Question

2．已知：過(guò)氧化鈣與CO₂反應(yīng)有氣體生成，而將SO₂通入過(guò)氧化鈣粉末中也有氣體生成．有人提出：CO₂、SO₂與過(guò)氧化鈣的反應(yīng)原理相同，但也有人提出SO₂具有較強(qiáng)的還原性，CO₂無(wú)強(qiáng)還原性，反應(yīng)原理不相同．據(jù)此設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行判斷．
實(shí)驗(yàn)一：通過(guò)測(cè)量氣體的體積判斷發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)裝置如下

（1）試劑A可以選用濃硫酸，試劑B的作用是吸收水蒸氣干燥氣體．
（2）裝置E用于測(cè)定氧氣的體積，請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟嫵鲅b置圖．
（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得裝置C中過(guò)氧化鈣質(zhì)量增加了m₁g，裝置D質(zhì)量增加了m₂g，裝置E中收集到的氣體為VL（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下），用上述有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)判斷，SO₂未被氧化、部分被氧化、完全被氧化的V-m₁關(guān)系式．
未被氧化：$\frac{7{m}_{1}}{30}$，部分被氧化：0＜V＜$\frac{7{m}_{1}}{30}$，完全被氧化：0．
若SO₂完全被氧化，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：CaO₂+SO₂=CaSO₄．
實(shí)驗(yàn)二：向一定量的過(guò)氧化鈉固體中通入足量SO₂，取反應(yīng)后的固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，以證明過(guò)氧化物與SO₂反應(yīng)的特點(diǎn)．
（4）提出假設(shè)：
假設(shè)1：反應(yīng)后固體中只有Na₂SO₃，證明SO₂未被氧化；
假設(shè)2：反應(yīng)后固體中只有Na₂SO₄，證明SO₂完全被氧化；
假設(shè)3：固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物．
實(shí)驗(yàn)探究：（5）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明假設(shè)3是正確的，簡(jiǎn)要回答實(shí)驗(yàn)過(guò)程、現(xiàn)象和結(jié)論：取反應(yīng)后的固體放入試管中，加少量的水溶解，加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成，再加入稀鹽酸沉淀部分溶解，證明原固體中即有亞硫酸鈉也有硫酸鈉，即過(guò)氧化鈉部分氧化二氧化硫．
實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)：（6）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中SO₂的通入量直接影響探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明原因：若剩余過(guò)氧化鈉，固體加水溶解時(shí)，過(guò)氧化鈉能將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，檢驗(yàn)出的硫酸根離子不能確定是過(guò)氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)生成的．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)一：（1）過(guò)氧化鈣和水反應(yīng)，裝置B中試劑能吸收水蒸氣，所以試劑為濃硫酸，干燥氣體除去水蒸氣；
（2）測(cè)定氧氣的體積利用排水量氣法：裝置為以下幾種裝置中的一種
（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得裝置C中過(guò)氧化鈣質(zhì)量增加了m₁ g，裝置D質(zhì)量增加了m₂ g，裝置E中收集到的氣體為V L（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下），若SO₂未被氧化、則發(fā)生反應(yīng)：2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂
依據(jù)化學(xué)方程式和反應(yīng)增重計(jì)算E中收集的氧氣：
2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂ 反應(yīng)增重
1mol                                      96g
$\frac{VL}{22.4L/mol}$                         m₁g
V=$\frac{7{m}_{1}}{30}$L
若二氧化硫全部被氧化發(fā)生的反應(yīng)為：CaO₂+SO₂=CaSO₄；反應(yīng)過(guò)程中 無(wú)氧氣生成，V=0，若0＜V＜$\frac{7{m}_{1}}{30}$，則二氧化硫部分被氧化；
實(shí)驗(yàn)二：向一定量的過(guò)氧化鈉固體中通入足量的SO₂，取反應(yīng)后的固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究
（4）假設(shè)1：反應(yīng)后固體只有 Na₂SO₃，證明SO₂未被氧化；
假設(shè)2：反應(yīng)后固體中只有 Na₂SO₄，證明SO₂完全被氧化；
假設(shè)3：固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
（5）證明假設(shè)3是正確的，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為：取反應(yīng)后的固體放入試管中，加少量的水溶解，加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成，再加入稀鹽酸沉淀部分溶解，證明原固體中即有亞硫酸鈉也有硫酸鈉，即過(guò)氧化鈉部分氧化二氧化硫．
（6）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中SO₂的通入量直接影響探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性，若剩余過(guò)氧化鈉，固體加水溶解時(shí)，過(guò)氧化鈉能將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，檢驗(yàn)出的硫酸根離子不能確定是過(guò)氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)生成的；

