Question

某化工厂排放的工业废水中主要含Na⁺、HSO、SO，研究小组欲测定其中HSO的浓度，设计如下三个方案。

请回答下列问题：

(1)利用如图所示的装置完成方案一。

①仪器A的名称是_____________。

②量气管读数前，除冷却至室温外，还应进行的操作是___________。

(2)①方案二中吸收气体a的“X溶液"可能是____________。

a．双氧水       b．硝酸钠溶液     c． H₂SO₄ 酸化的KMnO₄溶液

②若X为次氯酸钠，写出气体a与X溶液反应的离子方程式__________。

③该方案中，操作I包含的操作名称依次为______________ 。

(3)方案三:量取20.00 mL废水试样，用0.02 mol/L酸性KMnO₄标准溶液进行滴定。记录数据，计算。

①方案三设计的下列滴定方式中，最合理的是_____________(填标号)。该方案是否需要指示剂_____?(填“是”或“否")。

②滴定数据记录如表：

计算该废水试样中HSO₃^-的浓度为__________________。

Answer

分液漏斗 调节B、C装置使两液面相平 ab SO2+ClO-+H2O=2H++SO+Cl- 过滤、洗涤、干燥 a 否 0.05

【解析】

方案一的原理为：利用盐酸和亚硫酸氢根反应生成SO2，通过测定生成的SO2的体积来确定亚硫酸氢根的浓度；

方案二的原理为：首先利用盐酸和亚硫酸氢根反应生成SO2，然后利用具有氧化性的溶液吸收氧化SO2得到硫酸根，再用BaCl2溶液沉淀硫酸根，过滤、洗涤、干燥得到硫酸钡沉淀，通过硫酸钡的量来计算SO2的量，继而得到硫酸氢根的浓度；

方案三的原理为：利用酸性高锰酸钾溶液氧化滴定亚硫酸氢根的浓度，方程式为5HSO+2MnO+H+=5SO+2Mn2++3H2O。

(1)①根据仪器A的结构可知其为分液漏斗；

②为保证C中气体的压强与大气压相同(这样才能知道C中气体的压强)，所以量气筒读数前除了要冷却到室温之外还应调节B、C装置使两液面相平；

(2)①气体a为SO2，X溶液的目的是氧化吸收SO2；

a．双氧水具有氧化性可以氧化SO2得到硫酸根，故a可以；

b．硝酸钠溶液中含有硝酸根，SO2溶于水显酸性，酸性环境下硝酸根可以氧化SO2得到硫酸根，故b可以；

c．虽然硫酸酸化的高锰酸钾可以氧化吸收SO2，但引入了硫酸根，故c不可以；

综上所述答案为ab；

②次氯酸钠中含有次氯酸根，可以将SO2氧化得到SO，自身被还原成Clˉ，结合电子守恒和元素守恒可得离子方程式为SO2+ClO-+H2O=2H++SO+Cl-；

③操作I的目的是从固液混合物中得到硫酸钡沉淀，所以操作为过滤、洗涤、干燥；

(3)①酸性高锰酸钾溶液显酸性，且具有强氧化性，所以要用酸式滴定管，即带玻璃旋塞的滴定管，故a最合理；该方案滴定过程中高锰酸根会被亚硫酸氢根还原，到达滴定终点时，亚硫酸氢根完全反应，高锰酸钾过量，所以溶液会从无色变为浅紫色，所以不需要指示剂；

②根据表格数据四次实验消耗的高锰酸钾标准液的体积为：20.12mL-0.10mL=20.02mL、21.08mL-1.10mL=19.98mL、23.45mL-1.45mL=22.00mL、20.00mL，第三组实验数据偏差较大，所以舍去，则该实验中消耗的酸性高锰酸钾标准液的体积为=20.00mL，待测液的体积为20.00mL，结合方程式5HSO+2MnO+H+=5SO+2Mn2++3H2O可得c(HSO)==0.05mol/L。