Question

2．已知：過氧化鈣與CO₂反應有氣體生成，而將SO₂通入過氧化鈣粉末中也有氣體生成．有人提出：CO₂、SO₂與過氧化鈣的反應原理相同，但也有人提出SO₂具有較強的還原性，CO₂無強還原性，反應原理不相同．據(jù)此設計如下實驗操作進行判斷．
實驗一：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）試劑A可以選用濃硫酸，試劑B的作用是吸收水蒸氣干燥氣體．
（2）裝置E用于測定氧氣的體積，請在方框中畫出裝置圖．
（3）實驗測得裝置C中過氧化鈣質(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)判斷，SO₂未被氧化、部分被氧化、完全被氧化的V-m₁關系式．
未被氧化：$\frac{7{m}_{1}}{30}$，部分被氧化：0＜V＜$\frac{7{m}_{1}}{30}$，完全被氧化：0．
若SO₂完全被氧化，寫出反應的化學方程式：CaO₂+SO₂=CaSO₄．
實驗二：向一定量的過氧化鈉固體中通入足量SO₂，取反應后的固體進行實驗探究，以證明過氧化物與SO₂反應的特點．
（4）提出假設：
假設1：反應后固體中只有Na₂SO₃，證明SO₂未被氧化；
假設2：反應后固體中只有Na₂SO₄，證明SO₂完全被氧化；
假設3：固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物．
實驗探究：（5）設計實驗，證明假設3是正確的，簡要回答實驗過程、現(xiàn)象和結論：取反應后的固體放入試管中，加少量的水溶解，加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成，再加入稀鹽酸沉淀部分溶解，證明原固體中即有亞硫酸鈉也有硫酸鈉，即過氧化鈉部分氧化二氧化硫．
實驗評價：（6）實驗過程中SO₂的通入量直接影響探究實驗結果的科學性，請簡要說明原因：若剩余過氧化鈉，固體加水溶解時，過氧化鈉能將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，檢驗出的硫酸根離子不能確定是過氧化鈉和二氧化硫反應生成的．

Answer 1

分析 實驗一：（1）過氧化鈣和水反應，裝置B中試劑能吸收水蒸氣，所以試劑為濃硫酸，干燥氣體除去水蒸氣；
（2）測定氧氣的體積利用排水量氣法：裝置為以下幾種裝置中的一種
（3）實驗測得裝置C中過氧化鈣質(zhì)量增加了m₁ g，裝置D質(zhì)量增加了m₂ g，裝置E中收集到的氣體為V L（已換算成標準狀況下），若SO₂未被氧化、則發(fā)生反應：2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂
依據(jù)化學方程式和反應增重計算E中收集的氧氣：
2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂ 反應增重
1mol                                      96g
$\frac{VL}{22.4L/mol}$                         m₁g
V=$\frac{7{m}_{1}}{30}$L
若二氧化硫全部被氧化發(fā)生的反應為：CaO₂+SO₂=CaSO₄；反應過程中 無氧氣生成，V=0，若0＜V＜$\frac{7{m}_{1}}{30}$，則二氧化硫部分被氧化；
實驗二：向一定量的過氧化鈉固體中通入足量的SO₂，取反應后的固體進行實驗探究
（4）假設1：反應后固體只有 Na₂SO₃，證明SO₂未被氧化；
假設2：反應后固體中只有 Na₂SO₄，證明SO₂完全被氧化；
假設3：固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
（5）證明假設3是正確的，實驗設計為：取反應后的固體放入試管中，加少量的水溶解，加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成，再加入稀鹽酸沉淀部分溶解，證明原固體中即有亞硫酸鈉也有硫酸鈉，即過氧化鈉部分氧化二氧化硫．
（6）實驗過程中SO₂的通入量直接影響探究實驗結果的科學性，若剩余過氧化鈉，固體加水溶解時，過氧化鈉能將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，檢驗出的硫酸根離子不能確定是過氧化鈉和二氧化硫反應生成的；

解答 解：實驗一：（1）過氧化鈣和水反應，裝置B中試劑能吸收水蒸氣，所以試劑為濃硫酸，干燥氣體除去水蒸氣，
故答案為：濃硫酸；吸收水蒸氣干燥氣體；
（2）測定氧氣的體積利用排水量氣法：裝置為以下幾種裝置中的一種，
故答案為：；
（3）實驗測得裝置C中過氧化鈣質(zhì)量增加了m₁ g，裝置D質(zhì)量增加了m₂ g，裝置E中收集到的氣體為V L（已換算成標準狀況下），若SO₂未被氧化、則發(fā)生反應：2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂
依據(jù)化學方程式和反應增重計算E中收集的氧氣：
2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂ 反應增重
1mol                                            96g
$\frac{VL}{22.4L/mol}$                                    m₁g
V=$\frac{7{m}_{1}}{30}$L
若二氧化硫全部被氧化發(fā)生的反應為：CaO₂+SO₂=CaSO₄；反應過程中 無氧氣生成，V=0，若0＜V＜$\frac{7{m}_{1}}{30}$，則二氧化硫部分被氧化；
故答案為：$\frac{7{m}_{1}}{30}$；0＜V＜$\frac{7{m}_{1}}{30}$；0；CaO₂+SO₂=CaSO₄；
實驗二：向一定量的過氧化鈉固體中通入足量的SO₂，取反應后的固體進行實驗探究
（4）假設1：反應后固體只有 Na₂SO₃，證明SO₂未被氧化；
假設2：反應后固體中只有 Na₂SO₄，證明SO₂完全被氧化；
假設3：固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
故答案為：Na₂SO₃；Na₂SO₄；固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
（5）證明假設3是正確的，實驗設計為：取反應后的固體放入試管中，加少量的水溶解，加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成，再加入稀鹽酸沉淀部分溶解，證明原固體中既有亞硫酸鈉也有硫酸鈉，即過氧化鈉部分氧化二氧化硫．
故答案為：取反應后的固體放入試管中，加少量的水溶解，加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成，再加入稀鹽酸沉淀部分溶解，證明原固體中即有亞硫酸鈉也有硫酸鈉，即過氧化鈉部分氧化二氧化硫；
（6）實驗過程中SO₂的通入量直接影響探究實驗結果的科學性，若剩余過氧化鈉，固體加水溶解時，過氧化鈉能將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，檢驗出的硫酸根離子不能確定是過氧化鈉和二氧化硫反應生成的；
故答案為：若剩余過氧化鈉，固體加水溶解時，過氧化鈉能將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，檢驗出的硫酸根離子不能確定是過氧化鈉和二氧化硫反應生成的．

點評 本題考查了二氧化硫性質(zhì)應用和實驗驗證，實驗設計的步驟和實驗方案的確定應根據(jù)題干要求分析判斷，關鍵是讀懂題干信息，依據(jù)題干條件計算判斷，題目較難．