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14.硫代硫酸钠是一种重要的化工产品.某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O).
Ⅰ.[查阅资料]
(1)Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成.
(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl.
Ⅱ.[制备产品]
实验装置如图所示(省略夹持装置):

实验步骤:
(1)检查装置气密性,按图示加入试剂.
仪器a的名称是分液漏斗;E中的试剂是B(选填下列字母编号)
A.稀H2SO4
B.NaOH溶液
C.饱和NaHSO3溶液
(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应.过滤C中混合物,滤液经蒸发(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品.
Ⅲ.[探究与反思]
(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整.
(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4
(2)为减少装置C中生成Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进,改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液.
(3)Na2S2O3•5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过重结晶方法提纯.

分析 Ⅱ.(1)仪器a的名称是分液漏斗;E装置目的是吸收剩余的二氧化硫,因为二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应,与稀H2SO4和饱和NaHSO3溶液不反应;
(3)根据将Na2S2O3结晶析出的操作分析;
Ⅲ.【探究与反思】
(1)根据:Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成;Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl;BaSO4难溶于水,难溶于稀HCl;硝酸、硫酸、盐酸等性质比较可知;
(2)根据亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠分析;
(3)根据重结晶的适用范围分析.

解答 解:Ⅱ.(1)仪器a的名称是分液漏斗;E中的试剂是NaOH溶液,目的是吸收剩余的二氧化硫,因为二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应,与稀H2SO4和饱和NaHSO3溶液不反应,
故答案为:分液漏斗;B;
(3)将Na2S2O3结晶析出的操作应为:蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥,故答案为:蒸发;
Ⅲ.【探究与反思】
(1)根据:Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成;Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl;BaSO4难溶于水,难溶于稀HCl,以及硝酸具有强氧化性、加入硫酸会引入硫酸根离子可知,取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可以确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4
故答案为:过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸;
(2)因为亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠,所以为减少装置C中生成Na2SO4的量,改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液,
故答案为:先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液;
(3)Na2S2O3•5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过重结晶方法提纯,故答案为:重结晶.

点评 本题以某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O)为载体,考查了物质的分离提纯、检验、设计优化等,综合性较强,难度中等.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

4.硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种重要的化工产品.某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O).

Ⅰ【查阅资料】
(1)硫代硫酸钠(Na2S2O3)易溶于水,在中性或碱性环境中稳定,受热、遇酸易分解.
(2)Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成.
(3)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3(反应方程式为:2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3+CO2),所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4
Ⅱ【制备产品】实验装置如图甲所示:
请回答下列问题:
(1)实验步骤:检查装置气密性后,向三颈瓶c中加入Na2CO3和Na2S的混合溶液,再将分液漏斗a中液体滴加到烧瓶b中加热发生反应产生SO2,请写出b中发生反应的化学方程式Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O,或Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O.待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应.过滤c中的混合物,滤液经蒸发浓缩、冷却结晶(填写操作名称)、过滤、洗涤、干燥、得到产品.
(2)装置A用于处理尾气,可选用的最合理装置(图乙)(夹持仪器已略去)为d(填序号).
(3)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的SO2不能过量,原因是若SO2过量,溶液显酸性,产物会分解.
Ⅲ【测定产品纯度】
准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0mol•L-1碘的标准溶液滴定.
反应原理为2S2O32-+I2═S4O62-+2I-(忽略Na2SO3与I2反应)
(4)滴定至终点时,溶液颜色的变化:由无色变蓝色.
(5)滴定起始点和终点的液面位置如图丙,则产品的纯度为(设Na2SO3•5H2O的相对分子质量为M$\frac{3.62{×}^{-3}M}{W}$×100%
Ⅳ【探究与反思】
(6)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整.
(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀盐酸、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可以确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.实验室制备苯乙酮的化学方程式为:(乙酸酐)制备过程中还有CH3COOH+AlCl3→CH3COOAlCl2+HCl↑等副反应.
主要实验装置如图1,步骤如下:

(Ⅰ)合成:在三颈瓶中加入 20g无水AlCl3和30mL无水苯.为避免反应液升温过快,边搅拌边慢慢滴加6mL乙酸酐和10mL无水苯的混合液,控制滴加速率,使反应液缓缓回流.滴加完毕后加热回流1小时.
(Ⅱ)分离与提纯:
①边搅拌边慢慢滴加一定量浓盐酸与冰水混合液,分离得到有机层
②水层用苯萃取,分液
③将①②所得有机层合并,洗涤、干燥、蒸去苯,得到苯乙酮粗产品
④蒸馏粗产品得到苯乙酮.回答下列问题:
(1)球形冷凝管中,冷凝水应从x(填“x”或“y”)口通入;仪器a的作用为:吸水,防止烧杯中的水蒸气进入三角瓶中;装置b的作用:吸收HCl气体.
(2)若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三颈瓶,可能导致AD.
A.反应太剧烈 B.液体太多搅不动 C.反应变缓慢 D.副产物增多
(3)分离和提纯操作②的目的是把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失.该操作中是否可改用乙醇萃取?否(填“是”或“否”),原因是乙醇与水混溶.
(4)粗产品蒸馏提纯时,图2装置中温度计位置正确的是C,可能会导致收集到的产品中混有低沸点杂质的装置是AB.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

2.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂、漂白剂.已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2•3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl.利用如图所示装置制备亚氯酸钠.

