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    19．硫代硫酸钠俗称“海波”，又名“大苏打”，具有较强的还原性和配位能力，是冲洗照相底片的定影剂，棉织物漂白后的脱氯剂，定量分析中的还原剂．硫代硫酸钠（Na2S2O3）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得，装置如图（a）所示．

    已知：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，有关物质的溶解度曲线如图（b）所示，
    （1）Na2S2O3•5H2O的制备：
    步骤1：如图连接好装置后，检查A、C装置气密性的操作是关闭分液漏斗活塞，往D广口瓶中加水至浸没长导管；打开K1、关闭K2，用酒精灯微热圆底烧瓶，若D长导管口有气泡产生，停止加热后长导管内形成一段水柱，说明气密性良好
    步骤2：加入药品，打开K1、关闭K2，加热，装置B、D中的药品可选用下列物质中的ACD．（填编号）
    A．NaOH溶液    B．浓H2SO4     C．酸性KMnO4溶液  D．饱和NaHCO3溶液
    步骤3：C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少．当C中溶液的pH接近或不小于7时，打开K2、关闭K1并停止加热；C中溶液要控制pH的理由是Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在．
    步骤4：过滤C中的混合液，将滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品．
    （2）Na2S2O3性质的检验：向足量的新制氯水中滴加Na2S2O3溶液，氯水颜色变浅，写出该反应的化学方程式Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl，再向溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，据此认为Na2S2O3具有还原性．该方案是否正确并说明理由不正确，因为氯水中含有氯离子．
    （3）常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度，步骤如下：取废水25.00mL，控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液，得BaCrO4沉淀；过滤、洗涤后，用适量稀盐酸溶解．此时CrO42-全部转化为Cr2O72-；再加过量KI溶液，充分反应后，加入淀粉溶液作指示剂，用0.010mol•L-1的Na2S2O3溶液进行滴定，反应完全时，消耗Na2S2O3溶液18.00mL．部分反应的离子方程式为：①Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O； ②I2+2S2O32-=2I-+S4O62-则该废水中Ba2+的物质的量浓度为2.4×10-3mol•L-1．

    分析 图（a）中，加热条件下，铜和浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，二氧化硫和碳酸钠、S在C中反应生成硫代硫酸钠，二氧化硫属于酸性氧化物，且有毒，不能直接排空，应该用碱液吸收；
    （1）步骤1：利用压强差检验装置的气密性；
    步骤2：二氧化硫具有还原性，属于酸性氧化物，且有毒，不能直接排空，可以用酸性高锰酸钾溶液或碱性溶液吸收；
    步骤3：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，在碱性条件下稳定存在；
    步骤4：从溶液中获取溶质，需要采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法；
    （2）氯气具有强氧化性，硫代硫酸钠具有还原性，二者发生氧化还原反应生成硫酸钠、硫酸和盐酸；
    氯水中含有氯离子，影响硫代硫酸钠还原性的判断；
    （3）由题意可知，BaCrO4用盐酸溶解转化为Cr2O2-7，由元素守恒及已知方程式可得关系式：2Ba2+～2BaCrO4～Cr2O2-7～3I2～6Na2S2O3，结合消耗的Na2S2O3利用关系式计算溶液中n（Ba2+），进而计算c（Ba2+）．

