Question

4．某�；瘜W興趣小組在學習了過氧化鈉性質(zhì)后，進一步研究其與SO₂反應情況，查閱相關資料知：過氧化鈉與CO₂反應有氣體生成，而將SO₂通入過氧化鈉粉末中也有氣體生成．有同學認為：CO₂、SO₂雖然都是酸性氧化物，但SO₂具有較強的還原性，CO₂無還原性，反應原理應該不相同，并設計如下實驗進行探究．
（1）[提出假設]向一定量的過氧化鈉固體中通入足量的SO₂，對反應后的固體產(chǎn)物成分及反應原理提出如下假設：
假設一：反應后固體中只有Na₂SO₃，證明SO₂未被氧化；
假設二：反應后固體中只有Na₂SO₄，證明SO₂完全被氧化；
假設三：反應后固體中固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，證明二氧化硫部分被氧化．
（2）[定性研究]
為驗證假設三是否成立，興趣小組進行如下研究，請你完成下表中內(nèi)容

實驗步驟（不要求寫出具體操作過程）	預期的實驗現(xiàn)象和結論
取反應后的固體放入試管中，…

（3）[定量研究]通過測量氣體的體積判斷發(fā)生的化學反應，實驗裝置如下：

①裝置D的作用是吸收未反應的SO₂．
②實驗測得裝置C中過氧化鈉質(zhì)量增加了m₁g，裝置D質(zhì)量增加了m₂g，裝置E中收集到的氣體為VL（已換算成標準狀況下），用上述有關測量數(shù)據(jù)進行判斷

SO2被氧化的程度	V與m1或m2的關系
完全被氧化	V=0
部分被氧化	0＜V＜$\frac{7{m}_{1}}{30}$或m1＞$\frac{30V}{7}$
未被氧化	V=$\frac{7{m}_{1}}{30}$或m1=$\frac{30V}{7}$

Answer 1

分析 （1）依據(jù)假設一和假設二推斷假設三為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，得出結論即可；
（2）要證明假設3是否成立，就是要證明Na₂SO₃和Na₂SO₄存在，可以取反應后的固體放入試管中，加少量水溶解，加入BaCl₂溶液，再加入稀鹽酸，若加入BaCl₂溶液有白色沉淀產(chǎn)生，加入鹽酸沉淀部分溶解，則證明原固體中既有亞硫酸鈉也有硫酸鈉；
（3）①堿石灰具有堿的性質(zhì)，可以吸收酸性氣體，據(jù)此解答；
②若Na₂SO₃未被氧化發(fā)生的反應只有2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂根據(jù)差量法計算即可．

解答 解：（1）固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，證明二氧化硫部分被氧化，
故答案為：Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；二氧化硫部分被氧化；
（2）要證明假設3是否成立，就是要證明Na₂SO₃和Na₂SO₄存在，可以取反應后的固體放入試管中，加少量水溶解，加入BaCl₂溶液，再加入稀鹽酸，若加入BaCl₂溶液有白色沉淀產(chǎn)生，加入鹽酸沉淀部分溶解，則證明原固體中既有亞硫酸鈉也有硫酸鈉，
故答案為：

實驗步驟（不要求寫出具體操作過程）	預期的實驗現(xiàn)象和結論
取反應后的固體放入試管中，加少量水溶解，加入BaCl2溶液，再加入稀鹽酸．	加入BaCl2溶液有白色沉淀產(chǎn)生，加入鹽酸沉淀部分溶解． 證明原固體中既有亞硫酸鈉也有硫酸鈉．

；
（3）①堿石灰具有堿的性質(zhì)，可以吸收酸性氣體，故D的作用吸收未反應的SO₂，
故答案為：吸收未反應的SO₂；
②若Na₂SO₃未被氧化發(fā)生的反應只有
2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂ △m
根據(jù)差量法得到V=$\frac{7{m}_{1}}{30}$或m₁=$\frac{30v}{7}$，若部分被氧化發(fā)生的反應還有Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄，該反應中SO₂全部轉化為固體的質(zhì)量，沒有氣體生成，這個時候固體的質(zhì)量增大，可知0＜V＜$\frac{7{m}_{1}}{30}$；
故答案為：

SO2被氧化的程度	V與m1或m2的關系
完全被氧化	V=0
部分被氧化	0＜V＜$\frac{7{m}_{1}}{30}$或m1＞$\frac{30V}{7}$
未被氧化	V=$\frac{7{m}_{1}}{30}$或m1=$\frac{30V}{7}$

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點評 本題以探究實驗為基礎，探究了過氧化鈉和二氧化硫的反應實際情況，考查了化學實驗的基本操作、化學實驗的設計、裝置圖分析以及化學反應的計算等有關知識．