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文档简介
1、硫代硫酸钠、物理性质名称:硫代硫酸钠,大苏打,海波化学式:W2S2O3、式量:158.11 、沸点:100 C;熔点:48 C;snsuo* A a oN -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。Na2S2O35H2O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。S2O32-+ 2H+ = S J 舟O2 T4H2O2、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。A2Na 2S2O3 + 3O 22Na 2SO4 + 2SO 2A4Na
2、2S2O 3 k 1 3Na 2SO4 + Na 2S + 4S3、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。AgBr + 2Na 2S2O3 = NaBr + Na 3 Ag(S 203)2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(S2O3)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:Na 2S2O3 + 4CI 2 + 5H 2O= 2H 2SO4 + 2NaCl + 6HCIS2O32 + 4CI2 + 5H2O = 2SO42+ 8CI 一出0H +三、制法:1、
3、 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 2CO3 + SO 2 = Na 2SO3 + CO 2Na 2SO3 + S + 5H 2O = Na 2S2O3 5H 2O2、 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。2Na 2S + Na 2CO 3 + 4SO 2 = 3Na 2S2O3 + CO 23、 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
4、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。2Na 2S + 2S + 3O 2 = 2Na 2S2O3Na 2SO3 + S = Na 2S2O3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、咼考链接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:Na 2S (aq ) +H 2O (l) +S0 2 (g ) =Na 2SO3 (aq ) +H 2S (aq )(I)2H2S (aq ) +S0 2 (g )
5、 =3S (s) +2H 2O (l)(II)S (s) +Na 2SO3 (aq ) NazSzOs (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Na 2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na 2S和Na2SO3 物质的量之比为。(3) 装置B的作用之一是观察 SO2的生成速率,其中的液体最好选择 。a.蒸馏水b .饱和Na2SO3溶液c.饱和NaHSO 3溶液d .饱和NaHCO 3溶液实验中,为使 SO2缓慢进入烧瓶 C,采用的
6、操作是 。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 Na 2SO3、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 Na2S2O3?5H2O 遇酸易分解:S2O32- +2H +=S 妊SO 2 T+H 2O供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO 3溶液)【答案】(1)液柱
7、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BaCI2溶液,若出现沉淀则说明含有 Na 2SO4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(SO2、H2S)(2 )根据烧瓶内发生的三个反应:Na2S(aq)+H 2O( I)+SO 2(g)=Na 2SO3(aq)+H 2S(aq )、2H2S (
8、aq)+SO 2( g)=3S( s) +2H 2O (I)、S (s) +Na 2SO3( aq)W2S2O3( aq),可以得出如下关系式:2Na 2S 2H 2S 3S +3Na 2SO3 3Na 2SO3,2mol Na 2S完全反应生成2mol Na 2SO3,所以还需要另外加入 1mol Na 2SO3,则烧瓶C中NazS和Na2SO3物质的量之 比为2:1 ;(3) 要观察观察 SO2的生成速率,第一不能吸收或溶解SO2,第二不能和SO2发生反应,a.蒸馏水(SO2易溶于水),b .饱和Na2SO3溶液(与SO2发生反应),c.饱和NaHSO 3溶液(溶解度较小且不发生反应)d
9、.饱和NaHCO 3溶液(与SO2发生反应),所以答案选c; SO2是由70%H 2SO4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,W2S2O3与稀盐酸反应( W2S2O3 + 2HCI宀2NaCI+S J+SO2 1+H2O ),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。4 II2 . 2014年高考天津卷第9题】(18分)Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水。 在中性或碱性环境中稳定。I .
