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^-1HCl、6 mol·L^-1HNO₃、NaOH稀溶液、蒸餾水、1 mol·L^-1 BaCl₂ 溶液。

提出合理假設(shè)：

假設(shè)1：　　　　                  　　　；假設(shè)2：　　　　                  　　　；

假設(shè)3：　　　　                  　　　；

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

(1)①產(chǎn)生二氧化硫沒有干燥，水蒸氣會與Na₂O₂反應(yīng)；②在B、C之間加一個(gè)裝有NaOH溶液的洗氣瓶  除去SO₂氣體

(2) 2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑

①提出合理假設(shè)

假設(shè)1：白色固體為Na₂SO₃   假設(shè)2：白色固體為Na₂SO₃與Na₂SO₄ 的混合物

假設(shè)3：白色固體為Na₂SO₄

②

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1：取少量白色固體于試管，加入足量的稀鹽酸	若聞到刺激性氣味，說明白色固體含有Na2SO3.
步驟2：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，則說明白色固體既含有Na2SO3，又含有Na2SO4。

解析:

本題考查過氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)的探究實(shí)驗(yàn)。（1）干燥二氧化硫，防止水蒸氣與過氧化鈉，B和C直接還需要一個(gè)尾氣吸收裝置，除去多余的二氧化硫；（2）將SO₂與CO₂作比較，因?yàn)榇嬖诜磻?yīng)2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，類推得到方程式為：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂。但是考慮到SO₂與CO₂在性質(zhì)上的不同，SO₂中的硫元素不是最高價(jià)，能夠被過氧化鈉氧化，進(jìn)而發(fā)生反應(yīng)Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄。綜合考慮該白色而固體應(yīng)該有三種可能，即白色固體為Na₂SO₃、白色固體為Na₂SO₃與Na₂SO₄ 的混合物、白色固體為Na₂SO₄。關(guān)于產(chǎn)物的驗(yàn)證實(shí)際上為SO₄^2－和SO₃^2－的檢驗(yàn)。