Question

14．某学生为了测定部分变质的Na₂SO₃样品的纯度．按图1所示称取一定量的Na₂SO₃样品放入A装置的烧瓶中，滴入足量的H₂SO₄至完全反应；然后，将B中完全反应后的溶液与足量的BaCl₂溶液反应，过滤、洗涤、干燥，得白色沉淀23.3g．回答下列问题：

（1）实验开始时，应先点燃D处酒精灯（填装置字母）．
（2）实验开始后，写出B中反应的离子方程式Cl₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-．
（3）C中的现象是红色鲜花褪色，E装置的作用是吸收未反应的二氧化硫和氯气．
（4）按题给装置和操作进行实验，若装置连接和实验操作均无任何问题，该学生测得的Na₂SO₃的纯度偏低（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．据图2计算原样品中Na₂SO₃的纯度为50.8%（精确到0.1%）．

Answer 1

分析 A装置产生二氧化硫，D装置产生氯气在F装置中干燥，C装置检验干燥氯气的漂白性，氯气和二氧化硫在B装置中反应，E装置吸收尾气，防止污染空气，
（1）应先准备氯气，保证二氧化硫被完全氧化
（2）A为实验室制备二氧化硫的发生装置，D为实验室制备氯气的发生装置，氯气具有氧化性，二氧化硫具有还原性，在B中发生氧化还原反应生成盐酸和硫酸；
（3）红色鲜花中含水，水和氯气反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有漂白作用；氯气和二氧化硫有毒，E中NaOH溶液吸收尾气防止污染；
（4）按题给装置和操作进行实验，二氧化硫与氯气不一定能充分接触，使得二氧化硫有可能没有完全被氧化而被氢氧化钠吸收，导致硫酸钡质量减少，据此分析，根据图示读取样品质量，根据硫元素守恒计算，Na₂SO₃～SO₂～BaSO₄，据此计算．

解答 解：（1）应先准备氯气，保证二氧化硫被完全氧化，故先加热D处酒精灯，
故答案为：D；
（2）D为实验室制备氯气的发生装置，反应为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑2H₂O，A中是实验室制备二氧化硫的装置，反应的化学方程式为：H₂SO₄+Na₂SO₃═Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑，氯气具有氧化性，二氧化硫具有还原性，在B中发生氧化还原反应生成盐酸和硫酸，反应为：Cl₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-；
故答案为：Cl₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-；
（3）红色鲜花中含水，水和氯气反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有漂白作用，故红色鲜花褪色；氯气和二氧化硫有毒，二氧化硫在溶液中反应生成亚硫酸钠和水，反应的离子方程式为：SO₂+2OH^-═SO₃^2-+H₂O；氯气在其溶液中反应生成NaCl和NaClO，反应为：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+2H₂O，故E中NaOH溶液吸收尾气防止污染；
故答案为：红色鲜花褪色；吸收未反应的二氧化硫和氯气；
（4）按题给装置和操作进行实验，二氧化硫与氯气不一定能充分接触，使得二氧化硫有可能没有完全被氧化而被氢氧化钠吸收，导致硫酸钡质量减少，则由此计算的亚硫酸钠的质量减少，质量分数偏低，
根据硫元素守恒计算，
Na₂SO₃～SO₂～BaSO₄
126g         233g
m            23.3g
m=$\frac{126g×23.3g}{233g}$=12.6g，
样品质量为：10.0g+10.0g+5.0g-0.2g=24.8g，
所以Na₂SO₃的质量分数为 $\frac{12.6g}{24.8g}$×100%=50.8%，
故答案为：偏低；50.8%．

点评 本题考查实验基本操作、二氧化硫和氯气的性质，较基础，注意从实验目的考虑加热的先后顺序，抓住原子守恒进行计算，难度中等．