硫代硫酸钠(Na2S2O3)是最重要的硫代硫酸盐,俗称“海波”,又名“大苏打”。易溶于水,不溶于乙醇。在棉织物漂白、定量分析中有广泛应用。
某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想,通过实验探究Na2S2O3的化学性质。
【样品制备】实验室中常用亚硫酸钠和硫磺制备Na2S2O3·5H2O。写出反应的化学方程式 ;
反应液经脱色、过滤、浓缩结晶、过滤、洗涤、干燥即得产品。所得晶体用乙醇洗涤的目的是 ;
【提出问题】Na2S2O3是否与Na2SO4具备相似的下列性质呢?
猜想①: ;
猜想②:溶液呈中性,且不与酸反应;
猜想③:无还原性,不能被氧化剂氧化。
【性质探究】基于上述猜想②、③,设计实验方案。
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实验操作 |
实验现象或 预期实验现象 |
现象解释(用 离子方程式表示) |
| 猜想② |
,将试纸与标准比色卡对照 |
溶液pH=8 |
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| 向pH=2的硫酸中 滴加Na2S2O3溶液 |
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2S2O32- +2H+══ S↓+SO2↑+H2O |
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| 猜想③ |
向新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液 |
氯水颜色变浅 |
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【实验结论】
Na2S2O3能与酸反应,具有还原性,与Na2SO4的化学性质不相似。
【问题讨论】
(1)甲同学向探究“猜想③”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液,观察到有白色沉淀产生,并据此认为氯水可将Na2S2O3氧化。你认为该方案是否正确并说明理由: 。
(2)请重新设计一个实验方案,证明Na2S2O3具有还原性。你的实验方案是: 。
实验室以空气(O2体积分数20%)为原料,在无碳、无水的环境下,用下图A装置制备臭氧(3O2
2O3)。
(1)空气通入A装置之前,应先后通过上述装置中的、(填装置序号)。
(2)臭氧与碘化钾溶液反应为:2KI+O3+H2O=2KOH+I2+O2。将a处气体通入装置B,溶液中的现象为。
(3)为测定O2转化为O3的转化率,将装置B中的溶液全部转入另一容器中,加入CC14,经萃取、分液、蒸馏、冷却、称重,得I2固体0.254g。
①萃取操作所用玻璃仪器的名称。
②若实验时通入空气1.12L(标准状况),O2的转化率为。
③测定时需在A、B装置间连接装置D,原因是。
(4)工业上分离O3和O2,可将混合气体液化后再分离,下列分离方法合理的是(填序号)。
A.过滤 B.分馏 C.分液 D.萃取
(5)臭氧可用于含CN一碱性电镀废水的处理。第i步:CN一转化为OCN-;第ii步:OCN一继续转化为CO32一及两种单质气体。若第ii步转化时,O3与OCN-物质的质量之比为3∶2,该步反应的离子方程式为。
黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2,现有一种天然黄铜矿(含少量SiO2),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如下实验:
现称取研细的黄铜矿样品1.150g,在空气存在下进行煅烧,生成Cu、Fe3O4和SO2气体,实验后取d中溶液的
置于锥形瓶中,用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定,消耗标准溶液20.00mL。请回答下列问题:
(1)称量样品所用的仪器为_____(填“托盘天平”或“电子天平”),将样品研细后再反应,其目的是_______。
(2)装置a和c的作用分别是____和____(填标号)。
a.除去SO2气体
b.除去空气中的水蒸气
c.有利于气体混合
d.有利于观察空气流速
e.除去反应后多余的氧气
(3)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是___________。
(4)通过计算可知,该黄铜矿的纯度为________。
(5)若用右图装置替代上述实验装置d,同样可以达到实验目的的是____(填序号)。
(6)若将原装置d中的试液改为Ba(OH)2,测得的黄铜矿纯度误差为+1%,假设实验操作均正确,可能的原因主要有_____________________________________________。
为探究某铁碳合金与浓硫酸在加热条件下的反应的部分产物并测定铁碳合金中铁元素的质量分数,某化学活动小组设计了下图所示的实验装置,并完成以下实验探究。
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某校化学兴趣小组在学习了过氧化钠性质后,进一步研究其与SO2反应情况,查阅相关资料知:过氧化钠与CO2反应有气体生成,而将SO2通入过氧化钠粉末中也有气体生成。有同学认为:CO2、SO2虽然都是酸性氧化物,但SO2具有较强的还原性,CO2无还原性,反应原理应该不相同,并设计如下实验进行探究。
(1)[提出假设]向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO2,对反应后的固体产物成分及反应原理提出如下假设:
假设一:反应后固体中只有Na2SO3,证明SO2未被氧化;
假设二:反应后固体中只有Na2SO4,证明SO2完全被氧化;
假设三:反应后固体中_________________,证明。
(2)[定性研究]
为验证假设三是否成立,兴趣小组进行如下研究,请你完成下表中内容
| 实验步骤(不要求写出具体操作过程) |
预期的实验现象和结论 |
| 取反应后的固体放入试管中,…… |
(3)[定量研究]通过测量气体的体积判断发生的化学反应,实验装置如下:
①装置D的作用是。
②实验测得装置C中过氧化钠质量增加了m1g,装置D质量增加了m2g,装置E中收集到的气体为VL(已换算成标准状况下),用上述有关测量数据进行判断
| SO2被氧化的程度 |
V与m1或m2的关系 |
| 完全被氧化 |
V=0 |
| 部分被氧化 |
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| 未被氧化 |
氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。某研究小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)。
(1)实验室采用如下图所示的装置,可将粗铜与Cl2反应转化为固体1(加热仪器和夹持装置已略去)。
① 仪器A的名称是。
② 装置B中发生反应的离子方程式是。
③如果浓盐酸不能顺利滴下,可能的原因是
④装置Ⅳ中盛装的试剂是,其作用是。
(2)在CuCl2溶液转化为CuCl2·2H2O的操作过程中,发现溶液颜色由蓝色变为黄绿色。小组同学欲探究其原因。
已知:在氯化铜溶液中有如下转化关系:
Cu(H2O)42+(aq) +4Cl-(aq)
CuCl42- (aq) +4H2O(l)
蓝色黄色
①上述反应的化学平衡常数表达式是K=。
②现欲使溶液由黄色变成蓝色,请写出两种可采用的方法
a.b.。
(3)由CuCl2溶液得到CuCl2·2H2O的过程中要加入盐酸的目的是