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(15分)硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)俗名“大苏打”,又称为“海波”,可用于照相业作定影剂,也可用于纸浆漂白作脱氯剂等。它易溶于水,难溶于乙醇,加热、遇酸均易分解。工业上常用亚硫酸钠法、硫化碱法等制备。某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠,其反应装置及所需试剂如下图:

实验具体操作步骤为:

①开启分液漏斗,使硫酸慢慢滴下,适当调节分液的滴速,使反应产生的SO2气体较均匀地通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中,同时开启电动搅拌器搅动,水浴加热,微沸。

②直至析出的浑浊不再消失,并控制溶液的pH接近7时,停止通入SO2气体。

③趁热过滤,将滤液加热浓缩,冷却析出Na2S2O3·5H2O。

④再经过滤、洗涤、干燥,得到所需的产品。

(1)写出仪器A的名称 步骤④中洗涤时,为了减少产物的损失用的试剂可以是 。

(2)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中不能让溶液pH<7,请用离子方程式解释原因 。

(3)写出三颈烧瓶B中制取Na2S2O3反应的总化学反应方程式 。

(4)最后得到的产品中可能含有Na2SO4杂质。请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: 。

(5)测定产品纯度

准确称取1.00 g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0 mol·L-1碘的标准溶液滴定。反应原理为2S2O32-+I2===S4O+2I-。滴定起始和终点的液面位置如图:则消耗碘的标准溶液体积为_______mL。产品的纯度为 %。

(6)Na2S2O3常用作脱氯剂,在溶液中易被Cl2氧化成SO42-,该反应的离子方程式为__________________。

(1)蒸馏烧瓶 乙醇 (2) S2O32-+ 2H+ == S + SO2 +H2O

(3)4SO2+2Na2S+Na2CO3 == CO2 + 3Na2S2O3

(4)取样,先加足量的盐酸酸化,过滤,取澄清液体加入氯化钡溶液,若出现白色沉淀,说明含有硫酸钠杂质,反之,不含。

(5)16.00 79.36

(6)S2O32-+ 4Cl2 + 5H2O == 2SO42- + 8Cl- + 10H+

【解析】

试题分析:(1)根据仪器A的结构特点知A的名称为蒸馏烧瓶;根据题给信息易溶于水,难溶于乙醇,步骤 ④ 中洗涤时,为了减少产物的损失用的试剂可以是乙醇。(2)硫代硫酸钠遇酸均易分解,实验中不能让溶液pH<7,离子方程式为S2O32-+ 2H+ == S + SO2 +H2O;(3)三颈烧瓶B中制取Na2S2O3反应的总化学反应方程式为4SO2+2Na2S+Na2CO3 == CO2 + 3Na2S2O3 。(4)最后得到的产品中可能含有Na2SO4杂质。请设计实验检测产品中是否存在Na2SO4的实验操作,现象和结论:取样,先加足量的盐酸酸化,过滤,取澄清液体加入氯化钡溶液,若出现白色沉淀,说明含有硫酸钠杂质,反之,不含。(5)根据滴定起始和终点的液面位置判断消耗碘的标准溶液体积为18.50mL—2.50mL=16.00mL。n(I2)= 0.100 0 mol·L-1×0.0016L=1.6×10—4 mol,根据2S2O32-+I2===S4O+2I-知n(Na2S2O3·5H2O)= 3.2×10—4 mol,m(Na2S2O3·5H2O)=0.7936g,产品的纯度为79.36%。(6)Na2S2O3常用作脱氯剂,在溶液中易被Cl2氧化成SO42-,该反应的离子方程式为S2O32-+ 4Cl2 + 5H2O == 2SO42- + 8Cl- + 10H+。

考点:考查化学实验方案的分析、评价和设计,与化学实验相关的计算。

考点分析: 考点1:物质的制备 试题属性
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练习册系列答案
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(16分)以黄铜矿为主要原料来生产铜、铁红颜料和硫单质,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:

回答下面问题:

(1)从黄铜矿冶炼粗铜的传统工艺是将精选后的富铜矿砂与空气在高温下煅烧,使其转变为铜。这种方法的缺点是要消耗大量的热能以及 (完成合理的一种即可)。

(2)过滤③得到的滤渣成分是 (填化学式)。

(3)反应Ⅰ~Ⅴ中,共有 个反应不属于氧化还原反应。

(4)溶液A中含有的溶质是 (填化学式)。

(5)写出反应Ⅰ的化学方程式 。

(6)①反应Ⅲ是FeCO3在空气中煅烧,写出化学方程式 。

②反应Ⅳ中发生反应的离子方程式 。

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请回答问题:

(1)用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中,硫酸的浓度为4.9g·L-1,则该溶液中的pH约为 。

(2)NH4+在用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中以(NH4)2SO4和NH4Cl形式存在。现有一份(NH4)2SO4溶液,一份NH4Cl溶液,(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)恰好是NH4Cl溶液中c(NH4+)的2倍,则c[(NH4)2SO4] c(NH4Cl)(填:<、=或>)。

(3)随着向废液中投入生石灰(忽略溶液温度的变化),溶液中_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)投入生石灰调节pH到2~3时,大量沉淀主要成分为CaSO4·2H2O[含有少量Fe(OH)3],提纯CaSO4·2H2O的主要操作步骤:向沉淀中加入过量 ,充分反应后,过滤、洗涤、 。

(5)25℃, H3AsO4电离常数为K1=5.6×10-3,K2=1.7×10-7,K3=4.0×10-12。当溶液中pH调节到8~9时,沉淀主要成分为Ca3(AsO4)2。

①pH调节到8左右Ca3(AsO4)2才开始沉淀的原因是 。

②Na3AsO4第一步水解的平衡常数数值为: 。

③已知:AsO43-+2I-+2H+= AsO33-+I2+H2O ,SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+ 。上述两个反应中还原性最强的微粒是 。

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根据下列实验或实验操作和现象,所得结论正确的是

实验或实验操作

现象

实验结论

A

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出现白色沉淀

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B

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有白色沉淀生成

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C

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D

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(4)有人发现重铬酸铵分解产物不仅含N2、Cr2O3和H2O,还含有NH3和O2,并指出伴随有显著的副反应发生:2(NH4)2Cr2O72Cr2O3+4NH3↑+2H2O+3O2↑;设计如下图所示实验装置,并通过实验方法验证了NH3和O2的存在(忽略空气中O2的干扰)。

限选试剂:Na2S溶液、Na2SO3溶液、FeSO4溶液;

限选仪器:试管、玻璃导管、漏斗、烧杯、胶头滴管

①图中试管口玻璃纤维的作用是 ;

②根据实验目的,选择一种试剂和最佳的仪器补全该实验装置(在方框中画图并标注所选试剂);

③写出该法验证NH3和O2存在的实验原理的化学方程式: 。

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