【专题十三】硫代硫酸钠性质docx

　　AgBr + 2Na2 AgBr + 2Na2S2O3 = NaBr + Na3〔Ag(S2O3)2〕 2－ + 硫代硫酸钠 一 、物 理性 质 名 称 : 硫 代 硫 酸钠 ， 大 苏打 ，海 波 化 学式 : Na 2 S 2 O 3 、 式 量 : 158.11 、 沸点 : 100 ℃ ；熔 点 : 48 ℃ ； 物 理性 质： 无色透明的晶体，易溶于水，水溶液显弱碱性，不溶于醇。Na  2  S  2  O  3  ·5H  2  O 的 熔点 48 摄氏度，熔化时熔于结晶水。 二、化学性质 1、硫代硫酸钠在碱性或中性条件下稳定，遇酸分解立刻分解放出二氧化硫气体并产生硫的沉淀。 S2O3 ＋2H ＝S↓＋SO2↑＋H2O 2、在空气中加热被氧化分解成硫酸钠、二氧化硫。在隔绝空气下燃烧则生成硫酸钠、硫化钠和 硫黄。 2Na  2  S  2  O  3  + 3O  2  2Na  2  SO  4  + 2SO  2 4Na2S2O3  3Na2SO4 + Na2S + 4S 3、硫代硫酸钠具有很强的络合能力，能跟溴化银形成络合物。根据这一性质，它可以作定影剂。 洗相时，过量的大苏打跟底片上未感光部分的溴化银反应，转化为可溶的  Na  3  〔Ag(S  2  O  3  )  2  〕， 把 AgBr 除掉，使显影部分固定下来。 4、硫代硫酸钠有一定的还原性，能将氯气等物质还原： Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O= 2H2SO4 + 2NaCl + 6HCl S2O32－＋4Cl2＋5H2O＝2SO 4 2－ ＋8Clˉ＋10H + 三、制法： 1、亚硫酸钠法将纯碱溶解后，与（硫磺燃烧生成的）二氧化硫作用生成亚硫酸钠，再加入硫 磺共煮沸腾反应，经过滤、浓缩、结晶（重结晶），制得硫代硫酸钠。 Na  2  CO  3  + SO  2  == Na  2  SO  3  + CO  2 Na  2 SO  3 + S + 5H  2 O == Na  2 S  2 O  3 ·5H  2 O 1 2、硫化碱法利用硫化碱蒸发残渣、硫化钡废水中的碳酸钠和硫化钠与硫磺废气中的二氧化硫 反应，经吸硫、蒸发、结晶，制得硫代硫酸钠。 2Na2  S + Na  2  CO  3  + 4SO  2  == 3Na  2  S  2  O  3  + CO  2 3、氧化、亚硫酸钠和重结晶法由含硫化钠、亚硫酸钠和烧碱的液体经加硫、氧化；亚硫酸氢 钠经加硫及粗制硫代硫酸钠重结晶三者所得硫代硫酸钠混合、浓缩、结晶，制得硫代硫酸钠。 2Na2S + 2S + 3O2 == 2Na2S2O3 Na2SO3 + S == Na2S2O3 重结晶将粗制硫代硫酸钠晶体溶解（或用粗制硫代硫酸钠溶液），经除杂，浓缩、结晶，制得 硫代硫酸钠。 四、高考链接 1、【2014 年山东 31】．（20 分）工业上常利用含硫废水生产 Na2S2O3?5H2O，实验室可用如下装 置（略去部分加持仪器）模拟生成过程。 烧瓶 C 中发生反应如下： Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）=Na2SO3（aq）+H2S（aq） （I） 2H2S（aq）+SO2（g）=3S（s）+2H2O（l） （II） S（s）+Na  2 SO  3 （aq） Na  2 S  2 O  3 （aq） （III） （1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置 B 中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若 ，则整个装置气密性良好。装置 D 的作用是 。装置 E 中为 溶液。 （2）为提高产品纯度，应使烧瓶 C 中 Na2S 和 Na2SO3 恰好完全反应，则烧瓶 C 中 Na2S 和 Na2SO3 物质的量之比为 。 （3）装置 B 的作用之一是观察 SO  2 的生成速率，其中的液体最好选择 。 a．蒸馏水 b .饱和 Na  2 SO  3 溶液 c.饱和 NaHSO  3 溶液 d . 饱和 NaHCO  3 溶液 实验中，为使 SO  2 缓慢进入烧瓶 C，采用的操作是 。 2 2- + 2- + 已知反应（III）相对较慢，则烧瓶 C 中反应达到终点的现象是 。 反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶 A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器含有 。 a .烧杯  b .蒸发皿  c.试管  d .