高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)微專題23新型含硫化合物的制備與性質(zhì)探究Na2S2O3Na2S2O4 Na2S4O6 （解析版）

微專題23新型含硫化合物的制備與性質(zhì)探究（Na2S2O3Na2S2O4Na2S4O6)近年來(lái)高考的知識(shí)面不斷擴(kuò)大，靈活性不斷增加，對(duì)新型含硫化合物的制備與性質(zhì)探究的考查逐漸增多，下面把?？嫉男滦秃蚧衔餁w納整理如下：硫的含氧酸應(yīng)該按以下分類：正酸系列：次硫酸H2SO2、亞硫酸H2SO3、硫酸H2SO4過(guò)酸系列：過(guò)硫酸H2SO5、過(guò)二硫酸H2S2O8焦酸系列：焦亞硫酸H2S2O5、焦硫酸H2S2O7硫代硫酸系列：硫代亞硫酸H2S2O2、硫代硫酸H2S2O3連酸系列：連二亞硫酸H2S2O4連多硫酸H2S(2-6)O6硫能形成多種含氧酸，其含氧酸的種類數(shù)，在常見(jiàn)元素中可以說(shuō)是排名靠前的（含碳的有機(jī)酸除外），究其原因，主要是S—S鍵鍵能較高，文獻(xiàn)記載可達(dá)268kJ/mol。眾所周知，含碳的有機(jī)物種類極多的主要原因是C—C鍵鍵能高（文獻(xiàn)記載332kJ/mol），碳原子之間能形成碳鏈，而S—S鍵的鍵能并不比C—C鍵低很多，比Si—Si鍵或者N—N鍵都要高得多，硫原子也有一定的形成較長(zhǎng)硫鏈能力，例如多硫化鈉（Na2Sx）和多硫化氫（H2Sx，也稱為硫烷）都是比較穩(wěn)定的，單質(zhì)硫通常以S8分子晶體的形式存在，都是硫原子能形成硫鏈能力的一種表現(xiàn)。硫的含氧酸種類較多，與很多硫含氧酸結(jié)構(gòu)中都存在S—S鍵有關(guān)，除了眾所周知的亞硫酸（H2SO3）和硫酸（H2SO4）之外，很多其它硫含氧酸的鹽，在工業(yè)上或者實(shí)驗(yàn)室中有著廣泛的用途，這里列舉出幾種：1、硫代硫酸鈉（Na2S2O3）硫代硫酸鈉是硫代硫酸（H2S2O3）的鈉鹽，硫代硫酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可寫(xiě)作HO—SSO—OH，可看作硫酸（HO—SO2—OH）中的一個(gè)氧原子被硫原子取代后得到的化合物，自由的硫代硫酸是不穩(wěn)定的，易分解為S、SO2和H2O，但硫代硫酸的鹽可以是穩(wěn)定的。含有5個(gè)結(jié)晶水的硫代硫酸鈉，即Na2S2O3·5H2O，也就是俗稱的“大蘇打”或者“海波”，是一種常見(jiàn)的工業(yè)品或者化學(xué)試劑。硫代硫酸根離子有較強(qiáng)的配位能力，能與一價(jià)銀離子Ag+生成穩(wěn)定的絡(luò)離子[Ag(S2O3)2]3-，其穩(wěn)定常數(shù)Kf比常見(jiàn)的銀氨絡(luò)離子[Ag(NH3)2]+高好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因此過(guò)去常作為照相底片或者相紙的定影劑，以溶解底片或者相紙上未感光的鹵化銀（以溴化銀為主）：AgBr+2Na2S2O3→Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr硫代硫酸鈉有較強(qiáng)的還原性，可以與鹵素單質(zhì)反應(yīng)，其中與碘的反應(yīng)是定量的：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaINa2S4O6是連四硫酸鈉，即連四硫酸（H2S4O6）的鈉鹽，連四硫酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是HO—SO2—S—S—SO2—OH，分子中存在S—S—S—S硫鏈。該反應(yīng)在分析化學(xué)中用于測(cè)定碘的含量，滴定時(shí)可用淀粉作為指示劑。用5％的硫代硫酸鈉溶液浸漬口罩，可防護(hù)低濃度的氯氣，對(duì)皮膚的刺激性要比NaOH等強(qiáng)堿小得多。硫代硫酸鈉還可以作為氰化物中毒的解毒劑，在體內(nèi)可以將劇毒的氰離子CN-轉(zhuǎn)化為毒性很低的硫氰酸根離子SCN-，以解除CN-的毒性。Na2S2O3·5H2O加熱到約48℃時(shí)，Na2S2O3溶解在自身的結(jié)晶水中，成為溶液，繼續(xù)加熱則逐漸失去結(jié)晶水得到無(wú)水物，如果再繼續(xù)高溫加熱，Na2S2O3開(kāi)始分解，分解產(chǎn)物中有少量單質(zhì)硫成為硫蒸氣放出，遇空氣可能燃燒發(fā)出藍(lán)色火焰，分解產(chǎn)物中還含有SO2等氣體2、連二亞硫酸鈉（Na2S2O4）連二亞硫酸（H2S2O4）的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可寫(xiě)作HO—SO—SO—OH，與亞硫酸（HO—SO—OH）有相似之處，分子中存在S—S鍵。雖然亞硫酸是中強(qiáng)酸，但將鋅粉放在水中，通入二氧化硫，主要并不生成亞硫酸鋅，而是二氧化硫被鋅粉還原，生成連二亞硫酸鋅：Zn+2SO2→ZnS2O4工業(yè)上，用鋅粉還原亞硫酸氫鈉（NaHSO3）溶液，即可制取連二亞硫酸鈉：，有強(qiáng)烈的刺激性氣味，因此工業(yè)品硫代硫酸鈉也要注意防火。2NaHSO3+Zn→Na2S2O4+Zn(OH)2↓可見(jiàn)，連二亞硫酸可看作亞硫酸的還原產(chǎn)物，因此其還原性比亞硫酸更強(qiáng)，在堿性條件下連二亞硫酸鈉（或者連二亞硫酸根離子）是很強(qiáng)的還原劑，堿性條件下標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)可低到-1.12V，比某些較活潑金屬的還原性還要強(qiáng)。