Question

【題目】亞硫酸鈉在印染、造紙等眾多行業中有著廣泛的應用。研究小組用Na2CO3溶液吸收SO2制備Na2SO3。其實驗流程如下：

查閱資料可知，向碳酸鈉溶液通入二氧化硫的過程中，溶液中有關組分的質量分數變化如下圖是所示。

（1）如圖中的線2表示的組分為____________（填化學式）

（2）寫出如圖曲線4的反應方程式：__________________________

（3）實驗時，“反應Ⅱ”中加入NaOH溶液的目的是_______________________（用化學方程式表示）

（4）國家標準規定產品中Na2SO3的質量分數≥97.0%為優等品，≥93.0%為一等品。為了確定實驗所得產品的等級，研究小組采用了下列方法進行測定。

稱取2.570g產品，用蒸餾水溶解，加入足量的雙氧水使Na2SO3完全氧化生成Na2SO4，再加入過量的BaCl2溶液，所得沉淀經過濾、洗滌、干燥后稱重，質量為4.660g，通過計算確定產品中Na2SO3的質量分數（寫出計算過程）。_________________

Answer 1

【答案】NaHCO3 Na2SO3+SO2+H2O ==2NaHSO3 NaHSO3＋NaOH=Na2SO3＋H2O 98.05%

【解析】

向碳酸鈉溶液中通入二氧化硫，發生的反應依次：2Na2CO3+SO2+H2O=2NaHCO3+Na2SO3，2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O， SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3，所以圖像上對應的線1表示Na2CO3，線2表示NaHCO3，線3表示Na2SO3，線4表示NaHSO3，得到亞硫酸鈉溶液蒸發濃縮、冷卻結晶過濾洗滌得到Na2SO3。

（1）依據反應過程和圖象曲線變化可知，曲線2表示的是碳酸氫鈉；

（2）曲線4的反應方程式：SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3；

（3）“反應II”中加入NaOH溶液的目的是和亞硫酸氫鈉反應得到亞硫酸鈉；

（4）稱取2.570g產品，用蒸餾水溶解，加入足量的雙氧水使Na2SO3完全氧化生成Na2SO4，再加入過量的BaCl2溶液，所得沉淀經過過濾、洗滌、干燥后稱量，質量為4.660g，為硫酸鋇沉淀質量，反應為：Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O，Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓，結合硫酸鋇物質的量，硫元素守恒計算。

（1）依據反應過程和圖象曲線變化可知，曲線2表示的組分為NaHCO3，故答案為：NaHCO3。

（2）依據反應過程和圖象曲線變化可知，曲線4表示的組分為NaHSO3，曲線4的反應方程式：SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3，故答案為：SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3。

（3）“反應II”中加入NaOH溶液的目的是和亞硫酸氫鈉反應得到亞硫酸鈉，反應的化學方程式為：NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O，

故答案為：NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O。

（4）Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O，Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓，m（BaSO4）=4.660g，n（BaSO4）=4.660g÷233g/mol=0.020mol，則根據硫元素守恒n（Na2SO3）=n（BaSO4）=0.020mol，m（Na2SO3）=0.020mol×126 g/mol=2.520g，w（Na2SO3）=2.520g÷2.570g×100%≈98.05%，故答案為：98.05%。