Question

2．某研究性學習小組的同學通過對亞硫酸鈉組成元素的價態(tài)進行分析后認為Na₂SO₃溶液在存放過程中有可能變質(zhì)，若已變質(zhì)，則相應(yīng)反應(yīng)的化學方程式2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄．
（1）甲同學設(shè)計了如下兩種方案來檢驗Na₂SO₃溶液是否變質(zhì)．
方案Ⅰ：取樣，加入稀鹽酸有氣泡生成，認為Na₂SO₃溶液沒有變質(zhì)．
方案Ⅱ：取樣，加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成，認為Na₂SO₃溶液完全變質(zhì)．
乙同學認為上述兩種方案均不合理，乙同學作出判斷的依據(jù)分別是方案Ⅰ：硫酸鈉和稀硫酸不反應(yīng)；
方案Ⅱ：亞硫酸根離子和硫酸根離子都會和鋇離子結(jié)合生成白色沉淀．
（2）乙同學設(shè)計如圖所示裝置（夾持裝置已略去）探究Na₂SO₃溶液是否變質(zhì)，量取60mL標簽上注明為1.0mol•L^-1的Na₂SO溶液放入A裝置中，通過測量生成的SO₂質(zhì)量的方法來判斷其是否變質(zhì)．
①D裝置的作用是防止空氣中水蒸氣和二氧化碳進入裝置C影響測定結(jié)果，分液漏斗中應(yīng)加入足量的b（填字母）；
a．濃硝酸  b．65%硫酸
c．濃鹽酸  d．20%硫酸
②若實驗前后測得C裝置增重3.2g，則Na₂SO₃變質(zhì)的百分率是17%．
（3）丙同學認為若只是確定Na₂SO₃是否變質(zhì)，乙的方案太復雜了，他認為只需要試管、膠頭滴管、鹽酸及氯化鋇溶液就可以達到目的（不考慮對環(huán)境的影響），請你發(fā)表自己的看法（若不同意，請說明理由；若同意，請寫出主要操作、現(xiàn)象及結(jié)論）：同意，取少量亞硫酸鈉溶液中加入過量氯化鋇溶液生成白色沉淀，再滴入過量鹽酸，若白色沉淀部分消失，證明樣品變質(zhì)．

Answer 1

分析 Na₂SO₃溶液在存放過程中有可能變質(zhì)，若已變質(zhì)是亞硫酸鈉溶液被空氣中的氧氣氧化生成硫酸鈉；
（1）方案Ⅰ實驗現(xiàn)象不能說明樣品中不存在硫酸鈉；方案Ⅱ亞硫酸根離子和硫酸根離子都會和鋇離子結(jié)合生成白色沉淀；
（2）①根據(jù)濃鹽酸、濃硝酸和濃硫酸的性質(zhì)判斷應(yīng)選取的物質(zhì)；
②堿石灰能吸收二氧化硫，所以C裝置增重的質(zhì)量就是二氧化硫的質(zhì)量，根據(jù)二氧化硫的質(zhì)量計算亞硫酸鈉固體中含有的亞硫酸鈉，從而計算出其濃度；
（3）亞硫酸鈉溶液中加入過量氯化鋇溶液生成白色沉淀，再滴入過量鹽酸，若白色沉淀部分消失，證明樣品變質(zhì)．

解答 解：Na₂SO₃溶液在存放過程中有可能變質(zhì)，若已變質(zhì)是亞硫酸鈉溶液被空氣中的氧氣氧化生成硫酸鈉，相應(yīng)反應(yīng)的化學方程式為：2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄，
故答案為：2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄；
（1）方案Ⅰ：取樣，加入稀鹽酸有氣泡生成，認為Na₂SO₃溶液沒有變質(zhì)是錯誤的，亞硫酸鈉被氧化生成的硫酸鈉不與硫酸發(fā)生反應(yīng)生成氣體，加入稀鹽酸有氣泡生成，不能確定是否被氧化，
故答案為：硫酸鈉和稀硫酸不反應(yīng)；
方案Ⅱ：取樣，加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成，認為Na₂SO₃溶液完全變質(zhì)是錯誤的，亞硫酸根離子和硫酸根離子都會和鋇離子結(jié)合生成白色沉淀，不能證明樣品是否變質(zhì)，
故答案為：亞硫酸根離子和硫酸根離子都會和鋇離子結(jié)合生成白色沉淀；
（2）①裝置D干燥管中的堿石灰是防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入裝置C影響測定二氧化硫的結(jié)果，
a、濃硝酸有揮發(fā)性，且濃硝酸有強氧化性，能把亞硫酸根離子氧化成硫酸根離子而得不到二氧化硫氣體，故a錯誤；
b、稀硫酸的氧化性是氫元素表現(xiàn)，反應(yīng)速率較慢，濃硫酸主要以分子存在，而亞硫酸鈉和硫酸的反應(yīng)是在溶液中以離子進行反應(yīng)，所以用65%硫酸和亞硫酸鈉固體反應(yīng)制取二氧化硫，故b正確；
c、濃鹽酸有揮發(fā)性，會對實驗造成干擾，故c錯誤；
d、20%硫酸是稀硫酸，稀硫酸的氧化性是氫元素表現(xiàn)，反應(yīng)速率較慢，故d錯誤；
故答案為：防止空氣中水蒸氣和二氧化碳進入裝置C影響測定結(jié)果；b；
（2）堿石灰能吸收二氧化硫，所以C裝置增重的質(zhì)量就是二氧化硫的質(zhì)量，
設(shè)亞硫酸鈉的物質(zhì)的量濃度為C，
H₂SO₄+Na₂SO₃=H₂O+Na₂SO₄+SO₂↑
      1mol            64g
  0.06Cmol            3.2g
C=0.83mol•L^-1，
則Na₂SO₃變質(zhì)的百分率=$\frac{0.06L×1.0mol/L-0.06L×0.83mol/L}{0.06L×1.0mol/L}$×100%=17%
故答案為：17%；
（3）丙同學認為若只是確定Na₂SO₃是否變質(zhì)，他認為只需要試管、膠頭滴管、鹽酸及氯化鋇溶液就可以達到目的，取少量亞硫酸鈉溶液中加入過量氯化鋇溶液生成白色沉淀，再滴入過量鹽酸，若白色沉淀部分消失，證明樣品變質(zhì)，
故答案為：同意，取少量亞硫酸鈉溶液中加入過量氯化鋇溶液生成白色沉淀，再滴入過量鹽酸，若白色沉淀部分消失，證明樣品變質(zhì)．

點評 本題考查了亞硫酸鈉變質(zhì)的探究實驗，注意實驗室制取二氧化硫時選取的酸不能是濃鹽酸、濃硝酸和98%的濃硫酸，實驗設(shè)計的分析判斷，題目難度中等．