题目内容

某校化学兴趣小组在学习了过氧化钠性质后,进一步研究其与SO2反应情况,查阅相关资料知:过氧化钠与CO2反应有气体生成,而将SO2通入过氧化钠粉末中也有气体生成.有同学认为:CO2、SO2虽然都是酸性氧化物,但SO2具有较强的还原性,CO2无还原性,反应原理应该不相同,并设计如下实验进行探究.
(1)[提出假设]向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO2,对反应后的固体产物成分及反应原理提出如下假设:
假设一:反应后固体中只有Na2SO3,证明SO2未被氧化;
假设二:反应后固体中只有Na2SO4,证明SO2完全被氧化;
假设三:反应后固体中
 
,证明
 

(2)[定性研究]
为验证假设三是否成立,兴趣小组进行如下研究,请你完成下表中内容
实验步骤(不要求写出具体操作过程)预期的实验现象和结论
取反应后的固体放入试管中,…
(3)[定量研究]通过测量气体的体积判断发生的化学反应,实验装置如图所示:
①装置D的作用是
 

②实验测得装置C中过氧化钠质量增加了m1g,装置D质量增加了m2g,装置E中收集到的气体为VL(已换算成标准状况下),用上述有关测量数据进行判断
SO2被氧化的程度V与m1或m2的关系
完全被氧化V=0
部分被氧化
 
未被氧化
 
考点:碱金属及其化合物的性质实验
专题:实验设计题
分析:(1)依据假设一和假设二推断假设三为Na2SO3和Na2SO4的混合物,得出结论即可;
(2)要证明假设3是否成立,就是要证明Na2SO3和Na2SO4存在,可以取反应后的固体放入试管中,加少量水溶解,加入BaCl2溶液,再加入稀盐酸,若加入BaCl2溶液有白色沉淀产生,加入盐酸沉淀部分溶解,则证明原固体中既有亚硫酸钠也有硫酸钠;
(3)①碱石灰具有碱的性质,可以吸收酸性气体,据此解答;
②若Na2SO3未被氧化发生的反应只有2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2根据差量法计算即可.
解答: 解:(1)固体为Na2SO3和Na2SO4的混合物,证明二氧化硫部分被氧化,故答案为:Na2SO3和Na2SO4的混合物;二氧化硫部分被氧化;
(2)要证明假设3是否成立,就是要证明Na2SO3和Na2SO4存在,可以取反应后的固体放入试管中,加少量水溶解,加入BaCl2溶液,再加入稀盐酸,若加入BaCl2溶液有白色沉淀产生,加入盐酸沉淀部分溶解,则证明原固体中既有亚硫酸钠也有硫酸钠,故答案为:
实验步骤(不要求写出具体操作过程)预期的实验现象和结论
取反应后的固体放入试管中,加少量水溶解,加入BaCl2溶液,再加入稀盐酸.加入BaCl2溶液有白色沉淀产生,加入盐酸沉淀部分溶解.
证明原固体中既有亚硫酸钠也有硫酸钠.

(3)①碱石灰具有碱的性质,可以吸收酸性气体,故D的作用吸收未反应的SO2,故答案为:吸收未反应的SO2
②若Na2SO3未被氧化发生的反应只有
2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2 △m
根据差量法得到V=
7m1
30
或m1
=
30V
7
,若部分被氧化发生的反应还有Na2O2+SO2=Na2SO4,该反应中SO2全部转化为固体的质量,没有气体生成,这个时候固体的质量增大,可知0<V<
7m1
30

故答案为:
SO2被氧化的程度V与m1或m2的关系
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
点评:本题以探究实验为基础,探究了过氧化钠和二氧化硫的反应实际情况,考查了化学实验的基本操作、化学实验的设计、装置图分析以及化学反应的计算等有关知识.
练习册系列答案
相关题目
Na2O2是常见的氧化剂,某化学小组的同学欲通过以下实验确定炭粉与Na2O2反应的产物.
[实验步骤]
Ⅰ.按如图所示装置(部分仪器未画出)组装仪器,并检查装置气密性.

Ⅱ.将0.6g炭粉与3.9g Na2O2均匀混合,装入试管,在靠近试管口处放置一张湿润的氯化钯试纸(湿润氯化钯试纸遇CO变黑,可用于检验是否有CO生成).
Ⅲ.用酒精灯微微加热试管底部.
[实验现象]
试管中发生剧烈反应并产生火花,氯化钯试纸未变黑,石灰水未变浑浊.
请回答:
(1)装置B的作用是
 

(2)通过探究发现,装置A中只发生反应2Na2O2+C
  △  
.
 
Na2CO3+X,则X为
 
(填化学式).
①请设计实验证明产物X的存在,简要写出操作方法、现象和结论:
 

②有人认为炭粉的加入量的多少会影响产物X的检验,请简要说明原因:
 

(3)CO在潮湿环境中可将氯化钯还原为黑色粉末状的钯(Pd:Mr=106),同时生成另外两种新物质.已知反应过程中转移6.02×1023个电子时,生成53g Pd,该反应的化学方程式为
 

(4)将装置A中完全反应后所得物质溶于适量水,配成溶液,回答下列问题:
①溶液中下列关系正确的是
 
(填字母序号).
a.c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-
b.c(Na+)>c(OH-)>c(CO32-)>c(HCO3-
c.c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]
d.c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(CO32-)+c(HCO3-
②若使所得溶液与100mL稀盐酸恰好完全反应至溶液pH=7,该盐酸的物质的量浓度为
 

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