2022新高考化學(xué)微題型《加練半小時(shí)》第4章微題型34新型含硫化合物的制備與性質(zhì)探究

1．焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用食品抗氧化劑，常用于葡萄酒、果脯等食品中。(1)Na2S2O5中硫元素的化合價(jià)是______________，焦亞硫酸鈉在空氣中久置會(huì)與氧氣反應(yīng)生成連二硫酸鈉(Na2S2O6),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，并標(biāo)出該反應(yīng)電子的轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)葡萄酒中的Na2S2O5的使用量是以游離的SO2來計(jì)算的，SO2的摩爾質(zhì)量______________。我國規(guī)定每升葡萄酒中SO2的最高含量是0.25g，則一瓶800mL的葡萄酒中SO2的物質(zhì)的量不能超過______________(精確到0.001)。(3)世界衛(wèi)生組織規(guī)定按照體重計(jì)算，每人每天攝入SO2的最大量應(yīng)控制在0.7mg·kg－1，如果一個(gè)人體重是60kg，那么他每天喝上述葡萄酒的量不超過________________mL就不會(huì)造成健康上的問題。2．硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)俗名海波，是無色單斜晶體。它易溶于水，不溶于乙醇，具有較強(qiáng)的還原性，可應(yīng)用于照相等工業(yè)中?；卮鹣铝袉栴}：(1)Na2S2O3·5H2O屬于__________(填“純凈物”或“混合物”)。(2)酸性條件下，S2Oeq\o\al(2－,3)自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成SO2。試寫出Na2S2O3與鹽酸反應(yīng)的離子方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)亞硫酸鈉法制備Na2S2O3·5H2O簡易流程如下：①Na2S2O3·5H2O制備原理為____________________________(用化學(xué)方程式表示)。②Na2S2O3·5H2O粗品中可能含有Na2SO3、Na2SO4雜質(zhì)，其檢驗(yàn)步驟為取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量氯化鋇溶液，有白色沉淀生成；過濾，先用蒸餾水洗滌沉淀，然后向沉淀中加入足量____________________(填試劑名稱)，若____________________(填現(xiàn)象)，則證明產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4(已知：Na2S2O3稀溶液與BaCl2溶液混合無沉淀生成)。③粗品中Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定稱取6g粗品配制250mL的溶液待用。另取25.00mL0.0100mol·L－1K2Cr2O7溶液于錐形瓶中，然后加入過量酸化的KI溶液和幾滴淀粉溶液，立即用配制的Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na2S2O3溶液25.00mL。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是____________。粗品中Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________。已知Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6I－＋14H＋=2Cr3＋＋3I2＋7H2O、I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)。3．焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在食品加工中常作防腐劑、漂白劑、疏松劑，焦亞硫酸鈉具有還原性，受潮和溫度高于150℃易分解，在空氣中易被氧化為Na2SO4。(1)實(shí)驗(yàn)室可采用下圖裝置制取Na2S2O5。裝置Ⅱ中有Na2S2O5晶體析出，發(fā)生的反應(yīng)為Na2SO3＋SO2=Na2S2O5。①裝置Ⅲ中球形干燥管的作用是___________________________________________，要從裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體可采取的分離方法是________________________________________________________________________。②焦亞硫酸鈉在空氣中久置會(huì)被氧化生成連二硫酸鈉(Na2S2O6)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。