硫代硫**(Na2S2O3)是重要的化工原料,易溶于水,在中*或碱*环境中稳定,在**溶液中分解产生S、SO2...
问题详情:
硫代硫**(Na2S2O3)是重要的化工原料,易溶于水,在中*或碱*环境中稳定,在**溶液中分解产生S、SO2。
Ⅰ. Na2S2O3的制备。工业上可用反应:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3 +CO2制得,实验室模拟该工业过程的装置如图所示。
(1)b中反应的离子方程式为________,c中试剂为_________。
(2)反应开始后,c中先有浑浊产生,后又变澄清。此浑浊物是_______。
(3)实验中要控制SO2生成速率,可以采取的措施有___________(写出两条)。
(4)为了保*硫代硫**的产量,实验中通入的SO2,不能过量,原因是_______。
(5)制备得到的Na2S2O3中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4:___________________________________。
Ⅱ. 探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。
资料:ⅰ.Fe3++3S2O32-Fe(S2O3)33-(紫黑*)
ⅱ.Ag2S2O3为白*沉淀,Ag2S2O3可溶于过量的S2O32-
装置 | 编号 | 试剂X | 实验现象 |
① | Fe(NO3)3溶液 | 混合后溶液先变成紫黑*, 30s后溶液几乎变为无* | |
② | AgNO3溶液 | 先生成白*絮状沉淀,振荡后,沉淀溶解,得到无*溶液 |
(6)根据实验①的现象,初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+,通过____(填*作、试剂和现象),进一步*实生成了Fe2+。从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅰ的现象:____。
(7)同浓度氧化*:Ag+ > Fe3+。实验②中Ag+未发生氧化还原反应的原因是____。
(8)进一步探究Ag+和S2O32-反应。
装置 | 编号 | 试剂X | 实验现象 |
③ | AgNO3溶液 | 先生成白*絮状沉淀,沉淀很快变为黄*、棕*,最后为黑*沉淀。 |
实验③中白*絮状沉淀最后变为黑*沉淀(Ag2S)的化学方程式如下,填入合适的物质和系数:Ag2S2O3+_____ =Ag2S+_____
(9)根据以上实验,Na2S2O3与金属阳离子发生氧化还原反应和____有关(写出两条)。
【回答】
SO32-+2H+= H2O +SO2↑;或HSO3-+H+=SO2↑+H2O 硫化*和碳**的混合溶液 硫 控制反应温度、调节*的滴加速度(或调节*的浓度等) 若SO2过量,溶液显**,产物分解 取少量产品溶于足量稀盐*,静置,取上层溶液(或过滤,取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质 加入铁*化钾溶液,产生蓝*沉淀 生成紫*配合物的反应速率快,氧化还原反应速率慢;Fe3+与S2O32−氧化还原反应的程度大,Fe3++3S2O32-Fe(S2O3)33-(紫黑*)平衡逆移,最终溶液几乎无* Ag+与S2O32−生成稳定的配合物,浓度降低,Ag+的氧化*和S2O32−的还原*减弱 H2O H2SO4 阳离子、用量等
【分析】
Ⅰ.第一个装置为二氧化硫的制取装置,制取二氧化硫的原料为:亚硫**和70%的浓硫*;c装置为Na2S2O3的生成装置;d装置为尾气吸收装置,吸收二氧化硫和硫化*等**气体,结合问题分析解答;
Ⅱ.(6)利用铁*化钾溶液检验反应后的溶液中含有Fe2+;根据外界条件对反应速率和平衡的影响分析解答;
(7)实验②滴加AgNO3溶液,先生成白*絮状沉淀,振荡后,沉淀溶解,得到无*溶液,说明溶液中Ag+较低,减少了发生氧化还原反应的可能;
(8)Ag2S2O3中S元素化合价为+2价,生成的Ag2S中S元素化合价为-2价,是还原产物,则未知产物应是氧化产物,结合电子守恒、原子守恒分析即可;
(9)结合实验①、②、③从阳离子的氧化*、离子浓度等方面分析。
【详解】
Ⅰ. (1)第一个装置为二氧化硫的制取装置,制取二氧化硫的原料为:亚硫**和70%的浓硫*,反应的离子方程式为:SO32-+2H+=SO2↑+H2O,c装置为Na2S2O3的生成装置,根据反应原理可知c中的试剂为:硫化*和碳**的混合溶液;
(2)反应开始时发生的反应为:Na2S+SO2+H2O=H2S+Na2SO3,SO2+2H2S=3S↓+2H2O,故该浑浊物是S;
(3)通过控制反应的温度或硫*的滴加速度可以控制SO2生成速率;
(4)硫代硫**遇*易分解,若通入的SO2过量,则溶液显**,硫代硫**会分解;
(5)检测产品中是否存在Na2SO4的方法是取少量产品溶于足量稀盐*,静置,取上层溶液(或过滤,取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质。
Ⅱ.(6)实验①的现象是混合后溶液先变成紫黑*,30s后溶液几乎变为无*,取反应后的混合液并加入铁*化钾溶液,产生蓝*沉淀,则有Fe2+生成,可判断为Fe3+被S2O32-还原为Fe2+;混合后溶液先变成紫黑*,30s后溶液几乎变为无*,说明Fe3++3S2O32-Fe(S2O3)33-反应速率较Fe3+和S2O32-之间的氧化还原反应,且促进平衡逆向移动;先变成紫黑*后变无*,说明生成紫*配合物的反应速率快,氧化还原反应速率慢;另外Fe3+与S2O32−氧化还原反应的程度大,导致Fe3++3S2O32-Fe(S2O3)33-(紫黑*)平衡逆移,最终溶液几乎无*;
(7)同浓度氧化*:Ag+ >Fe3+,但实验②未发生Ag+与S2O32-之间的氧化还原反应,结合实验现象先生成白*絮状沉淀,振荡后,沉淀溶解,得到无*溶液,说明Ag+与S2O32−生成稳定的配合物,浓度降低,Ag+的氧化*和S2O32−的还原*减弱;
(8)Ag2S2O3中S元素化合价为+2价,生成的Ag2S中S元素化合价为-2价,是还原产物,则未知产物应是氧化产物,如果产物是H2SO3,能被Ag+继续氧化,则氧化产物应为H2SO4,结合原子守恒可知,另一种反应物应为H2O,发生反应的化学方程式为Ag2S2O3+H2O=Ag2S+H2SO4;
(9)结合实验①、②、③可知,Na2S2O3与金属阳离子发生氧化还原反应和金属阳离子的氧化*强弱、离子浓度大小、反应物的用量等有关。
知识点:氧化还原反应
题型:实验,探究题
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