天然染料靛藍(lán)（吲哚衍生物）不溶于水，古代用發(fā)酵法將靛藍(lán)還原為水溶性的靛白，然后將靛白水溶液置于甕中，放進(jìn)需要染色的織物，使得靛白水溶液浸入織物纖維，最后將織物置空氣中，織物上的靛白與氧氣接觸，重新被氧化為不溶于水的靛藍(lán)，染色牢固，經(jīng)久耐用。因?yàn)樵谌旧^(guò)程中存在還原和氧化過(guò)程，靛藍(lán)這樣的染料就被稱為還原染料，也稱為“甕染料（Vatdyes）”。今天工業(yè)上還原靛藍(lán)這類還原染料，不再使用效率低的發(fā)酵還原法，都是使用化學(xué)還原劑，主要使用的就是有著強(qiáng)還原性的連二亞硫酸鈉。連二亞硫酸鈉也很容易被空氣中的氧氣氧化，特別是在水溶液中，可以作為一種強(qiáng)的抗氧化劑，能夠保護(hù)某些易氧化物質(zhì)不被氧化，因此工業(yè)上連二亞硫酸鈉俗稱“保險(xiǎn)粉”。連二亞硫酸鈉是強(qiáng)還原劑，與氧氣的反應(yīng)是放熱的，一旦連二亞硫酸鈉固體遇少量水或者受潮，就容易與空氣中氧氣反應(yīng)放熱，如果積熱不散，達(dá)到一定溫度連二亞硫酸鈉會(huì)劇烈分解，生成單質(zhì)硫等易燃產(chǎn)物，最終引起自燃，因此保險(xiǎn)粉是屬于遇濕易燃物品的危險(xiǎn)品，在消防安全上是不“保險(xiǎn)”的。一旦保險(xiǎn)粉受潮發(fā)生火災(zāi)，如果撲救用水量不足，反而會(huì)加劇燃燒，干粉、二氧化碳、干砂等滅火劑只能壓住表面燃燒的火焰，不能阻止已經(jīng)受潮保險(xiǎn)粉的氧化分解，只有用大量水撲救，使得保險(xiǎn)粉溶解于水，才能徹底滅火。保險(xiǎn)粉發(fā)生火災(zāi)時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化硫等有毒產(chǎn)物，消防人員和搶險(xiǎn)人員必須做好自身防護(hù)，也要防止有毒產(chǎn)物污染環(huán)境。有趣的是，4價(jià)硫的化合物和4價(jià)碳的化合物，有時(shí)卻有一定的相似性，例如二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，二氧化硫也能像二氧化碳一樣使得澄清石灰水變渾濁等，草酸（HOOC—COOH）可以看作“連二碳酸”，草酸和草酸鹽也具有明顯的還原性。3、焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）焦亞硫酸（H2S2O5）又稱為一縮二亞硫酸，形式上看是兩分子亞硫酸失去一分子水的產(chǎn)物，但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式一般認(rèn)為并不是HO—SO—O—SO—OH，而是HO—SO—SO2—OH，分子中同樣存在S—S鍵。在氫氧化鈉或者碳酸鈉的濃溶液（工業(yè)上一般使用碳酸鈉）中通入過(guò)量的二氧化硫，通常認(rèn)為最終生成亞硫酸氫鈉（NaHSO3）的濃溶液：2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O（或者Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2↑）Na2SO3+H2O+SO2→2NaHSO3亞硫酸氫鈉又稱重亞硫酸鈉，系英文習(xí)慣名稱Sodiumbisulfite的直譯，酸根前的bi-前綴即“重”，例如Sodiumbicarbonate重碳酸鈉即碳酸氫鈉。但實(shí)際上，在存在高濃度亞硫酸氫根離子的水溶液中，存在下列平衡：2HSOSKIPIF1<0SKIPIF1<0S2OSKIPIF1<0+H2OS2OSKIPIF1<0即焦亞硫酸根離子，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為[O—SO—SO2—O]2-，而不是[O—SO—O—SO—O]2-。因此從濃溶液中結(jié)晶析出亞硫酸氫鈉時(shí)，很容易結(jié)晶析出Na2S2O5，可以看作兩分子亞硫酸氫鈉失去一分子水的產(chǎn)物，Na2S2O5的英文習(xí)慣名稱在酸根前再加meta-前綴，即Sodiummetabisulfite，meta-前綴可譯作“偏”，即“失水”，例如Metaphosphoricacid偏磷酸，因此中文名可譯作“偏重亞硫酸鈉”。但是Na2S2O5也可以直接看作焦亞硫酸的鈉鹽，因此英文名稱又可以寫(xiě)作Sodiumpyrosulfite，酸根前綴pyro-是“焦”，中文名“焦亞硫酸鈉”。這樣一來(lái)，Na2S2O5這種化合物中英文名稱都有兩種，分別是偏重亞硫酸鈉（Sodiummetabisulfite）和焦亞硫酸鈉（Sodiumpyrosulfite），試劑品多使用前一名稱，而工業(yè)品多使用后一名稱，命名的混亂導(dǎo)致了很多不懂化學(xué)者的誤譯，例如“偏亞硫酸氫鈉”，甚至看到有將K2S2O5誤稱為“偏硫代硫酸鉀”的情況。商品固體亞硫酸氫鈉和固體焦亞硫酸鈉實(shí)際上都是NaHSO3和Na2S2O5的混合物，只是主要成分不同，工業(yè)品多生產(chǎn)焦亞硫酸鈉固體，而亞硫酸氫鈉可以溶液形式供應(yīng)商品。焦亞硫酸鈉溶于水后又發(fā)生水解反應(yīng)，最終還是得到亞硫酸氫鈉溶液，因此在實(shí)際應(yīng)用中二者基本可以通用。焦亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉都是還原劑，雖然還原性不如連二亞硫酸鈉，但較穩(wěn)定，還原作用也較溫和，工業(yè)上也廣泛作為還原劑和抗氧化保護(hù)劑。