10、制备 Na 2S2O3?5H 2O反应原理:Na2SO3 (aq ) +S (s)Na 2S2O3(aq)实验步骤: 称取15g Na 2SO3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 Na2SO3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 。
11、(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:2S2O32 +I 2=S4O62- +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Na2S2O3?5H2O相对分子质量为 M ) 。III. Na 2S2O3 的应用(7)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被 CI2氧化成SO42一,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
12、溶液中(2 )冷凝管冷凝回流(3) Na 2SO4 ;取少量产品溶于过量稀盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有 Na 2SO4(4 ) S2O32下2H + =S J+SO2 H 2O(5)由无色变为蓝色(6 )18.10讣(7 ) S2O32下4CI 2+5H 2O = 2SO 42下8CI 下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。(2)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Na 2SO3易被空气中的氧气氧化成 Na2SO4,故可能存在的无机杂质是Na 2SO4;检验产品中是否含有 Na2SO4,
13、即检验SO42 是否存在,需要防止 SO32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。产品发黄,说明产品中含有硫杂质,这是由于在酸性环境中Na2S2O3不稳定,发生歧化反应:S2O32下2H +=S 妊SO 2T+H 2O 所致。(5) 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 2S2O3 5H 2O 2S2O |2,得 n(Na 2S2O3 5H 2O) =
14、2n(I 2)则I迴巴心一切恥骼产品的纯度 =0.1000mol/L X 18.10 X10 3L X2M 十W =(7)S2O32被Cl2氧化成SO42 , Cl2被还原为Cl ,首先根据化合价升降总数相等写出S2O32+ 4CI2T2SO42+ 8Cl ,然后根据原子守恒和电荷守恒写出S2O32下4CI 2+5H 20 = 2SO42+8Cl 下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 2S2O3 5H2O )。I
15、.查阅资料(1 ) Na2S2O3 5H2O是无色透明晶体,易溶于水。其稀溶液与BaCl2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 Na 2SO4。(3)Na 2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀 HCI。n.制备产品实验装置如图所示(省略夹持装置)浓 h2so4 ,1 ,r b”N32呂和N西CO3溶液-*JJ 1amiMtJr wf、x.l y1 11 長jABcD E实验步骤:(1 )检查装置气密性,按图示加入试剂。仪器的名称是;E中的试剂是(选填下列字母编号)。A .稀 H2SO4 B.
16、 NaOH 溶液C.饱和NaHSO 3溶液(2) 先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向 A中烧瓶滴加浓 H2SO4。(3) 待Na2S和Na 2CO3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。川.探究与反思(1) 为验证产品中含有 Na2SO3和Na2SO4,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H2SO4、稀HCI、蒸馏水中选择)取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成, ,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。(
17、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) Na2S2O3 5H2O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】n. (1)分液漏斗;B (3)蒸发川.(1)过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀HCI。(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Na 2CO 3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
18、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Na2SO3和Na 2SO4,取适量产品配成稀溶液,滴加足量 BaCl2溶液, 有白色沉淀生成,过滤后,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀HCI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 Na2SO3和Na2SO4.(2) 为减少装置C中生成Na2SO4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 H2SO4,产生的气体将装置中空气排尽后,再向 C中 烧瓶加入Na 2S和Na 2CO 3混合溶液。(3) Na2S2O3 5H2O的
19、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(Na2S2O5)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Na2S2O5。装置II中有 W2S2O5晶体析出,发生的反应为: Na 2SO3 + SO2= Na 2S2O5(1 )装置I中产生气体的化学方程式为 。(2 )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(填序号)。实验
20、二焦亚硫酸钠的性质Na 2S2O5溶于水即生成 NaHSO 3。4 a .测定溶液的pHb .加入Ba(OH) 2溶液c .加入盐酸)d.加入品红溶液e .用蓝色石蕊试纸检测证 (5 )检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是 明验三 葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定N(6 )葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下:講潘出现益色良做H内不椒色(已知:滴定时反应的化学方程式为SO2+ 12 + 2H2O = H2SO4 + 2HI) 按上述方案实验,消耗标准I2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SO2计算)为g L1。 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】 Na2SO3+H2SO4 = Na 2SO4+SO 2 f+H 2O 或 Na2SO3+2H 2SO4 = 2
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