Question

實驗室有一瓶可能含有NaCl、Na₂SO₄、KNO₃、K₂CO₃、K₂SO₄中的一種或幾種雜質的Na₂SO₃，通過下列實驗確定該樣品的成分及Na₂SO₃的質量分數。

稱此樣品6.30 g，加入6.0 mol·L^-1的硫酸至過量，產生無色氣體560 mL(標準狀況)，向逸出氣體后的溶液中加入稍過量的BaCl₂溶液，得到白色沉淀9.32 g，透過藍色鈷玻璃觀察，濾液的焰色反應無紫色。請根據實驗填寫下列空白：

(1)若用下圖所示儀器組裝進行上述實驗，氣體從左到右各儀器的正確連接順序為_______接_______，_______接________，______接________；X溶液是_____________，汽油的作用是___________________________________________________。

(2)操作時，怎樣才能正確地測出放出氣體的體積？__________________________________。

(3)若實驗中加入硫酸溶液的體積為5.00 mL，則樣品中Na₂SO₃的質量分數是多少(寫出計算過程)。

(4)相關離子方程式是___________________________________________________。

(5)一定含有的雜質是什么？(寫出計算過程)

Answer 1

(1)A  E  F  D  C  B  濃H₂SO₄  防止SO₂與水接觸

(2)待反應裝置冷卻至室溫后，再上下移動量筒，使量筒與甲瓶內液面保持水平，然后讀數

(3)m(Na₂SO₃)=×126 g·mol^-1=3.15 g

w(Na₂SO₃)=×100%=50%

(4)+2H⁺====SO₂↑+H₂O；Ba²⁺+====BaSO₄↓

(5)因為n(BaSO₄)==0.04 mol

加入H₂SO₄應得BaSO₄的物質的量為0.005 L×6.0 mol·L^-1=0.03 mol

原混合物中m(Na₂SO₄)=(0.04-0.03) mol×142 g·mol^-1=1.42 g

m(Na₂SO₄)+m(Na₂SO₃)=3.15 g+1.42 g=4.57 g＜6.30 g

故樣品中應含NaCl和Na₂SO₄兩種雜質。

解析：通過焰色反應現象確定樣品中無KNO₃、K₂CO₃、K₂SO₄，是否含NaCl和Na₂SO₄需通過實驗數據的處理得出結論。