一、硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O)
Na2S2O3·5H2O俗名大蘇打，它是無色透明的晶體，易溶于水，溶于水后呈堿性。
1．Na2S2O3的化學(xué)性質(zhì)
(1)與酸反應(yīng)生成單質(zhì)硫，放出SO2氣體：
S2Oeq \\al(2－,3)＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。
(2)Na2S2O3是中等強度的還原劑，能被I2、Cl2、KMnO4等氧化劑氧化：
①2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI，此反應(yīng)用于定量測定碘。
②Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===Na2SO4＋H2SO4＋8HCl，此反應(yīng)用在紡織和造紙工業(yè)上Na2S2O3做脫氯劑。
③5Na2S2O3＋8KMnO4＋7H2SO4===8MnSO4＋5Na2SO4＋4K2SO4＋7H2O。
2．Na2S2O3的制備方法
將Na2S和Na2CO3以2∶1的物質(zhì)的量比配成溶液，然后通入SO2，反應(yīng)大致可分三步進行：
(1)Na2CO3和SO2反應(yīng)生成Na2SO3：Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2。
(2)Na2S與SO2反應(yīng)生成Na2SO3和H2S：
Na2S＋SO2＋H2O===Na2SO3＋H2S，H2S是強還原劑，遇SO2析出硫：2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O。
(3)Na2SO3和S反應(yīng)生成Na2S2O3：Na2SO3＋S===Na2S2O3。
將上面三個反應(yīng)合并得到總反應(yīng)：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。
溶液蒸發(fā)濃縮后，冷卻至293～303 K時即析出Na2S2O3·5H2O，用上述方法制得的Na2S2O3中常含有Na2SO4和Na2SO3等雜質(zhì)。
注意：制取硫代硫酸鈉的另一種方法是在沸騰的條件下，使Na2SO3溶液同硫粉反應(yīng)：Na2SO3＋Seq \(=====,\s\up10(△))Na2S2O3。
二、連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)
連二亞硫酸鈉屬于一級遇濕易燃物品，又名低亞硫酸鈉。相對密度2.3～2.4，赤熱時分解，能溶于冷水，在熱水中分解，不溶于乙醇。其水溶液性質(zhì)不穩(wěn)定，有極強的還原性，屬于強還原劑，能將I2、Cu2＋、Ag＋還原。暴露于空氣中易吸收氧氣而氧化，同時也易吸潮發(fā)熱而變質(zhì)，并能奪取空氣中的氧結(jié)塊并發(fā)出刺激性酸味。在無氧條件下，用鋅粉還原亞硫酸氫鈉可制得連二亞硫酸鈉。吸收空氣中氧氣的化學(xué)方程式為2Na2S2O4＋O2＋2H2O===4NaHSO3或Na2S2O4＋O2＋H2O===NaHSO3＋NaHSO4。
三、焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)
1．性質(zhì)
成品為白色或微黃結(jié)晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置空氣中易氧化成硫酸鈉，與強酸接觸放出二氧化硫而生成相應(yīng)的鹽類，加熱到150 ℃分解，通常用NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得，其方程式為2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。
2．用途
1．工業(yè)上將Na2CO3和Na2S配成溶液，再通入SO2可制取Na2S2O3，同時放出CO2。已知：
S(s)＋Na2SO3(aq)eq \(=====,\s\up10(△))Na2S2O3(aq)。下列說法不正確的是( )
A．上述反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是2∶1
B．上述反應(yīng)中的Na2CO3和Na2S的物質(zhì)的量之比最佳是1∶2
C．每生成1 ml Na2S2O3轉(zhuǎn)移4 ml電子
D．通入的SO2過量很多，將會產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象
C 解析：將Na2CO3和Na2S配成溶液，再通入SO2可制取Na2S2O3，同時放出CO2，并結(jié)合S (s)＋Na2SO3(aq)eq \(=====,\s\up10(△))Na2S2O3(aq)，根據(jù)電子守恒，恰好完全反應(yīng)時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2；Na2S為還原劑，SO2為氧化劑，則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1，故A正確；恰好完全反應(yīng)時，Na2CO3和Na2S的物質(zhì)的量之比最佳是1∶2，故B正確；生成1 ml Na2S2O3，轉(zhuǎn)移eq \f(8,3) ml電子，故C錯誤；如果SO2過量很多，溶液顯酸性，而Na2S2O3在酸性條件下不穩(wěn)定，生成S和SO2，故D正確。
