Question

【題目】黃色超氧化鉀(KO2)可作為宇宙飛船艙的氧源。某學(xué)習小組設(shè)計以下實驗探究KO2的性質(zhì)，請回答相關(guān)問題：

I.探究KO2與水的反應(yīng)

實驗操作	現(xiàn)象	結(jié)論與解釋
（1）取少量KO2固體于試管中，滴加少量水，將帶火星的木條靠近試管口，反應(yīng)結(jié)束后，溶液分成兩份	快速產(chǎn)生氣泡，木條復(fù)燃	產(chǎn)生的氣體是______
（2）一份滴加酚酞試液	先變紅后褪色	可能的產(chǎn)物是______
（3）另一份滴加FeCl3溶液	觀察到______

II. 探究KO2與SO2的反應(yīng)

（4）正確的操作依次是___________________。

①打開K1通入N2 ，排盡裝置內(nèi)原氣體后關(guān)閉

②拆卸裝置至實驗完成

③檢查裝置氣密性，然后裝入藥品

④打開分液漏斗活塞K2

（5）A裝置發(fā)生的化學(xué)方程式為____________________。

（6）用上述裝置驗證“KO2與SO2反應(yīng)生成O2”還存在不足，你的改進措施是_____。

（7）改進后再實驗，待KO2完全反應(yīng)后，將裝置C中固體加水溶解，配成50.00mL溶液，等分為M、N兩份。

①向M溶液中加入足量的鹽酸酸化的BaCl2溶液，充分反應(yīng)后，將沉淀過濾、洗滌、__，稱重為2.33g。

②將N溶液移入_______（填儀器名稱）中，用0.40mol/L酸性KMnO4溶液滴定，終點時消耗酸性KMnO4溶液20.00mL。

③依據(jù)上述現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，請寫出該實驗總反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。

Answer 1

【答案】O2 KOH和H2O2 產(chǎn)生紅褐色沉淀和氣體 ③①④①②或③④①② H2SO4 + Na2SO3 ＝ Na2SO4 + H2O + SO2↑ 在B、C之間連接一個盛有濃硫酸的洗氣瓶（或者將B裝置中的飽和NaHSO3溶液替換為濃硫酸） 干燥 錐形瓶 6KO2+3SO2＝2K2SO3+K2SO4+4O2

【解析】

(1)根據(jù)帶火星的木條復(fù)燃判斷；

(2)根據(jù)反應(yīng)后溶液中滴加酚酞試液，溶液先變紅后褪色分析判斷；

(3)根據(jù)(1)和(2)的分析，結(jié)合過氧化氫能夠催化分解分析解答；

(4)根據(jù)題示的實驗操作，結(jié)合實驗裝置圖分析解答；

(5)A裝置中70%的H2SO4與亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫，據(jù)此書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；

(6)從實驗的裝置圖可知，進入硬質(zhì)玻璃管的氣體中含有水蒸氣，據(jù)此分析解答；

(7)2.33g沉淀為硫酸鋇，高錳酸鉀與亞硫酸鈉反應(yīng)的方程式為2KMnO4+5K2SO3+3H2SO4=6K2SO4+2MnSO4+3H2O，計算出生成的硫酸鉀和亞硫酸鉀的物質(zhì)的量之比，然后書寫反應(yīng)的方程式。

(1)取少量KO2固體于試管中，滴加少量水，將帶火星的木條靠近試管口，木條復(fù)燃，說明生成的氣體為氧氣，故答案為：O2；

(2)KO2固體中滴加少量水，反應(yīng)后溶液中滴加酚酞試液，溶液先變紅后褪色，說明反應(yīng)生成氫氧化鉀和過氧化氫，故答案為：KOH和H2O2；

(3)KO2固體中滴加少量水，反應(yīng)后溶液中滴加FeCl3溶液，氯化鐵與氫氧化鉀反應(yīng)生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，同時氯化鐵催化過氧化氫分解放出氧氣，因此看到的現(xiàn)象為產(chǎn)生紅褐色沉淀和氣體，故答案為：產(chǎn)生紅褐色沉淀和氣體；

(4)根據(jù)題示的實驗操作，結(jié)合實驗裝置圖，實驗步驟為：首先檢查裝置氣密性，然后裝入藥品，打開K1通入N2 ，排盡裝置內(nèi)的空氣后關(guān)閉，再打開分液漏斗活塞K2，反應(yīng)生成二氧化硫，打開K1通入N2 ，排盡裝置內(nèi)的二氧化硫后關(guān)閉，拆卸裝置至實驗完成，故答案為：③①④①②或③④①②；

(5)A裝置中70%的H2SO4與亞硫酸鈉反應(yīng)放出二氧化硫氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SO4 + Na2SO3 ＝ Na2SO4 + H2O + SO2↑，故答案為：H2SO4 + Na2SO3 ＝ Na2SO4 + H2O + SO2↑；

(6)從實驗的裝置圖可知，進入硬質(zhì)玻璃管的氣體中含有水蒸氣，干擾了實驗驗證“KO2與SO2反應(yīng)生成O2”的現(xiàn)象，改進措施為在B、C之間連接一個盛有濃硫酸的洗氣瓶(或者將B裝置中的飽和NaHSO3溶液替換為濃硫酸)，故答案為：在B、C之間連接一個盛有濃硫酸的洗氣瓶(或者將B裝置中的飽和NaHSO3溶液替換為濃硫酸)；

(7)改進后再實驗，待KO2完全反應(yīng)后，將裝置C中固體加水溶解，配成50.00mL溶液，等分為M、N兩份。

①向M溶液中加入足量的鹽酸酸化的BaCl2溶液，充分反應(yīng)后，將沉淀過濾、洗滌、干燥，稱重為2.33g。

②將N溶液移入錐形瓶中，用0.40mol/L酸性KMnO4溶液滴定，終點時消耗酸性KMnO4溶液20.00mL，說明生成的產(chǎn)物中含有亞硫酸鉀。

③2.33g沉淀為硫酸鋇，物質(zhì)的量==0.01mol，因此原樣品中含有0.02mol硫酸鉀；高錳酸鉀與亞硫酸鈉反應(yīng)的方程式為2KMnO4+5K2SO3+3H2SO4=6K2SO4+2MnSO4+3H2O，因此原樣品中亞硫酸鉀的物質(zhì)的量=2××0.40mol/L×0.020L=0.04mol，因此KO2與SO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為6KO2+3SO2＝2K2SO3+K2SO4+4O2，故答案為：干燥；錐形瓶；6KO2+3SO2＝2K2SO3+K2SO4+4O2。