Question

11．过氧化钠（Na₂O₂）是中学常见物质．有人提出CO₂、SO₂与过氧化钠的反应原理相同，但也有人提出SO₂具有较强的还原性，能被过氧化钠氧化生成硫酸钠，CO₂无强还原性，反应原理不相同．据此设计如下实验操作进行判断．
实验一：向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO₂，取反应后的固体进行实验探究，以证明过氧化物与SO₂反应的特点．
（1）提出假设：假设1：反应后固体中只有Na₂SO₃，证明SO₂未被氧化；
假设2：反应后固体中只有Na₂SO₄，证明SO₂完全被氧化；
假设3：固体为Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，证明SO₂被部分氧化．
实验探究：实验二：通过测量气体的体积判断发生的化学反应，实验装置如下：

（2）试剂A可以选用浓硫酸，试剂B的作用是吸收未反应的SO₂．
（3）实验测得装置C中过氧化钠质量增加了m₁ g，装置D质量增加了m₂ g，装置E中收集到的气体为V L（已换算成标准状况下），用上述有关测量数据判断，SO₂未被氧化时、完全被氧化时的V-m₁关系式．
未被氧化：V=$\frac{7m{\;}_{1}}{30}$L，完全被氧化：V=0．
（4）若SO₂完全被氧化，写出反应的化学方程式：SO₂+Na₂O₂═Na₂SO₄．

Answer 1

分析 实验一：向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO₂，取反应后的固体进行实验探究
假设1：反应后固体只有 Na₂SO₃，证明SO₂未被氧化；
假设2：反应后固体中只有 Na₂SO₄，证明SO₂完全被氧化；
假设3：固体为Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
（2）过氧化钠和水反应，装置A中试剂能吸收水蒸气，所以试剂为浓硫酸，干燥气体除去水蒸气；试剂B除去过量的二氧化硫；
（3）实验测得装置C中过氧化钙质量增加了m₁ g，装置D质量增加了m₂ g，装置E中收集到的气体为V L（已换算成标准状况下），若SO₂未被氧化、则发生反应：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂
依据化学方程式和反应增重计算E中收集的氧气：
2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂ 反应增重
1mol                    96g
实验测得装置C中过氧化钙质量增加了m₁ g，装置D质量增加了m₂ g，装置E中收集到的气体为V L（已换算成标准状况下），若SO₂未被氧化、则发生反应：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂
依据化学方程式和反应增重计算E中收集的氧气：
2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂ 反应增重
1mol                   96g
$\frac{VL}{22.4L/mol}$           m₁g
V=$\frac{7m{\;}_{1}}{30}$L
若二氧化硫全部被氧化发生的反应为：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄；反应过程中 无氧气生成，V=0
若0＜V＜$\frac{7m{\;}_{1}}{30}$
则二氧化硫部分被氧化；
（4）若SO₂完全被氧化生成固体是硫酸钠；

解答 解：实验一：（1）向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO₂，取反应后的固体进行实验探究
假设1：反应后固体只有 Na₂SO₃，证明SO₂未被氧化；
假设2：反应后固体中只有 Na₂SO₄，证明SO₂完全被氧化；
假设3：固体为Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；证明SO₂部分被氧化；
故答案为：Na₂SO₃；Na₂SO₄；固体为Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；SO₂被部分氧化；
实验二：（2）过氧化钠和水反应，装置A中试剂能吸收水蒸气，所以试剂为浓硫酸，干燥气体除去水蒸气；装置B为测定生成氧气的体积，需要把剩余的二氧化硫除去，实验B装置作用是吸收未反应的SO₂，
故答案为：浓硫酸；吸收未反应的SO₂；
（3）实验测得装置C中过氧化钙质量增加了m₁ g，装置D质量增加了m₂ g，装置E中收集到的气体为V L（已换算成标准状况下），若SO₂未被氧化、则发生反应：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂，依据化学方程式和反应增重计算E中收集的氧气：
2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂ 反应增重
1mol                  96g
$\frac{VL}{22.4L/mol}$          m₁g
V=$\frac{7m{\;}_{1}}{30}$L
若二氧化硫全部被氧化发生的反应为：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄；反应过程中 无氧气生成，V=0，
若0＜V＜$\frac{7m{\;}_{1}}{30}$
则二氧化硫部分被氧化，
故答案为：V=$\frac{7m{\;}_{1}}{30}$L；V=0；
（4）二氧化硫玩去被氧化生成硫酸钠，反应的化学方程式为：SO₂+Na₂O₂═Na₂SO₄，故答案为：SO₂+Na₂O₂═Na₂SO₄．

点评 本题考查了二氧化硫性质应用和实验验证，实验设计的步骤和实验方案的确定应根据题干要求分析判断，关键是读懂题干信息，依据题干条件计算判断，题目较难．