精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
20.Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定.
Ⅰ.制备Na2S2O3•5H2O反应原理:Na2SO3(aq)+S(s)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3(aq)
实验步骤:
①称取15g Na2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80mL蒸馏水.另取5g研细的硫粉,用3mL乙醇润湿,加入上述溶液中.
②安装实验装置(如图1所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸60min.
③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3•5H2O,经过滤、洗涤、干燥,得到产品.回答问题:
(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是使硫粉易于分散到溶液中.
(2)仪器a的名称是冷凝管,其作用是冷凝回流.
(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是Na2SO4.检验是否存在该杂质的方法是取少量产品溶于过量稀盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有Na2SO4.
(4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子反应方程式表示其原因:S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O.
Ⅱ.测定产品纯度
准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0mol•L-1碘的标准溶液滴定.
反应原理为2S2O${\;}_{3}^{2-}$+I2═S4O${\;}_{6}^{2-}$+2I-
(5)滴定至终点时,溶液颜色的变化:由无色变为蓝色.
(6)滴定起始和终点的液面位置如图2,则消耗碘的标准溶液体积为18.10mL.产品的纯度为(设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M)$\frac{3.620×10{\;}^{-3}M}{W}$×100%.
Ⅲ.Na2S2O3的应用
(7)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO${\;}_{4}^{2-}$,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+.

分析 (1)硫粉难溶于水、微溶于乙醇,乙醇湿润可以使硫粉易于分散到溶液中;
(2)根据图示装置中仪器构造写出其名称,然后根据冷凝管能够起到冷凝回流的作用进行解答;
(3)由于S2O32?具有还原性,易被氧气氧化成硫酸根离子可知杂质为硫酸钠;根据检验硫酸根离子的方法检验杂质硫酸钠;
(4)S2O32?与氢离子在溶液中能够发生氧化还原反应生成硫单质,据此写出反应的离子方程式;
(5)根据滴定前溶液为无色,滴定结束后,碘单质使淀粉变蓝,判断达到终点时溶液颜色变化;
(6)根据图示的滴定管中液面读出初读数、终读数,然后计算出消耗碘的标准溶液体积;根据反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-可知,n(S2O32-)=2n(I2),然后根据题中碘单质的物质的量计算出Na2S2O3•5H2O质量及产品的纯度;
(7)根据题干信息“Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO42-”及化合价升降相等写出反应的离子方程式.

解答 解:(1)硫粉难溶于水微溶于乙醇,所以硫粉在反应前用乙醇湿润是使硫粉易于分散到溶液中,
故答案为:使硫粉易于分散到溶液中;
(2)根据题中图示装置图可知,仪器a为冷凝管,该实验中冷凝管具有冷凝回流的作用,
故答案为:冷凝管;冷凝回流;
(3)S2O32?具有还原性,能够被氧气氧化成硫酸根离子,所以可能存在的杂质是硫酸钠;检验硫酸钠的方法为:取少量产品溶于过量稀盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有Na2SO4,
故答案为:Na2SO4; 取少量产品溶于过量稀盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有Na2SO4;
(4)S2O32?与氢离子发生氧化还原反应生成淡黄色硫单质,反应的离子方程式为:S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O,
故答案为:S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O;
(5)滴定结束后,碘单质使淀粉变蓝,所以滴定终点时溶液颜色变化为:由无色变为蓝色,
故答案为:由无色变为蓝色;
(6)根据图示的滴定管中液面可知,滴定管中初始读数为0,滴定终点液面读数为18.10mL,所以消耗碘的标准溶液体积为18.10mL;
根据反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-可知,n(S2O32-)=2n(I2),所以W g产品中含有Na2S2O3•5H2O质量为:0.1000 mol•L-1×18.10×10-3L×2×M=3.620×10-3Mg,则产品的纯度为:$\frac{3.620×10{\;}^{-3}Mg}{Wg}$×100%=$\frac{3.620×10{\;}^{-3}M}{W}$×100%,
故答案为:18.10;$\frac{3.620×10{\;}^{-3}M}{W}$×100%;
(7)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO42-,根据化合价升降相等配平后的离子方程式为:S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+,
故答案为:S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+.

点评 本题考查了化学实验基本操作方法及常见仪器的构造、离子的检验方法、中和滴定存在即计算、离子方程式的书写等知识,题目难度较大,试题涉及的题量较大,知识点较多,充分考查了学生对所学知识的掌握情况.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.实验室要配制480mL 0.2mol/L NaCl溶液,实验室只有含有少量硫酸钠的氯化钠固体,设计如下方案,请回答下列问题:
Ⅰ粗盐提纯

