硫代硫酸钠与盐酸反应

1

硫代硫酸钠

一、物理性质

名称：硫代硫酸钠，大苏打,海波

化学式:Na

2

S

2

O

3

、式量：158.11、沸点:100℃；熔点:48℃；

物理性质:无色透明的晶体，易溶于水，水溶液显弱碱性，不溶于醇.Na

2

S

2

O

3

·5H

2

O的熔点

48摄氏度，熔化时熔于结晶水。

二、化学性质

1、硫代硫酸钠在碱性或中性条件下稳定，遇酸分解立刻分解放出二氧化硫气体并产生硫的沉淀.

S

2

O

3

2－＋2H+＝S↓＋SO

2

↑＋H

2

O

2、在空气中加热被氧化分解成硫酸钠、二氧化硫。在隔绝空气下燃烧则生成硫酸钠、硫化钠和

硫黄。

2Na

2

S

2

O

3

+3O

2

2Na

2

SO

4

+2SO

2

4Na

2

S

2

O

3

3Na

2

SO

4

+Na

2

S+4S

3、硫代硫酸钠具有很强的络合能力,能跟溴化银形成络合物。根据这一性质，它可以作定影剂。

AgBr+2Na

2

S

2

O

3

=NaBr+Na

3

〔Ag（S

2

O

3

)

2

〕

洗相时，过量的大苏打跟底片上未感光部分的溴化银反应，转化为可溶的Na

3

〔Ag(S

2

O

3

)

2

〕,把

AgBr除掉，使显影部分固定下来。

4、硫代硫酸钠有一定的还原性，能将氯气等物质还原：

Na

2

S

2

O

3

+4Cl

2

+5H

2

O=2H

2

SO

4

+2NaCl+6HCl

S

2

O

3

2－＋4Cl

2

＋5H

2

O＝2SO

4

2－＋8Cl¯＋10H+

三、制法：

1、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

共煮沸腾反应,经过滤、浓缩、结晶(重结晶),制得硫代硫酸钠。

Na

2

CO

3

+SO

2

==Na

2

SO

3

+CO

2

Na

2

SO

3

+S+5H

2

O==Na

2

S

2

O

3

·5H

2

O

2、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。

2

2Na

2

S+Na

2

CO

3

+4SO

2

==3Na

2

S

2

O

3

+CO

2

3、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；亚硫酸氢

钠经加硫及粗制硫代硫酸钠重结晶三者所得硫代硫酸钠混合、浓缩、结晶，制得硫代硫酸钠.

2Na

2

S+2S+3O

2

==2Na

2

S

2

O

3

Na

2

SO

3

+S==Na

2

S

2

O

3

重结晶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。

四、高考链接

1、【2014年山东31】．（20分）工业上常利用含硫废水生产Na

2

S

2

O

3

•5H

2

O，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：

Na

2

S(aq）+H

2

O（l）+SO

2

(g）=Na

2

SO

3

(aq）+H

2

S（aq）（I）

2H

2

S（aq）+SO

2

（g）=3S（s）+2H

2

O(l）(II）

S（s）+Na

2

SO

3

（aq）Na

2

S

2

O

3

(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，则整个装置气密性良好。装置D的作用

是。装置E中为溶液.

（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na

2

S和Na

2

SO

3

恰好完全反应，则烧瓶C中Na

2

S和Na

2

SO

3

物质的量之比为。

(3）装置B的作用之一是观察SO

2

的生成速率，其中的液体最好选择。

a．蒸馏水b.饱和Na

2

SO

3

溶液

c。饱和NaHSO

3

溶液d。饱和NaHCO

3

溶液

实验中，为使SO

2

缓慢进入烧瓶C,采用的操作是。

已知反应（III）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是.

