Question

1．甲乙两同学对保存已久的Na₂SO₃试剂进行试验探究．
取适量Na₂SO₃样品于洁净烧杯中，加入适量蒸馏水，充分搅拌全部溶解．
（1）测上述溶液的PH值，其PH值＞7，原因是（用离子方程式表示）SO₃^2-+H₂OHSO₃^-+OH^-
（2）取少量上述溶液于试管中，加入硝酸钡溶液生成白色沉淀，再加入盐酸，白色沉淀不溶解，甲认为已变质，乙认为他的结论不科学，理由是溶液中的NO₃^-和H⁺在一起有强氧化性，会把亚硫酸钡氧化成硫酸钡
（3）假设试剂由Na₂SO₃和Na₂SO₄组成，设计试验方案，进行成分检验，他们决定继续探究，请在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论．
限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硝酸、氯化钡溶液，品红溶液，酸性高锰酸溶液，NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置．
步骤2：取适量步骤1所得溶液于试管中，加入少量的酸性高锰酸钾溶液．	若溶液褪色，说明其有Na2SO3 若溶液不褪色，说明其中没有Na2SO3
步骤3：再取适量步骤1所得溶液于另一试管中，先加入足量的稀盐酸，再滴加氯化钡溶液．	如果有白色沉淀生成，则说明其中有Na2SO4，已经变质． 如果没有白色沉淀生成，则说明其中没有Na2SO4

（4）经实验检验后，确实已变质，现准确测定其中Na₂SO₃的含量．实验如下：
①配制250ml 约0.2mol•L^-1 Na₂SO₃溶液：准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水溶解，将溶液转入250mL容量瓶，洗涤，定容，摇匀．
②滴定：准确量取25.00ml Na₂SO₃所配制溶液于锥形瓶中，将 0.05mol•L^-1酸性高锰酸钾装入50ml酸式（填酸式或碱式）滴定管，滴定至终点，记录数据．重复滴定2次．平均消耗KMnO₄VmL．
③计算Na₂SO₃的质量分数=$\frac{2.5V×126}{2000w}$×100%（只列出计算式，不要求算出结果）

Answer 1

分析 （1）Na₂SO₃为强碱弱酸盐，SO₃^2-水解呈碱性，其PH值＞7；
（2）检验Na₂SO₃样品是否变质，实质是检验是否生成Na₂SO₄，即检验样品溶液中是否存在SO₄^2-，但加入硝酸钡溶液，溶液中的NO₃^-和H⁺在一起有强氧化性，会把亚硫酸钡氧化成硫酸钡；
（3）假设试剂由Na₂SO₃和Na₂SO₄组成，进行成分检验实质是检验SO₃^2-和SO₄^2-，SO₃^2-具有强还原性，可用酸性高锰酸钾溶液检验，SO₄^2-检验方法为先加入足量的稀盐酸，再滴加氯化钡溶液看是否有白色沉淀生成；
（4）①配制250ml 约0.2mol•L^-1 Na₂SO₃溶液，溶液应转入250mL容量瓶洗涤，定容，摇匀；
②酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性会腐蚀橡胶，应装入酸式滴定管；
③根据氧化还原反应得失电子守恒，由消耗高锰酸钾的量计算样品中Na₂SO₃的质量，从而求出Na₂SO₃的质量分数．

解答 解：（1）Na₂SO₃溶液PH值＞7，因为其为强碱弱酸盐，SO₃^2-水解呈碱性，水解的离子方程式为SO₃^2-+H₂OHSO₃^-+OH^-，
故答案为：SO₃^2-+H₂OHSO₃^-+OH^-；
（2）检验Na₂SO₃样品是否变质，实质是检验是否生成Na₂SO₄，即检验样品溶液中是否存在SO₄^2-的，但加入硝酸钡溶液，溶液中的NO₃^-和H⁺在一起有强氧化性，会把亚硫酸钡氧化成硫酸钡，无法确定样品是否变质生成Na₂SO₄，
故答案为：溶液中的NO₃^-和H⁺在一起有强氧化性，会把亚硫酸钡氧化成硫酸钡；
（3）假设试剂由Na₂SO₃和Na₂SO₄组成，进行成分检验实质是检验SO₃^2-和SO₄^2-，SO₃^2-具有强还原性，根据提供的试剂，可用酸性高锰酸钾溶液检验，若酸性高锰酸溶液褪色，说明中有Na₂SO₃，若酸性高锰酸溶液不褪色，说明中没有Na₂SO₃，SO₄^2-检验方法为先加入足量的稀盐酸，再滴加氯化钡溶液看是否有白色沉淀生成，如果有白色沉淀生成，则说明其中有Na₂SO₄，已经变质，如果没有白色沉淀生成，则说明没有Na₂SO₄；
故答案为：酸性高锰酸钾；Na₂SO₃；Na₂SO₃；氯化钡；Na₂SO₄；Na₂SO₄；
（4）①配制250ml 约0.2mol•L^-1 Na₂SO₃溶液，准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水溶解，将溶液转入250mL容量瓶洗涤，定容，摇匀；
故答案为：250mL容量瓶；
②酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性会腐蚀橡胶，应装入酸式滴定管，
故答案为：酸式；
③根据氧化还原反应得失电子守恒，设25.00ml Na₂SO₃溶液中Na₂SO₃物质的量为n，则有
5Na₂SO₃～2KMnO₄
5         2      
n         0.05V×10^-3
则n=$\frac{5×0.05V}{2000}$mol，则w克试样中m（Na₂SO₃）=n×$\frac{250}{25}$×126=$\frac{2.5V×126}{2000}$g，
则Na₂SO₃的质量分数=$\frac{2.5V×126}{2000w}$×100%，
故答案为：$\frac{2.5V×126}{2000w}$×100%．

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．