9.實驗室用下列裝置模擬工業(yè)過程制取硫代硫酸鈉如圖1(夾持儀器和加熱儀器均省略),其反應原理為:4SO2+2Na2S+Na2CO3=CO2+3Na2S2O3

(1)儀器組裝完成后,關閉兩端旋塞,向裝置中的長頸漏斗內注入一定量的液體,其目的是檢驗裝置的氣密性.裝置D的作用是防止倒吸.裝置E中為NaOH溶液.
(2)裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率,其中的液體最好選擇c.
a.蒸餾水   b.飽和Na2SO3溶液   c.飽和NaHSO3溶液   d.飽和NaHCO3溶液
(3)打開分液漏斗活塞,注入濃硫酸,片刻后加熱裝置C,反應后可得Na2S2O3溶液.
該溶液中主要含有Na2CO3、Na2SO3兩種雜質,其有關物質的溶解度曲線如圖2所示.
①C裝置生成Na2SO3的化學方程式為Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2
②根據(jù)溶解度曲線,請補充從C裝置的混合溶液中制得 Na2S2O3的操作步驟:蒸發(fā)濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌、干燥.
(4)為測定產(chǎn)品的純度,稱取2.0g該產(chǎn)品于錐形瓶中加水溶解;另取一定體積0.1mol/L酸性K2Cr2O7溶液,向其中加入過量的KI晶體(Cr2O72-被還原成Cr3+),并滴加幾滴淀粉溶液(溶液體積變化忽略不計),立即用該溶液滴定上述所配Na2S2O3溶液(發(fā)生反應為I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),滴定終點的現(xiàn)象為溶液由藍色恰好變成無色,且半分鐘不恢復,滴定終點時消耗20.00mL.計算該產(chǎn)品的純度94.8%.

分析 根據(jù)裝置圖可知,A中的亞硫酸鈉中加入濃硫酸生成二氧化硫,裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率,為提高產(chǎn)品純度,應使燒瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反應,燒瓶C中發(fā)生反應生成Na2S2O3(aq),反應終止后,燒瓶C中的溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶即可析出Na2S2O3晶體,D裝置中進氣管短,目的是防止倒吸,E中盛放NaOH溶液進行尾氣處理,防止含硫化合物排放在環(huán)境中,
(1)由于本裝置中有氣體參加,所以實驗前要檢驗裝置的氣密性;D中左側為短導管,為安全瓶,防止倒吸;裝置E起到吸收尾氣中SO2、H2S的作用;
(2)二氧化硫能溶于水生成亞硫酸,為防止二氧化硫溶解,應該用亞硫酸氫鈉溶液洗氣;
(3)①二氧化硫與碳酸鈉反應可生成亞硫酸鈉;
②Na2S2O3中主要含有Na2CO3、Na2SO3兩種雜質,根據(jù)溶解度曲線,Na2CO3、Na2SO3溶解度受溫度影響較小,而Na2S2O3受溫度影響較大,據(jù)此答題;
(4)酸性K2Cr2O7溶液中加入過量的KI晶體(Cr2O72-被還原成Cr3+),并滴加幾滴淀粉溶液,此時溶液呈藍色,用Na2S2O3溶液滴定,當達到滴定終點時,溶液藍色會褪去,K2Cr2O7的物質的量為0.1mol/L×0.02L=0.002mol,根據(jù)反應Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O可知,I2的物質的量為0.006mol,根據(jù)反應I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,可知Na2S2O3的物質的量為0.012mol,據(jù)此計算該產(chǎn)品的純度;