亞硫酸氫根離子的硫原子上還有一對(duì)孤對(duì)電子，硫原子親核性強(qiáng)于氧原子，因此亞硫酸氫根離子是較強(qiáng)的親核試劑，在有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中可看作“磺酸基負(fù)離子”，能與醛或者酮羰基發(fā)生親核加成反應(yīng)，生成α-羥基磺酸（或者α-羥基磺酸的鹽），這一特性使得亞硫酸氫鈉或者焦亞硫酸鈉在有機(jī)合成上也有廣泛用途。焦亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉也可以作為食品添加劑，有二氧化硫漂白、抗氧化等作用，二氧化硫是紅酒的常見(jiàn)添加劑，目前常將Na2S2O5或者K2S2O5添加到紅酒中作為二氧化硫產(chǎn)生劑。4、焦硫酸鈉（Na2S2O7）將硫酸氫鈉（NaHSO4）加熱到熔點(diǎn)以上，就發(fā)生與亞硫酸氫鈉失水得到焦亞硫酸鈉相似的反應(yīng)，兩分子硫酸氫鈉失去一分子水，得到焦硫酸鈉：2NaHSO4→Na2S2O7+H2O↑如果繼續(xù)加熱，焦硫酸鈉還會(huì)進(jìn)一步分解放出SO3：Na2S2O7→Na2SO4+SO3↑在焦硫酸鈉未明顯分解之前，將熔體冷卻，趁凝固未完全冷卻時(shí)破碎成小塊，即得商品焦硫酸鈉。焦硫酸鈉在工業(yè)生產(chǎn)上用途不大，但在分析化學(xué)，特別是工業(yè)分析中是很有用的試劑。很多天然氧化物礦石雖然有一定的堿性氧化物性質(zhì)，但并不容易溶解于酸，例如天然的鐵礦石，特別是磁鐵礦（Fe3O4）在酸中即使加熱也很難溶解，但與焦硫酸鈉或者焦硫酸鉀共熔，在高溫和SO3的作用下，即可轉(zhuǎn)化為易溶的化合物。因此焦硫酸鈉常在實(shí)驗(yàn)室分析中用作酸性熔礦劑。5、過(guò)硫酸鈉（Na2S2O8）過(guò)硫酸鈉是過(guò)二硫酸（H2S2O8）的鈉鹽，過(guò)二硫酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可以寫(xiě)作HO—SO2—O—O—SO2—OH，分子中存在過(guò)氧鏈，可看作過(guò)氧化氫中的氫原子被磺酸基（—SO2—OH或者—SO3H）取代的產(chǎn)物。過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀和過(guò)硫酸銨都是重要的過(guò)硫酸鹽，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)硫酸銨或者過(guò)硫酸鈉較為容易，用途也較廣，過(guò)硫酸鉀溶解度遠(yuǎn)小于過(guò)硫酸銨和過(guò)硫酸鈉，但穩(wěn)定性較好，容易重結(jié)晶提純，常作為實(shí)驗(yàn)室試劑。過(guò)硫酸銨和過(guò)硫酸鈉在工業(yè)上常縮寫(xiě)為APS和SPS，系英文習(xí)慣名稱Ammoniumpersulfate和Sodiumpersulfate的縮寫(xiě)，酸根前加per-前綴表示酸根中心原子的“形式化合價(jià)”高于通常酸根中心原子化合價(jià)，例如過(guò)硫酸根離子中，硫形式上是+7價(jià)，但這一前綴并不表示酸根的真實(shí)結(jié)構(gòu)，翻譯成中文時(shí)要注意。過(guò)去一般將per-前綴直接翻譯成“過(guò)”，例如Ammoniumpersulfate過(guò)硫酸銨、Potassiumperchlorate過(guò)氯酸鉀、Potassiumpermanganate過(guò)錳酸鉀等，直到上世紀(jì)60年代中文化學(xué)資料上一般還是這樣翻譯的，但今天則要注意酸根結(jié)構(gòu)，酸根中有過(guò)氧鏈才能用“過(guò)”字，否則應(yīng)該用“高”字，因此Potassiumperchlorate和Potassiumpermanganate今天應(yīng)該翻譯成“高氯酸鉀”和“高錳酸鉀”。過(guò)硫酸鈉或者過(guò)硫酸根離子在水溶液中是一種極強(qiáng)的氧化劑，標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)高達(dá)2.01V，氧化性強(qiáng)于過(guò)氧化氫、高錳酸鉀、重鉻酸鉀等常見(jiàn)強(qiáng)氧化劑，但過(guò)硫酸根離子有較高的穩(wěn)定性，低溫和不加催化劑的情況下，氧化反應(yīng)速率很慢，接近惰性，因此固體過(guò)硫酸鹽相對(duì)硝酸鉀、氯酸鉀、高錳酸鉀等固體強(qiáng)氧化劑，儲(chǔ)運(yùn)和使用反而要安全一些。使用過(guò)硫酸鹽作為氧化劑時(shí)，需要升溫或者加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎珹g+、Cu2+等金屬離子可作為催化劑。目前印刷電路板（PCB）行業(yè)中常用過(guò)硫酸銨或者過(guò)硫酸鈉作為PCB銅箔的腐蝕劑，市售的一些小包裝白色粉末狀PCB腐蝕劑，實(shí)際上就是以過(guò)硫酸鹽為主要成分的，當(dāng)銅箔浸入過(guò)硫酸鹽濃溶液時(shí)，即發(fā)生下列反應(yīng)（以過(guò)硫酸鈉為例）：Na2S2O8+Cu→Na2SO4+CuSO4未加溫情況下，一開(kāi)始腐蝕速率極慢，但少量銅箔被腐蝕后，Cu2+進(jìn)入溶液，成為了過(guò)硫酸鹽的催化劑，起到了自催化作用，反應(yīng)速率逐漸加快，因此不需要額外添加催化劑，待腐蝕劑反復(fù)使用一段時(shí)間后，腐蝕效果下降，可補(bǔ)加一定量的過(guò)硫酸鹽，仍可繼續(xù)使用一段時(shí)間。