Question

【題目】某化學興趣小組的同學，通過咨詢老師準備用亞硫酸鈉溶液與濃硫酸反應來制備一定量的SO2（Na2SO3+H2SO4（濃）=Na2SO4+SO2↑+H 2O），老師給他們提供了一瓶久置的亞硫酸鈉溶液，興趣小組的同學分成甲、乙兩小組對該瓶亞硫酸鈉溶液成分進行實驗探究。

（查閱資料）

① Na2SO3不穩定，在空氣中易被氧氣氧化成Na2SO4；

②SO32-、SO42-均能與Ba2+反應產生白色沉淀；

③BaSO3 等亞硫酸鹽能與稀鹽酸反應，其反應原理與 BaCO3等碳酸鹽與稀鹽酸反應類似。

(1)（提出問題）①該瓶溶液中溶質的成分是什么？

②該瓶溶液中亞硫酸鈉的質量分數是多少？

（分析問題） Na2SO3變質的原因是：_______________________。（用化學方程式表示）

(2) （作出猜想）

猜想1：沒有變質，成分是Na2SO3；

猜想 2：完全變質，成分是Na2SO4；

猜想3：_____________。

（實驗探究Ⅰ）甲、乙兩組分別進行實驗探究溶液是否變質：

小組	實驗操作	現象	結論
甲組	取少量樣品于試管中加入過量稀鹽酸；	產生氣泡	沒有變質，還是Na2SO3
乙組	取少量樣品于試管中加入氯化鋇溶液，再加入足量稀鹽酸。	產生白色沉淀后 ________	已部分變質

甲組同學實驗中發生的化學方程式為：________________________。有同學質疑甲組方案不合理，理由是_________________。

(3) （實驗探究Ⅱ）甲組設計如下實驗裝置測定Na2SO3溶液的溶質質量分數。（已）

①要測定Na2SO3溶液的溶質質量分數，實驗中需要測得的數據是亞硫酸鈉溶液樣品的質量以及_______質量。

②D裝置的作用為______________________________。

Answer 1

【答案】 Na2SO3和Na2SO4 產生氣泡 部分變質的溶液中溶質為硫酸鈉和亞硫酸鈉，也能與稀鹽酸反應產生氣泡 反應前、后C裝置 防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入C裝置，影響實驗結果

【解析】

分析問題：Na2SO3變質，是因為亞硫酸鈉與空氣中的氧氣反應生成了硫酸鈉，該反應的化學方程式為：；

作出猜想：亞硫酸鈉與空氣中的氧氣反應生成了硫酸鈉，如果亞硫酸鈉完全變質，則溶質的成分是硫酸鈉，如果未變質，則溶質的成分是亞硫酸鈉，如果部分變質，則溶質的成分是硫酸鈉和亞硫酸鈉，故猜想3為：Na2SO3和Na2SO4；

實驗探究Ⅰ：乙組：實驗結論為部分變質，則溶質的成分是Na2SO3和Na2SO4，加入氯化鋇溶液，氯化鋇能與硫酸鈉反應生成硫酸鋇和氯化鈉，亞硫酸鈉能與氯化鋇反應生成亞硫酸鋇和氯化鈉，有白色沉淀產生，再加入稀鹽酸，亞硫酸鋇與稀鹽酸反應生成氯化鋇、二氧化硫和水，有氣泡產生，故實驗現象為：產生白色沉淀后產生氣泡；

亞硫酸鈉能與稀鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化硫和水，該反應的化學方程式為：；

部分變質的溶液中溶質為硫酸鈉和亞硫酸鈉，亞硫酸鈉也能與稀鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化硫和水，有氣泡產生，故填：部分變質的溶液中溶質為硫酸鈉和亞硫酸鈉，也能與稀鹽酸反應產生氣泡；

（3）實驗探究Ⅱ：①，反應生成的氣體通過濃硫酸，濃硫酸可以吸收水分，然后通入足量的氫氧化鈉，，反應生成的二氧化硫被氫氧化鈉吸收，故C裝置增加的質量就是反應生成的二氧化硫的質量，可根據二氧化硫的質量計算出亞硫酸鈉的質量，繼而求出Na2SO3溶液的溶質質量分數，故還需要測得的數據是反應前、后C裝置的質量；

（4）D裝置內為堿石灰，堿石灰可以吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，防止其進入C裝置，影響實驗結果，故填：防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入C裝置，影響實驗結果。