    解答 解：图（a）中，加热条件下，铜和浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，二氧化硫和碳酸钠、S在C中反应生成硫代硫酸钠，二氧化硫属于酸性氧化物，且有毒，不能直接排空，应该用碱液吸收；
    （1）步骤1：气密性检验方法为关闭分液漏斗活塞，往D广口瓶中加水至浸没长导管；打开K1、关闭K2，用酒精灯微热圆底烧瓶，若D长导管口有气泡产生，停止加热后长导管内形成一段水柱，说明气密性良好，
    步骤2：二氧化硫具有还原性，属于酸性氧化物，且有毒，不能直接排空，可以用酸性高锰酸钾溶液氧化而被酸性高锰酸钾溶液吸收，亚硫酸酸性大于碳酸，所以能和碳酸氢钠、NaOH溶液反应而被氢氧化钠溶液或饱和碳酸氢钠溶液吸收，
    步骤3：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，在碱性条件下能稳定存在，为了防止硫代硫酸钠发生反应，要控制溶液的pH接近或不小于7；
    步骤4：从溶液中获取溶质，需要采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法，
    故答案为：关闭分液漏斗活塞，往D广口瓶中加水至浸没长导管；打开K1、关闭K2，用酒精灯微热圆底烧瓶，若D长导管口有气泡产生，停止加热后长导管内形成一段水柱，说明气密性良好；
    ACD；接近或不小于7；Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在；蒸发浓缩；冷却结晶；
    （2）氯气具有强氧化性，硫代硫酸钠具有还原性，二者发生氧化还原反应生成硫酸钠、硫酸和盐酸，反应方程式为Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl；
    氯水中含有氯离子，影响硫代硫酸钠还原性的判断，所以不正确，
    故答案为：Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl；不正确，因为氯水中含有氯离子；
    （3）由题意可知，BaCrO4用盐酸溶解转化为Cr2O2-7，由元素守恒及已知方程式可得关系式：2Ba2+～2BaCrO4～Cr2O2-7～3I2～6Na2S2O3，消耗的Na2S2O3为0.018L×0.01mol/L，则n（Ba2+）=0.018L×0.01mol/L×$\frac{1}{3}$=0.00006mol，故溶液中c（Ba2+）=$\frac{6×1{0}^{-5}mol}{0.025L}$=2.4×10-3 mol•L-1，
    故答案为：2.4×10-3 mol•L-1．

    点评 本题考查物质制备实验方案设计，为高频考点，涉及气密性检验、对实验装置及步骤的分析评价、物质的分离提纯、氧化还原反应滴定，注意图a中各个装置的作用及发生的反应，难点是确定（3）中各个物理量之间的关系，题目难度中等．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    5．下列在一定条件下进行的反应属于水解反应的是①③⑤⑥①（C6H10O5）n（淀粉）十nH2O→nC6H12O6（葡萄糖）；②C2H4+H2O→C2H5OH；③A13++3H20?A1（OH）3+3H+；④NH3•H20?NH4++0H-；⑤CH3CH20Na+H2O→CH3CH2OH+Na0H；⑥Mgs+2H20=Mg（OH）2+H2S．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    6．在一定条件下，存在下列反应
    C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H1=-a kJ•mol-1 ①
    C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（g）△H2=-b kJ•mol-1 ②
    下列判断正确的是（　　）
    A．△H1＞△H2B．a=bC．a＞bD．a＜b

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    7．用含少量铁的氧化物的氧化铜制取氯化铜晶体（CuCl2•xH2O）．有如下操作：

    已知：在pH为4～5时，Fe3+几乎完全水解而沉淀，而此时Cu2+却几乎不水解．
    （1）溶液A中的金属离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+．能检验溶液A中Fe2+的试剂为①（填编号，下同）     ①KMnO4   ②（NH4）2S   ③NaOH   ④KSCN
    （2）要得到较纯的产品，试剂可选用③④⑤
    ①NaOH      ②FeO     ③CuO      ④Cu（OH）2   ⑤Cu2（OH）2CO3
    （3）欲测定溶液A中的Fe2+的浓度，实验前，首先要配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、药匙、胶头滴管外，还需250mL容量瓶，下列滴定方式中（夹持部分略去），最合理的是b（填序号）

