硫代硫酸钠的性质

此文章针对我之前做的实验《硫代硫酸钠的性质》做出修改和解释：

实验一：加热融化

① Na2S2O3晶体俗称海波、大苏打，常温下为无色透明斜方晶体

② 给固体加热，固体在43℃时固体熔化，在100℃时液体沸腾，冷却后，试管壁出现晶体

实际上，Na2S2O3晶体结合了水分子，融化时放出水分子，停止加热后形成浓的溶液，但试管壁上确实有Na2S2O3晶体，由于水和Na2S2O3的沸点温度相同，二者形成共沸体系。

 实验二：溶解

将Na2S2O3晶体加入小烧杯中，加水溶解，固体能很好地溶入水中。

Na2S2O3的水溶液能使红色石蕊试纸隐隐约约变蓝，pH≈7

实际上，Na2S2O3的水溶液呈弱碱性，但不能使酸碱指示试纸和酸碱指示剂变色，而且不能用pH试纸测它的酸碱性。

原因：由于Na2S2O3对应的酸H2S2O3属于强酸，H2S2O3只有微少部分没有电离，所以Na2S2O3只有微少部分水解出OH-而呈现微弱的碱性。

 实验三：与酸反应

①与HCl反应，液体慢慢变浑浊，然后缓慢变黄

Na2S2O3+2HCl===2NaCl+S↓+SO2↑+H2O

②与稀硫酸反应，现象同盐酸

Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O

③与稀硝酸反应，现象同上

3Na2S2O3+2HNO3===3Na2SO4+3S↓+2NO↑+H2O

在视频中，以上三个反应每个反应到变浑浊结束平均用时10s，每个反应变黄结束至少需30s，由于视频为2.5倍快进，实际上每个到变浑浊结束大约需25s，变黄结束至少需75s，且本人用的是大约4mol/L的酸，所以此反应是个很慢又很温柔的反应。

④与75％的磷酸反应：立即产生沉淀并变黄

Na2S2O3+2H3PO4===2NaH2PO4+S↓+SO2↑+H2O

由于本人用的是75％的浓磷酸，所以反应会很迅速

综上4个实验，Na2S2O3能与酸反应（其实不管是强酸还是弱酸都能和Na2S2O3发生反应）

原因：S2O32-在酸性条件下不稳定，易分解生成S和SO2

实验四：络合反应（显色反应）

这个概念是错的，显色反应只有一部分是络合反应，络合反应也只有一部分是显色反应，二者概念不同。而配合反应的别名是络合反应，二者概念相同，所以，此题目应改为“络合反应（配合反应）”

这个题目与第三个实验内容不相符，这个实验应改为“与金属离子反应”

①与FeCl3反应迅速变紫黑色，然后颜色逐渐褪去，变为浅绿色（在视频上无法解释清楚）

2S2O32-+Fe3++H2O===S↓+2SO42-+2Fe2++H+

（视频上的这个方程式是错误的）

3Na2S2O3+2FeCl3===3NaCl+Fe2(S2O3)3（紫黑色不稳定，因为Fe3+有氧化性，S2O32-有还原性）

2Fe2(S2O3)3===4FeSO4+7S↓+SO2↑（淡黄，视频上显无色）

以上两个方程式是错的，因为Fe3+氧化性较弱，只能把S2O32-氧化成S4O62-

正确：Fe3++2S2O32-===[Fe(S2O3)2]-    [Fe(S2O3)2]-+Fe3+===2Fe2++S4O62-

2Fe3++2S2O32-===2Fe2++S4O62-

原理：生成的络合物不稳定而与铁离子发生氧化还原反应产生连四硫酸根（S4O62-）和Fe2+

网友给的原理：硫代硫酸钠与铁离子先生成络合物，然后发生氧化还原反应，铁离子被还原成亚铁离子，硫代硫酸根变为连四硫酸根，另外不排除生成的亚铁离子继续和过量的硫代硫酸根配位的可能（原理叙述与实验现象相符）

