Question

【題目】硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)又稱海波，呈無色透明狀，易溶于水，不溶于乙醇，常用作棉織物漂白后的脫氯劑、定量分析中的還原劑。

Ⅰ. Na2S2O3·5H2O的制備

Na2S2O3·5H2O的制備方法有多種，其中亞硫酸鈉法是工業和實驗室中的主要方法：Na2SO3 + S + 5H2O Na2S2O3·5H2O

制備過程如下：

①稱取12.6g Na2SO3于100mL燒杯中，加50 mL去離子水攪拌溶解。

②另取4.0 g硫粉于200mL燒杯中，加6 mL乙醇充分攪拌均勻將其潤濕，再加入Na2SO3溶液，隔石棉小火加熱煮沸，不斷攪拌至硫粉幾乎全部反應。

③停止加熱，待溶液稍冷卻后加2 g活性炭，加熱煮沸2分鐘(脫色)。

④趁熱過濾，得濾液至蒸發皿中， ______________、____________________。

⑤過濾、洗滌，用濾紙吸干后，稱重，計算產率。

（1）加入的硫粉用乙醇潤濕的目的是____________________________。

（2）步驟④趁熱過濾的原因_____________________，空格處應采取的操作是_________________、____________________。

（3）步驟⑤洗滌過程中，為防止有部分產品損失，應選用的試劑為___________。

（4）濾液中除Na2S2O3和未反應完全的Na2SO3外，最可能存在的無機雜質是________________，生成該雜質的原因可能是____________________________。

Ⅱ.產品純度的測定

準確稱取1.00 g產品(硫代硫酸鈉晶體的摩爾質量為248 g/mol)，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑，用0.1000 mol/L碘標準溶液滴定至終點，消耗21.00 mL。反應的離子方程式為：2S2O32-+I2=S4O62-+2I-。

（5）計算所得產品的純度為___________(保留三位有效數字)，該數據的合理解釋可能是__________(不考慮實驗操作引起的誤差)。

Ⅲ.產品的應用

（6）Na2S2O3常用于脫氯劑，在溶液中易被Cl2氧化為SO42-，該反應的離子方程式為 ____________________________________。

Answer 1

【答案】增大亞硫酸鈉與硫粉的接觸面積，加快反應速度 防止溫度降低，產品析出而損失 蒸發濃縮 冷卻結晶 乙醇 Na2SO4 Na2SO3被空氣中的O2氧化 104% 產品中有未反應的Na2SO3也會與I2發生反應，且相同質量的Na2SO3消耗I2更多；在反應過程中I2揮發損失 S2O32－+ 4Cl2 + 5H2O == 2SO42－ + 8Cl－ + 10H+

【解析】

（1）乙醇易溶于水，硫粉用乙醇潤濕，有利于硫粉與亞硫酸鈉溶液充分接觸；

（2）步驟④趁熱過濾的原因是防止溫度降低時，產品析出而損失，得到的溶液需要移至蒸發皿中，然后蒸發濃縮、冷卻結晶即可；

（3）由于硫代硫酸鈉晶體易溶于水，不溶于乙醇，因此洗滌過程中，為防止有部分損失，應選用的試劑為乙醇；

（4）由于Na2SO3易被空氣中的氧氣氧化轉化為硫酸鈉；

（5）根據題中所給數據進行計算，由于產品中有未反應的Na2SO3也會與I2發生反應，且相同質量的Na2SO3消耗I2更多，在反應過程中I2揮發損失；

（6）Na2S2O3在溶液中易被Cl2氧化為SO42-，根據守恒寫出離子方程式。

（1）由于硫不溶于水，微溶于酒精，乙醇易溶于水，因此加入的硫粉用乙醇潤濕的目的是增大硫粉與亞硫酸鈉溶液的接觸面積，加快反應速率；

故答案為：增大亞硫酸鈉與硫粉的接觸面積，加快反應速度；

（2）步驟④趁熱過濾的原因是防止溫度降低時，產品析出而損失，得到的溶液需要移至蒸發皿中，然后蒸發濃縮、冷卻結晶即可，故答案為：防止溫度降低，產品析出而損失；蒸發濃縮；冷卻結晶。

（3）由于硫代硫酸鈉晶體易溶于水，不溶于乙醇，因此洗滌過程中，為防止有部分損失，應選用的試劑為乙醇，故答案為：乙醇。

（4）由于Na2SO3易被空氣中的氧氣氧化轉化為硫酸鈉，則最可能存在的無機雜質是Na2SO4，故答案為：Na2SO4；Na2SO3被空氣中的O2氧化。

（5）用0.1000 mol/L碘標準溶液滴定至終點，消耗標準液的體積21.00mL，所得產品的純度為0.1000mol/L×0.021L×2×248g/mol÷1g×100%=104%，由于產品中有未反應的Na2SO3也會與I2發生反應，且相同質量的Na2SO3消耗I2更多，在反應過程中I2揮發損失，所以會出現這種結果，故答案為：104%；產品中有未反應的Na2SO3也會與I2發生反應，且相同質量的Na2SO3消耗I2更多；在反應過程中I2揮發損失。

（6）Na2S2O3常用于脫氯劑，在溶液中易被Cl2氧化為SO42-，該反應的離子方程式為：

S2O32－+4Cl2+5H2O =2SO42－+8Cl－+10H+，故答案為：S2O32－+4Cl2+5H2O =2SO42－+8Cl－+10H+。