取3.5g以存放了较长时间的Na2SO3粉末（可能含有氧化产物Na2S4）,向其中加入某浓度的硫酸50mL,加热时产生的气体全部逸出,并用浓硫酸干燥后,测的该气体在标准状况下的体积为560mL,然后再溶液

Question

取3.5g以存放了较长时间的Na2SO3粉末（可能含有氧化产物Na2S4）,向其中加入某浓度的硫酸50mL,加热时产生的气体全部逸出,并用浓硫酸干燥后,测的该气体在标准状况下的体积为560mL,然后再溶液中逐渐加入0.5mol/L氢氧化钠溶液50mL,溶液中产生了沉淀,此时溶液的PH=7,求：（1） 原Na2SO3的纯度.（2）所用硫酸的物质的量浓度 （3）在上述操作中,需要滴加氢氧化钠溶液为多少毫升时,产生的沉淀不再增加?

Answer 1

久置的Na2SO3会发生：2Na2SO3 + O2 = 2Na2SO4
在样品中加硫酸：Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + H2O,Na2SO4不与H2SO4反应
逐滴加入Ba(OH)2溶液至pH=7：H2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4↓ + 2H2O
而Na2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4↓ + 2NaOH,溶液会显碱性,此反应没有发生
设样品中Na2SO3为xmol,消耗H2SO4为ymol,生成的SO2物质的量为0.56L÷22.4L/mol=0.025mol,生成的Na2SO4为wmol：
Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + H2O
1 1 1 1
x y w 0.025
解得：x = 0.025,y = 0.025,w = 0.025
（1）原Na2SO3的纯度：0.025mol×126g/mol÷3.5g×100%=90%.原样品中含Na2SO4为3.5g×(1-90%)÷142g/mol=0.0025mol.
设Ba(OH)2消耗H2SO4为zmol：
H2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4↓ + 2H2O
1 1
z 0.5mol/L×0.05L
解得：z = 0.025
（2）所用硫酸物质的量浓度为：(0.025mol+0.025mol)÷0.05L = 1mol/L.
设继续滴加Ba(OH)2nmol才能不再沉淀：
Na2SO4：0.0025mol+0.025mol=0.0275mol
Na2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4↓ + 2NaOH
1 1
0.0275 n
解得：n = 0.0275
0.0275mol÷0.5mol/L=0.055L
共需滴加Ba(OH)2溶液：50mL + 55mL = 105mL.