解答 解:(1)儀器組裝完成后,關閉兩端活塞,向裝置B中的長頸漏斗內注入液體至形成一段液柱,若液柱高度保持不變,則氣密性良好,所以向裝置中的長頸漏斗內注入一定量的液體,其目的是檢驗裝置的氣密性;D中左側為短導管,為安全瓶,防止倒吸;裝置E起到吸收尾氣中SO2、H2S的作用,可選用NaOH溶液,
故答案為:檢驗裝置的氣密性;防止倒吸;NaOH;
(2)二氧化硫能溶于水生成亞硫酸,二氧化硫和亞硫酸鈉、碳酸氫鈉反應,為防止二氧化硫溶解,應該用亞硫酸氫鈉溶液洗氣,故選c;
(3)①二氧化硫與碳酸鈉反應可生成亞硫酸鈉,反應的方程式為Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2,
故答案為:Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2;
②Na2S2O3中主要含有Na2CO3、Na2SO3兩種雜質,根據(jù)溶解度曲線,Na2CO3、Na2SO3溶解度受溫度影響較小,而Na2S2O3受溫度影響較大,所以從混合溶液中制得Na2S2O3的操作步驟為蒸發(fā)濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌、干燥,
故答案為:蒸發(fā)濃縮、降溫結晶;
(4)酸性K2Cr2O7溶液中加入過量的KI晶體(Cr2O72-被還原成Cr3+),并滴加幾滴淀粉溶液,此時溶液呈藍色,用Na2S2O3溶液滴定,當達到滴定終點時,溶液藍色會褪去,所以滴定終點的現(xiàn)象是溶液由藍色恰好變成無色,且半分鐘不恢復,K2Cr2O7的物質的量為0.1mol/L×0.02L=0.002mol,根據(jù)反應Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O可知,I2的物質的量為0.006mol,根據(jù)反應I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,可知Na2S2O3的物質的量為0.012mol,所以2.0g產(chǎn)品含有Na2S2O3的質量為0.012mol×158g/mol=0.1896g,所以產(chǎn)品的純度為$\frac{0.1896g}{2g}$×100%=94.8%,
故答案為:溶液由藍色恰好變成無色,且半分鐘不恢復;94.8%.

點評 本題考查了實驗基本操作、氧化還原反應的計算等,題目難度中等,為高頻考點,側重于學生的分析能力和計算能力的考查,注意守恒思想在氧化還原反應計算中應用.

練習冊系列答案
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19.用NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列說法正確的是(  )
A.0.2 mol H2O2完全分解轉移的電子數(shù)為0.4 NA
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C.在常溫常壓下,2.24 L SO2與O2混合氣體中所含氧原子數(shù)為0.2 NA
D.在標準狀況下,2.8 g N2和2.8 g CO所含電子數(shù)均為1.4 NA

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4.以下物質間的轉化不能通過一步反應就能實現(xiàn)的是( 。
A.Fe(OH)3→Fe2O3→FeB.NH3→NO→NO2→HNO3C.S→SO3→H2SO4D.Cl2→HClO→NaClO

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14.鉻(Cr)有許多種化合物,在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途.
(1)實驗室中可模擬工業(yè)冶煉鉻的流程,利用鉻鐵礦(FeO•Cr2O3)制取鉻單質.首先將鉻鐵礦與氫氧化鈉固體混合后,在空氣中焙燒;再經(jīng)過一系列操作,除去Fe 元素,使Cr 元素轉化生成Cr2O3,再用鋁熱法制取鉻單質.
①焙燒時應將鉻鐵礦放在鐵坩堝(填儀器名稱)中.
②除雜過程中,需要對沉淀進行洗滌,洗滌沉淀的操作方法是將蒸餾水沿玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸沒沉淀,待水流盡后,再重復操作2~3 次.
③用鋁粉和Cr2O3 做鋁熱反應實驗時,還需要的試劑有鎂條和KClO3(填化學式).
(2)鉻的化合物有毒,排放前要經(jīng)過處理,通常有兩種方法:
方法一:還原法.某含Cr2O72-的酸性廢水可用硫酸亞鐵銨[FeSO4•(NH42SO4•6H2O]處理,反應后鐵元素和鉻元素完全轉化為沉淀,該沉淀經(jīng)干燥后得到復合氧化物[xFeO•FeyCr(2-y)O3](x、y 均可以是分數(shù)).如果Cr2O72-和FeSO4•(NH42SO4•6H2O 按物質的量之比為1:8 的關系反應,則復合氧化物中Cr的化合價為+3;復合氧化物的化學式為0.5FeO•Fe1.5Cr0.5O3
方法二:電解法.將含Cr2O72-的酸性廢水放入電解槽內,加入一定量氯化鈉,用鐵作電極提供Fe2+,Cr2O72-將Fe2+氧化生成Fe3+,本身被還原生成Cr3+,最后Cr3+和Fe3+ 以Cr(OH)3 和Fe(OH)3 的形式除去.
鐵作電解槽的陽極,陰極的反應式為2H++2e-=H2
Cr2O72-氧化Fe2+的離子方程式為Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3+++6Fe3++7H2O.
(3)CrO3 是一種常見的鉻的氧化物,其熱穩(wěn)定性較差,加熱時逐步分解.取100g CrO3 加熱,剩余固體的質量隨溫度的變化如圖所示.A 點時剩余固體的成分是CrO2

