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解放军文职招聘考试硫酸盐的复盐

来源: 2017-10-07 13:27

 硫酸盐的复盐
可溶性硫酸盐从溶液中析出的晶体常带有结晶水,如 CuSO 4 · 5H 2 O FeSO 4 · 7H 2 O Na 2 SO 4 · 10H 2 O 等。这些带结晶水的盐通常也称为矾,如 CuSO  4· 5H 2 O 称为胆矾或蓝矾, FeSO 4 · 7H 2 O 称为绿矾, ZnSO 4 · 7H 2 O 称为皓矾等。
多数硫酸盐有形成复盐的趋势,复盐是由两种或两种以上的简单盐类所组成的晶形化合物。常见的复盐有两类:
一类的组成通式是,其中 M  2I SO 4 · M SO 4 · 6H 2 O ,其中 M I =NH 4 + Na + K + 等,。属于这一类的复盐有著名的摩尔盐 (NH 4 ) 2 SO 4 · FeSO 4 · 6H 2 O ,镁钾矾 K 2 SO 4 · MgSO 4 · 6H 2 O
另一类组成的通式是 M 2 I SO 4 · M 2 ( SO 4 ) 3 · 24H 2 O ,其中 M I =NH 4 + Na + K + (Li 除外 ) ,M =Fe 3+ Co 3+ Cr 3+ 等。属于这一类的复盐有大家所熟悉的明矾 K 2 SO 4 · Al 2 (SO 4 ) 3 · 24H 2 O
在复盐中的两种硫酸盐是同晶形的化合物,这类复盐才是真正的矾。
许多硫酸盐都有很重要的用途,例如 Al 2 (SO 4 ) 3 是净水剂、造纸充填剂和媒染剂。胆矾是消毒剂和农药,绿矾是农药和治疗贫血的药剂,也是制造蓝黑墨水的原料。芒硝 Na 2 SO 4 · 10H 2 O 是重要的化工原料等。
硫代硫酸钠
硫代硫酸 H 2 S 2 O 3 非常不稳定,但硫代硫酸盐是相当稳定的。
市售硫代硫酸钠 Na 2 S 2 O 3 · 5H 2 O 俗名海波或大苏打,是一种无色透明的晶体,易溶于水,其水溶液显弱碱性。 Na 2 S 2 O 3 在中性或碱性溶液中很稳定,在酸性 (pH 4.6) 溶液中迅速分解:
                   Na 2 S 2 O 3 + 2HCl = 2NaCl + S + H 2 O + SO 2

这个反应可以用来鉴定 S 2 O 3 2- 离子的存在。在制备 Na 2 S 2 O 3 时,溶液必须控制在碱性范围内,否则将会有硫析出而使产品变黄。
Na 2 S 2 O 3 的结构特点
S 2 O 3 2-
离子的结构与 SO 4 2- 类似,具有四面体构型。可以看成是中的一个 O 原子被 S 取代后的产物。
S 2 O 3 2-
离子中的两个 S 原子的平均氧化数是 +2 ,中心 S 原子的氧化数为 +6 ,另一个 S 原子的氧化数为 -2 。因此, Na 2 S 2 O 3 具有一定的还原性。
Na 2 S 2 O 3 的还原性
从标准电极电势值看, Na 2 S 2 O 3 是一个中等强度的还原剂:
φ θ A S 4 O 6 2- / S 2 O 3 2- = 0.09V
I
、碘可以将 Na 2 S 2 O 3 氧化成连四硫酸钠 Na 2 S 4 O 6
2 Na 2 S 2 O 3 + I 2 = Na 2 S 4 O 6 + 2NaI
这个反应是容量分析碘量法的基础。
II
较强的氧化剂如氯、溴等可以把 Na 2 S 2 O 3 氧化成硫酸钠,因此在纺织和造纸工业上用 Na 2 S 2 O 3 作脱氯剂:
           Na 2 S 2 O 3 + 4Cl 2 + 5H 2 O = Na 2 SO 4 + H 2 SO 4 + 8HCl
Na 2 S 2 O 3 的配合性
不溶于水的卤化银 AgX(X=Cl Br I) 能溶解在 Na 2 S 2 O 3 溶液中生成稳定的硫代硫酸银配离子:
                AgX + 2S 2 O 3 2-
[Ag(S 2 O 3 ) 2 ] 3- + X -
Na 2 S 2 O 3
用作定影液,就是利用这个反应溶去胶片上未感光的 AgBr
Na 2 S 2 O 3 的特征反应
Na 2 S 2 O 3
溶于水,但重金属的硫代硫酸盐难溶于水并且不太稳定。例如:
             Na 2 S 2 O 3 + 2AgNO 3 = Ag 2 S 2 O 3
+ 2NaNO 3
                                                
白色
Ag 2 S 2 O 3 沉淀很快变黑:
                   Ag 2 S 2 O 3 + H 2 O = H 2 SO 4 + Ag 2 S

                                                      
黑色
这是因为中的与生成了溶度积更小的 Ag 2 S 沉淀而使 Ag 2 S 2 O 3 沉淀转化。
Na 2 S 2 O 3 的制备方法
I.
在沸腾的温度下使亚硫酸钠 Na 2 S 2 O 3 溶液与 S 粉反应:
                        Na 2 SO 3 + S = Na 2 S 2 O 3
II.
Na 2 S Na 2 CO 3 配成 2:1 的溶液,然后通入 SO 2 气体:
               2Na 2 S + Na 2 CO 3 + 4SO 2 = 3 Na 2 S 2 O 3 + CO 2
在制备 Na 2 S 2 O 3 时,溶液必须控制在碱性范围内,否则将会有 S 析出而使产品变黄。
过二硫酸及其盐
过二硫酸可以看成是过氧化氢 H O O H H 原子被亚硫酸氢根取代的产物。若 H O O H 中一个 H HSO 3 - 取代后得 H O O SO 3 H ,即称为过一硫酸;另一个 H 也被取代后得 HSO 3 O O SO 3 H ,称为过二硫酸。
过氧键— O O —中 O 原子的氧化数为 -1 ,而不同于其它的 O 原子,其中 S 原子的氧化数仍然是 +6 。而在 H 2 S 2 O 8 分子式中,形式上 S 的氧化数为 +7 。过二硫酸是无色晶体, 338K 时熔化并分解。

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