Question

某�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)開展測定Na₂SO₃和NaCl的固體混合物中Na₂SO₃質(zhì)量分數(shù)的探究實驗，請根據(jù)實驗方案回答下列問題：
方案一：沉淀法
（1）取a g樣品在燒杯中溶解，加入過量的BaCl₂溶液，并用玻璃棒攪拌．
（2）過濾、

 

（填操作名稱）、干燥、稱量得沉淀的質(zhì)量為b g．
（3）根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出Na₂SO₃的質(zhì)量分數(shù)為

 

．
（4）第一興趣小組的同學(xué)經(jīng)認真分析，上述實驗操作均正確，但發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果與預(yù)期相差較大，請你推測可能的原因及驗證方法

 

．
方案二：氣體法
（5）第二興趣小組同學(xué)用圖Ⅰ所示裝置進行實驗．實驗開始時檢查裝置甲氣密性的具體操作是

 

，乙中所盛試劑為

 

．

（6）第三興趣小組同學(xué)用圖Ⅱ所示裝置進行實驗．其中有同學(xué)提出該裝置存在較多缺陷，從而導(dǎo)致實驗誤差，請你指出其中一處缺陷

 

．

Answer 1

分析：（2）依據(jù)樣品溶解后加入過量氯化鋇溶液用玻璃棒攪拌，過濾后洗滌沉淀，避免表面的溶液干擾測定質(zhì)量的稱量；
（3）沉淀為亞硫酸鋇沉淀，依據(jù)硫元素守恒計算亞硫酸鈉質(zhì)量計算得到質(zhì)量分數(shù)；
（4）操作全部正確，測定結(jié)果偏小，可能是亞硫酸鈉溶液被部分氧化生成硫酸鈉溶液，依據(jù)硫酸根離子的實驗檢驗方法設(shè)計實驗進行檢驗；
（5）依據(jù)甲裝置內(nèi)氣體壓強變化和液面變化分析設(shè)計檢驗裝置氣密性的實驗設(shè)計方法，實驗的依據(jù)是利用排液體的方法測量氣體體積，測定反應(yīng)生成的二氧化硫氣體體積來計算亞硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù)，所以不能損失二氧化硫，應(yīng)選擇試劑為飽和亞硫酸氫鈉溶液或四氯化碳溶液；
（6）分析裝置圖可知樣品和硫酸反應(yīng)生成的氣體中含有水蒸氣會造成誤差，干燥管和空氣相同會吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，增大稱量質(zhì)量，反應(yīng)后裝置中的二氧化硫未被全部趕到堿石灰中吸收分析產(chǎn)生誤差的原因．

解答：解：（2）樣品溶解后加入過量氯化鋇溶液用玻璃棒攪拌，過濾后洗滌沉淀，避免表面的溶液在固體表面干燥后稱量會產(chǎn)生誤差，干擾測定質(zhì)量的稱量，
故答案為：洗滌；
（3）取a g樣品在燒杯中溶解，加入過量的BaCl₂溶液，并用玻璃棒攪拌，過濾、洗滌、干燥、稱量得沉淀的質(zhì)量為b g，沉淀為BaSO₃，物質(zhì)的量n（BaSO₃）=

bg

217g/mol

=

b

217

mol，依據(jù)硫元素守恒，亞硫酸鈉物質(zhì)的量n（Na₂SO₃）=n（BaSO₃）=

b

217

mol，則Na₂SO₃的質(zhì)量分數(shù)=

b 217 mol×126g/mol

ag

×100%=

126b

217a

×100%，
故答案為：

126b

217a

×100%；
（4）第一興趣小組的同學(xué)經(jīng)認真分析，上述實驗操作均正確，但發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果與預(yù)期相差較大，操作全部正確，測定結(jié)果偏小，可能是亞硫酸鈉溶液被部分氧化生成硫酸鈉溶液，生成沉淀為亞硫酸鋇和硫酸鋇沉淀，依據(jù)硫酸根離子的實驗檢驗方法設(shè)計實驗進行檢驗，設(shè)計的步驟為：取少量試樣于試管中配成溶液，先滴加適量稀鹽酸，再滴加BaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，則證明該Na₂SO₃變質(zhì)，
故答案為：Na₂SO₃變質(zhì)．取少量試樣于試管中配成溶液，先滴加適量稀鹽酸，再滴加BaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，則證明該Na₂SO₃變質(zhì)；
（5）裝置甲的氣密性檢查，可以在A處用止水夾封閉甲裝置形成封閉體系，在分液漏斗中加入水，若水流不能順利滴加，證明裝置氣密性完好，否則漏氣；實驗的依據(jù)是利用排液體的方法測量氣體體積，測定反應(yīng)生成的二氧化硫氣體體積來計算亞硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù)，所以不能損失二氧化硫，應(yīng)選擇試劑為飽和亞硫酸氫鈉溶液或四氯化碳溶液，
故答案為：用止水夾夾在A處，通過分液漏斗滴加水，一段時間后若水不能順利滴加，說明甲氣密性好，否則氣密性不好；飽和NaHSO₃溶液或非極性溶劑如CCl₄等；
（6）分析裝置圖可知樣品和硫酸反應(yīng)生成的氣體中含有水蒸氣會造成誤差，干燥管和空氣相同會吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，增大稱量質(zhì)量，反應(yīng)后裝置中的二氧化硫未被全部趕到堿石灰中吸收分析產(chǎn)生誤差的原因，
故答案為：沒有吸收SO₂中水蒸氣的裝置，或球形干燥管與空氣相通，或反應(yīng)結(jié)束后，裝置內(nèi)殘留的SO₂不能完全排出．

點評：本題考查了物質(zhì)組成的實驗探究實驗驗證方法和實驗設(shè)計應(yīng)用，裝置連接和裝置氣密性檢查方法和原理的分析判斷，元素守恒的實驗測定減少應(yīng)用，掌握物質(zhì)性質(zhì)和實驗基本操作是解題關(guān)鍵，題目難度中等．