解答 解：實(shí)驗(yàn)一：（1）過(guò)氧化鈣和水反應(yīng)，裝置B中試劑能吸收水蒸氣，所以試劑為濃硫酸，干燥氣體除去水蒸氣，
故答案為：濃硫酸；吸收水蒸氣干燥氣體；
（2）測(cè)定氧氣的體積利用排水量氣法：裝置為以下幾種裝置中的一種，
故答案為：；
（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得裝置C中過(guò)氧化鈣質(zhì)量增加了m₁ g，裝置D質(zhì)量增加了m₂ g，裝置E中收集到的氣體為V L（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下），若SO₂未被氧化、則發(fā)生反應(yīng)：2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂
依據(jù)化學(xué)方程式和反應(yīng)增重計(jì)算E中收集的氧氣：
2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂ 反應(yīng)增重
1mol                                            96g
$\frac{VL}{22.4L/mol}$                                    m₁g
V=$\frac{7{m}_{1}}{30}$L
若二氧化硫全部被氧化發(fā)生的反應(yīng)為：CaO₂+SO₂=CaSO₄；反應(yīng)過(guò)程中 無(wú)氧氣生成，V=0，若0＜V＜$\frac{7{m}_{1}}{30}$，則二氧化硫部分被氧化；
故答案為：$\frac{7{m}_{1}}{30}$；0＜V＜$\frac{7{m}_{1}}{30}$；0；CaO₂+SO₂=CaSO₄；
實(shí)驗(yàn)二：向一定量的過(guò)氧化鈉固體中通入足量的SO₂，取反應(yīng)后的固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究
（4）假設(shè)1：反應(yīng)后固體只有 Na₂SO₃，證明SO₂未被氧化；
假設(shè)2：反應(yīng)后固體中只有 Na₂SO₄，證明SO₂完全被氧化；
假設(shè)3：固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
故答案為：Na₂SO₃；Na₂SO₄；固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
（5）證明假設(shè)3是正確的，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為：取反應(yīng)后的固體放入試管中，加少量的水溶解，加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成，再加入稀鹽酸沉淀部分溶解，證明原固體中既有亞硫酸鈉也有硫酸鈉，即過(guò)氧化鈉部分氧化二氧化硫．
故答案為：取反應(yīng)后的固體放入試管中，加少量的水溶解，加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成，再加入稀鹽酸沉淀部分溶解，證明原固體中即有亞硫酸鈉也有硫酸鈉，即過(guò)氧化鈉部分氧化二氧化硫；
（6）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中SO₂的通入量直接影響探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性，若剩余過(guò)氧化鈉，固體加水溶解時(shí)，過(guò)氧化鈉能將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，檢驗(yàn)出的硫酸根離子不能確定是過(guò)氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)生成的；
故答案為：若剩余過(guò)氧化鈉，固體加水溶解時(shí)，過(guò)氧化鈉能將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，檢驗(yàn)出的硫酸根離子不能確定是過(guò)氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)生成的．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了二氧化硫性質(zhì)應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的步驟和實(shí)驗(yàn)方案的確定應(yīng)根據(jù)題干要求分析判斷，關(guān)鍵是讀懂題干信息，依據(jù)題干條件計(jì)算判斷，題目較難．