Question

某同學想通過利用下圖所示裝置（夾持裝置已略去）實驗，探究SO₂與Na₂O₂反應的產物．

實驗后測得反應前C管的質量為m₁ g，反應后C管的質量為m ₂ g，反應后裝置D質量增加了n g．請分析：
Ⅰ．裝置B的作用

干燥SO₂氣體，防止水蒸氣與Na₂O₂反應

．裝置D的作用

防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入C裝置與Na₂O₂反應，同時吸收過量的SO₂，以免污染空氣

．
Ⅱ．如何檢驗反應中是否有O₂生成

用帶火星的木條靠近干燥管口a，觀察其是否燃燒

．
Ⅲ．對C中固體產物提出如下假設：
假設1：只有Na₂SO₃
假設2：只有Na₂SO₄
假設3：

有Na₂SO₃和Na₂SO₄

．
（1）若按假設2進行，反應方程式為

Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄

．
（2）若Na₂O₂反應完全，為確定C中固體產物的成分，甲同學設計如下實驗：

得出結論：產物是Na₂SO₄．
該方案是否合理

否

（填“是”或“否”），理由是

HNO₃有氧化性，據此不能確定產物是Na₂SO₃還是Na₂SO₄或二者兼有

．
（3）若假設1成立，某同學以反應前后C管的質量差（ m ₂-m ₁ ）g為依據推斷生成Na₂SO₃的質量為（ m ₂-m ₁ ）×126/64g．老師提示推算不合理，請你分析其中的緣由：

因為該反應中吸收SO₂同時有O₂產生，所以（m₂-m₁）不等于參加反應的SO₂質量，故該推算不合理

．
（4）若假設2成立，則參加反應的Na₂O₂物質的量為

m2-m1

64

 （列計算式）摩爾．

Answer 1

分析：Ⅰ、根據濃硫酸的吸水性以及二氧化硫、過氧化鈉的性質來回答；
Ⅱ、用帶火星的木條來檢驗氧氣；
Ⅲ、（1）過氧化鈉和二氧化硫反應生成硫酸鈉；
（2）硝酸具有氧化性，能將亞硫酸鋇氧化為不溶于硝酸的硫酸鋇；
（3）根據化學方程式結合固體質量的差量法來計算；
（4）根據固體差量法來計算．

解答：解：Ⅰ、濃硫酸有吸水性，能吸收二氧化硫中的水分，防止水蒸氣與過氧化鈉反應而干擾二氧化硫；堿石灰是干燥劑，能吸收水分，防止水蒸氣的干擾；堿石灰是堿性物質，能吸收二氧化硫等酸性氣體，防止污染大氣，故答案為：干燥SO₂氣體，防止水蒸氣與Na₂O₂反應；防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入C裝置與Na₂O₂反應，同時吸收過量的SO₂，以免污染空氣；
Ⅱ、用帶火星的木條可檢驗氧氣，故答案為：用帶火星的木條靠近干燥管口a，觀察其是否燃燒；
Ⅲ、推理法可以推出：假設3：是含有亞硫酸鈉和硫酸鈉的混合物，故答案為：有Na₂SO₃和Na₂SO₄；
（1）過氧化鈉和二氧化硫反應生成硫酸鈉的原理方程式為：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄，故答案為：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄；
（2）生成的白色沉淀中如果含有亞硫酸鋇，加入硝酸后，會將之氧化為硫酸鋇，不能得出結論：產物是Na₂SO₄，故答案為：否；HNO₃有氧化性，據此不能確定產物是Na₂SO₃還是Na₂SO₄或二者兼有；
（3）如果根據（m₂-m₁）等于參加反應的SO₂質量，推斷生成Na₂SO₃的質量為（m₂-m₁）×126/64g，但是該反應中吸收SO₂同時有O₂ 產生，所以（ m ₂-m ₁ ）不等于參加反應的SO₂質量，故該推算不合理，故答案為：因為該反應中吸收SO₂同時有O₂ 產生，所以（m₂-m₁）不等于參加反應的SO₂質量，故該推算不合理；
（4）若假設2成立，過氧化鈉和二氧化硫的反應為：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄，則（m₂-m₁）等于參加反應的SO₂質量，則參加反應的Na₂O₂物質的量n（Na₂O₂）=

m2-m1

64

，
故答案為：

m2-m1

64

．

點評：本題考查了常見氣體的制取和實驗裝置的選擇，是一道綜合知識題目，難度較大．