Question

【題目】某學(xué)生興趣小組模擬工業(yè)制取無水Na2SO3的過程如下：

已知：①反應(yīng)Ⅰ在三頸燒瓶中發(fā)生，裝置如圖所示(固定及加熱類儀器省略)；

②H2SO3、HSO3-、SO32-在水溶液中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH的分布如圖；

③Na2SO3·7H2O 和Na2SO3的溶解度曲線如圖。

(1)為提高Na2SO3產(chǎn)率，反應(yīng)Ⅰ應(yīng)控制pH在_____左右。

(2)反應(yīng)Ⅱ所得濾液的主要成分是_____和Na2SO3。

(3)將操作Ⅰ后所得的Na2SO3溶液_____(填操作)，過濾出的固體用無水乙醇洗滌、在真空干燥箱中采用150℃干燥，得無水Na2SO3固體。

(4)可以用KIO3測(cè)定產(chǎn)品中無水Na2SO3的純度：稱取0.1260 g樣品于錐形瓶中，用蒸餾水溶解，并加入淀粉做指示劑，滴加酸性KIO3溶液(a mol·L-1)至Na2SO3恰好完全氧化成Na2SO4，發(fā)生反應(yīng)3Na2SO3 + KIO3 = 3Na2SO4 + KI，消耗KIO3溶液體積為b mL。通過計(jì)算確定樣品中Na2SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計(jì)算過程)____

(5)滴加酸性KIO3溶液時(shí)，劇烈震蕩錐形瓶或者滴加時(shí)間過長(zhǎng)都會(huì)造成所測(cè)Na2SO3純度偏低，原因是_____。

Answer 1

【答案】9.5(9.4-10之間的值均可給分) NH4Cl 加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，在高于34℃條件下趁熱過濾 消耗KIO3的物質(zhì)的量為a×10-3 L×b mol·L-1= ab×10-3 mol

由題給反應(yīng)可得關(guān)系式：3 Na2SO3 ~ KIO3，

可知n(Na2SO3) = 3n(KIO3) = 3 ab×10-3 mol

則成品中Na2SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 3ab×100% 空氣中氧氣將Na2SO3氧化

【解析】

(1)由H2SO3、HSO3-、SO32-在水溶液中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH的分布圖可知，Na2SO3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)在pH=9.5左右最大；

(2)反應(yīng)Ⅱ是亞硫酸銨與氯化鈉反應(yīng)生成NH4Cl和Na2SO3，故所得濾液的主要成分是NH4Cl和Na2SO3；

(3) 由Na2SO3·7H2O 和Na2SO3的溶解度曲線可知溫度高于34℃條件下有利于Na2SO3析出，故將操作Ⅰ后所得的Na2SO3溶液加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，在高于34℃條件下趁熱過濾；

(4) 由題給反應(yīng)可得關(guān)系式：3Na2SO3 ~ KIO3，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系計(jì)算；

(5)劇烈震蕩錐形瓶或者滴加時(shí)間過長(zhǎng)都會(huì)使空氣中氧氣將Na2SO3氧化，造成所測(cè)Na2SO3純度偏低。

(1)由H2SO3、HSO3-、SO32-在水溶液中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH的分布圖可知，Na2SO3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)在pH=9.5左右最大；

因此，本題正確答案是：9.5(9.4-10之間的值均可給分)；

(2)反應(yīng)Ⅱ是亞硫酸銨與氯化鈉反應(yīng)生成NH4Cl和Na2SO3，故所得濾液的主要成分是NH4Cl和Na2SO3；

因此，本題正確答案是：NH4Cl；

(3) 由Na2SO3·7H2O 和Na2SO3的溶解度曲線可知溫度高于34℃條件下有利于Na2SO3析出，故將操作Ⅰ后所得的Na2SO3溶液加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，在高于34℃條件下趁熱過濾；

因此，本題正確答案是：加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，在高于34℃條件下趁熱過濾；

(4) 消耗KIO3的物質(zhì)的量為a×10-3 L×b mol·L-1= ab×10-3 mol，

由題給反應(yīng)可得關(guān)系式：3 Na2SO3 ~ KIO3，

可知n(Na2SO3) = 3n(KIO3) = 3 ab×10-3 mol

則產(chǎn)品中Na2SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ×100%=3ab×100%；

因此，本題正確答案是：3ab×100%；

(5)劇烈震蕩錐形瓶或者滴加時(shí)間過長(zhǎng)都會(huì)使空氣中氧氣將Na2SO3氧化，造成所測(cè)Na2SO3純度偏低。

因此，本題正確答案是：空氣中氧氣將Na2SO3氧化。