2．廣泛用于紡織工業(yè)的連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)，俗稱保險粉，是一種強還原劑，可溶于水，但不溶于乙醇，在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定。
Ⅰ.工業(yè)上制備保險粉的流程如下：
(1)步驟①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。
(2)步驟②中生成的沉淀為________(填化學(xué)式)。
(3)步驟③中加入NaCl固體的作用是______________________，分離出保險粉的方法為________、洗滌、干燥，洗滌所用試劑是________。
Ⅱ.探究Na2S2O4的性質(zhì)：
某課題小組常溫下測得0.050 ml·L－1Na2S2O4溶液的pH隨時間變化的關(guān)系如圖所示。
(4)0～t1主要生成HSOeq \\al(－,3)，寫出0～t1發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：____________________________________。
解析：(1)由流程可知，步驟①中，反應(yīng)物為Zn和SO2，生成物為ZnS2O4，據(jù)此可得化學(xué)方程式：Zn＋2SO2===ZnS2O4。(2)步驟②中，ZnS2O4和NaOH發(fā)生反應(yīng)生成Zn(OH)2沉淀和Na2S2O4。(3)溶液C中的溶質(zhì)為Na2S2O4，步驟③中加入NaCl固體，即得到保險粉(Na2S2O4)，可知NaCl固體的作用是降低Na2S2O4的溶解度，使更多Na2S2O4析出。Na2S2O4析出后，經(jīng)過濾、洗滌、干燥即可得到保險粉。由于保險粉可溶于水，不溶于乙醇，因此應(yīng)用乙醇進行洗滌。(4)反應(yīng)物有Na2S2O4和O2，生成物有HSOeq \\al(－,3)，故反應(yīng)的離子方程式為2H2O＋2S2Oeq \\al(2－,4)＋O2===4HSOeq \\al(－,3)。
答案：(1)Zn＋2SO2===ZnS2O4
(2)Zn(OH)2
(3)降低Na2S2O4的溶解度，使更多Na2S2O4析出 過濾 乙醇
(4)2H2O＋2S2Oeq \\al(2－,4)＋O2===4HSOeq \\al(－,3)
3．硫代硫酸鈉(Na2S2O3)在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥制造業(yè)中被廣泛應(yīng)用，工業(yè)普遍使用Na2CO3與硫黃(S)共煮得到，裝置如圖1。
圖1
已知：Na2S2O3在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在。
(1)步驟1：打開K1、關(guān)閉K2，向圓底燒瓶中加入足量甲并加熱，寫出燒瓶中反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________。
(2)步驟2：始終保持C中溶液呈堿性，反應(yīng)一段時間后，硫粉的量逐漸減少，打開K2、關(guān)閉K1并停止加熱。
①C中溶液須保持呈堿性，若呈酸性，則________________、________________________________________________________ (用離子方程式表示)。
②裝置B、D的試劑相同，均為________。
(3)步驟3：將C中所得混合物分離提純后得產(chǎn)品。
利用反應(yīng)2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2也能制備Na2S2O3。所需儀器如圖2，按氣流方向連接各儀器，接口順序為a→______，______→______，______→______，______→d。

圖2
(4)裝置乙盛裝的試劑是______________________________。
(5)Na2S2O3還原性較強，工業(yè)上常用于除去溶液中殘留的Cl2，該反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。
(6)請設(shè)計簡單的實驗方案，證明上述殘留的Cl2被還原成了Cl－：_____________________________________________________。
