Question

【題目】亞硫酸鈉固體久置變質(zhì)，部分生成硫酸鈉。取a g亞硫酸鈉樣品，依照如圖裝置實(shí)驗(yàn)，分析樣品純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

(1)在C瓶試劑X的選擇上，甲同學(xué)認(rèn)為使用足量的Ba(OH)2溶液比足量的Ca(OH)2溶液更合適，理由是______________________。

(2)實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：（X采用甲同學(xué)意見(jiàn)）。

①先在A、B中通一段時(shí)間空氣，再接上C、D；

②加稀硫酸反應(yīng)；

③反應(yīng)結(jié)束，通空氣足夠時(shí)間。該操作的目的是________________；

④將C中物質(zhì)過(guò)濾、洗滌、干燥、稱重，得b g固體。以此計(jì)算，亞硫酸鈉樣品純度為_____________。

(3)乙同學(xué)指出，上述操作實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大，原因是(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示)_____；改進(jìn)的措施是__________________。

(4)依據(jù)乙同學(xué)意見(jiàn)改進(jìn)方案后，乙同學(xué)又提出也可以通過(guò)稱量C裝置前后的質(zhì)量差來(lái)分析結(jié)果。丙同學(xué)指出如此操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將偏小，原因是_______________。

(5)丙同學(xué)認(rèn)為若以稱重前后差量來(lái)分析，可稱量D裝置，并從以下3方面調(diào)整：

①將C瓶試劑X換為______________。

②在D裝置后可以接________(填選項(xiàng)編號(hào))。

a. 裝有無(wú)水氯化鈣的干燥管 b. 裝有堿石灰的干燥管

c. 裝有濃硫酸的洗氣瓶 d. 裝有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶

③先在C之前(含C)的裝置中通一段時(shí)間氣體，再接上D及之后的裝置。

Answer 1

【答案】BaSO3化學(xué)式量比CaSO3大，等物質(zhì)的量情況下，稱量時(shí)的（系統(tǒng)）相對(duì)誤差小。（或者Ca(OH)2溶解度小，足量溶液中水較多，會(huì)使CaSO3溶解損耗略有所增大，帶來(lái)誤差影響。） 將B中的SO2全部趕入C中，使其被完全吸收 2BaSO3+O2=2BaSO4 將空氣先通過(guò)灼熱的銅網(wǎng)，再通入A；或者改通N2、H2等(此時(shí)就不用裝置A了) 通入的氣流會(huì)帶走部分水蒸氣，使質(zhì)量差減小 濃硫酸 bc

【解析】

在裝置B中稀硫酸與樣品中Na2SO3反應(yīng)產(chǎn)生Na2SO4、SO2、H2O，SO2被C中Ba(OH)2試劑吸收產(chǎn)生BaSO3沉淀，根據(jù)產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量計(jì)算樣品中Na2SO3的質(zhì)量，進(jìn)而可得Na2SO3的純度，裝置D中堿石灰吸收CO2，可以防止空氣中CO2對(duì)SO2測(cè)定的影響；為了防止裝置中空氣的影響及SO2滯留在裝置中不能完全被Ba(OH)2試劑吸收，要先在A、B裝置中通入一段時(shí)間，然后再連接B、C之間的橡膠管，反應(yīng)完全后再通入空氣一段時(shí)間的空氣，據(jù)此分析解答。

(1)在C瓶試劑X的選擇上，甲同學(xué)認(rèn)為使用足量的Ba(OH)2溶液比足量的Ca(OH)2溶液更合適，原因是BaSO3化學(xué)式量比CaSO3大，等物質(zhì)的量情況下，稱量時(shí)的相對(duì)誤差小。(或者Ca(OH)2溶解度小，足量溶液中水較多，會(huì)使CaSO3溶解損耗略有所增大，帶來(lái)誤差影響。)

(2)③反應(yīng)結(jié)束，通空氣足夠時(shí)間。該操作的目的是將B中的SO2全部趕入C中，使其被完全吸收，減小實(shí)驗(yàn)誤差；

④將C中物質(zhì)過(guò)濾、洗滌、干燥、稱重，得b g固體。n(BaSO3)=mol，則Na2SO3的質(zhì)量為m(Na2SO3)=nM=mol×126 g/mol= g，所以亞硫酸鈉樣品純度為；

(3)乙同學(xué)指出，上述操作實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大，原因是通入空氣排出裝置中的SO2氣體時(shí)，空氣中的O2將BaSO3氧化產(chǎn)生BaSO4，反應(yīng)方程式為：2BaSO3+O2=2BaSO4；改進(jìn)的措施是將空氣先通過(guò)灼熱的銅網(wǎng)，除去空氣中的O2，再通入A；或者改為通N2、H2等(此時(shí)就不用裝置A了)。

(4)依據(jù)乙同學(xué)意見(jiàn)改進(jìn)方案后，乙同學(xué)又提出也可以通過(guò)稱量C裝置前后的質(zhì)量差來(lái)分析結(jié)果。丙同學(xué)指出如此操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將偏小，原因是通入的氣流會(huì)帶走部分水蒸氣，使質(zhì)量差減小；

(5)丙同學(xué)認(rèn)為若以稱重前后差量來(lái)分析，可稱量D裝置，并從以下3方面調(diào)整：

將C瓶試劑X換為濃硫酸來(lái)吸收水分，用裝置D吸收反應(yīng)產(chǎn)生的SO2氣體，為防止空氣中H2O對(duì)SO2吸收的影響，在D裝置后可以接裝有堿石灰的干燥管或裝有濃硫酸的洗氣瓶，故合理選項(xiàng)是bc。