18.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
2S
2O
3•5H
2O).
I.【查阅资料】
(1)Na
2S
2O
3•5H
2O是无色透明晶体,易溶于水,受热、遇酸均反应,其稀溶液与BaCl
2溶液混合无沉淀生成.
(2)向Na
2CO
3和Na
2S混合液中通入SO
2可制得Na
2S
2O
3,所得产品常含有少量Na
2SO
3和Na
2SO
4.
(3)Na
2SO
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):
烧瓶C中发生反应如下:
Na
2CO
3(aq)+SO
2(g)═Na
2SO
3(aq)+CO
2(g)
Na
2S(aq)+H
2O(I)+SO
2(g)═Na
2SO
3(aq)+H
2S(aq)
2H
2S(aq)+SO
2(g)═3S(s)+2H
2O(I)
S(s)+Na
2SO
3(aq)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na
2S
2O
3(aq)
实验步骤:
(1)检查装置气密性.仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若一段时间内漏斗内液柱高度不变,则整个装置气密性良好:装置E的作用是吸收尾气,防止污染空气.
(2)按图示加入试剂.向A中烧瓶滴加浓H
2SO
4,产生的气体将装置中空气排尽后,再加热C,A中反应的化学方程式是Na
2SO
3+H
2SO
4(浓)=Na
2SO
4+H
2O+SO
2↑;为提高产品纯度,应使C中Na
2CO
3和Na
2S恰好完全反应,则C烧瓶中Na
2CO
3和NaS物质的量之比为1:2.
(3)装置B的另一作用是观察SO
2的生成速率,其中的液体最好选择c.
A.蒸馏水 b.饱和Na
2SO
3溶液 c.饱和NaHSO
3溶液 d.饱和NaHCO
3溶液
实验中要控制SO
2生成速率,使SO
2缓慢进入C中可采取的措施有控制H
2SO
4滴加速度或控制反应温度或降温;为了保证硫代硫酸钾的产量,该实验一般控制在碱性环境下进行.否则产品发黄,原因是溶液呈酸性,Na
2S
2O
3与酸反应,生成黄色硫单质.
(4)等Na
2S和Na
2CO
3完全消耗后,结束反应.趁热过滤C中混合物,将滤液水浴加热浓缩、冷却结晶,经过滤、洗涤、干燥,得到产品.
Ⅲ.【探究与反思】
为验证产品中含有Na
2SO
3和Na
2SO
4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整.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,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸 (所需试剂从稀HNO
3、稀H
2SO
4、稀HCl、蒸馏水中选择),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
2SO
3和Na
2SO
4.