已知Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3，檢測Na2S2O5晶體在空氣中是否被氧化的實(shí)驗(yàn)方案為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)工業(yè)上制取原理是用純堿與亞硫酸氫鈉溶液混合而成的懸浮液吸收二氧化硫至過飽和，再從亞硫酸氫鈉過飽和溶液中結(jié)晶析出焦亞硫酸鈉產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)制取焦亞硫酸鈉流程如下：Ⅱ中添加Na2CO3固體目的是_________________________________________________________________________________________________________________________，Ⅲ中為了減少對(duì)環(huán)境的污染，需要及時(shí)停止通入SO2，此時(shí)測量的數(shù)據(jù)是______________。(3)測定產(chǎn)品中焦亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)常用剩余碘量法。已知：S2Oeq\o\al(2－,5)＋2I2＋3H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋4I－＋6H＋；2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I(xiàn)2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－。①精確稱取產(chǎn)品0.20g放入碘量瓶(帶磨口塞的錐形瓶)中。②準(zhǔn)確移取10.00mL1.00mol·L－1的標(biāo)準(zhǔn)碘溶液(過量)，在暗處放置5min，然后加入5mL冰醋酸及適量的蒸餾水。③用1.00mol·L－1的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至接近終點(diǎn)，重復(fù)操作3次，平均消耗標(biāo)準(zhǔn)液17.60mL。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，計(jì)算產(chǎn)品純度為________%(保留一位小數(shù))。若實(shí)驗(yàn)過程中滴定終點(diǎn)俯視讀數(shù)，則測定的結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。4．硫代硫酸鈉(Na2S2O3)商品名“海波”，俗名“大蘇打”，分析化學(xué)上常用于滴定實(shí)驗(yàn)。某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室制備硫代硫酸鈉晶體并探究其化學(xué)性質(zhì)。Ⅰ.制備Na2S2O3(1)如圖，關(guān)閉K1打開K2，反應(yīng)開始后，裝置c中的產(chǎn)物除了Na2S2O3外還有一種無色無味的氣體，這種氣體是__________________。(2)裝置c中反應(yīng)結(jié)束后，先關(guān)閉分液漏斗旋塞，在e處連接盛NaOH溶液的注射器，再關(guān)閉K2打開K1，其目的是________________________________。待c中溶液冷卻后，倒入蒸發(fā)皿，通過加熱蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和干燥等操作獲得Na2S2O3·5H2O晶體。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置d中的溶質(zhì)可能有______________________。Ⅱ.探究Na2S2O3的部分化學(xué)性質(zhì)[分析推理][提出假設(shè)])①Na2S2O3與Na2SO4結(jié)構(gòu)相似，化學(xué)性質(zhì)也應(yīng)該相似，因此室溫時(shí)Na2S2O3溶液pH＝7。②從S元素的化合價(jià)推測Na2S2O3具有較強(qiáng)的還原性。[驗(yàn)證假設(shè)](4)配制適量Na2S2O3溶液，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(請(qǐng)?zhí)羁?：實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象解釋(用離子方程式表示)①溶液pH＝8②向新制氯水中滴入適量Na2S2O3溶液氯水褪色[實(shí)驗(yàn)結(jié)論](5)________________________________________________________________________。5．N質(zhì)。資料：Na2S2O4易溶于水，具有極強(qiáng)的還原性，易被空氣氧化，在堿性介質(zhì)中穩(wěn)定。Ⅰ.制備Na2S2O4(加熱等輔助儀器略去)(1)儀器①的名稱是______________。(2)B裝置用于制備Na2S2O4。第一步反應(yīng)：Zn＋2SO2eq\o(=,\s\up7(△))ZnS2O4；第二步，加入NaOH溶液，于28～35℃下反應(yīng)生成Na2S2O4，該步反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________________________________。(3)B裝置反應(yīng)前，先進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是________________________________________________________________________________________________________________。(4)反應(yīng)后除去B中的沉淀，在濾液中加入一定量的NaCl固體攪拌，有Na2S2O4晶體析出。加入NaCl固體的作用是___________________________________________________。