硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一,反应原理为:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2(该反应△H>0)。某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O3·5H2O流程如下。
(1)吸硫装置如图所示。
①装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效率,B中试剂是 ,表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液 。
②为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,除了及时搅拌反应物外,还可采取的合理措施是 、 。(写出两条)
(2)假设本实验所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH,设计实验方案进行检验。(室温时CaCO3饱和溶液的pH=10.2)
限选试剂及仪器:稀硝酸、AgNO3溶液、CaCl2溶液、Ca(NO3)2溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、试管、滴管
序号 |
实验操作 |
预期现象 |
结论 |
① |
取少量样品于试管中,加入适量蒸馏水,充分振荡溶解,___________________。 |
_______________ |
样品含NaCl |
② |
另取少量样品于烧杯中,加入适量蒸馏水,充分搅拌溶解,___________________。 |
_______________ |
样品含NaOH |
(3)Na2S2O3溶液是定量实验中的常用试剂,测定其浓度的过程如下:准确称取a g KIO3(化学式量:214)固体配成溶液,加入过量KI固体和H2SO4溶液,滴加指示剂,用Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL。则c(Na2S2O3)=_________mol·L-1。(只列出算式,不作运算)
已知:Cr2O72-+6I-+14H+= 2Cr3++3I2+7H2O 2S2O32-+I2=S4O62-+2I-
(4)某同学第一步和第二步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的Na2S2O3浓度可能 (填“无影响”、“偏低”或“偏高”),原因是 。
(10分)聚合硫酸铁(SPFS)是一种新型的饮用水处理剂和城市污水净化剂,其化学组成可表示为[Fe2(OH)n(SO4)3 - ]m 。某研究小组将聚合硫酸铁在一定条件下加热完全分解,对所得气体产物和固体产物进行实验探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下试剂完成验证和探究过程(已知SO3的熔点为16.8 ℃)。
试剂:1.0 mol·L-1的盐酸、1.0 mol·L-1的KMnO4溶液、 0.1 mol·L-1的BaCl2溶液、20%的KSCN溶液、品红溶液、蒸馏水、冰水。
(1)聚合硫酸铁中铁元素的化合价是________
(2)固体产物成分的探究
【实验设计】
实验步骤 |
现象 |
步骤1:取适量的固体产物于试管中,加入足量1.0 mol·L-1的盐酸,充分振荡使固体完全溶解。 |
固体溶解,没有观察 到气泡,溶液呈黄色 |
步骤2:取少量步骤1所得溶液于试管中,加入适量20%的KSCN溶液振荡 |
溶液呈血红色 |
步骤3:另取少量步骤1所得溶液于试管中,滴入少量1.0 mol·L-1的KMnO4溶液,振荡。 |
KMnO4的紫红色不褪去 |
【思考与判断】根据上面的信息,可以确定固体产物的成分是________;
步骤1中发生反应的离子方程式为
(3)气体产物成分的探究(不考虑水蒸气)
【提出假设】假设1:所得气体的成分是SO3假设2:所得气体的成分是SO2、O2
假设3:所得气体的成分是
【设计实验方案,验证假设】按下表的实验步骤写出预期现象与结论。
实验操作 |
预期现象与结论 |
步骤1:将少量气体产物通入盛有适量品红溶液的试管中,观察溶液的颜色变化,然后加热再观察溶液的颜色变化 |
① ② |
步骤2:将气体产物缓缓通过浸在冰水中的U形管(如图),然后在U形管中加入适量0.1 mol·L-1的BaCl2溶液,充分振荡 |
结合步骤1中的② |
胆矾晶体是硫酸铜的结晶水合物,其化学式为CuSO4•5H2O。在加热情况下,按温度不同,胆矾晶体会历经一系列的变化,得到不同组成的固体。(第(1)(2)问用小数表示)
