酸钠和硫磺制备Na2S2O3?5H2O。制备原理为:Na2SO3+S+5H2O═Na2S2O3?5H2O。某化学兴趣小组在实验室制备硫代硫酸钠晶体并探究其化学性质。 Ⅰ.实验室制取Na2S2O3?5H2O晶体的步骤如下: ①称取12.6 g Na2SO3于烧杯中,溶于80.0 mL水。 ②另取4.0 g硫粉,用少许乙醇润湿后,加到上述溶液中。
③水浴加热(如图1所示,部分装置略去),微沸,反应约1小时后过滤。 ④滤液在经过蒸发浓缩、冷却结晶后析出Na2S2O3?5H2O晶体。 ⑤进行减压过滤(如图2所示)、乙醇洗涤并干燥。请回答:
(1)仪器B的名称是_____。
(2)步骤④在浓缩过程中不能蒸发过度,其原因是_____。步骤⑤如欲停止抽滤,应先将吸滤瓶支管上的橡皮管拔下,再关抽气泵,其原因是_____。
(3)洗涤时为尽可能避免产品损失应选用的试剂是_____。 A.水 B.乙醇 C.氢氧化钠溶液 D.稀盐酸 Ⅱ.设计以下实验流程探究Na2S2O3的某些化学性质
(4)实验①Na2S2O3溶液pH=8的原因是_____(用离子方程式表示)。 (5)写出实验②中发生的离子反应方程式_____。
Ⅲ.用Na2S2O3的溶液测定溶液中ClO2的物质的量浓度,可进行以下实验。 步骤1:准确量取ClO2溶液10.00mL,稀释成100mL试样。
步骤2:量取V1 ML试样加入到锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,摇匀,在暗处静置30分钟(已知:ClO2+I﹣+H+—I2+Cl﹣+H2O 未配平)。
I2+2S2O32步骤3:以淀粉溶液作指示剂,用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL(已知:
﹣
=2I﹣+S4O62﹣)。
(6)滴定终点现象是_____。根据上述步骤计算出原ClO2溶液的物质的量浓度为_____ mol/L(用含字母的代数式表示)。
Na2S2O3?5H2O发生分解 避免发生水倒吸 B S2O32【答案】球形冷凝管 避免温度高于48℃,
﹣
+H2O?HS2O3﹣+OH﹣ S2O32﹣+5H2O+4Cl2+2Ba2+=2BaSO4↓+8Cl﹣+10H+ 溶液蓝色褪去,并在半分钟内
2cV2 V1不恢复 【解析】 【分析】
(1)、根据装置图可知,仪器B为球形冷凝管;
(2)、根据题干信息‘Na2S2O3?5H2O于40~45℃熔化,48℃分解’解答;停止抽滤时,应先将吸滤瓶支管上的橡皮管拔下,再关抽气泵,是为了避免发生水倒吸;
(3)、硫粉难溶于水、微溶于乙醇,乙醇湿润可以使硫粉易于分散到溶液中,硫在酒精中微溶,可以增大接触面积,提高反应速率;
(4)、常温下,由pH=8,是Na2S2O3为强碱弱酸盐,水解呈碱性;
(5)、加入足量氨水同时加入氯化钡溶液,氯水具有氧化性,Na2S2O3具有还原性,发生氧化还原反应,生成SO42-和Cl-,生成的SO42-再与Ba2+反应;
(6)、滴定终点时Na2S2O3溶液将碘全部还原,以淀粉溶液作指示剂,溶液蓝色褪去;由方程式2ClO2+10I- +8H+=5I2+2Cl-+4H2O、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-得关系式ClO2~52S2O32-, n (2S2O32-) =cV2×10-3mol,所以V1mL ClO2的溶液中含有的ClO2的物质的量为2cV2×10-4mol,根据c=【详解】
(1)由装置图可知仪器B为球形冷凝管,故答案为:球形冷凝管;