反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器含

3

有。

a.烧杯b。蒸发皿c.试管d。锥形瓶

(4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na

2

S

2

O

3

•5H

2

O,其中可能含有Na

2

SO

3

、

Na

2

SO

4

等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na

2

SO

4

，简要说明实验操作,现象和

结论：。

（已知Na

2

S

2

O

3

•5H

2

O遇酸易分解:S

2

O

3

2—+2H+=S↓+SO

2

↑+H

2

O

供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl

2

溶液、AgNO

3

溶液）

【答案】（1）液柱高度保持不变；防止倒吸；NaOH（合理即得分）

(2）2:1（3)c控制滴加硫酸的速度（合理即得分)溶液变澄清(或混浊消失)；a、d

（4)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Na

2

SO

4

杂质。(合理即得分）

【解析】(1）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尾气处理（SO

2

、H

2

S)（2）

根据烧瓶内发生的三个反应:Na

2

S（aq）+H

2

O（l）+SO

2

(g）=Na

2

SO

3

（aq）+H

2

S(aq）、2H

2

S（aq）

+SO

2

(g）=3S（s）+2H

2

O（l）、S（s）+Na

2

SO

3

（aq）Na

2

S

2

O

3

（aq），可以得出如下关系式：2Na

2

S～

2H

2

S~3S+3Na

2

SO

3

～3Na

2

SO

3

，2molNa

2

S完全反应生成2molNa

2

SO

3

,所以还需要另外加入1mol

Na

2

SO

3

，则烧瓶C中Na

2

S和Na

2

SO

3

物质的量之比为2:1；

（3）要观察观察SO

2

的生成速率，第一不能吸收或溶解SO

2

，第二不能和SO

2

发生反应，

a．蒸馏水（SO

2

易溶于水），b．饱和Na

2

SO

3

溶液(与SO

2

发生反应），c．饱和NaHSO

3

溶液（溶

解度较小且不发生反应）d．饱和NaHCO

3

溶液（与SO2发生反应）,所以答案选c;SO

2

是由70％

H

2

SO

4

和Na

2

SO

3

反应制取，所以为了SO

2

使缓慢进行烧瓶C，采取的操作是控制滴加硫酸的速度；

可以直接加热的仪器有:蒸发皿和试管，垫石棉网加热的仪器有烧杯和锥形瓶。

(4）样品中加入盐酸，Na

2

S

2

O

3

与稀盐酸反应(Na

2

S

2

O

3

+2HCl→2NaCl+S↓+SO2↑+H2O），静置，

取上层清液（或过滤，取滤液），滴加BaCl

2

溶液,若出现沉淀则说明含有Na

2

SO

4

杂质。

2．【2014年高考天津卷第9题】（18分）Na

2

S

2

O

3

是重要的化工原料，易溶于水。

在中性或碱性环境中稳定。

I．制备Na

2

S

2

O

3

•5H

2

O

反应原理：Na

2

SO

3

(aq）+S（s）Na

2

S

2

O

3

（aq）

实验步骤：

①称取15gNa

2

SO

3

加入圆底烧瓶中，再加入80ml蒸馏水。另取5g研细的硫

4

粉，用3ml乙醇润湿，加入上述溶液中。

②安装实验装置（如图所示，部分加持装置略去），水浴加热，微沸60分钟。

③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na

2

S

2

O

3

•5H

2

O，经过滤，洗涤，干燥,得到产品。

回答问题：

(1）硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是。

（2)仪器a的名称是,其作用是。

（3)产品中除了有未反应的Na

2

SO

3

外，最可能存在的无机杂质是，

检验是否存在该杂质的方法是。

（4）该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子方程式表示其原因：

。

II。测定产品纯度

准确称取Wg产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0。1000mol•L‾1碘的标准溶液

滴定。

反应原理为：2S

2

O

3

2‾+I

2

=S

4

O

6

2-+2I‾

(5)滴定至终点时，溶液颜色的变化:。

（6)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为mL。产品的纯度为

（设Na

2

S

2

O

3

•5H

2

O相对分子质量为M）.

III。Na

2

S

2

O

3

的应用

(7)Na

2

S

2

O

3

还原性较强，在溶液中易被Cl

2

氧化成SO

4

2‾，常用作脱氧剂,该反应的离子方程式

为.

【答案】（1）使硫粉易于分散到溶液中（2）冷凝管冷凝回流

（3）Na

2

SO

4

；取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中加BaCl

2

溶液，若有白色沉淀，

则产品中含有Na

2

SO

4

（4）S

2

O

3

2‾+2H+=S↓+SO

2

↑+H

2

O(5）由无色变为蓝色

(6）18。10

(7）S

2

O

3

2‾+4Cl

2

+5H

2

O=2SO

4

2‾+8Cl‾+10H+

5

【解析】(1)硫粉难溶于水，微溶于乙醇，故硫粉用乙醇润湿后易扩散到溶液中。

(2）装置中仪器a是冷凝管，起冷凝回流汽化的反应物的作用.