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

1.我國的能源主要來源于燃煤,煤燃燒產(chǎn)生的煙氣直接排放會引起嚴重的環(huán)境問題.將煙氣通過石灰漿液的脫硫裝置可以除去85%-90%的SO2,且最終會生產(chǎn)出幾乎不含雜質的二氧化碳,減少碳排放.其裝置如圖所示.
(1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣直接排放到空氣中,引發(fā)的主要環(huán)境問題有BC(填字母)
A.光化學煙霧      B.酸雨      C.粉塵污染     D.水體富營養(yǎng)化
(2)石灰石漿液在進入脫硫裝置前,需通入一段時間的二氧化碳,其目的是增大溶液中Ca2+的濃度,提高脫硫效率;脫硫時控制漿液的pH,此時漿液中含有的亞硫酸氫鈣被足量氧氣快速氧化成硫酸鈣的化學方程式為Ca(HSO32+O2=CaSO4+H2SO4
(3)下列措施中,有利于降低大氣中CO2濃度的是BC(填字母).
A.增加化石燃料的使用     B.植樹造林,增大植被面積
C.采用節(jié)能技術           D.大力發(fā)展火力發(fā)電
(4)將上述回收的CO2轉化成有機物可有效實現(xiàn)碳循環(huán).等物質的量的CO2和CH4在催化劑和加熱的條件下恰好發(fā)生化合反應生成一種常見有機物,寫出該反應的化學方程式CO2+CH4$\frac{\underline{催化劑}}{△}$CH3COOH.上述反應的優(yōu)點是原子利用率高,無副產(chǎn)物產(chǎn)生.
(5)已知某煙氣中SO2的濃度為3.2×10-2g/L.若將處理1m3該煙氣得到的CaSO4加入燃料反應器中與甲烷充分反應,消耗甲烷7g,則該煙氣中SO2的去除率為87.5%(假設脫硫得到的含硫化合物為CaSO4

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

18.醋酸亞鉻水合物{[Cr(CH3COO)2]2•2H2O,相對分子質量為376}是一種深紅色晶體,不溶于冷水,是常用的氧氣吸收劑,實驗室中以鋅粒,三氯化鉻溶液、醋酸鈉溶液和鹽酸為主要原料制備醋酸亞鉻水合物,其裝置如圖所示,且儀器2中預先加入鋅粒,已知二價鉻不穩(wěn)定,極易被氧氣氧化,不與鋅反應.制備過程中發(fā)生的相關反應如下:
Zn(s)+2HCl(aq)═ZnCl2(aq)+H2(g)
2CrCl3(aq)+Zn(s)═2CrCl2(aq)+ZnCl2(aq)
2Cr2+(aq)+4CH3COO-(aq)+2H2O(l)═[Cr(CH3COO)2]2•2H2O(s)
請回答下列問題:
(1)儀器1的名稱是分液漏斗.
(2)往儀器2中加鹽酸和三氯化鉻溶液的順序最好是C(選下面的A、B或C);目的是讓鋅粒與鹽酸先反應產(chǎn)生H2,把裝置2和3中的空氣趕出,避免生成的亞鉻離子被氧化.
 A.鹽酸和三氯化鉻溶液同時加入 B.先加三氯化鉻溶液一段時間后再加鹽酸 C.先加鹽酸一段時間后再加三氯化鉻溶液
(3)為使生成的CrCl2溶液與CH3COONa溶液順利混合,應關閉閥門B(填“A”或“B”,下同),打開閥門A.
(4)本實驗中鋅粒要過量,其原因除了讓產(chǎn)生的H2將CrCl2溶液壓入裝置3與CH3COONa溶液反應外,另一個作用是過量的鋅與CrCl3充分反應得到CrCl2
(5)已知其它反應物足量,實驗時取用的CrCl3溶液中含溶質9.51g,取用的醋酸鈉溶液為1.5L0.1mol/L;實驗后得干燥純凈的[Cr(CH3COO)2]2•2H2O 9.4g,則該實驗所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為83.3%(不考慮溶解的醋酸亞鉻水合物).
(6)鉻的離子會污染水,常溫下要除去上述實驗中多余的Cr2+,最好往廢液中通入足量的空氣或氧氣,再加入堿液,調節(jié)pH至少為5.6才能使鉻的離子沉淀完全(鉻的離子濃度應小于10-5mol/L).【已知Cr(OH)3的溶度積為6.3×10-31,$\root{3}{63}$≈4,lg2≈0.3】

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1.只用一種試劑就能將甲苯、己烯、四氯化碳、碘化鉀溶液區(qū)別開,該試劑可以是(  )
A.KMnO4溶液B.KBr溶液C.溴水D.AgNO3溶液

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同步練習冊答案