Question

實驗室有一瓶Na₂SO₃固體，可能含有NaCl、Na₂SO₄、BaCl₂、K₂CO₃、K₂SO₄中的一種或幾種雜質，通過下列實驗確定該樣品的成分及Na₂SO₃的質量分數．

①取少量樣品于試管中，加水振蕩，未見沉淀生成；
②透過藍色鈷玻璃觀察，焰色反應無紫色；
③用右圖所示儀器進行合理組裝，測定產生氣體的體積（SO₂在硫酸中的溶解忽略不計）
請回答下列問題：
（1）按氣流從左到右方向，正確的連接順序為：A接______，______接______，______接B．
（2）利用所組裝置，由分液漏斗向圓底燒瓶中滴加10mL水，將排入量筒中______mL液體．
（3）液體X是______，其作用是______．
（4）Y的作用是防止產生的氣體溶于水，下列所給試劑符合要求的是______．
A．苯B．四氯化碳C．酒精D．汽油
若稱取樣品3.00g，加入10.0mol/L的硫酸至過量（共5mL），產生無色氣體，排入量筒中液體的體積為229mL（標準狀況）．
（5）對獲得準確的氣體體積無益的操作有______（填序號）
①檢查裝置的氣密性；
②連通乙、丁的導管要預先注滿水；
③讀數時視線與量筒內凹液面最低點相平；
④恢復到室溫后再上下調整量筒位置，使乙、丁兩液面相平；
⑤在甲裝置膠塞上再連接一個導管，通入N₂將系統中SO₂全部排出．
（6）向逸出氣體后的溶液中加入稍過量的BaCl₂溶液，過濾、洗滌、干燥，得到白色沉淀13.98g．根據實驗所得現象及數據，可知：樣品中Na₂SO₃的質量分數是______，含有的雜質是______．

Answer 1

解：①取少量樣品于試管中，加水振蕩，未見沉淀生成，說明不含BaCl₂；
②透過藍色鈷玻璃觀察，焰色反應無紫色，說明不含K₂CO₃、K₂SO₄；
（1）根據發生裝置、干燥裝置、排水裝置和收集裝置排序，注意干燥裝置中導氣管遵循“長進短出”，排水裝置中遵循“短進長出”的原則，所以其排列順序是：C、D、F、E，故答案為：C；D；F；E；
（2）加入水的體積等于排除氣體的體積，等于排入量筒中液體的體積，所以為10mL，故答案為：10；
（3）X為濃硫酸，干燥二氧化硫，故答案為：濃硫酸；干燥SO₂ ；
（4）根據圖片知，Y小于水的密度且和水不互溶，苯和汽油的密度小于水且和水不互溶，四氯化碳的密度大于水，酒精和水互溶，故選A、D；
（5）①檢查裝置的氣密性防止漏氣而導致測量氣體體積不準確，所以對獲得準確的氣體體積有益，故不選；
②連通乙、丁的導管要預先注滿水防止二氧化硫排出不凈，所以對獲得準確的氣體體積有益，故不選；
③讀數時視線與量筒內凹液面最低點相平能得到準確氣體體積，所以對獲得準確的氣體體積有益，故不選；
④恢復到室溫后再上下調整量筒位置，使乙、丁兩液面相平，防止產生壓強差而使氣體體積不準確，所以對獲得準確的氣體體積有益，故不選；
⑤在甲裝置膠塞上再連接一個導管，通入N₂的氮氣可能進入丁中導致氣體體積不準確，故選；
故選⑤；
（6）根據題意知，二氧化硫的體積是229mL，根據硫原子守恒得亞硫酸鈉的質量分數==42%（或0.42）；
13.98g硫酸鋇中硫酸根離子的物質的量==0.06mol，硫酸中硫酸根離子的物質的量=10.0mol/L×0.005L=0.05mol＜0.06mol，所以含有硫酸鈉，且硫酸鈉的質量=142g/mol×（0.06-0.05）mol=1.42g，
亞硫酸鈉的質量==1.29g，
硫酸鈉和亞硫酸鈉的質量之和=1.42g+1.29g=2.71g＜3.00g，所以含有氯化鈉，
故答案為：42%；NaCl、Na₂SO₄．
分析：①取少量樣品于試管中，加水振蕩，未見沉淀生成，說明不含BaCl₂；
②透過藍色鈷玻璃觀察，焰色反應無紫色，說明不含K₂CO₃、K₂SO₄；
（1）根據發生裝置、干燥裝置、排水裝置和收集裝置排序；
（2）加入水的體積等于排除氣體的體積，等于排入量筒中液體的體積；
（3）X為濃硫酸干燥二氧化硫；
（4）Y小于水的密度且和水不互溶；
（5）①檢查裝置的氣密性防止漏氣；
②連通乙、丁的導管要預先注滿水防止二氧化硫排出不凈；
③讀數時視線與量筒內凹液面最低點相平能得到準確氣體體積；
④恢復到室溫后再上下調整量筒位置，使乙、丁兩液面相平，防止產生壓強差而使氣體體積不準確；
⑤在甲裝置膠塞上再連接一個導管，通入N₂的氮氣可能進入丁中導致氣體體積不準確；
（6）根據原子守恒計算亞硫酸的質量，再結合質量分數公式計算亞硫酸鈉的質量分數，根據生成的硫酸鋇的物質的量和硫酸的物質的量判斷是否含有硫酸鈉，根據總質量確定是否含有氯化鈉．
點評：本題考查了探究物質的組成及含量的測定，難點是確定混合物的成分，注意硫酸鋇沉淀中硫酸根離子不僅包含硫酸中硫酸根離子還包含混合物中硫酸根離子，為易錯點．