Question

4．過硫酸鈉（ Na₂S₂O₈）是一種重要化工原料．某研究小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)對過硫酸鈉的制取和性質(zhì)進(jìn)行探究：
[查閱資料]①（NH₄）₂S₂O₈+2NaOH $\frac{\underline{\;55℃\;}}{\;}$Na₂S₂O₈+2NH₃↑+2H₂O
②2NH₃+3Na₂S₂O₈十6NaOH $\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$6Na₂SO₄+6H₂O十N₂
[制備產(chǎn)品]
I采用如圖裝置制取Na₂S₂O₈．

（1）裝置Ⅱ的作用是吸收NH₃．
（2）裝置I中盛NaOH溶液的儀器名稱是分液漏斗 裝置I還需補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)儀器或裝置有a、b、c（填下列序號(hào)）．
a．溫度計(jì)      b．酒精燈      c．盛熱水浴的水槽     d．洗氣瓶
（3）裝置I發(fā)生反應(yīng)的同時(shí)需要持續(xù)通入N₂的目的是使三頸燒瓶內(nèi)產(chǎn)生的NH₃及時(shí)排除，減少副反應(yīng)②的發(fā)生
Ⅱ．采用電解法制取Na₂S₂O₈
（4）用惰性電極如鉑電解KHSO₄溶液，陰極上產(chǎn)生無色無味的氣體，陽極上HSO₄^-被氧化生成過硫酸根．其化學(xué)方程式為2KHSO₄$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$K₂S₂O₈+H₂↑．
[探究與反思]
（5）Na₂S₂O₈溶液與銅只生成兩種鹽，其化學(xué)方程式為K₂S₂O₈+Cu=K₂SO₄+CuSO₄．觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)先慢后快，對此甲、乙兩同學(xué)提出以下兩種假設(shè)：
甲：可能是該反應(yīng)放熱，使溶液溫度逐漸升高，因此先慢后快．
乙：可能是該反應(yīng)生成的Cu²⁺對該反應(yīng)起催化作用．
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】該小組為驗(yàn)證乙的假設(shè)，分別取3.2gCu置于大試管中，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．可選用的試劑有：5mol/LNa₂S₂O₈溶液、0.1mol/L CuSO₄溶液、0.1mol/L Cu（NO₃）₂溶液、
蒸餾水．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	操作	現(xiàn)象及結(jié)論
a	加入2mL蒸餾水，再加入10mL 5mol/L Na2S2O8溶液，振蕩	紅色固體逐漸溶解，先慢后快．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，用（NH₄）₂S₂O₈和氫氧化鈉反應(yīng)生成Na₂S₂O₈，由于NH₃能與Na₂S₂O₈反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)中要用氮?dú)獍焉�成的氨氣及明排出容器，生成的氨氣可以用硫酸吸收，氨氣極易溶于水，所以要用防倒吸裝置，
（1）根據(jù)上面的分析可知，裝置Ⅱ是吸收氨氣尾氣的；
（2）根據(jù)裝置圖可知儀器名稱；根據(jù)題意該反應(yīng)是在55℃條件下進(jìn)行，所以要用水浴加熱；
（3）NH₃能與Na₂S₂O₈反應(yīng)，所以要及時(shí)排出；
（4）用惰性電極如鉑電解KHSO₄溶液，陽極上HSO₄^-被氧化生成過硫酸根，根據(jù)電荷守恒和元素守恒書寫電解反應(yīng)式；
（5）Na₂S₂O₈溶液與銅只生成兩種鹽，根據(jù)電子得失守恒和元素守恒可知，這兩種物質(zhì)應(yīng)為硫酸鉀和硫酸銅，據(jù)此書寫化學(xué)方程式；根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素推斷甲反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

解答 解：（1）根據(jù)上面的分析可知，裝置Ⅱ是吸收氨氣尾氣的，
故答案為：吸收NH₃；
（2）根據(jù)裝置圖可知裝置I中盛NaOH溶液的儀器名稱是分液漏斗，根據(jù)題意該反應(yīng)是在55℃條件下進(jìn)行，所以要用水浴加熱，要用到溫度計(jì)、酒精燈、盛熱水浴的水槽，故選abc，
故答案為：分液漏斗；abc；
（3）NH₃能與Na₂S₂O₈反應(yīng)，所以要及時(shí)排出，所以需要持續(xù)通入N₂的目的是使三頸燒瓶內(nèi)產(chǎn)生的NH₃及時(shí)排除，減少副反應(yīng)②的發(fā)生，
故答案為：使三頸燒瓶內(nèi)產(chǎn)生的NH₃及時(shí)排除，減少副反應(yīng)②的發(fā)生；
（4）用惰性電極如鉑電解KHSO₄溶液，陽極上HSO₄^-被氧化生成過硫酸根，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式為2KHSO₄$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ K₂S₂O₈+H₂↑，
故答案為：2KHSO₄$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ K₂S₂O₈+H₂↑；
（5）Na₂S₂O₈溶液與銅只生成兩種鹽，根據(jù)電子得失守恒和元素守恒可知，這兩種物質(zhì)應(yīng)為硫酸鉀和硫酸銅，化學(xué)方程式為K₂S₂O₈+Cu=K₂SO₄+CuSO₄，根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素推斷甲反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：K₂S₂O₈+Cu=K₂SO₄+CuSO₄；放熱．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的操作，明確制取的原理以及氯氣的性質(zhì)等是解題關(guān)鍵，題目綜合性強(qiáng)，難度較大．