Question

【題目】為了測定實驗室長期存放的Na2SO3固體的純度，準確稱取W g固體樣品，配成250 mL溶液。設計了以下兩種實驗方案：

方案I：取25.00 mL上述溶液，加入過量的鹽酸酸化的BaCl2溶液，過濾、洗滌和干燥沉淀，稱得沉淀的質(zhì)量為m1g 。

方案Ⅱ：取25.00 mL上述溶液，加入過量的鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液，過濾、洗滌和干燥沉淀，稱重，其質(zhì)量為m2g 。

（1）配制250 mL Na2SO3溶液時，必須用到的實驗儀器有：燒杯、玻棒、膠頭滴管、藥匙和__________________、_________________。

（2）寫出Na2SO3固體氧化變質(zhì)的化學方程式__________________________________。

（3）方案I加入過量的鹽酸酸化的BaCl2溶液，目的是_____________________________，在過濾前，需要檢驗是否沉淀完全，其操作是___________________________。

（4）方案I中，若濾液渾濁，將導致測定結(jié)果____________（選填“偏高”或“偏低”）。

（5）若操作正確，則m1_____ m2（選填“>”、“<”或“=”），原因是________________。

（6）取25.00 mL上述溶液，用滴定的方法測定Na2SO3的純度。下列試劑可作為標準溶液進行滴定的是________。

a．酸性KMnO4溶液 b．H2O2溶液 c．Br2水 d．FeCl3溶液

Na2SO3固體的純度可表示為：______________________________（注明你的表達式中所用的有關符號的含義和單位）。

Answer 1

【答案】托盤天平 250 mL的容量瓶 2Na2SO3+ O2=2Na2SO4 使SO32-充分轉(zhuǎn)化為氣體，使SO42-完全沉淀 靜置，在上層清液中再滴入氯化鋇溶液，觀察是否繼續(xù)有沉淀生成 偏高 < 方案II中鹽酸提供H+，Ba(NO3)2提供NO3- 形成稀HNO3，將一部分SO32-氧化成SO42-，導致BaSO4質(zhì)量增大 a V—mL，c—mol/L

【解析】

（1）配制250mL Na2SO3溶液時，用到的實驗儀器有：燒杯、玻棒、膠頭滴管、藥匙、托盤天平、250mL容量瓶；

（2）Na2SO3固體氧化變質(zhì)生成硫酸鈉；

（3）方案I是利用生成的硫酸鋇沉淀計算樣品中硫酸鈉的質(zhì)量，再計算亞硫酸鈉的純度，而亞硫酸鈉也會與氯化鋇反應生成沉淀，影響硫酸鋇質(zhì)量的測定，需要出去亞硫酸鈉； SO42-完全沉淀時，上層清液中沒有SO42-，再加入氯化鋇溶液也沒有沉淀生成；

（4）方案I中，若濾液渾濁，說明濾液中含有硫酸鋇，導致沉淀硫酸鋇的質(zhì)量偏小，計算樣品中硫酸鈉的質(zhì)量偏��；

（5）酸性條件下，硝酸根將亞硫酸根氧化為硫酸根，導致硫酸鋇質(zhì)量增大；

（6）依據(jù)試劑的性質(zhì)和滴定實驗達到終點的顏色分析判斷選擇標準溶液；依據(jù)高錳酸鉀和亞硫酸根離子反應的定量關系計算得到；V-消耗KMnO4溶液體積為 V mL，KMnO4溶液濃度為c mol/L，計算高錳酸鉀的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算Na2SO3的物質(zhì)的量，進而計算樣品的純度。

（1）用天平稱量固體質(zhì)量，用到藥匙，在燒杯中溶解，并用玻璃棒攪拌，用玻璃棒引流移入250mL容量瓶中，加水至刻度線1-2cm出改用膠頭滴管定容；

故答案為：托盤天平、250mL容量瓶；

（2）Na2SO3固體氧化變質(zhì)生成硫酸鈉，反應方程式為：2Na2SO3+O2=2Na2SO4 ，

故答案為：2Na2SO3+O2=2Na2SO4 ；

（3）方案I是利用生成的硫酸鋇沉淀計算樣品中硫酸鈉的質(zhì)量，再計算亞硫酸鈉的純度，而亞硫酸鈉也會與氯化鋇反應生成沉淀，影響硫酸鋇質(zhì)量的測定，需要出去亞硫酸鈉，加入過量的鹽酸酸化的BaCl2溶液，目的是：使SO32-充分轉(zhuǎn)化為氣體，在過濾前，需要檢驗是否沉淀完全，其操作是：靜置，在上層清液中再滴入氯化鋇溶液，觀察是否繼續(xù)有沉淀生成，

故答案為：使SO32-充分轉(zhuǎn)化為氣體；靜置，在上層清液中再滴入氯化鋇溶液，觀察是否繼續(xù)有沉淀生成；

（4）方案I中，若濾液渾濁，說明濾液中含有硫酸鋇，導致沉淀硫酸鋇的質(zhì)量偏小，計算樣品中硫酸鈉的質(zhì)量偏小，則計算亞硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù)偏高，

故答案為：偏高；

（5）方案II中鹽酸提供H+，Ba（NO3）2提供NO3-形成稀HNO3，將一部分SO32-氧化成SO42-，導致BaSO4質(zhì)量增大，

故答案為：＜；方案II中鹽酸提供H+，Ba（NO3）2提供NO3-形成稀HNO3，將一部分SO32-氧化成SO42-，導致BaSO4質(zhì)量增大；

（6）取25.00mL上述溶液，用滴定的方法測定Na2SO3的純度，下列試劑可作為標準溶液進行滴定的必須是安全，反應現(xiàn)象明顯，終點易于判斷分析判斷；

a．酸性KMnO4溶液，滴入最后一滴溶液由無色變化為紫紅色，證明反應達到終點，故a符合；

b．H2O2溶液可以氧化亞硫酸鈉為硫酸鈉，反應終點無明顯現(xiàn)象，故b不符合；

c．Br2水 是易揮發(fā)的物物質(zhì)，乙產(chǎn)生有毒的溴蒸氣，故不做標準液，故c不符合； d．FeCl3溶液滴入反應，溶液變化為淺綠色，溶液顏色變化不明顯，不能指示反應終點，故d不符合；故選a；

V-消耗KMnO4溶液體積為V mL，KMnO4溶液濃度為c mol/L，則消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.001V L×c mol/L=0.001Vcmol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，Na2SO3的物質(zhì)的量為0.001Vc mol×2.5=0.002.5Vcmol，其質(zhì)量為0.002.5Vcmol×126g/mol=0.315Vcg，故250mL溶液中亞硫酸質(zhì)量為0.315Vcg×=3.15Vcg，則樣品中亞硫酸鈉的質(zhì)量為；

故答案為：a；。