Question

某同学想通过如图装置实验，探究SO₂与Na₂O₂反应的产物．
Ⅰ．检验反应中是否有O₂生成的方法是

 

；若有O₂生成，请写出装置C中的化学方程式

 

．
Ⅱ．A中盛装H₂SO₄溶液的仪器名称是

 

；D装置除起了防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C装置与Na₂O₂反应作用外，还可以

 

．
Ⅲ．（1）C中固体产物可能只有Na₂SO₃、只有

 

、Na₂SO₃和Na₂SO₄两种都有．
（2）若Na₂O₂反应完全，为确定C中固体产物的成分，该同学设计如下，请您利用限选试剂和仪器帮助他完成该探究过程，并将答案写在答题卡相应位置．
限选试剂和仪器：0.1mol/LKMnO₄酸性溶液、0.01mol/LKMnO₄酸性溶液、0.1mol/LBa（NO₃）₂溶液、0.1mol/LBaCl₂溶液、1mol/L HNO₃溶液、1mol/L盐酸、试管、胶头滴管．

实验操作

预期现象和结论

步骤一：取少量C中固体产物于试管中，加入适量的蒸馏水、搅拌溶解，分别取少量于A、B试管中．

固体完全溶解，得到无色透明溶液

步骤二：取试管A，向溶液中加入   ，振荡，观察溶液颜色变化．

若   ； 则   ．

步骤三：取试管B，向其中先加入   ，振荡；再加入   ，振荡．

产生   ， 再加入另一试剂看到产生白色沉淀，则固体C中还含有   ．

Answer 1

分析：Ⅰ．根据氧气具有助燃性分析解答；Na₂O₂与SO₂反应生成了Na₂SO₃和O₂；
Ⅱ．实验室制备二氧化硫用浓硫酸和亚硫酸钠反应，所用反应仪器为分液漏斗和锥形瓶；二氧化硫有毒，不能直接排空；
Ⅲ．（1）过氧化钠有强氧化性，过氧化钠和二氧化硫反应生成硫酸钠；
（2）根据亚硫酸钠和盐酸反应生成有刺激性气味的气体的性质分析亚硫酸钠的存在，依据酸溶后的溶液中加入氯化钡溶液反应生成白色沉淀的性质分析硫酸钠的存在；

解答：解：Ⅰ．由于氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，所以用带火星的木条靠近干燥管口a，如果带火星的木条复燃，说明该气体是氧气，CO₂和Na₂O₂反应的化学方程式为2Na₂O₂+2CO₂=Na₂CO₃+O₂，SO₂和Na₂O₂反应与CO₂和Na₂O₂反应相似，有氧气生成，则反应方程式为：2Na₂O₂+2SO₂=Na₂SO₃+O₂，
故答案为：用带火星的木条靠近干燥管口a，观察木条是否复燃；2SO₂+2Na₂O₂═2Na₂SO₃+O₂↑；
Ⅱ．实验室制备二氧化硫用浓硫酸和亚硫酸钠反应，所用反应仪器为分液漏斗和锥形瓶，通过分液漏斗向烧瓶中加人适量的浓盐酸，二氧化硫有毒，不能直接排空，二氧化硫是酸性氧化物能和碱性物质反应，所以用碱石灰吸收二氧化硫防止污染空气，
故答案为：分液漏斗；吸收过量（或多余）的SO₂，以免污染空气；
Ⅲ．（1）过氧化钠有强氧化性，二氧化硫有还原性，S元素的化合价应由+4价升高到+6价，所以过氧化钠和二氧化硫能发生氧化还原反应生成硫酸钠，Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄，
故答案为：Na₂SO₄；
（2）步骤一、二、取少量C中固体产物于试管中，加入适量的蒸馏水溶解，分别取少量于A、B试管中，固体完全溶解，得到无色透明溶液，取试管A，加入几滴（少量）0.01mol/LKMnO₄酸性溶液，紫红色的KMnO₄溶液的振荡后褪色证明含有亚硫酸钠；若没有该现象则只有Na₂SO₄，步骤三、取试管B，向其中先加入1mol/L盐酸，再加入0.1mol/L氯化钡溶液，生成刺激性气味的气体，出现白色沉淀，Na₂SO₃和Na₂SO₄两种都有，
故答案为：

几滴（少量）0.01mol/LKMnO4酸性溶液	紫红色的KMnO4溶液的振荡后褪色，则C中含有 Na2SO3
过量的1mol/L盐酸，适量0.1mol/L BaCl2溶液	无色刺激性气味气体；Na2SO4

点评：本题考查探究SO₂和Na₂O₂反应，考查知识的迁移能力、设计和评价实验方案的能力，注意SO₂具有较强的还原性，题目难度中等．