硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得。已知:Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在。(1)某研究小组设计的制备Na2S2O3·5H2O

硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得。已知:Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在。(1)某研究小组设计的制备Na2S2O3·5H2O

题型:不详难度:来源:
硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得。已知:Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在。
(1)某研究小组设计的制备Na2S2O3·5H2O的装置和部分操作步骤如下。

Ⅰ.打开K1关闭K2,向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸,加热。
Ⅱ.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7时,打开K2,关闭K1即停止C中的反应,停止加热。
Ⅲ.过滤C中的混合液。
Ⅳ.将滤液经过              、过滤、洗涤、烘干,得到产品Na2S2O3·5H2O。
①Ⅱ中,“当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应”的原因是                             (用离子方程式表示)。
②Ⅳ中,操作步骤是                      
③装置B中盛放的试剂是(填化学式)           溶液。
④有一小组在实验中发现,二氧化硫气体产生缓慢以致后续现象不明显,但又不存在气密性问题,请你推测可能的原因                                                                                                                                               
(2)常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2的浓度,步骤如下:取废水25.00 mL,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KI溶液,充分反应后得混合溶液V mL,将其平均分成4等份,加入淀粉溶液作指示剂,用0.001 0 mol·L-1的Na2S2O3溶液进行滴定,反应完全时,相关数据记录如下表所示:
编号
1
2
3
4
消耗Na2S2O3标准
 
 
 
 
溶液的体积/mL
18.02
17.98
18.00
20.03
 
部分反应离子方程式为:
①Cr2O72-+6I+14H=2Cr3+3I2+7H2O;
②I2+2S2O32-=2I+S4O62-
则判断达到滴定终点的现象是                                                                                                                                               ,废水中Ba2的物质的量浓度                                                     _。
答案
(1)①S2O32-+2H=S↓+SO2↑+H2O ②蒸发浓缩 冷却结晶 ③NaOH
④浓硫酸浓度不够或铜被氧化或固体中含不与浓硫酸反应的杂质等合理答案均可
(2)加入最后一滴Na2S2O3标准溶液后,蓝色消失,且半分钟内颜色不改变  9.6×10-4  mol·L-1  
解析
(1)制取Na2S2O3·5H2O的原理为SO2首先与C装置中的Na2CO3溶液反应生成Na2SO3,然后发生反应S+Na2SO3=Na2S2O3,过量的SO2会产生酸性环境,根据题意Na2S2O3在酸性条件下易发生反应S2O32-+2H=S↓+SO2↑+H2O,一部分S2O32-反应时消耗H可使溶液pH增大,最后过滤除去硫单质,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,过滤即可得Na2S2O3·5H2O。装置B的作用是处理尾气,其中所盛液体为NaOH溶液。
(2)平行测定的四组数据中有一组为“离群数据”,舍去,其他三组数据取平均值为18.00 mL。根据题意可得关系式:Ba2~BaCrO4Cr2O72-I2~3Na2S2O3。故废水中Ba2的物质的量浓度为
c(Ba2)==9.6×10-4  mol·L-1
举一反三
请回答下列化工生产中的一些问题:
(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂,你认为厂址宜选在       的郊区(填标号)。
A.有丰富黄铁矿资源的城市
B.风光秀丽的旅游城市
C.消耗硫酸甚多的工业城市
D.人口稠密的文化、商业中心城市
(2)CuFeS2 是黄铁矿的另一成分,煅烧时CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2,该反应的化学方程式为                                                         
(3)为提高SO3吸收率,实际生产中通常用                 吸收SO3
(4)已知反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH <0,现将0.050 mol SO2和0.030 mol O2充入容积为1 L的密闭容器中,反应在一定条件下达到平衡,测得反应后容器压强缩小到原来压强的75%,则该条件下SO2的转化率为         ;该条件下的平衡常数为               
(5)由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成),其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化(见下表)
沸腾炉温度/℃
600
620
640
炉渣中CuSO4的质量数/%
9.3
9.2
9.0
 
已知CuSO4在低于660 ℃时不会分解,请简要分析上表中CuSO4 的质量分数随温度升高而降低的原因                                                                                                                                                                                                                       
(6)在硫酸工业尾气中,SO2是主要大气污染物,必须进行净化处理,处理方法可用         (填名称)吸收,然后再用硫酸处理,重新生成SO2和一种生产水泥的辅料,写出这两步反应的化学方程式                                                                                                                                               
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(1)火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用如图所示的工艺流程生产硫酸。

请回答下列问题:
①为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装             (填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是                         
②为使硫黄充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%。为提高SO2转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为       。假设接触室中SO2的转化率为95%,b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为       。(空气中氧气的体积分数按0.2计),该尾气的处理方法是                                                     _。
③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,该工艺的特点是       (可多选)。
A.耗氧量减少
B.二氧化硫的转化率提高
C.产生的废气减少
D.不需要使用催化剂
(2)硫酸的用途非常广泛,可应用于下列哪些方面       (可多选)。
A.橡胶的硫化
B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C.铅蓄电池的生产
D.过磷酸钙的制备
(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石,可有效减少煤燃烧时SO2的排放,请写出此脱硫过程中反应的化学方程式                                                                                                                                               
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有下列两种转化途径,某些反应条件和产物已省略,下列有关说法不正确的是(   )
途径①       S H2SO4
途径②      
A.途径①反应中体现了浓硝酸的强氧化性和酸性
B.途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2浓度来降低成本
C.由途径①和②分别制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,各转移6 mol e-
D.途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念是因为途径②比途径①污染相对小且原子利用率高

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亚硫酸钠中的+4价硫,既有氧化性,又有还原性。现有试剂:溴水、Na2S溶液、 Na2SO3溶液、稀硫酸、NaOH溶液、氨水。
(1)要证明Na2SO3具有还原性,应选用的试剂有_____,看到的现象是___________________________________。
反应的离子方程式为:_______________________。
(2)要证明Na2SO3具有氧化性,应选用的试剂有_____,看到的现象是___________________________________。
反应的离子方程式为:_______________________。
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某化学探究小组欲对SO2的化学性质进行如下探究,请你帮助他完成实验报告。
物质
类别
化学性
质预测
实验验证
实验操作
实验现象
实质(用离子
方程式表示)
二氧
化硫
酸性
氧化物
与水
反应
将盛满SO2气体的试管倒立在水中,并测定试管中溶液的pH
     
SO2+H2O
H2SO3
与碱
反应
                           
出现白
色沉淀
           
 
(2)该探究小组还根据SO2中S元素的化合价,预测并通过实验探究SO2的其他性质。探究过程中选用的实验药品有:浓硫酸、亚硫酸钠固体、Na2S溶液、酸性高锰酸钾溶液、品红溶液等。探究过程的实验装置图如图所示,请回答下列问题。

①请你完成下列表格。
装置
药品
作用
A
 
验证二氧化硫的还原性
B
 
 
C
品红溶液
 
 
②A中发生反应的离子方程式为                            
③实验时C中的实验现象是                               
④D装置的作用是       。E是尾气处理装置,有人认为E装置中可以加入足量的Ba(NO3)2溶液,你认为是否合理,请结合离子方程式加以说明:                          
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