Question

16．某校化学实验室由于保管不慎，存放的亚硫酸钠试剂可能己部分被氧化变质，现通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂是否变质及其纯度．实验步骤如下：①称量a g样品，置于烧杯中；②加入适量蒸馏水，使样品溶解；③加入稀盐酸，使溶液呈强酸性，再加入过量的BaCl₂溶液；④过滤，用蒸馏水洗涤沉淀；⑤加热干燥沉淀物；⑥将沉淀物冷却至室温后，称量；⑦重复⑤、⑥操作直到合格，最后得到b g固体．
回答下列问题：
（1）亚硫酸钠变质的反应方程式为2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄．
（2）上述可以得出亚硫酸钠样品己经变质这一结论的具体现象是：溶解后加入盐酸使溶液呈强酸性除去亚硫酸钠后，加入过量氯化钡溶液生成白色沉淀证明变质．
（3）步骤③中加过量的BaCl₂溶液，判断过量的方法是：加入过量的BaCl₂溶液振荡静置，取上层清液加入硫酸钠溶液若出现白色沉淀证明氯化钡过量．
（4）步骤④中判断沉淀洗净的方法是：取最后一次的洗涤液，加入AgNO₃溶液观察是否有白色沉淀生成，如果产生白色沉淀，说明还未洗净；如果无白色沉淀，则说明已洗干净；．
（5）根据实验数据，样品中Na₂SO₃的质量分数为$\frac{233a-142b}{233a}$×100%．

Answer 1

分析 测定亚硫酸钠的纯度，先称量出样品质量，然后将样品溶于水中加酸酸化除去溶液中的亚硫酸根离子，再加入氯化钡使溶液中硫酸根离子生成硫酸钡沉淀，最后利用硫酸钡的质量计算出硫酸钠的耳机物质的量和质量，从而测定出亚硫酸钠的纯度；
（1）亚硫酸钠被空气中氧气氧化生成硫酸钠；
（2）用盐酸酸化可以将SO₃^2-转化为SO₂除去，再加入过量的BaCl₂溶液生成白色沉淀证明亚硫酸钠变质；
（3）步骤③中加过量的BaCl₂溶液，判断过量的方法是加入过量的BaCl₂溶液振荡静置，取上层清液加入硫酸钠溶液若出现白色沉淀证明氯化钡过量；
（4）步骤④中判断沉淀洗净是检验洗涤液中是否含氯离子设计实验检验；
（5）沉淀质量为W₂g为硫酸钡的质量，计算出硫酸钡的物质的量，从而知道硫酸钠的物质的量，再根据样品的质量计算出样品中亚硫酸钠的纯度．

解答 解：（1）亚硫酸钠变质的反应方程式为：2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄，故答案为：2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄；
（2）亚硫酸钠变质是被空气中氧气氧化为硫酸钠，样品加入适量蒸馏水，使样品溶解，加入稀盐酸，使溶液呈强酸性，再加入过量的BaCl₂溶液生成白色沉淀证明亚硫酸钠变质，
故答案为：溶解后加入盐酸使溶液呈强酸性除去亚硫酸钠后，加入过量氯化钡溶液生成白色沉淀证明变质；
（3）步骤③中加过量的BaCl₂溶液，硫酸根离子全部沉淀，判断氯化钡溶液过量的方法是：加入过量的BaCl₂溶液振荡静置，取上层清液加入硫酸钠溶液若出现白色沉淀证明氯化钡过量，
故答案为：加入过量的BaCl₂溶液振荡静置，取上层清液加入硫酸钠溶液若出现白色沉淀证明氯化钡过量；
（4）若沉淀没有洗涤干净，在洗涤液中会含有氯离子，所以检验沉淀已洗涤干净的方法为：取最后一次的洗涤液，加入AgNO₃溶液观察是否有白色沉淀生成，如果产生白色沉淀，说明还未洗净；如果无白色沉淀，则说明已洗干净，
故答案为：取最后一次的洗涤液，加入AgNO₃溶液观察是否有白色沉淀生成，如果产生白色沉淀，说明还未洗净；如果无白色沉淀，则说明已洗干净；
（5）硫酸钡沉淀质量为bg，硫酸钡的物质的量为：n（BaSO₄）=n（Na₂SO₄）=$\frac{bg}{233g/mol}$=$\frac{b}{233}$mol，样品中亚硫酸钠的纯度为：ω（Na₂SO₃）=$\frac{ag-\frac{b}{233}mol×142g/mol}{ag}$×100%=$\frac{233a-142b}{233a}$×100%，
故答案为：$\frac{233a-142b}{233a}$×100%．

点评 本题考查了亚硫酸纯度的测定方法，该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题，侧重对学生能力的培养和训练，有利于培养学生规范严谨的实验设计、操作能力．