现有一瓶实验室放置已久的可能被氧化的Na2SO3固体.为了研究它的组成.请你参与同学们进行的如下探究活动:可选用试剂:浓H2SO4.浓HNO3.10%盐酸.0.1mol/LH2SO4.0.1mol/L HNO3.0.1mol/LBaCl2.1mol/LBa(NO3)2.3%H2O2.10%NaOH溶液.蒸馏水.品红溶液,仪器自选．(1)提出假设假设一:固体全部是Na2SO3, � 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

现有一瓶实验室放置已久的可能被氧化的Na₂SO₃固体，为了研究它的组成，请你参与同学们进行的如下探究活动：
可选用试剂：浓H₂SO₄、浓HNO₃、10%盐酸、0.1mol/LH₂SO₄、0.1mol/L HNO₃、0.1mol/LBaCl₂、1mol/LBa（NO₃）₂、3%H₂O₂、10%NaOH溶液、蒸馏水、品红溶液；仪器自选．
（1）提出假设
假设一：固体全部是Na₂SO₃；假设二：固体全部是Na₂SO₄；
假设三：

．
（2）设计实验方案（略）；选用下图装置进行实验，该装置的优点是

．
（3）进行实验：请在表中用简要文字写出实验操作、预期现象和结论．

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量固体样品于微型试管中；在W管a处滴入、b处滴入；用胶管将W管与微型试管连接好
步骤2：用针筒吸入，将针头穿过微型试管的胶塞，向固体样品中注入该溶液．	．
步骤3：拨出针筒，吸入蒸馏水洗净；再吸入注入微型试管中	．

（4）若将上述探究过程中生成的气体通入到足量的新制漂白粉浓溶液中，则可生成白色沉淀．试写出该反应的离子方程式：

．

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：（1）亚硫酸钠具有还原性，容易被空气中的氧气氧化为硫酸钠，即2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄，根据假设一是亚硫酸没有被氧化的情况，假设二是亚硫酸钠完全被氧化的情况，由此推导，假设三是亚硫酸钠部分被氧化的情况，即固体是Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
（2）依据装置图的特征分析，微型仪器的主要优点是节约药品、减少污染、符合绿色化学思想；
（3）读图，W管中a处试剂的目的是检验二氧化硫气体，b处试剂的目的是吸收多余的二氧化硫气体，防止污染空气，因为二氧化硫有毒有刺激性气味，由于二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，由于二氧化硫是酸性氧化物，可用NaOH溶液吸收多余的二氧化硫气体，根据题目试剂要求，步骤1为：取适量固体样品于微型试管中；在W管a处滴入适量品红溶液、b处滴入适量10%NaOH溶液，用胶管将W管与微型试管连接好；微型试管是二氧化硫的发生装置，其中应装入适量亚硫酸钠固体样品，由于亚硫酸的酸性比盐酸弱（也比硫酸弱，但硫酸中含有硫酸根离子，会干扰下一步实验），因此针筒中应吸入足量盐酸，则步骤2为：用针筒吸入过量10%盐酸，将针头穿过微型试管的胶塞，向固体样品中注入该溶液，若有气泡放出，a处品红溶液褪色，则假设一或假设三成立，若无气泡放出、且品红不褪色，则假设二成立；接下来检验微型试管中是否含有硫酸根离子，由于硫酸根离子与钡离子结合生成白色沉淀，过量盐酸已经使亚硫酸根离子完全变为二氧化硫气体，不会干扰硫酸根离子的检验，所以步骤3中应加入几滴或少量氯化钡溶液检验，即拨出针筒，吸入蒸馏水洗净；再吸入适量0.1mol/LBaCl₂溶液，注入微型试管中，若出现白色沉淀，结合步骤2中品红褪色，则假设三成立，若未出现白色沉淀结合步骤2中品红褪色，则假设一成立；
（4）二氧化硫具有还原性，漂白粉中次氯酸钙溶液具有强氧化性，后者将前者氧化为硫酸根离子，前者将后者还原为氯离子，硫酸根离子与钙离子结合生成白色沉淀，根据电子、电荷和原子守恒原理可得．

解答： 解：（1）亚硫酸钠具有还原性，容易被空气中的氧气氧化为硫酸钠，即2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄，根据假设一是亚硫酸没有被氧化的情况，假设二是亚硫酸钠完全被氧化的情况，由此推导，假设三是亚硫酸钠部分被氧化的情况，即固体是Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，
故答案为：固体是Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
（2）微型仪器的主要优点是节约药品、减少污染、符合绿色化学思想；
故答案为：节约药品、减少污染、符合绿色化学思想；
（3）读图分析可知，W管中a处试剂的目的是检验二氧化硫气体，b处试剂的目的是吸收多余的二氧化硫气体，防止污染空气，因为二氧化硫有毒有刺激性气味，由于二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，由于二氧化硫是酸性氧化物，可用NaOH溶液吸收多余的二氧化硫气体，根据题目试剂要求，步骤1为：取适量固体样品于微型试管中；在W管a处滴入适量品红溶液、b处滴入适量10%NaOH溶液，用胶管将W管与微型试管连接好；微型试管是二氧化硫的发生装置，其中应装入适量亚硫酸钠固体样品，由于亚硫酸的酸性比盐酸弱（也比硫酸弱，但硫酸中含有硫酸根离子，会干扰下一步实验），因此针筒中应吸入足量盐酸，则步骤2为：用针筒吸入过量10%盐酸，将针头穿过微型试管的胶塞，向固体样品中注入该溶液，若有气泡放出，a处品红溶液褪色，则假设一或假设三成立，若无气泡放出、且品红不褪色，则假设二成立；接下来检验微型试管中是否含有硫酸根离子，由于硫酸根离子与钡离子结合生成白色沉淀，过量盐酸已经使亚硫酸根离子完全变为二氧化硫气体，不会干扰硫酸根离子的检验，所以步骤3中应加入几滴或少量氯化钡溶液检验，即拨出针筒，吸入蒸馏水洗净；再吸入适量0.1mol/LBaCl₂溶液，注入微型试管中，若出现白色沉淀，结合步骤2中品红褪色，则假设三成立，若未出现白色沉淀结合步骤2中品红褪色，则假设一成立；
故答案为：

实验步骤	预期现象和结论
适量品红溶液、适量10%NaOH溶液
适量10%盐酸	若有气泡放出，a处品红溶液褪色，则假设一或假设三成立；若无汽泡放出、且品红不褪色，则假设二成立．
适量0.1mol/LBaCl₂溶液	若出现白色沉淀，结合步骤2中品红褪色，则假设三成立；若未出现白色沉淀结合步骤2中品红褪色，则假设一成立．

（4）二氧化硫具有还原性，漂白粉中次氯酸钙溶液具有强氧化性，后者将前者氧化为硫酸根离子，前者将后者还原为氯离子，硫酸根离子与钙离子结合生成白色沉淀，根据电子、电荷和原子守恒原理可得：SO₂+H₂O+Ca²⁺+ClO^-=CaSO₄↓+2H⁺+Cl^-，故答案为：2SO₂+2H₂O+2Ca²⁺+2ClO^-═2CaSO₄↓+4H⁺+2Cl^-．

点评：本题考查了物质组成的实验探究，实验过程分析判断，实验设计的分析应用．物质性质和实验现象的理解应用时解题关键，题目难度较大．