過(guò)硫酸鹽腐蝕劑無(wú)需使用硫酸、鹽酸等強(qiáng)酸腐蝕性危險(xiǎn)品，也不使用過(guò)氧化氫等危險(xiǎn)氧化劑，較為安全。固體過(guò)硫酸鹽儲(chǔ)運(yùn)也較安全，但固體過(guò)硫酸鹽仍然嚴(yán)禁與強(qiáng)還原劑混存，否則一旦二者發(fā)生接觸同樣有燃燒爆炸危險(xiǎn)，1993年深圳清水河危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)大爆炸事故，起火原因正是過(guò)硫酸銨與硫化鈉（強(qiáng)還原劑）混存接觸發(fā)生自燃?！緦ｎ}精練】1．硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可作為還原劑，已知25.0mL0.0100mol/LNa2S2O3溶液恰好把22.4mLCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)完全轉(zhuǎn)化為Cl-離子，則SKIPIF1<0將轉(zhuǎn)化成A．S2- B．S C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】C【分析】氧化還原反應(yīng)中存在電子守恒關(guān)系，即得電子總數(shù)等于失電子總數(shù)，也可以看成化合價(jià)升高總數(shù)等于化合價(jià)降低總數(shù)?！窘馕觥?2.4mLCl2為SKIPIF1<0，25.0mL0.0100mol/LNa2S2O3溶液中Na2S2O3為0.0100mol/L×0.025L=0.00025mol，Cl2完全轉(zhuǎn)化為Cl-，化合價(jià)降低，則Na2S2O3中+2價(jià)S元素化合價(jià)升高，假設(shè)氧化產(chǎn)物中S元素的化合價(jià)為m，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒得：0.001mol×2×1=0.00025mol×2×(m-2)，解得m=6，故得到SO42-，故選C。答案選C。2．硫代硫酸鈉（Na2S2O3）可作為脫氯劑，已知1molNa2S2O3溶液恰好把4molCl2完全轉(zhuǎn)化為Cl－離子，則S2O32－將轉(zhuǎn)化成A．SO42－ B．S C．SO32－ D．S2－【答案】A【解析】設(shè)硫元素的氧化產(chǎn)物中硫的化合價(jià)為n價(jià)由Cl2＋2e－=2Cl－可知，4molCl2完全轉(zhuǎn)化為Cl－離子時(shí)，得到了8mole－，則1molNa2S2O3中的硫元素失去電子數(shù)為：8=（n—2）×2，n=6，即答案為A：SO42－3．連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險(xiǎn)粉，還原性比Naso3更強(qiáng)，工業(yè)上廣泛用于紡織品漂白及作脫氧劑等。工業(yè)上可用惰性電極電解NaHSO3溶液得到連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)，如下圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A．得到連二亞硫酸鈉產(chǎn)品電極反應(yīng)式為2HSO3－+2e－=S2O42－+2OH－B．a(chǎn)為陽(yáng)極C．連二亞硫酸鈉產(chǎn)品在陰極得到D．若不加隔膜，則得不到連二亞硫酸鈉【答案】B【解析】A工業(yè)上可用惰性電極電解NaHSO3溶液得到Na2S2O4，因?yàn)榱驈?4價(jià)降到+3價(jià)得電子，所以產(chǎn)品在陰極得到，其電極反應(yīng)式為2HSO3-+2e-═S2O42-+2OH-；故A和C對(duì)；B錯(cuò)；D若不加隔膜，則HSO3-到陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子，得不到連二亞硫酸鈉，故D對(duì)；答案B。4．連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險(xiǎn)粉，工業(yè)上可用于紙漿漂白，該物質(zhì)還原性比Na2SO3強(qiáng)，其水溶液能被空氣中的氧氣氧化，在堿性介質(zhì)中相對(duì)穩(wěn)定。下列說(shuō)法不正確的是A．連二亞硫酸鈉可以用于除去廢水中的重鉻酸根離子，使Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3+B．連二亞硫酸鈉溶液敞口可能會(huì)發(fā)生的化學(xué)方程式為：2Na2S2O4+O2+2H2O=4NaHSO3C．連二亞硫酸鈉用于紙漿漂白的原理與ClO2的漂白原理相同D．在包裝保存“保險(xiǎn)粉”時(shí)加入少量Na2CO3固體，可以提高“保險(xiǎn)粉”的穩(wěn)定性【答案】C【解析】A．連二亞硫酸鈉還原性比Na2SO3強(qiáng)，其水溶液能被空氣中的氧氣氧化，因此連二亞硫酸鈉可以用于除去廢水中的重鉻酸根離子，使Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3+，故A正確；B．連二亞硫酸鈉溶液能被空氣中的氧氣氧化，所以敞口可能會(huì)發(fā)生的化學(xué)方程式為：2Na2S2O4+O2+2H2O=4NaHSO3，故B正確；C．保險(xiǎn)粉遇水分解生成二氧化硫使品紅褪色，連二亞硫酸鈉用于紙漿漂白的原理與ClO2的漂白原理不相同，因?yàn)榍罢呔哂羞€原性，后者具有強(qiáng)氧化性，故C錯(cuò)誤；D．