Question

【題目】亞硫酸鈉容易被氧化，某化學(xué)興趣小組為測定某亞硫酸鈉樣品的純度，三名學(xué)生分別設(shè)計(jì)了不同實(shí)驗(yàn)方案。

甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案：稱取10.0g樣品，進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)，測得裝置D中干燥管實(shí)驗(yàn)前后增大。

(1)寫出B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________。裝置E的作用是__________________。

乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案:稱取10.0g樣品，溶于過量的鹽酸后，再加入過量的BaCl2溶液，過濾、洗滌、烘干，稱量沉淀質(zhì)量為0.9g。

(2)洗滌沉淀的方法是_____________________，重復(fù)2~3次。

丙同學(xué)的設(shè)計(jì)方案步驟如下：

①稱取樣品10.0g,加水溶解配成250 mL溶液;②量取25.00 mL待測溶液于錐形瓶中;

③用酸化的0.1502 mol·L —1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn);

④重復(fù)操作2~3次，得出消耗KMnO4溶液體積的平均值為19.97 mL。

(3)滴定中盛裝KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液的儀器是_______________________________。

(4)寫出滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:___________________________。

(5)確定滴定達(dá)到終點(diǎn)的操作及現(xiàn)象為_______________________________。

(6)三名學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出的樣品純度各不相同，指導(dǎo)教師指出__________(填“甲”、“乙”、“丙”)同學(xué)實(shí)驗(yàn)誤差較大,其實(shí)驗(yàn)裝置存在明顯缺陷，理由是_________。

Answer 1

【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O 防止空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入D中，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 向漏斗中注入蒸餾水至恰好浸沒沉淀，待水自然流下 酸式滴定管 5SO32－＋2MnO4-＋6H＋===5SO42－＋2Mn2＋＋3H2O 滴入最后一滴KMnO4溶液，溶液由無色變成淺紫紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色 甲 反應(yīng)結(jié)束后，裝置中殘留一定量的SO2（或SO2氣流速度過快或裝置氣密性不好），未被裝置D吸收

【解析】

長期存放的亞硫酸鈉可能會(huì)被部分氧化生成硫酸鈉，也就是說該樣品中可能含亞硫酸鈉和硫酸鈉。甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案的原理為用70%硫酸與樣品中亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫，通過測定堿石灰吸收二氧化硫的量測定樣品的純度；乙同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案的原理為先將樣品溶于過量的鹽酸中除去樣品中的亞硫酸鈉，再加入過量的BaCl2溶液，過濾、洗滌、烘干，稱量硫酸鋇沉淀質(zhì)量，利用硫酸鋇沉淀質(zhì)量測定樣品的純度；丙同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案的原理為利用亞硫酸鈉具有還原性，用酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定樣品溶液，利用消耗酸性高錳酸鉀溶液的量測定樣品的純度。

（1）B中發(fā)生的反應(yīng)為70%硫酸與樣品中亞硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O；因堿石灰能吸收空氣中的CO2和水蒸氣，會(huì)導(dǎo)致所測結(jié)果偏大，則裝置E中堿石灰的作用是吸收空氣中的CO2和水蒸氣，防止CO2和水蒸氣進(jìn)入D中，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，故答案為：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O；防止空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入D中，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

（2）乙同學(xué)最終得到是硫酸鋇沉淀，洗滌沉淀的方法是向過濾器中注入蒸餾水至恰好浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)2~3次，故答案為：向漏斗中注入蒸餾水至恰好浸沒沉淀，待水自然流下；

（3）KMnO4具有強(qiáng)氧化性，會(huì)腐蝕堿式滴定管中的橡膠管，則滴定中， KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液盛裝在酸式滴定管中，故答案為：酸式滴定管；

（4）滴定過程中，酸性高錳酸鉀溶液與亞硫酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸錳和水，反應(yīng)的離子方程式為5SO32－＋2MnO4-＋6H＋=5SO42－＋2Mn2＋＋3H2O，故答案為：5SO32－＋2MnO4-＋6H＋=5SO42－＋2Mn2＋＋3H2O；

（5）當(dāng)酸性高錳酸鉀溶液過量時(shí)，溶液會(huì)變?yōu)樽仙�，則確定滴定達(dá)到終點(diǎn)的操作及現(xiàn)象為滴入最后一滴酸性高錳酸鉀溶液，溶液由無色變成淺紫紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色，故答案為：滴入最后一滴KMnO4溶液，溶液由無色變成淺紫紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色；

（6）甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)存在缺陷，一是若裝置氣密性不好，二氧化硫泄露，導(dǎo)致測定結(jié)果偏低；二是二氧化硫氣流速度過快，不能被D中堿石灰完全吸收，導(dǎo)致測定結(jié)果偏低；三是裝置中殘留二氧化硫，沒有被D中堿石灰完全吸收，導(dǎo)致測定結(jié)果偏低，故答案為：甲；反應(yīng)結(jié)束后，裝置中殘留一定量的SO2（或SO2氣流速度過快或裝置氣密性不好），未被裝置D吸收。