Question

【題目】硫代硫酸鈉是一種重要的化工產品。某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體（Na2S2O3·5H2O）。

I．[查閱資料]

（1）Na2S2O3·5H2O是無色透明晶體，易溶于水。其稀溶液與BaCl2溶液混合無沉淀生成。

（2）向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得產品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4。

（3）Na2SO3易被氧化；BaSO3難溶于水，可溶于稀HCl。

Ⅱ.[制備產品]實驗裝置如圖所示（省略夾持裝置）

實驗步驟：

（1）按如圖所示組裝好裝置后，應先__________ (填操作名稱)。儀器B和D的作用是________，按圖示加入試劑，E中的試劑是_____________（選填下列字母編號）。

A．稀H2SO4 B．NaOH溶液 C．飽和NaHSO3溶液

（2）先向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中燒瓶滴加濃H2SO4。C中反應生成Na2S2O3和CO2，寫出A中反應的化學方程式為_______，C中反應的離子方程式為_________。

（3）待Na2S和Na2CO3完全消耗后，結束反應。過濾C中混合液，濾液經_______（填寫操作名稱）、結晶、過濾、洗滌、干燥、得到產品。

Ⅲ．[探究與反思]

（1）為驗證產品中含有Na2SO3和Na2SO4，該小組設計了以下實驗方案，請將方案補充完整。（所需試劑從稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸餾水中選擇）取適量產品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，過濾，洗滌，____________，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產生，則可確定產品中含有Na2SO3和Na2SO4。

（2）為減少裝置C中生成的Na2SO4的量，在不改變原有裝置的基礎上對原有實驗Ⅱ步驟（2）進行了改進，改進后的操作是______。

（3）探究Na2S2O3是否具有還原性：向新制氯水中滴加Na2S2O3溶液，若看到_____________，

說明有還原性 (已知：Na2S2O3被氧化成Na2SO4），反應的離子方程式為__________________。

Answer 1

【答案】檢查裝置氣密性 安全瓶（或防倒吸） B H2SO4＋Na2SO3==Na2SO4＋SO2↑＋H2O 2S2-＋CO32-＋4SO2==3S2O32- ＋CO2 蒸發 向沉淀中加入足量稀鹽酸 先向A中燒瓶滴加濃硫酸，產生的氣體將裝置中的空氣排盡后，再向C中燒瓶加入硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液 氯水顏色變淺（或褪色） S2O32- ＋4Cl2＋5H2O==2SO42-＋10H+＋8Cl-

【解析】

根據裝置可知，A裝置制備SO2，C裝置制備Na2S2O3，B、D裝置是防倒吸的，由于SO2有毒，需要尾氣處理，因此E裝置是吸收SO2的。由于SO2是酸性氧化物，可以用氫氧化鈉溶液吸收，即E中的試劑是氫氧化鈉溶液。

II.（1）涉及氣體的實驗，要先檢驗裝置的氣密性，所以組裝好裝置后，應先檢查裝置氣密性，再按圖示加入試劑；SO2易溶于水，實驗中要防止倒吸，B和D的作用是安全瓶（或防倒吸）；由于SO2是酸性氧化物，可以用氫氧化鈉溶液吸收，即E中的試劑是氫氧化鈉溶液，故選B，故答案為：檢查裝置氣密性；安全瓶（或防倒吸）；B。

（2）向A中燒瓶滴加濃H2SO4，Na2SO3與濃H2SO4反應生成Na2SO4、SO2氣體和H2O，反應方程式為：H2SO4＋Na2SO3=Na2SO4＋SO2↑＋H2O；C中SO2與Na2S和Na2CO3混合溶液，反應生成Na2S2O3和CO2，反應方程式為：4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2，離子方程式為：2S2-＋CO32-＋4SO2=3S2O32-＋CO2，故答案為：H2SO4＋Na2SO3=Na2SO4＋SO2↑＋H2O；2S2-＋CO32-＋4SO2=3S2O32-＋CO2。

（3）由于Na2S2O3·5H2O是無色透明晶體，易溶于水，因此要從溶液中得到硫代硫酸鈉晶體，需要經過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥、得到產品，故答案為：蒸發。

Ⅲ．（1）Na2SO3易被氧化，BaSO3難溶于水，可溶于稀HCl，所以取適量產品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，過濾、蒸餾水洗滌沉淀，再向沉淀中加入足量稀鹽酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產生，則可確定產品中含有Na2SO3和Na2SO4，對于向沉淀物中加入物質的選擇，稀硝酸有氧化性，可以把亞硫酸根氧化為硫酸根離子，從而無二氧化硫生成，不能證明有Na2SO3，而稀硫酸會引進硫酸根離子，不能證明原溶液中含有硫酸根離子，蒸餾水不與沉淀反應，故選擇稀鹽酸，故答案為：向沉淀中加入足量稀鹽酸。

（2）由于亞硫酸鹽易被氧化生成硫酸鹽，而裝置中含有空氣，空氣中的氧氣可以氧化Na2S2O3使之生成Na2SO4，所以在不改變原有裝置的基礎上為減少裝置C中生成的Na2SO4的量，改進后的措施是先向A中燒瓶滴加濃硫酸，產生的氣體將裝置中空氣排盡后，再向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，故答案為：先向A中燒瓶滴加濃硫酸，產生的氣體將裝置中的空氣排盡后，再向C中燒瓶加入硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液。

（3）該反應中Na2S2O3被氧化為Na2SO4，Cl2還原為Cl-，反應的離子方程式為：S2O32- ＋4Cl2＋5H2O=2SO42-＋10H+＋8Cl-，所以若看到氯水顏色變淺（或褪色），說明有還原性，故答案為：氯水顏色變淺（或褪色），S2O32-＋4Cl2＋5H2O=2SO42-＋10H+＋8Cl-。