Question

Na₂SO₃是抗氧劑，在空氣中由于易被氧化而變質(zhì)．某同學(xué)為了證明Na₂SO₃有還原性，從一瓶實驗室長期存放的Na₂SO₃固體中取出少量溶于水，并滴入一定量的燒堿溶液和少許溴水，振蕩后溶液變?yōu)闊o色．
（1）寫出堿性溶液中Br₂和Na₂SO₃反應(yīng)的離子方程式

 

．
（2）反應(yīng)后的溶液應(yīng)含有SO₃^2-、SO₄^2-、Br^-、OH^-等陰離子，下表是某同學(xué)鑒定其中SO₃^2-、SO₄^2-和Br^-的實驗報告，請?zhí)顚懺撏瑢W(xué)實驗報告中未填完的部分．限選試劑：2mol?L^-1HCl；1mol?L^-1 H₂SO₄；l mol?L^-1BaCl₂；l mol?L^-1Ba（NO₃）₂；1mol?L^-1 KMnO₄、CCl₄；新制飽和氯水；品紅溶液．

編號	實驗操作	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟①	取少量待測液加入試管中，加入過量的2mol?L-1鹽酸，再滴加適量l mol?L-1BaCl2溶液．	有白色沉淀生成，證明待測液中含SO42-．
步驟②
步驟③

（3）該同學(xué)為了測定上述Na₂SO₃的純度，現(xiàn)取10.00克試樣配成250ml溶液．取出25.00ml所配溶液，用0.1000mol/L的酸性KMnO₄溶液滴定至終點．重復(fù)操作三次，每次消耗0.1000mol/L KMnO₄溶液體積見下表．反應(yīng)離子方程式為：2MnO₄^-+5SO₃^2-+6H⁺=2Mn²⁺+5SO₄^2-+3H₂O

序   號	所取Na2SO3溶液的體積	終點消耗KMnO4溶液的體積
1	25.00ml	20.02ml
2	25.00ml	21.80ml
3	25.00ml	19.98ml

①計算實驗測得該晶體中Na₂SO₃的質(zhì)量分數(shù)．
②下列操作會導(dǎo)致測定結(jié)果偏高的是

 

A．未用標(biāo)準(zhǔn)濃度的酸性KMnO₄溶液潤洗滴定管    
B．滴定前錐形瓶未干燥
C．滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡
D．不小心將少量酸性KMnO₄溶液滴在錐形瓶外
E．觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）Na₂SO₃和溴發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（2）檢驗SO₄^2-，可用硝酸酸化的BaCl₂；檢驗Br^-，可用氯水，加入四氯化碳后，根據(jù)四氯化碳層的顏色進行判斷；檢驗SO₃^2-，取少量待測液于試管中，加入過量鹽酸，再滴入2滴品紅觀察溶液的顏色是否變紅來確定；
（3）①根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式結(jié)合百分含量是亞硫酸鈉質(zhì)量和樣品質(zhì)量的比值來計算；
②誤差分析：看錯誤操作如何影響消耗高錳酸鉀的體積．

