Question

為了探究SO₂與Na₂O₂的反應是否類似于CO₂與Na₂O₂的反應，甲同學設計了如圖所示的實驗裝置，回答下列問題：

（1）移開棉花，將帶火星的木條放在C試管口，未見木條復燃，甲同學因此認為SO₂與Na₂O₂的反應不同于CO₂。請按甲同學的觀點寫出反應的化學方程式                                                                       。
（2）乙同學認為無論反應原理如何，最終都有O₂產生，乙同學的理由是                               。按照乙同學的觀點，該裝置需做的改進是                                                                       
                                                                       。
（3）假設Na₂O₂完全反應，反應后B裝置中固體生成物可能是：①Na₂SO₃；②Na₂SO₄；③Na₂SO₃和Na₂SO₄。
請設計實驗方案檢驗，寫出實驗步驟以及預期現象和結論，完成下表：
限選試劑：2 mol·L^－1 HCl溶液，1 mol·L^－1 HNO₃溶液，1 mol·L^－1 BaCl溶液，1 mol·L^－1 Ba（NO₃）₂溶液，0.01 mol·L^－1 KMnO₄酸性溶液。

實驗步驟	預期現象和結論
步驟1：取B中的少量固體樣品于試管中，滴加足量蒸餾水，溶解，然后取少量待測液分別置于Ⅰ、Ⅱ試管中	固體完全溶解
步驟2：往Ⅰ試管中加入                           ，再滴加	，
則證明生成物中含Na2SO4
步驟3：往Ⅱ試管中
	若                                                                       ，
則證明生成物中有Na2SO3；若
則說明生成物中沒有Na2SO3。

 
（4）生成物中亞硫酸鈉含量的測定：
①取a g生成物配制成100 mL溶液，取10.00 mL該溶液于錐形瓶中，加入幾滴淀粉溶液作指示劑，用0.010 0 mol·L^－1碘水進行滴定，滴定終點現象為                                 。記錄數據，重復滴定2次，平均消耗碘水20.00 mL。
②計算：生成物中亞硫酸鈉的質量分數為           。

Answer 1

（1）SO₂＋Na₂O₂=Na₂SO₄
（2）A中生成的SO₂氣體中含有水蒸氣
在A和B之間連接一個裝有濃硫酸的洗氣瓶（或其他合適的干燥裝置）
（3）

步驟2：往Ⅰ試管中加入足量的1_mol·L－1鹽酸，再滴加1_mol·L－1_BaCl2溶液	有白色沉淀生成，則證明生成物中含Na2SO4
步驟3：往Ⅱ試管中加入2～3滴0.01_mol·L－1_KMnO4酸性溶液，振蕩	若KMnO4溶液紫紅色褪去，則證明生成物中有Na2SO3；
若KMnO4溶液紫紅色不褪去，則說明生成物中沒有Na2SO3

（4）①溶液出現藍色，且半分鐘內不褪色
②×100%

（1）～（2）實驗的原理可解讀為：將反應后所得氣體通過足量NaOH溶液除去過量SO₂后，該氣體不能使帶火星木條復燃說明反應中沒有O₂生成；而乙同學的觀點是考慮到水蒸氣的影響，故需要設計實驗將氣體干燥后再用帶火星木條檢驗是否為O₂。（3）根據假設中的三種情況，設計實驗的目的就是檢驗所得固體中是否含有SO₄^2-和SO₃^2-，SO₄^2-的檢驗可利用BaCl₂和稀鹽酸；SO₃^2-的檢驗可根據其還原性，利用溶液是否能使酸性高錳酸鉀溶液褪色來進行。（4）①滴定過程中發生的反應為H₂O＋SO₃^2-＋I₂=2I^－＋SO₄^2-＋2H^＋，故滴定終點時的現象為溶液出現藍色，且半分鐘內不褪色。②由①中離子方程式可得關系式Na₂SO₃～I₂，故生成物中亞硫酸鈉的質量分數為×100%＝×100%。