Ⅱ.探究Na2S2O4的性質(zhì)(5)隔絕空氣加熱Na2S2O4固體完全分解得到固體產(chǎn)物Na2SO3、Na2S2O3和SO2，但科研小組沒有做到完全隔絕空氣，得到的固體產(chǎn)物中還含有Na2SO4。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該分解產(chǎn)物中含有Na2SO4。實(shí)驗(yàn)方案是______________________________________________________。(可選試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液、KMnO4溶液)(6)制備納米級(jí)銀粉：用NaOH溶液溶解Na2S2O4，加入一定量的AgNO3溶液，生成納米級(jí)的銀粉。在制備銀粉的反應(yīng)中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為21，且生成的含硫物質(zhì)只有一種，寫出該反應(yīng)的離子方程式：__________________________________________________________________________________________________________________。

答案精析1．(1)＋4(2)64g·mol－10.003mol(3)168解析(1)設(shè)Na2S2O5中硫元素的化合價(jià)為＋x價(jià)，則2＋2x＝2×5，解之得x＝4，所以硫元素的化合價(jià)為＋4價(jià)；反應(yīng)方程式為2Na2S2O5＋O2=2Na2S2O6，硫元素的化合價(jià)升高，氧元素的化合價(jià)降低，所以電子轉(zhuǎn)移為。(2)SO2的摩爾質(zhì)量64g·mol－1；我國規(guī)定每升葡萄酒中SO2的最高含量是0.25g，則一瓶800mL的葡萄酒中SO2的質(zhì)量不能超過eq\f(800,1000)×0.25g＝0.2g，根據(jù)n＝eq\f(m,M)＝eq\f(0.2g,64g·mol－1)＝0.003mol。(3)這個(gè)人每天攝入SO2的最大量為0.7mg·kg－1×60kg＝42mg，所以他每天喝上述葡萄酒的量不超過eq\f(42mg,0.25mg·mL－1)＝168mL。2．(1)純凈物(2)S2Oeq\o\al(2－,3)＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O(3)①Na2SO3＋Seq\o(=,\s\up7(△))Na2S2O3②稀鹽酸沉淀未完全溶解并有刺激性氣味氣體生成③溶液藍(lán)色逐漸褪去，并在半分鐘內(nèi)不再變藍(lán)62.0%解析(1)Na2S2O3·5H2O是固定組成的物質(zhì)，屬于純凈物。(2)酸性條件下，S2Oeq\o\al(2－,3)自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成SO2，根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律，它與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為S2Oeq\o\al(2－,3)＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O。(3)①由轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知，由Na2SO3和硫粉反應(yīng)后，經(jīng)過一系列過程生成Na2S2O3·5H2O，因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3＋Seq\o(=,\s\up7(△))Na2S2O3；②根據(jù)已知信息，粗產(chǎn)品的稀溶液中加入氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀為BaSO3和BaSO4，向沉淀中應(yīng)加入稀鹽酸，若沉淀部分溶解，并有刺激性氣味氣體生成，即可證明產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4；③已知淀粉遇碘單質(zhì)顯藍(lán)色，根據(jù)反應(yīng)過程可知，加入的KI被K2Cr2O7氧化為I2，I2與Na2S2O3反應(yīng)又轉(zhuǎn)化為I－，因此滴加Na2S2O3溶液至終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為溶液藍(lán)色褪去，并在半分鐘內(nèi)不再顯藍(lán)色；根據(jù)反應(yīng)方程式可得Cr2Oeq\o\al(2－,7)～6S2Oeq\o\al(2－,3)，已知n(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝2.5×10－2L×0.0100mol·L－1＝2.50×10－4mol，則n(S2Oeq\o\al(2－,3))＝2.5×10－4mol×6×10＝1.5×10－2mol，Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(1.5×10－2mol×248g·mol－1,6g)×100%＝62.0%。3．(1)①防止發(fā)生倒吸過濾②2Na2S2O5＋O2=2Na2S2O6取少量Na2S2O5晶體于試管中，加適量水溶解，滴加足量的鹽酸，振蕩，再滴入氯化鋇溶液，如果有白色沉淀生成，則表明樣品已被氧化，否則沒有被氧化(2)形成NaHSO3懸浮液測量反應(yīng)體系的pH小于或等于4.1(3)57.0偏高解析(1)①裝置Ⅲ用于處理尾氣吸收未反應(yīng)的二氧化硫，應(yīng)防止倒吸；分離固體和液體應(yīng)采取過濾。