题目内容

【题目】为了测定实验室长期存放的Na2SO3固体的纯度,准确称取W g固体样品,配成250 mL溶液。设计了以下两种实验方案:

方案I:取25.00 mL上述溶液,加入过量的盐酸酸化的BaCl2溶液,过滤、洗涤和干燥沉淀,称得沉淀的质量为m1g

方案:取25.00 mL上述溶液,加入过量的盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液,过滤、洗涤和干燥沉淀,称重,其质量为m2g

1)配制250 mL Na2SO3溶液时,必须用到的实验仪器有:烧杯、玻棒、胶头滴管、药匙和___________________________________

2)写出Na2SO3固体氧化变质的化学方程式__________________________________

3)方案I加入过量的盐酸酸化的BaCl2溶液,目的是_____________________________,在过滤前,需要检验是否沉淀完全,其操作是___________________________

4)方案I中,若滤液浑浊,将导致测定结果____________(选填偏高偏低)。

5)若操作正确,则m1_____ m2(选填“>”“<”“=”),原因是________________

6)取25.00 mL上述溶液,用滴定的方法测定Na2SO3的纯度。下列试剂可作为标准溶液进行滴定的是________

a.酸性KMnO4溶液 bH2O2溶液 cBr2 dFeCl3溶液

Na2SO3固体的纯度可表示为:______________________________(注明你的表达式中所用的有关符号的含义和单位)。

【答案】托盘天平 250 mL的容量瓶 2Na2SO3+ O2=2Na2SO4 使SO32-充分转化为气体,使SO42-完全沉淀 静置,在上层清液中再滴入氯化钡溶液,观察是否继续有沉淀生成 偏高 < 方案II中盐酸提供H+Ba(NO3)2提供NO3- 形成稀HNO3,将一部分SO32-氧化成SO42-,导致BaSO4质量增大 a V—mLc—mol/L

【解析】

(1)配制250mL Na2SO3溶液时,用到的实验仪器有:烧杯、玻棒、胶头滴管、药匙、托盘天平、250mL容量瓶;

(2)Na2SO3固体氧化变质生成硫酸钠;

(3)方案I是利用生成的硫酸钡沉淀计算样品中硫酸钠的质量,再计算亚硫酸钠的纯度,而亚硫酸钠也会与氯化钡反应生成沉淀,影响硫酸钡质量的测定,需要出去亚硫酸钠; SO42-完全沉淀时,上层清液中没有SO42-,再加入氯化钡溶液也没有沉淀生成;

(4)方案I中,若滤液浑浊,说明滤液中含有硫酸钡,导致沉淀硫酸钡的质量偏小,计算样品中硫酸钠的质量偏小;

(5)酸性条件下,硝酸根将亚硫酸根氧化为硫酸根,导致硫酸钡质量增大;

(6)依据试剂的性质和滴定实验达到终点的颜色分析判断选择标准溶液;依据高锰酸钾和亚硫酸根离子反应的定量关系计算得到;V-消耗KMnO4溶液体积为 V mL,KMnO4溶液浓度为c mol/L,计算高锰酸钾的物质的量,根据电子转移守恒计算Na2SO3的物质的量,进而计算样品的纯度。

(1)用天平称量固体质量,用到药匙,在烧杯中溶解,并用玻璃棒搅拌,用玻璃棒引流移入250mL容量瓶中,加水至刻度线1-2cm出改用胶头滴管定容;

故答案为:托盘天平、250mL容量瓶;

(2)Na2SO3固体氧化变质生成硫酸钠,反应方程式为:2Na2SO3+O2=2Na2SO4

故答案为:2Na2SO3+O2=2Na2SO4

(3)方案I是利用生成的硫酸钡沉淀计算样品中硫酸钠的质量,再计算亚硫酸钠的纯度,而亚硫酸钠也会与氯化钡反应生成沉淀,影响硫酸钡质量的测定,需要出去亚硫酸钠,加入过量的盐酸酸化的BaCl2溶液,目的是:使SO32-充分转化为气体,在过滤前,需要检验是否沉淀完全,其操作是:静置,在上层清液中再滴入氯化钡溶液,观察是否继续有沉淀生成,

故答案为:使SO32-充分转化为气体;静置,在上层清液中再滴入氯化钡溶液,观察是否继续有沉淀生成;

(4)方案I中,若滤液浑浊,说明滤液中含有硫酸钡,导致沉淀硫酸钡的质量偏小,计算样品中硫酸钠的质量偏小,则计算亚硫酸钠的质量分数偏高,

故答案为:偏高;

(5)方案II中盐酸提供H+,Ba(NO32提供NO3-形成稀HNO3,将一部分SO32-氧化成SO42-,导致BaSO4质量增大,

故答案为:<;方案II中盐酸提供H+,Ba(NO32提供NO3-形成稀HNO3,将一部分SO32-氧化成SO42-,导致BaSO4质量增大;

(6)取25.00mL上述溶液,用滴定的方法测定Na2SO3的纯度,下列试剂可作为标准溶液进行滴定的必须是安全,反应现象明显,终点易于判断分析判断;

a.酸性KMnO4溶液,滴入最后一滴溶液由无色变化为紫红色,证明反应达到终点,故a符合;

bH2O2溶液可以氧化亚硫酸钠为硫酸钠,反应终点无明显现象,故b不符合;

cBr2 是易挥发的物物质,乙产生有毒的溴蒸气,故不做标准液,故c不符合; dFeCl3溶液滴入反应,溶液变化为浅绿色,溶液颜色变化不明显,不能指示反应终点,故d不符合;故选a

V-消耗KMnO4溶液体积为V mL,KMnO4溶液浓度为c mol/L,则消耗高锰酸钾的物质的量为0.001V L×c mol/L=0.001Vcmol,根据电子转移守恒,Na2SO3的物质的量为0.001Vc mol×2.5=0.002.5Vcmol,其质量为0.002.5Vcmol×126g/mol=0.315Vcg,故250mL溶液中亚硫酸质量为0.315Vcg×=3.15Vcg,则样品中亚硫酸钠的质量为

故答案为:a;

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