硫代硫**晶体(Na2S2O3·5H2O)俗名“大苏打”。已知它易溶于水,难溶于乙醇,在中*或碱*环境中稳定,...
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硫代硫**晶体(Na2S2O3·5H2O)俗名“大苏打”。已知它易溶于水,难溶于乙醇,在中*或碱*环境中稳定,受热、遇*易分解。某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫**,其反应装置及所需试剂如图:
(1)装置*中,a仪器的名称是____________;a中盛有浓硫*,b中盛有亚硫**,实验中要控制SO2生成速率,可以采取的措施有_________________________(写出一条即可)。
(2)装置乙的作用是____________________________________。
(3)装置*中,将Na2S和Na2CO3以2:1的物质的量之比配成溶液再通入SO2,便可制得Na2S2O3和CO2。反应的化学方程式为:________________________________________。
(4)本实验所用的Na2CO3中含少量NaOH,检验含有NaOH的实验方案为_________。(实验中供选用的试剂及仪器:CaCl2溶液、Ca(OH)2溶液、*酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、试管、滴管.提示:室温时CaCO3饱和溶液的pH=9.5)
(5)反应结束后过滤*中的混合物,滤液经蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥等得到产品,生成的硫代硫**粗品可用_____________洗涤。为了测定粗产品中Na2S2O3·5H2O的含量,采用在**条件下用KMnO4标准液滴定的方法(假设粗产品中的杂质与**KMnO4溶液不反应)。称取1.50g粗产品溶于水,用0.20 mol·L-1KMnO4溶液(加适量稀硫**化)滴定,当溶液中全部被氧化为时,消耗高锰*钾溶液体积40.00mL。
①写出反应的离子方程式:________________________________________。
②产品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为____________________(保留小数点后一位)。
【回答】
(1). 分液漏斗 (2). 控制反应温度、控制滴加硫*的速度 (3). 安全瓶,防倒吸 (4). 4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2 (5). 取少量样品于试管(烧杯)中,加水溶解,加入过量的CaCl2溶液,振荡(搅拌),静置,用pH计测定上层清液的pH,若pH大于9.5,则含有NaOH (6). 乙醇 (7). (8). 82.7%
【解析】
装置*为二氧化硫的制取:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O,*装置为Na2S2O3的生成装置:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2,因SO2易溶于碱*溶液,为防止产生倒吸,在*、*之间增加了乙装置;另外二氧化硫有毒,不能直接排放到空气中,装置丁作用为尾气吸收装置,吸收未反应的二氧化硫。据此解答。
【详解】(1)装置*中,a仪器的名称是分液漏斗;利用分液漏斗控制滴加硫*的速度、控制反应温度等措施均能有效控制SO2生成速率;
(2)SO2易溶于碱*溶液,则装置乙的作用是安全瓶,防倒吸;
(3)Na2S和Na2CO3以2:1的物质的量之比配成溶液再通入SO2,即生成Na2S2O3和CO2,结合原子守恒即可得到发生反应的化学方程式为4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2;
(4)碳**溶液和NaOH溶液均呈碱*,不能直接测溶液的pH或滴加*酞,需要先排除Na2CO3的干扰,可取少量样品于试管(烧杯)中,加水溶解,加入过量的CaCl2溶液,振荡(搅拌),静置,用pH计测定上层清液的pH,若pH大于9.5,则含有NaOH;
(5)硫代硫**易溶于水,难溶于乙醇,在中*或碱*环境中稳定,则硫代硫**粗品可用乙醇洗涤;
①Na2S2O3溶液中滴加**KMnO4溶液,溶液紫*褪去,溶液中全部被氧化为,同时有Mn2+生成,结合电子守恒和原子守恒可知发生反应的离子方程式为5S2O32-+8MnO4-+14H+=8Mn2++10SO42-+7H2O;
②由方程式可知n(Na2S2O3•5H2O)=n(S2O32-)=n(KMnO4)=×0.04L×0.2mol/L=0.005mol,则m(Na2S2O3•5H2O)=0.005mol×248g/mol=1.24g,则Na2S2O3•5H2O在产品中的质量分数为×100%=82.7%。
【点睛】考查硫代硫**晶体制备实验方案的设计和制备过程分析应用,主要是实验基本*作的应用、二氧化硫的*质的探究,侧重于学生的分析能力、实验能力的考查,为高考常见题型和高频考点,注意把握物质的*质以及实验原理的探究。
知识点:物质的分离 提纯和检验
题型:实验,探究题
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