Question

某校化學(xué)興趣小組在學(xué)習(xí)了過氧化鈉性質(zhì)后，進一步研究其與SO₂反應(yīng)情況，查閱相關(guān)資料知：過氧化鈉與CO₂反應(yīng)有氣體生成，而將SO₂通入過氧化鈉粉末中也有氣體生成。有同學(xué)認為：CO₂、SO₂雖然都是酸性氧化物，但SO₂具有較強的還原性，CO₂無還原性，反應(yīng)原理應(yīng)該不相同，并設(shè)計如下實驗進行探究。
（1）[提出假設(shè)]向一定量的過氧化鈉固體中通入足量的SO₂，對反應(yīng)后的固體產(chǎn)物成分及反應(yīng)原理提出如下假設(shè)：
假設(shè)一：反應(yīng)后固體中只有Na₂SO₃，證明SO₂未被氧化；
假設(shè)二：反應(yīng)后固體中只有Na₂SO₄，證明SO₂完全被氧化； 
假設(shè)三：反應(yīng)后固體中____________         _____，證明                       。
（2）[定性研究] 
為驗證假設(shè)三是否成立，興趣小組進行如下研究，請你完成下表中內(nèi)容

實驗步驟（不要求寫出具體操作過程）	預(yù)期的實驗現(xiàn)象和結(jié)論
取反應(yīng)后的固體放入試管中，……

 
（3）[定量研究]通過測量氣體的體積判斷發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，實驗裝置如下：

①裝置D的作用是                   。
②實驗測得裝置C中過氧化鈉質(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)準狀況下），用上述有關(guān)測量數(shù)據(jù)進行判斷

SO2被氧化的程度	V與m1或m2的關(guān)系
完全被氧化	V=0
部分被氧化
未被氧化

 

Answer 1

（1）固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，證明二氧化硫部分被氧化（每空2分，共4分）
（2）

實驗步驟（不要求寫出具體操作過程）	預(yù)期的實驗現(xiàn)象和結(jié)論
取反應(yīng)后的固體放入試管中，加少量水溶解，加入BaCl2溶液，再加入稀鹽酸。	加入BaCl2溶液有白色沉淀產(chǎn)生，加入鹽酸沉淀部分溶解。 證明原固體中既有亞硫酸鈉也有硫酸鈉。

（其他合理答案均可,如先加足量鹽酸，再加BaCl₂溶液）（每空2分，共4分）
（3）①吸收未反應(yīng)的SO₂。（共2分）
②

SO2被氧化的程度	V與m1或m2的關(guān)系
完全被氧化	V=0
部分被氧化	0<V<7m1/30 或m1>30V/7
未被氧化	V=7m1/30或m1=30V/7

（每空2分，共4分）

解析試題分析：（1）固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，證明二氧化硫部分被氧化；
（2）要證明假設(shè)3是否成立，就是要證明Na₂SO₃和Na₂SO₄存在，可以取反應(yīng)后的固體放入試管中，加少量水溶解，加入BaCl₂溶液，再加入稀鹽酸。若加入BaCl₂溶液有白色沉淀產(chǎn)生，加入鹽酸沉淀部分溶解，則證明原固體中既有亞硫酸鈉也有硫酸鈉。
（3）①D的作用吸收未反應(yīng)的SO₂。
②若Na₂SO₃未被氧化發(fā)生的反應(yīng)只有２Na₂O_２＋２SO_２＝２Na₂SO₃＋O_２根據(jù)差量法得到V=7m₁/30或m₁=30V/7，若部分被氧化發(fā)生的反應(yīng)還有Na₂O_２＋SO_２＝Na₂SO_４，該反應(yīng)中SO_２全部轉(zhuǎn)化為固體的質(zhì)量，沒有氣體生成，這個時候固體的質(zhì)量增大，可知0<V<7m₁/30 或m₁>30V/7。
考點：本題以探究實驗為基礎(chǔ)，探究了過氧化鈉和二氧化硫的反應(yīng)實際情況，考查了化學(xué)實驗的基本操作、化學(xué)實驗的設(shè)計、裝置圖分析以及化學(xué)反應(yīng)的計算等有關(guān)知識。