Question

某化學興趣小組采用下列方法測定Na₂SO₃樣品中Na₂SO₄的質量分數(shù)．
【方法一】測 SO₂質量法

采用如圖所示裝置，通過實驗測定生成SO₂的質量．
（1）C中盛放的試劑是

 

，E裝置的作用是

 

．
（2）若實驗前稱取m₁g樣品，再測得SO₂的質量為m₂g，則可得Na₂SO₄質量分數(shù)，其中m₂是通過測定

 

（填裝置符號）裝置在實驗前后的質量差得到的．該方法的缺點是（只答一點）

 

．
【方法二】測沉淀質量法
第一步：稱取m₃g樣品，置于小燒杯中   第二步：向小燒杯中加入足量稀鹽酸，加熱
第三步：再向小燒杯中加入足量BaCl₂溶液，然后過濾、洗滌   第四步：干燥沉淀，稱重為m₄g
（3）方案中BaCl₂能否改成Ba（NO₃）₂？

 

（填“能”或“不能”）； 試簡述原因

 

．
（4）簡述洗滌沉淀的方法：

 

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（5）若m₃=2m₄ 則試樣中Na₂SO₄的質量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：【方法一】（1）分析裝置圖通過實驗測定生成SO₂的質量，A為濃硫酸和亞硫酸鈉反應生成二氧化硫，C為濃硫酸除去二氧化硫氣體中的水蒸氣，裝置D是堿石灰吸收生成的二氧化硫，裝置E是防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入裝置C；
（2）裝置D是堿石灰吸收生成的二氧化硫；根據(jù)實驗原理由二氧化硫的質量計算Na₂SO₃的質量，從而計算樣品中Na₂SO₄質量分數(shù)，關鍵是二氧化硫的測定，本裝置不能保證二氧化硫全部被吸收；
【方法二】（3）根據(jù)實驗原理結合酸性條件下Ba（NO₃）₂將SO₂氧化成BaSO₄分析；
（4）利用過濾裝置進行沉淀洗滌，在過濾器中加入水浸沒沉淀帶水自然留下，洗滌2-3次；
（5）m₄g為硫酸鋇，根據(jù)硫酸鋇的質量科計算硫酸鈉的質量分數(shù)．

解答： 解：【方法一】（1）通過實驗測定生成SO₂的質量，A為濃硫酸和亞硫酸鈉反應生成二氧化硫，C為濃硫酸除去二氧化硫氣體中的水蒸氣，裝置D是堿石灰吸收生成的二氧化硫；裝置E是防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入裝置C；
故答案為：濃硫酸；防止空氣中二氧化碳和水蒸氣進入D裝置；
（2）裝置D是堿石灰吸收生成的二氧化硫，根據(jù)實驗原理由二氧化硫的質量計算Na₂SO₃的質量，從而計算樣品中Na₂SO₄質量分數(shù)，關鍵是二氧化硫的測定，本裝置不能保證二氧化硫全部被吸收，裝置中有滯留的二氧化硫，故答案為：D；SO₂不一定完全被吸收，裝置中有不少SO₂滯留；
【方法二】
（3）本實驗的原理是除去亞硫酸鈉，加入氯化鋇只生成硫酸鋇沉淀，根據(jù)硫酸根守恒從而計算出硫酸鈉的質量，從而計算樣品中Na₂SO₄質量分數(shù)，但是如果BaCl₂改成Ba（NO₃）₂，因為酸性條件下Ba（NO₃）₂將SO₂氧化成BaSO₄，就不能按照硫酸鋇的質量來計算硫酸鈉的質量，所以不能替換，
故答案為：不能；酸性條件下Ba（NO₃）₂將SO₂氧化成BaSO₄；
（4）利用過濾裝置進行沉淀洗滌，在過濾器中加入水浸沒沉淀帶水自然留下，洗滌2-3次，具體的操作步驟為：向漏斗內加水至剛好浸沒沉淀，待水自然流出后再加水洗滌2～3次；
故答案為：向漏斗內加水至剛好浸沒沉淀，待水自然流出后再加水洗滌2～3次；
（5）硫酸鋇的質量為m₄g，則硫酸鈉的物質的量和硫酸鋇的物質的量相等=

m4g

233g/mol

，混合物總質量為2m₄，硫酸鈉的質量分數(shù)為

m4 233 mol×142g/mol

2m4

×100%=30.5%，故答案為：30.5%．

點評：本題考查了實驗探究物質組成和含量的實驗測定方法和過程分析判斷，實驗基本操作的應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．