焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在食品加工中常用作防腐剂、漂白剂和疏松剂。焦亚硫酸钠为黄色结晶粉末,150℃时开始分解,在水溶液或含有结晶水时更易被空气氧化。实验室制备焦亚硫酸钠过程中依次包含以下几步反应:
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O……(a)
Na2SO3+ H2O + SO2 = 2NaHSO3 ……(b)
2NaHSO3 Na2S2O5 + H2O……(c)
实验装置如下:
(1)实验室可用废铝丝与NaOH溶液反应制取H2,制取H2的离子方程式为 。
(2)题图-1装置中,导管X的作用是 。
(3)通氢气一段时间后,以恒定速率通入SO2,开始的一段时间溶液温度迅速升高,随后温度缓慢变化,溶液开始逐渐变黄。“温度迅速升高”的原因为 ;
实验后期须保持温度在约80℃,可采用的加热方式为 。
(4)反应后的体系中有少量白色亚硫酸钠析出,参照题图-2溶解度曲线,除去其中亚硫酸钠固体的方法是 ;然后获得较纯的无水Na2S2O5应将溶液冷却到30℃左右抽滤,控制“30℃左右”的理由是 。
(5)用题图-3装置干燥Na2S2O5晶体时,通入H2的目的是 ;真空干燥的优点是 。
(6)测定产品中焦亚硫酸钠的质量分数常用剩余碘量法。已知:S2O52-+2I2+3H2O=2SO42-+4I-+6H+;2S2O32-+I2 = S4O62-+2I-
请补充实验步骤(可提供的试剂有:焦亚硫酸钠样品、标准碘溶液、淀粉溶液、酚酞溶液、标准Na2S2O3溶液及蒸馏水)。
①精确称取产品0.2000g放入碘量瓶(带磨口塞的锥形瓶)中。
②准确移取一定体积和已知浓度的标准碘溶液(过量)并记录数据,在暗处放置5min,然后加入5mL冰醋酸及适量的蒸馏水。
③用标准Na2S2O3溶液滴定至接近终点。④ 。 ⑤ 。
⑥重复步骤①~⑤;根据相关记录数据计算出平均值。
(14分)实验室有一瓶碳酸钠试剂,含少量Na2SO4杂质.某学生设计如下实验来确定其纯度.
(1)有以下实验操作步骤,其正确的操作顺序是____________.
A.称取样品W1 g |
B.加盐酸酸化 |
C.用蒸馏水溶解 |
D.过滤 |
E.加入过量的氯化钡溶液
F.洗涤
G.干燥
H.称量沉淀质量为W2 g
(2)酸化时盐酸是否需过量,其原因是_____________。
(3)BaCl2溶液要过量的目的是__________________。
检验BaCl2已过量的方法是_________。
(4)洗涤的目的是______________,检验沉淀已洗干净的方法是__________。
(5)样品中Na2CO3的纯度为____________。
(10分)掌握仪器的名称,组装及使用方法是中学化学实验的基础,如图为两套实验装置。
(1)写出下列仪器的名称:
① ② ④ ;
(2)仪器①~④中,使用时必须检查是否漏水的是:(填序号) 。
(3)若利用装置I分离四氯化碳和酒精的混合物,还缺少的仪器有 ,将仪器补充完整后进行的实验操作的名称为 ;该实验操作过程中需要通入冷却水,通入的方向是 (g或f)口进水, (g或f)口出水。
(4)现需配制250 ml 0.2 mol/L NaCl溶液,装置II是某同学转移溶液的示意图,图中的错误是 。
某兴趣小组拟制备氯气并验证其一系列性质。
Ⅰ.【查阅资料】
①当溴水浓度较小时,溶液颜色与氯水相似也呈黄色。
②硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶液在工业上可作为脱氯剂。
Ⅱ.【性质验证】实验装置如图所示(省略夹持装置)
实验步骤:
(1)检查装置气密性,按图示加入试剂。仪器a的名称是 ;装置CⅡ处加的试剂可以是 (选填下列字母编号)。
A.碱石灰 B.硅胶 C.浓硫酸 D.无水氯化钙
(2)装置B的作用有 。
(3)写出装置F中相应的离子反应方程式: 。
Ⅲ.【探究与反思】
上图中设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性,有同学认为该设计不能达到实验目的。该组的同学思考后将上述D、E、F装置改为下图所示装置进行实验。实验操作步骤如下:
①打开弹簧夹,缓缓通入氯气
②当a和b中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
③当a中溶液由黄色变为棕色时,停止通氯气。
④ 。
(4)设计步骤③的实验目的是 。
(5)步骤④的操作是 。
某化学小组用下列装置制取收集纯净的氯气,并研究其性质。请回答下列问题。
(1)装置甲中仪器A的名称是________,丙中应装的溶液是 ,甲装置中发生反应的离子方程
式为 。制取收集纯净氯气的装置接口连接顺序是a→ …→g(补充完整) 。
(2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止,为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组同学提出下列实验方案:
I方案:与足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl质量。
Ⅱ方案:采用酸碱中和滴定法测定。
Ⅲ方案:与已知量CaCO3(过量)反应,称量剩余的CaCO3质量。
继而进行下列判断和实验:
①判定I方案不可行,理由是__________________;
②进行Ⅱ方案实验:准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。
a.量取试样20.00mL于锥形瓶中,若锥形瓶中存有少量水,对实验结果是否有影响? (填“是”或“无”)。用0.10 mol•L-1 NaOH标准溶液滴定,消耗NaOH标准溶液的体积如右图所示 ,其读数为 mL.
b.平行滴定后获得实验结果
③判断Ⅲ方案的实验结果_______(填“偏大”、“偏小”或“准确”)。[已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(MnCO3)=2.3×10-11
(3)某同学认为上述方案缺少尾气吸收装置,请在下面的方框中画出该装置并注明试剂。
某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)
(1)MgCO3的分解产物为 。
(2)装置C的作用是 ,处理尾气的方法为 。
(3)将研究小组分为两组,按上图装置进行对比实验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯给装置D加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物),两组分别用产物进行以下实验。
步骤 |
操作 |
甲组现象 |
乙组现象 |
1 |
取黑色粉末加入稀盐酸 |
溶解,无气泡 |
溶解,有气泡 |
2 |
取步骤1中溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液 |
蓝色沉淀 |
蓝色沉淀 |
3 |
取步骤1中溶液,滴加KSCN溶液 |
变红 |
无现象 |
4 |
向步骤3溶液中滴加新制氯水 |
红色褪去 |
先变红,后褪色 |
已知:3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- = Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色)
①乙组得到的黑色粉末是 ;
②甲组步骤1中反应的离子方程式为 ;
③乙组步骤4中,溶液变红的原因为 ,溶液褪色可能的原因及其验证方法为 ;
④从实验安全考虑,上图装置还可采取的改进措施是 ;