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，加入过量的盐酸酸化的BaCl₂溶液，过滤、洗涤和干燥沉淀，称得沉淀的质量为m₁g 。

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m₂g 。

（1）配制250 mL Na₂SO₃溶液时，必须用到的实验仪器有：烧杯、玻棒、胶头滴管、药匙和__________________、_________________。

（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____________（选填“偏高”或“偏低”）。

（5）若操作正确，则m₁_____ m₂（选填“>”、“<”或“=”），原因是________________。

（6）取25.00 mL上述溶液，用滴定的方法测定Na₂SO₃的纯度。下列试剂可作为标准溶液进行滴定的是________。

a．酸性KMnO₄溶液 b．H₂O₂溶液 c．Br₂水 d．FeCl₃溶液

Na₂SO₃固体的纯度可表示为：______________________________（注明你的表达式中所用的有关符号的含义和单位）。

Answer

托盘天平 250 mL的容量瓶 2Na2SO3+ O2=2Na2SO4 使SO32-充分转化为气体，使SO42-完全沉淀 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H+，Ba(NO3)2提供NO3- 形成稀HNO3，将一部分SO32-氧化成SO42-，导致BaSO4质量增大 a V—mL，c—mol/L

【解析】

（1）配制250mL Na2SO3溶液时，用到的实验仪器有：烧杯、玻棒、胶头滴管、药匙、托盘天平、250mL容量瓶；

（2）Na2SO3固体氧化变质生成硫酸钠；

（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，需要出去亚硫酸钠； SO42-完全沉淀时，上层清液中没有SO42-，再加入氯化钡溶液也没有沉淀生成；

（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，计算样品中硫酸钠的质量偏小；

（5）酸性条件下，硝酸根将亚硫酸根氧化为硫酸根，导致硫酸钡质量增大；

（6）依据试剂的性质和滴定实验达到终点的颜色分析判断选择标准溶液；依据高锰酸钾和亚硫酸根离子反应的定量关系计算得到；V-消耗KMnO4溶液体积为 V mL，KMnO4溶液浓度为c mol/L，计算高锰酸钾的物质的量，根据电子转移守恒计算Na2SO3的物质的量，进而计算样品的纯度。

（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250mL容量瓶中，加水至刻度线1-2cm出改用胶头滴管定容；

故答案为：托盘天平、250mL容量瓶；

（2）Na2SO3固体氧化变质生成硫酸钠，反应方程式为：2Na2SO3+O2=2Na2SO4 ，

故答案为：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，需要出去亚硫酸钠，加入过量的盐酸酸化的BaCl2溶液，目的是：使SO32-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，

故答案为：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；

（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，计算样品中硫酸钠的质量偏小，则计算亚硫酸钠的质量分数偏高，

故答案为：偏高；

（5）方案II中盐酸提供H+，Ba（NO3）2提供NO3-形成稀HNO3，将一部分SO32-氧化成SO42-，导致BaSO4质量增大，

故答案为：＜；方案II中盐酸提供H+，Ba（NO3）2提供NO3-形成稀HNO3，将一部分SO32-氧化成SO42-，导致BaSO4质量增大；

（6）取25.00mL上述溶液，用滴定的方法测定Na2SO3的纯度，下列试剂可作为标准溶液进行滴定的必须是安全，反应现象明显，终点易于判断分析判断；

a．酸性KMnO4溶液，滴入最后一滴溶液由无色变化为紫红色，证明反应达到终点，故a符合；

b．H2O2溶液可以氧化亚硫酸钠为硫酸钠，反应终点无明显现象，故b不符合；

c．Br2水 是易挥发的物物质，乙产生有毒的溴蒸气，故不做标准液，故c不符合； d．FeCl3溶液滴入反应，溶液变化为浅绿色，溶液颜色变化不明显，不能指示反应终点，故d不符合；故选a；

V-消耗KMnO4溶液体积为V mL，KMnO4溶液浓度为c mol/L，则消耗高锰酸钾的物质的量为0.001V L×c mol/L=0.001Vcmol，根据电子转移守恒，Na2SO3的物质的量为0.001Vc mol×2.5=0.002.5Vcmol，其质量为0.002.5Vcmol×126g/mol=0.315Vcg，故250mL溶液中亚硫酸质量为0.315Vcg×=3.15Vcg，则样品中亚硫酸钠的质量为；

故答案为：a；。