Question

Na₂SO₃在空气中易被氧化而变质．某同学为证明Na₂SO₃有还原性，从一瓶实验室长期存放的Na₂SO₃固体中取出少量溶于水，滴入一定量的烧碱溶液和少许溴水，振荡后溶液变为无色．
（1）在碱性溶液中Br₂和Na₂SO₃反应的离子方程式

 

．
（2）反应后的溶液含有SO₃^2-、SO₄^2-、Br^-、OH^-等阴离子，下表是某同学鉴定其中SO₃^2-、SO₄^2-和Br^-的实验报告，请完成未填完的部分．
限选试剂：2mol?L^-1 HCl；1mol?L^-1 H₂SO₄；1mol?L^-1 BaCl₂；1mol?L^-1 Ba（NO₃）₂；1mol?L^-1 KMnO₄、CCl₄；新制饱和氯水；品红溶液．

编号	实验操作	预期现象和结论
步骤①	取少量待测液加入试管中，加入过量的2mol?L-1盐酸，再滴加适量1mol?L-1 BaCl2溶液．	有白色沉淀生成，证明待测溶液中含SO42-
步骤②
步骤③

（3）为了测定上述样品的纯度，现取10.0克试样配成250mL溶液．取出25.00mL所配溶液，用0.10mol/L的酸性KMnO₄溶液滴定至终点．反应离子方程式为：
2MnO₄^-+5SO₃^2-+6H⁺═2Mn²⁺+5SO₄^2-+3H₂O
重复操作三次，每次消耗0.10mol/L KMnO₄溶液体积分别为20.02mL、20.00mL和19.98mL．（相对原子质量Na-23  S-32  O-16）
①计算样品中Na₂SO₃的质量分数为

 

．（结果保留3位有效数字）
②操作时，若未用0.10mol/L的酸性KMnO₄溶液润洗滴定管，会导致测定结果

 

 （填“偏高”、“偏低”或“没有影响”）

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题,实验设计题

分析：（1）Na₂SO₃和溴发生氧化还原反应；
（2）检验SO₄^2-，可用硝酸酸化的BaCl₂；检验Br^-，可用氯水，加入四氯化碳后，根据四氯化碳层的颜色进行判断；检验SO₃^2-，取少量待测液于试管中，加入过量盐酸，再滴入2滴品红观察溶液的颜色是否变红来确定；
（3）①根据化学反应的离子方程式结合百分含量是亚硫酸钠质量和样品质量的比值来计算；
②酸式滴定管使用之前要清洗再润洗，不润洗则其中的水会将高锰酸钾稀释，消耗的量增大，带来实验误差，据此判断．

解答： 解：（1）向烧碱和Na₂SO₃混合溶液中加入少许溴水，振荡后溶液变为无色，说明亚硫酸根离子被溴单质氧化为硫酸跟，依据电荷守恒和原子守恒配平写出离子方程式为：SO₃^2-+Br₂+2 OH^-=H₂O+SO₄^2-+2Br^-；
故答案为：SO₃^2-+Br₂+2OH^-=H₂O+SO₄^2-+2Br^-；
（2）检验SO₄^2-，可取少量待测液加入试管中，加入过量的2 mol?L^-1盐酸，再滴加适量l mol?L^-1BaCl₂溶液；
检验Br^-，可取出步骤①中适量上层清液于试管中，加入适量氯水，观察溶液的颜色．（若再加入四氯化碳，振荡，静置后观察颜色也可），或方法2：另取少量待测液加入试管中，加入足量的2 mol?L^-1盐酸直到不产生气泡为止，再加入少量氯水，观察溶液的颜色．（若再加入四氯化碳，振荡，静置后观察颜色也可），如溶液呈橙黄色，证明待测液中含Br^-．（下层液体呈橙红色，证明待测液中含Br^-．）
检验SO₃^2-，取少量待测液于试管中，加入过量2mol/L盐酸，再滴入2滴品红观察溶液的颜色是否变红来确定，若变红，则含有亚硫酸根离子，反之不含．
故答案为：

	实验操作	预期现象与结论
步骤②	方法1：取少量步骤①中上层清液于试管中，加入少量氯水，观察溶液的颜色	溶液呈橙黄色，证明待测液中含Br-（下层液体呈橙红色，证明待测液中含Br-）
	方法2：另取少量待测液于试管中，加入足量的2 mol?L-1盐酸直到不产生气泡为止，再加入少量氯水，观察溶液的颜色（若再加入四氯化碳，振荡，静置后观察颜色也可）	溶液呈橙黄色，证明待测液中含Br-（下层液体呈橙红色，证明待测液中含Br-）
步骤③	方法1：取出步骤①中适量上层清液于试管中，滴入2滴品红，观察溶液的颜色	红色褪去，则存在SO32-，红色不褪去，则不存在SO32-
	方法2：另取少量待测液于试管中，加入过量2mol/L盐酸，再滴入2滴品红观察溶液的颜色	红色褪去，则存在SO32-，红色不褪去，则不存在SO32-

（3）①每次消耗0.10mol/L KMnO₄溶液体积分别为20.02mL、20.00mL和19.98mL，其平均体积是：20.00mL，即0.02L，
根据反应：2MnO₄^-+5SO₃^2-+6H⁺═2Mn²⁺+5SO₄^2-+3H₂O
           2      5
0.10mol/L×0.02L  x  
样品中Na₂SO₃的质量分数为

0.1mol/L×0.02L× 5 2 ×10×126g/mol

10.0g

×100%=63.0%，故答案为：63.0%；
 ②若未用0.10mol/L的酸性KMnO₄溶液润洗滴定管，则消耗的高锰酸的体积会增大，导致测定结果偏高，
故答案为：偏高．

点评：本题综合考查化学实验放方案的评价，侧重于学生的实验能力和评价能力的考查，为高考常见题型，注意相关物质的性质的异同，把握实验方案的严密性，难度大．