题目内容
【题目】硫化钠又称硫化碱,为无色、易溶于水和热乙醇的固体,常用于制造硫代硫酸钠、多硫化钠、硫化染料等。实验室中用工业硫化钠(因含重金属硫化物和煤粉等而呈褐色)、纯碱等物质制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)的原理如下:Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 S+ Na2SO3 Na2S2O3。回答下列问题:
(1)工业硫化钠的纯化
将18g工业硫化钠加入烧瓶中,再加入150mL95%的乙醇溶液和8mL水。用如图所示装置进行沸水浴加热,并回流40min,趁热过滤,冷却、搅拌、结晶、倾析,除去上层母液;最后用95%的乙醇溶液洗涤,烘干,得到Na2S·9H2O晶体。图中仪器a的名称是_______,该过程中回流40min的目的是_______________________________。
(2)硫代硫酸钠的制备
称取纯化后的Na2S·9H2O晶体14.4g和mgNa2CO3,混合后置于锥形瓶中,加入150mL蒸馏水,微热后按图所示组装仪器;然后,打开分液漏斗的活塞和螺旋夹6,并适当调节该螺旋夹,向锥形瓶中通入SO2气体,当溶液呈中性时,停止通入SO2气体,对反应后落液进行后续处理,即可制得硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)。
①适当调节螺旋夹6的目的是_______________________________________;
②实验过程中,通入SO2一段时间后,溶液中会生成大量淡黄色沉淀,然后又变澄清。生成淡黄色沉淀的化学方程式为____________________________________。若通入SO2气体时间过长,会降低硫代硫酸钠的产率,原因是_______________________。
③为提高产品纯度,节约原料,m=____g;
④反应结束后,需对溶液进行后续处理,得到硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O),其操作是蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、_____、烘干。称量所得产品,质量为ng,则Na2S2O3·5H2O的产率为_____________%。
【答案】 球形冷凝管 保证硫化钠充分溶解 控制气体流速,保证SO2充分反应,防倒吸 2Na2S+3SO2=3S↓+2Na2SO3 通入SO2时间过长,会使溶液酸性较强,导致Na2S2O3因反应而损耗 3.18 洗涤 4.48n(或100n/22.32)
【解析】(1)仪器a是球形冷凝管。回流40min的目的是为了保证硫化钠完全的溶解在溶剂中。
(2)①适当调节螺旋夹6的目的是控制通入的二氧化硫的流速,避免流速过快,使二氧化硫不能充分反应,同时也防止溶液倒吸。
②通入SO2一段时间后,溶液中会生成大量淡黄色沉淀一定是单质S,所以反应为2Na2S+3SO2=3S↓+2Na2SO3。通入的二氧化硫的时间过长,就会使溶液变为较强的酸性,而硫代硫酸钠会与酸反应(2H+ + S2O32- = S↓+ SO2↑+ H2O),导致产率降低。
③反应为2Na2S + Na2CO3 + 4SO2 = 3Na2S2O3 + CO2,所以Na2S∶Na2CO3=2:1。加入了Na2S·9H2O晶体14.4g,物质的量为0.06mol,所以碳酸钠为0.03mol,质量为3.18g。
④从溶液中得到固体应该经过:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干。加入Na2S·9H2O晶体14.4g,物质的量为0.06mol,所以得到的硫代硫酸钠应该为0.09mol,质量为0.09×248=22.32g,实际得到ng,所以产率为:100n/22.32%=4.48n%。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)