保險(xiǎn)粉在堿性介質(zhì)中相對(duì)穩(wěn)定，在包裝保存“保險(xiǎn)粉”時(shí)加入少量Na2CO3固體，可以提高“保險(xiǎn)粉”的穩(wěn)定性，故D正確；故選C。5．《環(huán)境科學(xué)》曾刊發(fā)我國(guó)科研部門采用零價(jià)鐵活化過(guò)硫酸鈉（Na2S2O7其中S為+6價(jià)）去除廢水中的正五價(jià)砷的研究成果，其反應(yīng)機(jī)理模型如圖，（NA為阿伏加德羅常數(shù)的值）下列說(shuō)法正確的是A．1molSO4-·（自由基）中含50NA個(gè)電子B．pH越大，越不利于去除廢水中的正五價(jià)砷C．1mol過(guò)硫酸鈉中含NA個(gè)過(guò)氧鍵D．轉(zhuǎn)化過(guò)程中，若共有1molS2O82-被還原，則參加反應(yīng)的Fe為56g【答案】C【解析】A.1molSO4??(自由基)中含1mol×(16+4×8+1)NAmol?1=49NA個(gè)電子，故A錯(cuò)誤；B.室溫下，pH越大，亞鐵離子和鐵離子變?yōu)闅溲趸瘉嗚F和氫氧化鐵，越有利于去除廢水中的+5價(jià)砷，故B錯(cuò)誤；C.過(guò)硫酸鈉(Na2S2O8)中S為+6價(jià)，Na為+1價(jià)，假設(shè)含有x個(gè)O2?，含有y個(gè)O22?，則x+2y=8，(+1)×2+(+6)×2+(?2)×x+(?2)×y=0，則x=6，y=1，因此1mol過(guò)硫酸鈉(Na2S2O8)含NA個(gè)過(guò)氧鍵，故C正確；D.根據(jù)圖示可知，1molFe和1molS2O82?反應(yīng)生成2molSO42?和1molFe2+，該過(guò)程轉(zhuǎn)移2mol電子，但是1molFe2+還要與0.5molS2O82?反應(yīng)變成Fe3+，因此1mol鐵參加反應(yīng)要消耗1.5molS2O82?，所以共有1molS2O82?被還原時(shí)，參加反應(yīng)的Fe，故D錯(cuò)誤。綜上所述，答案為C。6．連二亞硫酸鈉（Na2S2O4）俗稱保險(xiǎn)粉，可以用作染色工藝的還原劑，紙漿、肥皂等的漂白劑。Na2S2O4易溶于水，難溶于乙醇，在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定，在空氣中易被氧化。回答下列問(wèn)題：(1)Na2S2O4在潮濕空氣中氧化，生成的兩種常見(jiàn)酸式鹽是___（填化學(xué)式）。(2)鋅粉法制備Na2S2O4的工藝流程如圖所示：①工業(yè)上常將鋅塊進(jìn)行預(yù)處理得到鋅粉－水懸濁液，其目的是__。②步驟Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_。③在步驟Ⅲ中得到的Na2S2O4固體要用乙醇洗滌，其優(yōu)點(diǎn)是__，“后續(xù)處理”最終要加入少量的Na2CO3固體，其原因是__。(3)目前，我國(guó)普遍采用甲酸鈉法生產(chǎn)連二亞硫酸鈉，其原理是先將HCOONa和燒堿加入乙醇水溶液中，然后通入SO2發(fā)生反應(yīng)，有CO2氣體放出，總反應(yīng)的離子方程式是___。(4)有人設(shè)計(jì)了圖示方法同時(shí)制備連二亞硫酸鈉和過(guò)二硫酸鈉（Na2S2O8），并獲得中國(guó)專利。電解過(guò)程中，陰極室生成Na2S2O4，a極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子主要是Na+，其遷移方向是__（填“a到b”或“b到a”）?！敬鸢浮?1)NaHSO3和NaHSO4(2)①增大鋅粒的表面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率②Zn＋2SO2=ZnS2O4③減少Na2S2O4的溶解損失，易于干燥Na2CO3為堿性物質(zhì)，“保險(xiǎn)粉”在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定(3)HCOO-＋OH-＋2SO2=S2O42-＋CO2＋H2O(4)2SO42-－2e-=S2O82-a到b【分析】(1)Na2S2O4中S顯+4價(jià)，在潮濕空氣中氧化，S轉(zhuǎn)化為+6價(jià)，則生成的兩種常見(jiàn)酸式鹽應(yīng)為硫酸和亞硫酸的酸式鹽。(2)①將鋅塊進(jìn)行預(yù)處理得到鋅粉－水懸濁液，可以增大其與SO2的接觸面積。②步驟Ⅰ中，鋅與SO2在水溶液中發(fā)生反應(yīng)，生成ZnS2O4。③Na2S2O4固體易溶于水，難溶于乙醇，用乙醇洗滌，從溶解和干燥兩個(gè)方面尋找原因；Na2S2O4在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定，Na2CO3固體可提供堿性環(huán)境。(3)HCOONa、燒堿、SO2發(fā)生反應(yīng)，生成Na2S2O4、CO2等，由此可寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式。(4)a極的電解質(zhì)為SO42-，由題意知，它將轉(zhuǎn)化為S2O82-，由此可得出電極反應(yīng)式；通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子主要是Na+，從電荷守恒出發(fā)可確定其遷移方向?！