Question

某校化學(xué)興趣小組在學(xué)習(xí)了過(guò)氧化鈉性質(zhì)后，進(jìn)一步研究其與SO₂反應(yīng)情況，查閱相關(guān)資料知：過(guò)氧化鈉與CO₂反應(yīng)有氣體生成，而將SO₂通入過(guò)氧化鈉粉末中也有氣體生成．有同學(xué)認(rèn)為：CO₂、SO₂雖然都是酸性氧化物，但SO₂具有較強(qiáng)的還原性，CO₂無(wú)還原性，反應(yīng)原理應(yīng)該不相同，并設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究．
（1）[提出假設(shè)]向一定量的過(guò)氧化鈉固體中通入足量的SO₂，對(duì)反應(yīng)后的固體產(chǎn)物成分及反應(yīng)原理提出如下假設(shè)：
假設(shè)一：反應(yīng)后固體中只有Na₂SO₃，證明SO₂未被氧化；
假設(shè)二：反應(yīng)后固體中只有Na₂SO₄，證明SO₂完全被氧化；
假設(shè)三：反應(yīng)后固體中

 

，證明

 

．
（2）[定性研究]
為驗(yàn)證假設(shè)三是否成立，興趣小組進(jìn)行如下研究，請(qǐng)你完成下表中內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)步驟（不要求寫出具體操作過(guò)程）	預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論
取反應(yīng)后的固體放入試管中，…

（3）[定量研究]通過(guò)測(cè)量氣體的體積判斷發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：
①裝置D的作用是

 

．
②實(shí)驗(yàn)測(cè)得裝置C中過(guò)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(biāo)準(zhǔn)狀況下），用上述有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷

SO2被氧化的程度	V與m1或m2的關(guān)系
完全被氧化	V=0
部分被氧化
未被氧化

Answer 1

考點(diǎn)：堿金屬及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）依據(jù)假設(shè)一和假設(shè)二推斷假設(shè)三為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，得出結(jié)論即可；
（2）要證明假設(shè)3是否成立，就是要證明Na₂SO₃和Na₂SO₄存在，可以取反應(yīng)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(yīng)只有2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂根據(jù)差量法計(jì)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(shè)3是否成立，就是要證明Na₂SO₃和Na₂SO₄存在，可以取反應(yīng)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(shí)驗(yàn)步驟（不要求寫出具體操作過(guò)程）	預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論
取反應(yīng)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(yīng)的SO₂，故答案為：吸收未反應(yīng)的SO₂；
②若Na₂SO₃未被氧化發(fā)生的反應(yīng)只有
2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂ △m
根據(jù)差量法得到V=

7m1

30

或m₁=

30V

7

，若部分被氧化發(fā)生的反應(yīng)還有Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄，該反應(yīng)中SO₂全部轉(zhuǎn)化為固體的質(zhì)量，沒(méi)有氣體生成，這個(gè)時(shí)候固體的質(zhì)量增大，可知0＜V＜

7m1

30

；
故答案為：

SO2被氧化的程度	V與m1或m2的關(guān)系
完全被氧化	V=0
部分被氧化	0＜V＜7m1/30 或m1＞30V/7
未被氧化	V=7m1/30或m1=30V/7

點(diǎn)評(píng)：本題以探究實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，探究了過(guò)氧化鈉和二氧化硫的反應(yīng)實(shí)際情況，考查了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、裝置圖分析以及化學(xué)反應(yīng)的計(jì)算等有關(guān)知識(shí)．