Question

面粉增白剂主要包括过氧化苯甲酰（俗称面粉增白剂）和过氧化钙两种物质．其中过氧化钙（CaO₂）在日常生活和工农业生产中还常用于种子消毒、药物制造、油脂漂白及鱼池增氧等，还可以作为高温氧化剂．已知：过氧化钙与CO₂反应有气体生成，而将SO₂通入过氧化钙粉末中也有气体生成．有人提出CO₂、SO₂与过氧化钙的反应原理相同，但也有人提出SO₂具有较强的还原性，CO₂无强还原性，反应原理不相同．据此设计如下实验操作进行判断．
实验一：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）试剂A可以选用

 

，试剂B的作用是

 

．
（2）装置E用于测定氧气的体积，请在方框中画出装置图．
（3）实验测得装置C中过氧化钙质量增加了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），用上述有关测量数据判断，SO₂未被氧化、部分被氧化、完全被氧化的V-m₁关系式．
未被氧化：

 

，部分被氧化：

 

，完全被氧化：

 

．
若SO₂完全被氧化，写出反应的化学方程式：

 

．
实验二：向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO₂，取反应后的固体进行实验探究，以证明过氧化物与SO₂反应的特点．
提出假设：
假设1：反应后固体只有

 

，证明SO₂未被氧化；
假设2：反应后固体中只有

 

，证明SO₂完全被氧化；
假设3：

 

．
实验探究：
（4）设计实验，证明假设3是正确的，简要回答实验过程、现象和结论：

 

．
实验评价：
（5）实验过程中SO₂的通入量直接影响探究实验结果的科学性，请简要说明原因：

 

．

Answer 1

分析：实验一：（1）过氧化钙和水反应，装置B中试剂能吸收水蒸气，所以试剂为浓硫酸，干燥气体除去水蒸气；
（2）测定氧气的体积利用排水量气法：装置为以下几种装置中的一种
（3）实验测得装置C中过氧化钙质量增加了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：2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂
依据化学方程式和反应增重计算E中收集的氧气：
2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂   反应增重
                 1mol    96g
             

VL

22.4L/L

   m₁g
V=

7m1

30

L
若二氧化硫全部被氧化发生的反应为：CaO₂+SO₂=CaSO₄；反应过程中 无氧气生成，V=0
若0＜V＜

7m1

30

，则二氧化硫部分被氧化；
实验二：向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO₂，取反应后的固体进行实验探究
假设1：反应后固体只有 Na₂SO₃，证明SO₂未被氧化；
假设2：反应后固体中只有 Na₂SO₄，证明SO₂完全被氧化；
假设3：固体为Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
（4）证明假设3是正确的，实验设计为：取反应后的固体放入试管中，加少量的水溶解，加入氯化钡溶液有白色沉淀生成，再加入稀盐酸沉淀部分溶解，证明原固体中即有亚硫酸钠也有硫酸钠，即过氧化钠部分氧化二氧化硫．
（5）实验过程中SO₂的通入量直接影响探究实验结果的科学性，若剩余过氧化钠，固体加水溶解时，过氧化钠能将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，检验出的硫酸根离子不能确定是过氧化钠和二氧化硫反应生成的；

解答：解：实验一：（1）过氧化钙和水反应，装置B中试剂能吸收水蒸气，所以试剂为浓硫酸，干燥气体除去水蒸气；故答案为：浓硫酸 吸收水蒸气干燥气体；
（2）测定氧气的体积利用排水量气法：装置为以下几种装置中的一种，
故答案为：；
（3）实验测得装置C中过氧化钙质量增加了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：2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂
依据化学方程式和反应增重计算E中收集的氧气：
2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂ 反应增重
1mol 96g

VL

22.4L/L

m₁g
V=

7m1

30

L
若二氧化硫全部被氧化发生的反应为：CaO₂+SO₂=CaSO₄；反应过程中 无氧气生成，V=0
若0＜V＜

7m1

30

，则二氧化硫部分被氧化；
故答案为：

7m1

30

；0＜V＜

7m1

30

；0
实验二：向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO₂，取反应后的固体进行实验探究
假设1：反应后固体只有 Na₂SO₃，证明SO₂未被氧化；
假设2：反应后固体中只有 Na₂SO₄，证明SO₂完全被氧化；
假设3：固体为Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
故答案为：Na₂SO₃；Na₂SO₄；固体为Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
（4）证明假设3是正确的，实验设计为：取反应后的固体放入试管中，加少量的水溶解，加入氯化钡溶液有白色沉淀生成，再加入稀盐酸沉淀部分溶解，证明原固体中既有亚硫酸钠也有硫酸钠，即过氧化钠部分氧化二氧化硫．
故答案为：取反应后的固体放入试管中，加少量的水溶解，加入氯化钡溶液有白色沉淀生成，再加入稀盐酸沉淀部分溶解，证明原固体中即有亚硫酸钠也有硫酸钠，即过氧化钠部分氧化二氧化硫．
（5）实验过程中SO₂的通入量直接影响探究实验结果的科学性，若剩余过氧化钠，固体加水溶解时，过氧化钠能将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，检验出的硫酸根离子不能确定是过氧化钠和二氧化硫反应生成的；
故答案为：若剩余过氧化钠，固体加水溶解时，过氧化钠能将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，检验出的硫酸根离子不能确定是过氧化钠和二氧化硫反应生成的；

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定应根据题干要求分析判断，关键是读懂题干信息，依据题干条件计算判断，题目较难．