(1)称取0.10g含有杂质的胆矾试样于锥形瓶中,加入0.10 mol/L氢氧化钠溶液28.00 mL,反应完全后,过量的氢氧化钠用0.10 mol/L硫酸滴定到终点,消耗硫酸10.08 mL,则试样中胆矾的质量分数为________(已知:CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4;试样中杂质不与酸碱反应)
(2)将1.250 g纯净的胆矾晶体置于坩埚中加热一段时间,测得剩余固体质量为0.960 g。剩余固体中结晶水的质量分数为__________(保留三位小数)。
(3)将无水硫酸铜加热至650℃以上,可得到黑色的氧化铜与三氧化硫、二氧化硫和氧气的混合气体。现将9.600 g无水硫酸铜充分加热分解为氧化铜,将生成的气体通过足量的吸收剂(碱石灰),吸收剂增重4.416 g。则最终吸收剂中硫酸盐与亚硫酸盐的物质的量之比为
(4)取x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原只产生8 960 mL的NO2气体和672 mL N2O4的气体(都已折算到标准状态),在反应后的溶液中加足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀质量为17.02 g。则x等于
(14分)四氯化锡是无色液体,熔点-33"C,沸点114℃。氯气与金属锡在加热时反应可以用来制备SnCl4 , SnCl4 极易水解,在潮湿的空气中发烟。实验室可以通过下图装置制备少量SnCl4 (夹持装置略)。
(1)仪器C的名称为;
(2)装置Ⅰ中发生反应的离子方程式为;
(3)装置Ⅱ中的最佳试剂为,装置Ⅶ的作用为;
(4)若装置连接顺序为Ⅰ—Ⅱ一Ⅳ一Ⅴ一Ⅵ一Ⅶ,在Ⅳ中除生成SnCl4 外,还会生成的含锡的化合物的化学式为。
(5)Ⅳ中加热的作用之一是促进氯气与锡粉反应,加热的另一作用为;
(6)若Ⅳ中用去锡粉11.9 g,反应后,Ⅵ中锥形瓶里收集到23.8 g SnCl4 ,则SnCl4 的产率为。
(14分)某实验小组用0.50 mol·L- 1 NaOH溶液和0.50mol·L- 1 的硫酸溶液进行中和热的测定。Ⅰ.配制0.50mol·L- 1硫酸溶液
(1)若配制250 mL硫酸溶液,则须用量筒量取密度为1.84 g·cm- 3、质量分数为98%的浓硫酸mL。
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液中和热的实验装置如右图所示:
(2)仪器A的名称为;
(3)装置中碎泡沫塑料的作用是;
(4)写出该反应中和热的热化学方程式:(中和热为57.3 kJ·mol- 1);
(5)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
①下表中的温度差平均值为℃;
②近似认为0.50mol·L- 1 NaOH溶液和0.50mol·L- 1 硫酸溶液的密度都是1g·cm- 3 ,中和后生成溶液的比热容c=" 4.18" J·(g·℃)- 1 。则中和热△H=(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3 kJ·mol- 1有偏差,产生此实验偏差的原因可能是(填字母)。
A.实验装置保温、隔热效果差 |
B.量取NaOH溶液的体积时仰视读数 |
C.一次性把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中 |
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度 |
某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应,进行了如下实验,实验装置如图所示。
实验步骤:
①先连接好装置,检查气密性,再加入试剂;
②加热A试管,B中品红溶液褪色,熄灭酒精灯;
③将铜丝向上抽动离开液面。
(1)试管中发生反应的化学方程式为_____________________________.
(2)能够证明铜与浓硫酸反应生成气体的现象_________________________.
(3)在盛有BaCl2溶液的C试管中,除了导管口有气泡外,无其他明显现象,若将其分成两份,分别滴加下列溶液,将产生沉淀的化学式填入下表相应的位置。
滴加的溶液 |
氯水 |
氨水 |
沉淀的化学式 |
__________ |
______________ |
写出其中SO2显示还原性的反应的离子方程式___________________.
(4)实验完毕后,先熄灭酒精灯,由于导管E存在,B中的液体不会倒吸入A中,其原因是___________________________________________.
(5)实验完毕后,装置中残留气体有毒,不能打开胶塞。为了防止该气体排入空气中污染环境,拆除装置前,应当采取的操作是_______________________.