以下是对硫代硫酸钠制备实验与定量分析计算题的综合解析，结合实验原理、操作要点及常见计算题型，助你快速掌握关键知识点。

一、硫代硫酸钠的制备实验

1. 实验原理

硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃·5H₂O）的制备主要采用亚硫酸钠法，通过亚硫酸钠与硫粉在加热条件下反应生成：

[

ext{Na}_2

ext{SO}_3 +

ext{S} + 5

ext{H}_2

ext{O} rightarrow

ext{Na}_2

ext{S}_2

ext{O}_3·5

ext{H}_2

ext{O}

]

关键控制点：温度需保持在微沸状态（约100℃），避免过度蒸发导致分解（Na₂S₂O₃在48℃开始分解）。

2. 实验步骤

1. 称量与溶解：称取5.1g无水亚硫酸钠（Na₂SO₃）溶于50mL去离子水，另取1.5g硫粉用3mL乙醇润湿后混合。

2. 加热反应：混合液小火加热至微沸，持续搅拌1小时至硫粉基本溶解。

3. 脱色与过滤：加入活性炭脱色后趁热过滤，避免杂质残留。

4. 浓缩结晶：滤液蒸发至表面出现晶膜（约剩余3-4mL），冷却析出晶体。

5. 抽滤与干燥：用布氏漏斗抽滤，乙醇洗涤后干燥，称重计算产率。

3. 注意事项

  • 硫粉需过量：确保亚硫酸钠完全反应，避免原料浪费。
  • 乙醇的作用：降低溶液表面张力，促进硫粉分散，提高反应速率。
  • 浓缩终点判断：出现浑浊或晶膜即停止，否则易导致产物分解。

    • 二、硫代硫酸钠的定量分析

    1. 定性鉴定

  • S₂O₃²⁻的鉴定：向溶液中滴加AgNO₃，观察沉淀由白色→黄色→棕色→黑色的颜色变化，反应为：

    • [

    ext{Ag}^+ +

    ext{S}_2

    ext{O}_3^{2-} rightarrow

    ext{Ag}_2

    ext{S}_2

    硫代硫酸钠制备实验与定量分析计算题突破

    ext{O}_3 rightarrow

    ext{Ag}_2

    ext{S} downarrow quad (

    ext{黑色沉淀})

    ]

  • 还原性验证：与碘水反应，蓝色褪去：

    • [

    2

    ext{S}_2

    ext{O}_3^{2-} +

    ext{I}_2 rightarrow

    ext{S}_4

    ext{O}_6^{2-} + 2

    ext{I}^-

    ]

  • 配位性验证：AgBr沉淀可溶于过量Na₂S₂O₃溶液，生成配合物：

    • [

    ext{AgBr} + 2

    ext{S}_2

    ext{O}_3^{2-} rightarrow [

    ext{Ag}(

    ext{S}_2

    ext{O}_3)_2]^{3-} +

    ext{Br}^-

    ]

    2. 定量计算

    标定硫代硫酸钠浓度（以KIO₃为基准物质）：

    1. 反应方程：

    [

    ext{IO}_3^

  • + 5

    ext{I}^

  • + 6

    ext{H}^+ rightarrow 3

    ext{I}_2 + 3

    ext{H}_2

    ext{O}

    • ]

    [

    ext{I}_2 + 2

    ext{S}_2

    ext{O}_3^{2-} rightarrow 2

    ext{I}^

  • +

    ext{S}_4

    ext{O}_6^{2-}

    • ]

    2. 计算浓度：

    [

    C_{

    ext{Na}_2

    ext{S}_2

    ext{O}_3} = frac{m_{

    ext{KIO}_3}

    imes 1000}{M_{

    ext{KIO}_3}

    imes V_{

    ext{Na}_2

    ext{S}_2

    ext{O}_3}}

    ]

  • (M_{

    ext{KIO}_3} = 214.0 ,

    ext{g/mol})
  • 注意扣除空白试验。

    • 产率计算：

    [

    ext{产率} = frac{

    ext{实际产量}}{

    ext{理论产量}}

    imes 100%

    ]

  • 理论产量：根据亚硫酸钠的摩尔量计算，假设硫粉过量。
  • 误差来源：反应不完全、过滤损失、蒸发过度导致分解。

    • 三、计算题突破技巧

    1. 典型题型示例

    题目：称取0.1500g KIO₃标定Na₂S₂O₃溶液，消耗25.00mL，求其浓度。

    解答：

    [

    C = frac{0.1500 ,

    ext{g}

    imes 1000}{214.0 ,

    ext{g/mol}

    imes 25.00 ,

    ext{mL}} = 0.0281 ,

    ext{mol/L}

    ]

    2. 常见陷阱

  • 终点判断：淀粉指示剂需在近终点时加入，避免提前吸附I₂导致误差。
  • 温度影响：高温加速Na₂S₂O₃分解，需冷却后滴定。

    • 四、实验误差分析

    1. 产率偏低：可能因硫粉未完全溶解、抽滤时晶体损失、浓缩过度导致分解。

    2. 浓度偏差：标定时未排除干扰物质（如未加甲醛掩蔽SO₃²⁻），或滴定终点判断延迟。

    五、拓展应用

    硫代硫酸钠在污水处理（脱氯、去除重金属）、摄影定影、分析化学（碘量法）等领域广泛应用，其制备与分析方法为工业与科研的重要基础。

    通过以上解析，结合实验操作与计算逻辑，可系统掌握硫代硫酸钠制备与分析的核心要点。建议结合实验报告数据练习计算题，强化对误差来源的理解。