(16分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)商品名“海波”,俗名“大苏打”,分析化学上常用于滴定实验。某化学兴趣小组在实验室制备硫代硫酸钠晶体并探究其化学性质
已知:Na2SO3 + S = Na2S2O3
I.制备Na2S2O3
(1)如图,组装好仪器,检验完气密性(气密性良好),各装置试剂均装入后的下一步操作是______
(2)反应开始后,C中发生了多个化学反应。写出其中任意一个非氧化还原反应的方程式_____________
(3)装置c中反应结束后, 先关闭分液漏斗旋塞,在e处连 接盛NaOH溶液的注射器,再关闭K2打开K1,其目的是______。待c中溶液冷却后,倒入蒸发皿,通过加热蒸发、冷却结晶和干燥等操作获得Na2S2O3·5H2O晶体。
Ⅱ.探究Na2S2O3的部分化学性质
【提出假设】
假设一:Na2S2O3与Na2SO4结构相似,化学性质也应该相似,因此室温时Na2S2O3溶液pH=7。
假设二:从S元素的化合价推测Na2S2O3具有较强的还原性。
【验证假设】配制适量Na2S2O3溶液,进行如下实验(请填空)
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实验操作 |
实验现象 |
现象解释(用离子方程式表示) |
假设一 |
___________________ |
溶液pH=8 |
________________________ |
假设二 |
向溴水中滴入适量Na2S2O3溶液 |
溴水褪色 |
___________________________ |
【实验结论】__________________
Ⅲ:用Na2S2O3的溶液测定溶液中ClO2的物质的量浓度,可进行以下实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00 mL,稀释成100 mL试样。
步骤2:量取V1mL试样加入到锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,摇匀,在暗处静置30分钟。(已知:ClO2+I-+H+—I2+Cl-+H2O 未配平)
步骤3:以淀粉溶液作指示剂,用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
根据上述步骤计算出原ClO2溶液的物质的量浓度为 mol·L-1(用含字母的代数式表示)
某化学实验小组的同学为探究和比较SO2和氯水的漂白性,设计了如下的实验装置。
(1)实验室用装置A制备SO2。从物质类别看,SO2属于______(填“酸性”、“两性”或“碱性”)氧化物;
(2)实验室用装置E制备Cl2,写出该反应的离子方程式:_________________________。反应中的液体反应物在反应中所表现出的性质为:_______;
(3)反应开始一段时间后,观察到B、D两个试管中的品红溶液均褪色。停止通气后,再给B、D两个试管分别加热,两个试管中的现象分别为B:_____________________,D:_________________。
(4)另一个实验小组的同学认为SO2和氯水都有漂白性,二者混合后的漂白性肯定会更强,他们将制得的SO2和Cl2按1:1同时通入到品红溶液中,结果发现褪色效果并不像想象那样。请你分析该现象的原因(用化学方程式表示)____________________________。
(5)有人预测SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色,你认为该预测是否合理?(填“合理”或“不合理”),理由是。
在常温下,Fe与水并不起反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。请回答该实验中的问题。
(1)写出该反应的化学方程式,其中氧化剂是,还原剂是。8.4g铁粉参加反应,转移电子mol。
(2)玻璃管中石棉绒的作用是,实验开始时应先点燃,实验结束时应先熄灭。
(3)圆底烧瓶中盛装的水,该装置受热后的主要作用是;烧瓶里应事先放置,其作用是。
(4)该同学欲确定反应后硬质试管中固体物质的成分,设计了如下实验方案:
①待硬质试管冷却后,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B;
②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是,若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是。
(5)该同学按上述实验方案进行了实验,结果溶液未变红色,原因是(用离子方程式表示)。
(6)该同学马上另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反应。若按图所示的操作,可观察到生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出与上述现象相关的反应的化学方程式,。
(7)一段时间后,该同学发现(4)中未变红的溶液变成红色,说明Fe2+ 具有性。由此可知,实验室中含Fe2+的盐溶液现用现配制的原因是,并且配制含Fe2+的盐溶液时应加入少量。
Ⅰ.选择下列实验方法分离物质,将分离方法的序号填在横线上。
A.萃取分液 |
B.升华 |
C.结晶 |
D.分液 |
E.蒸馏
F.层析
G.过滤
(1)______分离饱和食盐水与沙子的混合物。
(2)______从硝酸钾和氯化钠的混合液中获得硝酸钾。
(3)______分离水和汽油的混合物。
(4)______分离CCl4(沸点为76.75℃)和甲苯(沸点为110.6℃)的混合物。
Ⅱ.海带含有丰富的碘,为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验:
请填写下列空白:
(1)步骤①所需仪器除酒精灯、三脚架、泥三角外,还需要。
(2)步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯,该步骤应选择的实验装置是。
(3)步骤④反应的离子方程式是。
(4)步骤⑤中,某学生选择用苯来提取碘的理由是________________________。
(5)请设计一个简单的实验方案,检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘:。
利用硫酸厂烧渣(含铁的氧化物和少量FeS及SiO2)制碱式硫酸铁的流程如下:
(1)SO2与过量NaOH溶液反应的离子方程式为。
(2)滤渣的主要成分为(填化学式)。
(3)反应1中加双氧水的目的是。
(4)碱式硫酸铁的化学式为Fex(OH)y(SO4)z·nH2O,为确定其组成进行如下实验:
①称取1.6920 g 样品溶于足量的稀盐酸中;
②加足量的BaCl2溶液,过滤、洗涤、干燥、称重,得固体质量为2.3300 g;
③向步骤②的滤液中加过量的NaOH溶液,过滤、洗涤、灼烧、称重,得固体质量为0.6400 g。
根据以上实验数据计算碱式硫酸铁样品中的n(OH-): n(SO42-)(写出计算过程)
(10分)镁铝合金在交通、航空、电子等行业有着广泛的应用。某化学兴趣小组试对镁铝合金废料进行回收利用,实验中可将铝转化为硫酸铝晶体,并对硫酸铝晶体进行热重分析。镁铝合金废料转化为硫酸铝晶体实验流程如下:
试回答下列问题:
(1)在镁铝合金中加入NaOH溶液,写出反应的化学反应方程式,固体B的化学式。
(2)操作Ⅱ包含的实验步骤有:蒸发浓缩、、、洗涤、干燥。
(3)操作Ⅱ中常用无水乙醇对晶体进行洗涤,选用无水乙醇的原因是。
(4)若初始时称取的镁铝合金废料的质量为9.00 g,得到固体A的质量为4.95 g,硫酸铝晶体的质量为49.95 g(假设每一步的转化率均为100%,合金废料中不含溶于碱的杂质)。计算得硫酸铝晶体的化学式为。
(5)取上述硫酸铝晶体进行热重分析,其热分解主要分为三个阶段:323K-523K,553K-687K,1043K以上不再失重,其热分解的TG曲线见下图,
已知:。
根据图示数据计算确定每步分解的产物,写出第一阶段分解产物的化学式,第三阶段反应化学方程式。