Question

9．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250mL溶液．設(shè)計了以下兩種實驗方案：
方案I：取25.00mL上述溶液→加入足量的鹽酸酸化的BaCl₂溶液→操作I→洗滌→操作Ⅱ→稱量，得到沉淀的質(zhì)量為m₁ g
方案Ⅱ：取25.00mL上述溶液，用a mol/L 的酸性KMnO₄溶液進行滴定．（5SO₃^2-+2MnO₄^-+6H⁺→5SO₄^2-+2Mn²⁺+3H₂O）
實驗中所記錄的數(shù)據(jù)如表：

滴定次數(shù) 實驗數(shù)據(jù)	1	2	3	4
待測溶液體積/mL	25.00	25.00	25.00	25.00
滴定管初讀數(shù)/mL	0.00	0.20	0.10	0.15
滴定管末讀數(shù)/mL	20.95	21.20	20.15	21.20

（1）配制250mL Na₂SO₃溶液時，必須用到的實驗儀器有：燒杯、玻棒、滴管、藥匙和電子天平、250mL的容量瓶．
（2）操作I為過濾操作Ⅱ為干燥
（3）方案I中如何判別加入的氯化鋇已經(jīng)過量靜置分層后，向上清液中加入鹽酸酸化的氯化鋇，不再產(chǎn)生沉淀，即已沉淀完全在方案Ⅱ中滴定終點的判斷方法是加入最后一滴后溶液由無色變?yōu)樽仙�，且在半分鐘�?nèi)不褪．
（4）根據(jù)方案Ⅱ所提供的數(shù)據(jù)，計算Na₂SO₃的純度為$\frac{6300a}{W}$%．（寫成分數(shù)形式）
有同學模仿方案I，提出方案Ⅲ：取25.00mL上述溶液→加入足量的鹽酸酸化的Ba（NO₃）₂溶液→操作I→洗滌→操作Ⅱ→稱重，得到沉淀質(zhì)量為m₂ g 并用方案I的方法計算結(jié)果．
（5）根據(jù)方案Ⅲ，從理論上講，下列說法正確的是bd（填序號）
a．方案I比方案Ⅲ的計算結(jié)果要低        b．方案I比方案Ⅲ的計算結(jié)果要高
c．m₁=m₂，方案I和方案Ⅲ的結(jié)果一樣    d．方案Ⅲ不應根據(jù)方案I的方法計算
（6）上述實驗中，由于操作錯誤所引起的實驗誤差分析正確的是ad（填序號）．
a．方案I中如果沒有洗滌操作，實驗結(jié)果將偏小
b．方案I中如果沒有操作Ⅱ，實驗結(jié)果將偏大
c．方案Ⅲ中如果沒有洗滌操作，實驗結(jié)果將偏小
d．方案Ⅲ中如果沒有操作Ⅱ，實驗結(jié)果將偏大．

Answer 1

分析 （1）準確稱取W g固體樣品需要電子天平，溶解需要在燒杯中用玻璃棒攪拌，沿玻璃棒轉(zhuǎn)移到250ml容量瓶，加水到離2-3cm處改用膠頭滴管定容到刻度配成250mL溶液；
（2）取25.00mL上述溶液→加入足量的鹽酸酸化的BaCl₂溶液生成硫酸鋇沉淀→過濾→洗滌→干燥→稱量，得到沉淀的質(zhì)量為m₁ g；
（3）取上層清液加入試劑檢驗是否硫酸根離子設(shè)計實驗檢驗；用a mol/L 的酸性KMnO₄溶液進行滴定亞硫酸鈉發(fā)生氧化還原反應，利用高錳酸鉀溶液的顏色指示反應的終點；
（4）圖表中4組數(shù)據(jù)分別為20.95mL、21.00mL、20.05mL、21.05mL，第三組數(shù)據(jù)誤差較大，應舍去，以此計算高錳酸鉀平均消耗的溶液體積，結(jié)合化學方程式定量關(guān)系計算；
（5）方案Ⅲ沉淀質(zhì)量m2為硫酸鋇沉淀，是原來硫酸根離子和亞硫酸根離子被氧化得到的硫酸根離子形成；
（6）a．方案I中如果沒有洗滌操作，生成硫酸根鋇質(zhì)量增大；
b．方案I中如果沒有操作Ⅱ，生成硫酸鋇質(zhì)量增大；
c．方案Ⅲ中如果沒有洗滌操作，生成硫酸鋇質(zhì)量增大；
d．方案Ⅲ中如果沒有操作Ⅱ，生成硫酸鋇質(zhì)量增大，被氧化的亞硫酸鈉質(zhì)量增大．

