题目内容

4．某同学想通过利用如图所示装置（夹持装置略去）实验，探究SO2与Na2O2反应的产物

请分析：
Ⅰ．装置B的作用干燥SO2气体，防止水蒸气与Na2O2反应装置D的作用防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C装置与Na2O2反应，同时吸收过量的SO2，以免污染空气
Ⅱ．对C中固体产物提出如下假设：假设1：只有Na2SO3   假设2：只有Na2SO4假设3：有Na2SO3和Na2SO4
（1）若按假设2进行，反应方程式为Na2O2+SO2=Na2SO4
（2）若Na2O2反应完全，为确定C中固体产物的成分，甲同学设计如下实验：得出结论：假设2成立
C中的固体配成溶液$\stackrel{加Ba（NO_{3}）_{2}溶液}{→}$白色沉淀$\stackrel{加足量稀HNO_{3}}{→}$沉淀不溶解
该方案是否合理否（填“是”或“否”），理由是HNO3有氧化性，据此不能确定产物是Na2SO3还是Na2SO4或二者兼有
（3）若假设2成立，反应前后C管增加6.4g，请计算10g含有杂质的Na2O2固体中，Na2O2的质量分数为78%（所含的杂质不与SO2发生反应）

分析 A用于制备二氧化硫气体，B干燥装置，除去二氧化硫中的水蒸气，防止水与过氧化钠反应而影响实验结论，D可用于吸收二氧化硫，防止污染空气，并吸收空气中的水和二氧化碳，防止与过氧化钠反应，假如Na2O2已反应完全，为确定C中固体产物的成分是否为Na2SO4，应加入盐酸和氯化钡检验，注意不能用硝酸，防止亚硫酸钠被硝酸氧化，
Ⅰ、根据浓硫酸的吸水性以及二氧化硫、过氧化钠的性质来回答；
Ⅱ、推理法可以推出：假设3：是含有亚硫酸钠和硫酸钠的混合物；
（1）过氧化钠和二氧化硫反应生成硫酸钠；
（2）硝酸具有氧化性，能将亚硫酸钡氧化为不溶于硝酸的硫酸钡；
（3）根据反应前后C管增加6.4g即参加反应的SO2质量来计算Na2O2质量，再根据质量分数=$\frac{实际质量}{总质量}$×100%计算．

解答 解：Ⅰ、浓硫酸有吸水性，能吸收二氧化硫中的水分，防止水蒸气与过氧化钠反应而干扰二氧化硫；碱石灰是干燥剂，能吸收水分，防止水蒸气的干扰，碱石灰是碱性物质，能吸收二氧化硫等酸性气体，防止污染大气，故答案为：干燥SO2气体，防止水蒸气与Na2O2反应；防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C装置与Na2O2反应，同时吸收过量的SO2，以免污染空气；
Ⅱ、推理法可以推出：假设3：是含有亚硫酸钠和硫酸钠的混合物，故答案为：有Na2SO3和Na2SO4；
（1）过氧化钠和二氧化硫反应生成硫酸钠的原理方程式为：Na2O2+SO2=Na2SO4，故答案为：Na2O2+SO2=Na2SO4；
（2）生成的白色沉淀中如果含有亚硫酸钡，加入硝酸后，会将之氧化为硫酸钡，不能得出结论：产物是Na2SO4，故答案为：否；HNO3有氧化性，据此不能确定产物是Na2SO3还是Na2SO4或二者兼有；
（3）若假设2成立，过氧化钠和二氧化硫的反应为：Na2O2+SO2=Na2SO4，则反应前后C管增加6.4g即参加反应的SO2质量，则参加反应的Na2O2物质的质量m（Na2O2）=$\frac{6.4g}{64g/mol}$×78g/mol=7.8g，所以Na2O2的质量分数为$\frac{7.8g}{10g}$×100%=78%；
故答案为：78%．

点评 本题考查了物质的性质实验设计，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握实验的原理，难度不大，会根据题中给予信息分析问题、解决问题．

练习册系列答案
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14．工业制硫酸的过程中利用反应2SO2（g）+O2（g）$?_{△}^{催化剂}$2SO3（g）；△H＜0，将SO2转化为SO3，尾气SO2可用NaOH溶液进行吸收．请回答下列问题：
（1）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2发生反应，则下列说法正确的是DE
A．若反应速率v（SO2）﹦v（SO3），则可以说明该可逆反应已达到平衡状态
B．保持温度和容器体积不变，充入2mol N2，化学反应速率加快
C．平衡后仅增大反应物浓度，则平衡一定右移，各反应物的转化率一定都增大
D．平衡后移动活塞压缩气体，平衡时SO2、O2的百分含量减小，SO3的百分含量增大
E．保持温度和容器体积不变，平衡后再充入2mol SO3，再次平衡时SO2的百分含量比原平衡时SO2的百分含量小
F．平衡后升高温度，平衡常数K增大
（2）将一定量的SO2（g）和O2（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应得到如表中的两组数据：
实验编号温度/℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/min
SO2O2SO2O2
1T142x0.86
2T2420.4y9
①实验1从开始到反应达到化学平衡时，v（SO2）表示的反应速率为0.2 mol•L-1•min-1；
②T1＞T2，（选填“＞”、“＜”或“=”），实验2中达平衡时 O2的转化率为90%；
（3）尾气SO2用NaOH溶液吸收后会生成Na2SO3．现有常温下0.1mol/L Na2SO3溶液，实验测定其pH约为8，完成下列问题：
①用离子方程式表示该溶液呈碱性的原因：SO32-+H2O?HSO3-+OH-；
②该溶液中c（OH-）=c（H+）+c（HSO3-）+2c（H2SO3）（用溶液中所含微粒的浓度表示）．
（4）如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别来吸收SO2，则理论吸收量由多到少的顺序是B＞C=D＞A
A．Na2CO3        B．Ba（NO3）2            C．Na2S                  D．酸性KMnO4．
15．下列化合物在核磁共振氢谱中能出现两组峰，且其峰面积之比为1：1的有（　　）
A．2-甲基丙烷B．三硝基甲苯C．乙酸甲酯D．乙二酸
12．设NA 为阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）
A．1.5 g甲基（-CH3）所含电子数目为NA
B．0.1 mol Mg在空气中完全燃烧生成MgO和Mg3N2，转移的电子数为0.2NA
C．由2H和18O所组成的水11 g，其中所含的中子数为5NA
D．1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA
19．下列反应能用H++OH-=H2O表示的是（　　）
A．氢氧化铜和稀盐酸B．Ba（OH）2溶液滴入稀硫酸中
C．澄清的石灰水和稀硝酸反应D．醋酸和氢氧化钠反应
9．关于1mol•L-1的硫酸溶液的下列叙述中，不正确的是（　　）
A．1 L该溶液中含溶质98 g
B．从10 mL该溶液中取出5 mL后，剩余溶液的浓度不变
C．将4.9 g浓硫酸加入盛有50 mL蒸馏水的烧杯中充分溶解就可配得该浓度的硫酸溶液
D．该浓度的硫酸具有酸的通性
16．如图所示各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀，腐蚀的速率由快到慢的顺序为（　　）
A．⑤②①③④B．③②⑤④①C．⑤④③②①D．⑤②①④③
13．对可逆应4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g），下列叙述正确的是（　　）
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