問題詳情:
過二硫**(Na2S2O8)也叫高硫**,可用於廢氣處理及有害物質氧化降解.用(NH4)2S2O8溶液和一定濃度的NaOH溶液混合可製得Na2S2O8晶體,同時還會放出氨氣。某化學興趣小組利用該原理在實驗室製備Na2S2O8晶體(裝置如圖所示)。
已知:反應過程中發生的副反應為2NH3+3Na2S2O8+6NaOH6Na2SO4+6H2O+N2
(1)圖中裝有NaOH溶液的儀器的名稱為___,反應過程中持續通入氮氣的目的是__。
(2)(NH4)2S2O8可由電解硫*銨和硫*的混合溶液製得,寫出電解時陽極的電極反應式:__。
(3)Na2S2O8溶於水中,會發生一定程度的水解,最終僅生成H2SO4、Na2SO4和另一種常温下為液態且具有強氧化*的物質,寫出該反應的化學方程式:__。
(4)Na2S2O8具有強氧化*,該興趣小組設計實驗探究不同環境下Na2S2O8氧化*的強弱。將MnSO4•H2O(1.69g)與過量Na2S2O8(10g)溶於水中形成的混合溶液煮沸3min,觀察並記錄加入試劑時和加熱過程中的現象(如表格所示)。
環境 | 調節溶液氧化環境時的現象 | 加熱煮沸3min期間產生的現象 |
中* | 加入VmL蒸餾水,無明顯現象 | 30s時開始有大量氣泡冒出,3min後溶液變深棕*,溶液中有懸浮小顆粒 |
鹼* | 加入VmL某濃度的NaOH溶液,瞬間變為棕*(MnO2) | 10s後溶液逐漸變為深紫*(MnO),沒有明顯冒氣泡現象 |
** | 加入VmL稀H2SO4無明顯現象 | 煮沸3min後,有氣泡冒出 |
①在___(填“中*”“**”或“鹼*”)條件下,Na2S2O8的氧化能力最強。
②若用0.1mol•L-1的H2O2溶液滴定鹼*氧化反應後的溶液(先將溶液調至**再滴定),滴定終點時的現象為__;達到滴定終點時,消耗H2O2溶液的體積為V1rnL。則鹼*氧化後的溶液中NaMnO4的質量為__g(用含V1的代數式表示,5H2O2~2MnO)。
【回答】
分液漏斗 將三頸燒瓶中產生的NH3及時排出,減少副反應的發生 2SO-2e-=S2O Na2S2O8+2H2O=H2SO4+Na2SO4+H2O2 鹼* 當滴入最後一滴H2O2溶液時,溶液由紫*變為無*,且在半分鐘內不變* 5.68×10-3V1
【分析】
(1)裝有NaOH溶液的儀器為分液漏斗;由題給信息可知NH3能被Na2S2O8氧化生成N2,所以在反應過程中需不斷往反應液中通N2將NH3儘快排出;
(2)電解時在陽極失去電子發生氧化反應生成;
(3)由Na2S2O8水解生成H2SO4、Na2SO4可知,反應中硫元素化合價降低被還原,由氧化還原反應規律可知,另一種常温下為液態且具有強氧化*的物質為H2O2;
(4)①由信息知,在鹼*溶液中,與Mn2+的反應劇烈;
②NaMnO4溶液與過氧化*發生氧化還原反應,NaMnO4被還原生成Mn2+,溶液由紫*變為無*。
【詳解】
(1)由實驗裝置圖可知,裝有NaOH溶液的儀器為分液漏斗;(NH4)2S2O8溶液和一定濃度的NaOH溶液混合,發生複分解反應生成Na2S2O8和NH3,由題給信息可知NH3能被Na2S2O8氧化生成N2,所以在反應過程中需不斷往反應液中通N2將NH3儘快排出,以減少副反應的發生,故*為:分液漏斗;將三頸燒瓶中產生的NH3及時排出,減少副反應的發生;
(2)由生成可知,硫元素的化合價升高被氧化,則電解時在陽極失去電子發生氧化反應生成,電極反應式為2-2e- =,故*為:2-2e- =;
(3)由Na2S2O8水解生成H2SO4、Na2SO4可知,反應中硫元素化合價降低被還原,由氧化還原反應規律可知,另一種常温下為液態且具有強氧化*的物質為H2O2,則反應的化學方程式為Na2S2O8+2H2O=H2SO4+Na2SO4+ H2O2,故*為:Na2S2O8+2H2O=H2SO4+Na2SO4+ H2O2;
(4)①由信息知,在鹼*溶液中,能瞬間將Mn2+逐漸氧化為MnO2,煮沸10s就能生成説明在鹼*條件下,與Mn2+的反應劇烈,Na2S2O8的氧化能力最強,故*為:鹼*;
②鹼*氧化反應後的溶液為深紫*的NaMnO4溶液,NaMnO4溶液與過氧化*發生氧化還原反應,NaMnO4被還原生成Mn2+,溶液由紫*變為無*,則滴定終點時的現象為當滴入最後一滴H2O2溶液時,溶液由紫*變為無*,且在半分鐘內不變*;由題給關係式5H2O2~2可得n()=,則m()==5.68×10-3V1g,*為:當滴入最後一滴H2O2溶液時,溶液由紫*變為無*,且在半分鐘內不變*;5.68×10-3V1。
【點睛】
由生成可知,硫元素的化合價升高被氧化,則電解時在陽極失去電子發生氧化反應生成是解答關鍵。
知識點:氧化還原反應方程式的配平
題型:實驗,探究題