Question

13．某校九年級“我們愛化學”活動小組的同學，探究了過氧化鈉（Na₂O₂）與二氧化硫（SO₂）反應后所得固體產(chǎn)物的成分，過程如下：
【查閱資料】過氧化鈉與二氧化硫反應的化學方程式為：2SO₂+2Na₂O₂=2Na₂SO₃+O₂，2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄；SO₂能使品紅溶液褪色．
【提出猜想】猜想1：固體成分為Na₂SO₃
                     猜想2：固體成分為Na₂SO₄
                     猜想3：Na₂SO₃和Na₂SO₄
【實驗探究】用如圖所示的裝置進行實驗．打開A中分液漏斗的活塞，反應發(fā)生（產(chǎn)生足量的SO₂）后，用帶火星的木條檢驗從a處導出的氣體，木條復燃．實驗前稱得Na₂O₂固體的質(zhì)量為78g，充分反應后稱得生成物固體的質(zhì)量為134g．
【實驗結論】（1）A是制取SO₂氣體的裝置，反應的化學方程式與實驗室制取CO₂的化學方程式類似，請寫出A中發(fā)生反應的化學方程式：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑．
（2）由題中用帶火星的木條檢驗從a處導出的氣體，木條復燃的實驗現(xiàn)象，可推測猜想2是錯誤的．
（3）裝置B的作用是干燥SO₂；裝置D的作用是防止過量二氧化硫排放在環(huán)境中和防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入C中．
（4）根據(jù)反應前后固體的質(zhì)量，可計算出Na₂SO₃的質(zhì)量為126g，Na₂SO₄的質(zhì)量為8g．
【總結提升】（1）若實驗前稱得Na₂O₂固體的質(zhì)量為m₁g，充分反應后稱得生成物固體質(zhì)量為m₂g，則m₂的取值范圍是$\frac{21}{13}{m}_{1}$g＜m₂＜$\frac{71}{39}$m₁g（用含m₁的關系式表示）
（2）請另外設計一種實驗方案，定性驗證過氧化鈉與二氧化硫反應后所得固體產(chǎn)物的成分：將白色固體溶于水，滴加鹽酸，收集氣體，將氣體通入品紅溶液，若品紅褪色，則說明含有Na₂SO₃；否則為硫酸鈉

Answer 1

分析 【提出猜想】根據(jù)反應原理進行猜想；
【實驗探究】
（1）根據(jù)反應原理寫出反應的化學方程式解答；
（2）根據(jù)硫酸鈉與硫酸不反應解答；
（3）根據(jù)裝置A是二氧化硫的發(fā)生裝置，生成的二氧化硫氣體中含有水蒸氣，AB間需要加一個干燥裝置，避免水蒸氣的存在影響探究二氧化硫和過氧化鈉的反應；
（4）根據(jù)Na₂O₂固體的質(zhì)量，利用反應的化學方程式進行解答；
【總結提升】（1）根據(jù)反應原理，利用反應的化學方程式進行有關計算；
（2）根據(jù)白色固體中含有Na₂SO₃，加鹽酸后生成刺激性氣體，利用品紅褪色證明為二氧化硫解答；

解答 解：
【提出猜想】過氧化鈉與二氧化硫反應的化學方程式為：2SO₂+2Na₂O₂=2Na₂SO₃+O₂，2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄；猜想1：固體成分為Na₂SO₃
                     猜想2：固體成分為Na₂SO₄
                     猜想3：Na₂SO₃和Na₂SO₄；
【實驗探究】
（1）裝置圖分析可知裝置A中是二氧化硫氣體的發(fā)生裝置，反應的化學方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；
（2）打開A中分液漏斗的活塞，反應發(fā)生（產(chǎn)生足量的SO₂）后，用帶火星的木條檢驗從a處導出的氣體，木條復燃，說明有氧氣產(chǎn)生，而硫酸鈉與硫酸不反應，故猜想2錯誤；
（3）水能與過氧化鈉反應，則濃硫酸可干燥氣體，防止水參加反應，所以B中濃硫酸作用為干燥SO₂；D中可防止過量二氧化硫排放在環(huán)境中和防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入C中；
（4）設生成Na₂SO₃的質(zhì)量為x
2SO₂+2Na₂O₂=2Na₂SO₃+O₂，
           156        252
            78g          x
$\frac{156}{78g}=\frac{252}{x}$
x=126g
Na₂SO₄的質(zhì)量為134g-126g=8g；
【總結提升】（1）設充分反應后全部為Na₂SO₃+的質(zhì)量為y，充分反應后全部為Na₂SO₄的質(zhì)量為z
由2SO₂+2Na₂O₂=2Na₂SO₃+O₂，2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄可知：
Na₂O₂～Na₂SO₃～Na₂SO₄
78           126          142
m₁  g            y            z
$\frac{78}{{m}_{1}g}=\frac{126}{y}=\frac{142}{z}$
y=$\frac{21}{13}{m}_{1}$g
z=$\frac{71}{39}$m₁g
則m₂的取值范圍是$\frac{21}{13}{m}_{1}$g＜m₂＜$\frac{71}{39}$m₁g
【總結提升】（1）
（2）白色固體中含有Na₂SO₃，加鹽酸后生成刺激性氣體，利用品紅褪色證明為二氧化硫，則檢驗方法為將白色固體溶于水，滴加鹽酸，收集氣體，將氣體通入品紅溶液，若品紅褪色，則說明含有Na₂SO₃，否則為硫酸鈉；
故答案為：
【提出猜想】Na₂SO₃和Na₂SO₄；
【實驗探究】
（1）Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑；
（2）用帶火星的木條檢驗從a處導出的氣體，木條復燃；
（3）干燥SO₂；防止過量二氧化硫排放在環(huán)境中和防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入C中；
（4）126；8；
【總結提升】（1）$\frac{21}{13}{m}_{1}$g＜m₂＜$\frac{71}{39}$m₁g；
（2）將白色固體溶于水，滴加鹽酸，收集氣體，將氣體通入品紅溶液，若品紅褪色，則說明含有Na₂SO₃；否則為硫酸鈉．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗設計和實驗驗證分析判斷，題目難度中等，明確二氧化硫、二氧化碳和過氧化鈉性質(zhì)的分析應用是解題關鍵，試題側(cè)重考查學生的分析、理解能力及知識遷移能力．