【專題十三】硫代硫酸鈉性質(zhì)

1、硫代硫酸鈉一、物理性質(zhì)名稱: 硫代硫酸鈉 ，大蘇打，海波化學(xué)式: Na2S2O3、式量: 158.11、沸點(diǎn): 100；熔點(diǎn): 48； 物理性質(zhì)：無(wú)色透明的晶體，易溶于水，水溶液顯弱堿性，不溶于醇。Na2S2O3·5H2O的熔點(diǎn)48攝氏度，熔化時(shí)熔于結(jié)晶水。二、化學(xué)性質(zhì)1、硫代硫酸鈉在堿性或中性條件下穩(wěn)定，遇酸分解立刻分解放出二氧化硫氣體并產(chǎn)生硫的沉淀。S2O322H+SSO2H2O2、在空氣中加熱被氧化分解成硫酸鈉、二氧化硫。在隔絕空氣下燃燒則生成硫酸鈉、硫化鈉和硫黃。2Na2S2O3 + 3O2 2Na2SO4 + 2SO24Na2S2O3 3Na2SO4 + Na2S

2、 + 4S3、硫代硫酸鈉具有很強(qiáng)的絡(luò)合能力，能跟溴化銀形成絡(luò)合物。根據(jù)這一性質(zhì)，它可以作定影劑。AgBr + 2Na2S2O3 = NaBr + Na3Ag(S2O3)2洗相時(shí)，過(guò)量的大蘇打跟底片上未感光部分的溴化銀反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為可溶的 Na3Ag(S2O3)2，把AgBr除掉，使顯影部分固定下來(lái)。4、硫代硫酸鈉有一定的還原性，能將氯氣等物質(zhì)還原：Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O= 2H2SO4 + 2NaCl + 6HClS2O324Cl25H2O2SO428Cl¯10H+三、制法：1、亞硫酸鈉法將純堿溶解后，與（硫磺燃燒生成的）二氧化硫作用生成亞硫酸鈉，再加入硫磺共煮沸騰

3、反應(yīng)，經(jīng)過(guò)濾、濃縮、結(jié)晶（重結(jié)晶），制得硫代硫酸鈉。Na2CO3 + SO2 = Na2SO3 + CO2 Na2SO3 + S + 5H2O = Na2S2O3·5H2O2、硫化堿法利用硫化堿蒸發(fā)殘?jiān)?、硫化鋇廢水中的碳酸鈉和硫化鈉與硫磺廢氣中的二氧化硫反應(yīng)，經(jīng)吸硫、蒸發(fā)、結(jié)晶，制得硫代硫酸鈉。2Na2S + Na2CO3 + 4SO2 = 3Na2S2O3 + CO2 3、氧化、亞硫酸鈉和重結(jié)晶法由含硫化鈉、亞硫酸鈉和燒堿的液體經(jīng)加硫、氧化；亞硫酸氫鈉經(jīng)加硫及粗制硫代硫酸鈉重結(jié)晶三者所得硫代硫酸鈉混合、濃縮、結(jié)晶，制得硫代硫酸鈉。2Na2S + 2S + 3O2 = 2Na2S2O

4、3Na2SO3 + S = Na2S2O3 重結(jié)晶將粗制硫代硫酸鈉晶體溶解（或用粗制硫代硫酸鈉溶液），經(jīng)除雜，濃縮、結(jié)晶，制得硫代硫酸鈉。四、高考鏈接1、【2014年山東31】（20分）工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na2S2O35H2O，實(shí)驗(yàn)室可用如下裝置（略去部分加持儀器）模擬生成過(guò)程。燒瓶C中發(fā)生反應(yīng)如下：Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）=Na2SO3（aq）+H2S（aq） （I）2H2S（aq）+SO2（g）=3S（s）+2H2O（l） （II）S（s）+Na2SO3（aq）Na2S2O3（aq） （III）（1）儀器組裝完成后，關(guān)閉兩端活塞，向裝置B中的長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)注

