Question

【題目】Na2S2O3應(yīng)用廣泛，水處理中常用作還原劑、冶金中常用作絡(luò)合劑。

(1)Na2S2O3的實(shí)驗(yàn)室制法：裝置如圖（加熱和夾持裝置略）：

已知：2Na2S + 3SO2 = 2Na2SO3 + 3S↓ 、Na2SO3 + S = Na2S2O3

①甲中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

②實(shí)驗(yàn)過程中，乙中的澄清溶液先變渾濁，后變澄清時生成大量的Na2S2O3。一段時間后，乙中再次出現(xiàn)少量渾濁，此時須立刻停止通入SO2。結(jié)合離子方程式解釋此時必須立刻停止通入SO2的原因：______。

③丙中，NaOH溶液吸收的氣體可能有______。

(2)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中制得的Na2S2O3溶液中�；煊猩倭�Na2SO3，結(jié)合溶解度曲線（如圖），獲得Na2S2O35H2O的方法是______。

(3)Na2S2O3的用途：氨性硫代硫酸鹽加熱浸金是一種環(huán)境友好的黃金（Au）浸取工藝。

已知：I. Cu(NH3)42+=Cu2++4NH3；

II. Cu2+在堿性較強(qiáng)時受熱會生成CuO沉淀。

①將金礦石浸泡在Na2S2O3、Cu(NH3)42+的混合溶液中，并通入O2。浸金反應(yīng)的原理為：

i.Cu(NH3)42+ + Au + 2S2O32 Cu(NH3)2+ + Au(S2O3)23+ 2NH3

ii.4Cu(NH3)2+ + 8NH3+ O2 + 2H2O = 4Cu(NH3)42+ + 4OH

浸金過程Cu(NH3)42+起到催化劑的作用，金總反應(yīng)的離子方程式為：______。

② 一定溫度下，相同時間金的浸出率隨體系pH變化曲線如如圖，解釋pH＞10.5時，金的浸出率降低的可能原因_______。（寫出2點(diǎn)即可）

Answer 1

【答案】Na2SO3 +H2SO4=Na2SO4+ SO2 ↑+ H2O 過量的SO2溶于水使溶液酸性增強(qiáng)，S2O32-+2H2SO3 =S↓+ SO2↑+ H2O +2HSO3-或S2O32- +2H+= S↓+ SO2↑+ H2O SO2（H2S）、CO2 將溶液蒸發(fā)濃縮、(趁熱過濾)、降溫結(jié)晶、過濾。 4Au + 8S2O32- + O2 + 2H2O = 4Au(S2O3)23- + 4OH-，堿性較強(qiáng)時生成的CuO沉淀覆蓋在金礦石表面，降低（浸出）反應(yīng)速率 pH＞10.5時，部分Cu(NH3)42+轉(zhuǎn)化成CuO，降低了Cu(NH3)42+濃度，降低（浸出）反應(yīng)速率、堿性較強(qiáng)時氧氣更易將S2O32-氧化，降低（浸出）反應(yīng)速率。

【解析】

由題中提供的制備硫代硫酸鈉的反應(yīng)方程式以及裝置圖可知，需要由甲裝置制備SO2，將其通入乙裝置中反應(yīng)才可；由于乙中盛放的是碳酸鈉和硫化鈉的混合溶液，而H2SO3的酸性比H2CO3和H2S都強(qiáng)，所以在乙裝置中也可能會發(fā)生反應(yīng)生成CO2和H2S氣體；考慮到SO2在乙中可能無法反應(yīng)完全，因此乙裝置的出口氣體可能含有SO2，CO2以及H2S，因此有必要設(shè)置丙裝置對尾氣進(jìn)行處理。從含有亞硫酸鈉雜質(zhì)的硫代硫酸鈉溶液中獲得Na2S2O3·5H2O，考慮具體操作時，要結(jié)合題中給出的溶解度曲線進(jìn)行分析，由于Na2SO3在較高溫度時溶解度較小，相反的是，Na2S2O3·5H2O在較高溫度時溶解度較大；因此需要先將溶液蒸發(fā)濃縮，在較高溫度時，趁熱過濾掉析出的Na2SO3雜質(zhì)，再對濾液降溫，使Na2S2O3·5H2O結(jié)晶析出，過濾即可。在書寫黃金浸取的總反應(yīng)方程式時，要注意在整個反應(yīng)中所起的作用是催化作用，因此，總反應(yīng)方程式中并未消耗和生成，實(shí)質(zhì)是Au與O2之間的氧化還原反應(yīng)；在分析利用硫代硫酸鹽等進(jìn)行黃金浸取時pH過高的條件下浸取率較低的原因時，要注意題中給出的關(guān)于以及Cu2+的反應(yīng)性質(zhì)。

(1)①通過分析可知，甲裝置中生成了SO2，因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；

②結(jié)合題目中提供的制備硫代硫酸鈉的方程式分析，制備過程中乙中的溶液先變渾濁，是因?yàn)樯�成�?/span>S單質(zhì)，S單質(zhì)繼續(xù)與亞硫酸鈉反應(yīng)生成Na2S2O3，因此溶液又變澄清；若繼續(xù)通SO2，由于會生成H2SO3，所以溶液的酸性會增強(qiáng)，溶液再次出現(xiàn)渾濁，說明S單質(zhì)再次生成，那么原因就是：Na2S2O3在亞硫酸的作用下發(fā)生分解，產(chǎn)生了S單質(zhì)，相關(guān)的離子方程式為：；

③通過分析可知，乙裝置中出來的氣體可能含有SO2，CO2和H2S，因此NaOH溶液吸收的氣體可能有SO2，CO2和H2S；

(2)通過分析可知，從含有亞硫酸鈉雜質(zhì)的硫代硫酸鈉溶液中獲得Na2S2O3·5H2O，需要先將溶液蒸發(fā)濃縮，在較高溫度時，趁熱過濾掉析出的Na2SO3雜質(zhì)，再對濾液降溫，使Na2S2O3·5H2O結(jié)晶析出，再進(jìn)行過濾即可；

(3)①由題可知，在整個反應(yīng)中所起的作用是催化作用，因此，總反應(yīng)并未消耗和生成，總反應(yīng)實(shí)質(zhì)是Au與O2之間的氧化還原反應(yīng)，因此總反應(yīng)的離子方程式為：；

②通過分析可知，堿性太強(qiáng)金的浸出率下降的原因可能是：pH＞10.5時，部分轉(zhuǎn)化成CuO，降低了濃度，從而使浸出率下降；或者是堿性較強(qiáng)時氧氣更易將氧化，從而導(dǎo)致浸出率下降。