硫代硫酸钠俗称保险粉,又名“大苏打”。可用于照相业作定影剂、纸浆漂白作脱氯剂,也可用于氰化物、砷、汞、铅、铋、碘等中毒的治疗,也是一种常用的实验试剂。
I.已知:Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + S↓+ SO2 + H2O,某研究小组依据该反应探究外界条件对反应速率的影响,设计实验如下:
实验 编号 |
实验温度 /℃ |
Na2S2O3 |
H2SO4 |
蒸馏水体积 /mL |
||
体积/mL |
浓度/ mol·L-1 |
体积/mL |
浓度/ mol·L-1 |
|||
① |
25 |
10 |
0.1 |
10 |
0.1 |
0 |
② |
25 |
5 |
0.1 |
10 |
0.1 |
5 |
③ |
25 |
5 |
0.2 |
10 |
0.2 |
5 |
④ |
50 |
5 |
0.1 |
10 |
0.1 |
5 |
⑤ |
50 |
10 |
0.2 |
5 |
0.2 |
5 |
下列有关说法正确的是
A.实验①和②探究其他条件不变时Na2S2O3浓度对相关反应速率的影响
B.实验①和③溶液变浑浊的时间相同
C.其他条件不变时,探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验③和⑤
D.该同学在实验中采用的研究方法是实验比较法
II.实验室用SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中来制备硫代硫酸钠。反应原理为:
2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2
本实验对Na2S纯度要求较高,利用图1所示的装置可将工业级的Na2S提纯。已知Na2S常温下微溶于酒精,加热时溶解度迅速增大,杂质不溶于酒精。提纯过程为:将已称量好的工业级Na2S放入圆底烧瓶中,加入一定质量的酒精和少量水。按图1所示装配所需仪器,向冷凝管通入冷却水,同时水浴加热。待烧瓶中固体不再减少时,停止加热。将烧瓶取下,立即趁热过滤,再冷却结晶,过滤。将所得固体洗涤、干燥,得到Na2S·9H2O晶体。
(1)在提纯过程中“趁热过滤”操作的目的是 ;
(2)用图2所示装置制取Na2S2O3,其中盛放Na2SO3固体的玻璃仪器名称是 ,NaOH溶液的作用是 。
(3)保险粉样品中Na2S2O3·5H2O的纯度(质量分数)可通过氧化还原滴定法测定,相关反应方程式为
2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6。
准确称取Wg样品于锥形瓶中,用适量蒸馏水溶解,并滴加淀粉溶液作指示剂。用0.1000mol•L¯1碘的标准溶液进行滴定。
请回答:
①到达滴定终点的标志 ;
②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 (设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M)。
③若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使样品中Na2S2O3·5H2O的纯度的测量结果 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
用下图装置可以进行测定SO2转化成SO3的转化率的实验。已知SO3的熔点是16.8℃,沸点是445.8℃。已知发生装置中所涉及反应的化学方程式为:
Na2SO3(s) + H2SO4(98%)==Na2SO4 + H2O + SO2↑
(1)根据实验需要,应该在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接合适的装置。请从下图A~E装置中选择最适合装置并将其序号填入下面的空格中。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接的装置分别是_______________
(2)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验中在加热催化剂与滴加浓硫酸的顺序中,应采取的操作是。
(3)将SO2通入含1.5mol氯酸的溶液中,可生成一种强酸和一种氧化物,若有1.5×6.02×1023个电子转移时,该反应的化学方程式。
(4)用amolNa2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,测得装置Ⅲ增重了bg,则实验中SO2的转化率为%(用含a、b的代数式填写)
(5)若去掉尾端球形干燥管则会导致测量结果(偏低或偏高)。
下图为从反面看到的某套实验装置示意图,无法看到实验说明,加热装置已经省略。
甲同学认为此套装置用于合成物质X,E处冰水冷却的U型管中有固体X(X溶于水得到中学化学常见强酸)出现;乙同学认为此套装置用于合成物质Y,E处冰水冷却的U型管中才有红棕色气体Y生成,并且越接近U型管底部颜色越浅。对于A处,甲认为有加热装置,乙认为没有。
(1)事实上此装置所附实验说明符合甲同学的推断,那么X的化学式是,C装置中盛放的液体药品是。其作用是_______________________________。
(2)若要用上述装置完成乙同学所认为的实验,C处所起作用与合成X时所起作用相似,那么C处的广口瓶应改为,所装药品为。
(3)写出乙同学认为的D装置中发生反应的化学方程式。为什么此时U型管中的红棕色气体越接近管底颜色越浅?__________________________________。
芳香族有机物A(C11H12O2)可用作果味香精。用含碳、氢、氧三种元素的有机物B和C为原料可合成A。请按所给信息及相关要求填空:
(1)有机物B的蒸气密度是同温同压下氢气密度的23倍,分子中碳、氢原子个数比为1:3。有机物B的分子式为。
(2)有机物C的分子式为C7H8O,C能与钠反应,不与碱反应,也不能使溴的四氯化碳溶液褪色。C的名称为。
(3)已知两个醛分子间能发生如下反应(﹣R、﹣R′表示氢原子或烃基):
用B和C为原料按如下路线合成A:
①上述合成过程中涉及的反应类型有:(填写序号)
a.取代反应 b. 加成反应 c. 消去反应 d. 氧化反应 e. 还原反应
② F的结构简式为:。
③G和B反应生成A的化学方程式:。
(4)F的同分异构体有多种,写出既能发生银镜反应又能发生水解反应,且苯环上只有一个取代基的所有同分异构体的结构简式。
A、B、C、D、E、F、X七种物质之间可按下列框图发生反应(部分产物可能被省略)。其中,A、D、E、X是四种常见的非金属单质,常温下A、X为气体,D、E为固体。A的水溶液具有漂白性,A、D的水溶液均能使淀粉KI试纸变蓝色,B的焰色反应为黄色。请回答下列问题:
(1)写出A、F的化学式:A:、F:。
(2)写出B的电子式:,EO2的晶体类型为。
(3)写出E与NaOH溶液反应的离子方程式。
(4)E单质可作高能燃料。已知ag固体E燃烧放出bkJ的热量,请写出表示E燃烧热的热化学方程式(△H用含a、b的式子表示)。
(1)某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质:S、H2S、HNO3、NO、H2O。该反应中还原产物是;若反应过程中转移了0.3mol电子,则氧化产物的质量是g。
(2)镁/H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质(加入一定量的稀硫酸),电池总反应为:Mg+H2O2+H2SO4= MgSO4 +2H2O。该电池工作时,正极发生的电极反应式为:。此时,正极周围海水的pH:(填:增大、减小或不变)
(3)观察如下反应,总结规律,然后完成下列问题:
①Al(OH)3+H2O Al(OH)4-+ H+②NH3+H2O
NH4+ + OH-
(A)已知B(OH)3是一元弱酸,试写出其电离方程式。
(B)已知N2H4是二元弱碱,试写出其第二步电离方程式。