【題目】Na2S2O3俗稱大蘇打(海波)是重要的化工原料。用Na2SO3和硫粉在水溶液中加熱反應,可以制得Na2S2O3。已知10℃和70℃時,Na2S2O3在100g水中的溶解度分別為60.0g和212g。常溫下,從溶液中析出的晶體是Na2S2O3·5H2O。
現(xiàn)實驗室欲制取Na2S2O3·5H2O晶體(Na2S2O3·5H2O的相對分子質量為248)
步驟如下:
①稱取12.6g Na2SO3于燒杯中,溶于80.0mL水。
②另取4.0g硫粉,用少許乙醇潤濕后,加到上述溶液中。
③(如圖所示,部分裝置略去),水浴加熱,微沸,反應約1小時后過濾。
④濾液在經(jīng)過______________、_____________后析出Na2S2O3·5H2O晶體。
⑤進行減壓過濾并干燥。
(1)儀器B的名稱是________,其作用是____________________,加入的硫粉用乙醇潤濕的目的是____________________________。
(2)步驟④應采取的操作是_________________、________________。
(3)濾液中除Na2S2O3和可能未反應完全的Na2SO3外,最可能存在的無機雜質是___________。如果濾液中該雜質的含量不很低,其檢測的方法是:______________________________。
(4)為了測產品的純度,稱取7.40g 產品,配制成250mL溶液,用移液管移取25.00mL于錐形瓶中,滴加淀粉溶液作指示劑,再用濃度為0.0500mol/L 的碘水,用__________(填“酸式”或“堿式”)滴定管來滴定(2S2O32- + I2 = S4O62- + 2I-),滴定結果如下:
滴定次數(shù) | 滴定前讀數(shù)(mL) | 滴定后讀數(shù)(mL) |
第一次 | 0.30 | 30.52 |
第二次 | 0.36 | 31.06 |
第三次 | 1.10 | 31.28 |
則所得產品的純度為______________________________,你認為影響純度的主要原因是(不考慮操作引起誤差)_________________________________。
【答案】蒸發(fā)濃縮 冷卻結晶 球形冷凝管 冷凝回流 增加反應物接觸面積,提高反應速率 蒸發(fā)濃縮 冷卻結晶 Na2SO4 取少量濾液于試管中,加稀鹽酸至溶液呈酸性,靜置,取上層清液(或過濾除去S后的濾液)于另一支試管中,向該試管中滴加BaCl2溶液,若出現(xiàn)渾濁,證明原濾液中含Na2SO4 酸式 101.2% 含有的Na2SO3也會和I2發(fā)生反應,從而影響純度
【解析】
本題以Na2S2O3·5H2O晶體的制備及其樣品純度的測定為背景,考查考生對化學實驗儀器的認識和解決實際問題的能力。硫粉不溶于水,制備過程硫粉與水溶液中的Na2SO3不能充分的接觸,影響反應速率,用乙醇濕潤硫粉的目的就要從這些方面分析。溫度越高Na2S2O3溶解度越大,所以冷卻其較高溫度下的飽和溶液,可得到Na2S2O3·5H2O晶體。SO32-有較強的還原性,加熱條件下更易被溶解在溶液中的O2氧化,分析濾液中的雜質要考慮這一點。用已知濃度的碘水滴定Na2S2O3溶液來測定樣品純度,而I2也能夠氧化SO32-,這是實驗原理不完善帶來的系統(tǒng)誤差。由此分析。
(1)根據(jù)裝置圖可知,儀器B為球形冷凝管,使水蒸氣冷凝回流,防止反應液中水分大量流失而析出晶體。硫粉難溶于水而微溶于乙醇,用乙醇濕潤可使硫粉易于分散到溶液中,增大硫與Na2SO3的接解面積,加快反應速率。
(2)由100C和700C下的Na2S2O3的溶解度數(shù)據(jù)可知,溫度越高Na2S2O3溶解度越大,可以先蒸發(fā)濃縮得到較高溫度下的Na2S2O3的飽和溶液,然后冷卻結晶,即可制備Na2S2O3·5H2O晶體。所以步驟④應采取的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶。
(3)SO32-具有較強的還原性,加熱過程中溶解在溶液中的O2氧化了部分SO32-生成SO42-,所以濾液中很可能存在Na2SO4。檢驗Na2SO4的存在,只需檢驗SO42-離子,但要排除SO32-和S2O32-的干擾,先用鹽酸酸化:Na2SO3+2HCl=SO2↑+H2O+2NaCl,Na2S2O3+2HCl=S↓+SO2↑+H2O+2NaCl,再加入BaCl2溶液:Ba2++SO42-=BaSO4↓,產生不溶于鹽酸的白色沉淀即證明濾液中含Na2SO4雜質。所以檢驗方法是:取少許濾液于試管中,加稀鹽酸至溶液呈酸性,靜置,取上層清液(或過濾除去S后的濾液)于另一支試管中,向該試管中加入BaCl2溶液,若出現(xiàn)渾濁則證明原濾液中含Na2SO4。
(4) I2能與橡膠發(fā)生加成反應而腐蝕橡膠,不能用堿式滴定管,只能用酸式滴定管盛裝碘水進行滴定。由表中數(shù)據(jù)可知三次實驗消耗碘水體積分別為30.22mL、30.70mL、30.18mL,顯然第二次實驗誤差太大舍去,平均消耗碘水體積為=30.20mL。設所配樣品溶液的濃度為c(Na2S2O3),
列比例式: ,解得c(Na2S2O3)=0.1208mol/L
7.40g樣品中Na2S2O3·5H2O的物質的量=n(Na2S2O3)=0.25L×0.1208mol/L=0.0302mol,樣品的純度=×100%=101.2%。因為SO32-有較強的還原性,也能被I2氧化,所以滴定中消耗的碘水體積偏大,使計算得到的純度值偏大。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知:烴的衍生物A的摩爾質量為32 g·molˉ1,且能與金屬鈉反應。E的分子式為C3H6O2。有關物質的轉化關系如下:
請回答:
