Question

化學(xué)興趣小組同學(xué)運(yùn)用類比學(xué)習(xí)的思想，探究過氧化鈉與二氧化硫的反應(yīng)．小組同學(xué)改進(jìn)了右圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（已知制取SO₂的反應(yīng)為H₂SO₄+Na₂SO₃=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O）充分反應(yīng)，B中固體由淡黃色變?yōu)榘咨�（Na₂O₂完全反應(yīng)），將帶火星的木條插入試管C中，木條復(fù)燃．試回答下列問題：
（1）請你完成裝置改進(jìn)的措施和理由：
①措施：在A、B之間加一個(gè)干燥管，理由

 

；
②措施：

 

，理由

 

．
（2）某同學(xué)推斷該白色固體為Na₂SO₃，則其所類比的化學(xué)反應(yīng)是

 

（用化學(xué)方程式表示）．任何的推論都要經(jīng)過檢驗(yàn)，請完成對白色固體的探究：
限選實(shí)驗(yàn)儀器與試劑：燒杯、試管、藥匙、滴管、酒精燈、試管夾；3 mol?L^-1鹽酸、6 mol?L^-1 硝酸、NaOH稀溶液、蒸餾水、溶液．
①提出合理假設(shè)：假設(shè)1：

 

；假設(shè)2．

 

；假設(shè)3：

 

；
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)，并按下表格式寫出實(shí)驗(yàn)操作步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論．

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1：
步驟2：
…

Answer 1

分析：（1）①裝置A是二氧化硫的發(fā)生裝置，生成的二氧化硫氣體中含有水蒸氣，AB間需要加一個(gè)干燥裝置，避免水蒸氣的存在影響探究二氧化硫和過氧化鈉的反應(yīng)；
②裝置C是驗(yàn)證氧氣生成，A中生成的二氧化硫氣體是污染性氣體，不能排放到空氣中；在BC間加一個(gè)吸收裝置；
（2）類比二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，類推二氧化硫和過氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和氧氣；
①依據(jù)類推可知二氧化硫和過氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和氧氣，亞硫酸鈉和氧氣反應(yīng)可以生成硫酸鈉，據(jù)此推斷白色固體可能的組成；
②利用亞硫酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成二氧化硫氣體驗(yàn)證亞硫酸根離子的存在，依據(jù)硫酸根離子和氯化鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀驗(yàn)證硫酸根離子的存在．

解答：解：（1）①裝置A是二氧化硫的發(fā)生裝置，生成的二氧化硫氣體中含有水蒸氣，AB間需要加一個(gè)干燥裝置，避免水蒸氣的存在影響探究二氧化硫和過氧化鈉的反應(yīng)，
故答案為：產(chǎn)生二氧化硫沒有干燥，水蒸氣會(huì)與Na₂O₂反應(yīng)；
②裝置C是驗(yàn)證氧氣生成，A中生成的二氧化硫氣體是污染性氣體，不能排放到空氣中；在BC間加一個(gè)吸收裝置，用一個(gè)盛有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶吸收二氧化硫，
故答案為：在B、C之間加一個(gè)裝有NaOH溶液的洗氣瓶；去SO₂氣體；
（2）化碳和過氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，類推二氧化硫和過氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，
故答案為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
①依據(jù)類推可知二氧化硫和過氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和氧氣，亞硫酸鈉和氧氣反應(yīng)可以生成硫酸鈉，據(jù)此推斷白色固體可能的組成為：亞硫酸鈉、硫酸鈉、亞硫酸鈉和硫酸鈉的混合物；
故答案為：Na₂SO₃；Na₂SO₄；Na₂SO₃和Na₂SO₄；
②依據(jù)硫酸根離子和氯化鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀驗(yàn)證硫酸根離子的存在；利用亞硫酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成二氧化硫氣體驗(yàn)證亞硫酸根離子的存在，實(shí)驗(yàn)操作設(shè)計(jì)為：
取少量白色固體與試管中，加入足量的稀鹽酸，若聞到刺激性氣味氣體，說明白色固體是Na₂SO₃ ；在步驟1的溶液加入足量的氯化鋇溶液，若有白色沉淀生成，則說明白色固體含Na₂SO₄，若步驟1現(xiàn)象明顯，而步驟2沒有明顯現(xiàn)象，則說明白色固體為Na₂SO₃；若步驟1現(xiàn)象不明顯，步驟2現(xiàn)象明顯，則說明白色固體為Na₂SO₄；若上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象均有，則說明白色固體即含有Na₂SO₄，又含Na₂SO₃；
故答案為：取少量白色固體與試管中，加入足量的稀鹽酸，若聞到刺激性氣味氣體，說明白色固體是Na₂SO₃ ；在步驟1的溶液加入足量的氯化鋇溶液，若有白色沉淀生成，則說明白色固體含Na₂SO₄，若步驟1現(xiàn)象明顯，而步驟2沒有明顯現(xiàn)象，則說明白色固體為Na₂SO₃；若步驟1現(xiàn)象不明顯，步驟2現(xiàn)象明顯，則說明白色固體為Na₂SO₄；若上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象均有，則說明白色固體即含有Na₂SO₄，又含Na₂SO₃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析判斷，主要是二氧化硫、二氧化碳和過氧化鈉性質(zhì)的分析應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．