Question

16．實驗室有一瓶亞酸鈉試劑，已部分被氧化成硫酸鈉．某學生設計如下實驗來確定其純度．已知往溶液中加鹽酸發(fā)生如下反應：2HCl+Na₂SO₃═2NaCl+SO₂↑+H₂O
（1）以下實驗操作步驟中，其正確的操作順序是ACEBDFGH或者ACBEDFGH
（1）A．取樣品W₁g；B．加鹽酸酸化；C．用蒸餾水溶解；D．過濾；E．加入過量的BaCl₂溶液；F．洗滌；G．干燥；H．稱量沉淀質量為W₂g
（2）酸化時鹽酸是否需過量？其原因是使亞硫酸鈉完全反應，防止生成亞硫酸鋇
（3）BaCl₂溶液為什么要過量？BaCl₂溶液要過量的目的是使硫酸根完全沉淀
如何檢驗BaCl₂已過量？取上層清液再滴加氯化鋇就不會有沉淀生成，故可以檢驗氯化鋇是否已過量
（4）洗滌的目的是洗去表面的雜質與溶液殘留
如何檢驗沉淀已洗凈？取最后幾滴洗滌液，加入硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，證明已洗滌干凈
（5）樣品中的Na₂SO₃純度為$\frac{{w}_{1}-\frac{142W{\;}_{2}}{233}}{w{\;}_{1}}$×100%．樣品Na₂SO₃倍氧化的百分率為$\frac{\frac{w{\;}_{2}}{233}×126}{{w}_{1}-\frac{w{\;}_{2}}{233}×16}$×100%．

Answer 1

分析 （1）由方案設計可知，該方案原理為加入鹽酸將溶液中的亞硫酸根轉化為二氧化硫除去，再加入過量的氯化鋇將硫酸根轉化為硫酸鋇沉淀，通過測量硫酸鋇的質量，計算樣品中硫酸鈉的質量，進而計算樣品硫酸鈉的質量分數(shù)；
（2）由于亞硫酸鈉與氯化鋇發(fā)生反應Na₂SO₃+BaCl₂=BaSO₃↓+2NaCl，影響硫酸鋇質量的測定；
（3）加入氯化鋇應過量，以保證硫酸鈉完全生成沉淀；
（4）洗滌的目的是除去固體表面吸附的離子，防止質量偏大，可用硝酸銀檢驗氯離子，以此確定是否洗滌干凈；
（5）根據(jù)硫酸鋇的質量，可知硫酸鈉的質量，進而可確定Na₂SO₃的純度，根據(jù)硫酸鈉比亞硫酸鈉多一個氧原子可求出原先總的亞硫酸鈉的質量．

解答 解：（1）測量固體中亞硫酸鈉的純度，可將固體溶于水，加入鹽酸將溶液中的亞硫酸根轉化為二氧化硫除去，再加入過量的氯化鋇將硫酸根轉化為硫酸鋇沉淀，通過測量硫酸鋇的質量，計算樣品中硫酸鈉的質量，進而可確定亞硫酸鈉的純度，操作順序為ACEBDFGH或者ACBEDFGH，故答案為：ACEBDFGH或者ACBEDFGH；
（2）由于亞硫酸鈉與氯化鋇發(fā)生反應Na₂SO₃+BaCl₂=BaSO₃↓+2NaCl，影響硫酸鋇質量的測定，故應加入過量的鹽酸，除去溶液中的亞硫酸根，
故答案為：使亞硫酸鈉完全反應，防止生成亞硫酸鋇；
（3）如果氯化鋇過量，硫酸根離子完全沉淀，取上層清液再滴加氯化鋇就不會有沉淀生成，故可以檢驗氯化鋇是否已過量；
故答案為：BaCl₂溶液要過量的目的是使硫酸根完全沉淀；靜置取上層清液，加入BaCl₂溶液，若無白色沉淀生成證明已過量；
（4）沉淀可能附帶有氯離子，洗滌沉淀的目的是洗去表面的雜質與溶液殘留，防止固體質量偏大，如果洗滌干凈，滴加硝酸銀溶液就不會生成氯化銀白色沉淀，
故答案為：洗去表面的雜質與溶液殘留；取最后幾滴洗滌液，加入硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，證明已洗滌干凈；
（5）W₂ g為硫酸鋇的質量，則硫酸鈉的質量為（$\frac{W{\;}_{2}}{233}$×142）g，所以Na₂SO₃的質量為W₁ g-$\frac{W{\;}_{2}}{233}$×142g，則樣品中Na₂SO₃的純度為$\frac{{w}_{1}-\frac{142W{\;}_{2}}{233}}{w{\;}_{1}}$×100%，
被氧化的Na₂SO₃的質量為（$\frac{W{\;}_{2}}{233}$×126）g，原先總的亞硫酸鈉的質量為（w₁-$\frac{W{\;}_{2}}{233}$×16）g，
Na₂SO₃被氧化的百分率為$\frac{\frac{w{\;}_{2}}{233}×126}{{w}_{1}-\frac{w{\;}_{2}}{233}×16}$×100%．
故答案為：$\frac{{w}_{1}-\frac{142W{\;}_{2}}{233}}{w{\;}_{1}}$×100%；$\frac{\frac{w{\;}_{2}}{233}×126}{{w}_{1}-\frac{w{\;}_{2}}{233}×16}$×100%．

點評 本題考查實驗方案的理解與對操作的評價、離子的檢驗等，側重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，難度不大，需要學生具有扎實的基礎與綜合運用分析能力．