解答 解：（1）準確稱取W g固體樣品需要電子天平，溶解需要在燒杯中用玻璃棒攪拌，沿玻璃棒轉(zhuǎn)移到250ml容量瓶，加水到離2-3cm處改用膠頭滴管定容到刻度配成250mL溶液，配制250mL Na₂SO₃溶液時，必須用到的實驗儀器有：燒杯、玻棒、滴管、藥匙和電子天平、250mL的容量瓶，
故答案為：電子天平；250mL的容量瓶；
（2）取25.00mL上述溶液→加入足量的鹽酸酸化的BaCl₂溶液生成硫酸鋇沉淀→過濾→洗滌→干燥→稱量，得到沉淀的質(zhì)量為m₁ g，操作I為分離固體和液體用過濾，操作Ⅱ為干燥沉淀，
故答案為：過濾；干燥；
（3）判別加入的氯化鋇已經(jīng)過量的方法為：靜置分層后，向上清液中加入鹽酸酸化的氯化鋇，不再產(chǎn)生沉淀，即已沉淀完全，在方案Ⅱ中滴定終點的判斷方法是加入最后一滴后溶液由無色變?yōu)樽仙�，且在半分鐘�?nèi)不褪，
故答案為：靜置分層后，向上清液中加入鹽酸酸化的氯化鋇，不再產(chǎn)生沉淀，即已沉淀完全；加入最后一滴后溶液由無色變?yōu)樽仙�，且在半分鐘�?nèi)不褪；
（4）圖表中4組數(shù)據(jù)分別為20.95mL、21.00mL、20.05mL、21.05mL，第三組數(shù)據(jù)誤差較大，應舍去，
高錳酸鉀平均消耗的溶液體積V=$\frac{20.95mL+21.00mL+21.05mL}{3}$=21.00ml，
結(jié)合化學方程式定量關(guān)系計算，
               5SO₃^2-+2MnO₄^-+6H⁺→5SO₄^2-+2Mn²⁺+3H₂O
                    5              2
                  n             amol/L×0.021L
n=0.05amol，
Wg固體中含亞硫酸鈉物質(zhì)的量=0.05amol×$\frac{250}{25}$=0.5amol，
Na₂SO₃的純度=$\frac{0.5amol×126g/mol}{Wg}$×100%=$\frac{6300a}{W}$%，
故答案為：$\frac{6300a}{W}$%；
（5）方案I如操作過程較慢，可導致不符亞硫酸被氧化生產(chǎn)硫酸，進而生產(chǎn)不溶于鹽酸的硫酸鋇沉淀，導致結(jié)果偏大，方案Ⅲ生成的硫酸鋇沉淀來源于樣品中含有的硫酸鈉和亞硫酸鈉，其中亞硫酸鈉被氧化生成硫酸鈉，生成的硫酸鋇沉淀的質(zhì)量較大，
 方案I計算硫酸鋇的質(zhì)量可確定硫酸鈉的質(zhì)量，進而計算亞硫酸鈉的純素，而方案Ⅲ根據(jù)硫酸鋇的質(zhì)量可確定硫酸鈉、亞硫酸鈉的物質(zhì)的量總量，結(jié)合二者質(zhì)量可確定亞硫酸鈉的質(zhì)量，兩種方案不同，計算方法不同，
故答案為：bd；
（6）a．方案I中如果沒有洗滌操作，生成硫酸根鋇質(zhì)量增大，則亞硫酸鈉的質(zhì)量偏小，故a正確；
b．方案I中如果沒有操作Ⅱ，生成硫酸鋇質(zhì)量增大，則亞硫酸鈉的質(zhì)量偏小，故b錯誤；
c．方案Ⅲ中如果沒有洗滌操作，生成硫酸鋇質(zhì)量增大，則測定結(jié)果偏大，故c錯誤；
d．方案Ⅲ中如果沒有操作Ⅱ，生成硫酸鋇質(zhì)量增大，被氧化的亞硫酸鈉質(zhì)量增大，測定結(jié)果偏大，故d正確．
故答案為：ad．

點評 本題考查物質(zhì)的含量的測定，為高頻考點，側(cè)重考查學生的分析能力、實驗能力和計算能力，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及實驗的原理，把握關(guān)系式法的計算以及應用，難度不大．