以上反应过程总结为：

②与硫酸铜反应，先由蓝变绿，再变黄，最后褪色

此实验由于反应方程式众多，所以就不一一叙述了。（视频上）

实际上，颜色变化与往硫酸铜里加入硫代硫酸钠的量有关，此实验为硫代硫酸钠大大过量的情况。

有一种错误的写法：Na2S2O3+CuSO4===Cu(OH)2↓+S↓+SO2↑+Na2SO4

其方程式把硫酸铜看成是酸性溶液，当成与酸反应的写法，但是产物与现象不符，所以就否认了这种写法。

正确反应方程式：Cu2++2S2O32-===[Cu(S2O3)2]2-    [Cu(S2O3)2]2-+Cu2+===S4O62-+2Cu+

Cu++nS2O32-===[Cu(S2O3)n](2n-1)-(n≥2)（或者Cu++S2O32-===[Cu(S2O3)]-）

实际上Cu+的真正存在形式是Cu22+（Cu2SO4）

网友给的原理：硫代硫酸根和铜离子先形成络合物，然后进行氧化还原反应，产生连四硫酸根，然后生成的亚铜离子和两个或多个硫代硫酸根形成极为稳定的无色配合物（原理叙述与现象相符）

以上反应过程总结为：

③与Pb(NO3)2反应产生白色沉淀（PbS2O3的工业制法）

Pb(NO3)2+Na2S2O3===PbS2O3↓+2NaNO3

其实生成的PbS2O3如果放置时间过长，PbS2O3会分解为硫单质、硫化铅等。

此实验本质上说，不属于络合反应，属于普通的复分解反应。

以上实验，如果往氯化铁和硫代硫酸钠反应后的溶液滴加氢氧化钠溶液，会生成绿色沉淀氢氧化铁（证明亚铁离子的存在）；如果往硫酸铜和硫代硫酸钠反应后的溶液滴加氢氧化钠溶液，则会生成黄色（或砖红色沉淀）（证明亚铜离子的存在）

方程式：Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓  Cu++OH-===CuOH↓   2CuOH===Cu2O+H2O

真正：Cu22++2OH-===Cu2(OH)2↓  Cu2(OH)2===Cu2O+H2O

同样地，类似的弱氧化性物质（如Au3+、I2等）能发生类似的反应，生成S4O62-和对应的还原产物。一些金属离子能与硫代硫酸根反应产生沉淀，如Hg2+等。

实验五：与强氧化剂反应（还原性）

此题目错误，应把“还原性”去掉，因为还原性不仅仅体现在与强氧化剂反应，还体现在与弱氧化剂反应，所以，如果加上“还原性”，就包括了实验四的前两个反应和实验五所有反应。

①与氯气反应：

实验装置：

现象：次氯酸钠与盐酸反应冒大量气泡，生成黄绿色气体Cl2

2HCl+NaClO===NaCl+H2O+Cl2↑

硫代硫酸钠产生白色浑浊，之后逐渐变黄（硫代硫酸钠过量）

6S2O32-+4Cl2===2SO42-+8Cl-+5S↓+5SO2↑（开始硫代硫酸根过量）

S2O32-+4Cl2+5H2O===2SO42-+8Cl-+10H+（后来氯气过量）

尾气吸收：2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O

SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O

取出广口瓶，测一下pH，pH≈1，说明两个反应均发生。

此实验由于HCl挥发，导致部分HCl气体鼓入广口瓶干扰了实验。

②与过氧化氢反应：无现象（应该用固体，固体反应现象明显剧烈）

用pH试纸不断测pH，发现pH值缓慢变小

Na2S2O3+4H2O2=== Na2SO4+H2SO4+3H2O

Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O

此实验本人用的是30％的过氧化氢，用如此高浓度的过氧化氢，反应仍然缓慢进行，说明硫代硫酸钠是如此温柔，但用硫代硫酸钠固体反应，情况完全不同，加入过氧化氢便马上反应沸腾，即使是5%的过氧化氢反应仍然剧烈沸腾（固体反应详见P33.四个不可思议的小实验）

扩展：Na2S2O3与弱氧化剂（如：Fe3+、Cu2+、Au3+、I2）反应产物为连四硫酸根（S4O62-），与强氧化剂（如H2O2、MnO4-、Cl2、HNO3）反应产物为硫酸根（实际上S4O62-为反应中间产物，Na2S2O3与任何氧化剂反应都要产生S4O62-，但由于强氧化剂氧化性太强，能把S4O62-氧化成硫酸根）

此系列实验有一些不足之处，应改进部分实验。

以下是Word原稿：