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文檔簡介
專題40硫的含氧酸鹽目錄一、熱點(diǎn)題型歸納………………..1【題型一】硫代硫酸鈉(Na2S2O3)…………………1【題型二】連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)………………6【題型三】過硫酸鈉(Na2S2O8)……………..……10二、最新??碱}組練……………15【題型一】硫代硫酸鈉(Na2S2O3)【典例分析】1.某實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)硫化堿法制取硫代硫酸鈉(Na2S2O3)并探究其性質(zhì)。(1)制取硫代硫酸鈉的反應(yīng)裝置及所需試劑如圖:①裝置A
中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。打開分液漏斗的活塞時,發(fā)現(xiàn)液體不能順利滴下,可能的原因是__________________________________。②裝置B
中生成Na2S2O3的同時也生成CO2,反應(yīng)的離子方程式為______________________________。③裝置C
是為了檢驗(yàn)裝置B中SO2的吸收效率,則C中的試劑為________________,當(dāng)B中SO2的吸收效率低時,C
中的現(xiàn)象為________________________,除攪拌和使用多孔球泡外,再寫出一種提高B中SO2的吸收效率的方法:______________________________。(2)預(yù)測并探究硫代硫酸鈉的性質(zhì)(反應(yīng)均在溶液中進(jìn)行):預(yù)測實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象探究1Na2S2O3溶液呈堿性_________pH=8探究2Na2S2O3具有還原性向新制氯水中滴加Na2S2O3______①探究1中的實(shí)驗(yàn)操作為________________________。②探究2
中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_____________________,反應(yīng)的離子方程式為_____________?!敬鸢浮浚?)①Na2SO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+SO2↑沒有打開分液漏斗上的玻璃塞②2S2+CO32==3S2O32+CO2↑③品紅溶液(或溴水或KMnO4溶液)C中溶液顏色較快褪去控制SO2的流速(或適當(dāng)升高B中溶液溫度)(2)①取一片pH試紙?jiān)诓A?,用潔凈的玻璃棒蘸取待測液滴于試紙的中部,觀察變化穩(wěn)定后的顏色,與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比②氯水顏色變淺,甚至褪去S2O32+4Cl2+5H2O=2SO42+10H++8Cl【解析】本題主要考查對于實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)硫化堿法制取硫代硫酸鈉(Na2S2O3)并探究其性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的評價。(1)①裝置A
中發(fā)生強(qiáng)酸硫酸制取弱酸亞硫酸的反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+SO2↑。打開分液漏斗的活塞時,發(fā)現(xiàn)液體不能順利滴下,可能的原因是沒有打開分液漏斗上的玻璃塞,造成漏斗內(nèi)氣壓小于大氣壓。②裝置B
中生成Na2S2O3的同時也生成CO2,反應(yīng)的離子方程式為2S2+CO32==3S2O32+CO2↑。③裝置C
是為了檢驗(yàn)裝置B中SO2的吸收效率,則C中的試劑為品紅溶液(或溴水或KMnO4溶液),當(dāng)B中SO2的吸收效率低時,C
中的現(xiàn)象為C中溶液顏色較快褪去,除攪拌和使用多孔球泡外,另一種提高B中SO2的吸收效率的方法:控制SO2的流速(或適當(dāng)升高B中溶液溫度)。(2)①探究1中的實(shí)驗(yàn)操作為取一片pH試紙?jiān)诓A?,用潔凈的玻璃棒蘸取待測液滴于試紙的中部,觀察變化穩(wěn)定后的顏色,與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比。②探究2
中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為氯水顏色變淺,甚至褪去,反應(yīng)的離子方程式為S2O32+4Cl2+5H2O=2SO42+10H++8Cl?!咎岱置丶苛虼蛩徕c(Na2S2O3)硫代硫酸鈉是硫代硫酸(H2S2O3)的鈉鹽,硫代硫酸的結(jié)構(gòu)簡式可寫作HO—SSO—OH,可看作硫酸(HO—SO2—OH)中的一個氧原子被硫原子取代后得到的化合物,自由的硫代硫酸是不穩(wěn)定的,易分解為S、SO2和H2O,但硫代硫酸的鹽可以是穩(wěn)定的。含有5個結(jié)晶水的硫代硫酸鈉,即Na2S2O3·5H2O,也就是俗稱的“大蘇打”或者“海波”,是一種常見的工業(yè)品或者化學(xué)試劑。