Question

某研究性學習小組探究Na₂SO₄與SO₂的反應．

猜想一：從性質的角度來分類，SO₂與CO₂可分為一類，均屬于

 

；由此類推：SO₂可與Na₂O₂反應，化學方程式為

 

．
猜想二：因Na₂O₂有

 

性，SO₂與Na₂O₂的反應為：SO₂+Na₂O₂═Na₂SO₄
【設計實驗】
利用下列實驗裝置如圖1，使SO₂與Na₂O₂反應，假設玻璃管內的Na₂O₂完全反應．
A中反應的化學方程式為

 

；這樣設計鋼絲的目的是

 

；實驗時A中的現象為

 

；該實驗置有一明縣不足時

 

．
【驗證猜想】利用反應后玻璃管中所得物質：
（1）驗證猜想一的實驗方案為：

 

；
（2）驗證猜想二的實驗方案如圖2：
上述實驗方案是否合理

 

（填“合理”或“不合理”），請簡要說明理由

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：猜想一：從性質的角度來分類，SO₂與CO₂可分為一類，均屬于酸性氧化物；根據二氧化碳與過氧化鈉的反應書寫；
猜想二：因SO₂+Na₂O₂═Na₂SO₄，所以過氧化鈉具有強氧化性；
【設計實驗】
濃硫酸與銅在加熱條件下生成反應CuSO₄、SO₂和H₂O；鋼絲可以上下抽動的原因是可以控制反應的發(fā)生和結束；根據A中的反應產物分析實驗現象；二氧化硫是有毒氣體，所以最后應該增加一個尾氣處理裝置；
【驗證猜想】
（1）驗證猜想一只有亞硫酸鈉生成，取少量固體產物于試管中，加入適量的蒸餾水溶解，滴加過量的1 mol?L^-1稀鹽酸，若產生剌激性氣味氣體，則證明Na₂SO₃；
（2）驗證猜想二只有硫酸鈉生成，加氯化鋇生成白色沉淀硫酸鋇，再加稀硝酸沉淀不溶解，但是由于稀硝酸具有強氧化性，即使開始生成的是亞硫酸鋇，再加稀硝酸時也會被氧化成硫酸鋇而不溶解，據此分析；

解答： 解：猜想一：從性質的角度來分類，SO₂與CO₂可分為一類，均屬于酸性氧化物；根據二氧化碳與過氧化鈉的反應2CO₂+2Na₂O₂═2Na₂CO₃+O₂，所以SO₂可與Na₂O₂反應為2SO₂+2Na₂O₂═2Na₂SO₃+O₂，故答案為：酸性氧化物；2SO₂+2Na₂O₂═2Na₂SO₃+O₂；
猜想二：因SO₂+Na₂O₂═Na₂SO₄，所以過氧化鈉具有強氧化性，故答案為：強氧化性；
【設計實驗】
濃硫酸與銅在加熱條件下生成反應CuSO₄、SO₂和H₂O，方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；鋼絲可以上下抽動的原因是可以控制反應的發(fā)生和結束；根據A中的反應產物CuSO₄和SO₂，所以現象為銅絲上有氣泡冒出，溶液變藍色；二氧化硫是有毒氣體，所以最后應該增加一個尾氣處理裝置；
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；銅絲上下抽動，便于控制反應的發(fā)生和結束；銅絲上有氣泡冒出，溶液變藍色；沒有尾氣處理，將造成環(huán)境污染；
【驗證猜想】
（1）驗證猜想一只有亞硫酸鈉生成，取少量固體產物于試管中，加入適量的蒸餾水溶解，滴加過量的1 mol?L^-1稀鹽酸，若產生剌激性氣味氣體，則證明Na₂SO₃，故答案為：取少量固體產物于試管中，加入適量的蒸餾水溶解，滴加過量的1 mol?L^-1稀鹽酸，若產生剌激性氣味氣體，則證明猜想一成立；
（2）驗證猜想二只有硫酸鈉生成，加氯化鋇生成白色沉淀硫酸鋇，再加稀硝酸沉淀不溶解，但是由于稀硝酸具有強氧化性，即使開始生成的是亞硫酸鋇，再加稀硝酸時也會被氧化成硫酸鋇而不溶解，所以不合理，故答案為：不合理；若生成的是亞硫酸鈉，加氯化鋇生成白色的亞硫酸鋇沉淀，再加稀硝酸時也會被氧化成硫酸鋇，沉淀同樣不溶解；

點評：本題考查學生對實驗原理與裝置的理解、物質組成的測定等、實驗方案設計等，難度中等，理解原理是關鍵，需要學生具有扎實的基礎知識與綜合運用知識分析解決問題的能力，難度較大．