（3)因反应物Na

2

SO

3

易被空气中的氧气氧化成Na

2

SO

4

，故可能存在的无机杂质是Na

2

SO

4

；检验

产品中是否含有Na

2

SO

4

，即检验SO

4

2-是否存在，需要防止SO

3

2-的干扰，故不能用具有强氧化

性的硝酸酸化，而应用盐酸酸化，过滤除去不溶物，再向滤液中滴加氯化钡溶液。

（4）产品发黄，说明产品中含有硫杂质，这是由于在酸性环境中Na

2

S

2

O

3

不稳定，发生歧化反

应:S

2

O

3

2‾+2H+=S↓+SO

2

↑+H

2

O所致.

(5)滴定终点时，过量的单质碘使无色的淀粉溶液变蓝，可指示滴定终点。

（6）起始读数为0.00mL，终点读数为18。10mL，所以消耗碘的标准溶液的体积为18.10mL

－0.00mL＝18.10mL;根据2Na

2

S

2

O

3

·5H

2

O～2S

2

O~I

2

，得n（Na

2

S

2

O

3

·5H

2

O）＝2n(I

2

)则产品

的纯度=0.1000mol/L×18。10×10—3L×2M÷W＝

（7)S

2

O

3

2‾被Cl

2

氧化成SO

4

2‾,Cl

2

被还原为Cl－，首先根据化合价升降总数相等写出S

2

O

3

2‾＋

4Cl

2

→2SO

4

2‾＋8Cl－,然后根据原子守恒和电荷守恒写出S

2

O

3

2‾+4Cl

2

+5H

2

O=

2SO

4

2‾+8Cl‾+10H+。

【考点定位】本题考查实验基本仪器和基本操作、离子的检验、滴定实验及计算、离子方程

式的书写。

3．【2014年高考四川卷第9题】（13分）硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备

硫代硫酸钠晶体（Na

2

S

2

O

3

·5H

2

O）。

I．[查阅资料］

（1）Na

2

S

2

O

3

·5H

2

O是无色透明晶体，易溶于水。其稀溶液与BaCl

2

溶液混合无沉淀生成.

(2）向Na

2

CO

3

和Na

2

S混合液中通入SO

2

可制得Na

2

S

2

O

3

，所得产品中常含有少量Na

2

SO

3

和Na

2

SO

4

。

（3)Na

2

SO

3

易被氧化；BaSO

3

难溶于水,可溶于稀HCl。

Ⅱ．［制备产品]

实验装置如图所示（省略夹持装置）

6

实验步骤：

（1）检查装置气密性,按图示加入试剂.仪器a的名称是____；E中的试剂是__

（选填下列字母编号）.

A．稀H

2

SO

4

B．NaOH溶液C．饱和NaHSO

3

溶液

（2)先向C中烧瓶加入Na

2

S和Na

2

CO

3

混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H

2

SO

4

。

(3）待Na

2

S和Na

2

CO

3

完全消耗后，结束反应。过滤C中混合液，滤液经（填写操

作名称）、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品。

Ⅲ．[探究与反思]

