题目内容

16．实验室有一瓶亚酸钠试剂，已部分被氧化成硫酸钠．某学生设计如下实验来确定其纯度．已知往溶液中加盐酸发生如下反应：2HCl+Na2SO3═2NaCl+SO2↑+H2O
（1）以下实验操作步骤中，其正确的操作顺序是ACEBDFGH或者ACBEDFGH
（1）A．取样品W1g；B．加盐酸酸化；C．用蒸馏水溶解；D．过滤；E．加入过量的BaCl2溶液；F．洗涤；G．干燥；H．称量沉淀质量为W2g
（2）酸化时盐酸是否需过量？其原因是使亚硫酸钠完全反应，防止生成亚硫酸钡
（3）BaCl2溶液为什么要过量？BaCl2溶液要过量的目的是使硫酸根完全沉淀
如何检验BaCl2已过量？取上层清液再滴加氯化钡就不会有沉淀生成，故可以检验氯化钡是否已过量
（4）洗涤的目的是洗去表面的杂质与溶液残留
如何检验沉淀已洗净？取最后几滴洗涤液，加入硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，证明已洗涤干净
（5）样品中的Na2SO3纯度为$\frac{{w}_{1}-\frac{142W{\;}_{2}}{233}}{w{\;}_{1}}$×100%．样品Na2SO3倍氧化的百分率为$\frac{\frac{w{\;}_{2}}{233}×126}{{w}_{1}-\frac{w{\;}_{2}}{233}×16}$×100%．

分析 （1）由方案设计可知，该方案原理为加入盐酸将溶液中的亚硫酸根转化为二氧化硫除去，再加入过量的氯化钡将硫酸根转化为硫酸钡沉淀，通过测量硫酸钡的质量，计算样品中硫酸钠的质量，进而计算样品硫酸钠的质量分数；
（2）由于亚硫酸钠与氯化钡发生反应Na2SO3+BaCl2=BaSO3↓+2NaCl，影响硫酸钡质量的测定；
（3）加入氯化钡应过量，以保证硫酸钠完全生成沉淀；
（4）洗涤的目的是除去固体表面吸附的离子，防止质量偏大，可用硝酸银检验氯离子，以此确定是否洗涤干净；
（5）根据硫酸钡的质量，可知硫酸钠的质量，进而可确定Na2SO3的纯度，根据硫酸钠比亚硫酸钠多一个氧原子可求出原先总的亚硫酸钠的质量．

解答 解：（1）测量固体中亚硫酸钠的纯度，可将固体溶于水，加入盐酸将溶液中的亚硫酸根转化为二氧化硫除去，再加入过量的氯化钡将硫酸根转化为硫酸钡沉淀，通过测量硫酸钡的质量，计算样品中硫酸钠的质量，进而可确定亚硫酸钠的纯度，操作顺序为ACEBDFGH或者ACBEDFGH，故答案为：ACEBDFGH或者ACBEDFGH；
（2）由于亚硫酸钠与氯化钡发生反应Na2SO3+BaCl2=BaSO3↓+2NaCl，影响硫酸钡质量的测定，故应加入过量的盐酸，除去溶液中的亚硫酸根，
故答案为：使亚硫酸钠完全反应，防止生成亚硫酸钡；
（3）如果氯化钡过量，硫酸根离子完全沉淀，取上层清液再滴加氯化钡就不会有沉淀生成，故可以检验氯化钡是否已过量；
故答案为：BaCl2溶液要过量的目的是使硫酸根完全沉淀；静置取上层清液，加入BaCl2溶液，若无白色沉淀生成证明已过量；
（4）沉淀可能附带有氯离子，洗涤沉淀的目的是洗去表面的杂质与溶液残留，防止固体质量偏大，如果洗涤干净，滴加硝酸银溶液就不会生成氯化银白色沉淀，
故答案为：洗去表面的杂质与溶液残留；取最后几滴洗涤液，加入硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，证明已洗涤干净；
（5）W2 g为硫酸钡的质量，则硫酸钠的质量为（$\frac{W{\;}_{2}}{233}$×142）g，所以Na2SO3的质量为W1 g-$\frac{W{\;}_{2}}{233}$×142g，则样品中Na2SO3的纯度为$\frac{{w}_{1}-\frac{142W{\;}_{2}}{233}}{w{\;}_{1}}$×100%，
被氧化的Na2SO3的质量为（$\frac{W{\;}_{2}}{233}$×126）g，原先总的亚硫酸钠的质量为（w1-$\frac{W{\;}_{2}}{233}$×16）g，
Na2SO3被氧化的百分率为$\frac{\frac{w{\;}_{2}}{233}×126}{{w}_{1}-\frac{w{\;}_{2}}{233}×16}$×100%．
故答案为：$\frac{{w}_{1}-\frac{142W{\;}_{2}}{233}}{w{\;}_{1}}$×100%；$\frac{\frac{w{\;}_{2}}{233}×126}{{w}_{1}-\frac{w{\;}_{2}}{233}×16}$×100%．

点评 本题考查实验方案的理解与对操作的评价、离子的检验等，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，难度不大，需要学生具有扎实的基础与综合运用分析能力．

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