Question

硫代硫酸鈉俗稱大蘇打、海波，是重要的工業(yè)原料．文獻記錄，硫代硫酸鋪（Na₂S₂O₃）溶液呈弱堿性，酸性環(huán)境中不穩(wěn)定，發(fā)生S₂O₃^2-+2H⁺=SO₂↑+S↓+H₂O
【實驗】：（1）某化學(xué)興趣小組利用Na₂S₂O₃探究外界因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響．實驗方案如下，設(shè)置了A、B、C三組實驗．

		體積
	反應(yīng)溫度/℃	0.1mol?L-1Na2S2O3	0.1mol?L-1H2SO4	H2O
A	10	10	10	0
B	10	9	10	V1
C	50	8	10	V2

①其中最先變渾濁的是

 

．（填序號）
②若A與B探究濃度對反應(yīng)速率的影響，則上述表中V₁=

 

mL，理由是

 

．
（2）下列是某研究性小組對Na₂S₂O₃的化學(xué)性質(zhì)進一步探究．向Na₂S₂O₃溶液中滴加少量新制氯水，氯水顏色很快褪去．
查閱文獻知：
Ⅰ．Na₂S₂O₃有還原性，可以被Cl₂等強氧化劑氧化；
Ⅱ．少量Ag⁺可以與S₂O^2-₃成白色沉淀，但充分振蕩后會溶解；
Ⅲ．硫代硫酸鋇易溶于水．
①甲同學(xué)向反應(yīng)后的溶液中滴加少量硝酸銀溶液，充分振蕩后觀察到有白色沉淀產(chǎn)生，并據(jù)此認(rèn)為氯水可將Na₂S₂O₃氧化．
你認(rèn)為該方案是否合理，并說明理由

 

．
②請寫出發(fā)生氧化還原反應(yīng)使氯水褪色的離子反應(yīng)方程式

 

．
③若你認(rèn)為不合理，請你重新設(shè)計一個合理的實驗方案，證明Na₂S₂O₃和Cl₂發(fā)生了氧化還原反應(yīng)．（若認(rèn)為合理，本題可以不做）

實驗步驟	預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論

【問題與討論】
（3）乙同學(xué)提出，若氯水可以氧化S₂O^2-₃，那么硝酸也可以氧化S₂O^2-₃．并推測若加入硝酸后溶液中不會出現(xiàn)沉淀，并在試管口可以看到紅棕色氣體生成．該同學(xué)向3%的硫代硫酸鈉溶液中逐滴加入5%稀硝酸，發(fā)現(xiàn)立即有渾濁，并沒有出現(xiàn)紅棕色氣體，直至加入較多的稀硝酸后才發(fā)現(xiàn)有紅棕色氣體生成．請你解釋產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計,化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素

專題：

分析：（1）①表中給出的數(shù)據(jù)為濃度和溫度的影響，一般來說，濃度越大，溫度越高，反應(yīng)速率越大，以此解答該題；
②根據(jù)控制變量法在研究反應(yīng)速率的影響因素中的作用來回答；
（2）①根據(jù)氯氣能和堿性物質(zhì)反應(yīng)的性質(zhì)來回答；
②向Na₂S₂O₃溶液中滴加少量新制氯水，氯氣能將硫代硫酸根離子氧化，據(jù)此回答；
③根據(jù)硫酸根的檢驗的特征離子反應(yīng)：可以和鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀來回答；
（3）在酸性條件下，硝酸就表現(xiàn)氧化性，將硫代硫酸鈉氧化為硫酸根離子，自身被還原為NO，接著被氧化為紅棕色的二氧化氮，據(jù)此回答．

解答： 解：（1）①對于該反應(yīng)來說濃度越大，溫度越高，反應(yīng)速率越大，表中C溫度較高，則應(yīng)大于A、B的反應(yīng)速率即C反應(yīng)速率較大，最先變渾濁，故選C；
②根據(jù)控制變量法在研究反應(yīng)速率的影響因素中的作用，知道：若A與B探究濃度對反應(yīng)速率的影響，則上述表中V₁=1mL，保證混合液的體積一樣的，理由是：混合液的體積一樣，僅改變硫代硫酸鈉的濃度，保持其他物質(zhì)的濃度不變，
故答案為：1；混合液的體積一樣，僅改變硫代硫酸鈉的濃度，保持其他物質(zhì)的濃度不變；
（2）①Na₂S₂O₃溶液顯示堿性，加入少量的氯水可能會發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+2OH^-=H₂O+Cl^-+ClO^-，同樣產(chǎn)生Cl^-，滴加少量硝酸銀溶液，充分振蕩后觀察到有白色沉淀產(chǎn)生，
故答案為：不合理，Na₂S₂O₃溶液顯示堿性，加入少量的氯水可能會發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+2OH^-=H₂O+Cl^-+ClO^-同樣產(chǎn)生Cl^-；
②向Na₂S₂O₃溶液中滴加少量新制氯水，發(fā)生的反應(yīng)為：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄2^-+8Cl^-+10H⁺，故答案為：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄2^-+8Cl^-+10H⁺；
③硫酸根檢驗時要排除碳酸根離子和亞硫酸根離子的干擾，所以加入用鹽酸酸化的氯化鋇溶液，如果有白色沉淀產(chǎn)生，則證明含有硫酸根離子，反之則沒有，
故答案為：取少量反應(yīng)后的溶液．向其中滴入鹽酸酸化的氯化鋇溶液；若觀察到有白色沉淀產(chǎn)生，則說明Na₂S₂O₃能被氯水氧化；
（3）硝酸的氧化性在堿性環(huán)境下不會表現(xiàn)出來，向3%的硫代硫酸鈉溶液中逐滴加入5%稀硝酸，堿性逐漸減弱，硫代硫酸鈉會自身分解，出現(xiàn)渾濁，隨著硝酸的加入，在酸性條件下，硝酸就表現(xiàn)氧化性，將硫代硫酸鈉氧化為硫酸根離子，自身被還原為NO，接著被氧化為紅棕色的二氧化氮，有紅棕色氣體生成，
故答案為：硝酸的氧化性在堿性環(huán)境下不會表現(xiàn)出來，向3%的硫代硫酸鈉溶液中逐滴加入5%稀硝酸，堿性逐漸減弱，硫代硫酸鈉會自身分解，一旦達到了酸性條件，硝酸就表現(xiàn)氧化性，將硫代硫酸鈉氧化為硫酸根離子，自身被還原為NO，接著被氧化為紅棕色的二氧化氮，有紅棕色氣體生成．

點評：本題是一道性質(zhì)實驗方案的設(shè)計題，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，難度大．