Question

（2010?大連二模）有一化學(xué)樣品Na₂SO₃，可能含有NaCl、Na₂SO₄、KNO₃、K₂CO₂、K₂SO₄中的一種或幾種雜質(zhì)，某實(shí)驗(yàn)小組利用圖提供的裝置確定該樣品的成分及Na₂SO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．稱此樣品6.30g，加入6.0mol?L^-1的硫酸至過(guò)量，產(chǎn)生無(wú)色氣體560mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），向逸出氣體后的溶液中加入稍過(guò)量的BaCl₂溶液，得到白色沉淀9.32g，透過(guò)藍(lán)色鉆玻璃觀察，濾液的焰色反應(yīng)無(wú)紫色．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）乙圖溶液X是

濃H₂SO₄

，甲圖煤油的作用是

防止SO₂與水接觸

．
（2）若實(shí)驗(yàn)中加入硫酸溶液的體積為5.00mL，則樣品中Na₂SO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

50%

，寫出有關(guān)離子方程式

SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓

．
（3）結(jié)合已提供的實(shí)驗(yàn)儀器，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)儀器自選）如何正確測(cè)出氣體的體積，簡(jiǎn)述操作步驟：

反應(yīng)裝置冷至室溫后，再上下移動(dòng)量筒，使量筒與甲瓶?jī)?nèi)液面保持水平，然后讀取體積

．
（4）說(shuō)明一定含有硫酸鈉的依據(jù)：

產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量為0.04mol，而加入的硫酸物質(zhì)的量為0.03mol，所以必有硫酸鈉

．

Answer 1

分析：稱量此樣品6.30g，加入6.0mol?L^-1的硫酸至過(guò)量，產(chǎn)生無(wú)色氣體560mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），透過(guò)藍(lán)色鉆玻璃觀察，濾液的焰色反應(yīng)無(wú)紫色，說(shuō)明無(wú)鉀離子，證明混合物中一定無(wú)KNO₃、K₂CO₂、K₂SO₄；產(chǎn)生無(wú)色氣體560mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）是二氧化硫物質(zhì)的量為0.025mol；向逸出氣體后的溶液中加入稍過(guò)量的BaCl₂溶液，得到白色沉淀9.32g，判斷為硫酸鋇沉淀物質(zhì)的量=

9.32g

233g/mol

=0.04mol；
（1）乙圖是洗氣瓶，除去二氧化硫氣體中的水蒸氣；甲圖中是排水量氣測(cè)定二氧化硫的體積的裝置，所以煤油是防止二氧化硫和水接觸反應(yīng)；
（2）依據(jù)氣體物質(zhì)的量計(jì)算亞硫酸鈉物質(zhì)的量計(jì)算得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)；反應(yīng)過(guò)程中的離子方程式為亞硫酸根離子和氫離子反應(yīng)生成二氧化硫和水；加入鋇離子和硫酸根離子結(jié)合生成硫酸鋇沉淀；
（3）排水量氣裝置測(cè)量氣體的條件，利用的原理是氣體排出液體進(jìn)入量筒中讀出液體的體積即為氣體的體積；滿足的條件是，冷卻到室溫，量筒和廣口瓶液面相平，讀出體積；
（4）依據(jù)硫酸根離子物質(zhì)的量計(jì)算，結(jié)合硫酸根離子守恒分析判斷．

解答：解：（1）乙圖是洗氣瓶，除去二氧化硫氣體中的水蒸氣；甲圖中是排水量氣測(cè)定二氧化硫的體積的裝置，所以煤油是防止二氧化硫和水接觸反應(yīng)；X溶液是濃H₂SO₄，作用是防止SO₂與水接觸，
故答案為：濃H₂SO₄；防止SO₂與水接觸；
（2）加入6.0mol?L^-1的硫酸至過(guò)量，若實(shí)驗(yàn)中加入硫酸溶液的體積為5.00mL，產(chǎn)生無(wú)色氣體560mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）二氧化硫物質(zhì)的量為0.025mol；則亞硫酸鈉的物質(zhì)的量為0.025mol，質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

0.025mol×126g/mol

6.3g

×100%=50%，
故答案為：50%；SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
（3）排水量氣裝置測(cè)量氣體的條件，利用的原理是氣體排出液體進(jìn)入量筒中讀出液體的體積即為氣體的體積；滿足的條件是，冷卻到室溫，量筒和廣口瓶液面相平，讀出體積，
故答案為：反應(yīng)裝置冷至室溫后，再上下移動(dòng)量筒，使量筒與甲瓶?jī)?nèi)液面保持水平，然后讀取體積；
（4）得到白色沉淀9.32g，判斷為硫酸鋇沉淀物質(zhì)的量=

9.32g

233g/mol

=0.04mol；加入的硫酸物質(zhì)的量為0.03mol，說(shuō)明一定含有硫酸鈉，
故答案為：產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量為0.04mol，而加入的硫酸物質(zhì)的量為0.03mol，所以必有硫酸鈉．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的探究，實(shí)驗(yàn)分析判斷，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)和步驟，掌握物質(zhì)的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)基本操作是解題關(guān)鍵，題目難度中等．