Question

15．亚硫酸钠在存放过程中会因为被氧化而变质，某研究性学习小组的同学对一种亚硫酸钠样品是否变质及变质程度进行了探究．
I．是否变质的探究
（l）实验中他们首先取10.0g样品，并将其准确地配制成500mL溶液，则配制过程中肯定需要用到的度量仪器有烧杯、托盘天平、500mL容量瓶．
（2）甲同学取所配溶液适量分别放在A、B两支试管中，向A中依次加入足量盐酸、BaCl₂溶液，根据所产生的现象表明样品已变质；向B中加入溴水，由溴水褪色（填现象）并结合A中现象知样品已部分变质，B中反应的离子方程式为SO₃^2-+H₂O+Br₂=2H⁺+SO₄^2-+2Br^-．
Ⅱ．样品中亚硫酸钠百分含量的测定
（l）气化法
乙同学欲利用如图所示的装置，测量生成SO₂的质量．
①装置B、C中的试剂分别是浓硫酸、氢氧化钠溶液．
②与其他测量方法相比，此种测量方法量出Na₂SO₃的百分含量总是偏低的，其原因是由于SO₂可溶于水且最后会有一部分SO₂残留在烧瓶与B试管的液面上（写出一条）．
（2）滴定法
丙同学准确量取25.00mL所配溶液放入锥形瓶中，用o．l mol•L^-1的酸性KMnO₄溶液进行滴定．
①使用碱式滴定管取用Na₂SO₃溶液，滴定终点时的现象是滴入最后一滴高锰酸钾溶液时，溶液由无色编号为浅红色且半分钟内无变化．
②若滴定终点时消耗a mL标准溶液，则样品中Na₂SO₃的质量分数为6.3a%．
（3）新方案的设计
请你设计一种新的方案，以测量出样品中Na₂SO₃的百分含量取一定量样品与足量盐酸酸化的BaCl₂溶液反应，过滤、洗涤、干燥生成的BaSO₄质量的方法，测量样品中Na₂SO₃的质量分数（答出测量原理即可）．

Answer 1

分析 Ⅰ．称量样品时需要使用托盘天平，配制溶液时需要使用500ml容量瓶、烧杯，确定Na₂SO₃已变质，就是检验样品中有SO₄^2-生成，故相应的试剂依次是盐酸、BaCl₂溶液，当Na₂SO₃部分变质时，样品中还有SO₃^2-，溴单质氧化亚硫酸根离子生成硫酸根，故样品可使溴水褪色；
Ⅱ．（1）①由于是测量生成的SO₂的质量，故C中应该用碱溶液做吸收剂，B中应该是浓硫酸用来干燥SO₂；
②由于SO₂可溶于水且最后会有一部分SO₂残留在烧瓶与B试管的液面上，故导致测量出的Na₂SO₃百分含量偏低；
（2）①亚硫酸钠溶液中亚硫酸根离子水解溶液显碱性，盛放在碱式滴定管，用高锰酸钾溶液滴定氧化亚硫酸根离子，用高锰酸钾溶液颜色判断反应终点；
②由得失电子守恒关系5n（Na₂SO₃）=2n（KMnO₄），故25.00ml溶液中含n（Na₂SO₃）=2.5a×10^-4mol，由此可求出Na₂SO₃的质量分数；
（3）还可以通过测量出一定量样品与足量酸反应生成的SO₂体积或者与足量盐酸酸化的BaCl₂溶液反应生成的BaSO₄质量的方法测量样品中Na₂SO₃的质量分数；

解答 解：Ⅰ．（1）实验中他们首先取10.0g样品，并将其准确地配制成500mL溶液，则配制过程中肯定需要用到的度量仪器有称量样品时需要使用托盘天平，配制溶液时需要使用500mL容量瓶、烧杯，
故答案为：托盘天平、500mL容量瓶；
（2）确定Na₂SO₃已变质，就是检验样品中有SO₄^2-生成，甲同学取所配溶液适量分别放在A、B两支试管中，故相应的试剂依次是盐酸、BaCl₂溶液，当Na₂SO₃部分变质时，样品中还有SO₃^2-，溴单质氧化亚硫酸根离子生成硫酸根，故样品可使溴水褪色，反应的离子方程式为：SO₃^2-+H₂O+Br₂=2H⁺+SO₄^2-+2Br^-，
故答案为：BaCl₂溶液；溴水褪色；SO₃^2-+H₂O+Br₂=2H⁺+SO₄^2-+2Br^-；
Ⅱ．（1）①由于是测量生成的SO₂的质量，故C中应该用碱溶液做吸收剂，B中应该是浓硫酸用来干燥SO₂，装置B、C中的试剂分别是浓硫酸、氢氧化钠溶液，
故答案为：浓硫酸、氢氧化钠溶液；
②与其他测量方法相比，此种测量方法量出Na₂SO₃的百分含量总是偏低的，是由于SO₂可溶于水且最后会有一部分SO₂残留在烧瓶与B试管的液面上，故导致测量出的Na₂SO₃百分含量偏低，
故答案为：由于SO₂可溶于水且最后会有一部分SO₂残留在烧瓶与B试管的液面上；
（2）①亚硫酸钠溶液中亚硫酸根离子水解溶液显碱性，盛放在碱式滴定管，滴定终点时的现象是：由于SO₂可溶于水且最后会有一部分SO₂残留在烧瓶与B试管的液面上，
故答案为：碱；由于SO₂可溶于水且最后会有一部分SO₂残留在烧瓶与B试管的液面上；
②由得失电子守恒关系5n（Na₂SO₃）=2n（KMnO₄），故25.00ml溶液中含n（Na₂SO₃）=2.5a×10^-4mol，由此可求出Na₂SO₃的质量分数=$\frac{2.5a×1{0}^{-4}×126×\frac{500}{25}g}{10.0g}$×100%=6.3a%，
故答案为：6.3a%；
（3）还可以通过测量出一定量样品与足量酸反应生成的SO₂体积或者与足量盐酸酸化的BaCl₂溶液反应生成的BaSO₄质量的方法测量样品中Na₂SO₃的质量分数，取一定量样品与足量盐酸酸化的BaCl₂溶液反应，过滤、洗涤、干燥生成的BaSO₄质量的方法，测量样品中Na₂SO₃的质量分数，
故答案为：取一定量样品与足量盐酸酸化的BaCl₂溶液反应，过滤、洗涤、干燥生成的BaSO₄质量的方法，测量样品中Na₂SO₃的质量分数．

点评 本题考查了物质组成、物质性质、物质特征反应现象等实验设计、实验过程的理解应用，注意实验误差分析和实验基本操作和定量计算，掌握基础是解题关键，题目难度中等．