Question

7．实验室有一瓶已部分被氧化的亚硫酸钠固体，为测定亚硫酸钠的质量分数，某同学设计如图所示实验．请根据实验步骤填写下列空白．
（1）A是BaCl₂溶液，A应过量的理由是使SO₃^2-、SO₄^2-沉淀完全；检验A是否过量的方法是取上层清液少量，再加BaCl₂溶液少量，若无沉淀生成，证明所加BaCl₂溶液已过量或取上层清液少量，再加入Na₂SO₄溶液少量，若有沉淀生成，证明所加BaCl₂溶液已过量，加入A后发生反应的离子方程式是Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，Ba²⁺+SO₃^2-=BaSO₃↓．
（2）B是盐酸，B应稍过量的理由是使BaSO₃全部溶解；加入B后发生反应的离子方程式是BaSO₃+2H⁺=Ba²⁺+SO₂↑+H₂O．
（3）为检验沉淀（Ⅲ）是否洗净，在最后几滴洗涤液中加入用稀HNO₃酸化的AgNO₃溶液，若无沉淀产生，表示沉淀已经洗净．
（4）亚硫酸钠的质量分数的计算式为（1-$\frac{{W}_{2}}{{W}_{1}}$×$\frac{142}{233}$）×100%．
（5）当W₁与W₂的关系式为142W₂=233W₁时，表明亚硫酸钠已被全部氧化．

Answer 1

分析 称取样品W₁g加入水溶解得到无色溶液，加入过量A溶液为BaCl₂溶液，得到硫酸钡沉淀、亚硫酸钡沉淀，过滤洗涤得到滤液Ⅰ和白色沉淀Ⅱ，加入过量B溶液是溶液使亚硫酸钠溶解，过滤得到滤液Ⅱ和沉淀Ⅲ为硫酸钡沉淀，用蒸馏水洗涤多次烘干得到纯净固体W₂g，
（1）加入过量A溶液使为了沉淀完全硫酸根离子和亚硫酸根离子；检验A是否过量，可以取上层清液加入氯化钡观察是否有沉淀生成设计；
（2）分析可知B是溶解亚硫酸钡沉淀的试剂，硫酸钡不溶于酸，试剂不能引入硫酸根离子，所以B为盐酸溶液，过量是为了全部溶解亚硫酸钡沉淀；
（3）检验沉淀（Ⅲ）是否洗涤干净应取最后一次洗涤液加入硝酸酸化的硝酸银检验是否含氯离子或检验是否含硫酸根离子设计检验方法；
（4）W₁为Na₂SO₃和Na₂SO₄质量，W2为BaSO₄质量，计算硫酸钡物质的量得到样品中硫酸钠物质的量，计算得到质量，用样品质量减去硫酸钠质量为亚硫酸钠质量，得到亚硫酸钠的质量分数；
（5）亚硫酸钠被全部氧化生成硫酸钠，2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄，若生成硫酸钡物质的量和和硫酸钠物质的量相同时说明完全氧化．

解答 解：称取样品W₁g加入水溶解得到无色溶液，加入过量A溶液为BaCl₂溶液，得到硫酸钡沉淀、亚硫酸钡沉淀，过滤洗涤得到滤液Ⅰ和白色沉淀Ⅱ，加入过量B溶液为是溶液使亚硫酸钠溶解，过滤得到滤液Ⅱ和沉淀Ⅲ为硫酸钡沉淀，用蒸馏水洗涤多次烘干得到纯净固体W₂g，
（1）加入过量A为BaCl₂溶液使为了使 SO₃^2-、SO₄^2- 沉淀完全，检验BaCl₂是否过量的方法是取上层清液少量，再加BaCl₂溶液少量，若无沉淀生成，证明所加BaCl₂溶液已过量或取上层清液少量，再加入Na₂SO₄溶液少量，若有沉淀生成，证明所加BaCl₂溶液已过量，加入A后发生反应的离子方程式为Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，Ba²⁺+SO₃^2-=BaSO₃↓，
故答案为：BaCl₂溶液；使 SO₃^2-、SO₄^2- 沉淀完全，取上层清液少量，再加BaCl₂溶液少量，若无沉淀生成，证明所加BaCl₂溶液已过量或取上层清液少量，再加入Na₂SO₄溶液少量，若有沉淀生成，证明所加BaCl₂溶液已过量；Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，Ba²⁺+SO₃^2-=BaSO₃↓；
（2）分析可知B是溶解亚硫酸钡沉淀的试剂，硫酸钡不溶于酸，试剂不能引入硫酸根离子，所以B为盐酸溶液，加入B为盐酸稍过量的理由是把亚硫酸钡沉淀全部溶解，加入B发生反应的离子方程式是 BaSO₃+2H⁺=Ba²⁺+SO₂↑+H₂O，
故答案为：盐酸；使BaSO₃ 全部溶解，BaSO₃+2H⁺=Ba²⁺+SO₂↑+H₂O；
（3）检验沉淀（Ⅲ）是否洗涤干净应取最后一次洗涤液加入硝酸酸化的硝酸银检验是否含氯离子或检验是否含硫酸根离子设计检验方法，步骤为：取最后一次洗涤液少量，加入用稀HNO₃酸化的AgNO₃溶液，若无沉淀产生，表示沉淀已经洗净，
故答案为：用稀HNO₃酸化的AgNO₃溶液，无沉淀产生；
（4）W₁为Na₂SO₃和Na₂SO₄质量，W₂为BaSO₄质量，n（BaSO₄）=n（Na₂SO₄）=$\frac{{W}_{2}}{233}$mol，用样品质量减去硫酸钠质量为亚硫酸钠质量，得到亚硫酸钠的质量分数=$\frac{{W}_{1}-\frac{{W}_{2}}{233}×142}{{W}_{1}}$×100%=（1-$\frac{{W}_{2}}{{W}_{1}}$×$\frac{142}{233}$）×100%，
故答案为：（1-$\frac{{W}_{2}}{{W}_{1}}$×$\frac{142}{233}$）×100%；
（5）亚硫酸钠被全部氧化生成硫酸钠，2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄，若生成硫酸钡物质的量和和硫酸钠物质的量相同时说明完全氧化，$\frac{{W}_{2}}{233}$mol×142g/mol=W₁，则142W₂
=233W₁，
故答案为：142W₂=233W₁．

点评 本题考查物质组成和含量的测定实验过程分析判断，主要是物质性质，物质分离等知识点，主要是实验过程的理解和计算应用，题目难度中等．