Question

15．亞硫酸鈉在存放過程中會因為被氧化而變質，某研究性學習小組的同學對一種亞硫酸鈉樣品是否變質及變質程度進行了探究．
I．是否變質的探究
（l）實驗中他們首先取10.0g樣品，并將其準確地配制成500mL溶液，則配制過程中肯定需要用到的度量儀器有燒杯、托盤天平、500mL容量瓶．
（2）甲同學取所配溶液適量分別放在A、B兩支試管中，向A中依次加入足量鹽酸、BaCl₂溶液，根據所產生的現象表明樣品已變質；向B中加入溴水，由溴水褪色（填現象）并結合A中現象知樣品已部分變質，B中反應的離子方程式為SO₃^2-+H₂O+Br₂=2H⁺+SO₄^2-+2Br^-．
Ⅱ．樣品中亞硫酸鈉百分含量的測定
（l）氣化法
乙同學欲利用如圖所示的裝置，測量生成SO₂的質量．
①裝置B、C中的試劑分別是濃硫酸、氫氧化鈉溶液．
②與其他測量方法相比，此種測量方法量出Na₂SO₃的百分含量總是偏低的，其原因是由于SO₂可溶于水且最后會有一部分SO₂殘留在燒瓶與B試管的液面上（寫出一條）．
（2）滴定法
丙同學準確量取25.00mL所配溶液放入錐形瓶中，用o．l mol•L^-1的酸性KMnO₄溶液進行滴定．
①使用堿式滴定管取用Na₂SO₃溶液，滴定終點時的現象是滴入最后一滴高錳酸鉀溶液時，溶液由無色編號為淺紅色且半分鐘內無變化．
②若滴定終點時消耗a mL標準溶液，則樣品中Na₂SO₃的質量分數為6.3a%．
（3）新方案的設計
請你設計一種新的方案，以測量出樣品中Na₂SO₃的百分含量取一定量樣品與足量鹽酸酸化的BaCl₂溶液反應，過濾、洗滌、干燥生成的BaSO₄質量的方法，測量樣品中Na₂SO₃的質量分數（答出測量原理即可）．

Answer 1

分析 Ⅰ．稱量樣品時需要使用托盤天平，配制溶液時需要使用500ml容量瓶、燒杯，確定Na₂SO₃已變質，就是檢驗樣品中有SO₄^2-生成，故相應的試劑依次是鹽酸、BaCl₂溶液，當Na₂SO₃部分變質時，樣品中還有SO₃^2-，溴單質氧化亞硫酸根離子生成硫酸根，故樣品可使溴水褪色；
Ⅱ．（1）①由于是測量生成的SO₂的質量，故C中應該用堿溶液做吸收劑，B中應該是濃硫酸用來干燥SO₂；
②由于SO₂可溶于水且最后會有一部分SO₂殘留在燒瓶與B試管的液面上，故導致測量出的Na₂SO₃百分含量偏低；
（2）①亞硫酸鈉溶液中亞硫酸根離子水解溶液顯堿性，盛放在堿式滴定管，用高錳酸鉀溶液滴定氧化亞硫酸根離子，用高錳酸鉀溶液顏色判斷反應終點；
②由得失電子守恒關系5n（Na₂SO₃）=2n（KMnO₄），故25.00ml溶液中含n（Na₂SO₃）=2.5a×10^-4mol，由此可求出Na₂SO₃的質量分數；
（3）還可以通過測量出一定量樣品與足量酸反應生成的SO₂體積或者與足量鹽酸酸化的BaCl₂溶液反應生成的BaSO₄質量的方法測量樣品中Na₂SO₃的質量分數；

解答 解：Ⅰ．（1）實驗中他們首先取10.0g樣品，并將其準確地配制成500mL溶液，則配制過程中肯定需要用到的度量儀器有稱量樣品時需要使用托盤天平，配制溶液時需要使用500mL容量瓶、燒杯，
故答案為：托盤天平、500mL容量瓶；
（2）確定Na₂SO₃已變質，就是檢驗樣品中有SO₄^2-生成，甲同學取所配溶液適量分別放在A、B兩支試管中，故相應的試劑依次是鹽酸、BaCl₂溶液，當Na₂SO₃部分變質時，樣品中還有SO₃^2-，溴單質氧化亞硫酸根離子生成硫酸根，故樣品可使溴水褪色，反應的離子方程式為：SO₃^2-+H₂O+Br₂=2H⁺+SO₄^2-+2Br^-，
故答案為：BaCl₂溶液；溴水褪色；SO₃^2-+H₂O+Br₂=2H⁺+SO₄^2-+2Br^-；
Ⅱ．（1）①由于是測量生成的SO₂的質量，故C中應該用堿溶液做吸收劑，B中應該是濃硫酸用來干燥SO₂，裝置B、C中的試劑分別是濃硫酸、氫氧化鈉溶液，
故答案為：濃硫酸、氫氧化鈉溶液；
②與其他測量方法相比，此種測量方法量出Na₂SO₃的百分含量總是偏低的，是由于SO₂可溶于水且最后會有一部分SO₂殘留在燒瓶與B試管的液面上，故導致測量出的Na₂SO₃百分含量偏低，
故答案為：由于SO₂可溶于水且最后會有一部分SO₂殘留在燒瓶與B試管的液面上；
（2）①亞硫酸鈉溶液中亞硫酸根離子水解溶液顯堿性，盛放在堿式滴定管，滴定終點時的現象是：由于SO₂可溶于水且最后會有一部分SO₂殘留在燒瓶與B試管的液面上，
故答案為：堿；由于SO₂可溶于水且最后會有一部分SO₂殘留在燒瓶與B試管的液面上；
②由得失電子守恒關系5n（Na₂SO₃）=2n（KMnO₄），故25.00ml溶液中含n（Na₂SO₃）=2.5a×10^-4mol，由此可求出Na₂SO₃的質量分數=$\frac{2.5a×1{0}^{-4}×126×\frac{500}{25}g}{10.0g}$×100%=6.3a%，
故答案為：6.3a%；
（3）還可以通過測量出一定量樣品與足量酸反應生成的SO₂體積或者與足量鹽酸酸化的BaCl₂溶液反應生成的BaSO₄質量的方法測量樣品中Na₂SO₃的質量分數，取一定量樣品與足量鹽酸酸化的BaCl₂溶液反應，過濾、洗滌、干燥生成的BaSO₄質量的方法，測量樣品中Na₂SO₃的質量分數，
故答案為：取一定量樣品與足量鹽酸酸化的BaCl₂溶液反應，過濾、洗滌、干燥生成的BaSO₄質量的方法，測量樣品中Na₂SO₃的質量分數．

點評 本題考查了物質組成、物質性質、物質特征反應現象等實驗設計、實驗過程的理解應用，注意實驗誤差分析和實驗基本操作和定量計算，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．