硫代硫酸根離子有較強(qiáng)的配位能力,能與一價銀離子Ag+生成穩(wěn)定的絡(luò)離子[Ag(S2O3)2]3,其穩(wěn)定常數(shù)Kf比常見的銀氨絡(luò)離子[Ag(NH3)2]+高好幾個數(shù)量級,因此過去常作為照相底片或者相紙的定影劑,以溶解底片或者相紙上未感光的鹵化銀(以溴化銀為主):AgBr+2Na2S2O3→Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr硫代硫酸鈉有較強(qiáng)的還原性,可以與鹵素單質(zhì)反應(yīng),其中與碘的反應(yīng)是定量的:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaINa2S4O6是連四硫酸鈉,即連四硫酸(H2S4O6)的鈉鹽,連四硫酸的結(jié)構(gòu)簡式是HO—SO2—S—S—SO2—OH,分子中存在S—S—S—S硫鏈。該反應(yīng)在分析化學(xué)中用于測定碘的含量,滴定時可用淀粉作為指示劑。用5%的硫代硫酸鈉溶液浸漬口罩,可防護(hù)低濃度的氯氣,對皮膚的刺激性要比NaOH等強(qiáng)堿小得多。硫代硫酸鈉還可以作為氰化物中毒的解毒劑,在體內(nèi)可以將劇毒的氰離子CN轉(zhuǎn)化為毒性很低的硫氰酸根離子SCN,以解除CN的毒性。Na2S2O3·5H2O加熱到約48℃時,Na2S2O3溶解在自身的結(jié)晶水中,成為溶液,繼續(xù)加熱則逐漸失去結(jié)晶水得到無水物,如果再繼續(xù)高溫加熱,Na2S2O3開始分解,分解產(chǎn)物中有少量單質(zhì)硫成為硫蒸氣放出,遇空氣可能燃燒發(fā)出藍(lán)色火焰,分解產(chǎn)物中還含有SO2等氣體【變式演練】1.硫代硫酸鈉(Na2S2O3)是一種重要的化工產(chǎn)品,易溶于水,遇酸易分解,Na2S2O3稀溶液與BaCl2溶液混合無沉淀生成。工業(yè)制備Na2S2O3的反應(yīng)為:S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq),產(chǎn)品中常含有少量Na2CO3、Na2SO3和Na2SO4。實(shí)驗(yàn)室擬用如下實(shí)驗(yàn)裝置在C中制備Na2S2O3。請回答下列問題:(1)按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________。裝置C中可觀察到溶液先變渾濁,后又澄清,生成的渾濁物質(zhì)化學(xué)式為___________。(2)裝置B的作用為_________;為保證Na2S2O3的產(chǎn)量,實(shí)驗(yàn)中通入的SO2不能過量,原因是_________。(3)為了驗(yàn)證固體硫代硫酸鈉工業(yè)產(chǎn)品中含有碳酸鈉,選用下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn):①實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序依次________________(填裝置的字母代號),裝置C中的試劑為____________。②能證明固體中含有碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________________。(4)若要檢驗(yàn)固體硫代硫酸鈉工業(yè)產(chǎn)品中含有Na2SO3,需先加水配成稀溶液,再依次加入的試劑為_____________________和品紅溶液?!敬鸢浮?1)Na2SO3+H2SO4(濃)=Na2SO4+H2O+SO2↑S(2)防止溶液倒吸若SO2過量,溶液顯酸性,產(chǎn)物會分解(3)①ADCB品紅溶液②裝置C中品紅溶液不褪色,B中澄清石灰水變渾濁(4)氯化鋇溶液、鹽酸【解析】(1)裝置A中濃硫酸與亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3+H2SO4(濃)=Na2SO4+H2O+SO2↑;二氧化硫能夠與硫化鈉在酸性溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成硫單質(zhì),生成的硫有發(fā)生S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq),因此裝置C中可觀察到溶液先變渾濁,后又澄清,故答案為Na2SO3+H2SO4(濃)=Na2SO4+H2O+SO2↑;S;(2)裝置B是安全瓶??梢苑乐谷芤旱刮桓鶕?jù)題意,若SO2過量,溶液顯酸性,產(chǎn)物Na2S2O3會分解,故答案為防止溶液倒吸;若SO2過量,溶液顯酸性,產(chǎn)物會分解;(3)碳酸鈉能夠與酸反應(yīng)生成二氧化碳,可以利用澄清石灰水檢驗(yàn),但由于混有二氧化硫,因此須用高錳酸鉀溶液除去二氧化硫,并檢驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序依次為ADCB,裝置C中的作用是檢驗(yàn)二氧化硫是否除凈,因此選用的試劑為品紅溶液,故答案為ADCB;品紅溶液;②能證明固體中含有碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是裝置C中品紅溶液不褪色,B中澄清石灰水變渾濁,故答案為裝置C中品紅溶液不褪色,B中澄清石灰水變渾濁;(4)根據(jù)題意,Na2S2O3稀溶液與BaCl2溶液混合無沉淀生成,若要檢驗(yàn)固體硫代硫酸鈉工業(yè)產(chǎn)品中含有Na2SO3,需先加水配成稀溶液,再依次加入的試劑為氯化鋇溶液、鹽酸和品紅溶液,若加入氯化鋇溶液生成白色沉淀,過濾后,白色沉淀能夠被鹽酸溶解,放出的氣體能夠使品紅溶液褪色,證明固體硫代硫酸鈉工業(yè)產(chǎn)品中含有Na2SO3,故答案為氯化鋇溶液、鹽酸?!