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Na2S2O3?5H2O(俗称海波)是照相业常用的一种定影剂,常采用下法制备:
将亚硫酸钠溶液与硫粉混合共热,生成硫代硫酸钠Na2SO3+S=Na2S2O3,滤去硫粉,再将滤液浓缩、冷却,即有Na2S2O3?5H2O晶体析出.该法制得的晶体中常混有少量
Na2SO3和Na2SO4的杂质,为测定一种海波晶体样品的成分,某同学称取三份质量不同的该样品,分别加入相同浓度的H2SO4溶液20mL,充分反应后滤出硫,并将滤液微热(假定生成的SO2全部逸出),测得有关实验数据如下(标准状况):
第一份 第二份 第三份
样品的质量/g 12.60 18.90 28.00
二氧化碳的体积/L 1.12 1.68 2.24
硫的质量/g 1.28 1.92 2.56
(1)样品与硫酸可能发生反应的离子方程式为:
 

(2)根据上表数据分析,该样品
 
(填选项字母);
A.只含有Na2S2O3  B.含有Na2S2O3和Na2SO3两种成分C.含有Na2S2O3、Na2SO3,和Na2SO4三种成分
(3)试计算:该样品中各成分的物质的量之比?
 

(4)所加硫酸溶液的物质的量浓度为多少?
 
考点:有关混合物反应的计算,探究物质的组成或测量物质的含量
专题:计算题
分析:(1)样品中硫代硫酸钠与酸反应生成硫、二氧化硫与水;亚硫酸钠与酸反应生成二氧化硫与水;
(2)硫酸的体积一定,由表中数据可知,样品质量增大,硫的质量与二氧化硫的体积都增大,故第一、二组样品完全反应,酸有剩余,28g样品完全反应可以硫的质量为
28g
12.6g
×1.28g=2.84>2.56g,故第三组硫酸不足,样品完全反应.
以第一组计算判断:根据硫的质量计算根据硫的质量可求出硫代硫酸钠的物质的量、生成的二氧化硫的物质的量,在根据产生的二氧化硫的总的物质的量确定是否含有亚硫酸钠,利用总质量确定是否含有硫酸钠;
(3)根据(2)中的判断计算解答;
(4)由(2)中分析可知,第三份硫酸不足.由方程式知硫酸的物质的量即为反应生成二氧化硫的物质的量,据此计算硫酸的物质的量浓度.
解答: 解:(1)样品中硫代硫酸钠与酸反应生成硫、二氧化硫与水,离子方程式为:S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O,亚硫酸钠与酸反应生成二氧化硫与水,离子方程式为:SO32-+2H+=SO2↑+H2O,
故答案为:S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O;SO32-+2H+=SO2↑+H2O;
(2)硫酸的体积一定,由表中数据可知,样品质量增大,硫与二氧化硫的产量增大,故第一、二组样品完全反应,酸有剩余,28g样品完全反应可以硫的质量为
28g
12.6g
×1.28g=2.84>2.56g,故第三组硫酸不足,样品完全反应.
以第一组计算判断:1.28gS的物质的量为
1.28g
32g/mol
=0.04mol,由S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O可知,样品中硫代硫酸钠为0.04mol,该反应生成的二氧化硫为0.04mol,反应得到的二氧化硫总的物质的量为
1.12L
22.4L/mol
=0.05mol>0.04mol,故含有Na2SO3,反应SO32-+2H+=SO2↑+H2O生成二氧化硫为0.05mol-0.04mol=0.01mol,由方程式可知,样品中Na2SO3为0.01mol,硫代硫酸钠晶体与亚硫酸钠的总质量为0.04mol×248g/mol+0.01mol×126g/mol=11.18g<12.6g,
故含有硫酸钠,即含有Na2S2O3、Na2SO3和Na2SO4三种成分,
故答案为:C;
(3)由(2)分析可知,12.6g样品中,含有硫代硫酸钠为0.04mol、Na2SO3为0.01mol,硫代硫酸钠晶体与亚硫酸钠的总质量为0.04mol×248g/mol+0.01mol×126g/mol=11.18g,故硫酸钠的质量为12.6g-11.18g=1.42g,物质的量为
1.42g
142g/mol
=0.01mol,
故n(Na2S2O3?5H2O):n(Na2SO3):n(Na2SO4)=0.04mol:0.01mol:0.01mol=4:1:1,
故答案为:n(Na2S2O3?5H2O):n(Na2SO3):n(Na2SO4)=0.04mol:0.01mol:0.01mol=4:1:1;
(4)由(2)中分析可知,第三份硫酸不足,硫酸完全反应.由S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O;SO32-+2H+=SO2↑+H2O可知,硫酸的物质的量即为反应生成二氧化硫的物质的量,故n(H2SO4)=n(SO2)=
2.24L
22.4L/mol
=0.1mol,故该硫酸的物质的量浓度为
0.1mol
0.02L
=5mol/L,
故答案为:5mol/L.
点评:本题考查混合物的有关计算,题目难度较大,注意根据三组数据分析过量问题,根据硫的质量、二氧化硫体积、样品的总质量判断样品中含有的成分是解题关键,(5)中注意方程式的利用.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

