Question

【題目】過硫酸鈉(Na2S2O8)也叫高硫酸鈉、過二硫酸鈉，是白色晶狀粉末，易溶于水，加熱至65℃就會發生分解，用作漂白劑、氧化劑、乳液聚合促進劑。某化學小組對Na2S2O8制備和性質進行探究。

I.實驗室制備Na2S2O8

（查閱資料）工業制備過硫酸鈉的反應原理：

主反應：(NH4)2S2O8+2NaOHNa2S2O8+2NH3↑+2H2O

副反應：2NH3+3Na2S2O8+6NaOH6Na2SO4+6H2O+N2

設計如圖實驗裝置：

(1)恒壓滴液漏斗的優點是___。

(2)裝置a中反應產生的氣體需要持續通入裝置c的目的是___；裝置b、d的作用分別是___、___。

(3)反應完畢，將三頸圓底燒瓶中的溶液減壓濃縮、結晶過濾、洗滌干燥，可得過硫酸鈉，減壓濃縮的原因是___。

II.探究Na2S2O8的性質

(1)酸性過硫酸鈉溶液，在Ag+催化作用下可以把Mn2+氧化為MnO4-，該方法可用于檢驗Mn2+，所得溶液除去Ag+后加入BaCl2溶液可以產生白色沉淀。

①用酸性Na2S2O8溶液檢驗Mn2+時的實驗現象為___。

②該反應的離子方程式為____。

(2)過硫酸鈉溶液與銅反應只生成兩種鹽且反應先慢后快，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，設計實驗方案檢驗該推測是否正確___。(供選擇試劑：Cu、Na2S2O8溶液、Na2SO4溶液、CuSO4溶液、Cu(NO3)2溶液、CuCl2溶液、蒸餾水)

Answer 1

【答案】平衡氣壓，使雙氧水順利地滴入圓底燒瓶中 將產生的氨氣及時排除，防止發生副反應 用作安全瓶，防倒吸 吸收氨氣 減壓導致溶液沸點降低，從而在溫度低的條件下將水蒸發掉，防止Na2S2O8在較高溫度(高于65℃)分解 溶液由無色變為紫紅色 5S2O82-+2Mn2++8H2O2MnO+10 SO42-+16H+ 向兩支盛有等質量銅粉的試管中，分別加入等體積等濃度的CuSO4溶液和Na2SO4溶液，然后分別加入足量等體積等濃度的Na2S2O8溶液，若加入CuSO4溶液的試管銅粉消失時間小于加入Na2SO4溶液的試管銅粉消失時間，則該推斷正確，反之則錯誤

【解析】

I．a裝置制備氧氣，反應為2H2O22H2O+O2↑，c裝置中制備Na2S2O8，發生的主反應為(NH4)2S2O8+2NaOHNa2S2O8+2NH3↑+2H2O，副反應：2NH3+3Na2S2O8+6NaOH6Na2SO4+6H2O+N2，反應導致裝置內氣壓減小，b為安全瓶作用，防止溶液倒吸，d裝置吸收多余的氨氣，防止污染空氣，據此分析解答；

II．酸性過硫酸鈉溶液，在Ag+催化作用下可以把Mn2+氧化為MnO4-，根據MnO4-離子在溶液中的顏色分析判斷；酸性過硫酸鈉溶液，在Ag+催化作用下可以把Mn2+氧化為MnO4-，所得溶液除去Ag+后加入BaCl2溶液可以產生白色沉淀，說明含有SO42-，據此書寫離子反應方程式；向兩支盛有等質量銅粉的試管中，分別加入等體積等濃度的CuSO4溶液和Na2SO4溶液，然后分別加入足量等體積等濃度的Na2S2O8溶液，根據銅粉完全反應需要的時間長短分析判斷。

I．(1)恒壓滴液漏斗可以平衡燒瓶內外氣壓，使雙氧水順利地滴入圓底燒瓶中；

(2)根據分析，裝置c中會發生副反應會使產品占率降低，則將裝置a中反應產生的氣體持續通入c中的目的為將產生的氨氣及時排除，防止發生副反應；根據分析，裝置b用作安全瓶，防倒吸；裝置d中硫酸吸收氨氣；

(3)根據已知信息，過硫酸鈉加熱至65℃就會發生分解，減壓濃縮的原因是減壓導致溶液沸點降低，從而在溫度低的條件下將水蒸發掉，防止Na2S2O8在較高溫度(高于65℃)分解；

II．(1)①酸性過硫酸鈉溶液，在Ag+催化作用下可以把Mn2+氧化為MnO4-，MnO4-在溶液中為紫紅色，故用酸性Na2S2O8溶液檢驗Mn2+時的實驗現象為溶液由無色變為紫紅色；

②酸性過硫酸鈉溶液，在Ag+催化作用下可以把Mn2+氧化為MnO4-，所得溶液除去Ag+后加入BaCl2溶液可以產生白色沉淀，說明反應中產生SO42-，結合氧化還原反應電子得失守恒、原子守恒、電荷守恒可得，該反應的離子方程式為5S2O82-+2Mn2++8H2O2MnO+10SO42-+16H+；

(2)過硫酸鈉溶液與銅反應只生成兩種鹽，兩種鹽分別為硫酸鈉和硫酸銅，反應先慢后快，說明生成的產物對反應有催化作用，因此向兩支盛有等質量銅粉的試管中，分別加入等體積等濃度的CuSO4溶液和Na2SO4溶液，然后分別加入足量等體積等濃度的Na2S2O8溶液，若加入CuSO4溶液的試管銅粉消失時間小于加入Na2SO4溶液的試管銅粉消失時間，則該推斷正確，反之則錯誤。