解答： 解：：（1）取少量Na₂SO₃固體中溶于水，滴入一定量的燒堿溶液和少許溴水，振蕩后溶液變?yōu)闊o色，說明溴單質(zhì)已經(jīng)反應(yīng)，溴單質(zhì)具有氧化性，亞硫酸根離子具有還原性，亞硫酸根離子被溴單質(zhì)氧化為硫酸根，且溶液呈堿性，寫出離子方程式為：SO₃^2-+Br₂+2OH^-=H₂O+SO₄^2-+2Br^-；
故答案為：SO₃^2-+Br₂+2OH^-=H₂O+SO₄^2-+2Br^-；
（2）步驟①為：檢驗SO₄^2-，先酸化，因溶液中可能含有SO₃^2-，故不能用硝酸酸化，因為硝酸能將SO₃^2-氧化為SO₄^2-影響SO₄^2-的檢驗，且鹽酸一定過量，否則OH^-會影響SO₄^2-的檢驗；
檢驗Br^-可用氯水，但是氯水會和堿反應(yīng)，故檢驗實驗需要在酸性環(huán)境中進行，可取出步驟①中適量上層清液于試管中（步驟①中的溶液呈酸性），加入適量氯水，觀察溶液的顏色．（若再加入四氯化碳，振蕩，靜置后觀察顏色也可）；或另取少量待測液加入試管中，加入足量的2 mol?L^-1鹽酸直到不產(chǎn)生氣泡為止，再加入少量氯水，觀察溶液的顏色．（若再加入四氯化碳，振蕩，靜置后觀察顏色也可），如溶液呈橙黃色，證明待測液中含Br^-（下層液體呈橙紅色，證明待測液中含Br^-）．
檢驗SO₃^2-，取少量待測液于試管中，加入過量2mol/L鹽酸，再滴入2滴品紅觀察溶液的顏色是否變紅來確定，若變紅，則含有亞硫酸根離子，反之不含；
或者檢查步驟①中是否溶有二氧化硫；
故答案為：

	實驗操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟，②：	方法1：取出步驟①中適量上層清液于試管中，加入適量氯水，觀察溶液的顏色．（若再加入四氯化碳，振蕩，靜置后觀察顏色也可）	溶液呈橙黃色，證明待測液中含Br-． （下層液體呈橙紅色，證明待測液中含Br-．）
	方法2：另取少量待測液加入試管中，加入足量的2 mol?L-1鹽酸直到不產(chǎn)生氣泡為止，再加入少量氯水，觀察溶液的顏色．（2分）（若再加入四氯化碳，振蕩，靜置后觀察顏色也可）	溶液呈橙黃色，證明待測液中含Br-． （下層液體呈橙紅色，證明待測液中含Br-．）
步驟③：	方法1：取出步驟①中適量上層清液于試管中，滴入2滴品紅，觀察溶液的顏色．	紅色褪去，則存在SO32-，紅色不褪去，則不存在SO32-．
	方法2：另取少量待測液加入試管中，加入過量2mol/L鹽酸，再滴入2滴品紅觀察溶液的顏色．	紅色褪去，則存在SO32-，紅色不褪去，則不存在SO32-．

說明：步驟③只加鹽酸，觀察有無氣泡產(chǎn)生，不給分．
（3）①分析三組數(shù)值知，第2組實驗誤差較大，應(yīng)該舍棄，故滴定25mlNa₂SO₃溶液，消耗KMnO₄溶液的體積=

20.02ml+19.98ml

2

=20.00ml，
由2MnO₄^-+5SO₃^2-+6H⁺=2Mn²⁺+5SO₄^2-+3H₂O知：
2MnO₄^-～～～5SO₃^2-～～～5Na₂SO₃
2mol                  5×126g
20.00×10^-3×0.1         m
解得：m=6.300g，
該晶體中Na₂SO₃的質(zhì)量分數(shù)=

6.3g

10.00g

×100%=63.00%；
②誤差分析：看錯誤操作如何影響消耗高錳酸鉀的體積：
A．未用標(biāo)準(zhǔn)濃度的酸性KMnO₄溶液潤洗滴定管，則消耗的高錳酸的體積會增大，導(dǎo)致測定結(jié)果偏高；
B．滴定前錐形瓶未干燥，對消耗的高錳酸的體積無影響，結(jié)果不影響測定；
C．滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，對高錳酸的體積讀書偏大，導(dǎo)致測定結(jié)果偏高；
D．不小心將少量酸性KMnO₄溶液滴在錐形瓶外，則消耗的高錳酸的體積會增大，導(dǎo)致測定結(jié)果偏高；
E．觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視讀數(shù)，比實際用量偏低導(dǎo)致結(jié)果偏低；
故答案為：①63.00%；②ACD．

點評：本題綜合考查化學(xué)實驗方案的設(shè)計，側(cè)重于對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ目疾�，為高考常見題型，注意相要把握實驗方案的嚴(yán)密性，計算時要注意數(shù)據(jù)的取舍，難度大．