Question

【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(加熱及夾持儀器略去)。

已知：①(NH4)2S2O8+2NaOHNa2S2O8+2NH3+2H2O

②2NH3+3Na2S2O8+6NaOH6Na2SO4+N2+6H2O

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

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

(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：Cu、Na2S2O8溶液、CuSO4溶液、Cu(NO3)2溶液、蒸餾水)

(5)測定產品純度：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____________；達到滴定終點的現象是______________________。

②樣品的純度為___________%。

Answer 1

【答案】分液漏斗 吸收空氣中的CO2 將三頸燒瓶中產生的NH3及時排出，減少副反應的發生 吸收NH3，防止倒吸 Na2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4 向盛有等質量銅粉的試管中，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，且半分鐘內不復原 92.82

【解析】

(1)根據儀器結構判斷其名稱；NaOH溶液為堿溶液，可吸收空氣中的CO2氣體；

(2)NaOH溶液與(NH4)2S2O8反應會產生氨氣，裝置II發生反應的同時，需要持續通入空氣可將裝置中的NH3驅趕出來；

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

(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I2遇淀粉溶液變為藍色，選用淀粉溶液為指示劑，根據KI與Na2S2O8發生反應生成I2，I2與Na2S2O3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Na2S2O8發生反應生成I2及Na2S2O3的物質的量關系，用關系式法計算該樣品的純度。

(1)根據儀器結構可知該儀器名稱為分液漏斗；裝置I中NaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO2，防止干擾實驗；

(2)在裝置II中NaOH溶液與(NH4)2S2O8反應會產生氨氣，為防止污染環境，在裝置II發生反應的同時，需要持續通入空氣可將裝置中的NH3及時排出，減少副反應的發生；

(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象的發生；

(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I2遇淀粉溶液變為藍色，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為無色，半分鐘內不再變為藍色判斷；

②Na2S2O8作氧化劑，1mol會得到2mol電子，KI被氧化變為I2，轉移2mol電子，I2與Na2S2O3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%。