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1、2020-2021大连备战高考化学培优易错试卷(含解析)之化学反应速率与化学平衡一、化学反应速率与化学平衡1.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是工业上重要的还原性漂白剂,也是重要的食品抗氧化剂。某学习小组模拟工业流程设计实验制取保险粉。已知:Na2S2O4是白色固体,还原性比Na2SO3强,易与酸反应(2S2O42-+4H+=3SO2↑+S↓+2H2O)。(一)锌粉法步骤140~45℃,当三颈瓶中溶液pH在33.5时,停止通入:按如图方式,温度控制在~SO2,反应后得到ZnS2O4溶液。步骤2:将得到的ZnS24溶液加入NaOH溶液中,过滤,滤渣为
2、O入一定量食盐,立即析出Na2S2O4?2H2O晶体。步骤3:,经过滤,用乙醇洗涤,用120~140℃的热风干燥得到(二)甲酸钠法Zn(OH)2,向滤液中加Na2S2O4。步骤4:按上图方式,将装置中的Zn粉和水换成HCOONa、Na23CO溶液和乙醇。温度控制在70~83℃,持续通入SO2,维持溶液pH在4~6,经5~8小时充分反应后迅速降温45~55℃,立即析出无水224NaSO。步骤5:经过滤,用乙醇洗涤,干燥得到Na224SO。回答下列问题:(1)步骤1容器中发生反应的化学方程式是______;容器中多孔球泡的作用是______。(2)步骤2中“向
3、滤液中加入一定量食盐,立即析出Na2S2O4?2H2O晶体”的原理是(用必要的化学用语和文字说明)______。(3)两种方法中控制温度的加热方式是______。(4)根据上述实验过程判断,Na2S2O4在水、乙醇中的溶解性为:______。(5)甲酸钠法中生成Na2S2O4的总反应为______。(6)两种方法相比较,锌粉法产品纯度高,可能的原因是______。(7)限用以下给出的试剂,设计实验证明甲酸钠法制得的产品中含有Na24SO。稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、AgNO32溶液、BaCl溶液______。【答案】H222323242224增大气体与溶液O+S
4、O=HSO,Zn+2HSO=ZnSO+2HO或Zn+2SO=ZnSO的接触面积,加快气体的吸收速率溶液中存在:224s?224aq?+aqSO2-aqNaSONaSO2Na()+24()[或()()Na2S2O4s+2-aqc+水浴加热?2Na(aq)+S2O4()],增大Na),平衡向逆反应方向移动()(NaSO在水中溶解度较大,在酒精中溶解度较小2242HCOONa4SO2Na2CO32Na2S2O4H2O3CO2ZnOH2难溶于水,易与Na2S2O4分离取少++=++()量产品配成稀溶液,加入足量稀盐酸,充分反应后静置,取上层清液,滴加BaCl2溶液,
5、有白色沉淀生成,则可确定产品中含有Na2SO4【解析】【分析】合成保险粉的反应物为Zn、SO2、H2O,根据温度控制在40~45℃,当三颈瓶中溶液pH在3~3.5时,停止通入SO2,反应后得到ZnS2O4溶液,据此分析解答。【详解】(1)合成保险粉的反应物有Zn、SO2、H2O,根据温度控制在40~45℃,当三颈瓶中溶液pH在33.5时,说明发生了:H2OSO2H2SO3反应,最后反应得到ZnS2O4溶液,说明又~+=发生了:Zn+2H2SO3=ZnS2O4+2H2O反应,总过程也可以写成:Zn+2SO2=ZnS2O4,多孔球泡可以增大气体与液体的接触面积,
6、加快气体的吸收速率;(2)溶液中存在:Na2S2O4(s)?Na2S2O4(aq)?2Na+(aq)+S2O24-(aq)[或Na2S2O4s+2-aqc+,平衡向逆反应方向移动,所以向滤液2Na(aq)+SO4()],增大Na)()?2(中加入一定量食盐,立即析出Na2242晶体;SO?2HO(3)根据温度控制在40~45℃可知需要控制温度的加热方式一般是水浴加热;(4)根据步骤2中将得到的ZnS2O4溶液加入NaOH溶液中,过滤,滤渣为Zn(OH)2,向滤液中加入食盐,才析出Na2S2O42H2O晶体,可知Na2S2O4在水中溶解度较大;根据步骤5?析出
7、的晶体用无水乙醇洗涤的目的是使晶体迅速干燥,避免溶解而减少损耗,可知其在酒精中溶解度较小;(5)由题意可知甲酸钠、二氧化硫、碳酸钠反应生成Na2S2O4,同时生成二氧化碳,反应的方程式为2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2;(6)锌粉法产品纯度高,可能的原因是Zn(OH)2难溶于水,易与Na224SO分离;(7)设计实验证明甲酸钠法制得的产品中含有Na2SO4,要避免Na2S2O4干扰,所以取少量产品配成稀溶液,加入足量稀盐酸,充分反应后静置,取上层清液,滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可确定产品中含有Na2SO4
8、。2.资料显示“O2的氧化性随溶液pH的增大逐渐减弱
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