    写出滴定反应的离子方程式5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
    （4）某同学设计以原电池的形式实现Fe2+至Fe3+的转化，电解质溶液为稀硫酸，请写出负极的电极反应式Fe2+-e-═Fe3+
    （5）为了测定制得的氯化铜晶体（CuCl2•xH2O）中x的值，某兴趣小组设计了两种实验方案
    方案一：称取m g晶体灼烧至质量不再减轻为止，冷却、称量所得无水CuCl2的质量为n1g．
    方案二：称取mg晶体溶于水，加入足量氢氧化钠溶液、过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止，冷却，称量所得固体的质量为n2g．
    试评价上述两种实验方案：其中正确的方案是二（填”一”或”二”）
    据此计算得x=$\frac{80m-135{n}_{2}}{18{n}_{2}}$（用含m、n1或n2的代数式表示）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    14．工业上目前使用两种方法制取乙醛：（1）乙炔水化法；（2）乙烯氧化法．下列两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率、产量等有关的信息情况：
    表一：原料、反应条件、平衡转化率、日产量
    乙炔水化法乙烯氧化法
    原料乙炔、水乙烯、空气
    反应条件HgSO4、100～125℃PdCl2-CuCl2、100～125℃
    平衡转化率乙炔平衡转化率90%左右乙烯平衡转化率80%左右
    日产量2.5吨（某设备条件下）3.6吨（相同设备条件下）
    表二：原料来源生产工艺   
    原料生产工艺过程
    乙炔CaCO3$\stackrel{①850-1100℃}{→}$CaO$→_{1100℃}^{②+C、电炉}$CaC2$\stackrel{③饱和食盐水}{→}$C2H2
    乙烯来源于石油裂解气
    根据上述两表，回答下列问题：
    （1）写出下列化学方程式：
    a．乙炔水化法制乙醛CH≡CH+H2O$→_{△}^{催化剂}$CH3CHO．
    b．乙烯氧化法制乙醛2CH2=CH2+O2$→_{△}^{催化剂}$2CH3CHO．
    （2）从两表中分析，现代工业上乙烯氧化法逐步取代乙炔水化法，分析可能的原因（从环境、原料来源、能耗等角度分析，任写一点）：两者反应条件温度相当，但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂，汞盐的毒性大，虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法，但反应快、日产量比其高得多，乙炔的制取要经过多步反应制得，且消耗大量的热能、电能，但是乙烯来源于石油裂解气，消耗的总能量比乙炔少，且较容易获得等．
    （3）从化学反应速率角度分析，在相同条件下，两种制取乙醛的方法哪种快？乙烯氧化法快．
    （4）若将上述两种方法的反应条件，均增加“100个标准大气压”，原料转化率会再增大一些，但在实际生产中却不采用这样的方法，理由是因为两种方法在相同反应条件下，转化率已经很高，增大压强将消耗能量和增加设备预算，不经济．
    （5）如果某工厂以乙烯为原料，通过3步可以制得聚氯乙烯，请写出合理的反应方程式（无机试剂和溶剂等任选，改过程中不发生取代反应）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    4．已知乙二酸（ HOOC-COOH）俗称草酸，它是一种易溶于水的二元弱酸，酸性强于碳酸，其盐草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物．无色晶体H2C2O4•2H2O称为草酸晶体，其熔点为101.5℃．草酸晶体失去结晶水得无水草酸，它在157℃升华．
    根据上述信息，回答下列问题．
    （1）向盛有2mL饱和NaHCO3溶液的试管里加入少量乙二酸溶液，观察到的现象是有无色气泡产生，写出该反应的离子方程式：2HCO3-+H2C2O4=2H2O+2CO2↑+C2O42-．
    （2）配平乙二酸与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式：
    2 MnO4-+5 H2C2O4+6H+-2Mn2++10CO2↑+8H2O
    （3）向试管A中加入3mL乙醇，然后边振荡试管边加入2mL浓硫酸和2mL乙二酸溶液，按下图Ⅰ连接好装置，加热3-5min．在装有饱和Na2CO3溶液的试管B中有油状且带有香味的液体产生．B中导管口在液面上而不伸入液面下的原因是防止倒吸（或防止B中液体倒吸至A中）．写出乙二酸与足量乙醇完全酯化的化学反应方程式．

