Question

【题目】某化学兴趣小组的同学，通过咨询老师准备用亚硫酸钠溶液与浓硫酸反应来制备一定量的SO2(Na2SO3+H2SO4(浓)==Na2SO4+SO2↑+H2O]。老师给他们提供了一瓶亚硫酸钠溶液并告知该瓶溶液放置时间可能较长，不知是否变质。兴趣小组的同学分成甲、乙两小组对该瓶亚硫酸钠溶液成分进行实验探究。

（提出问题）①该瓶溶液中溶质的成分是什么?

②该瓶溶液中亚硫酸钠的质量分数是多少?

（查阅资料）

(1) Na2SO3有较强还原性，在空气中易被氧气氧化:2 Na2SO3+O2==2Na2SO4；

(2) Na2SO3能与酸反应产生SO2气体;

(3)SO32-、SO42-均能与Ba2+反应产生白色沉淀，BaSO3可溶于稀盐酸。

（作出猜想）

猜想1:没有变质，成分是Na2SO3;

猜想2完全变质，成分是Na2SO4;

你认为还可能有的猜想3:_____________________。

（实验探究I）甲、乙两组分别进行实验探究溶液是否变质:

小组	实验操作	现象	结论
甲组	取少量样品于试管中加入过量稀盐酸;	产生气泡	没有变质，还是Na2SO3
乙组	取少量样品于试管中加入氯化钡溶液，再加入足量稀盐酸。	_____	已部分变质

（评价）有同学质疑甲组方案不合理，理由是___________。

（实验探究II）

甲组设计如下实验测定Na2SO3溶液的溶质质量分数。(注:空气中二氧化碳的影响忽略不计)

(1)连好装置并检查装置气密性，在锥形瓶中放入126g该样品

(2)实验前称量C装置的质量；

(3)关闭活塞K，用注射器推入浓硫酸至不再产生气泡；

(4)打开活塞K，缓缓鼓入一定量的氮气，关闭活塞K；

(5)再次称量C装置的质量发现比反应前增重6.4g。

由此，计算出该溶液中Na2SO3的质量分数为_____________；

（解释）若没有进行第4步操作，则测得亚硫酸钠溶液的溶质质量分数比实际的____(填”偏小”或”偏大”)。

乙组仍使用第一次实验的原理，进行如下实验测定Na2SO3溶液的溶质质量分数。

第一步:称取试样ag；

第二步:在溶液中加入过量氯化钡溶液和足量稀盐酸；

第三步:过滤、洗涤、烘干沉淀；

第四步:称量沉淀的质量为bg；

第五步:计算溶液中Na2SO3的溶质质量分数=(1-142b/233a)×100%。

试完成下列问题:

(1)加入氯化钡溶液过量的目的是________________；

(2)第三步操作要洗涤沉淀的原因是______________________；

（反思）由此可得出，保存亚硫酸钠时应___________________________。

Answer 1

【答案】 部分变质，成分是Na2SO3和Na2SO4 产生白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀部分消失，

生成气体 部分变质也会产生气泡 10% 偏小 使溶液中Na2SO4全部转化成沉淀 沉淀表面溶液中含有NaCl、BaCl2，烘干时一并析出造成沉淀质量偏大 密封保存防止氧化

【解析】本题通过实验探究物质的组成成分以及含量，主要考查了盐、酸、碱的性质，根据化学方程式的计算等。认真审题，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断得出正确的结论。

作出猜想：猜想1是没有变质，成分是Na2SO3；猜想2完全变质，成分是Na2SO4；还可能有的猜想3是部分变质：成分是Na2SO3和Na2SO4；

实验探究I：若已部分变质，则固体成分是Na2SO3和Na2SO4，BaCl2与Na2SO3和Na2SO4能发生复分解反应生成BaSO3和BaSO4沉淀，其中Na2SO3能与盐反应产生SO2气体，BaSO4不能与盐酸反应，所以取少量样品于试管中加入氯化钡溶液，再加入足量稀盐酸，产生白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀部分消失，生成气体，则亚硫酸钠已部分变质；

评价：由实验探究I的分析可知，部分变质也会产生气泡，甲组方案不合理；

实验探究II：甲组实验：氢氧化钠溶液能吸收二氧化硫，C装置的质量发现比反应前增重6.4g，说明反应过程生成了6.4g的二氧化硫。设：生成6.4g的二氧化硫需亚硫酸钠的质量为x，

Na2SO3 +H2SO4(浓)==Na2SO4+SO2↑+H2O

126 64

x 6.4g

x=12.6g

溶液中Na2SO3的质量分数=×100%=10%；

解释：反应后的装置中充满了生成的二氧化硫，若没有进行第4步操作，生成的二氧化硫没有全部吸收，测得的二氧化硫质量偏小，测得亚硫酸钠溶液的溶质质量分数比实际的偏小；

乙组实验：(1) BaCl2与Na2SO4能发生复分解反应生成BaSO4沉淀，加入氯化钡溶液过量的目的是使溶液中Na2SO4全部转化成沉淀；

(2)第三步操作要洗涤沉淀的原因是沉淀表面溶液中含有NaCl、BaCl2，烘干时一并析出造成沉淀质量偏大；

反思：通过上述实验可知，亚硫酸钠在空气中易氧化变质，保存亚硫酸钠时，应密封保存防止氧化。