绢}型二】連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)【典例分析】1.連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險粉,還原性比Naso3更強(qiáng),工業(yè)上廣泛用于紡織品漂白及作脫氧劑等。工業(yè)上可用惰性電極電解NaHSO3溶液得到連二亞硫酸鈉(Na2S2O4),如下圖所示。下列說法不正確的是A.得到連二亞硫酸鈉產(chǎn)品電極反應(yīng)式為2HSO3-+2e-=S2O42-+2OH-B.a(chǎn)為陽極C.連二亞硫酸鈉產(chǎn)品在陰極得到D.若不加隔膜,則得不到連二亞硫酸鈉【答案】B【解析】A工業(yè)上可用惰性電極電解NaHSO3溶液得到Na2S2O4,因?yàn)榱驈?4價降到+3價得電子,所以產(chǎn)品在陰極得到,其電極反應(yīng)式為2HSO3+2e═S2O42+2OH;故A和C對;B錯;D若不加隔膜,則HSO3到陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子,得不到連二亞硫酸鈉,故D對;答案B?!咎岱置丶窟B二亞硫酸鈉(Na2S2O4)連二亞硫酸(H2S2O4)的結(jié)構(gòu)簡式可寫作HO—SO—SO—OH,與亞硫酸(HO—SO—OH)有相似之處,分子中存在S—S鍵。雖然亞硫酸是中強(qiáng)酸,但將鋅粉放在水中,通入二氧化硫,主要并不生成亞硫酸鋅,而是二氧化硫被鋅粉還原,生成連二亞硫酸鋅:Zn+2SO2→ZnS2O4工業(yè)上,用鋅粉還原亞硫酸氫鈉(NaHSO3)溶液,即可制取連二亞硫酸鈉:,有強(qiáng)烈的刺激性氣味,因此工業(yè)品硫代硫酸鈉也要注意防火。2NaHSO3+Zn→Na2S2O4+Zn(OH)2↓可見,連二亞硫酸可看作亞硫酸的還原產(chǎn)物,因此其還原性比亞硫酸更強(qiáng),在堿性條件下連二亞硫酸鈉(或者連二亞硫酸根離子)是很強(qiáng)的還原劑,堿性條件下標(biāo)準(zhǔn)電極電勢可低到1.12V,比某些較活潑金屬的還原性還要強(qiáng)。天然染料靛藍(lán)(吲哚衍生物)不溶于水,古代用發(fā)酵法將靛藍(lán)還原為水溶性的靛白,然后將靛白水溶液置于甕中,放進(jìn)需要染色的織物,使得靛白水溶液浸入織物纖維,最后將織物置空氣中,織物上的靛白與氧氣接觸,重新被氧化為不溶于水的靛藍(lán),染色牢固,經(jīng)久耐用。因?yàn)樵谌旧^程中存在還原和氧化過程,靛藍(lán)這樣的染料就被稱為還原染料,也稱為“甕染料(Vatdyes)”。今天工業(yè)上還原靛藍(lán)這類還原染料,不再使用效率低的發(fā)酵還原法,都是使用化學(xué)還原劑,主要使用的就是有著強(qiáng)還原性的連二亞硫酸鈉。連二亞硫酸鈉也很容易被空氣中的氧氣氧化,特別是在水溶液中,可以作為一種強(qiáng)的抗氧化劑,能夠保護(hù)某些易氧化物質(zhì)不被氧化,因此工業(yè)上連二亞硫酸鈉俗稱“保險粉”。連二亞硫酸鈉是強(qiáng)還原劑,與氧氣的反應(yīng)是放熱的,一旦連二亞硫酸鈉固體遇少量水或者受潮,就容易與空氣中氧氣反應(yīng)放熱,如果積熱不散,達(dá)到一定溫度連二亞硫酸鈉會劇烈分解,生成單質(zhì)硫等易燃產(chǎn)物,最終引起自燃,因此保險粉是屬于遇濕易燃物品的危險品,在消防安全上是不“保險”的。一旦保險粉受潮發(fā)生火災(zāi),如果撲救用水量不足,反而會加劇燃燒,干粉、二氧化碳、干砂等滅火劑只能壓住表面燃燒的火焰,不能阻止已經(jīng)受潮保險粉的氧化分解,只有用大量水撲救,使得保險粉溶解于水,才能徹底滅火。保險粉發(fā)生火災(zāi)時會產(chǎn)生二氧化硫等有毒產(chǎn)物,消防人員和搶險人員必須做好自身防護(hù),也要防止有毒產(chǎn)物污染環(huán)境。有趣的是,4價硫的化合物和4價碳的化合物,有時卻有一定的相似性,例如二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物,二氧化硫也能像二氧化碳一樣使得澄清石灰水變渾濁等,草酸(HOOC—COOH)可以看作“連二碳酸”,草酸和草酸鹽也具有明顯的還原性?!咀兪窖菥殹?.連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險粉,可以用作染色工藝的還原劑,紙漿、肥皂等的漂白劑。Na2S2O4易溶于水,難溶于乙醇,在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定,在空氣中易被氧化?;卮鹣铝袉栴}:(1)Na2S2O4在潮濕空氣中氧化,生成的兩種常見酸式鹽是___(填化學(xué)式)。(2)鋅粉法制備Na2S2O4的工藝流程如圖所示:①工業(yè)上常將鋅塊進(jìn)行預(yù)處理得到鋅粉-水懸濁液,其目的是__。②步驟Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。③在步驟Ⅲ中得到的Na2S2O4固體要用乙醇洗滌,其優(yōu)點(diǎn)是__,“后續(xù)處理”最終要加入少量的Na2CO3固體,其原因是__。(3)目前,我國普遍采用甲酸鈉法生產(chǎn)連二亞硫酸鈉,其原理是先將HCOONa和燒堿加入乙醇水溶液中,然后通入SO2發(fā)生反應(yīng),有CO2氣體放出,總反應(yīng)的離子方程式是___。(4)有人設(shè)計了圖示方法同時制備連二亞硫酸鈉和過二硫酸鈉(Na2S2O8),并獲得中國專利。