硫代硫酸鈉是一種常見的化工原料.將SO2通入按一定比例配成的Na2S和Na2CO3的混合溶液中,便可得到Na2S2O3并生成CO2,其制備反應方程式為:
 

(1)在配制混合溶液前先將蒸餾水加熱煮沸一段時間后待用,其目的是
 

(2)用該方法獲得的Na2S2O3?5H2O晶體中常混有一定量的雜質,某興趣小組欲對其中所含雜質成分進行探究(不考慮副反應和雜質所帶的結晶水).
【提出假設】
假設1:晶體中只含Na2CO3雜質
假設2:晶體中只含Na2S雜質
假設3:
 

【查閱資料】①SO2+2H2S═3S↓+2H2O
②Na2S2O3在中性、堿性溶液中較穩(wěn)定,而在酸性溶液中能迅速反應:Na2S2O3+H2SO4═S↓+SO2+Na2SO4+H2O
③CuSO4+H2S═CuS↓(黑色)+H2SO4
【判斷與思考】
某同學取少量制得的晶體溶于足量稀H2SO4,并將產(chǎn)生的氣體通入CuSO4溶液中,未見黑色沉淀,據(jù)此認為假設2不成立.你認為其結論是否合理?
 
(填“合理”或“不合理”)并說明理由:
 

【設計方案進行實驗】
基于晶體中含有Na2CO3雜質,完成下表實驗方案、現(xiàn)象及結論(儀器自選).限選實驗試劑:3mol?L-1 H2SO4、1mol?L-1 NaOH、酸性KMnO4溶液、飽和NaHCO3溶液、品紅溶液、澄清石灰水
實驗方案現(xiàn)象及結論
取適量晶體于燒瓶中,加入足量3mol?L-1H2SO4,塞上帶導氣管的橡皮塞,將產(chǎn)生的氣體導出并依次通過盛有
 
的洗氣瓶.
 

 

 

則晶體中含Na2CO3雜質.
【問題討論】
(3)已知:2Na2S2O3+I2═2NaI+Na2S4O6.為測定所制得晶體的純度,該小組以淀粉作指示劑,用0.010mol?L-1的碘水進行多次取樣滴定,測得Na2S2O3?5H2O的含量約為102%.若所用試劑及操作均無不當,產(chǎn)生該結果最可能的原因是
 
.(寫一個)
考點:探究物質的組成或測量物質的含量,性質實驗方案的設計
專題:實驗探究和數(shù)據(jù)處理題,實驗設計題
分析:將SO2通入按一定比例配成的Na2S和Na2CO3的混合溶液中,便可得到Na2S2O3并生成CO2,據(jù)此可知反應物為:SO2、Na2S和Na2CO3,生成物為:Na2S2O3和CO2,配平方程式即可;
(1)將蒸餾水加熱煮沸一段時間后可以趕走其中溶解的氧氣,防止對實驗產(chǎn)生干擾;
(2)根據(jù)假設1和假設2來提出假設3;
[判斷與思考]
硫化氫和二氧化硫之間可以發(fā)生反應生成單質硫;碳酸鈉可以和硫酸反應生成二氧化碳,硫化鈉可以和硫酸反應生成硫化氫,硫化氫可以被高錳酸鉀氧化,二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁,據(jù)此檢驗固體成分;
(3)根據(jù)實驗原理,碘單質的消耗量和Na2S2O3?5H2O的含量是成正比例關系的,根據(jù)影響碘單質含量的因素來分析.
解答: 解:將SO2通入按一定比例配成的Na2S和Na2CO3的混合溶液中,便可得到Na2S2O3并生成CO2,據(jù)此可知反應物為:SO2、Na2S和Na2CO3,生成物為:Na2S2O3和CO2,配平方程式得:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2,故答案為;2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2;
(1)將蒸餾水加熱煮沸一段時間,可以趕走水中的溶解氧(或空氣),防止物質被氧氣氧化,故答案為:趕走水中的溶解氧(或空氣);
(2)根據(jù)假設1和假設2,得出假設3是:晶體中含Na2S和Na2CO3兩種雜質;
[判斷與思考]
如果是Na2S2O3與稀H2SO4反應生成的SO2和H2S發(fā)生反應,可能無H2S逸出,所以推斷不合理,碳酸鈉可以和硫酸反應生成二氧化碳,硫化鈉可以和硫酸反應生成硫化氫,硫化氫可以被高錳酸鉀氧化,二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁,如果固體中加入硫酸,產(chǎn)生的氣體不會使品紅退色,能使澄清石灰水變渾濁在,證明固體只有碳酸鈉,
故答案為:晶體中含Na2S和Na2CO3兩種雜質;
不合理; Na2S2O3與稀H2SO4反應生成的SO2和H2S發(fā)生反應,可能無H2S逸出;
實驗方案現(xiàn)象及結論
取適量晶體于燒瓶中,加入足量3mol?L-1H2SO4,塞上帶導氣管的橡皮塞,將產(chǎn)生的氣體導出并依次通過盛有 足量酸性KMnO4溶液、品紅溶液、澄清石灰水的洗氣瓶.
(高錳酸鉀溶液褪色)品紅溶液不褪色、
澄清石灰水變渾濁
則晶體中含Na2CO3雜質.
(3)測得Na2S2O3?5H2O的含量約為102%,即消耗的碘水質量偏高,可能是晶體中含有雜質(如Na2S等)在滴定時參與反應或晶體部分失去結晶水,故答案為:晶體中含有雜質(如Na2S等)在滴定時參與反應或晶體部分失去結晶水.
點評:本題是一道探究物質的組成和含量知識的綜合實驗題,考查學生分析和解決問題的能力,難度大,綜合性強.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

