硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得:Na2SO3+S ="=" Na2S2O3 。常温下溶液中析出晶体为Na2S2O3·5H2O。Na2S2O3·5H2O于40~45℃熔化,48℃分解;Na2S2O3易溶于水,不溶于乙醇。在水中有关物质的溶解度曲线如下左图所示。
Ⅰ.现按如下方法制备Na2S2O3·5H2O:
将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例一并放入三颈烧瓶中,注入150mL蒸馏水使其溶解,在分液漏斗中,注入浓盐酸,在装置2中加入亚硫酸钠固体,并按上右图安装好装置。
(1)仪器2的名称为 ,装置6中可放入 。
A.BaCl2溶液 | B.浓H2SO4 | C.酸性KMnO4溶液 | D.NaOH溶液 |
(2)打开分液漏斗活塞,注入浓盐酸使反应产生的二氧化硫气体较均匀的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中,并用磁力搅拌器搅动并加热,反应原理为:① Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 ②Na2S+SO2+H2O=Na2SO3+H2S
③ 2H2S+SO2=3S↓+2H2O ④ Na2SO3+S Na2S2O3
随着SO2气体的通入,看到溶液中有大量浅黄色固体析出,继续通SO2气体,反应约半小时。当溶液中pH接近或不小于7时,即可停止通气和加热。溶pH要控制不小于7的理由是: (用文字和相关离子方程式表示)。
Ⅱ.分离Na2S2O3·5H2O并测定含量:
(3)为减少产品的损失,操作①为 ,操作②是过滤洗涤干燥,其中洗涤操作是用 (填试剂)作洗涤剂。
(4)蒸发浓缩滤液直至溶液呈微黄色浑浊为止,蒸发时为什么要控制温度不宜过高 。
(5)制得的粗晶体中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中Na2S2O3·5H2O的含量,一般采用在酸性条件下用KMnO4标准液滴定的方法(假定粗产品中杂质与酸性KMnO4溶液不反应)。
称取1.28 g的粗样品溶于水,用0.40mol/L KMnO4溶液(加入适量硫酸酸化)滴定,当溶液中S2O32—全部被氧化时,消耗KMnO4溶液体积20.00 mL。(5S2O32—+8MnO4—+14H+ =8Mn2++10SO42—+7H2O)
试回答:
①KMnO4溶液置于 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
②滴定终点时的颜色变化: 。
③产品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为 。
工业尾气中氮氧化物通常采用氨催化吸收法,其原理是NH3与NOx在催化剂作用下反应生成无毒的物质。某校活动小组同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。
I.探究制取NH3的方法
(1)在上述装置中,H能快速、简便制取NH3,装置中需要添加的反应试剂为。
(2)为探究更好的实验效果,活动小组同学采用上述C装置来制取氨气,在控制实验条件相同的情况下,获得下表中实验数据。
试剂组合序号 |
固体试剂 |
NH3体积(mL) |
|
a |
6.0 g Ca(OH)2(过量) |
5.4 g NH4Cl |
1344 |
b |
5.4g (NH4)2SO4 |
1364 |
|
c |
6.0 g NaOH(过量) |
5.4 g NH4Cl |
1568 |
d |
5.4g (NH4)2SO4 |
1559 |
|
e |
6.0 g CaO(过量) |
5.4 g NH4Cl |
1753 |
f |
5.4 g (NH4)2SO4 |
1792 |
分析表中数据,你认为哪种方案制取氨气的效果最好(填序号),从该方案选择的原料分析制气效果好的可能原因是。
II.模拟尾气处理
活动小组同学选用上述部分装置,按下列顺序连接成模拟尾气处理装置进行实验。
(1)请从上述装置中选择你认为合理的进行补充(所选装置不能重复)。
(2)A中反应的离子方程式为 。
(3)D装置的作用有:使气体混合均匀、调节气流速度、。
(4)D装置中的液体还可换成(填序号)。
a.H2O b.CCl4 c.浓H2SO4 d.CuSO4溶液
(5)该小组同学所设计的模拟尾气处理装置中还存在一处明显的缺陷是。
草酸是一种重要的化工原料,广泛用于药物生产、高分子合成等工业,草酸晶体受热到100℃时失去结晶水,成为无水草酸。某学习小组的同学拟以甘蔗渣为原料用水解—氧化—水解循环进行制取草酸。
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某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱,设计了如下实验:
(1)①连接仪器:把玻璃导管插入橡胶塞的操作是:,然后对准橡胶塞上得空稍稍用力转动,将其插入。
②检查气体发生装置A的气密性的操作是:,向分液漏斗中注水,若水不能顺利流下,则气密性良好。
(2)整套实验装置存在一处明显不足,请指出。
用改正后的装置进行实验。实验过程如下:
(3)因忙于观察和记录,没有及时停止反应,D、E中均发生了新的变化:
D装置中:红色慢慢褪去。
E装置中:CC14层先由无色变为橙色,后颜色逐渐变成红色。
为探究上述实验现象的本质,小组同学查得资料如下:
①请用平衡移动原理(结合化学用语)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因,请设计简单实验证明上述解释:。
②欲探究E中颜色变化的原因,设计实验如下:
用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液,结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因。
化学是一门以实验为基础的科学。
(1)下列叙述中正确的是______(填序号)。
A.分液漏斗、滴定管和容量瓶使用前必须检查是否漏水 |
B.将碘水倒入分液漏斗,再加适量乙醇,充分振荡、静置,可从碘水中萃取碘 |
C.洁净的铁钉在食盐水中浸泡一段时间,铁钉上有气泡,说明铁发生了析氢腐蚀 |
D.铁丝在氯气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体 |
E.酸碱中和滴定实验中,锥形瓶用蒸馏水洗净后直接使用,而滴定管用蒸馏水洗净后,必须润洗后使用
(2)用铜片与稀硝酸反应制取NO气体,如图装置中适合的是______(填序号);装置B中的试剂最好是______,该装置的作用是______________________。
欲测定含少量氯化钠的小苏打固态样品中NaHCO3的质量分数可采用以下四种方法。
方法四:不使用化学试剂,使用实验室常用仪器。
按要求回答下列问题:
(1)方法一是将HCO3-离子转化为沉淀并称重,则试剂A为______________(填化学式)溶液;操作2包括_______________________。
(2)方法二操作1中要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒,还需要___________________;操作2的名称是__________;该样品中NaHCO3的质量分数为_________(用含m、a的表达式表示)。
(3)根据方法三中所用的实验装置,除了称量试样质量外,还需测定的实验数据是_______________;仔细分析该实验装置,由此测得的数据计算出的实验结果有可能偏高也有可能偏低,偏高的原因可能是______________________________;偏低的原因可能是____________________________。
(4)方法四的实验原理是________________(用化学方程式表示)。