Question

为了测定实验室长期存放的Na₂SO₃固体的纯度，准确称取W g固体样品，配成250 mL溶液。设计了以下两种实验方案：

方案Ⅰ：取25.00 mL上述溶液，加入足量的用过量盐酸酸化的BaCl₂溶液，过滤、洗涤和干燥沉淀，称得沉淀的质量为m₁ g。

方案Ⅱ：取25.00 mL上述溶液，加入过量的盐酸酸化的Ba(NO₃)₂溶液，过滤、洗涤和干燥沉淀，称重，其质量为m₂ g。

(1)配制250 mL Na₂SO₃溶液时，必须用到的实验仪器有：烧杯、玻璃棒、胶头滴管、药匙、________________、________。

(2)写出Na₂SO₃固体氧化变质的化学方程式_____________。

(3)方案Ⅰ加入过量的盐酸酸化的BaCl₂溶液，目的是__________________________，

在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其操作是______________。

(4)方案Ⅰ中，若滤液浑浊，将导致测定结果________(填“偏高”或“偏低”)。

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

(6)取25.00 mL上述溶液，用酸性KMnO₄溶液滴定的方法测定Na₂SO₃的纯度。已知酸性条件下，KMnO₄通常被还原为Mn^2＋，则Na₂SO₃固体的纯度可表示为_____________(注明表达式中所用的有关符号的含义和单位)。

Answer

天平 250 mL容量瓶 2Na2SO3＋O2===2Na2SO4 使SO32-充分转化为气体 静置，在上层清液中再滴入氯化钡溶液，观察是否继续有沉淀生成 偏高 ＜ 方案Ⅱ中盐酸提供的H＋与Ba(NO3)2提供的NO形成稀HNO3，将一部分SO32-氧化成SO42-，导致BaSO4质量增大 ×100%(V：KMnO4溶液体积，单位是mL，c：KMnO4溶液的浓度，单位是mol·L－1)

【解析】

(1)用天平称量固体质量，用到药匙，在烧杯中溶解，并用玻璃棒搅拌，用玻璃棒引流移入250 mL容量瓶中，加水至刻度线1～2 cm改用胶头滴管定容。

(2)Na2SO3固体氧化变质生成硫酸钠，化学方程式为2Na2SO3＋O2===2Na2SO4。

(3)方案Ⅰ是利用生成的硫酸钡沉淀计算样品中硫酸钠的质量，再计算亚硫酸钠的纯度，而亚硫酸钠也会与氯化钡反应生成沉淀，影响硫酸钡质量的测定，加入过量的盐酸酸化的BaCl2溶液，目的是使SO充分转化为气体。在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其操作是静置，在上层清液中再滴入氯化钡溶液，观察是否继续有沉淀生成。

(4)方案Ⅰ中，若滤液浑浊，说明滤液中含有硫酸钡，导致沉淀硫酸钡的质量偏小，样品中硫酸钠的质量偏小，则亚硫酸钠的质量分数偏高。

(5)方案Ⅱ中盐酸提供H＋，Ba(NO3)2提供NO，二者形成稀HNO3，将一部分SO氧化成SO，导致BaSO4质量增大。

(6)设消耗KMnO4溶液体积为 V mL，浓度为c mol·L－1，则消耗高锰酸钾的物质的量为0.001V L×c mol·L－1＝0.001Vc mol，根据电子转移守恒，Na2SO3的物质的量为0.001Vc mol×＝0.002 5Vc mol，其质量为0.002 5Vc mol×126 g·mol－1＝0.315Vc g，故250 mL溶液中亚硫酸的质量为0.315Vc g×＝3.15Vc g，则样品中亚硫酸钠的质量为×100%，故答案为×100%(V：KMnO4溶液体积，单位是mL，c：KMnO4溶液浓度，单位是mol－1)。