6.亞硫酸鈉在印染、造紙等眾多行業(yè)中有著廣泛的應用.研究小組用Na
2CO
3溶液吸收SO
2制備Na
2SO
3.其實驗流程如圖1
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(shù)變化如圖2是所示.
(1)圖2中的線2表示的組分為NaHCO
3(填化學式)
(2)實驗時,“反應II”中加入NaOH溶液的目的是NaHSO
3+NaOH=Na
2SO
3+H
2O(主要)SO
2+2NaOH=Na
2SO
3+H
2O(次要)(用化學方程式表示)
(3)國家標準規(guī)定產(chǎn)品中Na
2SO
3的質量分數(shù)≥97.0%為優(yōu)等品,≥93.0%為一等品.為了確定實驗所得產(chǎn)品的等級,研究小組采用了兩種方法進行測定.
①方法I:稱取2.570g產(chǎn)品,用蒸餾水溶解,加入足量的雙氧水使Na
2SO
3完全氧化生成Na
2SO
4,再加入過量的BaCl
2溶液,所得沉淀經(jīng)過過濾、洗滌、干燥后稱量,質量為4.660g,通過計算確定產(chǎn)品中Na
2SO
3的質量分數(shù)m(BaSO
4)=4.660g,n(BaSO
4)=$\frac{4.660g}{233g/mol}$=0.020mol,則經(jīng)氧化后n(Na
2SO
4)=0.020mol,m(Na
2SO
4)=0.020mol×142g/mol=2.840g,根據(jù)差量法,原混合物中的Na
2SO
3:n(Na
2SO
3)=$\frac{2.840g-2.570g}{16g/mol}$,m(Na
2SO
3)=$\frac{2.840g-2.570g}{16g/mol}$×126g/mol=2.12625g,w(Na
2SO
3)=$\frac{2.1262g}{2.570g}$×100%≈82.73%.
如若不考慮雜質,則n(Na
2SO
3)=n(BaSO
4)=0.020mol,
m(Na
2SO
3)=0.020mol×126g/mol=2.520g,
w(Na
2SO
3)=$\frac{2.520g}{2.570g}$×100%≈98.05%.(寫出計算過程)
②方法II:稱取1.326g產(chǎn)品,配成100mL溶液,取25.00mL該溶液,滴加0.1250mol/L I
2溶液,恰好使Na
2SO
3完全氧化生成Na
2SO
4時,消耗I
2溶液20.00mL.通過計算確定產(chǎn)品中Na
2SO
3的質量分數(shù)n(Na
2SO
3)=n(I
2)=20.00mL×10
-3L/mL×0.1250mol/L=0.0025mol,m(Na
2SO
3)=0.0025mol×126g/mol×$\frac{100ml}{2500ml}$=1.260g,
w(Na
2SO
3)=$\frac{1.260g}{1.326g}$×100%≈95.02%.(寫出計算過程)
③判斷Na
2SO
3產(chǎn)品的等級,并說明理由方案I中的產(chǎn)品為優(yōu)等品,方案II中的產(chǎn)品為一等品.但是方案I產(chǎn)品中含有的硫酸鈉和碳酸鈉等雜質,在方案I的測定中,硫酸鈉和碳酸鈉雜質對測定有干擾,而方案II是直接測定亞硫酸鈉,可信度和精確度都要更高一些.