Question

11．长期存放的Na₂SO₃可能部分被氧化．某化学兴趣小组为了测定某无水Na₂SO₃被氧化的程度，进行如下实验：
（1）甲同学设计如下实验流程：
①甲同学选择的试剂a可以是A（填序号）．
A．盐酸酸化后的氯化钡   　B．硝酸酸化后的氯化钡　   C．氢氧化钡
②判断试剂a是否过量的方法是向上层清液中继续加入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无白色沉淀生成证明氯化钡过量．
③操作Ⅱ名称是洗涤．
④Na₂SO₃的质量分数的表达式为$\frac{m-\frac{142}{233}n}{m}$×100%．
（2）乙同学准确称量Na₂SO₃样品m g，并设计如图所示的实验装置，进行相关实验：

①实验中待锥形瓶中不再产生气体后，打开活塞P从导管左端缓缓鼓入一定量的空气，这样做的目的是使生成SO₂全部进入D中，完全吸收保证实验的准确性．
②装置B中发生反应的离子方程式为SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O．
③装置C的作用是除去二氧化硫气体中的水蒸气．
④若实验前后装置D的质量差为n g，则样品中Na₂SO₃的质量分数的表达式为$\frac{126n}{64m}$×100%．

Answer 1

分析 （1）长期存放的Na₂SO₃可能部分被氧化，样品中可能含有Na₂SO₄，加入水溶解，加入过量试剂a为盐酸酸化的氯化钡溶液，反应得到硫酸钡沉淀，过量洗涤干燥得到ng为硫酸钡沉淀；证明加入的氯化钡溶液过量的方法是利用沉淀后的上层清液中继续加入盐酸酸化的氯化钡溶液根据是否生成沉淀判断；结合元素守恒计算Na₂SO₃的质量分数；
（2）①打开活塞P 从导管左端缓缓鼓入一定量的空气，这样做的目的把生成的二氧化硫全部赶入D装置吸收；
②装置B中发生反应为亚硫酸钠和浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸钠和水；
③装置C是浓硫酸，用来干燥气体吸收水蒸气，D为碱石灰吸收生成的二氧化硫；
④若实验前后装置D 的质量差为ng，增大的质量为二氧化硫质量，依据元素守恒计算亚硫酸钠质量得到质量分数．

解答 解：（1）长期存放的Na₂SO₃可能部分被氧化，样品中可能含有Na₂SO₄，加入水溶解，加入过量试剂a为盐酸酸化的氯化钡溶液，反应得到硫酸钡沉淀，过量洗涤干燥得到ng为硫酸钡沉淀；证明加入的氯化钡溶液过量的方法是利用沉淀后的上层清液中继续加入盐酸酸化的氯化钡溶液根据是否生成沉淀判断；结合元素守恒计算Na₂SO₃的质量分数；
①甲同学选择的试剂a是元素酸化的氯化钡溶液，避免亚硫酸根离子沉淀，最后得到硫酸钡沉淀，硝酸酸化后的氯化钡会氧化亚硫酸钠为硫酸钠，不能测定亚硫酸钠的含量，加入氢氧化钡和亚硫酸钠、硫酸钠都会生成白色沉淀，故选A；
故答案为：A；
②证明加入的氯化钡溶液过量的方法是利用沉淀后的上层清液中继续加入盐酸酸化的氯化钡溶液根据是否生成沉淀，向上层清液中继续加入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无白色沉淀生成证明氯化钡过量，
故答案为：向上层清液中继续加入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无白色沉淀生成证明氯化钡过量；
③操作Ⅱ是沉淀洗涤，故答案为：洗涤；
④长期存放的Na₂SO₃可能部分被氧化，样品中可能含有Na₂SO₄，加入水溶解，加入过量试剂a为盐酸酸化的氯化钡溶液，反应得到硫酸钡沉淀，过量洗涤干燥得到ng为硫酸钡沉淀，Na₂SO₃的质量分数的表达式=$\frac{m-\frac{142}{233}n}{m}$×100%，故答案为：$\frac{m-\frac{142}{233}n}{m}$×100%；
（2）①实验中待锥形瓶中不再产生气体后，打开活塞P 从导管左端缓缓鼓入一定量的空气，这样做的目的是使生成SO₂全部进入D 中，保证实验的准确性；
故答案为：使生成SO₂全部进入D 中，完全吸收保证实验的准确性；
②装置B中发生反应的离子方程式为：亚硫酸钠和浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸钠和水，反应的离子方程式为SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O，
故答案为：SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O；
③样品加入稀硫酸反应生成气体，装置C是浓硫酸，用来干燥气体吸收水蒸气，D为碱石灰吸收生成的二氧化硫，故答案为：除去二氧化硫气体中的水蒸气；
④若实验前后装置D 的质量差为ng，二氧化硫质量为ng，物质的量=$\frac{ng}{64g/mol}$，依据硫元素守恒计算得到样品中Na₂SO₃的质量分数的表达式为=$\frac{\frac{n}{64}mol×126g/mol}{mg}$×100%=$\frac{126n}{64m}$×100%，故答案为：$\frac{126n}{64m}$×100%．

点评 本题考查了物质成分的实验设计分析，实验验证的方法应用，主要是实验基本操作，物质性质的分析应用，掌握基础是关键，题目难度中等．