Question

某化学兴趣小组为研究过氧化钠与SO₂的反应情况，进行如下探究．
（1）[提出假设]
向一定量的过氧化钠固体中通人足量的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；
假没二：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

 

，明SO₂部分被氧化．
（2）[定性研究]
为验证假设三，该小组进行如下研究，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
取适量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：

①B中所盛装试剂的名称为

 

．
②装置D的作用是

 

③请画出实验装置E．
④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填表判断．

SO2被氧化的程度	V与m1或m2的关系
未被氧化
完全被氧化	V=0
部分被氧化	＞V＞0

Answer 1

考点：二氧化硫的化学性质,探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题,氧族元素

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；
（2）要证明假设3是否成立，应证明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从装置A中出来的气体含有水蒸汽，应用B装置除去水；
②二氧化硫为酸性氧化物，可以用碱石灰吸收；
③若Na₂SO₃未被氧化，则与过氧化钠反应生成氧气，氧气难溶于水，可以用排水法测量生成氧气的体积；
④若Na₂SO₃未被氧化发生的反应只有2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂根据差量法计算；

解答： 解：（1）依据假设一和假设二推断假设三为Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
故答案为：Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
（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：加少量水溶解，加入氯化钡，再加热稀盐酸；
加入氯化钡溶于有白色沉淀，加热颜色沉淀部分溶解，证明原固体中既有亚硫酸钠也有硫酸钠；
（3）①从装置A中出来的气体含有水蒸汽，二氧化硫为酸性气体，不能选择碱性干燥剂，浓硫酸具有吸水性，可以除去二氧化硫中水，
故选：浓硫酸；
②二氧化硫为酸性氧化物，可以用碱石灰吸收，故D的作用吸收未反应的SO₂；
故答案为：吸收未反应的二氧化硫；
③若亚硫酸钠未被氧化，则与过氧化钠反应生成氧气，氧气难溶于水，可以用排水法测量生成氧气的体积，所以E装置为：；
故答案为：；
④若SO₂未被氧化、则发生反应：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂
依据化学方程式和反应增重计算E中收集的氧气：
2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂△m
1mol                    96g                        
实验测得装置C中过氧化钠质量增加了m₁ g，装置D质量增加了m₂ g，装置E中收集到的气体为V L（已换算成标准状况下），若SO₂未被氧化、则发生反应：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂
依据化学方程式和反应增重计算E中收集的氧气：
2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂ 反应增重
1mol                   96g

V

22.4L/mol

              m1
解得V=

7m1

30

若二氧化硫全部被氧化发生的反应为：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄；反应过程中 无氧气生成，V=0；
所以若0＜V＜

7m1

30

则二氧化硫部分被氧化；
故答案为：

7m1

30

．

点评：本题考查了二氧化硫性质应用和实验验证，实验设计的步骤和实验方案的确，明确物质的性质是解题关键，题目难度中等．