Question

某同學(xué)想通過下圖裝置實(shí)驗(yàn)、探究SO₂與Na₂O₂反應(yīng)的產(chǎn)物．（夾持裝置已略去，裝置的氣密性良好）

Ⅰ．裝置B的作用是吸收水，干燥SO₂氣體，其原因是（用離子方程式表示）：

2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑

；
裝置D除了吸收過量的SO₂，避免污染空氣外，還起到的作用是：

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)

．
Ⅱ．對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：

含有Na₂SO₃和Na₂SO₄

．
（1）若假設(shè)2成立，寫出所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄

．
（2）若Na₂O₂反應(yīng)完全，為確定C中固體產(chǎn)物的成分，甲設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：

得出結(jié)論：產(chǎn)物是Na₂SO₄．該方案是否合理？答：

否

（填“是”或“否”）．
（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)3，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．在下表中寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．
限選試劑：1mol?L^-1 BaCl₂溶液、1mol?L^-1 Ba（NO₃）₂溶液、1mol?L^-1稀鹽酸、1mol?L^-1稀硝酸

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
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
②
③

Answer 1

分析：Ⅰ．裝置C中發(fā)生二氧化硫與過氧化鈉的反應(yīng)，水能和過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，故加入裝置C的二氧化硫應(yīng)干燥；
空氣中含有二氧化碳和水蒸氣，若與裝置C的過氧化鈉反應(yīng)，干擾實(shí)驗(yàn)；
Ⅱ．根據(jù)二氧化硫與過氧化鈉反應(yīng)可能生成的物質(zhì)解答；
（1）若只有Na₂SO₄生成，二氧化硫被過氧化鈉氧化為硫酸鈉；
（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-，可以利用二者都與氯化鋇溶液反應(yīng)生成白色沉淀，再硫酸鋇不溶于酸，亞硫酸鋇可以溶于鹽酸，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（或者利用SO₃^2-與鹽酸反應(yīng)，生成刺激性氣味的氣體，然后在用氯化鋇檢驗(yàn)SO₄^2-）．

解答：Ⅰ．水能和過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，反應(yīng)離子方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑；
裝置D除了吸收過量的SO₂，避免污染空氣外，還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)；
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑；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)；
Ⅱ．假設(shè)3：由假設(shè)1與假設(shè)2可知，固體可能是Na₂SO₃和Na₂SO₄；
故答案為：含有Na₂SO₃和Na₂SO₄；
（1）若只有Na₂SO₄生成，二氧化硫被過氧化鈉氧化為硫酸鈉，反應(yīng)方程式為Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄；
故答案為：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄；
（2）生成的白色沉淀中如果含有亞硫酸鋇，加入硝酸后，會(huì)將之氧化為硫酸鋇，不能確定產(chǎn)物是Na₂SO₃還是Na₂SO₄或二者兼有，不能得出結(jié)論：產(chǎn)物是Na₂SO₄；
故答案為：否；
（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：
取少量C中固體產(chǎn)物于試管中，加入適量的蒸餾水溶解，加過量的1 mol?L^-1BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明有Na₂SO₃或Na₂SO₄；繼續(xù)滴加適量的1 mol?L^-1的稀鹽酸，若白色沉淀部分溶解，并產(chǎn)生剌激性氣味氣體，則證明有Na₂SO₃和Na₂SO₄，即假設(shè)3成立（或：取少量C中固體產(chǎn)物于試管中，加入適量的蒸餾水溶解，滴加過量的1 mol?L^-1稀鹽酸，若產(chǎn)生剌激性氣味氣體，則證明有Na₂SO₃；繼續(xù)滴加適量的1 mol?L^-1BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明有Na₂SO₄，綜總上述，假設(shè)3成立）；
故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
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
②滴加過量的1 mol?L-1BaCl2溶液	若產(chǎn)生白色沉淀，則證明有Na2SO3或Na2SO4
③滴加適量的1 mol?L-1的稀鹽酸	若白色沉淀部分溶解，并產(chǎn)生剌激性氣味氣體，則證明有Na2SO3和Na2SO4，即假設(shè)3成立

或

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
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
②滴加過量的1 mol?L-1稀鹽酸	若產(chǎn)生剌激性氣味氣體，則證明有Na2SO3
③滴加適量的1 mol?L-1BaCl2溶液	若產(chǎn)生白色沉淀，則證明有Na2SO4．綜合上述，假設(shè)3成立

點(diǎn)評：本題考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理與裝置的理解、物質(zhì)組成的測定等、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等，難度中等，理解原理是關(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)分析解決問題的能力，難度較大．