Question

4．类比思想是化学学习常用的方法．已知Na₂O₂能与CO₂反应，甲同学受到启发，提出一个相似的观点：Na₂O₂与SO₂也能够反应．该同学用如图所示的装置进行实验，充分反应，B中固体由淡黄色变为白色（Na₂O₂完全反应），将带火星的木条插入试管C中，木条复燃．
试回答下列问题：
（1）请写出Na₂O₂与CO₂反应的化学方程式：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂．
（2）乙同学认为此装置存在缺陷，请你帮其完成装置的改进并简述理由：
①在A、B之间加一个干燥管，理由产生的二氧化硫没有干燥，水蒸气会与Na₂O₂反应．
②在B、C之间加一个装有NaOH溶液的洗气瓶，理由除去SO₂气体，防止污染空气．
（3）任何的推论都要经过检验，请完成对白色固体成分的探究：限选实验试剂：稀盐酸、硝酸、NaOH稀溶液、蒸馏水、BaCl₂溶液、澄清石灰水、品红溶液．
①提出合理假设：假设1：白色固体为Na₂SO₃；假设2：白色固体为Na₂SO₃与Na₂SO₄ 的混合物；
假设3：白色固体为Na₂SO₄ ．
②设计实验方案证明以上三种假设，完成下列填空．
步骤1：SO₃^2-检验：取少量白色固体于试管，加入足量的稀盐酸，塞上单孔胶塞，将生成的气体通入品红溶液．
步骤2：SO₄^2-检验：在步骤1反应后的溶液中加入足量的氯化钡溶液．
步骤3：结论：若步骤1现象明显，而步骤2没明显现象，则假设1成立；若步骤1现象不明显，步骤2现象明显，则假设3成立；若上述两个实验现象均有，则假设2成立．

Answer 1

分析 （1）Na₂O₂与CO₂反应生成碳酸钠和氧气；
（2）①装置A是二氧化硫的发生装置，生成的二氧化硫气体中含有水蒸气，AB间需要加一个干燥装置，避免水蒸气的存在与过氧化钠反应影响探究二氧化硫和过氧化钠的反应；
②装置C是验证氧气生成，A中生成的二氧化硫气体是污染性气体，不能排放到空气中；在BC间加一个吸收装置；
（3）①依据类推可知二氧化硫和过氧化钠反应生成亚硫酸钠和氧气，亚硫酸钠和氧气反应可以生成硫酸钠，据此推断白色固体可能的组成；
②利用亚硫酸钠和盐酸反应生成二氧化硫气体验证亚硫酸根离子的存在，依据硫酸根离子和氯化钡溶液反应生成硫酸钡白色沉淀验证硫酸根离子的存在．

解答 解：（1）Na₂O₂与CO₂反应生成碳酸钠和氧气，该反应为2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，故答案为：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂；
（2）①装置A是二氧化硫的发生装置，生成的二氧化硫气体中含有水蒸气，AB间需要加一个干燥装置，避免水蒸气的存在影响探究二氧化硫和过氧化钠的反应，
故答案为：产生二氧化硫没有干燥，水蒸气会与Na₂O₂反应；
②装置C是验证氧气生成，A中生成的二氧化硫气体是污染性气体，不能排放到空气中；所以在BC间加一个吸收装置，用一个盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收二氧化硫，
故答案为：NaOH；除去SO₂气体，防止污染空气；
（3）①依据类推可知二氧化硫和过氧化钠反应生成亚硫酸钠和氧气，亚硫酸钠和氧气反应可以生成硫酸钠，据此推断白色固体可能的组成为：亚硫酸钠、硫酸钠、亚硫酸钠和硫酸钠的混合物，所以假设3为：白色固体为Na₂SO₄，
故答案为：白色固体为Na₂SO₄ ；
②依据硫酸根离子和氯化钡溶液反应生成硫酸钡白色沉淀验证硫酸根离子的存在；利用亚硫酸钠和盐酸反应生成二氧化硫气体验证亚硫酸根离子的存在，故答案为：稀盐酸；氯化钡溶液．

点评 本题考查了物质性质的实验设计和实验验证分析判断，题目难度中等，明确二氧化硫、二氧化碳和过氧化钠性质的分析应用是解题关键，试题侧重考查学生的分析、理解能力及知识迁移能力．