锥形瓶 （4）反应终止后，烧瓶 C 中的溶液经蒸发浓缩即可析出 Na2S2O3?5H2O，其中可能含有 Na2SO3、Na2SO4 等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在 Na2SO4，简要说明实验 操作，现象和结论： 。 （已知 Na  2  S  2  O  3  ?5H  2  O 遇酸易分解：S  2  O  3  +2H =S↓+SO  2  ↑+H  2  O 供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl  2 溶液、AgNO  3 溶液） 【答案】（1）液柱高度保持不变 ；防止倒吸；NaOH（合理即得分） （2）2:1 （3）c 控制滴加硫酸的速度（合理即得分） 溶液变澄清（或混浊消失）；a、d （4）取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液（或过滤，取滤液），滴加 BaCl2 溶液， 若出现沉淀则说明含有 Na2SO4 杂质。（合理即得分） 【解析】（1）装置 B 中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若液柱高度保持不变，则说明 装置气密性良好；D 瓶的作用相当于安全瓶，防止 E 瓶中的溶液倒吸；装置 E 尾气处理 （SO  2 、H  2 S）（2）根据烧瓶内发生的三个反应：Na  2 S（aq）+H  2 O（l）+SO  2 （g） =Na  2 SO  3 （aq）+H  2 S（aq）、2H  2 S（aq）+SO  2 （g）=3S（s）+2H  2 O（l）、S（s）+Na  2 SO  3 （aq） Na  2  S  2  O  3  （aq），可以得出如下关系式： 2Na  2  S ~ 2H  2  S ~ 3S +3Na  2  SO  3  ~ 3Na  2  SO  3  ，2mol Na  2  S 完全反应生成 2mol Na2SO3，所以还需要另外加入 1mol Na2SO3，则烧瓶 C 中 Na2S 和 Na2SO3 物 质的量之比为 2:1； （3）要观察观察 SO  2 的生成速率，第一不能吸收或溶解 SO  2 ，第二不能和 SO  2  发生反应， a．蒸馏水（SO  2 易溶于水），b．饱和 Na  2 SO  3 溶液（与 SO  2 发生反应），c．饱和 NaHSO  3 溶液 （溶解度较小且不发生反应）d．饱和 NaHCO  3 溶液（与 SO2 发生反应），所以答案选 c；SO  2 是 由 70%H2SO4 和 Na2SO3 反应制取，所以为了 SO2 使缓慢进行烧瓶 C，采取的操作是控制滴加硫 酸的速度；可以直接加热的仪器有：蒸发皿和试管，垫石棉网加热的仪器有烧杯和锥形瓶。 （4）样品中加入盐酸，Na2S2O3 与稀盐酸反应（Na2S2O3 + 2HCl→2NaCl+S↓+SO2↑+H2O），静 置，取上层清液（或过滤，取滤液），滴加 BaCl  2 溶液，若出现沉淀则说明含有 Na  2 SO  4 杂质。 2．【2014 年高考天津卷第 9 题】（18 分）Na  2 S  2 O  3 是重要的化工原料，易溶于水。 在中性或碱性环境中稳定。 I．制备 Na  2  S  2  O  3  ?5H  2  O 3 1 1 反应原理：Na 2 SO 3 （aq）+S（s） Na 2 S 2 O 3 (aq) 实验步骤： ①称取 15g Na  2  SO  3  加入圆底烧瓶中，再加入 80ml 蒸馏水。另取 5g 研细的硫 粉，用 3ml 乙醇润湿，加入上述溶液中。 安装实验装置（如图所示，部分加持装置略去），水浴加热，微沸 60 分钟。 趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出 Na2S2O3?5H2O，经过滤，洗涤，干燥，得到产品。 回答问题： （1）硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是 。 （2）仪器 a 的名称是 ，其作用是 。 （3）产品中除了有未反应的 Na  2 SO  3  外，最可能存在的无机杂质是 ， 检验是否存在该杂质的方法是 。 （4）该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子方程式表示其原因： 。 II.测定产品纯度 准确称取 Wg 产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用 0.1000 mol?L￣ 碘的标准溶液 滴定。 反应原理为：2S  2  O  3  2  ￣+I  2  =S  4  O  6  2-  +2I￣ （5）滴定至终点时，溶液颜色的变化： 。 （6）滴定起始和终点的液面位置如图，则消耗碘的标准溶液体积为 mL。