Question

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+2NaOHNa₂S₂O₈+2NH₃↑+2H₂O

副反应：2NH₃+3Na₂S₂O₈+6NaOH6Na₂SO₄+6H₂O+N₂

设计如图实验装置：

(1)恒压滴液漏斗的优点是___。

(2)装置a中反应产生的气体需要持续通入装置c的目的是___；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MnO₄^-，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)

Answer

平衡气压，使双氧水顺利地滴入圆底烧瓶中 将产生的氨气及时排除，防止发生副反应 用作安全瓶，防倒吸 吸收氨气 减压导致溶液沸点降低，从而在温度低的条件下将水蒸发掉，防止Na2S2O8在较高温度(高于65℃)分解 溶液由无色变为紫红色 5S2O82-+2Mn2++8H2O2MnO+10 SO42-+16H+ 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CuSO4溶液和Na2SO4溶液，然后分别加入足量等体积等浓度的Na2S2O8溶液，若加入CuSO4溶液的试管铜粉消失时间小于加入Na2SO4溶液的试管铜粉消失时间，则该推断正确，反之则错误

【解析】

I．a装置制备氧气，反应为2H2O22H2O+O2↑，c装置中制备Na2S2O8，发生的主反应为(NH4)2S2O8+2NaOHNa2S2O8+2NH3↑+2H2O，副反应：2NH3+3Na2S2O8+6NaOH6Na2SO4+6H2O+N2，反应导致装置内气压减小，b为安全瓶作用，防止溶液倒吸，d装置吸收多余的氨气，防止污染空气，据此分析解答；

II．酸性过硫酸钠溶液，在Ag+催化作用下可以把Mn2+氧化为MnO4-，根据MnO4-离子在溶液中的颜色分析判断；酸性过硫酸钠溶液，在Ag+催化作用下可以把Mn2+氧化为MnO4-，所得溶液除去Ag+后加入BaCl2溶液可以产生白色沉淀，说明含有SO42-，据此书写离子反应方程式；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CuSO4溶液和Na2SO4溶液，然后分别加入足量等体积等浓度的Na2S2O8溶液，根据铜粉完全反应需要的时间长短分析判断。

I．(1)恒压滴液漏斗可以平衡烧瓶内外气压，使双氧水顺利地滴入圆底烧瓶中；

(2)根据分析，装置c中会发生副反应会使产品占率降低，则将装置a中反应产生的气体持续通入c中的目的为将产生的氨气及时排除，防止发生副反应；根据分析，装置b用作安全瓶，防倒吸；装置d中硫酸吸收氨气；

(3)根据已知信息，过硫酸钠加热至65℃就会发生分解，减压浓缩的原因是减压导致溶液沸点降低，从而在温度低的条件下将水蒸发掉，防止Na2S2O8在较高温度(高于65℃)分解；

II．(1)①酸性过硫酸钠溶液，在Ag+催化作用下可以把Mn2+氧化为MnO4-，MnO4-在溶液中为紫红色，故用酸性Na2S2O8溶液检验Mn2+时的实验现象为溶液由无色变为紫红色；

②酸性过硫酸钠溶液，在Ag+催化作用下可以把Mn2+氧化为MnO4-，所得溶液除去Ag+后加入BaCl2溶液可以产生白色沉淀，说明反应中产生SO42-，结合氧化还原反应电子得失守恒、原子守恒、电荷守恒可得，该反应的离子方程式为5S2O82-+2Mn2++8H2O2MnO+10SO42-+16H+；

(2)过硫酸钠溶液与铜反应只生成两种盐，两种盐分别为硫酸钠和硫酸铜，反应先慢后快，说明生成的产物对反应有催化作用，因此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CuSO4溶液和Na2SO4溶液，然后分别加入足量等体积等浓度的Na2S2O8溶液，若加入CuSO4溶液的试管铜粉消失时间小于加入Na2SO4溶液的试管铜粉消失时间，则该推断正确，反之则错误。