【題目】硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)又稱海波,呈無色透明狀,易溶于水,不溶于乙醇,常用作棉織物漂白后的脫氯劑、定量分析中的還原劑。
Ⅰ. Na2S2O3·5H2O的制備
Na2S2O3·5H2O的制備方法有多種,其中亞硫酸鈉法是工業(yè)和實驗室中的主要方法:Na2SO3 + S + 5H2O Na2S2O3·5H2O
制備過程如下:
①稱取12.6g Na2SO3于100mL燒杯中,加50 mL去離子水?dāng)嚢枞芙狻?/span>
②另取4.0 g硫粉于200mL燒杯中,加6 mL乙醇充分?jǐn)嚢杈鶆驅(qū)⑵錆櫇,再加入Na2SO3溶液,隔石棉小火加熱煮沸,不斷攪拌至硫粉幾乎全部反應(yīng)。
③停止加熱,待溶液稍冷卻后加2 g活性炭,加熱煮沸2分鐘(脫色)。
④趁熱過濾,得濾液至蒸發(fā)皿中, ______________、____________________。
⑤過濾、洗滌,用濾紙吸干后,稱重,計算產(chǎn)率。
(1)加入的硫粉用乙醇潤濕的目的是____________________________。
(2)步驟④趁熱過濾的原因_____________________,空格處應(yīng)采取的操作是_________________、____________________。
(3)步驟⑤洗滌過程中,為防止有部分產(chǎn)品損失,應(yīng)選用的試劑為___________。
(4)濾液中除Na2S2O3和未反應(yīng)完全的Na2SO3外,最可能存在的無機(jī)雜質(zhì)是________________,生成該雜質(zhì)的原因可能是____________________________。
Ⅱ.產(chǎn)品純度的測定
準(zhǔn)確稱取1.00 g產(chǎn)品(硫代硫酸鈉晶體的摩爾質(zhì)量為248 g/mol),用適量蒸餾水溶解,以淀粉作指示劑,用0.1000 mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點,消耗21.00 mL。反應(yīng)的離子方程式為:2S2O32-+I2=S4O62-+2I-。
(5)計算所得產(chǎn)品的純度為___________(保留三位有效數(shù)字),該數(shù)據(jù)的合理解釋可能是__________(不考慮實驗操作引起的誤差)。
Ⅲ.產(chǎn)品的應(yīng)用
(6)Na2S2O3常用于脫氯劑,在溶液中易被Cl2氧化為SO42-,該反應(yīng)的離子方程式為 ____________________________________。
【答案】增大亞硫酸鈉與硫粉的接觸面積,加快反應(yīng)速度 防止溫度降低,產(chǎn)品析出而損失 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 乙醇 Na2SO4 Na2SO3被空氣中的O2氧化 104% 產(chǎn)品中有未反應(yīng)的Na2SO3也會與I2發(fā)生反應(yīng),且相同質(zhì)量的Na2SO3消耗I2更多;在反應(yīng)過程中I2揮發(fā)損失 S2O32-+ 4Cl2 + 5H2O == 2SO42- + 8Cl- + 10H+
【解析】
(1)乙醇易溶于水,硫粉用乙醇潤濕,有利于硫粉與亞硫酸鈉溶液充分接觸;
(2)步驟④趁熱過濾的原因是防止溫度降低時,產(chǎn)品析出而損失,得到的溶液需要移至蒸發(fā)皿中,然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶即可;
(3)由于硫代硫酸鈉晶體易溶于水,不溶于乙醇,因此洗滌過程中,為防止有部分損失,應(yīng)選用的試劑為乙醇;
(4)由于Na2SO3易被空氣中的氧氣氧化轉(zhuǎn)化為硫酸鈉;
(5)根據(jù)題中所給數(shù)據(jù)進(jìn)行計算,由于產(chǎn)品中有未反應(yīng)的Na2SO3也會與I2發(fā)生反應(yīng),且相同質(zhì)量的Na2SO3消耗I2更多,在反應(yīng)過程中I2揮發(fā)損失;
(6)Na2S2O3在溶液中易被Cl2氧化為SO42-,根據(jù)守恒寫出離子方程式。
(1)由于硫不溶于水,微溶于酒精,乙醇易溶于水,因此加入的硫粉用乙醇潤濕的目的是增大硫粉與亞硫酸鈉溶液的接觸面積,加快反應(yīng)速率;
故答案為:增大亞硫酸鈉與硫粉的接觸面積,加快反應(yīng)速度;
(2)步驟④趁熱過濾的原因是防止溫度降低時,產(chǎn)品析出而損失,得到的溶液需要移至蒸發(fā)皿中,然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶即可,故答案為:防止溫度降低,產(chǎn)品析出而損失;蒸發(fā)濃縮;冷卻結(jié)晶。
(3)由于硫代硫酸鈉晶體易溶于水,不溶于乙醇,因此洗滌過程中,為防止有部分損失,應(yīng)選用的試劑為乙醇,故答案為:乙醇。
(4)由于Na2SO3易被空氣中的氧氣氧化轉(zhuǎn)化為硫酸鈉,則最可能存在的無機(jī)雜質(zhì)是Na2SO4,故答案為:Na2SO4;Na2SO3被空氣中的O2氧化。
