Question

5．為了測(cè)定實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期存放的Na₂SO₃固體的純度，準(zhǔn)確稱(chēng)取W g固體樣品，配成250mL溶液．設(shè)計(jì)了以下兩種實(shí)驗(yàn)方案：
方案I：取25.00mL上述溶液，加入足量的用過(guò)量鹽酸酸化的BaCl₂溶液，過(guò)濾、洗滌和干燥沉淀，稱(chēng)得沉淀的質(zhì)量為m1g．
方案Ⅱ：取25.00mL上述溶液，加入過(guò)量的鹽酸酸化的Ba（NO₃）₂溶液，過(guò)濾、洗滌和干燥沉淀，稱(chēng)重，其質(zhì)量為m2g．
（1）配制250mL Na₂SO₃溶液時(shí)，必須用到的實(shí)驗(yàn)儀器有：燒杯、玻棒、膠頭滴管、藥匙、天平、250mL容量瓶．
（2）寫(xiě)出Na₂SO₃固體氧化變質(zhì)的化學(xué)方程式2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄ ．
（3）方案I加入過(guò)量的鹽酸酸化的BaCl₂溶液，目的是使SO₃^2-充分轉(zhuǎn)化為氣體，在過(guò)濾前，需要檢驗(yàn)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．
（4）方案I中，若濾液渾濁，將導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高（選填“偏高”或“偏低”）．
（5）若操作正確，則m₁＜ m₂（選填“＞”、“＜”或“=”），原因是方案II中鹽酸提供H⁺，Ba（NO₃）₂提供NO₃^-形成稀HNO₃，將一部分SO₃^2-氧化成SO₄^2-，導(dǎo)致BaSO₄質(zhì)量增大．
（6）取25.00mL上述溶液，用酸性KMnO₄溶液滴定的方法測(cè)定Na₂SO₃的純度．已知酸性條件下，KMnO₄通常被還原為Mn²⁺，則Na₂SO₃固體的純度可表示為：$\frac{3.15Vc}{W}$×100%（V-KMnO₄溶液體積--mL，c-KMnO₄溶液濃度--mol/L）．（注明你的表達(dá)式中所用的有關(guān)符號(hào)的含義和單位）

Answer 1

分析 （1）配制250mL Na₂SO₃溶液時(shí)，用到的實(shí)驗(yàn)儀器有：燒杯、玻棒、膠頭滴管、藥匙、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(jì)算樣品中硫酸鈉的質(zhì)量，再計(jì)算亞硫酸鈉的純度，而亞硫酸鈉也會(huì)與氯化鋇反應(yīng)生成沉淀，影響硫酸鋇質(zhì)量的測(cè)定，需要出去亞硫酸鈉；
SO₄^2-完全沉淀時(shí)，上清液沒(méi)有SO₄^2-，再加入氯化鋇溶液也沒(méi)有沉淀生成；
（4）方案I中，若濾液渾濁，說(shuō)明濾液中含有硫酸鋇，導(dǎo)致沉淀硫酸鋇的質(zhì)量偏小，計(jì)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(dǎo)致硫酸鋇質(zhì)量增大；
（6）V-消耗KMnO₄溶液體積為 V mL，KMnO₄溶液濃度為c mol/L，計(jì)算高錳酸鉀的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算Na₂SO₃的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算樣品的純度．

解答 解：（1）用天平稱(chēng)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：天平、250mL容量瓶；
（2）Na₂SO₃固體氧化變質(zhì)生成硫酸鈉，反應(yīng)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(jì)算樣品中硫酸鈉的質(zhì)量，再計(jì)算亞硫酸鈉的純度，而亞硫酸鈉也會(huì)與氯化鋇反應(yīng)生成沉淀，影響硫酸鋇質(zhì)量的測(cè)定，需要出去亞硫酸鈉，加入過(guò)量的鹽酸酸化的BaCl₂溶液，目的是：使SO₃^2-充分轉(zhuǎn)化為氣體，在過(guò)濾前，需要檢驗(yàn)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SO₃^2-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(shuō)明濾液中含有硫酸鋇，導(dǎo)致沉淀硫酸鋇的質(zhì)量偏小，計(jì)算樣品中硫酸鈉的質(zhì)量偏小，則計(jì)算亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?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SO₃^2-氧化成SO₄^2-，導(dǎo)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SO₃^2-氧化成SO₄^2-，導(dǎo)致BaSO₄質(zhì)量增大；
（6）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=0.001Vc mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，Na₂SO₃的物質(zhì)的量為0.001Vc mol×$\frac{5}{2}$=0.002.5Vc mol，其質(zhì)量為0.002.5Vc mol×126g/mol=0.315Vc g，故250mL溶液中亞硫酸質(zhì)量為0.315Vc g×$\frac{250mL}{25mL}$=3.15Vc g，則樣品中亞硫酸鈉的質(zhì)量為$\frac{3.15Vc}{W}$×100%，
故答案為：$\frac{3.15Vc}{W}$×100%（V-KMnO₄溶液體積--mL，c-KMnO₄溶液濃度--mol/L）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)，（6）中表達(dá)式為易錯(cuò)點(diǎn)，需要學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)滴定原理，題目側(cè)重對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與誤差的分析，難度中等．