解析：(1)濃硫酸與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋2H2SO4(濃)eq \(=====,\s\up10(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(2)①C中溶液若呈酸性，則發(fā)生反應(yīng)：COeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋CO2↑、S2Oeq \\al(2－,3)＋2H＋===SO2↑＋S↓＋H2O。②尾氣中的SO2是大氣污染物，所以裝置B、D中的試劑為氫氧化鈉溶液，其作用是吸收SO2，防止污染。(3)a接g或h，反應(yīng)結(jié)束時通過a進行尾氣吸收，然后接b或c(連接一個防倒吸裝置)，再接e，在乙中，SO2與裝置中試劑發(fā)生反應(yīng)制取硫代硫酸鈉，為使氣體與試劑充分反應(yīng)，氣體應(yīng)該長進短出，然后f接d，進行尾氣處理，故接口順序為a→g，h→b，c→e，f→d。(4)裝置乙盛裝的試劑是Na2CO3和Na2S的混合溶液。(5)在反應(yīng)中氯氣做氧化劑，硫代硫酸鈉做還原劑。(6)取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴入Ba(NO3)2溶液至不再產(chǎn)生沉淀，再取上層清液(或過濾后取濾液)，滴加AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明Cl2被還原為Cl－。
答案：(1)Cu＋2H2SO4(濃)eq \(=====,\s\up10(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
(2)①COeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋CO2↑
S2Oeq \\al(2－,3)＋2H＋===SO2↑＋S↓＋H2O
②NaOH溶液(其他合理答案均可)
(3)g h b c e f[或h g b c e f(b、c可互換)]
(4)Na2CO3和Na2S的混合溶液
(5)S2Oeq \\al(2－,3)＋4Cl2＋5H2O===2SOeq \\al(2－,4)＋8Cl－＋10H＋
(6)取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴入Ba(NO3)2溶液至不再產(chǎn)生沉淀，再取上層清液(或過濾后取濾液)，滴加AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明Cl2被還原為Cl－
4．保險粉(Na2S2O4)廣泛應(yīng)用于造紙、印染、環(huán)保、醫(yī)藥等行業(yè)。該物質(zhì)具有強還原性，在空氣中易被氧化，受熱易分解，在堿性條件下比較穩(wěn)定，易溶于水、不溶于乙醇。保險粉可以通過 NaHSO3與NaBH4反應(yīng)制取。請按要求回答下列問題：
Ⅰ.NaHSO3溶液的制備
(1)儀器a的名稱為________；裝置C中反應(yīng)后溶液pH＝4.1，則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________。
Ⅱ.保險粉的制備
打開下圖(部分裝置已省略)中活塞K1通入氮氣，一段時間后，關(guān)閉K1，打開恒壓滴液漏斗活塞向裝置E中滴入堿性NaBH4溶液，在30～40 ℃下充分反應(yīng)。向反應(yīng)后的溶液中加入乙醇，經(jīng)冷卻結(jié)晶、過濾得到Na2S2O4·2H2O晶體，再用乙醇洗滌、真空烘干脫去晶體結(jié)晶水得到保險粉。
(2)反應(yīng)產(chǎn)物中有NaBO2，無氣體。寫出E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________________________。
(3)通入氮氣的作用是________________________________。
(4)使用乙醇洗滌Na2S2O4·2H2O晶體的優(yōu)點：
____________________________________________________。
(5)對裝置E的加熱方式最好采用________。
Ⅲ.保險粉的純度測定
(6)稱取2.0 g Na2S2O4樣品溶于冷水配成200 mL溶液，取出25.00 mL該溶液于錐形瓶中，用0.10 ml·L－1堿性K3[Fe(CN)6]標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，原理為4[Fe(CN)6]3－＋2S2Oeq \\al(2－,4)＋8OH－===4[Fe(CN)6]4－＋4SOeq \\al(2－,3)＋4H2O，用亞甲基藍為指示劑，達到滴定終點時消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液24.00 mL，則樣品中Na2S2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(雜質(zhì)不參與反應(yīng))(計算結(jié)果精確至0.1%)。
解析：(1)根據(jù)儀器a的結(jié)構(gòu)可知是三頸燒瓶；A裝置產(chǎn)生的SO2氣體在C中與Na2CO3發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后溶液pH＝4.1

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