Question

硫代硫酸钠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Na₂S₂O₃•5H₂O，Na₂S₂O₃•5H₂O于40〜45℃熔化，48℃分【解析】
Na₂S₂O₃易溶于水，不溶于乙醇。在水中有关物质的溶解度曲线如图1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，注入浓硫酸，在装置2中加入亚硫酸钠固体，并按如图2示安装好装置。

(1)仪器2的名称为___，装置6中可加入___。

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：

①Na₂CO₃+SO₂═Na₂SO₃+CO₂

②Na₂S+SO₂+H₂O═Na₂SO₃+H₂S

③2H₂S+SO₂═3S↓+2H₂O

④Na₂SO₃+SNa₂S₂O₃

总反应为：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂

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是抽滤洗涤、干燥，其中洗涤操作是用___（填试剂名称）作洗涤剂。

(4)蒸发浓缩滤液，直至溶液呈微黄色浑浊为止。蒸发时要控制温度不宜过高，其原因是___。

(5)制得的粗产品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（假定杂质与酸性KMnO₄溶液不反应）。称取1.28g粗样品溶于水，用（0.40mol/LKMnO₄溶液（加入适量硫酸酸化）滴定，当溶液中S₂O全部被氧化时，消耗KMnO₄溶液20.00mL。（5S₂O+8MnO+14H⁺=8Mn²⁺+10SO+7H₂O）

试回答：

①滴定终点时的颜色变化___

②产品中Na₂S₂O₃•5H₂O的质量分数为___

Answer

蒸馏烧瓶 CD Na2S2O3在酸性环境中不能稳定存在，发生反应：S2O+2H+=S↓+SO2+H2O 趁热过滤 乙醇 温度过高会导致析出的晶体分解 溶液由无色变为浅红色，半分钟内不褪色 96.9%

【解析】

I．蒸馏烧瓶中浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫，在三颈烧瓶中二氧化硫、硫化钠、碳酸钠反应生成硫代硫酸钠，Na2S2O3在酸性环境中不稳定，容易分解得到S与二氧化硫，二氧化硫不易过量，碳酸钠可以反应掉氢离子，防止溶液呈酸性，尾气中有未反应的二氧化硫，在装置⑥中用氢氧化钠溶液或酸性高锰酸钾溶液吸收；

Ⅱ．所得热的反应混合溶液加活性炭脱色并保温，然后趁热过滤除去活性炭，适当加热但控制温度不超过40℃进行蒸发浓缩，然后冷却结晶、抽滤、洗涤得粗Na2S2O3•5H2O晶体。

I．(1)仪器2的名称为蒸馏烧瓶，装置6吸收未反应的SO2，防止污染空气：

A．SO2不能和BaCl2溶液反应，不能被吸收，A不满足题意；

B．SO2不能被浓硫酸吸收，B不满足题意；

C．SO2具有还原性，可以被酸性KMnO4溶液吸收，C满足题意；

D．SO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应，可被NaOH溶液吸收，D满足题意；

故答案为：蒸馏烧瓶；CD；

(2)当溶液pH＜7时，溶液显示酸性，会发生反应：S2O32-+2H+＝S↓+SO2↑+H2O，所以Na2S2O3在酸性环境中不能稳定存在，应该使溶液的pH不小于7，故答案为：Na2S2O3在酸性环境中不能稳定存在，发生反应：S2O32-+2H+＝S↓+SO2+H2O；

(3)常温下溶液中析出晶体为Na2S2O3•5H2O，为了避免过滤时析出Na2S2O3•5H2O晶体导致产率降低，操作①过滤除去活性炭时需要趁热过滤，洗涤时为减少Na2S2O3•5H2O晶体损失，依据Na2S2O3易溶于水，不溶于乙醇的性质选择乙醇洗涤，且洗涤后乙醇易挥发，不引入新的杂质，故答案为：趁热过滤；乙醇；

(4)由于Na2S2O3•5H2O于40～45℃熔化，48℃分解，所以蒸发时温度过高会导致析出的晶体分解，降低了产率，故答案为：温度过高会导致析出的晶体分解；

(1)①到达终点时，再滴入一滴高锰酸钾溶液，高锰酸钾不能被消耗，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色，故答案为：溶液由无色变为浅红色，半分钟内不褪色；

②20.00mL 0.40mol/L KMnO4溶液中含有高锰酸钾的物质的量为：n(KMnO4)＝0.40mol/L×0.02L＝0.008mol，根据反应：5S2O32-+8MnO4-+14H+═8Mn2++10SO42-+7H2O，可知1.28g的粗样品含有Na2S2O3•5H2O的物质的量为：n(Na2S2O3•5H2O)＝n(S2O32-)=＝0.005mol，产品中Na2S2O3•5H2O的质量分数=＝96.9%，故答案为：96.9%。