Question

某實驗用盛有NaOH溶液的燒杯吸收含有SO₂的尾氣，實驗結(jié)束后燒杯中溶液無明顯現(xiàn)象，現(xiàn)對其成分進行探究．
（1）燒杯中溶液可能僅為NaHSO₃溶液，寫出生成NaHSO₃的離子方程式：

 

（2）假設(shè)溶液中同時存在Na₂SO₃和NaOH，設(shè)計實驗方案，進行成分檢驗．在答題卡上寫出實驗步驟、預期現(xiàn)象和結(jié)論．儀器任選，限選試劑：
稀鹽酸、稀硝酸、鐵絲、銅絲、CaCl₂溶液、品紅溶液、酚酞、甲基橙

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：	火焰呈黃色，證明原溶液中存在Na+．
步驟2：	，證明原溶液中存在OH-．
步驟3：另取少量原溶液于試管中，	品紅溶液褪色，證明原溶液中存在SO32-．

（3）若溶液中同時存在Na₂SO₃和NaHSO₃，為了準確測定溶液的濃度，實驗如下：
①原理：SO₃^2-+I₂+H₂O═SO₄^2-+2I^-+2H⁺
HSO₃^-+I₂+H₂O═SO₄^2-+2I^-+3H⁺
②步驟：準確量取10.00mL溶液于錐形瓶中，滴加幾滴淀粉溶液，用0.1000mol/L碘液滴定至終點，消耗碘液20.00mL；再用0.2000mol/L NaOH溶液滴定生成的酸，消耗NaOH溶液23，00mL．
③計算：c（Na₂SO₃）=

 

mol/L，c（NaHSO₃）=

 

mol/L．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計,二氧化硫的化學性質(zhì)

專題：實驗設(shè)計題,元素及其化合物

分析：（1）過量二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉；
（2）根據(jù)預期現(xiàn)象和結(jié)論可知每步操作的目的，根據(jù)實驗目的選擇所給藥品；
（3）根據(jù)滴定和中和消耗碘和氫氧化鈉的量根據(jù)方程式計算．

解答： 解：（1）過量二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+OH^-═HSO₃^-，故答案為：SO₂+OH^-═HSO₃^-；
（2）步驟1預期現(xiàn)象和結(jié)論為：火焰呈黃色，證明原溶液中存在Na⁺．可知步驟1為檢驗鈉離子，用焰色反應(yīng)，具體操作為：用光潔無銹的鐵絲蘸取原溶液在酒精燈火焰上灼燒；步驟2預期現(xiàn)象和結(jié)論為：酚酞變?yōu)榧t色，證明原溶液中存在OH^-．可知步驟2檢驗氫氧根離子，根據(jù)所給試劑，應(yīng)先把亞硫酸鈉除去，應(yīng)亞硫酸鈉水解顯堿性，故先加過量氯化鈣使亞硫酸鈉生成亞硫酸鈣沉淀，再用酚酞檢驗氫氧根離子，酚酞變紅，證明含氫氧根離子，
故實驗步驟為：
取少量原溶液于試管中，加入過量CaCl₂溶液，充分反應(yīng)后靜置，向上層清夜中滴加幾滴酚酞，振蕩；
步驟3預期現(xiàn)象和結(jié)論為：品紅溶液褪色，證明原溶液中存在SO₃^2-．說明步驟3檢驗亞硫酸鈉，可把亞硫酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成二氧化硫，通過品紅來檢驗，具體操作為：
另取少量原溶液于試管中，滴入幾滴品紅溶液，再加入過量稀鹽酸，振蕩；
故答案為：

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：用光潔無銹的鐵絲蘸取原溶液在酒精燈火焰上灼燒	火焰呈黃色，證明原溶液中存在Na+．
步驟2：取少量原溶液于試管中，加入過量CaCl2溶液，充分反應(yīng)后靜置，向上層清夜中滴加幾滴酚酞，振蕩	酚酞變?yōu)榧t色，證明原溶液中存在OH-．
步驟3：另取少量原溶液于試管中，滴入幾滴品紅溶液，再加入過量稀鹽酸，振蕩	品紅溶液褪色，證明原溶液中存在SO32-．

（3）設(shè)Na₂SO₃的物質(zhì)的量為x，NaHSO₃的物質(zhì)的量為y，
SO₃^2-+I₂+H₂O═SO₄^2-+2I^-+2H⁺
x    x                2x
HSO₃^-+I₂+H₂O═SO₄^2-+2I^-+3H⁺
 y    y                3y
根據(jù)題意：

x+y=0.1×0.02 2x+3y=0.2×0.023

解得：x=0.0014，y=0.0006
c（Na₂SO₃）=

0.0014mol

0.01L

=0.1400mol/L，c（NaHSO₃）=

0.0006mol

0.01L

=0.06000mol/L，
故答案為：0.1400；0.06000．

點評：本題考查了離子的檢驗和有關(guān)計算，中等難度，注意檢驗步驟的設(shè)計要根據(jù)提給試劑采用合適的方法．