(1)D中含有的官能團名稱是____________,反應⑤的反應類型為_________。
(2)寫出烴的衍生物A與金屬鈉反應的化學方程式__________________________。
(3)寫出反應②的化學方程式____________。寫出反應③的化學方程式______________。
(4)寫出有機物E與NaOH溶液反應的化學方程式_______________________。
(5)下列說法正確的是________。
A.有機物C的水溶液常用于標本的防腐
B.有機物B、D都能與金屬鈉發(fā)生反應
C.有機物E中混有D,可用飽和碳酸鈉溶液進行分離
D.有機物M為高分子化合物
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上把Cl2通入冷NaOH溶液中制得漂白液(主要成分NaClO)。一化學小組在室溫下將氯氣緩緩通入NaOH溶液,模擬實驗得到ClO-、ClO3-等離子的物質的量(mol)與反應時間t(min)的關系曲線。下列說法不正確的是
A. 工業(yè)制取漂白液的化學反應方程式為Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
B. a點時溶液中各離子濃度:c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO3-)=c(ClO-)>c(OH-)>c(H+)
C. t2~t4,ClO-離子的物質的量下降的原因可能是3ClO-= 2Cl-+ClO3-
D. 使用漂白液時,為了增強漂白效果,可以向漂白液中加入濃鹽酸
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】室溫下,將一元酸HA溶液和KOH溶液等體積混合,實驗數(shù)據(jù)如下表:
實驗編號 | 起始濃度/(mol·L-1) | 反應后溶 液的pH | |
[HA] | [KOH] | ||
① | 0.1 | 0.1 | 9 |
② | x | 0.2 | 7 |
下列判斷不正確的是( )
A. 實驗①反應后的溶液中:[K+]>[A-]>[OH-]>[H+]
B. 實驗①反應后的溶液中:[OH-]=[K+]-[A-]=mol·L-1
C. 實驗②反應后的溶液中:[A-]+[HA]>0.1 mol·L-1
D. 實驗②反應后的溶液中:[K+]=[A-]>[OH-]=[H+]
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】以電石渣[主要成分為Ca(OH)2和CaCO3]為原料制備KClO3的流程如下:
(1)氯化過程控制電石渣過量、在75 ℃左右進行。氯化時存在Cl2與Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反應,Ca(ClO)2進一步轉化為Ca(ClO3)2。
①電石與H2O反應的化學方程式為___________________。生成Ca(ClO)2的化學方程式為___________________。
②提高Cl2轉化為Ca(ClO3)2的轉化率的可行措施有________(填序號)。
A.適當加快通入Cl2速率
B.充分攪拌漿料
C.加水使Ca(OH)2完全溶解
(2)氯化過程中Cl2轉化為Ca(ClO3)2的總反應方程式為:6Ca(OH)2+6Cl2===Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O,氯化完成后過濾。
75 ℃時 Ca(ClO)2進一步轉化為Ca(ClO3)2的反應方程式為__________________。
濾渣的主要成分為________(填化學式)。
(3)向濾液中加入稍過量KCl固體可將Ca(ClO3)2轉化為KClO3的原因是________。
若溶液中KClO3的含量為100 g·L-1,從該溶液中盡可能多地析出KClO3固體的方法是_______________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某燒堿樣品含少量不與酸作用的雜質,為了測定其純度,進行以下滴定操作:
A.在250 mL的容量瓶中定容配成250 mL燒堿溶液
B.用移液管移取25 mL燒堿溶液于錐形瓶中并滴幾滴甲基橙指示劑
C.在天平上準確稱取燒堿樣品W g,在燒杯中用蒸餾水溶解
D.將物質的量濃度為c的標準硫酸溶液裝入酸式滴定管,調節(jié)液面,記下開始讀數(shù)為V1
E.在錐形瓶下墊一張白紙,滴定至終點,記下讀數(shù)V2
回答下列各問題:
(1)正確操作步驟的順序是________ →________ →________ →D→________(均用字母填寫)。
(2)滴定管的讀數(shù)應注意_________________________________。
(3)E中在錐形瓶下墊一張白紙的作用是____________________。
(4)D步驟中液面應調節(jié)到____________________,尖嘴部分應__________________。
(5)滴定終點時錐形瓶內溶液的pH約為________,終點時顏色變化是_____________________________________________________。
(6)若酸式滴定管不用標準硫酸潤洗,在其他操作均正確的前提下,會對測定結果(指燒堿的純度)有何影響?________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。
(7)該燒堿樣品純度的計算式為___________________________。
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