Question

【題目】為了測定實驗室長期存放的Na2SO3固體的純度，準確稱取W g固體樣品，配成250 mL溶液。設計了以下兩種實驗方案：

方案Ⅰ：取25.00 mL上述溶液，加入足量的用過量鹽酸酸化的BaCl2溶液，過濾、洗滌和干燥沉淀，稱得沉淀的質量為m1 g。

方案Ⅱ：取25.00 mL上述溶液，加入過量的鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液，過濾、洗滌和干燥沉淀，稱重，其質量為m2 g。

(1)配制250 mL Na2SO3溶液時，必須用到的實驗儀器有：燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、藥匙、________________、________。

(2)寫出Na2SO3固體氧化變質的化學方程式_____________。

(3)方案Ⅰ加入過量的鹽酸酸化的BaCl2溶液，目的是__________________________，

在過濾前，需要檢驗是否沉淀完全，其操作是______________。

(4)方案Ⅰ中，若濾液渾濁，將導致測定結果________(填“偏高”或“偏低”)。

(5)若操作正確，則m1________m2(填“＞”、“＜”或“＝”)，原因是_______________。

(6)取25.00 mL上述溶液，用酸性KMnO4溶液滴定的方法測定Na2SO3的純度。已知酸性條件下，KMnO4通常被還原為Mn2＋，則Na2SO3固體的純度可表示為_____________(注明表達式中所用的有關符號的含義和單位)。

Answer 1

【答案】 天平 250 mL容量瓶 2Na2SO3＋O2===2Na2SO4 使SO32-充分轉化為氣體 靜置，在上層清液中再滴入氯化鋇溶液，觀察是否繼續有沉淀生成 偏高 ＜ 方案Ⅱ中鹽酸提供的H＋與Ba(NO3)2提供的NO形成稀HNO3，將一部分SO32-氧化成SO42-，導致BaSO4質量增大 ×100%(V：KMnO4溶液體積，單位是mL，c：KMnO4溶液的濃度，單位是mol·L－1)

【解析】(1)用天平稱量固體質量，用到藥匙，在燒杯中溶解，并用玻璃棒攪拌，用玻璃棒引流移入250 mL容量瓶中，加水至刻度線1～2 cm改用膠頭滴管定容。

(2)Na2SO3固體氧化變質生成硫酸鈉，化學方程式為2Na2SO3＋O2===2Na2SO4。

(3)方案Ⅰ是利用生成的硫酸鋇沉淀計算樣品中硫酸鈉的質量，再計算亞硫酸鈉的純度，而亞硫酸鈉也會與氯化鋇反應生成沉淀，影響硫酸鋇質量的測定，加入過量的鹽酸酸化的BaCl2溶液，目的是使SO充分轉化為氣體。在過濾前，需要檢驗是否沉淀完全，其操作是靜置，在上層清液中再滴入氯化鋇溶液，觀察是否繼續有沉淀生成。

(4)方案Ⅰ中，若濾液渾濁，說明濾液中含有硫酸鋇，導致沉淀硫酸鋇的質量偏小，樣品中硫酸鈉的質量偏小，則亞硫酸鈉的質量分數偏高。

(5)方案Ⅱ中鹽酸提供H＋，Ba(NO3)2提供NO，二者形成稀HNO3，將一部分SO氧化成SO，導致BaSO4質量增大。

(6)設消耗KMnO4溶液體積為 V mL，濃度為c mol·L－1，則消耗高錳酸鉀的物質的量為0.001V L×c mol·L－1＝0.001Vc mol，根據電子轉移守恒，Na2SO3的物質的量為0.001Vc mol×＝0.002 5Vc mol，其質量為0.002 5Vc mol×126 g·mol－1＝0.315Vc g，故250 mL溶液中亞硫酸的質量為0.315Vc g×＝3.15Vc g，則樣品中亞硫酸鈉的質量為×100%，故答案為×100%(V：KMnO4溶液體積，單位是mL，c：KMnO4溶液濃度，單位是mol－1)。