②焦亞硫酸鈉在空氣中久置會(huì)與氧氣反應(yīng)生成連二硫酸鈉(Na2S2O6)，結(jié)合原子守恒，反應(yīng)方程式為2Na2S2O5＋O2=2Na2S2O6；用鹽酸、氯化鋇溶液檢驗(yàn)樣品中是否含有硫酸根即可，實(shí)驗(yàn)方案為：取少量Na2S2O5晶體于試管中，加入適量水溶解，滴加鹽酸，振蕩，再滴加氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，則表明樣品已被氧化，否則沒有被氧化。(2)制取原理是用純堿與亞硫酸氫鈉溶液混合而成的懸浮液吸收二氧化硫至過飽和，再從亞硫酸氫鈉過飽和溶液中結(jié)晶析出焦亞硫酸鈉產(chǎn)品，Ⅱ中添加Na2CO3固體之前吸收大量二氧化硫，所以需要加入碳酸鈉來形成懸浮液；酸性溶液不易吸收二氧化硫，當(dāng)酸性較強(qiáng)時(shí)溶液無法吸收二氧化硫，會(huì)造成污染，根據(jù)流程圖可知當(dāng)pH＝4.1時(shí)飽和。(3)消耗的S2Oeq\o\al(2－,3)物質(zhì)的量n(S2Oeq\o\al(2－,3))＝17.60mL×1.00mol·L－1＝0.0176mol，根據(jù)方程式可知剩余的n剩(I2)＝eq\f(1,2)n(S2Oeq\o\al(2－,3))＝0.0176mol×eq\f(1,2)＝0.0088mol，n總(I2)＝10mL×1.00mol·L－1＝0.01mol。n(S2Oeq\o\al(2－,5))＝eq\f(1,2)[n總(I2)－n剩(I2)]＝eq\f(1,2)(0.01mol－0.0088mol)＝0.0006mol，所以產(chǎn)品純度為eq\f(190g·mol－1×0.0006mol,0.20g)×100%＝57.0%；實(shí)驗(yàn)過程中滴定終點(diǎn)俯視讀數(shù)會(huì)導(dǎo)致測量的Na2S2O3溶液體積偏小，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果中與碘反應(yīng)的Na2S2O6的量高于實(shí)際值，故導(dǎo)致結(jié)果偏高。4．(1)CO2(或二氧化碳)(2)吸收a、b裝置中殘余的SO2，防止拆除裝置時(shí)污染空氣(3)Na2SO3、Na2CO3、Na2SO4(4)用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液點(diǎn)在pH試紙中部，將試紙顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照(或用pH計(jì)測Na2S2O3溶液的pH)S2Oeq\o\al(2－,3)＋H2OHS2Oeq\o\al(－,3)＋OH－S2Oeq\o\al(2－,3)＋4Cl2＋5H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋8Cl－＋10H＋(5)Na2S2O3溶液呈堿性，并具有還原性解析a中反應(yīng)：Na2SO3＋H2SO4(濃)=Na2SO4＋SO2↑＋H2O，c中的反應(yīng)：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2，d中吸收尾氣，SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O，CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O,2Na2SO3＋O2=2Na2SO4。(1)根據(jù)c中的反應(yīng)：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2，無色無味的氣體是CO2。(2)在e處連接盛NaOH溶液的注射器，再關(guān)閉K2打開K1，其目的是吸收a、b裝置中殘余的SO2，防止拆除裝置時(shí)污染空氣。(3)d中吸收尾氣，SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O，CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O,2Na2SO3＋O2=2Na2SO4，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置d中的溶質(zhì)Na2SO3、Na2CO3、Na2SO4。(4)配制適量Na2S2O3溶液，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，①是測溶液的pH，操作為：用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液點(diǎn)在pH試紙中部，將試紙顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照(或用pH計(jì)測Na2S2O3溶液的pH)，測定結(jié)果pH＝8，說明溶液呈堿性，Na2S2O3是強(qiáng)堿弱酸鹽，S2Oeq\o\al(2－,3)發(fā)生了水解：S2Oeq\o\al(2－,3)＋H2OHS2Oeq\o\al(－,3)＋OH－；②向新制氯水中滴入適量Na2S2O3溶液，氯水褪色，說明Na2S2O3具有還原性，S2Oeq\o\al(2－,3)＋4Cl2＋5H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋8Cl－＋10H＋。(5)由以上實(shí)驗(yàn)得出：Na2S2O3溶液呈堿性，并