2024版新教材高考化学全程一轮总复习第四章非金属及其化合物微专题大素养8多硫含氧酸盐学生用书

微专题·大素养❽多硫含氧酸盐【知识基础】1.硫代硫酸钠（Na2S2O3）（1）物理性质：Na2S2O3·5H2O俗名大苏打、海波，它是无色透明的晶体，易溶于水。（2）化学性质①与酸反应生成硫，放出SO2气体2H＋＋S2===S↓＋SO2↑＋H2O②中等强度还原剂，能被I2、Cl2、Br2、KMnO4氧化Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI（用于定量测定碘）Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===Na2SO4＋H2SO4＋8HCl（在纺织和造纸工业上作脱氯剂）5Na2S2O3＋8KMnO4＋7H2SO4===8MnSO4＋5Na2SO4＋4K2SO4＋7H2O③可与一些金属形成稳定的配离子，如[Ag（S2）2]3－（3）制备①硫化碱法，即Na2S和Na2CO3以物质的量之比为2∶1配成溶液，然后通入SO2，发生的反应为2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。②亚硫酸钠法：即使沸腾的Na2SO3溶液同硫粉反应，其反应方程式Na2SO3＋S eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5(　)) Na2S2O3。2.连二亚硫酸钠（Na2S2O4）俗称保险粉，能溶于冷水，在热水中分解，不溶于乙醇。（1）还原性：其水溶液性质不稳定，有极强的还原性，能将I2、Cu2＋、Ag＋还原。暴露于空气中易吸收氧气而变质，在空气分析中常用来吸收氧气。2Na2S2O4＋O2＋2H2O===4NaHSO3或Na2S2O4＋O2＋H2O===NaHSO3＋NaHSO4（2）制备：在无氧条件下，用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠。3.焦亚硫酸钠（Na2S2O5）（1）性质①与酸反应放出二氧化硫，如Na2S2O5＋2HCl===2NaCl＋2SO2↑＋H2O。②S元素的化合价为＋4价，具有强还原性，如Na2S2O5＋2I2＋3H2O===2NaHSO4＋4HI。（2）制备：由NaHSO3过饱和溶液结晶脱水而成，2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。4.过二硫酸钠（Na2S2O8）Na2S2O8中看表现S元素的化合价好像为＋7价，实质上S的化合价依然是＋6价，其阴离子S2结构中含过氧键，其中2个O原子为－1价，其余6个O原子为－2价。（1）不稳定性：受热分解2Na2S2O8 eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5(　)) 2Na2SO4＋2SO3↑＋O2↑。（2）氧化性：Na2S2O8中S元素的化合价是＋6价，其阴离子S2结构中含有1个过氧键（—O—O—），性质与过氧化氢相似，具有氧化性。所以Na2S2O8是一种强氧化剂。例如2Mn2＋＋5S2＋8H2O eq \o(=====,\s\up7(Ag＋),\s\do5(　)) 2Mn＋10S＋16H＋，S2＋2I－ eq \o(=====,\s\up7(Cu2＋)) 2S＋I2。【素养专练】1.某课外小组探究食品添加剂焦亚硫酸钠（Na2S2O5）的制备原理，实验操作如表所示。实验装置如图所示。回答下列问题：（1）装置A中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　。装置B的作用是________________________________________________________________________。（2）控制装置C中反应至pH＝4.1时，若溶液中溶质只有一种，则装置C中反应的离子方程式为________________________________________。（3）第三步加热过程中若温度过高可能会生成Na2SO3和M两种正盐，M的化学式是　　　　　　　　，鉴别M中阴离子的方法是___________________________________。（4）下列可作为装置D的是　　　　（填标号）。（5）已知I2＋2S2 ===2I－＋S4、Na2S2O5＋2I2＋3H2O===2NaHSO4＋4HI。该小组通过下述方法测定某饮料中Na2S2O5的残留量：①取100.00 mL饮料于锥形瓶中，加入20.00 mL 0.010 0 mol·L－1 I2溶液，塞紧瓶塞充分反应。②打开瓶塞，将锥形瓶内液体调至接近中性，滴加4～5滴淀粉溶液，溶液变蓝。用0.010 0 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定，滴定至终点时，消耗Na2S2O3溶液39.80 mL，则该饮料中残留的Na2S2O5的浓度为　　　　mg·L－1（计算结果保留两位小数）。2.工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O，某小组同学用如图所示装置（略去加热和夹持仪器，气密性已检验）模拟生产过程。