产品的纯度 为（设 Na  2 S  2 O  3 ?5H  2 O 相对分子质量为 M） 。 III.Na2S2O3 的应用 （7）Na  2 S  2 O  3 还原性较强，在溶液中易被 Cl  2 氧化成 SO  4 2 ￣，常用作脱氧剂，该反应的离子方程 式为 。 【答案】（1）使硫粉易于分散到溶液中 （2）冷凝管  冷凝回流 （3）Na  2 SO  4 ；取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中加 BaCl  2  溶液，若有白色沉 4 2 +2 + 2 + 2 + —3 淀，则产品中含有 Na 2 SO 4 （4）S  2 O  3 ￣+2H =S↓+SO  2 ↑+H  2 O （5）由无色变为蓝色 （6）18.10 （7）S  2 O  3 2 ￣+4Cl  2 +5H  2 O = 2SO  4 2 ￣+8Cl￣+10H + 【解析】(1)硫粉难溶于水，微溶于乙醇，故硫粉用乙醇润湿后易扩散到溶液中。 装置中仪器 a 是冷凝管，起冷凝回流汽化的反应物的作用。 因反应物 Na2SO3 易被空气中的氧气氧化成 Na2SO4，故可能存在的无机杂质是 Na2SO4；检验 产品中是否含有 Na  2 SO  4 ，即检验 SO  4 2— 是否存在，需要防止 SO  3 2— 的干扰，故不能用具有强氧 化性的硝酸酸化，而应用盐酸酸化，过滤除去不溶物，再向滤液中滴加氯化钡溶液。 (4)产品发黄，说明产品中含有硫杂质，这是由于在酸性环境中 Na  2  S  2  O  3  不稳定，发生歧化反应： S  2 O  3 ￣+2H =S↓+SO  2 ↑+H  2 O 所致。 滴定终点时，过量的单质碘使无色的淀粉溶液变蓝，可指示滴定终点。 起始读数为 0.00 mL，终点读数为 18.10 mL，所以消耗碘的标准溶液的体积为 18.10 mL－0.00 mL＝18.10 mL；根据 2Na  2 S 2O  3 ·5H  2 O ～ 2S  2 O ～ I  2 ，得 n(Na  2 S  2 O  3 ·5H  2 O)＝2n(I  2 )则产品的纯度 = 0.1000mol/L × 18.10×10 L ×2M ÷W＝ (7)S  2 O  3 2 ￣ 被 Cl  2 氧化成 SO  4 2 ￣ ，Cl  2 被还原为 Cl－，首先根据化合价升降总数相等写出 S  2 O  3 2 ￣＋4Cl  2 →2SO  4 2 ￣ ＋8Cl－，然后根据原子守恒和电荷守恒写出 S  2 O  3 2 ￣+4Cl  2 +5H  2 O = 2SO  4 2 ￣+8Cl￣+10H + 。 【考点定位】本题考查实验基本仪器和基本操作、离子的检验、滴定实验及计算、离子方 程式的书写。 3．【2014 年高考四川卷第 9 题】（13 分）硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制 备硫代硫酸钠晶体（Na  2 S  2 O  3 ·5H  2 O）。 I．[查阅资料] （1）Na  2 S  2 O  3 ·5H  2 O 是无色透明晶体，易溶于水。其稀溶液与 BaCl  2  溶液混合无沉淀生成。 （2）向 Na2CO3 和 Na2S 混合液中通入 SO2 可制得 Na2S2O3，所得产品中常含有少量 Na2SO3 和 Na2SO4。 （3）Na  2 SO  3 易被氧化； BaSO  3 难溶于水，可溶于稀 HCl。 Ⅱ．[制备产品] 实验装置如图所示（省略夹持装置） 5 实验步骤： （1）检查装置气密性，按图示加入试剂。仪器 a 的名称是__ __；E 中的试剂是_ _ （选填下列字母编号）。 A．稀 H  2  SO  4  B．NaOH 溶液  C．饱和 NaHSO  3  溶液 （2）先向 C 中烧瓶加入 Na  2 S 和 Na  2 CO  3 混合溶液，再向 A 中烧瓶滴加浓 H  2 SO  4 。 （3）待 Na2S 和 Na2CO3 完全消耗后，结束反应。过滤 C 中混合液，滤液经 （填 写操作名称）、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品。 Ⅲ．[探究与反思] （1）为验证产品中含有 Na  2 SO  3 和 Na  2 SO  4  ，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整。 （所需试剂从稀 HNO  3 、稀 H  2 SO  4 、稀 HCl、蒸馏水中选择） 取适量产品配成稀溶液，滴加足量 BaCl  2 溶液，有白色沉淀生成， ，若沉淀未 完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有 Na  2 SO  3 和 Na  2 SO  4 。 （2）为减少装置 C 中生成的 Na2SO4 的量，在不改变原有装置的基础上对原有实验步骤（2 ）进 行了改进，改进后的操作是 。 （3）Na2  S  2  O  3  ·5H  2  O 的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过  方法提纯。 【答案】Ⅱ．（1）分液漏斗；B （3）蒸发 Ⅲ．（1）过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀 HCl。 （2）先向 A 中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中空气排尽后，再向 C 中烧瓶加入 Na2S 和 Na2CO3 混合溶液。（3）重结晶 【解析】II 【产品制备】 （1）仪器 a 的名称是分液漏斗，A 是制备 SO2，BD 防倒吸，E 中的试剂是吸收多余的二氧化硫 （3）硫代硫酸钠是无色透明晶体，易溶于水，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥、得 到产品。 III.【探究与反思】 （1）为验证产品 中含有 Na  2 SO  3 和 Na  2 SO  4 ， 取适量产品配成稀溶液，滴加足量 BaCl  2 溶液，有 6 白色沉淀生成，过滤后，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀 HCl 若沉淀未完全溶解，并 有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有 Na  2 SO  3 和 Na  2 SO  4 . （2）为减少装置 C 中生成 Na  2 SO  4 的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤（2）进行了改 进，改进后的操作是先向 A 中烧瓶滴加浓 H  2 SO  4 ，产生的气体将装置中空气排尽后，再向 C 中 烧瓶加入 Na2S 和 Na2CO3 混合溶液。 （3）Na2S2O3·5H2O 的溶液度随温度升高显著增大，所得产品通过重结晶的方法提纯。 【考点定位】考查物质制备实验方案设计与评价 4．【2014 年高考福建卷第 25 题】(15 分)焦亚硫酸钠(Na  2  S  2  O  5  )是常用的食品抗氧化剂之一。某研 究小组进行如下实验： 实验一  焦亚硫酸钠的制取 采用右图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取 Na  2  S  2  O  5  。装置 II 中有 Na  2  S  2  O  5  晶体析出， 发生的反应为：Na2SO3＋SO2＝Na2S2O5 装置 I 中产生气体的化学方程式为 。 要从装置 II 中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是 。 （3）装置 III 用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为 序号)。  (填 实验二  焦亚硫酸钠的性质 Na2S2O5 溶于水即生成 NaHSO3。 （4）证明 NaHSO (填序号)。  3 溶液中 HSO 的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是 a．测定溶液的 pH b．加入 Ba(OH)  2  溶液 c．加入盐酸 7 －12——4 －1 2— —4 d．加入品红溶液 e．用蓝色石蕊试纸检测 （5）检验 Na  2 S  2 O  5  晶体在空气中已被氧化的实验方案是 。 实验三 葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定 （6）葡萄酒常用 Na  2  S  2  O  5  作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离 SO  2  计算)的 方案如下： (已知：滴定时反应的化学方程式为 SO  2  ＋I  2  ＋2H  2  O＝H  2  SO  4  ＋2HI) ①按上述方案实验，消耗标准 I  2 溶液 25．00 mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量 (以游离 SO  2 计算)为 g·L 。 ②在上述实验过程中，若有部分 HI 被空气氧化，则测得结果 (填“偏高”“偏低”或“不 变”)。 【答案】⑴Na2SO3

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