窘馕觥?1)Na2S2O4中S顯+4價(jià)，在潮濕空氣中被氧化，S部分轉(zhuǎn)化為+6價(jià)，則生成的兩種常見(jiàn)酸式鹽為NaHSO3和NaHSO4。答案為：NaHSO3和NaHSO4；(2)①鋅粉－水懸濁液與SO2的接觸面積比鋅粉與SO2的接觸面積大，反應(yīng)速率快。答案為：增大鋅粒的表面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率；②步驟Ⅰ中，鋅與SO2在水溶液中發(fā)生反應(yīng)，生成ZnS2O4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn＋2SO2=ZnS2O4。答案為：Zn＋2SO2=ZnS2O4；③Na2S2O4固體易溶于水，難溶于乙醇，用乙醇洗滌，既可減少溶解損失，又易于干燥；Na2S2O4在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定，Na2CO3固體可提供堿性環(huán)境，增強(qiáng)“保險(xiǎn)粉”的穩(wěn)定性。答案為：減少Na2S2O4的溶解損失，易于干燥；Na2CO3為堿性物質(zhì)，“保險(xiǎn)粉”在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定；(3)HCOONa、燒堿、SO2發(fā)生反應(yīng)，生成Na2S2O4、CO2等，反應(yīng)的離子方程式為HCOO-＋OH-＋2SO2=S2O42-＋CO2＋H2O。答案為：HCOO-＋OH-＋2SO2=S2O42-＋CO2＋H2O；(4)a極的電解質(zhì)為SO42-，由題意知，它將轉(zhuǎn)化為S2O82-，電極反應(yīng)式為2SO42-－2e-=S2O82-；通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子主要是Na+，電極反應(yīng)發(fā)生后，陽(yáng)極Na+富余，它應(yīng)向陰極遷移，所以Na+的遷移方向是由a到b。答案為：2SO42-－2e-=S2O82-；a到b。7．某實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)硫化堿法制取硫代硫酸鈉(Na2S2O3)并探究其性質(zhì)。（1）制取硫代硫酸鈉的反應(yīng)裝置及所需試劑如圖：①裝置A

中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________。打開(kāi)分液漏斗的活塞時(shí)，發(fā)現(xiàn)液體不能順利滴下，可能的原因是__________________________________。②裝置B

中生成Na2S2O3的同時(shí)也生成CO2，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________。③裝置C

是為了檢驗(yàn)裝置B中SO2的吸收效率，則C中的試劑為_(kāi)_______________，當(dāng)B中SO2的吸收效率低時(shí)，C

中的現(xiàn)象為_(kāi)_______________________，除攪拌和使用多孔球泡外，再寫(xiě)出一種提高B中SO2的吸收效率的方法：______________________________。（2）預(yù)測(cè)并探究硫代硫酸鈉的性質(zhì)（反應(yīng)均在溶液中進(jìn)行）：預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象探究1Na2S2O3溶液呈堿性_________pH=8探究2Na2S2O3具有還原性向新制氯水中滴加Na2S2O3______①探究1中的實(shí)驗(yàn)操作為_(kāi)_______________________。②探究2

中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_(kāi)____________________，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________?！敬鸢浮浚?）①Na2SO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+SO2↑沒(méi)有打開(kāi)分液漏斗上的玻璃塞②2S2-+CO32-==3S2O32-+CO2↑③品紅溶液（或溴水或KMnO4溶液）C中溶液顏色較快褪去控制SO2的流速（或適當(dāng)升高B中溶液溫度）（2）①取一片pH試紙?jiān)诓Ａ希脻崈舻牟ＡО粽喝〈郎y(cè)液滴于試紙的中部，觀察變化穩(wěn)定后的顏色，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比②氯水顏色變淺，甚至褪去S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+10H++8Cl-【解析】本題主要考查對(duì)于實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)硫化堿法制取硫代硫酸鈉(Na2S2O3)并探究其性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)。（1）①裝置A

中發(fā)生強(qiáng)酸硫酸制取弱酸亞硫酸的反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+SO2↑。打開(kāi)分液漏斗的活塞時(shí)，發(fā)現(xiàn)液體不能順利滴下，可能的原因是沒(méi)有打開(kāi)分液漏斗上的玻璃塞，造成漏斗內(nèi)氣壓小于大氣壓。②裝置B

