，回流50 min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO₄固体，静置片刻，过滤除去MgSO₄固体，进行蒸馏纯化，收集140～143 ℃馏分，得乙酸异戊酯3.9 g。

回答下列问题：

(1)仪器B的名称是________________。

(2)在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是____________________________________，第二次水洗的主要目的是________________。

(3)在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后________(填标号)。

a．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出

b．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出

c．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出

d．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出

(4)本实验中加入过量乙酸的目的是___________________________________________。

(5)实验中加入少量无水MgSO₄的目的是________。

(6)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是________(填标号)。

　　　a．　　　　　　　　　　　　b.

　　　c．　　　　　　　　　　　　d.

(7)本实验的产率是________(填标号)。

a．30%  　b．40%  c．60%  d．90%

(8)在进行蒸馏操作时，若从130 ℃便开始收集馏分，会使实验的产率偏__________(填“高”或“低”)，其原因是______________________________。

某小组以CoCl₂·6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。为确定其组成，进行如下实验 。

①氨的测定：精确称取w g X，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V₁ mL c_l mol·L^－1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c₂ mol·L^－1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V₂ mL NaOH溶液。

氨的测定装置(已省略加热和夹持装置)

 ②氯的测定：准确称取样品X，配成溶液后用AgNO₃标准溶液滴定，K₂CrO₄溶液为指示剂，至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag₂CrO₄为砖红色)。

  回答下列问题：

  (1)装置中安全管的作用原理是__________________________________________。

  (2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时，应使用________式滴定管，可使用的指示剂为________。

    (3)样品中氨的质量分数表达式为________。

    (4)测定氨前应该对装置进行气密性检验，若气密性不好测定结果将________(填“偏高”或“偏低”)。

    (5)测定氯的过程中，使用棕色滴定管的原因是____________________；滴定终点时，若溶液中c(Ag^＋)＝2.0×10^－5 mol·L^－1，c(CrO)为________mol·L^－1。[已知：K_sp(Ag₂CrO₄)＝1.12×10^－12]

    (6)经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3，钴的化合价为________，制备X的化学方程式为______________________________________；X的制备过程中温度不能过高的原因是________。

H₂O₂是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。

(1)某小组拟在同浓度Fe^3＋的催化下，探究H₂O₂浓度对H₂O₂分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30%H₂O₂溶液、0.1 mol·L^－1Fe₂(SO₄)₃溶液、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。

①写出本实验H₂O₂分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：______________________________。

②设计实验方案：在不同H₂O₂浓度下，测定________(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。

③设计实验装置，完成图中的装置示意图。

④参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示)。

(2)利用图(a)和(b)中的信息，按图(c)装置(连通的A、B瓶中已充有NO₂气体)进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的__________(填“深”或“浅”)，其原因是____________________________。

　　　　　(a)　　　　　　　　　　　　(b)

(c)

图21

焦亚硫酸钠(Na₂S₂O₅)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：

实验一　焦亚硫酸钠的制取

采用如图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na₂S₂O₅。装置Ⅱ中有Na₂S₂O₅晶体析出，发生的反应为Na₂SO₃＋SO₂===Na₂S₂O₅。

(1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为______________________________________。

(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是______。

(3)装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。

实验二　焦亚硫酸钠的性质

Na₂S₂O₅溶于水即生成NaHSO₃。

(4)证明NaHSO₃溶液中HSO的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是________(填序号)。

a．测定溶液的pH　　b．加入Ba(OH)₂溶液

c．加入盐酸  d．加入品红溶液

e．用蓝色石蕊试纸检测

(5)检测Na₂S₂O₅晶体在空气中已被氧化的实验方案是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

实验三　葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定

(6)葡萄酒常用Na₂S₂O₅作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO₂计算)的方案如下：

 (已知：滴定时反应的化学方程式为SO₂＋I₂＋2H₂O===H₂SO₄＋2HI)

①按上述方案实验，消耗标准I₂溶液25.00 mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO₂计算)为________g·L^－1。

②在上述实验过程中，若有部分HI被空气氧化，则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中的碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。

(1)采用装置A，在高温下将x g钢样中的碳、硫转化为CO₂、SO₂。

①气体a的成分是______。

②若钢样中硫以FeS形式存在，A中反应：

3FeS＋5O₂1________＋3________。

(2)将气体a通入测硫装置中(如图)，采用滴定法测定硫的含量。

①H₂O₂氧化SO₂的化学方程式：__________________。

②用NaOH溶液滴定生成的H₂SO₄，消耗z mL NaOH溶液。若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g，则该钢样中硫的质量分数：________。

(3)将气体a通入测碳装置中(如图)，采用重量法测定碳的含量。

①气体a通过B和C的目的是________________________________________。

②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是_______________________________________________________。

某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图所示)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。

(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：

(2)编号①实验测得容器中的压强随时间的变化如图(a)所示。t₂时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________腐蚀，请在图(b)中用箭头标出发生该腐蚀时电子的流动方向；此时，炭粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是__________。

　　　(a)　　　　　　　　　　　　(b)

(3)该小组对图(a)中0～t₁时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：

假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；

假设二：________；

……

(4)为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H₂的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。

中华人民共和国国家标准(CB2760－2011)规定葡萄酒中SO₂最大使用量为0.25 g·L^－1。某兴趣小组用图(a)装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中的SO₂，并对其含量进行测定。

(a)

(b)

(1)仪器A的名称是__________________，水通入A的进口为________。

(2)B中加入300.00 mL葡萄酒和适量盐酸，加热使SO₂全部逸出并与C中的H₂O₂完全反应，其化学方程式为________________________。

(3)除去C中过量的H₂O₂，然后用0.090 0 mol·L^－1NaOH标准溶液进行滴定，滴定前排气泡时，应选择图(b)中的________；若滴定终点时溶液的pH＝8.8，则选择的指示剂为________；若用50 mL滴定管进行实验，当滴定管中的液面在刻度“10”处，则管内液体的体积(填序号)________(①＝10 mL，②＝40 mL，③<10 mL，④>40 mL)。

(4)滴定至终点时，消耗NaOH溶液25.00 mL，该葡萄酒中SO₂含量为________ g·L^－1。

(5)该测定结果比实际值偏高，分析原因并利用现有装置提出改进措施：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。