题目
过硫酸钠(Na2S2O8)也叫高硫酸钠、过二硫酸钠，是白色晶状粉末，易溶于水，加热至 65 ℃ 就会发生分解，用作漂白剂、氧化剂、乳液聚合促进剂。某化学小组对Na2S2O8制备和性质进行探究。I.实验室制备 Na2S2O8[查阅资料]工业制备过硫酸钠的反应原理：主反应：(NH4)2S2O8+2NaOHellNa2S2O8+2NH3↑+2H2O副反应：2NH3+3Na2S2O8+6NaOHell6Na2SO4+6H2O+N2设计如图实验装置：ell(1)c中的加热方式的优点是___________。(2)实验时需要将装置 a 中反应产生的气体持续通入装置 c 中，目的是___________；装置 b、d 的作用分别是___________、___________。(3)反应完毕，将三颈圆底烧瓶中的溶液减压浓缩、结晶过滤、洗涤干燥，可得过硫酸钠，减压浓缩的原因是___________。II.探究Na2S2O8的性质(1)酸性过硫酸钠溶液，在 Ag+催化作用下可以把 Mn2+氧化为ell，该方法可用于检验 Mn2+，所得溶液除去 Ag+后加入 BaCl2溶液可以产生白色沉淀。①用酸性 Na2S2O8溶液检验 Mn2+时的实验现象为___________。②该反应的离子方程式为___________。(2)过硫酸钠溶液与铜反应只生成两种盐且反应先慢后快，某同学推测反应先慢后快的原因可能是生成的 Cu2+对反应起催化作用，设计实验方案检验该推测是否正确：___________。 (供选择试剂：Cu、Na2S2O8溶液、Na2SO4溶液、CuSO4溶液、Cu(NO3)2溶液、CuCl2 溶液、蒸馏水)
过硫酸钠(Na2S2O8)也叫高硫酸钠、过二硫酸钠，是白色晶状粉末，易溶于水，加热至 65 ℃ 就会发生分解，用作漂白剂、氧化剂、乳液聚合促进剂。某化学小组对Na2S2O8制备和性质进行探究。
I.实验室制备 Na2S2O8
[查阅资料]工业制备过硫酸钠的反应原理：
主反应：(NH4)2S2O8+2NaOH
Na2S2O8+2NH3↑+2H2O
副反应：2NH3+3Na2S2O8+6NaOH
6Na2SO4+6H2O+N2
设计如图实验装置：
(1)c中的加热方式的优点是___________。
(2)实验时需要将装置 a 中反应产生的气体持续通入装置 c 中，目的是___________；装置 b、d 的作用分别是___________、___________。
(3)反应完毕，将三颈圆底烧瓶中的溶液减压浓缩、结晶过滤、洗涤干燥，可得过硫酸钠，减压浓缩的原因是___________。
II.探究Na2S2O8的性质
(1)酸性过硫酸钠溶液，在 Ag+催化作用下可以把 Mn2+氧化为
，该方法可用于检验 Mn2+，所得溶液除去 Ag+后加入 BaCl2溶液可以产生白色沉淀。
①用酸性 Na2S2O8溶液检验 Mn2+时的实验现象为___________。
②该反应的离子方程式为___________。
(2)过硫酸钠溶液与铜反应只生成两种盐且反应先慢后快，某同学推测反应先慢后快的原因可能是生成的 Cu2+对反应起催化作用，设计实验方案检验该推测是否正确：___________。 (供选择试剂：Cu、Na2S2O8溶液、Na2SO4溶液、CuSO4溶液、Cu(NO3)2溶液、CuCl2 溶液、蒸馏水)
I.实验室制备 Na2S2O8
[查阅资料]工业制备过硫酸钠的反应原理：
主反应：(NH4)2S2O8+2NaOH
Na2S2O8+2NH3↑+2H2O副反应：2NH3+3Na2S2O8+6NaOH
6Na2SO4+6H2O+N2设计如图实验装置：
