高考化学热点——硫代硫酸钠

高考热点——硫代硫酸钠

摘要：介绍了高考的热点物质——硫代硫酸钠的基本结构、性质和制备方法，剖析了高考中出现的相关考题、试题特点以及解决方法。

关键词：硫代硫酸钠高考制备提纯检验

硫代硫酸钠在人教版化学选修4《影响化学反应速率的因素》一节中出现：利用

Na2S2O3+H2SO4==Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O这个反应，观察不同温度下浑浊出现的快慢，来说明温度对化学反应速率的影响。2014年全国15套高考试题中，硫代硫酸钠在其中6套试题中有所涉及，其中5套中是分值很大的主观试题，可见硫代硫酸钠已经成了名副其实的高考新宠。

一、硫代硫酸钠的结构和性质

硫代硫酸钠，又名大苏打、海波、次亚硫酸钠，为单斜晶系白色结晶粉末，易溶于水，不溶于醇，其水溶液呈弱碱性。五水合物的熔点48℃，熔化时溶于结晶水，密度1.667g/cm3。在33℃以上的干燥空气中风化而失去结晶水。硫代硫酸钠中两个硫原子不是等价的，中心S 原子的氧化数为+6，另一个S原子的氧化数为-2，两个S原子的平均氧化数为+2。硫代硫酸钠的化学性质如下：

5、I2可将Na2S2O3氧化为Na2S4O6：

2Na2S2O3 + I2﹦2Na2S4O6 + 2NaI

分析化学中的碘量法就是利用这一反应来定量测定I2。

二、硫代硫酸钠的制备

工业普遍使用亚硫酸钠与硫磺共煮得到硫代硫酸钠，经重结晶精制。

Na2SO3 + S + 5H2O ﹦Na2S2O3·5H2O

方法一亚硫酸钠法将纯碱溶解后，与（硫磺燃烧生成的）二氧化硫作用生成亚硫酸钠，再加入硫磺沸腾反应，经过滤、浓缩、结晶，制得硫代硫酸钠。

Na2CO3+SO2 ﹦Na2SO3+CO2

Na2SO3+S+5H2O ﹦Na2S2O3·5H2O

方法二硫化碱法利用硫化碱蒸发残渣、硫化钡废水中的碳酸钠和硫化钠与硫磺废气中的二氧化硫反应，经吸硫、蒸发、结晶，制得硫代硫酸钠。

2Na2S+Na2CO3+4SO2 ﹦3Na2S2O3+CO2

方法三氧化、亚硫酸钠和重结晶法由含硫化钠、亚硫酸钠和烧碱的液体经加硫、氧化；亚硫酸钠经加硫即得粗制硫代硫酸钠。

2Na2S+2S+3O2 ﹦2Na2S2O3

Na2SO3+S ﹦Na2S2O3

将粗制硫代硫酸钠晶体溶解（或用粗制硫代硫酸钠溶液），经除杂，浓缩、结晶，制得硫代硫酸钠。

三、有关硫代硫酸钠的考点、考题解析

预测考点：

1. 硫代硫酸钠的制备实验。

2. 二氧化硫的制取原理和实验。

3. 亚硫酸钠中含有硫酸钠时，硫酸根离子的检验。

4. 硫代硫酸根在酸性条件下，生成单质硫和二氧化硫。

5. 利用硫代硫酸钠与碘单质反应，进行滴定氧化还原滴定，测定某些物质的含量。

6. 硫代硫酸钠的提纯实验。

最新考题山东卷31题福建卷25题天津卷9题四川卷9题江苏卷19题海南卷17题

典型考题

(山东卷31题)（20分）工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O，实验室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程。

烧瓶C中发生反应如下：

Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）﹦Na2SO3（aq）+H2S（aq）（I）

2H2S（aq）+SO2（g）﹦3S（s）+2H2O（l）（II）

S（s）+Na2SO3（aq）Na2S2O3（aq）（III）

（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若液柱高度保持不变，则整个装置气密性良好。装置D的作用是防止倒吸。装置E中为NaOH溶液。

解析装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若液柱高度保持不变，则说明装置气密性良好；D瓶的作用相当于安全瓶，防止E瓶中的溶液倒吸；装置E放在最后应该起到尾气处理的作用，因为尾气中含有SO2、H2S等酸性有害气体，所以用碱性溶液（比如NaOH溶液、KOH溶液等）来吸收；

（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S 和Na2SO3物质的量之比为2:1 。

解析根据烧瓶内发生的三个反应：Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）﹦Na2SO3（aq）+H2S （aq）、2H2S（aq）+SO2（g）﹦3S（s）+2H2O（l）、S（s）+Na2SO3（aq）Na2S2O3（aq），可以得出如下关系式：2Na2S ～2H2S ～3S ～3Na2SO3，2mol Na2S完全反应生成2mol Na2SO3，所以还需要另外加入1mol Na2SO3，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2:1；

（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择 c

a．蒸馏水b．饱和Na2SO3溶液

c．饱和NaHSO3溶液d．饱和NaHCO3溶液

解析要观察观察SO2的生成速率，第一不能吸收或溶解SO2，第二不能和SO2发生反应，a．蒸馏水（SO2易溶于水），b．饱和Na2SO3溶液（与SO2发生反应），c．饱和NaHSO3溶液（溶解度较小且不发生反应）d．饱和NaHCO3溶液（与SO2发生反应），所以答案选c；（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作，现象和结论：取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液（或过滤，取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质。（已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解：S2O32‾+2H+ ﹦S↓+SO2↑+H2O，供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液）

解析样品中加入盐酸，Na2S2O3与稀盐酸反应（Na2S2O3+2HCl→2NaCl+S↓+SO2↑+H2O），静置，取上层清液（或过滤，取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4

杂质。