電解過程中,陰極室生成Na2S2O4,a極的電極反應(yīng)式為__,通過陽離子交換膜的離子主要是Na+,其遷移方向是__(填“a到b”或“b到a”)。【答案】(1)NaHSO3和NaHSO4(2)①增大鋅粒的表面積,加快化學(xué)反應(yīng)速率②Zn+2SO2=ZnS2O4③減少Na2S2O4的溶解損失,易于干燥Na2CO3為堿性物質(zhì),“保險粉”在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定(3)HCOO+OH+2SO2=S2O42+CO2+H2O(4)2SO42-2e=S2O82a到b【分析】(1)Na2S2O4中S顯+4價,在潮濕空氣中氧化,S轉(zhuǎn)化為+6價,則生成的兩種常見酸式鹽應(yīng)為硫酸和亞硫酸的酸式鹽。(2)①將鋅塊進(jìn)行預(yù)處理得到鋅粉-水懸濁液,可以增大其與SO2的接觸面積。②步驟Ⅰ中,鋅與SO2在水溶液中發(fā)生反應(yīng),生成ZnS2O4。③Na2S2O4固體易溶于水,難溶于乙醇,用乙醇洗滌,從溶解和干燥兩個方面尋找原因;Na2S2O4在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定,Na2CO3固體可提供堿性環(huán)境。(3)HCOONa、燒堿、SO2發(fā)生反應(yīng),生成Na2S2O4、CO2等,由此可寫出反應(yīng)的離子方程式。(4)a極的電解質(zhì)為SO42,由題意知,它將轉(zhuǎn)化為S2O82,由此可得出電極反應(yīng)式;通過陽離子交換膜的離子主要是Na+,從電荷守恒出發(fā)可確定其遷移方向?!窘馕觥?1)Na2S2O4中S顯+4價,在潮濕空氣中被氧化,S部分轉(zhuǎn)化為+6價,則生成的兩種常見酸式鹽為NaHSO3和NaHSO4。答案為:NaHSO3和NaHSO4;(2)①鋅粉-水懸濁液與SO2的接觸面積比鋅粉與SO2的接觸面積大,反應(yīng)速率快。答案為:增大鋅粒的表面積,加快化學(xué)反應(yīng)速率;②步驟Ⅰ中,鋅與SO2在水溶液中發(fā)生反應(yīng),生成ZnS2O4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+2SO2=ZnS2O4。答案為:Zn+2SO2=ZnS2O4;③Na2S2O4固體易溶于水,難溶于乙醇,用乙醇洗滌,既可減少溶解損失,又易于干燥;Na2S2O4在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定,Na2CO3固體可提供堿性環(huán)境,增強(qiáng)“保險粉”的穩(wěn)定性。答案為:減少Na2S2O4的溶解損失,易于干燥;Na2CO3為堿性物質(zhì),“保險粉”在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定;(3)HCOONa、燒堿、SO2發(fā)生反應(yīng),生成Na2S2O4、CO2等,反應(yīng)的離子方程式為HCOO+OH+2SO2=S2O42+CO2+H2O。答案為:HCOO+OH+2SO2=S2O42+CO2+H2O;(4)a極的電解質(zhì)為SO42,由題意知,它將轉(zhuǎn)化為S2O82,電極反應(yīng)式為2SO42-2e=S2O82;通過陽離子交換膜的離子主要是Na+,電極反應(yīng)發(fā)生后,陽極Na+富余,它應(yīng)向陰極遷移,所以Na+的遷移方向是由a到b。答案為:2SO42-2e=S2O82;a到b?!绢}型三】過硫酸鈉(Na2S2O8)【典例分析】1.過二硫酸鈉(Na2S2O8)是白色晶狀粉末,易溶于水,加熱至65℃時就會分解。常用作漂白劑、氧化劑等。某研究小組利用下圖裝置制備Na2S2O8并探究其性質(zhì)(加熱及夾持儀器均略去)。Ⅰ.實(shí)驗(yàn)室制備Na2S2O8已知:①(NH4)2S2O8+2NaOHNa2S2O8+2NH3↑+2H2②2NH3+3Na2S2O8+6NaOH6Na2SO4+N2+6H2O(1)儀器a的名稱是___________,裝置Ⅰ中NaOH溶液的作用是___________。(2)裝置Ⅱ發(fā)生反應(yīng)的同時,需要持續(xù)通入空氣的目的是___________。(3)裝置Ⅲ的作用是___________。Ⅱ.探究Na2S2O8的性質(zhì)(4)過二硫酸鈉中S為+6價,結(jié)構(gòu)中含有___________個過氧鍵(OO)。(5)過二硫酸鈉的性質(zhì)與過氧化氫相似,酸性過二硫酸鈉溶液在Ag+的催化作用下可以把Mn2+氧化為MnO,該法可用于檢驗(yàn)Mn2+,所得溶液除去Ag+后加入BaCl2溶液可以產(chǎn)生白色沉淀。寫出該反應(yīng)的離子方程式___________。Ⅲ.測定產(chǎn)品純度(6)稱取0.2500g樣品,用蒸餾水溶解,加入過量KI,充分反應(yīng)后,再滴加幾滴指示劑,用0.1000mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,達(dá)到滴定終點(diǎn)時,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為20.00mL。已知:I2+2S2O=S4O+2I。①選用的指示劑是___________;達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是___________。②樣品的純度為___________。