(2)加热时应避免温度高于48℃,Na2S2O3?5H2O发生分解,抽滤时应避免倒吸,如欲停止抽滤,应先将吸滤瓶支管上的橡皮管拔下,再关抽气泵,其原因是避免发生水倒吸, 故答案为:避免温度高于48℃,Na2S2O3?5H2O发生分解;避免发生水倒吸; (3)洗涤时为尽可能避免产品损失应选用乙醇,故答案为:B;
(4)Na2S2O3为强碱弱酸盐,水解呈碱性,离子方程式为S2O32﹣+H2O?HS2O3﹣+OH﹣,
﹣﹣﹣
故答案为:S2O32+H2O?HS2O3+OH;
﹣﹣
(5)实验②中发生的离子反应方程式为S2O32+5H2O+4Cl2+2Ba2+=2BaSO4↓+8Cl+10H+,
n计算出原ClO2溶液的物质的量浓度。 V故答案为:S2O32﹣+5H2O+4Cl2+2Ba2+=2BaSO4↓+8Cl﹣+10H+;
(6)滴定终点,溶液蓝色褪色,且半分钟内不恢复,反应的关系式为2ClO2~5I2~10S2O32﹣,n(Na2S2O3)=V2c×10mol,则c(ClO2)
﹣3
cV2?10-3molV1?10-3L?2cV22?10=mol/L,
V1012cV2。 V1故答案为:溶液蓝色褪去,并在半分钟内不恢复;三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.某课题组的研究人员用有机物A、D为主要原料,合成高分子化合物F的流程如图所示:
已知:①A属于烃类化合物,在相同条件下,A相对于H2的密度为13。 ②D的分子式为C7H8O,遇FeCl3溶液不发生显色反应。 ③R1CHO?R2CH2COOH请回答以下问题:
(1)A的结构简式为________。
(2)反应①的反应类型为________,B中所含官能团的名称为______。 (3)反应③的化学方程式是_______________。
(4)D的核磁共振氢谱有_______组峰; D的同分异构体中,属于芳香族化合物的还有________(不含D)种。
(5)反应④的化学方程式是____________。
(6)参照上述流程信息和已知信息,以乙醇和苯乙醇为原料(无机试剂任选)制备化工产品
设计合理的合成路线__________。合成路线流程图示例:
3? CH3CH2OOCCH3 CH3CH2OH????浓硫酸/加热
CHCOOH【答案】CH≡CH 加成反应 碳碳双键、酯基
5 4
【解析】 【分析】
A属于烃类化合物,A相对于H2的密度为13,在相同条件下,则A的相对分子质量为26,其分子式为C2H2,
应为乙炔,结构简式为CH≡CH;B在催化剂作用下发生加聚反应生成,结合B的分子式
C4H6O2,可知B的结构简式为CH2=CHOCOCH3,说明A和CH3COOH发生加成反应生成了B;
再在NaOH的水溶液中发生水解生成的C应为
D的分子式为C7H8O,;遇FeCl3溶液不发生
显色反应,再结合D催化氧化生成了,可知D为苯甲醇,其结构简式为;
苯甲醛再和CH3COOH发生信息③的反应生成的E为C和E发生酯化反应生成高,
分子化合物F为;
(6)以乙醇和苯乙醇为原料制备可利用乙醇连续氧化生成的
乙酸与乙醛发生加成反应生成CH3CH=CHCOOH,最后再与苯乙醇发生酯化反应即可得到
。
【详解】
(1)A的分子式为C2H2,应为乙炔,结构简式为CH≡CH;
(2)反应①CH≡CH和CH3COOH发生加成反应生成了CH2=CHOCOCH3,反应类型为加成反应;B为CH2=CHOCOCH3,所含官能团的名称为碳碳双键和酯基;
(3)反应③是在
NaOH的水溶液中发生水解反应,反应化学方程式是
;
(4)D为,有5种等效氢,核磁共振氢谱有5组峰,峰面积比为1:2:2:2:1; D的同分异构
体中,属于芳香族化合物的还包括苯甲醚、对甲苯酚、邻甲苯酚和间甲苯酚,共4种;