5、入液體至形成一段液注，若 ，則整個(gè)裝置氣密性良好。裝置D的作用是 。裝置E中為 溶液。（2）為提高產(chǎn)品純度，應(yīng)使燒瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反應(yīng)，則燒瓶C中Na2S和Na2SO3物質(zhì)的量之比為 。（3）裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率，其中的液體最好選擇 。 a蒸餾水 b .飽和Na2SO3溶液 c.飽和NaHSO3溶液 d . 飽和NaHCO3溶液 實(shí)驗(yàn)中，為使SO2緩慢進(jìn)入燒瓶C，采用的操作是 。已知反應(yīng)（III）相對(duì)較慢，則燒瓶C中反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是 。反應(yīng)后期可用酒精燈適當(dāng)加熱燒瓶A，實(shí)驗(yàn)室用酒精燈加熱時(shí)必須使用石棉網(wǎng)的儀器含有 。 a .燒杯 b .蒸發(fā)皿 c.試管

6、 d .錐形瓶（4）反應(yīng)終止后，燒瓶C中的溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮即可析出Na2S2O35H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質(zhì)。利用所給試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)產(chǎn)品中是否存在Na2SO4，簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作，現(xiàn)象和結(jié)論： 。 （已知Na2S2O35H2O遇酸易分解：S2O32-+2H+=S+SO2+H2O 供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液）【答案】（1）液柱高度保持不變 ；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） 溶液變澄清（或混濁消失）；a、d（4）取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層清液（或過(guò)濾，取濾液），

7、滴加BaCl2溶液，若出現(xiàn)沉淀則說(shuō)明含有Na2SO4雜質(zhì)。（合理即得分）【解析】（1）裝置B中的長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液注，若液柱高度保持不變，則說(shuō)明裝置氣密性良好；D瓶的作用相當(dāng)于安全瓶，防止E瓶中的溶液倒吸；裝置E尾氣處理（SO2、H2S）（2）根據(jù)燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生的三個(gè)反應(yīng)：Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）=Na2SO3（aq）+H2S（aq）、2H2S（aq）+SO2（g）=3S（s）+2H2O（l）、S（s）+Na2SO3（aq）Na2S2O3（aq），可以得出如下關(guān)系式： 2Na2S 2H2S 3S +3Na2SO3 3Na2SO3，2mol Na2S完全反應(yīng)生成2mo

8、l Na2SO3，所以還需要另外加入1mol Na2SO3，則燒瓶C中Na2S和Na2SO3物質(zhì)的量之比為2:1；（3）要觀察觀察SO2的生成速率，第一不能吸收或溶解SO2，第二不能和SO2發(fā)生反應(yīng)，a蒸餾水（SO2易溶于水），b飽和Na2SO3溶液（與SO2發(fā)生反應(yīng)），c飽和NaHSO3溶液（溶解度較小且不發(fā)生反應(yīng)）d飽和NaHCO3溶液（與SO2發(fā)生反應(yīng)），所以答案選c；SO2是由70%H2SO4和Na2SO3反應(yīng)制取，所以為了SO2使緩慢進(jìn)行燒瓶C，采取的操作是控制滴加硫酸的速度；可以直接加熱的儀器有：蒸發(fā)皿和試管，墊石棉網(wǎng)加熱的儀器有燒杯和錐形瓶。（4）樣品中加入鹽酸，Na2S2O3與

9、稀鹽酸反應(yīng)（Na2S2O3 + 2HCl2NaCl+S+SO2+H2O），靜置，取上層清液（或過(guò)濾，取濾液），滴加BaCl2溶液，若出現(xiàn)沉淀則說(shuō)明含有Na2SO4雜質(zhì)。2【2014年高考天津卷第9題】（18分）Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水。在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定。I制備Na2S2O35H2O反應(yīng)原理：Na2SO3（aq）+S（s）Na2S2O3(aq)實(shí)驗(yàn)步驟：稱取15g Na2SO3加入圓底燒瓶中，再加入80ml蒸餾水。另取5g研細(xì)的硫粉，用3ml乙醇潤(rùn)濕，加入上述溶液中。安裝實(shí)驗(yàn)裝置（如圖所示，部分加持裝置略去），水浴加熱，微沸60分鐘。趁熱過(guò)濾，將濾液水浴加熱濃縮，冷卻析出N