实验步骤：先向C中圆底烧瓶内加入Na2S和Na2SO3的混合溶液，再向A中圆底烧瓶内滴加浓H2SO4；待Na2S和Na2SO3完全消耗后，过滤C中混合物，滤液经结晶即得到产品。已知：ⅰ.C中圆底烧瓶内发生如下反应：（a）Na2S（aq）＋H2O（l）＋SO2（g）===Na2SO3（aq）＋H2S（aq）；（b）2H2S（aq）＋SO2（g）===3S（s）＋2H2O（l）；（c）S（s）＋Na2SO3（aq） eq \o(=====,\s\up7(△)) Na2S2O3（aq）。ⅱ.BaS2O3易溶于水。（1）E中的试剂是　　　　　　　　。（2）为提高产品的纯度，应使C中圆底烧瓶内Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则C中Na2S和Na2SO3的物质的量之比为　　　　。（3）已知反应（c）相对较慢，则C中反应达到终点的现象是________________________________________________________________________。（4）产品中常含有Na2SO3和Na2SO4。该小组设计了以下实验方案进行检验。①步骤 Ⅱ 中加入的试剂可以是　　（填字母）。A．稀硫酸 B．稀盐酸C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液②步骤Ⅱ设计过滤操作的目的是（用化学方程式和简要文字表述）________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（5）为减少C中生成的Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对原实验步骤进行了改进，改进后的操作是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（6）Na2S2O3常用作脱氯剂。Na2S2O3溶液与Cl2反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。微专题·大素养❽【素养专练】1．解析：（3）第三步加热过程中若温度过高，亚硫酸氢钠会分解成Na2SO3，加热条件下Na2SO3易被空气中的O2氧化为Na2SO4，则M的化学式是Na2SO4；鉴别S的方法是取少量受热分解后的固体于试管中并加适量水溶解，加入过量的稀盐酸，再滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成说明M中含有S。（4）a中漏斗伸入液面以下会发生倒吸，错误；b中四氯化碳不与二氧化硫反应可防倒吸，高锰酸钾溶液能吸收二氧化硫，正确；c中导管没有伸入液面以下，导致二氧化硫逸出，错误；d中四氯化碳不与二氧化硫反应，可防倒吸，氢氧化钠溶液能吸收二氧化硫，正确。（5）根据关系式2S2～I2可知，Na2S2O3溶液消耗的I2的物质的量为 eq \f(1,2) ×39.80×10－3 L×0.010 0 mol·L－1＝1.99×10－4 mol。根据关系式S2O eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) ～2I2可知，该饮料中残留的Na2S2O5的物质的量为 eq \f(1,2) ×（20.00×10－3 L×0.010 0 mol·L－1－1.99×10－4 mol）＝5×10－5 mol，则该饮料中残留的Na2S2O5的浓度为 eq \f(5×10－5×190×103,0.1)  mg·L－1＝0.95 mg·L－1。答案：（1）Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O　作安全瓶，防倒吸（2）2SO2＋H2O＋C ===2HS＋CO2　（3）Na2SO4　取少量受热分解后的固体于试管中加适量水溶解，加入过量的稀盐酸，再滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，说明M中有S　（4）bd　（5）0.952．答案：（1）NaOH溶液　（2）2∶1　（3）烧瓶中淡黄色沉淀消失，溶液变澄清　（4）①B　②分离沉淀，防止发生反应S2＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O产生干扰（5）先向A中圆底烧瓶内滴加浓H2SO4，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中圆底烧瓶内加入Na2S和Na2SO3的混合溶液（6）S2＋4Cl2＋5H2O===10H＋＋2S＋8Cl－实验步骤实验操作第一步连接实验装置并检查装置气密性第二步装置A、C、D中装入药品，加热装置A中试管，通过pH数据采集器控制装置C中反应至pH＝4.1时停止加热，将装置A中铜丝外移脱离浓硫酸第三步将装置C中所得溶液转移至蒸发装置中，加热、结晶脱水、过滤、洗涤、干燥制得焦亚硫酸钠（Na2S2O5）步骤实验操作实验现象Ⅰ取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液有白色沉淀生成Ⅱ过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量　　　　沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生