(1)c中的加热方式的优点是___________。
(2)实验时需要将装置 a 中反应产生的气体持续通入装置 c 中，目的是___________；装置 b、d 的作用分别是___________、___________。
(3)反应完毕，将三颈圆底烧瓶中的溶液减压浓缩、结晶过滤、洗涤干燥，可得过硫酸钠，减压浓缩的原因是___________。
II.探究Na2S2O8的性质
(1)酸性过硫酸钠溶液，在 Ag+催化作用下可以把 Mn2+氧化为
，该方法可用于检验 Mn2+，所得溶液除去 Ag+后加入 BaCl2溶液可以产生白色沉淀。①用酸性 Na2S2O8溶液检验 Mn2+时的实验现象为___________。
②该反应的离子方程式为___________。
(2)过硫酸钠溶液与铜反应只生成两种盐且反应先慢后快，某同学推测反应先慢后快的原因可能是生成的 Cu2+对反应起催化作用，设计实验方案检验该推测是否正确：___________。 (供选择试剂：Cu、Na2S2O8溶液、Na2SO4溶液、CuSO4溶液、Cu(NO3)2溶液、CuCl2 溶液、蒸馏水)
题目解答
答案
解析
步骤 1：加热方式的优点
c中的加热方式是水浴加热，其优点是受热均匀，便于控制温度。
步骤 2：持续通入气体的目的
实验时需要将装置 a 中反应产生的气体（氨气）持续通入装置 c 中，目的是将产生的氨气及时排除，防止发生副反应。
步骤 3：装置 b、d 的作用
装置 b 的作用是安全瓶，防止倒吸；装置 d 的作用是吸收氨气。
步骤 4：减压浓缩的原因
减压浓缩的原因是防止温度过高过硫酸钠分解。
步骤 5：酸性过硫酸钠溶液检验 Mn^{2+}的实验现象
酸性过硫酸钠溶液在 Ag^{+}催化作用下可以把 Mn^{2+}氧化为MnO_4^-，溶液由无色变紫红色。
步骤 6：反应的离子方程式
该反应的离子方程式为：5S_2O_8^{2-}+2Mn^{2+}+8H_2O\xlongequal{Ag^+}2MnO_4^-+10SO_4^{2-}+16H^+。
步骤 7：验证 Cu^{2+}对反应的催化作用
向两支盛有等质量铜粉的试管中，分别加入等体积等浓度的CuSO_4溶液和Na_2SO_4溶液，然后分别加入足量等体积等浓度的Na_2S_2O_8溶液，若加入CuSO_4溶液的试管铜粉消失时间小于加入Na_2SO_4溶液的试管铜粉消失时间，则该推断正确，反之则错误。
c中的加热方式是水浴加热，其优点是受热均匀，便于控制温度。
步骤 2：持续通入气体的目的
实验时需要将装置 a 中反应产生的气体（氨气）持续通入装置 c 中，目的是将产生的氨气及时排除，防止发生副反应。
步骤 3：装置 b、d 的作用
装置 b 的作用是安全瓶，防止倒吸；装置 d 的作用是吸收氨气。
步骤 4：减压浓缩的原因
减压浓缩的原因是防止温度过高过硫酸钠分解。
步骤 5：酸性过硫酸钠溶液检验 Mn^{2+}的实验现象
酸性过硫酸钠溶液在 Ag^{+}催化作用下可以把 Mn^{2+}氧化为MnO_4^-，溶液由无色变紫红色。
步骤 6：反应的离子方程式
该反应的离子方程式为：5S_2O_8^{2-}+2Mn^{2+}+8H_2O\xlongequal{Ag^+}2MnO_4^-+10SO_4^{2-}+16H^+。
步骤 7：验证 Cu^{2+}对反应的催化作用
向两支盛有等质量铜粉的试管中，分别加入等体积等浓度的CuSO_4溶液和Na_2SO_4溶液，然后分别加入足量等体积等浓度的Na_2S_2O_8溶液，若加入CuSO_4溶液的试管铜粉消失时间小于加入Na_2SO_4溶液的试管铜粉消失时间，则该推断正确，反之则错误。