Question

16．Na₂SO₃是一种重要的化下原料，但较易变质．
（1）某小组同学欲在实验室测定某Na₂SO₃样品的纯度，利用如图装置进行实验．

方案一：选择装置①和②进行实验时，为使结果更精确还应选择装置⑥，装置①的分液漏斗中添加浓硫酸（填物质名称）较理想；装置①中反应前后通入N₂的目的是反应前排净装置中的空气，反应后将装置中的SO₂全部吹出．
方案二：选择装置③和④进行实验时，还应选择装置⑤，此装置中应盛装饱和亚硫酸氢钠溶液（填物质名称），装置③中a 管的作用是平衡压强使分液漏斗中的液体顺利滴下，并使测量结果更精确．
（2）将20.0g Na₂SO₃固体溶于120mL水配成溶液，再将足量硫粉用少许乙醇和水浸润，加入上述溶液，混合加热可制得Na₂SO₃．
①硫粉用少许乙醇和水浸润的目的是BD（填字母）．
A．增加反应体系的pH      C．降低反应的活化能
B．增大反应物接触而积     D．加快反应速率
②设Na₂SO₃完全反应，将上述反应液经过滤、蒸发、浓缩后，冷却至70℃时，溶液恰好达到饱和，请列式计算此时溶液的体积约为$\frac{20.0g×\frac{158g/mol}{126g/mol}×\frac{212g+100g}{212g}}{1.17g/c{m}^{3}}$=31.5cm³．（结果精确到0.1）（已知：70℃时，Na₂S₂O₃的溶解度为212g，饱和溶液的密度为1.17g/cm³）．

Answer 1

分析 （1）方案一：测定某Na₂SO₃样品的纯度，利用装置①②原理是样品和浓硫酸反应生成二氧化硫气体通过浓硫酸干燥后进入装置②被碱石灰吸收测定增重为二氧化硫质量，结合硫元素守恒计算纯度，为防止装置内空气中的二氧化碳、水蒸气干扰测定，需要开始通过氮气排净装置内空气，反应结束通氮气吧生成的二氧化硫全部排入碱石灰吸收；
反案二：选择装置③和④进行实验时，是利用排液体量气方法测定生成气体的体积，需要装置⑤，所盛溶液不能和二氧化硫发生反应，应选择饱和亚硫酸氢钠溶液，装置③中a 管的作用平衡压强使漏斗中液体顺利流下；
（2）①依据影响化学反应速率的因素分析判断选项；
②计算亚硫酸钠物质的量得到硫代硫酸钠物质的量，计算得到溶质质量，形成的饱和溶液溶质质量分数=$\frac{S}{100+S}$×100%，据此计算溶液质量，溶液体积V=$\frac{m}{ρ}$；

解答 解：（1）方案一：测定某Na₂SO₃样品的纯度，利用装置①②原理是样品和浓硫酸反应生成二氧化硫气体通过浓硫酸干燥后进入装置②被碱石灰吸收测定增重为二氧化硫质量，干燥装置选择③，导气管长进短出，结合硫元素守恒计算纯度，为防止装置内空气中的二氧化碳、水蒸气干扰测定，需要开始通过氮气排净装置内空气，反应结束通氮气吧生成的二氧化硫全部排入碱石灰吸收，；
故答案为：⑥；浓硫酸；反应前排净装置中的空气，反应后将装置中的SO₂全部吹出；
方案二：选择装置③和④进行实验时，是利用排液体量气方法测定生成气体的体积，需要装置⑤，所盛溶液不能和二氧化硫发生反应，应选择饱和亚硫酸氢钠溶液，导气管短进长出，装置③中a 管的作用平衡压强使漏斗中液体顺利流下，
故答案为：⑤；饱和亚硫酸氢钠溶液；平衡压强使分液漏斗中的液体顺利滴下，并使测量结果更精确；
（2）①依据影响化学反应速率的因素分析判断选项，硫粉用少许乙醇和水浸润的目的是增大接触面积，加快反应速率，故选BD，
故答案为：BD；
②计算亚硫酸钠物质的量得到硫代硫酸钠物质的量=$\frac{20g}{126g/mol}$，硫元素守恒计算得到溶质硫代硫酸钠质量=$\frac{20g}{126g/mol}$×158g/mol，形成的饱和溶液溶质质量分数=$\frac{S}{100+S}$×100%=$\frac{212g}{100g+212g}$×100%，据此计算溶液质量=$\frac{\frac{20g}{126g/mol}×158g/mol}{\frac{212g}{212g+100g}×100%}$，溶液体积V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{20.0g×\frac{158g/mol}{126g/mol}×\frac{212g+100g}{212g}}{1.17g/c{m}^{3}}$=31.5cm³，
故答案为：$\frac{20.0g×\frac{158g/mol}{126g/mol}×\frac{212g+100g}{212g}}{1.17g/c{m}^{3}}$×100%=31.5cm³；

点评 本题考查了物质组成和成分纯度的实验过程分析和计算应用，主要是装置作用、试剂选择和装置连接，题目难度中等．