Question

Na₂SO₃在空氣中易被氧化而變質。某同學為證明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，滴入一定量的燒堿溶液和少許溴水，振蕩后溶液變為無色。
（1）在堿性溶液中Br₂和Na₂SO₃反應的離子方程式                                  。
（2）反應后的溶液含有SO₃^2-、SO₄^2-、Br^-、OH-等陰離子，下表是某同學鑒定其中SO₃^2-、SO₄^2-和Br^-的實驗報告，請完成未填完的部分。
限選試劑：2 mol·L^-1HCl；1 mol·L^-1 H₂SO₄；l mol·L^-1BaCl₂；l mol·L^-1Ba(NO₃)₂；1 mol·L^-1 KMnO₄、CCl₄；新制飽和氯水；品紅溶液。

編號	實驗操作	預期現象和結論
步驟①	取少量待測液加入試管中，加入過量2mol·L-1HCl，再滴加適量1  mol·L-1BaCl2 溶液。	有白色沉淀生成，證明待測液中含有、SO42- 。
步驟②
步驟③

（3）為了測定上述樣品的純度，現取10.0克試樣配成250ml溶液。取出25.00ml所配溶液，用0.10mol/L的酸性KMnO₄溶液滴定至終點。反應離子方程式為：
重復操作三次，每次消耗0.10mol/LKMnO₄溶液體積分別為20.02 ml、 20.00 ml和19.98 ml。（相對原子質量Na 23  S 32  O 16)
①計算樣品中Na₂SO₃的質量分數為                。（結果保留3位有效數字）
②操作時，若未用0.10mol/L的酸性KMnO₄溶液潤洗滴定管，會導致測定結果    。（填“偏高”、“偏低”或“沒有影響”）

Answer 1

33、（1）SO₃^2- + Br₂ + 2 OH^- = H₂O + SO₄^2- + 2Br^- （3分，未配平扣1分） 
（2）（8分）

	實驗操作	預期現象與結論
步驟②	方法1：取少量步驟①中上層清液于試管中，加入少量氯水，觀察溶液的顏色。（2分）（若再加入CCl4，振蕩，靜置觀察顏色也可）	溶液呈橙黃色，證明待測液中含Br-。（2分）（下層液體呈橙紅色，證明待測液中含Br-。）
	方法2：另取少量待測液于試管中，加入足量的2 mol·L-1鹽酸直到不產生氣泡為止，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-。（2分）（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。（2分）	紅色褪去，則存在SO32-，紅色不褪去，則不存在SO32-。（2分）
	方法2：另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。（2分）	紅色褪去，則存在SO32-，紅色不褪去，則不存在SO32-。（2分）

 
說明：步驟③只加鹽酸，觀察有無氣泡產生，不給分。
（3）① 0.630或63.0% （3分，未注意有效數字扣1分）  ② 偏高（2分）.

試題分析: （1）在堿性溶液中Br₂和Na₂SO₃發生氧化還原反應生成穩定的離子，不會生成酸，所以離子方程式為：SO₃^2- + Br₂ + 2 OH^- = H₂O + SO₄^2- + 2Br^- 。
（2）實驗的目的是鑒定溶液中含有的SO₃^2-、SO₄^2-和Br^- ，所以可以先選好相應的實際進行檢驗。SO₄^2- 可以選用BaCl₂ 溶液，若反應生成難溶于鹽酸的白色沉淀則可以證明SO₄^2- ；而Br^- 檢驗，可以利用其單質容易被有機溶劑萃取而顯色來鑒定，所以可以加入強氧化劑新制氯水和有機溶劑CCl₄ ；由于SO₃^2- 有較強還原性，且和強酸反應生成有刺激性氣味的氣體，能夠漂白品紅溶液，所以可以利用漂白性進行檢驗。所以具體步驟如表：

	實驗操作	預期現象與結論
步驟②	方法1：取少量步驟①中上層清液于試管中，加入少量氯水，觀察溶液的顏色。（2分）（若再加入CCl4，振蕩，靜置觀察顏色也可）	溶液呈橙黃色，證明待測液中含Br-。（2分）（下層液體呈橙紅色，證明待測液中含Br-。）
	方法2：另取少量待測液于試管中，加入足量的2 mol·L-1鹽酸直到不產生氣泡為止，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-。（2分）（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。（2分）	紅色褪去，則存在SO32-，紅色不褪去，則不存在SO32-。（2分）
	方法2：另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。（2分）	紅色褪去，則存在SO32-，紅色不褪去，則不存在SO32-。（2分）

 
（3）①由實驗數據可得，平均每次滴定消耗KMnO₄ 溶液體積V=（20.02 ml+20.00 ml+19.98 ml）÷3="20.00" ml，由方程式可知滴定反應中n(KMnO₄ ): n(Na₂SO₃ )=2:5，所以n(Na₂SO₃ )="2.5" n(KMnO₄ )="2.5×20.00" ml×10^-3×0.10mol/L="0.005" mol，所以樣品中總的n(Na₂SO₃ )="10×0.005" mol=0.050mol，所以Na₂SO₃ 樣品的純度=0.050mol×126g/mol÷10.0g×100%=63.0%；
②根據c測=c標·V標/V測可知，若未用0.10mol/L的酸性KMnO₄溶液潤洗滴定管，則會使標準液KMnO₄的濃度減小，濃度減小則會消耗更多的標準液，所以V標增大，導致待測液的濃度偏高。