2022新高考化学微题型《加练半小时》第4章微题型34新型含硫化合物的制备与性质探究

1．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用食品抗氧化剂，常用于葡萄酒、果脯等食品中。(1)Na2S2O5中硫元素的化合价是______________，焦亚硫酸钠在空气中久置会与氧气反应生成连二硫酸钠(Na2S2O6),写出该反应的化学方程式，并标出该反应电子的转移方向和数目________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)葡萄酒中的Na2S2O5的使用量是以游离的SO2来计算的，SO2的摩尔质量______________。我国规定每升葡萄酒中SO2的最高含量是0.25g，则一瓶800mL的葡萄酒中SO2的物质的量不能超过______________(精确到0.001)。(3)世界卫生组织规定按照体重计算，每人每天摄入SO2的最大量应控制在0.7mg·kg－1，如果一个人体重是60kg，那么他每天喝上述葡萄酒的量不超过________________mL就不会造成健康上的问题。2．硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)俗名海波，是无色单斜晶体。它易溶于水，不溶于乙醇，具有较强的还原性，可应用于照相等工业中。回答下列问题：(1)Na2S2O3·5H2O属于__________(填“纯净物”或“混合物”)。(2)酸性条件下，S2Oeq\o\al(2－,3)自身发生氧化还原反应生成SO2。试写出Na2S2O3与盐酸反应的离子方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)亚硫酸钠法制备Na2S2O3·5H2O简易流程如下：①Na2S2O3·5H2O制备原理为____________________________(用化学方程式表示)。②Na2S2O3·5H2O粗品中可能含有Na2SO3、Na2SO4杂质，其检验步骤为取适量产品配成稀溶液，滴加足量氯化钡溶液，有白色沉淀生成；过滤，先用蒸馏水洗涤沉淀，然后向沉淀中加入足量____________________(填试剂名称)，若____________________(填现象)，则证明产品中含有Na2SO3和Na2SO4(已知：Na2S2O3稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成)。③粗品中Na2S2O3·5H2O的质量分数的测定称取6g粗品配制250mL的溶液待用。另取25.00mL0.0100mol·L－1K2Cr2O7溶液于锥形瓶中，然后加入过量酸化的KI溶液和几滴淀粉溶液，立即用配制的Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液25.00mL。滴定终点的现象是____________。粗品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为__________。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．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在食品加工中常作防腐剂、漂白剂、疏松剂，焦亚硫酸钠具有还原性，受潮和温度高于150℃易分解，在空气中易被氧化为Na2SO4。(1)实验室可采用下图装置制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为Na2SO3＋SO2=Na2S2O5。①装置Ⅲ中球形干燥管的作用是___________________________________________，要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体可采取的分离方法是________________________________________________________________________。②焦亚硫酸钠在空气中久置会被氧化生成连二硫酸钠(Na2S2O6)，写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。已知Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3，检测Na2S2O5晶体在空气中是否被氧化的实验方案为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)工业上制取原理是用纯碱与亚硫酸氢钠溶液混合而成的悬浮液吸收二氧化硫至过饱和，再从亚硫酸氢钠过饱和溶液中结晶析出焦亚硫酸钠产品。实验室模拟工业制取焦亚硫酸钠流程如下：Ⅱ中添加Na2CO3固体目的是_________________________________________________________________________________________________________________________，Ⅲ中为了减少对环境的污染，需要及时停止通入SO2，此时测量的数据是______________。(3)测定产品中焦亚硫酸钠的质量分数常用剩余碘量法。已知：S2Oeq\o\al(2－,5)＋2I2＋3H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋4I－＋6H＋；2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－。①精确称取产品0.20g放入碘量瓶(带磨口塞的锥形瓶)中。②准确移取10.00mL1.00mol·L－1的标准碘溶液(过量)，在暗处放置5min，然后加入5mL冰醋酸及适量的蒸馏水。