【題目】過硫酸鈉(Na2S2O8)常用作漂白劑、氧化劑等。某研究小組利用下圖裝置制備Na2S2O8并探究其性質(zhì)(加熱及夾持儀器略去)。

已知:①(NH4)2S2O8+2NaOHNa2S2O8+2NH3+2H2O

2NH3+3Na2S2O8+6NaOH6Na2SO4+N2+6H2O

(1)儀器a的名稱是________________。裝置INaOH溶液的作用是___________。

(2)裝置II發(fā)生反應的同時,需要持續(xù)通入空氣的目的是_______________________。

(3)裝置III的作用是__________________________。

(4)Na2S2O8溶液與銅反應只生成兩種鹽,且反應先慢后快。

①該反應的化學方程式為___________________________。

②某同學推測反應先慢后快的原因可能是生成的Cu2+對反應起催化作用。設計實驗方案驗證該推測是否正確___________。(供選試劑:CuNa2S2O8溶液、CuSO4溶液、Cu(NO3)2溶液、蒸餾水)

(5)測定產(chǎn)品純度:稱取0.2500g樣品,用蒸餾水溶解,加入過量KI,充分反應后,再滴加幾滴指示劑,用0.1000mol/LNa2S2O8標準溶液滴定,達到滴定終點時,消耗標準溶液的體積為19.50mL。(已知:I2+2S2O32-=S4O62-+2I-)

①選用的指示劑是____________;達到滴定終點的現(xiàn)象是______________________。

②樣品的純度為___________%

【答案】分液漏斗 吸收空氣中的CO2 將三頸燒瓶中產(chǎn)生的NH3及時排出,減少副反應的發(fā)生 吸收NH3,防止倒吸 Na2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4 向盛有等質(zhì)量銅粉的試管中,分別加入等體積的硫酸銅溶液和蒸餾水,再加入等體積等濃度的Na2S2O8溶液,若加入硫酸銅溶液的試管中反應快,則該推斷正確 淀粉溶液 滴入最后一滴標準溶液,溶液的藍色褪去,且半分鐘內(nèi)不復原 92.82

【解析】

(1)根據(jù)儀器結(jié)構(gòu)判斷其名稱;NaOH溶液為堿溶液,可吸收空氣中的CO2氣體;

(2)NaOH溶液與(NH4)2S2O8反應會產(chǎn)生氨氣,裝置II發(fā)生反應的同時,需要持續(xù)通入空氣可將裝置中的NH3驅(qū)趕出來;

(3)裝置III中稀硫酸溶液可以吸收NH3,由于使用了倒扣漏斗,故可以防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生;

(4)①過硫酸鈉(Na2S2O8)具有強的氧化性,將Cu氧化為Cu2+,S2O82-被還原為SO42-,根據(jù)電子守恒、原子守恒分析;

②若設計一個實驗證明Cu2+對反應起催化作用,可采取對比實驗,其中一個沒有Cu2+,另外一個有Cu2+可確定設想的合理性;

(5)①根據(jù)I2遇淀粉溶液變?yōu)樗{色,選用淀粉溶液為指示劑,根據(jù)KINa2S2O8發(fā)生反應生成I2,I2Na2S2O3反應測定,若反應完全,溶液中無I2,藍色消失分析判斷;

②根據(jù)Na2S2O8發(fā)生反應生成I2Na2S2O3的物質(zhì)的量關系,用關系式法計算該樣品的純度。

(1)根據(jù)儀器結(jié)構(gòu)可知該儀器名稱為分液漏斗;裝置INaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO2,防止干擾實驗;

(2)在裝置IINaOH溶液與(NH4)2S2O8反應會產(chǎn)生氨氣,為防止污染環(huán)境,在裝置II發(fā)生反應的同時,需要持續(xù)通入空氣可將裝置中的NH3及時排出,減少副反應的發(fā)生;

(3)裝置III是稀硫酸溶液,大量溶解吸收NH3,由于使用了倒扣漏斗,因此使氣體被充分吸收,同時也可以防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生;

(4)①過硫酸鈉(Na2S2O8)具有強的氧化性,能將Cu氧化為Cu2+,S2O82-被還原為SO42-,根據(jù)電子守恒、原子守恒可得反應的方程式為:Na2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4;

②設計實驗證明Cu2+對反應起催化作用的實驗方法是:采取對比實驗,向盛有等質(zhì)量銅粉的試管中,分別加入等體積的硫酸銅溶液和蒸餾水,再加入等體積等濃度的Na2S2O8溶液,若加入硫酸銅溶液的試管中反應快,則該推斷正確,否則Cu2+沒有催化作用,推斷錯誤;

(5)①根據(jù)I2遇淀粉溶液變?yōu)樗{色,可選用淀粉溶液為指示劑,若滴定達到終點,會看到溶液由藍色變?yōu)闊o色,半分鐘內(nèi)不再變?yōu)樗{色判斷;

Na2S2O8作氧化劑,1mol會得到2mol電子,KI被氧化變?yōu)?/span>I2,轉(zhuǎn)移2mol電子,I2Na2S2O3反應方程式為:I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI,可得關系式:Na2S2O8—I2—2Na2S2O3,n(Na2S2O3)= 0.1000mol/L×19.50mL×10-3L/mL=1.95×10-3mol,則n(Na2S2O8)= n(Na2S2O3)=9.75×10-4mol,m(Na2S2O8)= 9.75×10-4mol×238g/mol=0.23205g,則該樣品的純度為(0.23205g ÷0.2500g)×100=92.82%。

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2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) H2=-310.6kJ/mol

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Ksp(CuCl)=___________。

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(2)2 min末時,B的平衡濃度為________,D的平均反應速率為________。

(3)若溫度不變,縮小容器容積,則A的轉(zhuǎn)化率______(增大”“減小不變”),原因是_____________________________________________________________。

(4)如果在相同的條件下,上述反應從逆反應方向進行,開始時加入C、D4/3mol。若使平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度與原平衡相同,則還應該加入B______mol。

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