【答案】(1)分液漏斗吸收空氣中CO2(2)將三頸燒瓶中產(chǎn)生的NH3及時排出,減少副反應(yīng)的發(fā)生(3)吸收NH3防止空氣污染,同時可防倒吸(4)1(5)5S2O+2Mn2++8H2O10SO+2MnO+16H+(6)①淀粉溶液當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜰a2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時,溶液的藍(lán)色褪去,且30s內(nèi)不恢復(fù)藍(lán)色②95.20%【分析】根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知,用(NH4)2S2O8和氫氧化鈉反應(yīng)生成Na2S2O8,由于NH3能與Na2S2O8反應(yīng),裝置Ⅰ通入空氣經(jīng)過氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳,防止一些后續(xù)操作,所以實(shí)驗(yàn)中要用氮?dú)獍焉傻陌睔饧懊髋懦鋈萜鳎傻陌睔饪梢杂昧蛩嵛?,氨氣極易溶于水,所以要用防倒吸裝置。【解析】(1)裝置圖可知裝置I中盛NaOH溶液的儀器名稱是分液漏斗,裝置Ⅰ中NaOH溶液的作用是吸收空氣中二氧化碳,故答案為:分液漏斗;吸收空氣中的CO2;(2)NH3能與Na2S2O8反應(yīng),所以要及時排出,所以需要持續(xù)通入N2的目的是使三頸燒瓶內(nèi)產(chǎn)生的NH3及時排除,減少副反應(yīng)①的發(fā)生,故答案為:使三頸燒瓶內(nèi)產(chǎn)生的NH3及時排除,減少副反應(yīng)的發(fā)生;(3)根據(jù)上面的分析可知,裝置Ⅱ是吸收氨氣尾氣的,故答案為:吸收NH3防止空氣污染,同時可防倒吸;(4)過二硫酸鈉Na2S2O8中S為+6價,設(shè)2價O有x個,1價O有y個,則x+y=8,根據(jù)化合物中各元素的化合價的代數(shù)和為0,可得2x+y=14,解得:x=6,y=2,每兩個1價O形成1個過氧鍵(OO),則過氧鍵個數(shù)為1,故答案為:1;(5)酸性過二硫酸鈉溶液在Ag+的催化作用下可以把Mn2+氧化為MnO,所得溶液除去Ag+后加入BaCl2溶液可以產(chǎn)生白色沉淀可知S2O被還原成了SO,則該反應(yīng)的離子方程式為:5S2O+2Mn2++8H2O10SO+2MnO+16H+,故答案為:5S2O+2Mn2++8H2O10SO+2MnO+16H+;(6)①碘單質(zhì)遇到淀粉變藍(lán)色可以選擇淀粉溶液做指示劑,滴定到最后一滴溶液,溶液的藍(lán)色褪去且30s不恢復(fù),說明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn),故答案為:淀粉溶液;滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液,溶液的藍(lán)色褪去且30s不恢復(fù);②Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液做氧化劑,1mol得到2mol電子,KI被氧化為I2,轉(zhuǎn)移電子2mol,I2與Na2S2O3溶液反應(yīng)I2+2S2O=S4O+2I?,n=2.0×10?3mol,則n(Na2S2O3)=×2.0×10?3mol=1.0×10?3mol,樣品的純度=×100%=95.20%,故答案為:95.20%;【提分秘籍】過硫酸鈉(Na2S2O8)過硫酸鈉是過二硫酸(H2S2O8)的鈉鹽,過二硫酸的結(jié)構(gòu)簡式可以寫作HO—SO2—O—O—SO2—OH,分子中存在過氧鏈,可看作過氧化氫中的氫原子被磺酸基(—SO2—OH或者—SO3H)取代的產(chǎn)物。過硫酸鈉、過硫酸鉀和過硫酸銨都是重要的過硫酸鹽,工業(yè)生產(chǎn)過硫酸銨或者過硫酸鈉較為容易,用途也較廣,過硫酸鉀溶解度遠(yuǎn)小于過硫酸銨和過硫酸鈉,但穩(wěn)定性較好,容易重結(jié)晶提純,常作為實(shí)驗(yàn)室試劑。過硫酸銨和過硫酸鈉在工業(yè)上??s寫為APS和SPS,系英文習(xí)慣名稱Ammoniumpersulfate和Sodiumpersulfate的縮寫,酸根前加per前綴表示酸根中心原子的“形式化合價”高于通常酸根中心原子化合價,例如過硫酸根離子中,硫形式上是+7價,但這一前綴并不表示酸根的真實(shí)結(jié)構(gòu),翻譯成中文時要注意。過去一般將per前綴直接翻譯成“過”,例如Ammoniumpersulfate過硫酸銨、Potassiumperchlorate過氯酸鉀、Potassiumpermanganate過錳酸鉀等,直到上世紀(jì)60年代中文化學(xué)資料上一般還是這樣翻譯的,但今天則要注意酸根結(jié)構(gòu),酸根中有過氧鏈才能用“過”字,否則應(yīng)該用“高”字,因此Potassiumperchlorate和Potassiumpermanganate今天應(yīng)該翻譯成“高氯酸鉀”和“高錳酸鉀”。過硫酸鈉或者過硫酸根離子在水溶液中是一種極強(qiáng)的氧化劑,標(biāo)準(zhǔn)電極電勢高達(dá)2.01V,氧化性強(qiáng)于過氧化氫、高錳酸鉀、重鉻酸鉀等常見強(qiáng)氧化劑,但過硫酸根離子有較高的穩(wěn)定性,低溫和不加催化劑的情況下,氧化反應(yīng)速率很慢,接近惰性,因此固體過硫酸鹽相對硝酸鉀、氯酸鉀、高錳酸鉀等固體強(qiáng)氧化劑,儲運(yùn)和使用反而要安全一些。