③用1.00mol·L－1的Na2S2O3标准溶液滴定至接近终点，重复操作3次，平均消耗标准液17.60mL。根据上述实验，计算产品纯度为________%(保留一位小数)。若实验过程中滴定终点俯视读数，则测定的结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。4．硫代硫酸钠(Na2S2O3)商品名“海波”，俗名“大苏打”，分析化学上常用于滴定实验。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.制备Na2S2O3(1)如图，关闭K1打开K2，反应开始后，装置c中的产物除了Na2S2O3外还有一种无色无味的气体，这种气体是__________________。(2)装置c中反应结束后，先关闭分液漏斗旋塞，在e处连接盛NaOH溶液的注射器，再关闭K2打开K1，其目的是________________________________。待c中溶液冷却后，倒入蒸发皿，通过加热蒸发浓缩、冷却结晶和干燥等操作获得Na2S2O3·5H2O晶体。(3)实验结束后，装置d中的溶质可能有______________________。Ⅱ.探究Na2S2O3的部分化学性质[分析推理][提出假设])①Na2S2O3与Na2SO4结构相似，化学性质也应该相似，因此室温时Na2S2O3溶液pH＝7。②从S元素的化合价推测Na2S2O3具有较强的还原性。[验证假设](4)配制适量Na2S2O3溶液，进行如下实验(请填空)：实验操作实验现象现象解释(用离子方程式表示)①溶液pH＝8②向新制氯水中滴入适量Na2S2O3溶液氯水褪色[实验结论](5)________________________________________________________________________。5．N质。资料：Na2S2O4易溶于水，具有极强的还原性，易被空气氧化，在碱性介质中稳定。Ⅰ.制备Na2S2O4(加热等辅助仪器略去)(1)仪器①的名称是______________。(2)B装置用于制备Na2S2O4。第一步反应：Zn＋2SO2eq\o(=,\s\up7(△))ZnS2O4；第二步，加入NaOH溶液，于28～35℃下反应生成Na2S2O4，该步反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________。(3)B装置反应前，先进行的实验操作是________________________________________________________________________________________________________________。(4)反应后除去B中的沉淀，在滤液中加入一定量的NaCl固体搅拌，有Na2S2O4晶体析出。加入NaCl固体的作用是___________________________________________________。Ⅱ.探究Na2S2O4的性质(5)隔绝空气加热Na2S2O4固体完全分解得到固体产物Na2SO3、Na2S2O3和SO2，但科研小组没有做到完全隔绝空气，得到的固体产物中还含有Na2SO4。请设计实验证明该分解产物中含有Na2SO4。实验方案是______________________________________________________。(可选试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液、KMnO4溶液)(6)制备纳米级银粉：用NaOH溶液溶解Na2S2O4，加入一定量的AgNO3溶液，生成纳米级的银粉。在制备银粉的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为21，且生成的含硫物质只有一种，写出该反应的离子方程式：__________________________________________________________________________________________________________________。

答案精析1．(1)＋4(2)64g·mol－10.003mol(3)168解析(1)设Na2S2O5中硫元素的化合价为＋x价，则2＋2x＝2×5，解之得x＝4，所以硫元素的化合价为＋4价；反应方程式为2Na2S2O5＋O2=2Na2S2O6，硫元素的化合价升高，氧元素的化合价降低，所以电子转移为。(2)SO2的摩尔质量64g·mol－1；我国规定每升葡萄酒中SO2的最高含量是0.25g，则一瓶800mL的葡萄酒中SO2的质量不能超过eq\f(800,1000)×0.25g＝0.2g，根据n＝eq\f(m,M)＝eq\f(0.2g,64g·mol－1)＝0.003mol。(3)这个人每天摄入SO2的最大量为0.7mg·kg－1×60kg＝42mg，所以他每天喝上述葡萄酒的量不超过eq\f(42mg,0.25mg·mL－1)＝168mL。2．(1)纯净物(2)S2Oeq\o\al(2－,3)＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O(3)①Na2SO3＋Seq\o(=,\s\up7(△))Na2S2O3②稀盐酸沉淀未完全溶解并有刺激性气味气体生成③溶液蓝色逐渐褪去，并在半分钟内不再变蓝62.0%解析(1)Na2S2O3·5H2O是固定组成的物质，属于纯净物。(2)酸性条件下，S2Oeq\o\al(2－,3)自身发生氧化还原反应生成SO2，根据氧化还原反应规律，它与盐酸反应的离子方程式为S2Oeq\o\al(2－,3)＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O。