在1L 0.001mol/L的H2SO4溶液中加入0.01mol/L?1L BaCl2溶液,有沉淀生成.問:
(1)沉淀生成后溶液中的c(SO42-)是多少?(Ksp=1.08×10-10
(2)沉淀生成后溶液中的pH?

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列幾種試劑不能把等物質的量濃度的Na2CO3,NaHCO3鑒別開的是( 。
A、CaCl2溶液
B、澄清石灰水
C、稀鹽酸
D、pH試紙

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科目:高中化學 來源: 題型:

Ⅰ.(1)某興趣小組甲設計了以下裝置和方法測定空氣中SO2含量.你認為可行的操作是
 
(填序號)
序號ABC
裝置
原理通入V升空氣,測定生成沉淀的質量當KMnO4溶液剛好褪色時,測定通入空氣的體積V通入V升空氣,測定U型管增加的質量
(2)興趣小組乙取336mL(標準狀況)某由SO2和N2組成的混合氣體Y,將其通入足量溴水中,然后加入足量BaCl2溶液,經(jīng)適當操作后得干燥固體2.33g.由此推知氣體Y中SO2的體積分數(shù)為
 

Ⅱ某化學興趣小組丙為探究Fe3+是否能氧化SO2,設計了如圖實驗裝置.

(1)如圖連接好裝置.實驗前應進行
 
操作
(2)觀察到裝置C中產(chǎn)生了白色沉淀,同學們提出了以下猜想(每個猜想只考慮一種物質的氧化性).
猜想1:
 
;
猜想2:SO2被Fe3+氧化了;
猜想3:SO2被NO3-氧化了
(3)甲同學認為猜想1正確,并利用上述裝置A進行了排除干擾的探究實驗.
(4)乙同學認為猜想2正確,則裝置C中反應的離子方程式是
 

(5)丙同學認為猜想3正確,他利用甲同學的實驗裝置,設計實驗驗證猜想.請在答題卡上寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結論.限選實驗試劑:NaNO3溶液、KSCN溶液、FeCl3溶液、BaCl2溶液、Fe(NO33溶液
實驗步驟預期現(xiàn)象和結論

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科目:高中化學 來源: 題型:

Ⅰ.實驗室可利用下列步驟通過“化學放大”來測定極稀的碘化物溶液中I-的濃度:
①在中性或弱酸性溶液中,用溴將試樣中的I-完全氧化,生成溴化物和碘酸鹽,再煮沸以除去過量的Br2;
②將所得溶液冷卻至室溫,加入足量的KI溶液和稀硫酸,充分反應后加入CCl4足量(假設作用完全),再用儀器A將油層分出;
③油層用肼(H2N-NH2)的水溶液將CCl4中的I2還原為I-,N2H4+2I2=4I-+N2+4H+并進入水溶液中;
④水溶液按①法處理;
⑤將④所得溶液冷卻后加入適量KI溶液并用H2SO4酸化;
⑥將⑤所得到溶液取一定量用Na2S2O3標準溶液進行滴定,得出本步驟后溶液中I-的濃度,以此求出原稀溶液中I-濃度,滴定時的反應為:2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI.試回答:
(1)儀器A的名稱
 

