Question

【題目】硫代硫酸鈉（Na2S2O3）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。Na2S2O3·5H2O于40～45℃熔化，48℃分解；Na2S2O3易溶于水，不溶于乙醇。在水中有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如下左圖所示。

Ⅰ．現(xiàn)按如下方法制備Na2S2O3·5H2O：

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，并按上右圖安裝好裝置。

（1）儀器2的名稱為______________，裝置6中可放入___________。

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(chǎn)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：

① Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2②Na2S+SO2+H2O=Na2SO3+H2S

③ 2H2S+SO2=3S↓+2H2O ④ Na2SO3+S Na2S2O3

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(xù)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(guān)離子方程式表示）。

Ⅱ．分離Na2S2O3·5H2O并測定含量：

（3）為減少產(chǎn)品的損失，操作①為__________，操作②是過濾洗滌干燥，其中洗滌操作是用________（填試劑）作洗滌劑。

（4）蒸發(fā)濃縮濾液直至溶液呈微黃色渾濁為止，蒸發(fā)時為什么要控制溫度不宜過高_____________。

（5）制得的粗晶體中往往含有少量雜質(zhì)。為了測定粗產(chǎn)品中Na2S2O3·5H2O的含量，一般采用在酸性條件下用KMnO4標準液滴定的方法（假定粗產(chǎn)品中雜質(zhì)與酸性KMnO4溶液不反應）。

稱取1.28 g的粗樣品溶于水，用0.40mol/L KMnO4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溶液體積20.00 mL。(5S2O32—+8MnO4—+14H+ ＝8Mn2++10SO42—+7H2O)

試回答：

①KMnO4溶液置于__________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。

②滴定終點時的顏色變化：_____________________。

③產(chǎn)品中Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分數(shù)為______________。

Answer 1

【答案】蒸餾燒瓶 CD Na2S2O3在酸性環(huán)境中不能穩(wěn)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 酸式 溶液恰好由無色變?yōu)闇\紅色，半分鐘內(nèi)不褪色 96.9%

【解析】

Na2S2O3是用亞硫酸鈉和硫粉化合制得的，本實驗中，亞硫酸鈉是用碳酸鈉和二氧化硫現(xiàn)制的。在三頸燒瓶里發(fā)生了一系列的反應：① Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2②Na2S+SO2+H2O=Na2SO3+H2S③ 2H2S+SO2=3S↓+2H2O ④ Na2SO3+S Na2S2O3。由于有二氧化硫和硫化氫生成，所以裝置的最后需要有尾氣吸收裝置。要從三頸燒瓶的混合物里分離出Na2S2O3，先在保溫下用活性炭脫色，根據(jù)溶解度曲線，Na2S2O3的溶解度隨溫度變化比較大，所以趁熱過濾后將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到Na2S2O3·5H2O粗晶體。最后用氧化還原滴定法測定Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分數(shù)。

Ⅰ（1）儀器2為蒸餾燒瓶；因為反應過程中產(chǎn)生硫化氫或二氧化硫所以用酸性高錳酸鉀或氫氧化鈉溶液吸收，選CD。

（2）因為Na2S2O3在酸性環(huán)境中不能穩(wěn)定存在。S2O32—+2H+= S↓+ SO2+H2O

Ⅱ．（3）因為Na2S2O3的溶解度隨著溫度降低而降低，所以為了減少產(chǎn)品的損失，要趁熱過濾；因為產(chǎn)品不溶于乙醇，所以選擇乙醇。

（4）Na2S2O3·5H2O于40～45℃熔化，48℃分解，所以溫度過高會導致析出的晶體分解。

（5）①高錳酸鉀具有強氧化性，能腐蝕橡膠管，所以用酸式滴定管；②滴定終點時高錳酸鉀溶液有剩余，溶液恰好由無色變?yōu)闇\紅色，半分鐘內(nèi)不褪色。③根據(jù)方程式計算硫代硫酸鈉晶體的物質(zhì)的量為5×0.40×0.02/8=0.005mol，所以質(zhì)量分數(shù)=0.005×248/1.28=96.9%。