10、a2S2O35H2O，經(jīng)過(guò)濾，洗滌，干燥，得到產(chǎn)品?；卮饐?wèn)題：（1）硫粉在反應(yīng)前用乙醇潤(rùn)濕的目的是 。（2）儀器a的名稱是 ，其作用是 。（3）產(chǎn)品中除了有未反應(yīng)的Na2SO3外，最可能存在的無(wú)機(jī)雜質(zhì)是 ，檢驗(yàn)是否存在該雜質(zhì)的方法是 。（4）該實(shí)驗(yàn)一般控制在堿性環(huán)境下進(jìn)行，否則產(chǎn)品發(fā)黃，用離子方程式表示其原因： 。II.測(cè)定產(chǎn)品純度準(zhǔn)確稱取Wg產(chǎn)品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑，用0.1000 molL1碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。 反應(yīng)原理為：2S2O32+I2=S4O62-+2I（5）滴定至終點(diǎn)時(shí)，溶液顏色的變化： 。（6）滴定起始和終點(diǎn)的液面位置如圖，則消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為 mL。產(chǎn)品的純度

11、為（設(shè)Na2S2O35H2O相對(duì)分子質(zhì)量為M） 。III.Na2S2O3的應(yīng)用（7）Na2S2O3還原性較強(qiáng)，在溶液中易被Cl2氧化成SO42，常用作脫氧劑，該反應(yīng)的離子方程式為 。【答案】（1）使硫粉易于分散到溶液中 （2）冷凝管 冷凝回流（3）Na2SO4 ；取少量產(chǎn)品溶于過(guò)量稀鹽酸，過(guò)濾，向?yàn)V液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，則產(chǎn)品中含有Na2SO4 （4）S2O32+2H+ =S+SO2+H2O （5）由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色（6）18.10 （7）S2O32+4Cl2+5H2O = 2SO42+8Cl+10H+【解析】(1)硫粉難溶于水，微溶于乙醇，故硫粉用乙醇潤(rùn)濕后易擴(kuò)散到溶液中。(2)裝

12、置中儀器a是冷凝管，起冷凝回流汽化的反應(yīng)物的作用。(3)因反應(yīng)物Na2SO3易被空氣中的氧氣氧化成Na2SO4，故可能存在的無(wú)機(jī)雜質(zhì)是Na2SO4；檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否含有Na2SO4，即檢驗(yàn)SO42 是否存在，需要防止SO32 的干擾，故不能用具有強(qiáng)氧化性的硝酸酸化，而應(yīng)用鹽酸酸化，過(guò)濾除去不溶物，再向?yàn)V液中滴加氯化鋇溶液。(4)產(chǎn)品發(fā)黃，說(shuō)明產(chǎn)品中含有硫雜質(zhì)，這是由于在酸性環(huán)境中Na2S2O3不穩(wěn)定，發(fā)生歧化反應(yīng)：S2O32+2H+=S+SO2+H2O所致。(5)滴定終點(diǎn)時(shí)，過(guò)量的單質(zhì)碘使無(wú)色的淀粉溶液變藍(lán)，可指示滴定終點(diǎn)。(6)起始讀數(shù)為0.00 mL，終點(diǎn)讀數(shù)為18.10

13、 mL，所以消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為18.10 mL0.00 mL18.10 mL；根據(jù)2Na2S2O3·5H2O 2S2O   I2，得n(Na2S2O3·5H2O)2n(I2)則產(chǎn)品的純度 = 0.1000mol/L × 18.10×103L ×2M ÷W(7)S2O32 被Cl2氧化成SO42 ，Cl2被還原為Cl，首先根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等寫(xiě)出S2O324Cl22SO42 8Cl，然后根據(jù)原子守恒和電荷守恒寫(xiě)出S2O32+4Cl2+5H2O = 2SO42+8Cl+10H+?！究键c(diǎn)定位】本題考查實(shí)

14、驗(yàn)基本儀器和基本操作、離子的檢驗(yàn)、滴定實(shí)驗(yàn)及計(jì)算、離子方程式的書(shū)寫(xiě)。 3【2014年高考四川卷第9題】（13分）硫代硫酸鈉是一種重要的化工產(chǎn)品。某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體（Na2S2O3·5H2O）。I查閱資料（1）Na2S2O3·5H2O是無(wú)色透明晶體，易溶于水。其稀溶液與BaCl2溶液混合無(wú)沉淀生成。（2）向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得產(chǎn)品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4。（3）Na2SO3易被氧化；BaSO3難溶于水，可溶于稀HCl。制備產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（省略?shī)A持裝置）實(shí)驗(yàn)步驟：（1）檢查裝置氣密性，按圖示加入試劑。