实验室用Na2CO3?10H2O配制500ml 0.10mol?L-1的Na2CO3溶液,填空并请回答下列问题:
(1)根据实验要求填表:
应量取Na2CO3?10H2O的质量/g 应选用容量瓶的规格/mL 除容量瓶外还需要的其它玻璃仪器
 
 
 
(2)配制时,其正确的操作顺序是(用字母表示,每个字母只能用一次)
 

A.用适量水洗涤烧杯2-3次,洗涤液均注入容量瓶中,振荡.
B.用电子天平准确称量所需Na2CO3?10H2O的质量,倒入烧杯中,再加入适量水,用玻璃棒慢慢搅动,使其溶解(需要时可加热).
C.将已冷却的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,振荡,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1-2cm处
(3)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)?若没有进行A操作
 
;若加蒸馏水时不慎超过了刻度
 
;若定容时俯视刻度线
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

除去水蒸气后的水煤气主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4,继续除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气.
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)
高温
CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应.
①此反应的化学平衡常数表达式为
 

②下列能增大碳的转化率的措施是
 

A.加入C(s)    B.加入H2O(g)  C.升高温度    D.增大压强
(2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为:
CH4(g)+
3
2
O2(g)?CO(g)+2H2O(g)△H=-519kJ?mol-.工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)
①X在750℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×l05倍:
②Y在600℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍:
③Z在440℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是
 
(填“X“或“Y”或“Z”),选择的理由是
 

(3)请在答题卡的坐标图中,画出上述反应在有催化剂情况下反应过程中体系能量变化曲线.
(4)合成气合成甲醇的主要反应是:
 2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-519kJ?mol-,t℃下此反应的平衡常数为160.此温度下,在密闭容器中开始只加入CO、H2,反应l0min后测得各组分的浓度如下:
物质  H2  CO  CH3OH
浓度(mol?L-1  0.2  0.1  0.4
①该时间段内反应速率v(H2)=
 
mol?L-1?min-1
②比较此时正、逆反应速率的大小:V
 
V(填“>”、“<”或“=”)

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科目:高中化学 来源: 题型:

以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素(五价)含量极高,以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素(五价)含量极高,该废水中H2SO4的含量为19.6g?L-1,砷的含量为1.6g?L-1,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节pH到2,使CaSO4发生沉降,在投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO42形式沉降,已知:
 难溶物  Ksp
 Ca3(AsO42  6.8×10-19
 CaSO4  9.0×10-6
回答下列问题:
(1)当pH=2,溶液中c(Ca2+)约为
 
mol?L-1(溶液体积变化略去不计)
(2)废酸中五价砷的含量很高,Ca3(AsO42的Ksp又远小于CaSO4的Ksp,当溶液调节到pH=2时,c3(Ca2+?c2(AsO43-)<6.8×10-19的原因为
 
(定性说明即可)

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列有关物质性质用途分类叙述正确的是(  )
①厨房清洁剂和洁厕灵都显酸性
②醋酸、碳酸、磷酸都是弱酸
③K2Cr2O7和KMnO4都是常用的强氧化剂
④天然气和氢气都是可再生的能源.
A、①②B、②③C、②④D、③④

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列说法错误的是(  )
A、酸性溶液中K+、Fe3+、I-、SO42-可以大量共存
B、同体积、同物质的量浓度的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合,所得溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(Ac-)+c(OH-
C、pH=3的Na2SO4和盐酸的混合溶液中:c(Na+)=2c(SO42-
D、在0.1mol/L的Na2S溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)

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科目:高中化学 来源: 题型:

不论在酸性溶液还是碱性溶液中,都能大量共存的离子组是(  )
A、K+、CO32-、OH-、SO42-
B、Na+、Cu2+、SO42-、Cl-
C、Na+、Ba2+、Cl-、K+
D、Ca2+、K+、CO32-、NO3-

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科目:高中化学 来源: 题型:

A、B、C、D、E各物质的转化关系如图所示.
(1)当A为空气中含量最高的单质气体时,A是
 
(写化学式).
写出下列反应的化学方程式,并回答有关问题:
①E→C:
 

②实验室制备B:
 
.能不能用浓硫酸做B的干燥剂?
 
(填“能”或“不能”).
(2)当A为淡黄色固体单质时,A是
 
(写化学式).写出下列反应的化学方程式:
①C→D:
 

②E与木炭反应:
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

已知溶液中,还原性为HSO3->I-,氧化性为IO3->I2SO42-.在含3molNaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液,加入的KIO3和析出的I2的物质的量的关系曲线如图所示.请回答下列问题:
(1)a点处的氧化产物是
 
(填离子符号,下同),还原产物是
 
,a点对应的离子方程式为
 

(2)当n(I2)达到最大值时,n(IO3-)对应的最小值为
 
mol,此时反应的离子方程式是
 

(3)当溶液中的I-为0.4mol时,加入的KIO3
 
mol.
(4)若向100mL 1mol/L的KIO3溶液中滴加NaHSO3溶液,反应开始时的离子方程式为
 

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