完成下列填空:
(1)装置②中产生ClO2的化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2+2Na2SO4+H2O.装置③的作用是防止倒吸.
(2)从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为:①减压,55℃蒸发结晶;②B;③E;④低于60℃干燥,得到成品.(选择合适的操作编号填空)
A.冷却到室温后,过滤           B.趁热过滤                  C.常温洗涤
D.冰水洗涤                               E.38~60℃的温水洗涤
(3)准确称取所得亚氯酸钠样品10g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(ClO2-+4I-+4H+═2H2O+2I2+Cl-).将所得混合液配成250mL待测溶液.配制待测液需用到的定量玻璃仪器是250mL容量瓶;
(4)取25.00mL待测液,用2.0mol/L Na2S2O3标准液滴定(I2+2S2O32-═2I-+S4O62-),以淀粉溶液做指示剂,达到滴定终点时的现象为滴入最后一滴Na2S2O3标准液由蓝色变为无色且半分钟内不变色.重复滴定2~3次,测得所用Na2S2O3溶液体积的平均值为20.00mL.该样品中NaClO2的质量分数为90.5%.
(5)Na2FeO4和ClO2在水处理过程中分别被还原为Fe3+和Cl-.如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,那么ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是ClO2>Cl2>Na2FeO4.(填化学式)

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

9.实验室制硝基苯的主要步骤如下
(1)配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合酸,加入反应器中.
(2)向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯,充分振荡,混合均匀
(3 )在50摄氏度到60摄氏度下发生反应,直至反应结束.
(4 )除去混合酸后,粗产品依次用蒸馏水和5%的NaOH溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤.
(5 )将用无水CaCl2 干燥后的粗硝基苯进行蒸馏,得到纯硝基苯.
填写下列空白:
(1)配制一定比例浓硫酸与浓硝酸混合酸时,操作注意事项是应将浓硫酸中注入浓硝酸中,及时搅拌、冷却
(2)在步骤3中,为了使反应在50摄氏度到60摄氏度下进行,常用的方法是热水浴加热
(3)步骤4中洗涤,分离出硝基苯应使用的仪器是分液漏斗
(4)步骤4中粗产品用5%的NaOH 溶液洗涤的目的是除去硫酸和硝酸、NO2等酸性物质
(5)纯硝基苯是无色,密度比水大(填小或大).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

19.填写适当的分离或提纯方法.
(1)除去NaCl溶液中的Br2(性质与碘相似),方法是萃取.
(2)除去澄清石灰水中悬浮的CaCO3,用过滤.
(3)从I2的四氯化碳溶液中获取I2,用蒸馏.
(4)汽油和氯化钠溶液,采用分液.
(5)分离39%的乙醇溶液,采用蒸馏.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

6.下表列出了A~R九种元素在周期表的位置,用化学用语回答下列问题:
主族
周期
IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0
1J
2ERF
3ACDHIG
4B
(1)写出R单质分子的电子式
(2)A、C、D三种元素的氧化物对应的水化物中碱性最强的是NaOH
(3)A、B、C、G的离子按离子半径由大到小的顺序排列为Cl->K+>Na+>Mg2+
(4)写出A的单质与水反应的离子方程式2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑.
(5)X元素是A~R九种元素中的一种,X的原子核里有14个中子,2.7gX在氧气里燃烧时,质量增加2.4g.X的氢氧化物既能溶于氢氧化钠溶液中反应,也能与盐酸反应.X的元素符号是Al,它位于元素周期表中第三周期、第ⅢA族.
(6)有两种化合物M和N都由AFIJ四种元素组成.若M与N在水溶液中能发生离子反应,则该反应的离子方程式为HSO3-+H+=H2O+SO2↑.
(7)上述元素中最高价氧化物对应的水化物的酸性最强的是HClO4

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.在一定条件下,下列各物质可发生如图所示的变化(反应中生成的水没有写出)

(1)B的化学式是NaHSO3或Na2SO3
(2)A的电子式是
(3)已知气体F是一种漂白剂,写出D和F反应的化学方程式:2SO2+O2 $?_{△}^{催化剂}$2SO3
(4)写出反应II的离子方程式:SO2+Cl2+2H2O═SO42-+2Cl-+4H+

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

1.现有下列十种物质:①液态HCl   ②NaHCO3   ③NaCl溶液   ④CO2   ⑤蔗糖晶体  ⑥Ba(OH)2  ⑦红褐色的氢氧化铁胶体   ⑧NH3•H2O  ⑨空气   ⑩Al2(SO43
(1)上述十种物质中有两种物质在水溶液中可发生反应,离子方程式为:H++OH-=H2O,该反应的化学方程式为Ba(OH)2+2HCl=BaCl2+2H2O.
(2)⑩在水中的电离方程式为Al2(SO43=2Al3++SO42-
(3)胃液中含有盐酸,胃酸过多的人常有胃疼烧心的感觉,易吐酸水,服用适量的小苏打(NaHCO3),能治疗胃酸过多,请写出其反应的离子方程式:HCO3-+H+═H2O+CO2↑;如果病人同时患胃溃疡,为防胃壁穿孔,不能服用小苏打,此时最好用含Al(OH)3的胃药(如胃舒平),它与胃酸反应的离子方程式:Al(OH)3+3H+═3H2O+Al3+
(4)写出下列反应的离子方程式
向Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸Ba2++SO42-+2H++2OH-═2H2O+BaSO4↓.
向Ba(OH)2溶液中通入过量的CO2CO2+OH-=HCO3-

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