Question

【题目】某学生兴趣小组模拟工业制取无水Na2SO3的过程如下：

已知：①反应Ⅰ在三颈烧瓶中发生，装置如图1所示(固定及加热类仪器省略)；

②H2SO3、HSO3-、SO32-在水溶液中的物质的量分数随pH的分布如图2；

③Na2SO3·7H2O和Na2SO3的溶解度曲线如图3。

（1）为提高Na2SO3产率，反应Ⅰ应控制pH在____左右。

（2）反应Ⅱ所得滤液的主要成分是____和Na2SO3。

（3）将操作Ⅰ后所得的Na2SO3溶液加热浓缩、____（填操作），过滤出的固体用无水乙醇洗涤、在真空干燥箱中采用150℃干燥，得无水Na2SO3固体。

（4）可以用KIO3测定产品中无水Na2SO3的纯度：称取0.1260 g样品于锥形瓶中，用蒸馏水溶解，并加入淀粉做指示剂，滴加酸性KIO3溶液（amol·L-1）至Na2SO3恰好完全氧化成Na2SO4，发生反应3Na2SO3 +KIO3=3Na2SO4+KI，消耗KIO3溶液体积为bmL。通过计算确定样品中Na2SO3的质量分数____。（写出计算过程）

Answer 1

【答案】9.5 NH4Cl 趁热过滤 3ab×100%

【解析】

氨水中通入二氧化硫生成亚硫酸铵，亚硫酸铵溶液中加NaCl，亚硫酸氨与氯化钠反应生成氯化铵和亚硫酸钠，加热浓缩，温度控制在80℃左右，会析出Na2SO3，过滤可得Na2SO3。

（1）图2分析可知，Na2SO3的的物质的量分数在PH=9.5左右最大，为提高Na2SO3产率，反应Ⅰ应控制pH在9.5左右，故答案为：9.5；

（2）反应Ⅱ是亚硫酸氨与氯化钠反应生成氯化铵和亚硫酸钠，反应Ⅱ所得滤液的主要成分是NH4Cl、Na2SO3，故答案为：NH4Cl；

（3）Na2SO37H2O和Na2SO3的溶解度曲线可知，温度高于34°C条件下有利于亚硫酸钠析出，操作Ⅰ得到的溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34℃条件下趁热过滤得到晶体，故答案为：趁热过滤；

（4）消耗KIO3的物质的量为a×10-3L×bmolL-1=ab×10-3mol，发生反应3Na2SO3+KIO3=3Na2SO4+KI，可得关系式：3Na2SO3～KIO3，可知n（Na2SO3）=3n（KIO3）=3ab×10-3mol，则成品中Na2SO3的质量分数=×100%=3ab×100%，故答案为：3ab×100%。