使用過硫酸鹽作為氧化劑時,需要升溫或者加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?,Ag+、Cu2+等金屬離子可作為催化劑。目前印刷電路板(PCB)行業(yè)中常用過硫酸銨或者過硫酸鈉作為PCB銅箔的腐蝕劑,市售的一些小包裝白色粉末狀PCB腐蝕劑,實(shí)際上就是以過硫酸鹽為主要成分的,當(dāng)銅箔浸入過硫酸鹽濃溶液時,即發(fā)生下列反應(yīng)(以過硫酸鈉為例):Na2S2O8+Cu→Na2SO4+CuSO4未加溫情況下,一開始腐蝕速率極慢,但少量銅箔被腐蝕后,Cu2+進(jìn)入溶液,成為了過硫酸鹽的催化劑,起到了自催化作用,反應(yīng)速率逐漸加快,因此不需要額外添加催化劑,待腐蝕劑反復(fù)使用一段時間后,腐蝕效果下降,可補(bǔ)加一定量的過硫酸鹽,仍可繼續(xù)使用一段時間。過硫酸鹽腐蝕劑無需使用硫酸、鹽酸等強(qiáng)酸腐蝕性危險品,也不使用過氧化氫等危險氧化劑,較為安全。固體過硫酸鹽儲運(yùn)也較安全,但固體過硫酸鹽仍然嚴(yán)禁與強(qiáng)還原劑混存,否則一旦二者發(fā)生接觸同樣有燃燒爆炸危險,1993年深圳清水河危險品倉庫大爆炸事故,起火原因正是過硫酸銨與硫化鈉(強(qiáng)還原劑)混存接觸發(fā)生自燃?!咀兪窖菥殹?.《環(huán)境科學(xué)》曾刊發(fā)我國科研部門采用零價鐵活化過硫酸鈉(Na2S2O8其中S為+6價)去除廢水中的正五價砷的研究成果,其反應(yīng)機(jī)理模型如圖,(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)下列說法正確的是A.1molSO4·(自由基)中含50NA個電子B.pH越大,越不利于去除廢水中的正五價砷C.1mol過硫酸鈉中含NA個過氧鍵D.轉(zhuǎn)化過程中,若共有1molS2O82被還原,則參加反應(yīng)的Fe為56g【答案】C【解析】A.1molSO4??(自由基)中含1mol×(16+4×8+1)NAmol?1=49NA個電子,故A錯誤;B.室溫下,pH越大,亞鐵離子和鐵離子變?yōu)闅溲趸瘉嗚F和氫氧化鐵,越有利于去除廢水中的+5價砷,故B錯誤;C.過硫酸鈉(Na2S2O8)中S為+6價,Na為+1價,假設(shè)含有x個O2?,含有y個O22?,則x+2y=8,(+1)×2+(+6)×2+(?2)×x+(?2)×y=0,則x=6,y=1,因此1mol過硫酸鈉(Na2S2O8)含NA個過氧鍵,故C正確;D.根據(jù)圖示可知,1molFe和1molS2O82?反應(yīng)生成2molSO42?和1molFe2+,該過程轉(zhuǎn)移2mol電子,但是1molFe2+還要與0.5molS2O82?反應(yīng)變成Fe3+,因此1mol鐵參加反應(yīng)要消耗1.5molS2O82?,所以共有1molS2O82?被還原時,參加反應(yīng)的Fe,故D錯誤。綜上所述,答案為C。1.硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可作為還原劑,已知25.0mL0.0100mol/LNa2S2O3溶液恰好把22.4mLCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)完全轉(zhuǎn)化為Cl離子,則將轉(zhuǎn)化成A.S2 B.S C. D.【答案】C【解析】22.4mLCl2為,25.0mL0.0100mol/LNa2S2O3溶液中Na2S2O3為0.0100mol/L×0.025L=0.00025mol,Cl2完全轉(zhuǎn)化為Cl,化合價降低,則Na2S2O3中+2價S元素化合價升高,假設(shè)氧化產(chǎn)物中S元素的化合價為m,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒得:0.001mol×2×1=0.00025mol×2×(m2),解得m=6,故得到SO42,故選C。答案選C。2.硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可作為脫氯劑,已知1molNa2S2O3溶液恰好把4molCl2完全轉(zhuǎn)化為Cl-離子,則S2O32-將轉(zhuǎn)化成A.SO42- B.S C.SO32- D.S2-【答案】A【解析】設(shè)硫元素的氧化產(chǎn)物中硫的化合價為n價由Cl2+2e-=2Cl-可知,4molCl2完全轉(zhuǎn)化為Cl-離子時,得到了8mole-,則1molNa2S2O3中的硫元素失去電子數(shù)為:8=(n—2)×2,n=6,即答案為A:SO42-3.連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險粉,有強(qiáng)還原性,在空氣中極易被氧化。用NaHSO3還原法制備保險粉的流程如下:下列說法錯誤的是A.反應(yīng)1說明酸性:H2SO3>H2CO3B.反應(yīng)2中消耗的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2C.反應(yīng)2最好在無氧條件下進(jìn)行D.反應(yīng)1結(jié)束后,可用鹽酸酸化的BaCl2溶液檢驗(yàn)NaHSO3是否被氧化【答案】B【解析】A.由分析可知,反應(yīng)1為碳酸鈉溶液與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉和二氧化碳,由強(qiáng)酸制弱酸的原理可知,亞硫酸的酸性強(qiáng)于碳酸,故A正確;B.