硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一,反应原理为:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2(该反应△H>0)。某研究小组在实验室用硫

硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一,反应原理为:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2(该反应△H>0)。某研究小组在实验室用硫

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硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一,反应原理为:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2(该反应△H>0)。某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O3·5H2O流程如下。

(1)吸硫装置如图所示。

①装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效率,B中试剂是           ,表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液            。
②为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,除了及时搅拌反应物外,还可采取的合理措施是                                。(写出两条)
(2)假设本实验所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH,设计实验方案进行检验。(室温时CaCO3饱和溶液的pH=10.2)
限选试剂及仪器:稀硝酸、AgNO3溶液、CaCl2溶液、Ca(NO3)2溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、试管、滴管
序号
实验操作
预期现象
结论

取少量样品于试管中,加入适量蒸馏水,充分振荡溶解,___________________。
_______________
样品含NaCl

另取少量样品于烧杯中,加入适量蒸馏水,充分搅拌溶解,___________________。
_______________
样品含NaOH
 
(3)Na2S2O3溶液是定量实验中的常用试剂,测定其浓度的过程如下:准确称取a g KIO3(化学式量:214)固体配成溶液,加入过量KI固体和H2SO4溶液,滴加指示剂,用Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL。则c(Na2S2O3)=_________mol·L-1。(只列出算式,不作运算)
已知:Cr2O72+6I+14H+= 2Cr3++3I2+7H2O     2S2O32+I2=S4O62+2I
(4)某同学第一步和第二步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的Na2S2O3浓度可能        (填“无影响”、“偏低”或“偏高”),原因是                                 
答案
(1)①品红、溴水或KMnO4溶液;溶液颜色很快褪色或指出相应试剂的正确颜色(红色、黄色等)很快褪色也可得分。 (2分,每个1分)
②增大SO2的接触面积、控制SO2的流速、适当升高温度(答其中二条即可)(4分,每个2分)
(2)(8分,每个2分)
序号
实验操作
预期现象

滴加足量稀硝酸,再滴加少量AgNO3溶液,振荡。
有白色沉淀生成

加入过量CaCl2溶液,搅拌,静置,用pH计测定上层清液pH
有白色沉淀生成,上层清液pH大于10.2
 
(3)6000a/214V 或3000a/107V   (其它正确答案也给分)   (2分)
(4)偏高;4I+4H++O2=2I2+2H2O
解析

试题分析:(1)①由于SO2具有还原性、漂白性,因此若 装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效率,则B中试剂可以是品红、溴水或KMnO4溶液,表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液溶液颜色很快褪色。
②要使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,除了及时搅拌反应物外,还可采取的合理措施是增大SO2的接触面积、控制SO2的流速、适当升高温度等。
(2)氯离子的检验可以利用硝酸酸化的硝酸银溶液;由于饱和碳酸钙溶液的pH=10.2,所以可以先进入氯化钙溶液,然后测量溶液的pH值进行对比即可,因此答案为:
序号
实验操作
预期现象

滴加足量稀硝酸,再滴加少量AgNO3溶液,振荡。
有白色沉淀生成

加入过量CaCl2溶液,搅拌,静置,用pH计测定上层清液pH
有白色沉淀生成,上层清液pH大于10.2
 
(3)ag硝酸钾的物质的量是mol,则根据反应式IO3+5I+6H=3I2+3H2O、2S2O32+I2=S4O62+2I可知:IO3~~~~~6S2O32
1mol          6mol
mol       mol×6
所以c(Na2S2O3)=mol/L=mol/L
(4)由于碘离子易被氧化:4I+4H++O2=2I2+2H2O,因此如果第三步滴速太慢,则导致消耗的硫代硫酸钠溶液的体积增加,从而导致其浓度偏高。
举一反三
二氧化硫是硫的重要化合物,在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒,并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产,二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。完成下列填空:
(1)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。

如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,并希望能控制反应速度,上图中可选用的发生装置是         (填写字母)。
(2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫,至少需要称取亚硫酸钠      g(保留一位小数);如果已有4.0%亚硫酸钠(质量分数),被氧化成硫酸钠,则至少需称取该亚硫酸钠       g(保留一位小数)。
(3)实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。
石灰—石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收反应为:SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化,反应为2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4·2H2O。其流程如下图:


碱法的吸收反应为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下图:

已知:
试剂
Ca(OH)2
NaOH
价格(元/kg)
0.36
2.9
吸收SO2的成本(元/mol)
0.027
0.232
 
石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是                 。和碱法相比,石灰-石膏法的优点是             ,缺点是                
(4)在石灰-石膏法和碱法的基础上,设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案(用流程图表示)。
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海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl、Br、SO42-、HCO3-、CO32-等离子,火力发电时排放的烟气可用海水脱硫,其工艺流程如下图所示,下列说法错误的是
A.海水pH约为8的原因主要是天然海水含CO32-、HCO3-
B.吸收塔中发生的反应有SO2+H2OH2SO3
C.氧化主要是氧气将HSO3-、SO32-、H2SO3氧化为SO42-
D.经稀释“排放”出的废水中,SO42-浓度与海水相同

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化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列叙述正确的是
A.单质硅是将太阳能转化为电能的常用材料
B.硅酸钠的俗名为玻璃,可用于制备硅胶和木材防火剂
C.用浓H2SO4刻蚀工艺玻璃上的纹饰
D.SO2具有氧化性,可用来漂白纸浆

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将通有H2S的导气管伸入充满氧气的集气瓶内点燃,描述反应过程的曲线错误的是

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某浓H2SO4的标签上写明含H2SO4 96~98.3%,欲得其准确的值,有效的方法是
A.测pH值B.测导电性大小C.测密度D.进行中和滴定

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