Question

【题目】亚硫酸钠在印染、造纸等众多行业中有着广泛的应用。研究小组用Na2CO3溶液吸收SO2制备Na2SO3。其实验流程如下：

查阅资料可知，向碳酸钠溶液通入二氧化硫的过程中，溶液中有关组分的质量分数变化如右图是所示。

（1）右图中的线2表示的组分为 （填化学式）。

（2）实验时，“反应II”中加入NaOH溶液的目的是 （用化学方程式表示）。

（3）国家标准规定产品中Na2SO3的质量分数≥97.0%为优等品，≥93.0%为一等品。为了确定实验所得产品的等级，研究小组采用了两种方法进行测定。

①方法I：称取2.570g产品，用蒸馏水溶解，加入足量的双氧水使Na2SO3完全氧化生成Na2SO4，再加入过量的BaCl2溶液，所得沉淀经过过滤、洗涤、干燥后称量，质量为4.660g，通过计算确定产品中Na2SO3的质量分数（写出计算过程）

②方法II：称取1.326g产品，配成100mL溶液，取25.00mL该溶液，滴加0.1250mol/L I2溶液，恰好使Na2SO3完全氧化生成Na2SO4时，消耗I2溶液20.00mL。通过计算确定产品中Na2SO3的质量分数（写出计算过程）

③判断Na2SO3产品的等级，并说明理由。

Answer 1

【答案】（1）线2表示的组分为NaHCO3。（2）NaHSO3+NaOH＝Na2SO3+ H2O（主要）

SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O（次要）

（3）①98.05% ②95.02%③产品为一等品。产品中含有的硫酸钠和碳酸钠，在方案I的测定中，硫酸钠和碳酸钠杂质使得测定值偏高。而方案II是直接测定亚硫酸钠，更可信。

【解析】

试题分析：（1）结合图像可知在Na2CO3溶液里通入SO2，依次发生反应的化学方程式为2Na2CO3+SO2+H2O＝2NaHCO3+Na2SO3，2NaHCO3+SO2＝Na2SO3+2CO2↑，Na2SO3+SO2+H2O＝2NaHSO3；据此可知线2表示的组分为NaHCO3；

（2）I中得到的是NaHSO3溶液， 则II中加入NaOH溶液的目的是中和NaHSO3得到Na2SO3，发生反应的化学方程式为NaHSO3+NaOH＝Na2SO3+ H2O（主要）、SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O（次要）；

（3）方法I：Na2SO3+H2O2＝Na2SO4+H2O，Na2SO4+ BaCl2＝2NaCl+BaSO4↓

m(BaSO4)=4.660，n(BaSO4)＝4.660g÷233g/mol＝0.020mol，则经氧化后n(Na2SO4)=0.020mol，m(Na2SO4)＝0.020mol×142g/mol＝2.840g，根据差量法，原混合物中的Na2SO3：n(Na2SO3)＝，m(Na2SO3)＝×126 g/mol＝2.12625g，w(Na2SO3)＝×100％≈82.73％。如若不考虑杂质，则n(Na2SO3)＝n(BaSO4)＝0.020mol，m(Na2SO3)＝0.020mol×126 g/mol＝2.520g，w(Na2SO3)＝×100％≈98.05％。

方法II：Na2SO3+I2+ H2O＝Na2SO4+ 2HI

n(Na2SO3)＝n(I2)＝20.00mL×10-3L/mL×0.1250mol/L＝0.0025mol，m(Na2SO3)＝0.0025mol×126 g/mol×＝1.260g，w(Na2SO3)＝×100％≈95.02％。

方案I中的产品为优等品，方案II中的产品为一等品。但是方案I产品中含有的硫酸钠和碳酸钠等杂质，在方案I的测定中，硫酸钠和碳酸钠杂质对测定有干扰，而方案II是直接测定亚硫酸钠，可信度和精确度都要更高一些。