Question

【題目】為了測定實驗室長期存放的Na2SO3固體的純度，準確稱取M g固體樣品，配成250 mL溶液。設計了以下兩種實驗方案：

方案I：取50.00 mL上述溶液→加入足量的鹽酸酸化的BaCl2溶液→操作I→洗滌→操作Ⅱ→稱量，得到沉淀的質(zhì)量為m1 g

方案Ⅱ：取50.00 mL上述溶液，用a mol/L 的酸性KMnO4溶液進行滴定。

實驗中所記錄的數(shù)據(jù)如下表：

滴定次數(shù) 實驗數(shù)據(jù)	1	2	3	4
待測溶液體積/mL	50.00	50.00	50.00	50.00
滴定管初讀數(shù)/mL	0.00	0.20	0.10	0.15
滴定管末讀數(shù)/mL	20.95	21.20	20.15	21.20

(1)配制250 mL Na2SO3溶液時，必須用到的實驗儀器有：燒杯、玻棒、滴管、藥匙和_______________、_________________。

(2)操作I為__________________操作Ⅱ為______________

(3)方案I中如何判別加入的氯化鋇已經(jīng)過量______________________________

(4)在方案Ⅱ中滴定終點的判斷方法是_______________________________。

(5) 在方案Ⅱ中發(fā)生的離子反應方程式為__________________________

(6)根據(jù)方案Ⅱ所提供的數(shù)據(jù)，計算Na2SO3的純度為___________。（寫成分數(shù)形式）

(7)有同學模仿方案I，提出方案Ⅲ：取50.00 mL上述溶液→加入足量的鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液→操作I→洗滌→操作Ⅱ→稱重，得到沉淀質(zhì)量為m2 g 并用方案I的方法計算結(jié)果。

根據(jù)方案Ⅲ，從理論上講，下列說法正確的是________（填序號）

a．方案I比方案Ⅲ的計算結(jié)果要低

b．方案I比方案Ⅲ的計算結(jié)果要高

c．m1=m2 ，方案I和方案Ⅲ的結(jié)果一樣

d．方案Ⅲ不應根據(jù)方案I的方法計算

(8)上述實驗中，由于操作錯誤所引起的實驗誤差分析正確的是__________（填序號）。

a．方案I中如果沒有洗滌操作，實驗結(jié)果將偏小

b．方案I中如果沒有操作Ⅱ，實驗結(jié)果將偏大

c．方案Ⅲ中如果沒有洗滌操作，實驗結(jié)果將偏小

d．方案Ⅲ中如果沒有操作Ⅱ，實驗結(jié)果將偏大

Answer 1

【答案】天平250mL的容量瓶過濾干燥（烘干）靜置分層后，向上清液中加入鹽酸酸化的氯化鋇，不再產(chǎn)生沉淀，即已沉淀完全加入最后一滴高錳酸鉀溶液后溶液由無色變?yōu)樽仙�，且在半分鐘�?nèi)不褪2MnO4-+5SO32-+6H+=2Mn2++5SO42-+3H2O1323a/40Mbdad

【解析】

(1)配制250 mL Na2SO3溶液的過程為：準確稱取M g固體樣品需要天平,溶解需要在燒杯中用玻璃棒攪拌,沿玻璃棒轉(zhuǎn)移到250 mL容量瓶,加水到離2~3cm處改用膠頭滴管定容到刻度配成250 mL溶液,配制250 mL Na2SO3溶液時,必須用到的實驗儀器有:燒杯、玻棒、滴管、藥匙和電子天平、250 mL的容量瓶,
(2)取2.500 mL上述溶液,加入足量的鹽酸酸化的BaCl2溶液生成硫酸鋇沉淀過濾洗滌干燥稱量,得到沉淀的質(zhì)量為m1g,操作I為分離固體和液體用過濾,操作Ⅱ為干燥沉淀;

(3)判別加入的氯化鋇已經(jīng)過量的方法為:靜置分層后,向上清液中加入鹽酸酸化的氯化鋇,不再產(chǎn)生沉淀,即已沉淀完全;

(4)在方案Ⅱ中滴定終點的判斷方法是加入最后一滴后溶液由無色變?yōu)樽仙?/span>,且在半分鐘內(nèi)不褪;

(5)酸性KMnO4具有氧化性，SO32-具有還原性，兩者發(fā)生氧化還原反應，離子反應方程式為：2MnO4-+5SO32-+6H+=2Mn2++5SO42-+3H2O；

(6)從圖表中4組數(shù)據(jù)可知,消耗的高錳酸鉀的體積分別為：20.95mL、21.00mL、20.05mL、21.05mL，第三組數(shù)據(jù)誤差較大,應舍去, 高錳酸鉀平均消耗的溶液體積V=(20.95mL+21.00mL+21.05mL)/3=21.00mL,消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量為a mol/L×0.021L=0.021amol結(jié)合化學方程式定量關系計算, 2MnO4-~5SO32-可知，50.00 mL的上述溶液中含有亞硫酸鈉的物質(zhì)的量為0.021amol×5/2=21a/400mol,則Mg固體中亞硫酸鈉的物質(zhì)的量為21a/400mol×250mL/50mL=21a/80mol,所以亞硫酸鈉的純度為：21a/80mol×126g/mol÷Mg×100%=1323a/40M;
(7)方案I如操作過程較慢,可導致部分亞硫酸被氧化為硫酸,進而生成不溶于鹽酸的硫酸鋇沉淀,導致結(jié)果偏大,方案Ⅲ生成的硫酸鋇沉淀來源于樣品中含有的硫酸鈉和亞硫酸鈉,其中亞硫酸鈉被氧化生成硫酸鈉,生成的硫酸鋇沉淀的質(zhì)量較大, 方案I計算硫酸鋇的質(zhì)量可確定硫酸鈉的質(zhì)量,進而計算亞硫酸鈉的純度,而方案Ⅲ根據(jù)硫酸鋇的質(zhì)量可確定硫酸鈉、亞硫酸鈉的物質(zhì)的量總量,結(jié)合二者質(zhì)量可確定亞硫酸鈉的質(zhì)量,兩種方案不同,計算方法不同。
因此，本題正確答案是:bd;
(6)a.方案I中如果沒有洗滌操作,測得生成硫酸根鋇質(zhì)量增大,則亞硫酸鈉的質(zhì)量偏小,故a正確;
b.方案I中如果沒有操作Ⅱ,測得生成硫酸鋇質(zhì)量增大,則亞硫酸鈉的質(zhì)量偏小,故b錯誤;
c.方案Ⅲ中如果沒有洗滌操作,測得生成硫酸鋇質(zhì)量增大,則測定結(jié)果偏大,故c錯誤;
d.方案Ⅲ中如果沒有操作Ⅱ,測得生成硫酸鋇質(zhì)量增大,被氧化的亞硫酸鈉質(zhì)量增大,測定結(jié)果偏大,故d正確.
因此，本題正確答案是:ad.