由分析可知,反應(yīng)2為亞硫酸氫鈉溶液與鋅粉反應(yīng)生成連二亞硫酸鈉和氫氧化鋅,反應(yīng)中亞硫酸氫鈉為反應(yīng)的氧化劑,鋅為還原劑,由得失電子數(shù)目守恒可知氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1,故B錯誤;C.由題意可知,連二亞硫酸鈉有強(qiáng)還原性,在空氣中極易被氧化,則制備連二亞硫酸鈉時,反應(yīng)2最好在無氧條件下進(jìn)行,故C正確;D.亞硫酸氫鈉溶液不能與氯化鋇溶液反應(yīng),若亞硫酸氫鈉溶液被氧化,加入酸化氯化鋇溶液會與硫酸根離子反應(yīng)生成白色硫酸鋇沉淀,則反應(yīng)1結(jié)束后,可用鹽酸酸化的氯化鋇溶液檢驗(yàn)亞硫酸氫鈉是否被氧化,故D正確;故選B。4.連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)是一種白色砂狀結(jié)晶或淡黃色粉末,在堿性介質(zhì)中或干燥環(huán)境下較穩(wěn)定,在熱水中加速分解,不溶于乙醇。一種制備少量Na2S2O4的實(shí)驗(yàn)流程如圖:下列說法錯誤的是A.步驟①、②適宜用水浴加熱B.步驟③用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗C.步驟④中NaCl可用NH4Cl代替D.步驟⑤的操作包括:過濾、加乙醇洗滌并干燥【答案】C【解析】A.水浴加熱特點(diǎn)為低于100℃且受熱均勻,步驟①、②兩步受熱溫度都低于100℃,故A正確;B.由流程圖可知,步驟②中反應(yīng)為:,所以用過濾的方法除去ZnCO3沉淀,此過程所需的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗,故B正確;C.步驟④中NaCl作用是降低Na2S2O4溶解度,用NH4Cl受熱易分解且NH4Cl溶液顯酸性,故不能用NH4Cl代替,故C錯誤;D.Na2S2O4不溶于乙醇,故應(yīng)加乙醇洗滌并干燥,故D正確;答案選C。5.連二亞硫酸鈉(Na2S2O4,也稱為保險粉)是一種重要的化學(xué)用品,不溶于乙醇,溶干氫氧化鈉溶液,遇少量水發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)并燃燒,同時有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生。下列有關(guān)其性質(zhì)的說法一定不正確的是A.Na2S2O4具有還原性,可用做抗氧化劑B.Na2S2O4應(yīng)干燥密封保存在低溫處C.保險粉能在空氣中反應(yīng)生成兩種新鹽:Na2S2O4+O2+H2O=NaHSO4+NaHSO3,反應(yīng)中每生成1molNaHSO4轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2molD.鋅粉法是制備Na2S2O4的常用方法,原料為鋅粉懸濁液、二氧化硫和氫氧化鈉溶液,反應(yīng)中二氧化硫被還原【答案】C【解析】A.Na2S2O4中S元素的化合價為+3價,具有還原性,可以做抗氧化劑,故A正確;B.因?yàn)镹a2S2O4遇少量水發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng),甚至引發(fā)燃燒,所以需要干燥密封保存在低溫處,故B正確;C.生成NaHSO4時S元素由+3價升高到+6價,因此每生成1molNaHSO4轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3mol,故C錯誤;D.二氧化硫中硫元素為+4價,而制備Na2S2O4中的硫元素化合價為+3價,所以反應(yīng)中二氧化硫被還原,故D正確;故選C。6.ClO2是新型消毒劑,可以由過硫酸鈉(Na2S2O8)與NaClO2反應(yīng)制得,下列說法不正確的是A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Na2S2O8+2NaClO2=2ClO2↑+2Na2SO4B.每1molNa2S2O8參加反應(yīng),得到1mole-C.ClO2因具有強(qiáng)氧化性而可以殺菌消毒D.該實(shí)驗(yàn)條件下的氧化性:Na2S2O8>ClO2【答案】B【解析】A、根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價變價的就近原則,Na2S2O8的S的+7價會變?yōu)?6價,即還原產(chǎn)物為Na2SO4,故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Na2S2O8+2NaClO2=2ClO2↑+2Na2SO4,A正確;B、1molNa2S2O8參加反應(yīng),得到2molNa2SO4,則Na2S2O8得到2mole,B錯誤;C、ClO2具有強(qiáng)氧化性,可以殺菌消毒,C錯誤;D、該反應(yīng)中,Na2S2O8作氧化劑,ClO2是氧化產(chǎn)物,則Na2S2O8的氧化性比ClO2強(qiáng),D正確;故選B。7.測定過硫酸鈉(Na2S2O8)產(chǎn)品純度:稱取0.2500g樣品,用蒸餾水溶解,加入過量KI,充分反應(yīng)后,再滴加幾滴指示劑,用0.1000mol·L1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,達(dá)到滴定終點(diǎn)時,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為19.50mL。