過硫酸鈉（Na2S2O8）是一種重要化工原料，常用作漂白劑、氧化劑，過硫酸鈉是白色晶狀粉末，易溶于水，加熱至65℃就會發(fā)生分解。某研究小組通過制備Na2S2O8并探究其性質(zhì)。
Ⅰ．制備Na2S2O8
方法（一）堿溶法
已知：①（NH4）2S2O8+2NaOH 55℃ Na2S2O8+2NH3↑+2H2O
②2NH3+3Na2S2O8+6NaOH 90℃ 6Na2SO4+6H2O+N2
（1）圖1中需要持續(xù)通入氮氣的目的是 將產(chǎn)生的氨氣及時排除，防止氮氣與Na2S2O8反應(yīng)將產(chǎn)生的氨氣及時排除，防止氮氣與Na2S2O8反應(yīng)。
方法（二）電解法
（2）用惰性電極電解飽和NaHSO4溶液可制備過硫酸鈉，已知在陽極放電的離子主要是HSO4-，則陽極的電極反應(yīng)式 2HSO4--2e-=S2O82-+2H+2HSO4--2e-=S2O82-+2H+。從電解廢液中（主要含NaHSO4）回收獲得Na2SO4晶體，請補(bǔ)充完整相應(yīng)的實驗方案：邊攪拌邊向電解廢液中滴加5mol?L-1NaOH溶液，用pH試紙測量溶液pH，pH約為7時，停止滴加NaOH溶液，將所得溶液蒸發(fā)熱濃縮至大量固體析出，不低于40℃趁熱過濾，過濾出的固體用乙醇洗滌，干燥，得Na2SO4晶體邊攪拌邊向電解廢液中滴加5mol?L-1NaOH溶液，用pH試紙測量溶液pH，pH約為7時，停止滴加NaOH溶液，將所得溶液蒸發(fā)熱濃縮至大量固體析出，不低于40℃趁熱過濾，過濾出的固體用乙醇洗滌，干燥，得Na2SO4晶體，得硫酸鈉晶體。Na2SO4溶解度曲線如圖2所示。（必須要使用的試劑或用品：5mol?L-1NaOH溶液、pH試紙、乙醇）
Ⅱ．探究Na2S2O8的性質(zhì)
（3）酸性過硫酸鈉溶液，在Ag+催化作用下可以把Mn2+氧化為MnO4-，該方法可用于檢驗Mn2+，該反應(yīng)的離子方程式為 5S2O82-+2Mn2++8H2O 銀離子 2MnO4-+10SO42-+16H+5S2O82-+2Mn2++8H2O 銀離子 2MnO4-+10SO42-+16H+。
（4）過硫酸鈉溶液與銅反應(yīng)只生成兩種鹽且反應(yīng)先慢后快，可能的原因 生成的Cu2+對反應(yīng)起催化作用生成的Cu2+對反應(yīng)起催化作用。
Ⅲ．測定產(chǎn)品純度
（5）稱取0.2500g樣品，用蒸餾水溶解，加入20.00mL0.4000mol?L-1FeSO4溶液（過量），加熱，再加入20.00mL硫磷混合酸，滴入二苯胺磺酸鈉指示劑5～6滴，用0.1000mol?L-1標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的FeSO4至溶液呈紫色（終點），消耗K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00mL。計算Na2S2O8樣品的純度（寫出計算過程）：K2Cr2O7～6FeSO4，結(jié)合關(guān)系式可知n（K2Cr2O7）=0.1×00.1mol=1×10-3mol,
與K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)n（Fe2+）=6.000×10-3mol,滴定過程過硫酸鈉與硫酸亞鐵發(fā)生反應(yīng)2Fe2++S2O82-=2SO42-+2Fe3+，6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，
與Na2S2O8反應(yīng)n（Fe2+）=0.4000mol?L-1×0.02L-6.000×10-3mol=2.000×10-3mol,
樣品中，Na2S2O8%=1.000×10-3mol?L-1×238g?moL-10.25g×100%=95.20%K2Cr2O7～6FeSO4，結(jié)合關(guān)系式可知n（K2Cr2O7）=0.1×00.1mol=1×10-3mol,
與K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)n（Fe2+）=6.000×10-3mol,滴定過程過硫酸鈉與硫酸亞鐵發(fā)生反應(yīng)2Fe2++S2O82-=2SO42-+2Fe3+，6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，
與Na2S2O8反應(yīng)n（Fe2+）=0.4000mol?L-1×0.02L-6.000×10-3mol=2.000×10-3mol,
樣品中，Na2S2O8%=1.000×10-3mol?L-1×238g?moL-10.25g×100%=95.20%。
55
℃
90
℃
銀離子
銀離子
與K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)n（Fe2+）=6.000×10-3mol,滴定過程過硫酸鈉與硫酸亞鐵發(fā)生反應(yīng)2Fe2++S2O82-=2SO42-+2Fe3+，6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，
與Na2S2O8反應(yīng)n（Fe2+）=0.4000mol?L-1×0.02L-6.000×10-3mol=2.000×10-3mol,
樣品中，
N
a
2
S
2
O
8
%
=
1
.
000
×
10
-
3
mol
?
L
-
1
×
238
g
?
mo
L
-
1
0
.
25
g
×
100
%
=
95
.
20
%
與K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)n（Fe2+）=6.000×10-3mol,滴定過程過硫酸鈉與硫酸亞鐵發(fā)生反應(yīng)2Fe2++S2O82-=2SO42-+2Fe3+，6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，
與Na2S2O8反應(yīng)n（Fe2+）=0.4000mol?L-1×0.02L-6.000×10-3mol=2.000×10-3mol,
樣品中，
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2
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20
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【答案】將產(chǎn)生的氨氣及時排除，防止氮氣與Na2S2O8反應(yīng)；2HSO4--2e-=S2O82-+2H+；邊攪拌邊向電解廢液中滴加5mol?L-1NaOH溶液，用pH試紙測量溶液pH，pH約為7時，停止滴加NaOH溶液，將所得溶液蒸發(fā)熱濃縮至大量固體析出，不低于40℃趁熱過濾，過濾出的固體用乙醇洗滌，干燥，得Na2SO4晶體；5S2O82-+2Mn2++8H2O 2MnO4-+10SO42-+16H+；生成的Cu2+對反應(yīng)起催化作用；K2Cr2O7～6FeSO4，結(jié)合關(guān)系式可知n（K2Cr2O7）=0.1×00.1mol=1×10-3mol，
與K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)n（Fe2+）=6.000×10-3mol，滴定過程過硫酸鈉與硫酸亞鐵發(fā)生反應(yīng)2Fe2++S2O82-=2SO42-+2Fe3+，6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，
與Na2S2O8反應(yīng)n（Fe2+）=0.4000mol?L-1×0.02L-6.000×10-3mol=2.000×10-3mol，
樣品中，
銀離子
與K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)n（Fe2+）=6.000×10-3mol，滴定過程過硫酸鈉與硫酸亞鐵發(fā)生反應(yīng)2Fe2++S2O82-=2SO42-+2Fe3+，6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，
與Na2S2O8反應(yīng)n（Fe2+）=0.4000mol?L-1×0.02L-6.000×10-3mol=2.000×10-3mol，
樣品中，
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【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：8引用：1難度：0.5
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當(dāng)pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當(dāng)pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5
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