中生成Na2S2O3的同時(shí)也生成CO2，反應(yīng)的離子方程式為2S2-+CO32-==3S2O32-+CO2↑。③裝置C

是為了檢驗(yàn)裝置B中SO2的吸收效率，則C中的試劑為品紅溶液（或溴水或KMnO4溶液），當(dāng)B中SO2的吸收效率低時(shí)，C

中的現(xiàn)象為C中溶液顏色較快褪去，除攪拌和使用多孔球泡外，另一種提高B中SO2的吸收效率的方法：控制SO2的流速（或適當(dāng)升高B中溶液溫度）。（2）①探究1中的實(shí)驗(yàn)操作為取一片pH試紙?jiān)诓Ａ?，用潔凈的玻璃棒蘸取待測(cè)液滴于試紙的中部，觀察變化穩(wěn)定后的顏色，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比。②探究2

中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為氯水顏色變淺，甚至褪去，反應(yīng)的離子方程式為S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+10H++8Cl-。8．硫代硫酸鈉(Na2S2O3)是一種重要的化工產(chǎn)品，易溶于水，遇酸易分解，Na2S2O3稀溶液與BaCl2溶液混合無(wú)沉淀生成。工業(yè)制備Na2S2O3的反應(yīng)為：S(s)+Na2SO3(aq)SKIPIF1<0Na2S2O3(aq)，產(chǎn)品中常含有少量Na2CO3、Na2SO3和Na2SO4。實(shí)驗(yàn)室擬用如下實(shí)驗(yàn)裝置在C中制備Na2S2O3。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________。裝置C中可觀察到溶液先變渾濁，后又澄清，生成的渾濁物質(zhì)化學(xué)式為_(kāi)__________。(2)裝置B的作用為_(kāi)________；為保證Na2S2O3的產(chǎn)量，實(shí)驗(yàn)中通入的SO2不能過(guò)量，原因是_________。(3)為了驗(yàn)證固體硫代硫酸鈉工業(yè)產(chǎn)品中含有碳酸鈉，選用下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序依次________________(填裝置的字母代號(hào))，裝置C中的試劑為_(kāi)___________。②能證明固體中含有碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________________。(4)若要檢驗(yàn)固體硫代硫酸鈉工業(yè)產(chǎn)品中含有Na2SO3，需先加水配成稀溶液，再依次加入的試劑為_(kāi)____________________和品紅溶液。【答案】(1)Na2SO3+H2SO4(濃)＝Na2SO4+H2O+SO2↑S(2)防止溶液倒吸若SO2過(guò)量，溶液顯酸性，產(chǎn)物會(huì)分解(3)①ADCB品紅溶液②裝置C中品紅溶液不褪色，B中澄清石灰水變渾濁(4)氯化鋇溶液、鹽酸【解析】試題分析：(1)裝置A中濃硫酸與亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3+H2SO4(濃)＝Na2SO4+H2O+SO2↑；二氧化硫能夠與硫化鈉在酸性溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫單質(zhì)，生成的硫有發(fā)生S(s)+Na2SO3(aq)SKIPIF1<0Na2S2O3(aq)，因此裝置C中可觀察到溶液先變渾濁，后又澄清，故答案為Na2SO3+H2SO4(濃)＝Na2SO4+H2O+SO2↑；S；(2)裝置B是安全瓶?？梢苑乐谷芤旱刮桓鶕?jù)題意，若SO2過(guò)量，溶液顯酸性，產(chǎn)物Na2S2O3會(huì)分解，故答案為防止溶液倒吸；若SO2過(guò)量，溶液顯酸性，產(chǎn)物會(huì)分解；(3)碳酸鈉能夠與酸反應(yīng)生成二氧化碳，可以利用澄清石灰水檢驗(yàn)，但由于混有二氧化硫，因此須用高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，并檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序依次為ADCB，裝置C中的作用是檢驗(yàn)二氧化硫是否除凈，因此選用的試劑為品紅溶液，故答案為ADCB；品紅溶液；②能證明固體中含有碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是裝置C中品紅溶液不褪色，B中澄清石灰水變渾濁，故答案為裝置C中品紅溶液不褪色，B中澄清石灰水變渾濁；(4)根據(jù)題意，Na2S2O3稀溶液與BaCl2溶液混合無(wú)沉淀生成，若要檢驗(yàn)固體硫代硫酸鈉工業(yè)產(chǎn)品中含有Na2SO3，需先加水配成稀溶液，再依次加入的試劑為氯化鋇溶液、鹽酸和品紅溶液，若加入氯化鋇溶液生成白色沉淀，過(guò)濾后，白色沉淀能夠被鹽酸溶解，放出的氣體能夠使品紅溶液褪色，證明固體硫代硫酸鈉工業(yè)產(chǎn)品中含有Na2SO3，故答案為氯化鋇溶液、鹽酸。9．焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。某研究小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)一焦亞硫酸鈉的制取采用如圖裝置（實(shí)驗(yàn)前已除盡裝置內(nèi)的空氣）制取Na2S2O5。