Question

【題目】某化學(xué)興趣小組的同學(xué)，通過(guò)咨詢老師準(zhǔn)備用亞硫酸鈉溶液與濃硫酸反應(yīng)來(lái)制備一定量的SO2(Na2SO3+H2SO4(濃)==Na2SO4+SO2↑+H2O]。老師給他們提供了一瓶亞硫酸鈉溶液并告知該瓶溶液放置時(shí)間可能較長(zhǎng)，不知是否變質(zhì)。興趣小組的同學(xué)分成甲、乙兩小組對(duì)該瓶亞硫酸鈉溶液成分進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

（提出問(wèn)題）①該瓶溶液中溶質(zhì)的成分是什么?

②該瓶溶液中亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?

（查閱資料）

(1) Na2SO3有較強(qiáng)還原性，在空氣中易被氧氣氧化:2 Na2SO3+O2==2Na2SO4；

(2) Na2SO3能與酸反應(yīng)產(chǎn)生SO2氣體;

(3)SO32-、SO42-均能與Ba2+反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，BaSO3可溶于稀鹽酸。

（作出猜想）

猜想1:沒(méi)有變質(zhì)，成分是Na2SO3;

猜想2完全變質(zhì)，成分是Na2SO4;

你認(rèn)為還可能有的猜想3:_____________________。

（實(shí)驗(yàn)探究I）甲、乙兩組分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究溶液是否變質(zhì):

小組	實(shí)驗(yàn)操作	現(xiàn)象	結(jié)論
甲組	取少量樣品于試管中加入過(guò)量稀鹽酸;	產(chǎn)生氣泡	沒(méi)有變質(zhì)，還是Na2SO3
乙組	取少量樣品于試管中加入氯化鋇溶液，再加入足量稀鹽酸。	_____	已部分變質(zhì)

（評(píng)價(jià)）有同學(xué)質(zhì)疑甲組方案不合理，理由是___________。

（實(shí)驗(yàn)探究II）

甲組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)測(cè)定Na2SO3溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(注:空氣中二氧化碳的影響忽略不計(jì))

(1)連好裝置并檢查裝置氣密性，在錐形瓶中放入126g該樣品

(2)實(shí)驗(yàn)前稱量C裝置的質(zhì)量；

(3)關(guān)閉活塞K，用注射器推入濃硫酸至不再產(chǎn)生氣泡；

(4)打開(kāi)活塞K，緩緩鼓入一定量的氮?dú)�，關(guān)閉活塞K；

(5)再次稱量C裝置的質(zhì)量發(fā)現(xiàn)比反應(yīng)前增重6.4g。

由此，計(jì)算出該溶液中Na2SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____________；

（解釋）若沒(méi)有進(jìn)行第4步操作，則測(cè)得亞硫酸鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比實(shí)際的____(填”偏小”或”偏大”)。

乙組仍使用第一次實(shí)驗(yàn)的原理，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)測(cè)定Na2SO3溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

第一步:稱取試樣ag；

第二步:在溶液中加入過(guò)量氯化鋇溶液和足量稀鹽酸；

第三步:過(guò)濾、洗滌、烘干沉淀；

第四步:稱量沉淀的質(zhì)量為bg；

第五步:計(jì)算溶液中Na2SO3的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=(1-142b/233a)×100%。

試完成下列問(wèn)題:

(1)加入氯化鋇溶液過(guò)量的目的是________________；

(2)第三步操作要洗滌沉淀的原因是______________________；

（反思）由此可得出，保存亞硫酸鈉時(shí)應(yīng)___________________________。

Answer 1

【答案】 部分變質(zhì)，成分是Na2SO3和Na2SO4 產(chǎn)生白色沉淀，加入稀鹽酸后沉淀部分消失，

生成氣體 部分變質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生氣泡 10% 偏小 使溶液中Na2SO4全部轉(zhuǎn)化成沉淀 沉淀表面溶液中含有NaCl、BaCl2，烘干時(shí)一并析出造成沉淀質(zhì)量偏大 密封保存防止氧化

【解析】本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量，主要考查了鹽、酸、堿的性質(zhì)，根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算等。認(rèn)真審題，解答時(shí)要根據(jù)各種物質(zhì)的性質(zhì)，結(jié)合各方面條件進(jìn)行分析、判斷得出正確的結(jié)論。

作出猜想：猜想1是沒(méi)有變質(zhì)，成分是Na2SO3；猜想2完全變質(zhì)，成分是Na2SO4；還可能有的猜想3是部分變質(zhì)：成分是Na2SO3和Na2SO4；

實(shí)驗(yàn)探究I：若已部分變質(zhì)，則固體成分是Na2SO3和Na2SO4，BaCl2與Na2SO3和Na2SO4能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成BaSO3和BaSO4沉淀，其中Na2SO3能與鹽反應(yīng)產(chǎn)生SO2氣體，BaSO4不能與鹽酸反應(yīng)，所以取少量樣品于試管中加入氯化鋇溶液，再加入足量稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀，加入稀鹽酸后沉淀部分消失，生成氣體，則亞硫酸鈉已部分變質(zhì)；

評(píng)價(jià)：由實(shí)驗(yàn)探究I的分析可知，部分變質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生氣泡，甲組方案不合理；

實(shí)驗(yàn)探究II：甲組實(shí)驗(yàn)：氫氧化鈉溶液能吸收二氧化硫，C裝置的質(zhì)量發(fā)現(xiàn)比反應(yīng)前增重6.4g，說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程生成了6.4g的二氧化硫。設(shè)：生成6.4g的二氧化硫需亞硫酸鈉的質(zhì)量為x，

Na2SO3 +H2SO4(濃)==Na2SO4+SO2↑+H2O

126 64

x 6.4g

x=12.6g

溶液中Na2SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=10%；

解釋：反應(yīng)后的裝置中充滿了生成的二氧化硫，若沒(méi)有進(jìn)行第4步操作，生成的二氧化硫沒(méi)有全部吸收，測(cè)得的二氧化硫質(zhì)量偏小，測(cè)得亞硫酸鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比實(shí)際的偏��；

乙組實(shí)驗(yàn)：(1) BaCl2與Na2SO4能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成BaSO4沉淀，加入氯化鋇溶液過(guò)量的目的是使溶液中Na2SO4全部轉(zhuǎn)化成沉淀；

(2)第三步操作要洗滌沉淀的原因是沉淀表面溶液中含有NaCl、BaCl2，烘干時(shí)一并析出造成沉淀質(zhì)量偏大；

反思：通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)可知，亞硫酸鈉在空氣中易氧化變質(zhì)，保存亞硫酸鈉時(shí)，應(yīng)密封保存防止氧化。