Question

某校化學興趣小組在學習了過氧化鈉性質后，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____________         _____，證明                       。
（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，請你完成下表中內容

實驗步驟（不要求寫出具體操作過程）	預期的實驗現象和結論
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生的化學反應，實驗裝置如下：

①裝置D的作用是                   。
②實驗測得裝置C中過氧化鈉質量增加了m₁g，裝置D質量增加了m₂g，裝置E中收集到的氣體為VL（已換算成標準狀況下），用上述有關測量數據進行判斷

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
未被氧化

 

Answer 1

（1）固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，證明二氧化硫部分被氧化（每空2分，共4分）
（2）

實驗步驟（不要求寫出具體操作過程）	預期的實驗現象和結論
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。

（其他合理答案均可,如先加足量鹽酸，再加BaCl₂溶液）（每空2分，共4分）
（3）①吸收未反應的SO₂。（共2分）
②

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<7m1/30 或m1>30V/7
未被氧化	V=7m1/30或m1=30V/7

（每空2分，共4分）

試題分析：（1）固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，證明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）①D的作用吸收未反應的SO₂。
②若Na₂SO₃未被氧化發生的反應只有２Na₂O_２＋２SO_２＝２Na₂SO₃＋O_２根據差量法得到V=7m₁/30或m₁=30V/7，若部分被氧化發生的反應還有Na₂O_２＋SO_２＝Na₂SO_４，該反應中SO_２全部轉化為固體的質量，沒有氣體生成，這個時候固體的質量增大，可知0<V<7m₁/30 或m₁>30V/7。