Question

6．某課外學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了Na₂O₂與CO₂的反應(yīng)后，認(rèn)為Na₂O₂與SO₂應(yīng)該也可以反應(yīng)．他們?cè)O(shè)計(jì)了下圖裝置（夾持裝置已略去，裝置的氣密性良好）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究SO₂與Na₂O₂反應(yīng)的產(chǎn)物，請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題．

寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
裝置D的作用：除了可以防止空氣中的CO₂、水蒸氣等進(jìn)入C中與Na₂O₂反應(yīng)，還可以吸收尾氣在通入足量的SO₂與Na₂O₂充分反應(yīng)后，他們對(duì)C中固體產(chǎn)物提出如下假設(shè)：
假設(shè)1：只有Na₂SO₃；假設(shè)2：只有Na₂SO₄；假設(shè)3：既有Na₂SO₃，又有Na₂SO₄．
（1）若假設(shè)1成立，寫出SO₂與Na₂O₂反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂↑．
（2）為進(jìn)一步確定C中反應(yīng)后固體產(chǎn)物的成分（Na₂O₂已反應(yīng)完全），甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

甲同學(xué)由此得出結(jié)論：產(chǎn)物是Na₂SO₄，該方案是否合理否否（填“是”或“否”），理由是硝酸有強(qiáng)氧化性，硝酸可以將BaSO₃沉淀氧化為BaSO₄
（3）乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)3成立，請(qǐng)幫助他完成下表．

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象
①取少量C中固體產(chǎn)物于試管中，加入適量的蒸餾水溶解．	固體全部溶解
②向上試管中加入過(guò)量的稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入少量酸性KMnO4溶液中．	KMnO4溶液紫色褪去
③向步驟②反應(yīng)后的試管中，加入適量的BaCl2溶液．	產(chǎn)生白色沉淀

步驟②中將產(chǎn)生的氣體通入少量酸性KMnO₄溶液中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺．

Answer 1

分析 裝置A中亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫氣體和水；裝置D還能夠吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣；類比過(guò)氧化鈉與二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)，過(guò)氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)可能生成亞硫酸鈉和氧氣，過(guò)氧化鈉具有強(qiáng)氧化性，反應(yīng)產(chǎn)物可能為硫酸鈉，據(jù)此完成假設(shè)；
（1）假設(shè)1：只有Na₂SO₃，說(shuō)明過(guò)氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉和氧氣，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）硝酸有強(qiáng)氧化性，能把亞硫酸根離子氧化成硫酸根離子；
（3）要做驗(yàn)證固體有Na₂SO₃和Na₂SO₄，可以檢驗(yàn)SO₃^2-與SO₄^2-，先用稀鹽酸將亞硫酸根離子轉(zhuǎn)化成二氧化硫，用高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)二氧化硫；然后用氯化鋇溶液具有硫酸根離子即可．

解答 解：裝置A中亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)的離子方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；裝置D起到的作用是防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入C裝置與Na₂O₂反應(yīng)，還起到了吸收過(guò)量的SO₂，避免污染空氣；二氧化硫與過(guò)氧化鈉反應(yīng)的方程式可能為：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂↑，有可能為：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄，所以假設(shè)假設(shè)1：只有Na₂SO₃；假設(shè)3：既有Na₂SO₃，又有Na₂SO₄；產(chǎn)物還可能只有硫酸鈉，所以假設(shè)2為：只有Na₂SO₄，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；吸收尾氣（未反應(yīng)完全的SO₂氣體），防止污染空氣；只有Na₂SO₄ ；
（1）根據(jù)假設(shè)1可知，反應(yīng)產(chǎn)物只有亞硫酸鈉，說(shuō)明過(guò)氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂↑，
故答案為：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂↑；
（2）生成的白色沉淀中如果含有亞硫酸鋇，加入硝酸后，會(huì)將亞硫酸鋇氧化為硫酸鋇，不能確定產(chǎn)物是Na₂SO₃還是Na₂SO₄或二者兼有，故不能得出產(chǎn)物只有Na₂SO₄的結(jié)論，
故答案為：否；硝酸有強(qiáng)氧化性，硝酸可以將BaSO₃沉淀氧化為BaSO₄；
（3）要做驗(yàn)證固體有Na₂SO₃和Na₂SO₄，可以檢驗(yàn)SO₃^2-與SO₄^2-，實(shí)驗(yàn)方案為：①取少量C中固體產(chǎn)物于試管中，加入適量的蒸餾水溶解，固體完全溶解；②向上試管中加入過(guò)量的稀鹽酸，將亞硫酸鈉完全轉(zhuǎn)化成二氧化碳?xì)怏w，將產(chǎn)生的氣體通入少量酸性KMnO₄溶液中，高錳酸鉀溶液褪色，證明產(chǎn)物中含有亞硫酸鈉；③向步驟②反應(yīng)后的試管中，加入適量的BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，該白色沉淀為硫酸鋇，說(shuō)明原溶液中含有硫酸鈉，從而證明假設(shè)3成立；
二氧化硫具有還原性，能夠被酸性高錳酸鉀溶液氧化，反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：稀鹽酸； 紫色褪去（褪色）； 2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，題目難度較大，理解反應(yīng)原理是解答關(guān)鍵，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析解決問(wèn)題的能力，注意掌握常見物質(zhì)的性質(zhì)及檢驗(yàn)方法，明確性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)的原則．