(5)用0.1000 mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點,消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積21.00mL,所得產(chǎn)品的純度為0.1000mol/L×0.021L×2×248g/mol÷1g×100%=104%,由于產(chǎn)品中有未反應(yīng)的Na2SO3也會與I2發(fā)生反應(yīng),且相同質(zhì)量的Na2SO3消耗I2更多,在反應(yīng)過程中I2揮發(fā)損失,所以會出現(xiàn)這種結(jié)果,故答案為:104%;產(chǎn)品中有未反應(yīng)的Na2SO3也會與I2發(fā)生反應(yīng),且相同質(zhì)量的Na2SO3消耗I2更多;在反應(yīng)過程中I2揮發(fā)損失。
(6)Na2S2O3常用于脫氯劑,在溶液中易被Cl2氧化為SO42-,該反應(yīng)的離子方程式為:
S2O32-+4Cl2+5H2O =2SO42-+8Cl-+10H+,故答案為:S2O32-+4Cl2+5H2O =2SO42-+8Cl-+10H+。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】據(jù)報道,磷酸二氫鉀(KH2PO4)大晶體已應(yīng)用于我國研制的巨型激光器“神光二號”中。利用氟磷灰石(化學(xué)式為Ca5P3FO12)制備磷酸二氫鉀的工藝流程如下圖所示(部分流程步驟已省略):
已知萃取的主要反應(yīng)原理:KCl+H3PO4KH2PO4+HCl;其中,反應(yīng)產(chǎn)生的HCl易溶于有機(jī)萃取劑。
請回答下列問題:
(1)流程中將氟磷灰石粉碎的目的是__________________________________。
(2)不能使用二氧化硅陶瓷材質(zhì)的沸騰槽的主要原因是___________________(用化學(xué)方程式表示)。
(3)副產(chǎn)品N的化學(xué)式是____________;在得到KH2PO4晶體的一系列操作Ⅲ,其主要包括______________________________、過濾、洗滌、干燥等。
(4)若用1000kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50.4%的氟磷灰石(化學(xué)式為Ca5P3FO12)來制取磷酸二氫鉀晶體,其產(chǎn)率為80%,則理論上可生產(chǎn)KH2PO4的質(zhì)量為_______kg。
(5)電解法制備KH2PO4的裝置如圖所示.該電解裝置中,a 區(qū)屬于_______區(qū)(填“陽極”或“陰極”),陰極區(qū)的電極反應(yīng)式是______________________________________。
(6)工業(yè)上還可以用氟磷灰石與焦炭、石英砂混合,在電爐中加熱到1500℃生成白磷,同時逸出SiF4和CO,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】研究金屬橋墩腐蝕及防護(hù)是跨海建橋的重要課題。下列判斷中正確的是
A. 用裝置①模擬研究時未見a上有氣泡產(chǎn)生,說明鐵棒沒有被腐蝕
B. ②中橋墩與外加電源正極連接能確保橋墩不被腐蝕
C. ③中采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法保護(hù)橋墩
D. ①②③中海水均是實現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的電解質(zhì)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列為制取溴苯實驗的有關(guān)現(xiàn)象的敘述和解釋,其中正確的是( )
A.實驗室制取的溴苯的實驗后液體呈褐色,由于產(chǎn)物溴苯是褐色的
B.溴苯比水輕,因此溴苯浮在水面上
C.實驗室制取溴苯時,導(dǎo)管口出現(xiàn)白霧,是由于HBr遇水蒸氣而形成的
D.溴苯和苯的混合物可以用水萃取分離
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某氯化鐵樣品含有FeCl2雜質(zhì),F(xiàn)要測定其中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),實驗按以下步驟進(jìn)行:
(1)操作I所用到的玻璃儀器除燒杯、量筒、100mL的容量瓶外,還必須有_________(填儀器名稱)。容量瓶使用前必須進(jìn)行的操作是_________(填序號)
A.干燥 B.驗漏 C.潤濕
(2)寫出加入氯水發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_______________________________________。該反應(yīng)若不用氯水,可用下列試劑中的______________代替(填序號)。
A.H2O2 B.碘水 C.NaClO
(3)檢驗沉淀已經(jīng)洗滌干凈的操作及現(xiàn)象是__________________________。