裝置Ⅱ中有Na2S2O5晶體析出，發(fā)生的反應(yīng)為Na2SO3+SO2=Na2S2O5。（1）裝置Ⅰ中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________。（2）要從裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體，可采取的分離方法是________。（3）裝置Ⅲ用于處理尾氣，可選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為_(kāi)_______(填序號(hào))。實(shí)驗(yàn)二焦亞硫酸鈉的性質(zhì)已知：Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。（4）檢測(cè)Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實(shí)驗(yàn)方案是____________________。【答案】（1）Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O（2）過(guò)濾（3）d（4）取少量Na2S2O5晶體于試管中，加適量水溶解，滴加足量的鹽酸，振蕩，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成【解析】（1）由裝置Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)可知，裝置Ⅰ中產(chǎn)生的氣體為SO2，亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫與水，反應(yīng)方程式為：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O；（2）裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體，分離固體與液態(tài)，應(yīng)采取過(guò)濾進(jìn)行分離；（3）a．裝置應(yīng)將導(dǎo)管深入氨水中可以吸收二氧化硫，但為密閉環(huán)境，裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大易產(chǎn)生安全事故，a錯(cuò)誤；b．該裝置吸收二氧化硫能力較差，且為密閉環(huán)境，裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大易產(chǎn)生安全事故，b錯(cuò)誤；c．該裝置不能吸收二氧化硫，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，c錯(cuò)誤；d．該裝置中氫氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)，可以吸收，且防止倒吸，d正確；答案選d；（4）Na2S2O5中S元素的化合價(jià)為+4價(jià)，因此會(huì)被氧化為為+6價(jià)，即晶體在空氣中易被氧化為Na2SO4，用鹽酸、氯化鋇溶液檢驗(yàn)樣品中是否含有硫酸根即可，實(shí)驗(yàn)方案為：取少量Na2S2O5晶體于試管中，加入適量水溶解，滴加鹽酸，振蕩，再滴加氯化鋇溶液，有白色沉淀生成。10．過(guò)二硫酸鈉(Na2S2O8)是白色晶狀粉末，易溶于水，加熱至65℃時(shí)就會(huì)分解。常用作漂白劑、氧化劑等。某研究小組利用下圖裝置制備Na2S2O8并探究其性質(zhì)(加熱及夾持儀器均略去)。Ⅰ.實(shí)驗(yàn)室制備Na2S2O8已知：①(NH4)2S2O8+2NaOHSKIPIF1<0Na2S2O8+2NH3↑+2H2②2NH3+3Na2S2O8+6NaOHSKIPIF1<06Na2SO4+N2+6H2O(1)儀器a的名稱是___________，裝置Ⅰ中NaOH溶液的作用是___________。(2)裝置Ⅱ發(fā)生反應(yīng)的同時(shí)，需要持續(xù)通入空氣的目的是___________。(3)裝置Ⅲ的作用是___________。Ⅱ.探究Na2S2O8的性質(zhì)(4)過(guò)二硫酸鈉中S為＋6價(jià)，結(jié)構(gòu)中含有___________個(gè)過(guò)氧鍵(-O-O-)。(5)過(guò)二硫酸鈉的性質(zhì)與過(guò)氧化氫相似，酸性過(guò)二硫酸鈉溶液在Ag＋的催化作用下可以把Mn2＋氧化為MnOSKIPIF1<0，該法可用于檢驗(yàn)Mn2＋，所得溶液除去Ag＋后加入BaCl2溶液可以產(chǎn)生白色沉淀。寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式___________。Ⅲ.測(cè)定產(chǎn)品純度(6)稱取0.2500g樣品，用蒸餾水溶解，加入過(guò)量KI，充分反應(yīng)后，再滴加幾滴指示劑，用0.1000mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為20.00mL。已知：I2＋2S2OSKIPIF1<0=S4OSKIPIF1<0＋2I-。①選用的指示劑是___________；達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是___________。②樣品的純度為_(kāi)__________。【答案】(1)分液漏斗吸收空氣中CO2(2)