Question

【題目】硫代硫酸鈉可由亞硫酸鈉和硫粉通過化合反應制得：Na2SO3+S=Na2S2O3。常溫下溶液中析出晶體為Na2S2O35H2O。Na2S2O35H2O于4045℃熔化，48℃分解：Na2S2O3 易溶于水，不溶于乙醇。在水中有關物質的溶解度曲線 如圖所示。

I.現按如下方法制備Na2S2O35H2O：

將硫化鈉和碳酸鈉按反應要求比例一并放入三頸燒瓶中，注入150mL蒸餾水使其溶解，在分液漏斗中，注入濃鹽酸，在裝置2中加入亞硫酸鈉固體，并按如下圖示安裝好裝置。

(1)儀器2的名稱為__________,裝置6中可加入________。

A. BaCl2溶液 B.濃 H2SO4 C.酸性KMnO4溶液 D. NaOH溶液

(2)打開分液漏斗活塞，注入濃鹽酸使反應產生的二 氧化硫氣體較均勻的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中，并用磁力攪拌器攪動并加熱，反應原理為：

①Na2CO3+SO2═Na2SO3+CO2 ②Na2S+SO2+H2O═Na2SO3+H2S

③2H2S+SO2═3S↓+2H2O ④Na2SO3+SNa2S2O3

隨著SO2氣體的通入，看到溶液中有大量淺黃色固體析出，繼續通SO2氣體，反應約半小時。當溶液中pH接近或不小于7時，即可停止通氣和加熱。溶液pH要控制不小于7的理由是：______(用文字和相關離子方程式表示)。

Ⅱ.分離Na2S2O35H2O并測定含量：

(3)為減少產品的損失，操作①為_______，操作②是抽濾、洗滌、干燥，其中洗滌操作是用______(填試劑名稱）作洗滌劑。

(4)蒸發濃縮濾液，直至溶液呈微黃色渾濁為止。蒸發時要控制溫度不宜過高，其原因是_______________。

(5)制得的粗產品中往往含有少量雜質。為了測定粗產品中Na2S2O35H2O的含量，一般采用在酸性條件下用KMnO4標準液滴定的方法（假定雜質與酸性KMnO4溶液不反應）。 稱取1.28g粗樣品溶于水，用0.40mol/LKMnO4溶液(加入適量硫酸酸化)滴定，當溶液 中S2O32-全部被氧化時，消耗KMnO4溶液20.00mL。(5S2O32-+ 8MnO4-+14H+=8Mn2++l0SO42-+7H2O)

試回答：

①滴定終點時的顏色變化_______________。

②產品中Na2S2O35H2O的質量分數為________________。

Answer 1

【答案】蒸餾燒瓶 CD Na2S2O3在酸性環境中不能穩定存在，S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O 趁熱過濾 乙醇 溫度過高會導致析出的晶體分解 溶液由無色變為淺紅色，半分鐘內不褪色 96.9%

【解析】

(1)根據儀器2的構造及使用方法寫出其名稱；根據裝置6在實驗中的作用選用試劑；

(2)根據酸性條件下硫代硫酸鈉與氫離子反應生成二氧化硫和硫單質分析；

(3)操作①的目的是分離出用于吸收有色雜質的活性炭，則該操作為過濾，由于常溫下溶液中析出晶體Na2S2O35H2O，為了避免產品損失，需要趁熱過濾；Na2S2O3易溶于水，不溶于乙醇，為了減少損失，可以用乙醇為洗滌劑；

(4)根據“Na2S2O35H2O于40～45℃熔化，48℃分解”分析蒸發時要控制溫度不宜過高的原因；

(5)①反應結束前溶液為無色，反應結束后溶液中高錳酸根離子過量，溶液變為淺紅色；

②根據n=cV計算出1.28g樣品消耗的高錳酸鉀的物質的量，根據反應計算出樣品中含有Na2S2O35H2O的物質的量，再根據質量分數的表達式計算出產品中Na2S2O35H2O的質量分數。

(1)根據圖示裝置可知，儀器2的名稱為蒸餾燒瓶；

裝置6是尾氣吸收裝置主要吸收SO2污染性氣體，選項中酸性KMnO4溶液具有氧化性，能氧化SO2生成H2SO4而吸收；NaOH溶液和SO2反應生成Na2SO3和水，也能吸收SO2，而濃硫酸、氯化鋇與SO2都不反應，不能吸收SO2，故選項C、D合理；

(2)當溶液pH＜7時，溶液顯示酸性，會發生反應：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O，所以Na2S2O3在酸性環境中不能穩定存在，溶液的pH應不小于7；

(3)常溫下溶液中析出晶體為Na2S2O35H2O，Na2S2O35H2O于40～45℃熔化，為了避免析出Na2S2O35H2O導致產率降低，所以操作①過濾出活性炭時需要趁熱；

洗滌晶體時為減少晶體損失，減少Na2S2O35H2O的溶解，依據Na2S2O3易溶于水，不溶于乙醇的性質選擇乙醇洗滌，且洗滌后乙醇易揮發，不引入新的雜質，

(4)由于Na2S2O35H2O于40～45℃熔化，48℃分解，所以蒸發時溫度過高會導致析出的晶體分解，降低了產率；

(5)①依據標定的原理可知，反應結束前溶液為無色，反應結束后溶液中高錳酸根離子過量，溶液變為淺紅色，所以滴定終點的現象為：溶液由無色變為淺紅色，半分鐘內不褪色；

②20.00mL 0.40mol/L KMnO4溶液中含有高錳酸鉀的物質的量為：n(KMnO4)=0.40mol/L×0.02L=0.008mol，根據反應5S2O32-+8MnO4-+14H+═8Mn2++10SO42-+7H2O可知，1.28g的粗樣品含有Na2S2O35H2O的物質的量為：n(Na2S2O35H2O)=n(S2O32-)=×n(KMnO4)=0.005mol，產品中Na2S2O35H2O的質量分數為：=96.9%。