Question

【题目】亚硫酸钠在印染、造纸等众多行业中有着广泛的应用。研究小组用Na2CO3溶液吸收SO2制备Na2SO3。其实验流程如下：

查阅资料可知，向碳酸钠溶液通入二氧化硫的过程中，溶液中有关组分的质量分数变化如下图是所示。

（1）如图中的线2表示的组分为____________（填化学式）

（2）写出如图曲线4的反应方程式：__________________________

（3）实验时，“反应Ⅱ”中加入NaOH溶液的目的是_______________________（用化学方程式表示）

（4）国家标准规定产品中Na2SO3的质量分数≥97.0%为优等品，≥93.0%为一等品。为了确定实验所得产品的等级，研究小组采用了下列方法进行测定。

称取2.570g产品，用蒸馏水溶解，加入足量的双氧水使Na2SO3完全氧化生成Na2SO4，再加入过量的BaCl2溶液，所得沉淀经过滤、洗涤、干燥后称重，质量为4.660g，通过计算确定产品中Na2SO3的质量分数（写出计算过程）。_________________

Answer 1

【答案】NaHCO3 Na2SO3+SO2+H2O ==2NaHSO3 NaHSO3＋NaOH=Na2SO3＋H2O 98.05%

【解析】

向碳酸钠溶液中通入二氧化硫，发生的反应依次：2Na2CO3+SO2+H2O=2NaHCO3+Na2SO3，2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O， SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3，所以图像上对应的线1表示Na2CO3，线2表示NaHCO3，线3表示Na2SO3，线4表示NaHSO3，得到亚硫酸钠溶液蒸发浓缩、冷却结晶过滤洗涤得到Na2SO3。

（1）依据反应过程和图象曲线变化可知，曲线2表示的是碳酸氢钠；

（2）曲线4的反应方程式：SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3；

（3）“反应II”中加入NaOH溶液的目的是和亚硫酸氢钠反应得到亚硫酸钠；

（4）称取2.570g产品，用蒸馏水溶解，加入足量的双氧水使Na2SO3完全氧化生成Na2SO4，再加入过量的BaCl2溶液，所得沉淀经过过滤、洗涤、干燥后称量，质量为4.660g，为硫酸钡沉淀质量，反应为：Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O，Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓，结合硫酸钡物质的量，硫元素守恒计算。

（1）依据反应过程和图象曲线变化可知，曲线2表示的组分为NaHCO3，故答案为：NaHCO3。

（2）依据反应过程和图象曲线变化可知，曲线4表示的组分为NaHSO3，曲线4的反应方程式：SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3，故答案为：SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3。

（3）“反应II”中加入NaOH溶液的目的是和亚硫酸氢钠反应得到亚硫酸钠，反应的化学方程式为：NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O，

故答案为：NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O。

（4）Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O，Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓，m（BaSO4）=4.660g，n（BaSO4）=4.660g÷233g/mol=0.020mol，则根据硫元素守恒n（Na2SO3）=n（BaSO4）=0.020mol，m（Na2SO3）=0.020mol×126 g/mol=2.520g，w（Na2SO3）=2.520g÷2.570g×100%≈98.05%，故答案为：98.05%。