Question

【题目】硫代硫酸钠（Na2S2O3）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得：Na2SO3+S = Na2S2O3 。常温下溶液中析出晶体为Na2S2O35H2O。Na2S2O3·5H2O于40～45℃熔化，48℃分解；Na2S2O3易溶于水，不溶于乙醇。在水中有关物质的溶解度曲线如下左图所示。

Ⅰ．现按如下方法制备Na2S2O3·5H2O：

将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例一并放入三颈烧瓶中，注入150mL蒸馏水使其溶解，在分液漏斗中，注入浓盐酸，在装置2中加入亚硫酸钠固体，并按上右图安装好装置。

（1）仪器2的名称为______________，装置6中可放入___________。

A．BaCl2溶液

B．浓H2SO4

C．酸性KMnO4溶液

D．NaOH溶液

（2）打开分液漏斗活塞，注入浓盐酸使反应产生的二氧化硫气体较均匀的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中，并用磁力搅拌器搅动并加热，反应原理为：

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

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

随着SO2气体的通入，看到溶液中有大量浅黄色固体析出，继续通SO2气体，反应约半小时。当溶液中pH接近或不小于7时，即可停止通气和加热。溶液pH要控制不小于7的理由是：_____________（用文字和相关离子方程式表示）。

Ⅱ．分离Na2S2O3·5H2O并测定含量：

（3）为减少产品的损失，操作①为__________，操作②是过滤洗涤干燥，其中洗涤操作是用________（填试剂）作洗涤剂。

（4）蒸发浓缩滤液直至溶液呈微黄色浑浊为止，蒸发时为什么要控制温度不宜过高_____________。

（5）制得的粗晶体中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中Na2S2O3·5H2O的含量，一般采用在酸性条件下用KMnO4标准液滴定的方法（假定粗产品中杂质与酸性KMnO4溶液不反应）。

称取1.28 g的粗样品溶于水，用0.40mol/L KMnO4溶液(加入适量硫酸酸化)滴定，当溶液中S2O32—全部被氧化时，消耗KMnO4溶液体积20.00 mL。(5S2O32—+8MnO4—+14H+ ＝8Mn2++10SO42—+7H2O)

试回答：

①KMnO4溶液置于__________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。

②滴定终点时的颜色变化：_____________________。

③产品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为______________。

Answer 1

【答案】蒸馏烧瓶 CD Na2S2O3在酸性环境中不能稳定存在。S2O32—+2H+= S↓+ SO2+H2O 趁热过滤 乙醇 温度过高会导致析出的晶体分解 酸式 溶液恰好由无色变为浅红色，半分钟内不褪色 96.9%

【解析】

Na2S2O3是用亚硫酸钠和硫粉化合制得的，本实验中，亚硫酸钠是用碳酸钠和二氧化硫现制的。在三颈烧瓶里发生了一系列的反应：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氢生成，所以装置的最后需要有尾气吸收装置。要从三颈烧瓶的混合物里分离出Na2S2O3，先在保温下用活性炭脱色，根据溶解度曲线，Na2S2O3的溶解度随温度变化比较大，所以趁热过滤后将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到Na2S2O3·5H2O粗晶体。最后用氧化还原滴定法测定Na2S2O3·5H2O的质量分数。

Ⅰ（1）仪器2为蒸馏烧瓶；因为反应过程中产生硫化氢或二氧化硫所以用酸性高锰酸钾或氢氧化钠溶液吸收，选CD。

（2）因为Na2S2O3在酸性环境中不能稳定存在。S2O32—+2H+= S↓+ SO2+H2O

Ⅱ．（3）因为Na2S2O3的溶解度随着温度降低而降低，所以为了减少产品的损失，要趁热过滤；因为产品不溶于乙醇，所以选择乙醇。

（4）Na2S2O3·5H2O于40～45℃熔化，48℃分解，所以温度过高会导致析出的晶体分解。

（5）①高锰酸钾具有强氧化性，能腐蚀橡胶管，所以用酸式滴定管；②滴定终点时高锰酸钾溶液有剩余，溶液恰好由无色变为浅红色，半分钟内不褪色。③根据方程式计算硫代硫酸钠晶体的物质的量为5×0.40×0.02/8=0.005mol，所以质量分数=0.005×248/1.28=96.9%。