解密大苏打硫代硫酸钠
2015-08-01于海强
于海强
2014年高考化学试题中,山东省、四川省、海南省、天津市四省市的实验大题都不约而同的是以硫代硫酸钠晶体制备为背景来命制的。硫代硫酸钠晶体带有五个结晶水(Na2S2O3·5H2O),故也叫做五水硫代硫酸钠,俗名大苏打,又叫海波(Hypo的音译)。大苏打是无色透明的晶体。
一、硫代硫酸钠的结构特点
硫代硫酸钠中的S2O2-3可看成是SO2-4中的一个非羟基氧原子被S原子取代而成的,所以S2O2-3与SO2-4相似,具有四面体结构。S2O2-3的S原子的平均化合价为+2价,但事实上两个S并不等价,中心的S为+6价,另一个为-2价。有实验事实为证,且看:
例1将放射性的同位素35S与非放射性的Na2SO3溶液一起加热煮沸可得Na2S2O3。若将所制得的Na2S2O3酸化,又可得到含放射性硫的沉淀,而逸出的气体SO2无放射性。这表明()。
A.两种硫之间没有发生交换作用
B.在Na2S2O3内部两个硫原子等价
C.在Na2S2O3内部两个硫原子不等价
D.在合成Na2S2O3时,放射性硫做还原剂
解析从反应可知S2O2-3+2H+H2O+S↓+SO2↑,两种硫之间没有发生交换作用。制备Na2S2O3时,放射性35S氧化了Na2SO3中的S,降低到-2价,做氧化剂。答案为AC。
二、 硫代硫酸钠的化学性质
(1)不稳定性
Na2S2O3在中性、碱性溶液中较稳定,在酸性溶液中会迅速分解。
Na2S2O3+2HCl2NaCl+H2O+S↓+SO2↑
暴露在空气中可发生如下反应:
Na2S2O3+2CO2+H2O
2NaHCO3+S↓+SO2
2Na2S2O3+O22Na2SO4+2S↓
Na2S2O3微生物Na2SO3+S↓
例2在pH=1的溶液中,可以大量共存的是()。
A.Na+、K+、S2-、Cl-
B.Al3+、Mg2+、SO2-4 、Cl-
C.Na+、K+、NO-3、AlO-2
D.Na+、K+、SO2-4、S2O2-3
解析强酸环境下,S2-将生成H2S气体,AlO-2将转化为Al3+,S2O2-3遇酸分解:S2O2-3+2H+H2O+S↓+SO2↑,所以答案为B。
(2)还原性
由于Na2S2O3中有-2价的S,所以有很强的还原性。它可以作为绵织物漂白后的脱氯剂,将氯气等物质还原。反应原理为: Na2S2O3+4Cl2+5H2O2H2SO4+2NaCl+6HCl。
例3硫代硫酸钠可作为脱氯剂,已知25.0 mL 0.100 mol·L Na2S2O3溶液恰好把224 mL(标准状况下)Cl2完全转化为Cl-,则S2O2-3将转化成()。……