(2)經(jīng)過上述放大后,溶液中I-濃度放大為原溶液中I-濃度的倍(設前后溶液體積相等)
(3)寫出離子方程式:
步驟①
 

步驟⑤
 

Ag+濃度為0.100mol?L-1的溶液5mL,加入等物質的量的某堿金屬鹽,充分反應后生成鹵化物沉淀,經(jīng)過濾、洗滌后在200W燈泡下烘干,得到1.297×10-2g固體.
Ⅱ.(4)如果鹵化物沉淀為AgX,則其物質的量為
 
mol,根據(jù)數(shù)據(jù)分析上述沉淀是否為AgX沉淀:
 
(填“是”或“不是”);若為AgX沉淀,則它的化學式為
 
(若不為AgX沉淀,則此空不填).
(5)如果鹵化物沉淀為堿金屬鹵化物,其摩爾質量為
 
(計算結果保留整數(shù)),根據(jù)分析,它的化學式為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

如圖甲是元素周期表的一部分.表中所列的字母分別代表某一種化學元素.

(1)T3+的核外電子排布式是:
 
.X價電子的電子排布式
 

(2)Q、R、M的第一電離能由大到小的順序是
 
 (用元素符號表示).Q、R最高價氧化物對應水化物酸性大小順序
 
(用化學式表示)
(3)下列有關上述元素的說法中,正確的是:
 
(填序號)
①G單質的熔點高于J單質,是因為G單質的金屬鍵較強
②J比X活潑,所以J可以在溶液中置換出X
③將J2M2溶于水,要破壞離子鍵和共價鍵
④RE3沸點高于QE4,主要是因為前者相對分子質量較大
⑤一個Q2E4分子中含有五個σ鍵和一個π鍵
(4)G與R單質直接化合生成一種離子化合物G3R.該晶體具有類似石墨的層狀結構(如圖乙)每層中,G原子構成平面六邊形,每個六邊形的中心有一個R原子.層與層之間還夾雜一定數(shù)量的原子.請問這些夾雜的原子應該是
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

R和Q為短周期中的兩種元素,R元素原子的最外層電子數(shù)和次外層電子數(shù)之差的絕對值等于電子層數(shù);Q元素的原子比R元素的原子多2個核外電子,則下列敘述中肯定錯誤的是(  )
A、原子半徑:R>Q
B、R和Q可形成離子化合物
C、R和Q可形成非極性分子RQ2
D、R和Q可形成共價化合物RQ3

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科目:高中化學 來源: 題型:

某化學研究小組的同學為比較Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果,分別設計了如圖甲、乙所示的實驗.請回答相關問題:

(1)定性分析:根據(jù)甲中觀察到的
 
現(xiàn)象,可定性比較得出結論.有同學提出用FeCl3不妥,改為Fe2(SO43更為合理,其理由是
 

(2)定量分析:如圖乙所示,圖中儀器A的名稱為
 
,檢查該裝置氣密性的方法是
 
.若實驗中均得到標況下VmL氣體,要計算速率還需要測量的數(shù)據(jù)是
 

(3)取0.5g MnO2粉末加入12.50mL H2O2溶液中,放出氣體(標況下)的體積和時間的關系如圖丙所示.則從反應開始到2min末,v(H2O2)=
 
,此時H2O2的分解率為
 
.(設溶液體積不變且最后雙氧水完全分解)

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科目:高中化學 來源: 題型:

氨的工業(yè)合成工藝的成熟推動了人類文明的進步,不少科技工作者為了尋找廉價的氨的制備方法,進行了前赴后繼的探索性工作.請回答下列各題:
用氫氣和氮氣合成氨是一個可逆反應,化學方程式如下:N2+3H2
高溫、高壓
催化劑
2NH3.已知,在常溫下,1g H2完全轉化為NH3,放出的熱量為15.4kJ.
(1)請寫出該反應的熱化學方程式
 

(2)如果一個反應的△H-T△S<0,則該反應能夠自發(fā)進行.已知該反應的△S=-198.2J?K-1?mol-1.請判斷上述氨氣的合成在溫度298K時
 
(能、否)自發(fā)發(fā)進行.

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