15、儀器a的名稱是_ _；E中的試劑是_ _ （選填下列字母編號(hào)）。A稀H2SO4 BNaOH溶液 C飽和NaHSO3溶液（2）先向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中燒瓶滴加濃H2SO4。（3）待Na2S和Na2CO3完全消耗后，結(jié)束反應(yīng)。過(guò)濾C中混合液，濾液經(jīng) （填寫(xiě)操作名稱）、結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥、得到產(chǎn)品。探究與反思 （1）為驗(yàn)證產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4，該小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)將方案補(bǔ)充完整。（所需試劑從稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸餾水中選擇）取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成， ，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣

16、體產(chǎn)生，則可確定產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4。（2）為減少裝置C中生成的Na2SO4的量，在不改變?cè)醒b置的基礎(chǔ)上對(duì)原有實(shí)驗(yàn)步驟（2）進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的操作是 。（3）Na2S2O3·5H2O的溶解度隨溫度升高顯著增大，所得產(chǎn)品通過(guò) 方法提純。【答案】（1）分液漏斗；B （3）蒸發(fā) （1）過(guò)濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl。（2）先向A中燒瓶滴加濃硫酸，產(chǎn)生的氣體將裝置中空氣排盡后，再向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液。（3）重結(jié)晶【解析】II 【產(chǎn)品制備】（1）儀器a的名稱是分液漏斗，A是制備SO2，BD防倒吸，E中的試劑是吸收多余的二氧

17、化硫（3）硫代硫酸鈉是無(wú)色透明晶體，易溶于水，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥、得到產(chǎn)品。III.【探究與反思】（1）為驗(yàn)證產(chǎn)品 中含有Na2SO3和Na2SO4， 取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，過(guò)濾后，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，則可確定產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4.（2）為減少裝置C中生成Na2SO4的量，在不改變?cè)醒b置的基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟（2）進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的操作是先向A中燒瓶滴加濃H2SO4，產(chǎn)生的氣體將裝置中空氣排盡后，再向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3

18、混合溶液。（3）Na2S2O3·5H2O的溶液度隨溫度升高顯著增大，所得產(chǎn)品通過(guò)重結(jié)晶的方法提純?！究键c(diǎn)定位】考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 4【2014年高考福建卷第25題】(15分)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。某研究小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一 焦亞硫酸鈉的制取采用右圖裝置(實(shí)驗(yàn)前已除盡裝置內(nèi)的空氣)制取Na2S2O5。裝置II中有Na2S2O5晶體析出，發(fā)生的反應(yīng)為：Na2SO3SO2Na2S2O5（1）裝置I中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為 。（2）要從裝置II中獲得已析出的晶體，可采取的分離方法是 。（3）裝置III用于處理尾氣，可選用的最合理裝置(夾持儀器已

19、略去)為 (填序號(hào))。實(shí)驗(yàn)二 焦亞硫酸鈉的性質(zhì)Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。（4）證明NaHSO3溶液中HSO3 的電離程度大于水解程度，可采用的實(shí)驗(yàn)方法是 (填序號(hào))。a測(cè)定溶液的pH b加入Ba(OH)2溶液 c加入鹽酸 d加入品紅溶液 e用藍(lán)色石蕊試紙檢測(cè)（5）檢驗(yàn)Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實(shí)驗(yàn)方案是 。 實(shí)驗(yàn)三 葡萄酒中抗氧化劑殘留量的測(cè)定（6）葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化劑。測(cè)定某葡萄酒中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計(jì)算)的方案如下：(已知：滴定時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2I22H2OH2SO42HI)按上述方案實(shí)驗(yàn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)I2溶液2500 mL，該次實(shí)驗(yàn)測(cè)得樣品中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計(jì)算)為 g·L1。在上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若有部分HI被空氣氧化，則測(cè)得結(jié)果 (填“偏高”“偏低”或“不變”)。【答案】Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2+H2O或Na2SO3+2H2SO42NaHSO4+SO2+H2O