(3)①由转化关系图可知，由Na2SO3和硫粉反应后，经过一系列过程生成Na2S2O3·5H2O，因此反应的化学方程式为Na2SO3＋Seq\o(=,\s\up7(△))Na2S2O3；②根据已知信息，粗产品的稀溶液中加入氯化钡溶液，产生白色沉淀为BaSO3和BaSO4，向沉淀中应加入稀盐酸，若沉淀部分溶解，并有刺激性气味气体生成，即可证明产品中含有Na2SO3和Na2SO4；③已知淀粉遇碘单质显蓝色，根据反应过程可知，加入的KI被K2Cr2O7氧化为I2，I2与Na2S2O3反应又转化为I－，因此滴加Na2S2O3溶液至终点时的现象为溶液蓝色褪去，并在半分钟内不再显蓝色；根据反应方程式可得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，则n(S2Oeq\o\al(2－,3))＝2.5×10－4mol×6×10＝1.5×10－2mol，Na2S2O3·5H2O的质量分数为eq\f(1.5×10－2mol×248g·mol－1,6g)×100%＝62.0%。3．(1)①防止发生倒吸过滤②2Na2S2O5＋O2=2Na2S2O6取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量的盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成，则表明样品已被氧化，否则没有被氧化(2)形成NaHSO3悬浮液测量反应体系的pH小于或等于4.1(3)57.0偏高解析(1)①装置Ⅲ用于处理尾气吸收未反应的二氧化硫，应防止倒吸；分离固体和液体应采取过滤。②焦亚硫酸钠在空气中久置会与氧气反应生成连二硫酸钠(Na2S2O6)，结合原子守恒，反应方程式为2Na2S2O5＋O2=2Na2S2O6；用盐酸、氯化钡溶液检验样品中是否含有硫酸根即可，实验方案为：取少量Na2S2O5晶体于试管中，加入适量水溶解，滴加盐酸，振荡，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成，则表明样品已被氧化，否则没有被氧化。(2)制取原理是用纯碱与亚硫酸氢钠溶液混合而成的悬浮液吸收二氧化硫至过饱和，再从亚硫酸氢钠过饱和溶液中结晶析出焦亚硫酸钠产品，Ⅱ中添加Na2CO3固体之前吸收大量二氧化硫，所以需要加入碳酸钠来形成悬浮液；酸性溶液不易吸收二氧化硫，当酸性较强时溶液无法吸收二氧化硫，会造成污染，根据流程图可知当pH＝4.1时饱和。(3)消耗的S2Oeq\o\al(2－,3)物质的量n(S2Oeq\o\al(2－,3))＝17.60mL×1.00mol·L－1＝0.0176mol，根据方程式可知剩余的n剩(I2)＝eq\f(1,2)n(S2Oeq\o\al(2－,3))＝0.0176mol×eq\f(1,2)＝0.0088mol，n总(I2)＝10mL×1.00mol·L－1＝0.01mol。n(S2Oeq\o\al(2－,5))＝eq\f(1,2)[n总(I2)－n剩(I2)]＝eq\f(1,2)(0.01mol－0.0088mol)＝0.0006mol，所以产品纯度为eq\f(190g·mol－1×0.0006mol,0.20g)×100%＝57.0%；实验过程中滴定终点俯视读数会导致测量的Na2S2O3溶液体积偏小，导致计算结果中与碘反应的Na2S2O6的量高于实际值，故导致结果偏高。4．(1)CO2(或二氧化碳)(2)吸收a、b装置中残余的SO2，防止拆除装置时污染空气(3)Na2SO3、Na2CO3、Na2SO4(4)用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液点在pH试纸中部，将试纸颜色与标准比色卡对照(或用pH计测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溶液呈碱性，并具有还原性解析a中反应：Na2SO3＋H2SO4(浓)=Na2SO4＋SO2↑＋H2O，c中的反应：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2，d中吸收尾气，SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O，CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O,2Na2SO3＋O2=2Na2SO4。(1)根据c中的反应：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2，无色无味的气体是CO2。(2)在e处连接盛NaOH溶液的注射器，再关闭K2打开K1，其目的是吸收a、b装置中残余的SO2，防止拆除装置时污染空气。(3)d中吸收尾气，SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O，CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O,2Na2SO3＋O2=2Na2SO4，实验结束后，装置d中的溶质Na2SO3、Na2CO3、Na2SO4。(4)配制适量Na2S2O3溶液，进行如下实验，①是测溶液的pH，操作为：用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液点在pH试纸中部，将试纸颜色与标准比色卡对照(或用pH计测Na2S2O3溶液的pH)，测定结果pH＝8，说明溶液呈碱性，Na2S2O3是强碱弱酸盐，S2Oeq\o\al(2－,3)发生了水解：S2Oeq\o\al(2－,3)＋H2OHS2Oeq\o\al(－,3)＋OH－；②向新制氯水中滴入适量Na2S2O3溶液，氯水褪色，说明Na2S2O3具有还原性，S2Oeq\o\al(2－,3)＋4Cl2＋5H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋8Cl－＋10H＋。(5)由以上实验得出：Na2S2O3溶液呈碱性，并