(4)坩堝質(zhì)量為W1g,加熱后坩堝與紅棕色固體總質(zhì)量為W2g,則樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是____________________(列出原始算式,不需化簡)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定條件下,將3 molA氣體和1mol B氣體通入一容積固定為2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)xC(g),請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/span>
(1)反應(yīng)1min時測得剩余1.8molA,C的濃度為0.4mol/L,則1min內(nèi),B的平均反應(yīng)速率為_____________;x為_______________。
(2)若反應(yīng)經(jīng)2min達(dá)到平衡,平衡時C的濃度_______0.8mol/L(填“大于,小于或等于”)。
(3)若已知達(dá)平衡時,該容器內(nèi)混合氣體總壓強(qiáng)為P,混合氣體起始壓強(qiáng)為P0。請用P0、P來表示達(dá)平衡時反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率α(A)為_______________%。
(4)能夠說明該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是_____________。
A.容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變B.υ(A)=3υ(B)
C.A、B的濃度之比為3:1 D.單位時間內(nèi)消耗3n molA的同時生成n molB
E.體系的溫度不再變化
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】根據(jù)化學(xué)能和熱能、電能相關(guān)的知識,請回答下列問題:
I.已知31 g白磷(P4)變?yōu)?/span>31 g紅磷(P)時釋放能量。上述變化屬于_____變化;穩(wěn)定性白磷_____紅磷(填“>”或“<”);
II.氫氣是一種清潔能源,在我國航天工程中也有應(yīng)用。
(1)已知:2H2+O22H2O。該反應(yīng)1g氫氣完全燃燒放出熱量121kJ,其中斷裂1molH—H鍵吸收436kJ,斷裂1molO=O鍵吸收496kJ,那么形成1molH—O鍵放出熱量_______________。
(2)航天技術(shù)上使用的氫-氧燃料電池原理可以簡單看作下圖“氫-氧燃料電池的裝置圖” 則:
①a極為電池的______(填“正極”或“負(fù)極”);溶液中OH-移向_______電極(填“a”或“b”)。
②b電極附近pH_______。(填增大、減小或不變)。
③如把H2改為甲烷,則電極反應(yīng)式為:負(fù)極_________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在恒溫(500K)、體積為2.0L 的密閉容器中通入1.0 mol N2和1 mol H2發(fā)生合成氨反應(yīng),20 min 后達(dá)到平衡,測得反應(yīng)放出的熱量為 18.4 kJ,混合氣體的總物質(zhì)的量為 1.6 mol。
(1)從開始反應(yīng)至達(dá)到平衡時,用NH3表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率V(NH3)=__________。
(2)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_____________________________________________。
(3)若拆開1 mol H—H鍵和1 mol NN 鍵需要的能量分別是436 kJ和946 kJ,則拆開1 mol N—H鍵需要的能量是__________kJ。
(4)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是____________(填序號)。
①單位時間內(nèi)消耗1mol N2 的同時消耗了3mol H2 ;
②單位時間內(nèi)斷裂1mol N≡N 的同時斷裂了6mol N–H;
③V正(N2)=V逆(NH3);
④NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再隨時間而變化
⑤容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不再隨時間而變化的狀態(tài) ;
⑥容器內(nèi)氣體的密度不再隨時間而變化的狀態(tài);
⑦c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2 ;
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