过二硫酸钠(Na2S2O8)也叫高硫酸钠,可用于废气处理及有害物质氧化降解.用(NH4)2S2O8溶液和一定浓度的NaOH溶液混合可制得Na2S2O8晶体,同时还会放出氨气。某化学兴趣小组利用该原理在实验室制备Na2S2O8晶体(装置如图所示)。
已知:反应过程中发生的副反应为2NH3+3Na2S2O8+6NaOH6Na2SO4+6H2O+N2
(1)图中装有NaOH溶液的仪器的名称为___,反应过程中持续通入氮气的目的是__。
(2)(NH4)2S2O8可由电解硫酸铵和硫酸的混合溶液制得,写出电解时阳极的电极反应式:__。
(3)Na2S2O8溶于水中,会发生一定程度的水解,最终仅生成H2SO4、Na2SO4和另一种常温下为液态且具有强氧化性的物质,写出该反应的化学方程式:__。
(4)Na2S2O8具有强氧化性,该兴趣小组设计实验探究不同环境下Na2S2O8氧化性的强弱。将MnSO4•H2O(1.69g)与过量Na2S2O8(10g)溶于水中形成的混合溶液煮沸3min,观察并记录加入试剂时和加热过程中的现象(如表格所示)。
环境 | 调节溶液氧化环境时的现象 | 加热煮沸3min期间产生的现象 |
中性 | 加入VmL蒸馏水,无明显现象 | 30s时开始有大量气泡冒出,3min后溶液变深棕色,溶液中有悬浮小颗粒 |
碱性 | 加入VmL某浓度的NaOH溶液,瞬间变为棕色(MnO2) | 10s后溶液逐渐变为深紫色(MnO),没有明显冒气泡现象 |
酸性 | 加入VmL稀H2SO4无明显现象 | 煮沸3min后,有气泡冒出 |
①在___(填“中性”“酸性”或“碱性”)条件下,Na2S2O8的氧化能力最强。
②若用0.1mol•L-1的H2O2溶液滴定碱性氧化反应后的溶液(先将溶液调至酸性再滴定),滴定终点时的现象为__;达到滴定终点时,消耗H2O2溶液的体积为V1rnL。则碱性氧化后的溶液中NaMnO4的质量为__g(用含V1的代数式表示,5H2O2~2MnO)。
分液漏斗 将三颈烧瓶中产生的NH3及时排出,减少副反应的发生 2SO-2e-=S2O Na2S2O8+2H2O=H2SO4+Na2SO4+H2O2 碱性 当滴入最后一滴H2O2溶液时,溶液由紫色变为无色,且在半分钟内不变色 5.68×10-3V1
【分析】
(1)装有NaOH溶液的仪器为分液漏斗;由题给信息可知NH3能被Na2S2O8氧化生成N2,所以在反应过程中需不断往反应液中通N2将NH3尽快排出;
(2)电解时在阳极失去电子发生氧化反应生成;
(3)由Na2S2O8水解生成H2SO4、Na2SO4可知,反应中硫元素化合价降低被还原,由氧化还原反应规律可知,另一种常温下为液态且具有强氧化性的物质为H2O2;
(4)①由信息知,在碱性溶液中,与Mn2+的反应剧烈;
②NaMnO4溶液与过氧化氢发生氧化还原反应,NaMnO4被还原生成Mn2+,溶液由紫色变为无色。
【详解】
(1)由实验装置图可知,装有NaOH溶液的仪器为分液漏斗;(NH4)2S2O8溶液和一定浓度的NaOH溶液混合,发生复分解反应生成Na2S2O8和NH3,由题给信息可知NH3能被Na2S2O8氧化生成N2,所以在反应过程中需不断往反应液中通N2将NH3尽快排出,以减少副反应的发生,故答案为:分液漏斗;将三颈烧瓶中产生的NH3及时排出,减少副反应的发生;
(2)由生成可知,硫元素的化合价升高被氧化,则电解时在阳极失去电子发生氧化反应生成,电极反应式为2-2e- =,故答案为:2-2e- =;
(3)由Na2S2O8水解生成H2SO4、Na2SO4可知,反应中硫元素化合价降低被还原,由氧化还原反应规律可知,另一种常温下为液态且具有强氧化性的物质为H2O2,则反应的化学方程式为Na2S2O8+2H2O=H2SO4+Na2SO4+ H2O2,故答案为:Na2S2O8+2H2O=H2SO4+Na2SO4+ H2O2;
(4)①由信息知,在碱性溶液中,能瞬间将Mn2+逐渐氧化为MnO2,煮沸10s就能生成说明在碱性条件下,与Mn2+的反应剧烈,Na2S2O8的氧化能力最强,故答案为:碱性;
②碱性氧化反应后的溶液为深紫色的NaMnO4溶液,NaMnO4溶液与过氧化氢发生氧化还原反应,NaMnO4被还原生成Mn2+,溶液由紫色变为无色,则滴定终点时的现象为当滴入最后一滴H2O2溶液时,溶液由紫色变为无色,且在半分钟内不变色;由题给关系式5H2O2~2可得n()=,则m()==5.68×10-3V1g,答案为:当滴入最后一滴H2O2溶液时,溶液由紫色变为无色,且在半分钟内不变色;5.68×10-3V1。
【点睛】
由生成可知,硫元素的化合价升高被氧化,则电解时在阳极失去电子发生氧化反应生成是解答关键。
配平简介:
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律,书写化学反应方程式写出反应物和生成物后,往往左右两边各原子数目不相等,不满足质量守恒定律,这就需要通过配平来解决。
氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤:
特殊技巧:
配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降,若从左向右配平较困难,可以采用从右向左配平,成为逆向配平法。
登录并加入会员可无限制查看知识点解析