Question

12．亞硫酸鈉中的硫元素為+4價(jià)，請(qǐng)選擇下面所提供的化學(xué)試劑，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，證明亞硫酸鈉既有氧化性，又有還原性．（所提供的試劑為：溴水、硫化鈉溶液、亞硫酸鈉溶液、稀硫酸、NaOH溶液、氨水）
（1）要說明Na₂SO₃具有氧化性，應(yīng)選用的試劑是亞硫酸鈉溶液、硫化鈉溶液、稀硫酸，觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生淡黃色沉淀．
（2）要說明Na₂SO₃具有還原性，應(yīng)選用的試劑是亞硫酸鈉溶液、溴水，反應(yīng)的離子方程式是Br₂+SO₃^2-+H₂O═SO₄^2-+2Br^-+2H⁺
Ⅱ、某亞硫酸鈉試劑已被部分氧化．為了確定它的純度，要進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①稱取樣品 a g；②將樣品溶解；③在溶液中加入稍過量的鹽酸酸化的BaCl₂溶液；④將沉淀過濾，洗滌、干燥后稱重，質(zhì)量為b g．試回答：
（1）BaCl₂溶液要用鹽酸酸化的原因是防止BaSO₃沉淀的產(chǎn)生，而引起誤差；
（2）BaCl₂溶液要稍過量的原因是使試樣中的SO₄^2-完全轉(zhuǎn)化為BaSO₄沉淀；
（3）判斷沉淀是否洗盡的方法是取少量最后一次洗滌液，滴加AgNO₃溶液，如無沉淀，則沉淀已洗凈，反之則未完成；
（4）Na₂SO₃樣品純度的計(jì)算式是w（Na₂SO₃）=（1-$\frac{142b}{233a}$）×100%．

Answer 1

分析 （1）要證明Na₂SO₃具有氧化性，題中具有強(qiáng)還原性的只有Na₂S溶液，可在酸性條件下與亞硫酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（2）要證明Na₂SO₃具有還原性，題中只有溴水具有強(qiáng)氧化性，可與亞硫酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
Ⅱ、（1）根據(jù)亞硫酸根也可以與鋇離子生成亞硫酸鋇沉淀分析；
（2）根據(jù)確定它的純度，則要使氧化成的SO₄^2-沉淀完全；
（3）根據(jù)檢驗(yàn)最后一次洗滌液是否還還有雜質(zhì)離子來判斷是否洗盡；
（4）根據(jù)最終沉淀硫酸鋇的質(zhì)量計(jì)算已被氧化成硫酸鈉的質(zhì)量，再根據(jù)總質(zhì)量求出Na₂SO₃的質(zhì)量結(jié)合質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{m（N{a}_{2}S{O}_{3}）}{m（總）}$×100%計(jì)算．

解答 解：（1）要證明Na₂SO₃具有氧化性，具有強(qiáng)還原性的只有Na₂S溶液，可在酸性條件下與亞硫酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則選擇試劑為亞硫酸鈉溶液、硫化鈉溶液、稀硫酸，反應(yīng)的離子方程式為SO₃^2-+2S^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O，可觀察到溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀，
故答案為：亞硫酸鈉溶液、硫化鈉溶液、稀硫酸；產(chǎn)生淡黃色沉淀；
（2）要證明Na₂SO₃具有還原性，題中只有溴水具有強(qiáng)氧化性，則選擇的試劑為亞硫酸鈉溶液、溴水，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可觀察到溴水褪色，反應(yīng)的離子方程式為Br₂+SO₃^2-+H₂O=2Br^-+SO₄^2-+2H⁺，
故答案為：亞硫酸鈉溶液、溴水；Br₂+SO₃^2-+H₂O=2Br^-+SO₄^2-+2H⁺；
Ⅱ、（1）因?yàn)閬喠蛩岣�也可以與鋇離子生成亞硫酸鋇沉淀，所以測(cè)定亞硫酸鈉試劑已被部分氧化時(shí)要保證亞硫酸根不沉淀，則選用的氯化鋇必須在酸性條件下即BaCl₂溶液要用鹽酸酸化，
故答案為：防止BaSO₃沉淀的產(chǎn)生，而引起誤差；
（2）加入過量的氯化鋇為了將溶液中的硫酸根離子全部轉(zhuǎn)化為沉淀，以使結(jié)果更準(zhǔn)確，
故答案為：使試樣中的SO₄^2-完全轉(zhuǎn)化為BaSO₄沉淀；
（3）因?yàn)榧尤氲氖沁^量的鹽酸酸化的BaCl₂溶液，所以沉淀表面會(huì)含有少量的氯離子，則取最后一次洗滌液少許，滴加AgNO₃溶液，如無沉淀，則沉淀已洗凈，反之則未洗凈，
故答案為：取少量最后一次洗滌液，滴加AgNO₃溶液，如無沉淀，則沉淀已洗凈，反之則未完成；
（4）根據(jù)題意可知發(fā)生的反應(yīng)為硫酸鈉和氯化鋇的反應(yīng)，同時(shí)生成硫酸鋇的質(zhì)量為bg，設(shè)硫酸鈉的質(zhì)量為x，則
BaCl₂+Na₂SO₄═2NaCl+BaSO₄↓
142                233
x                   bg       解得：x=$\frac{142b}{233}$g，
所以亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以表示為：w（Na₂SO₃）=$\frac{a-\frac{142b}{233}}{a}$×100%=（1-$\frac{142b}{233a}$）×100%；
故答案為：w（Na₂SO₃）=（1-$\frac{142b}{233a}$）×100%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)、亞硫酸純度的測(cè)定方法等知識(shí)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和元素化合物知識(shí)的綜合運(yùn)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作能力，注意把握常見含硫化合物的性質(zhì)，題目難度中等．