(已知:I2+2S2O=2I+S4O)(1)選用的指示劑是___________;達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是___________。(2)樣品的純度為___________%?!敬鸢浮康矸廴芤旱稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)溶液,溶液的藍(lán)色褪去,且半分鐘內(nèi)不復(fù)原92.82【解析】(1)根據(jù)淀粉溶液遇I2變?yōu)樗{(lán)色,可選用淀粉溶液為指示劑,若滴定達(dá)到終點(diǎn),會看到溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)不再變?yōu)樗{(lán)色。(2)Na2S2O8作氧化劑,與KI反應(yīng)的離子方程式為S2O+2I===2SO+I(xiàn)2,I2與Na2S2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式為:I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI,可得關(guān)系式:Na2S2O8~I(xiàn)2~2Na2S2O3,n(Na2S2O3)=0.1000mol·L1×19.50mL×103L·mL1=1.95×103mol,則n(Na2S2O8)=n(Na2S2O3)=9.75×104mol,m(Na2S2O8)=9.75×104mol×238g·mol1=0.23205g,則該樣品的純度為×100%=92.82%。8.氰化鈉(NaCN)常用于合成、電鍍、冶金等方面,是一種基本化工原料,NaCN也是一種管制使用的劇毒藥品,一旦泄漏需要及時噴灑雙氧水或過硫酸鈉()溶液來處理。工業(yè)上制備過硫酸鈉的原理如下:主反應(yīng):副反應(yīng):(制備)(1)用止水夾夾住a、b之間的橡皮管,向分液漏斗中加水,___________,證明裝置a氣密性良好。(2)使裝置a中分液漏斗內(nèi)雙氧水順利滴下的方法是___________。(3)裝置a中產(chǎn)生的氣體需要持續(xù)通入裝置c中的原因是___________。(4)裝置c中盛放(NH4)2S2O8溶液的儀器名稱是___________;圖中還需補(bǔ)充___________裝置。(測氰化鈉的含量)已知:①廢水中氰化鈉的最高排放標(biāo)準(zhǔn)為0.50mg/L。②,,AgI呈黃色,優(yōu)先與發(fā)生反應(yīng)實(shí)驗(yàn)如下:取1L處理后的NaCN廢水,濃縮為10.00mL置于錐形瓶中,并滴加幾滴KI溶液作指示劑,用0.0012mol/L標(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液體積為3.75mL。(5)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是___________。(6)經(jīng)計算原廢水中NaCN的濃度為___________(保留兩位有效數(shù)字)。(7)若用雙氧水處理NaCN后,產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________?!敬鸢浮浚?)一段時間水不順利能滴下(2)打開玻璃塞或?qū)⒉A系陌疾蹖?zhǔn)漏斗頸部的小孔(3)將三頸燒瓶中產(chǎn)生的氨氣及時排出并吸收防止倒吸和減少副反應(yīng)發(fā)生(4)三頸燒瓶水浴加熱(5)當(dāng)加入最后一滴硝酸銀溶液時,錐形瓶中產(chǎn)生黃色沉淀,半分鐘沉淀不消失(6)0.44mg/L(7)NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3↑【分析】在裝置a中H2O2在MnO2催化下發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生O2。由于在裝置c中NH3會發(fā)生副反應(yīng):,為避免副反應(yīng)的發(fā)生,需將裝置a反應(yīng)產(chǎn)生的O2持續(xù)通入裝置c中,將反應(yīng)產(chǎn)生的NH3及時排出,c中產(chǎn)生產(chǎn)品。(1)檢查裝置a氣密性的方法:用止水夾夾住a、b之間的橡皮管,向分液漏斗中加水,并打開分液漏斗的活塞,向圓底燒瓶中滴加水,若滴加一段時間后,水不能順利滴下,就說明裝置a氣密性良好。(2)使裝置a中分液漏斗內(nèi)雙氧水順利滴下的方法是打開玻璃塞或?qū)⒉A系陌疾蹖?zhǔn)漏斗頸部的小孔。(3)在裝置a中H2O2在MnO2催化下發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生O2。由于在裝置c中NH3會發(fā)生副反應(yīng):,為避免副反應(yīng)的發(fā)生,需將裝置a反應(yīng)產(chǎn)生的O2持續(xù)通入裝置c中,將反應(yīng)產(chǎn)生的NH3及時排出,并吸收防止倒吸和減少副反應(yīng)發(fā)生。(4)根據(jù)圖示可知裝置c中盛放(NH4)2S2O8溶液的儀器名稱是三頸燒瓶;根據(jù)可知:反應(yīng)溫度為55℃,需要使用加熱裝置酒精燈和測量溫度的儀器溫度計,為了更好的控制溫度,需要采用水浴加熱,故還缺少水浴加熱裝置。(5)AgNO3溶液呈酸性,用酸式
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