(1)固体A的化学式为BaSO4BaCO3;
(2)试剂2的名称为碳酸钠,判断试剂2是否过量的方法取上层清液滴加BaCl2,有白色沉淀产生则未过量,反之过量,操作3的名称蒸发结晶.
(3)加入试剂1,3发生反应的离子方程式分别为:Ba2++SO42-=BaSO4
Ⅱ配置溶液
(1)配制过程中不需要使用的化学仪器有C(填选项的字母).
A.烧杯   B.500mL容量瓶   C.漏斗   D.胶头滴管
(2)用托盘天平称取氯化钠,其质量为58.5g.
(3)下列主要操作步骤的正确顺序是①③⑤②④(填序号).
①称取一定质量的氯化钠,放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解;
②加水至液面离容量瓶颈刻度线下1-2厘米时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切;
③待冷却至室温后,将溶液转移到500mL 容量瓶中;
④盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀;
⑤用少量的蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,洗涤液转移到容量瓶中.
(4)如果实验过程中缺少步骤⑤,会使配制出的NaCl溶液浓度偏低(填“偏高”或“偏低”或“不变”).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.下列有关说法正确的是(  )
A.一定条件下反应N2+3H2$?_{加热}^{催化剂}$2NH3,达到平衡时,3v正(H2)=2v正(NH3)
B.10mL浓度为1mol/L的盐酸与过量的Zn粉反应,若加入适量的CH3COONa溶液,既能降低反应速率,又不影响H2的生成
C.将pH=a+1的氨水稀释为pH=a的过程中,c(OH-)/c(NH3•H2O)变小
D.常温下,向浓度为0.1mol/L的CH3COONa溶液中加入等体积等浓度的CH3COOH,混合溶液的pH=7

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.某混合物X由Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成.为进一步确定上述混合物X的成分,另取9.4gX进行如下实验.

(1)上述过滤操作如果缺少洗涤步骤,会使得测定的固体质量均偏大(填偏大、偏小或无影响)
(2)步骤Ⅳ所得蓝色溶液中阳离子为H+、Cu2+、Fe2+.
(3)原混合物中SiO2的质量是3.0g.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

15.在配制一定体积的溶液中,下列操作使得到的溶液浓度偏高、偏低还是无影响?
(1)将溶解溶质的烧杯内的液体倒入容量瓶后,未洗涤烧杯就进行定容.偏低.
(2)定容时,液面超过容量瓶颈上的刻度线,用胶头滴管将过量的液体吸出.偏低.
(3)定容摇匀后,发现瓶内液面略低于瓶颈刻度线.无影响.
(4)配置稀硫酸时,若所用的浓硫酸长时间放置在密封不好的容器中,将使溶液浓度偏低.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

5.化学与人类关系密切.下列有关物质的用途及其解释的说法正确的是(  )
 物质用途解释
A食醋浸泡水壶中的水垢水垢中CaCO3溶于醋酸,酸性H2CO3>CH3COOH
B炒菜时加一点酒和醋有酯类物质生成,使菜味香可口
CNaClO溶液可用作洗手液NaClO具有杀菌、消毒作用
DAl2O3可用作医药中的胃酸中和剂Al2O3能与胃酸反应,使胃液酸度降低
A.AB.BC.CD.D

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.离子方程式正确的是(  )
A.0.01mol/L NH4Al(SO4)2溶液与0.01mol•L-1Ba(OH)2溶液等体积混合NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+Al(OH)3↓+NH3•H2O
B.用惰性电极电解CuCl2溶液:2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+
C.将标准状况下的11.2L氯气通入200mL2mol•L-1的FeBr2溶液中,离子反应方程式为:4Fe2++6Br-+5Cl2=4Fe3++3Br2+10Cl-
D.铁粉中滴加少量浓硝酸:Fe+3NO3-+6H+=Fe3++3NO2↑+3H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

9.硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料.制备硫酸铜是无机化学实验教学中一个重要的实验.由于铜不能与稀硫酸直接反应,实验中将浓硝酸分次加入到铜粉与稀硫酸中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体(装置如图1、2所示).

(1)图1中,烧瓶中发生的离子反应方程式为Cu+4H++2NO3-═Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O.
(2)图2是图1的改进装置,改进的目的是可防止倒吸,NO、NO2有毒气体能被完全吸收.
(3)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:
第一组:空气为氧化剂法
方案1:以空气为氧化剂.将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应.
方案2:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应.向反应液中加FeSO4或Fe2(SO4)3,反应完全后,向其中加物质甲调节pH到3~4,产生Fe(OH)3沉淀,过滤、蒸发、结晶,滤渣作催化剂循环使用.(已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4.)请回答下列问题:
①方案1中的B仪器名称是坩埚.
②方案2中甲物质是b(填字母序号).
a、CaO            b、CuCO3          c、CaCO3
第二组:过氧化氢为氧化剂法
将3.2g铜丝放到45mL 1.5mol/L的稀硫酸中,控温在50℃.加入18mL 10%的H2O2,反应0.5h后,升温到60℃,持续反应1h后,过滤、蒸发结晶、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4•5H2O 10.6g.请回答下列问题:
③该反应的离子反应方程式为Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O.
④上述两种氧化法中,更符合绿色化学理念的是第二组(填“第一组”或“第二组”),理由是第一组中的方案1需要加热,消耗能源,方案2所得产品含有铁元素杂质,而第二组方案几乎不产生有害气体,且所得产品纯度较高.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.使用容量瓶配制溶液时,下列操作正确的是(  )
A.使用容量瓶前必须检查容量瓶是否漏水
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗
C.称好的固体试样需用纸条小心地送入容量瓶中
D.摇匀后发现凹液面下降,再加水至刻度线

查看答案和解析>>

同步练习册答案