Question

18．有時(shí)為了方便，裝置示意圖中的儀器可以用圖1的方式表示．

某Na₂SO₃樣品，其中可能含Na₂SO₄、K₂SO₄、K₂CO₃、NaCl中的一種或幾種．為測(cè)定樣品成分及其含量，稱取樣品5.0g，加入5mL 6mol/L的硫酸（過量），標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定氣體的體積．向逸出氣體后的溶液中滴加足量BaCl₂溶液，過濾得沉淀9.32g．取濾液作焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，隔著藍(lán)色鈷玻璃觀察無紫色．
（1）用圖2儀器組裝實(shí)驗(yàn)，氣流從左向右各管口聯(lián)接順序是AEFDCB．
（2）丙中X液體是濃H₂SO₄，丁中的玻璃容器最好用量筒；甲中汽油的作用是防止SO₂與水接觸，目的是防止因氣體被水吸收產(chǎn)生誤差．
（3）要準(zhǔn)確測(cè)定生成氣體的體積，簡(jiǎn)述有關(guān)操作及注意事項(xiàng)．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)測(cè)得丁中液體的體積為560mL，通過計(jì)算和推斷，確定樣品的組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 稱量此樣品6.30g，加入6.0mol•L^-1的硫酸至過量，產(chǎn)生無色氣體560mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），透過藍(lán)色鉆玻璃觀察，濾液的焰色反應(yīng)無紫色，說明無鉀離子，證明混合物中一定無KNO₃、K₂CO₂、K₂SO₄；產(chǎn)生無色氣體560mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）是二氧化硫物質(zhì)的量為0.025mol；向逸出氣體后的溶液中加入稍過量的BaCl₂溶液，得到白色沉淀9.32g，判斷為硫酸鋇沉淀物質(zhì)的量=$\frac{9.32g}{233g/mol}$=0.04mol；
（1）該實(shí)驗(yàn)的流程為：氣體發(fā)生-氣體干燥-排液體測(cè)體積，根據(jù)發(fā)生裝置、干燥裝置、排水裝置和收集裝置排序；
（2）丙圖是洗氣瓶，除去二氧化硫氣體中的水蒸氣；用量筒測(cè)定排除的水的體積；甲圖中是排水量氣測(cè)定二氧化硫的體積的裝置，所以汽油是防止二氧化硫和水接觸反應(yīng)，氣體SO₂易溶于水排液體時(shí)汽油起到與水隔絕的作用；
（3）操作時(shí)，若要正確地測(cè)出放出氣體的體積甲與量筒的液面要相同，讀數(shù)要準(zhǔn)確，排水量氣裝置測(cè)量氣體的條件，利用的原理是氣體排出液體進(jìn)入量筒中讀出液體的體積即為氣體的體積；滿足的條件是，冷卻到室溫，量筒和廣口瓶液面相平，讀出體積；
（4）據(jù)二氧化硫的體積求出其物質(zhì)的量即為Na₂SO₃的物質(zhì)的量，求出質(zhì)量便可求質(zhì)量分?jǐn)?shù)，由焰色反應(yīng)知無KNO₃、K₂CO₃、K₂SO₄；白色沉淀9.32 g的物質(zhì)的量大于硫酸的物質(zhì)的量可知有Na₂SO₄并可求其質(zhì)量，由總質(zhì)量、Na₂SO₃質(zhì)量可知還有NaCl．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)的流程為：氣體發(fā)生-氣體干燥-排液體測(cè)體積，根據(jù)發(fā)生裝置、干燥裝置、排水裝置和收集裝置排序，裝置連接順序接口為：A E F D C B；
故答案為：A；E；F；D；C；B；
（2）丙裝置是洗氣瓶，除去二氧化硫氣體中的水蒸氣，X溶液是濃H₂SO₄；用量筒測(cè)定排除的水的體積，水的體積即是氣體的體積，所以選用量筒；甲圖中是排水量氣測(cè)定二氧化硫的體積的裝置，二氧化硫難溶于汽油，而易溶于水，所以汽油是防止二氧化硫和水接觸反應(yīng)，以免使二氧化硫被水產(chǎn)生誤差；
故答案為：濃H₂SO₄；量筒；防止SO₂與水接觸；防止因氣體被水吸收產(chǎn)生誤差；
（3）排水量氣裝置測(cè)量氣體的條件，利用的原理是氣體排出液體進(jìn)入量筒中讀出液體的體積即為氣體的體積；滿足的條件是，冷卻到室溫，量筒和廣口瓶液面相平，讀出體積，
故答案為：反應(yīng)裝置冷至室溫后，再上下移動(dòng)量筒，使量筒與甲瓶?jī)?nèi)液面保持水平，然后讀取體積；
（4）加入6.0mol•L^-1的硫酸至過量，若實(shí)驗(yàn)中加入硫酸溶液的體積為5.00mL，產(chǎn)生無色氣體560mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）二氧化硫物質(zhì)的量為0.025mol；
則亞硫酸鈉的物質(zhì)的量為0.025mol，質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.025mol×126g/mol}{5.0g}$×100%=63%；
得到白色沉淀9.32g，判斷為硫酸鋇沉淀物質(zhì)的量=$\frac{9.32g}{233g/mol}$=0.04mol；加入的硫酸物質(zhì)的量為0.03mol，說明一定含有硫酸鈉，質(zhì)量為0.01mol×142g/mol=1.42g，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{1.42g}{5.0g}$×100%=28.4%；
亞硫酸鈉的物質(zhì)的量為0.025mol，質(zhì)量=0.025mol×126g/mol=3.15g，剩余固體質(zhì)量為5.0g-1.42g-3.15g=0.43g，
由焰色反應(yīng)知無KNO₃、K₂CO₃、K₂SO₄，所以一定含有NaCl，則NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.43g}{5.0g}$×100%=8.6%；
答：混合物中含有Na₂SO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%，Na₂SO₄質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28.4%，NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.6%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成的測(cè)定實(shí)驗(yàn)探究，注意把握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)和步驟，掌握物質(zhì)的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)基本操作是解題關(guān)鍵，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和計(jì)算能力．