Question

19．已知常温下SO₂与Na₂O₂之间可能发生两个反应，其中一个为2Na₂O₂+2SO₂═2Na₂SO₃+O₂（记为a），为验证二者到底是发生一个反应还是两个反应，某研究性学习小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行研究，回答下列问题：
     
                A         B                  D．
（1）SO₂与Na₂O₂之间可能发生的另一个反应是（记为b）Na₂O₂+SO₂═Na₂SO₄．
（2）盛装Na₂SO₃的仪器名称是三颈烧瓶，其中发生反应的化学方程式为Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．实验开始时先打开弹簧夹通入一段时间的N₂，目的是排除装置内空气，防止其产生干扰．
（3）若想通过检验装置D中所收集到的气体来判断反应a是否发生．
①请补画出装置D中相应的导管．
②为确保检验结论的可靠性，装置B中应盛放的试剂是无水氯化钙或五氧化二磷，且需要在C、D之间添加相应的装置，该装置的作用是吸收没有反应的二氧化硫．
（4）假设通过（3）中的操作证明反应a发生了，为确定反应b也发生了，实验中应持续通入气体至C中的现象为固体淡黄色完全消失；然后取适量的C中固体溶于蒸馏水，然后加入足量的盐酸，再加入适量的氯化钡溶液，得到白色沉淀（写出具体操作步骤）．

Answer 1

分析 （1）过氧化钠具有强氧化性，可能与亚硫酸钠反应生成硫酸钠；
（2）根据仪器构造可知，盛放亚硫酸钠的仪器为三颈烧瓶；亚硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫气体和水；由于氧气能够氧化亚硫酸钠，干扰该实验，所以通入氮气排除装置中空气；
（3）①二氧化硫的密度大于空气，收集二氧化硫时需要采用长进短出的方式；
②由于水能够与过氧化钠反应，所以装置B用于干燥二氧化硫，可以盛放无水氯化钙或五氧化二磷；二氧化硫有毒，多余的气体需要吸收；
（4）假设通过（3）中的操作证明发生了b反应，需要先将过氧化钠完全消耗掉，此时淡黄色固体变成无色，然后通过检验固体含有硫酸根离子证明反应生成了硫酸钠．

解答 解：（1）类比过氧化钠与二氧化碳的反应可知，过氧化钠与二氧化硫的反应为：2Na₂O₂+2SO₂═2Na₂SO₃+O₂（记为a），由于亚硫酸钠容易被氧化，而过氧化钠具有强氧化性，则二者也可能发生反应：Na₂O₂+SO₂═Na₂SO₄，
故答案为：Na₂O₂+SO₂═Na₂SO₄；
（2）根据图示仪器构造可知，盛放Na₂SO₃的仪器名称为三颈烧瓶；亚硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫气体和水，反应的化学方程式为：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；由于氧气能够氧化亚硫酸钠，干扰该实验，所以通入氮气排除装置内空气，防止其产生干扰，
故答案为：三颈烧瓶；Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；排除装置内空气，防止其产生干扰；
（3）①由于二氧化硫的密度大于空气，所以收集二氧化硫时采用长导管进、短导管出的方式，补充完整后的装置图为：，
故答案为：；
②A产生的气体中混有水，而水能够与过氧化钠反应生成氧气，干扰实验检验，所以装置B的目的是干燥二氧化硫，可以盛放无水氯化钙或五氧化二磷；二氧化硫是一种有毒气体，多余的气体需要吸收，所以在C、D之间添加一个吸收没有反应的二氧化硫的装置，
故答案为：无水氯化钙或五氧化二磷；吸收没有反应的二氧化硫；
（4）假设通过（3）中的操作证明反应a发生了，为确定反应b也发生了，实验中应持续通入气体至C中过氧化钠完全反应，此时淡黄色固体的颜色消失；
然后将反应后的固体溶于蒸馏水，加入足量的盐酸，将亚硫酸钠完全除掉，再加入适量的硫酸钡溶液，得到白色沉淀，证明固体中含有硫酸根离子，从而证明反应b也发生了，
故答案为：固体淡黄色完全消失；溶于蒸馏水，然后加入足量的盐酸，再加入适量的氯化钡溶液，得到白色沉淀．

点评 本题考查了性质实验方案设计，题目难度中等，明确实验目的及化学实验基本操作方法为解答关键，注意掌握常见物质的性质及检验方法，明确性质实验方案设计与评价原则．