Question

9．硫的含氧钠盐有许多，现有Na₂SO₃、Na₂S₂O₃、Na₂S₂O₄（连二亚硫酸钠），其热稳定性比相应的酸强．
已知：
2Na₂S₂O₄→Na₂S₂O₃+Na₂SO₃+SO₂↑  
4H⁺+2S₂O₄^2-→3SO₂↑+S↓+2H₂O
完成下列计算：
（1）用Na₂S₂O₃溶液与不同浓度的硫酸反应，可以研究浓度对化学反应速率的影响．现有98%的浓硫酸（密度为1.84g•cm^-3）来配制500mL1mol•L（密度为1.06g•cm^-3）的稀硫酸，则需要浓硫酸27.2mL；加水481g；
（2）称取部分氧化的亚硫酸钠样品10.16克溶于水，加入稍过量的盐酸酸化了的氯化钡溶液，过滤．洗涤，干燥，所得沉淀质量为2.33克，则该亚硫酸钠中已有12.6%（质量分数）的亚硫酸钠被氧化．
（3）现有8.70g的无水Na₂S₂O₄，吸水后得到10.50g Na₂S₂O₄•nH₂O，则水合物中n的值是2；
（4）Na₂S₂O₄在500℃时部分分解得产物A，将9.16g产物A中加入足量的稀硫酸中，生成SO₂1.568L（标准状况），试确定残留物中钠、硫和氧的原子个数比6：5：10；若取另一份Na₂S₂O₄部分分解得到的产物B，则ag产物B中钠、硫和氧的原子个数比为4：3：6到1：1：2之间（范围）．

Answer 1

分析 （1）先根据C=$\frac{1000ρω}{M}$计算浓硫酸的浓度，再根据浓硫酸稀释前后溶质的物质的量不变计算浓硫酸的体积；根据溶质质量+溶剂质量=溶液质量来计算溶剂质量；
（2）加入稍过量的盐酸酸化了的氯化钡溶液，所得沉淀质量为2.33克，即为硫酸钡的质量，根据硫酸根离子守恒以及化学反应原理来计算；
（3）8.70g的无水Na₂S₂O₄物质的量是0.05mol，吸水后得到10.50g Na₂S₂O₄•nH₂O，所以0.05molNa₂S₂O₄•nH₂O中水的质量是10.5g-8.7g=1.8g，据此计算；
（4）2Na₂S₂O₄→Na₂S₂O₃+Na₂SO₃+SO₂↑，4H⁺+2S₂O₄^2-→3SO₂↑+S↓+2H₂O，其中Na₂S₂O₃和Na₂SO₃物质的量分别为x，结合质量守恒和化学方程式定量关系列式计算，另一份Na₂S₂O₄部分分解得到的产物B，则ag产物能是未分解，也可能是全部分解，据此计算；

解答 解：（1）质量分数为98%、密度为1.84g•cm^-3的浓硫酸物质的量浓度为$\frac{1000×1.84×98%}{98}$=18.4mol/L，浓硫酸稀释前后溶质的物质的量不变，设浓硫酸的体积为V，所以18.4mol/L×V=1mol•L^-1×0.5L，V=0.0272L=27.2mL，500mL1mol•L（密度为1.06g•cm^-3）的稀硫酸中溶质质量+溶剂质量=溶液质量，设加水的质量是m，则0.5L×1mol•L×98g/mol+m=500mL×1.06g•cm^-3，解得m=481g，故答案为：27.2；481．
（2）加入稍过量的盐酸酸化了的氯化钡溶液，所得沉淀质量为2.33g即0.01mol，即为硫酸钡的量，所以被氧化的亚硫酸钠是0.01mol，被氧化亚硫酸钠的质量分数=$\frac{0.01mol×126g/mol}{10.16g}$×100%=12.6%，故答案为：12.6%；
（3）8.70g的无水Na₂S₂O₄，物质的量是0.05mol，吸水后得到10.50g Na₂S₂O₄•nH₂O，则水合物中n的值是$\frac{10.50g-8.70g}{18g/mol}$×$\frac{1}{0.05}$=2，故答案为：2；
（4）将9.16g产物A中加入足量的稀硫酸中，生成SO₂1.568L（标准状况）物质的量n=$\frac{1.568L}{22.4L/mol}$=0.07mol，2Na₂S₂O₄→Na₂S₂O₃+Na₂SO₃+SO₂↑，4H⁺+2S₂O₄^2-→3SO₂↑+S↓+2H₂O，其中Na₂S₂O₃和Na₂SO₃物质的量分别为x，未分解的Na₂S₂O₄ 物质的量为y，
2Na₂S₂O₄→Na₂S₂O₃+Na₂SO₃+SO₂↑  
2                1                1       
2x               x                  x        
4H⁺+2S₂O₄^2-→3SO₂↑+S↓+2H₂O
        2             3
         y          1.5y
   Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+S+SO₂+H₂O
     1                                          1
     x                                          x
Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂+H₂O
1                                      1
x                                      x
1.5y+2x=0.07
158x+126x+174y=9.16
x=0.02mol
y=0.02mol
则残留物0.02molNa₂S₂O₄、0.02molNa₂S₂O₃、0.02molNa₂SO₃中钠、硫和氧的原子个数比=6：5：10，
另一份Na₂S₂O₄部分分解得到的产物B，则ag产物则ag产物能是未分解，也可能是全部分解，未分解则为Na₂S₂O₄、B中钠、硫和氧的原子个数比为1：1：2，如全部分解为等物质的量的Na₂S₂O₃和Na₂SO₃，钠、硫和氧的原子个数比为4：3：6，
故答案为：6：5：10； 4：3：6到1：1：2之间；

点评 本题考查了溶液配制和浓度计算、氧化还原反应定量计算、化学方程式计算等知识点，掌握基础是解题关键，题目难度较大．