（1）为验证产品中含有Na

2

SO

3

和Na

2

SO

4

,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。（所

需试剂从稀HNO

3

、稀H

2

SO

4

、稀HCl、蒸馏水中选择）

取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl

2

溶液，有白色沉淀生成，，若沉淀未

完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na

2

SO

3

和Na

2

SO

4

。

（2)为减少装置C中生成的Na

2

SO

4

的量，在不改变原有装置的基础上对原有实验步骤（2)进行

了改进,改进后的操作是。

（3)Na

2

S

2

O

3

·5H

2

O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过方法提纯。

【答案】Ⅱ．（1）分液漏斗；B(3）蒸发

Ⅲ．(1）过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl。

(2）先向A中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na

2

S

和Na

2

CO

3

混合溶液。（3）重结晶

【解析】II【产品制备】

（1)仪器a的名称是分液漏斗，A是制备SO

2

，BD防倒吸，E中的试剂是吸收多余的二氧化硫（3）

硫代硫酸钠是无色透明晶体，易溶于水，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品。

III。【探究与反思】

（1）为验证产品中含有Na

2

SO

3

和Na

2

SO

4

，取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl

2

溶液，有

白色沉淀生成，过滤后，用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀HCl若沉淀未完全溶解，并有

7

刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na

2

SO

3

和Na

2

SO

4

。

（2）为减少装置C中生成Na

2

SO

4

的量,在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进，

改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓H

2

SO

4

，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加

入Na

2

S和Na

2

CO

3

混合溶液。

（3）Na

2

S

2

O

3

·5H

2

O的溶液度随温度升高显著增大，所得产品通过重结晶的方法提纯。

【考点定位】考查物质制备实验方案设计与评价

4．【2014年高考福建卷第25题】(15分）焦亚硫酸钠(Na

2

S

2

O

5

）是常用的食品抗氧化剂之一。某

研究小组进行如下实验:

实验一焦亚硫酸钠的制取

采用右图装置（实验前已除尽装置内的空气）制取Na

2

S

2

O

5

.装置II中有Na

2

S

2

O

5

晶体析出，

发生的反应为：Na

2

SO

3

＋SO

2

＝Na

2

S

2

O

5

（1）装置I中产生气体的化学方程式为.

（2）要从装置II中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是。

(3）装置III用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去）为（填

序号).

实验二焦亚硫酸钠的性质

Na

2

S

2

O

5

溶于水即生成NaHSO

3

。

（

4

）

证

明

N

a

a．测定溶液的pHb．加入Ba(OH)

2

溶液c．加入盐酸

d．加入品红溶液e．用蓝色石蕊试纸检测

(5)检验Na

2

S

2

O

5

晶体在空气中已被氧化的实验方案是.

8

实验三葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定

(6）葡萄酒常用Na

2

S

2

O

5

作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO

2

计算）

的方案如下:

（已知:滴定时反应的化学方程式为SO

2

＋I

2

＋2H

2

O＝H

2

SO

4

＋2HI）

①按上述方案实验，消耗标准I

2

溶液25．00mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量（以

游离SO

2

计算)为g·L－1。

②在上述实验过程中，若有部分HI被空气氧化，则测得结果（填“偏高”“偏低”或“不

变”)。

【答案】⑴Na

2

SO

3

+H

2

SO

4

＝Na

2

SO

4

+SO

2

↑+H

2

O或Na

2

SO

3

+2H

2

SO

4

＝2NaHSO

4

+SO

2

↑+H

2

O

⑵过滤⑶d⑷a、e

⑸取少量Na2

S

2

O

5

晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，

有白色沉淀生成⑹①0。16②偏低

【解析】（1)装置1是制备二氧化硫气体，反应方程式为Na

2

SO

3

+H

2

SO

4

＝Na

2

SO

4

+SO

2

↑+H

2

O或

Na

2

SO

3

+2H

2

SO

4

＝2NaHSO

4

+SO

2

↑+H

2

O

（2)要从装置II中得到晶体,可采取的措施是过滤；

（3）装置III用于处理尾气，可选用的最合理装置是d，a装置缺少与外界相通,错误；b易发生

倒吸，错误；c装置倒扣的漏斗进入水中，错误。

（4)证明NaHSO

3

溶液中HSO

3

－的电离程度大于水解程度,则所得溶液显弱酸性，可采用的实验方

法是测定溶液的pH（PH〈7)，用蓝色石蕊试纸检验（显红色），ae正确；加入氢氧化钡反应生成

亚硫酸钡沉淀，和盐酸反应生成气体二氧化硫；无法判断电离程度和水解程度；亚硫酸根和亚硫

酸氢根都不能使品红褪色，不能采用；

（5)检验变质的方法是取少量Na

2

S

2

O

5

晶体于试管中，加适量水溶解,滴加足量盐酸，振荡,再滴入

氯化钡溶液，有白色沉淀生成(检验SO

4

2—即可）。

（6）根据反应方程式可得:SO

2

＋I

2

＋2H

2

O＝H

2

SO

4

＋2HI。碘的物质的量为0。

0100×25×10-3=2.5×10—4mol，则抗氧化剂的残留量为2.5×10—4mol×64g/mol=0。16g;若碘化钾部

分被氧化，则需要二氧化硫的物质的量减少，则所求浓度偏低。

【考点定位】考查化学实验综合探究。