Question

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，实验装置如下：

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

 

 

Answer 1

【答案】

（1）固体为Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，证明二氧化硫部分被氧化（每空2分，共4分）

（2）

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。

（其他合理答案均可,如先加足量盐酸，再加BaCl₂溶液）（每空2分，共4分）

（3）①吸收未反应的SO₂。（共2分）

②

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

（每空2分，共4分）

【解析】

试题分析：（1）固体为Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，证明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。

（3）①D的作用吸收未反应的SO₂。

②若Na₂SO₃未被氧化发生的反应只有２Na₂O_２＋２SO_２＝２Na₂SO₃＋O_２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Na₂O_２＋SO_２＝Na₂SO_４，该反应中SO_２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 或m₁>30V/7。

考点：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。