    （4）已知草酸分解的化学方程式为：H2C2O4═$\frac{\underline{\;187℃\;}}{\;}$H2O+CO↑+CO2↑．
    利用图Ⅱ①和图Ⅱ②加热草酸晶体，以验证草酸受热是否分解．连续加热一段时间后的现象是：
    图Ⅱ①：试管里澄清石灰水先变浑浊，后又变澄清，其原因是草酸受热分解产生CO2，CO2使澄清石灰水变浑浊，过量CO2使浑浊又变澄清；
    图Ⅱ②：试管里澄清石灰水只变浑浊，其原因是由于大量草酸蒸气逸出，与石灰水反应生成草酸钙沉淀；
    能验证草酸受热分解的装置是①（填图Ⅱ中的编号“①”或“②”），理由是：增加了冷凝回流装置，避免草酸蒸气逸出（从装置的特点分析）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    11．单晶硅是信息产业中重要的基础材料．工业上可用焦炭与二氧化硅的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO，SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅．如图是实验室制备SiCl4的装置示意图．

    已知SiCl4的熔点为-70.0℃，沸点为57.7℃，且遇水易反应，
    请回答下列问题：
    （1）写出装置A中发生反应的离子方程式：MnO2+4H++2Cl- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++2H2O+Cl2↑
    （2）装置B中的试剂是饱和食盐水；装置C的作用为干燥氯气
    （3）装置D的玻璃管中发生主要反应的化学方程式是SiO2+2C+2Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiCl4+2CO，装置F的作用为防止F右端的水蒸气进入E与四氯化硅反应，造成产物不纯．
    （4）G中吸收气体一段时间后，吸收液中肯定存在OH-、Cl-和SO42-．为探究该吸收液中可能存在的其它酸根离子（忽略空气中CO2的影响），研究小组实验设计如下
    【提出假设】假设1：只有SO32-：假设2：既无SO32-也无ClO-；假设3：只有ClO-：
    【设计方案，进行试验】可供选择的实验试剂有：3mol/L H2SO4溶液、1mol/L NaOH溶液、品红溶液、0.01mol/L KMnO4溶液、淀粉-KI溶液．各取少量吸收液于a、b、c三支试管中，分别滴加3mol/L H2SO4酸化后，进行下列实验：
    请完成如表：
    序号操作可能出现的现象结论
    ①向a试管中滴加几滴0.01mol/L的KMnO4若溶液褪色则假设1成立
    若溶液不褪色则假设2或3成立
    ②向b试管中滴加几滴品红若溶液褪色则假设1或3成立
    若溶液不褪色则假设2成立
    ③向c试管中滴加几滴淀粉-KI溶液则假设3成立

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    8．高铁酸钾是一种高效的多功能的水处理剂．高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景．其制备路线如图1：

    （1）操作①搅拌的目的是，操作③名称是过滤．
    （2）反应器中，NaOH、NaClO及Fe（NO3）3反应的离子方程式为2Fe（OH）3+4OH-+3ClO-=2FeO4-+3Cl-+5H2O．
    （3）你认为操作④能够发生转化的原因是此条件下，高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠或[Ksp（K2FeO4）小于Ksp（Na2FeO4）]．
    （4）反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响．
    图2为不同的温度下，Fe（NO3）3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响；
    图3为一定温度下，Fe（NO3）3质量浓度最佳时，NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响．
    ①工业生产中最佳温度为℃，此时Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为6：5．
    ②若NaClO加入过量，氧化过程中会生成Fe（OH）3，写出该反应的离子方程式：3ClO-+Fe3++3H2O=Fe（OH）3↓+3HClO．
    （5）K2FeO4在水溶液中易水解生成能使带火星的木条复燃的气体单质，请写出该反应的离子方程式4FeO42-+10H2O═4Fe（OH）3（胶体）+3O2↑+8OH-．
    在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用B溶液（填序号）．
    A．H2O   B．CH3COONa、异丙醇   C．NH4Cl、异丙醇   D．Fe（NO3）3、异丙醇．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    9．既能与锌发生置换反应，又能与烧碱发生复分解反应的是（　　）
    A．CuCl2溶液B．NaCl溶液C．MgSO4溶液D．K2CO3溶液

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