Question

為了探究SO₂與Na₂O₂的反應(yīng)是否類似于CO₂，甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)裝置�；卮鹣铝袉栴}：

（1）移開棉花，將帶火星的木條放在C試管口，未見木條復(fù)燃。甲同學(xué)因此認(rèn)為SO₂與Na₂O₂的反應(yīng)不同于CO₂。請按甲同學(xué)的觀點(diǎn)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式                   。

（2）乙同學(xué)認(rèn)為無論反應(yīng)原理如何，最終都有O₂產(chǎn)生。乙同學(xué)的理由是             。

按照乙同學(xué)的觀點(diǎn)，該裝置需作的改進(jìn)是：                                 。

（3）假設(shè)Na₂O₂ 完全反應(yīng)，反應(yīng)后B裝置中固體生成物可能是：

① Na₂SO₃；    ② Na₂SO₄；     ③ Na₂SO₃和Na₂SO₄

請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)，寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論，完成下表：

限選試劑：2 mol·L^－1 HCl， 1mol·L^－1HNO₃， 1 mol·L^－1 BaCl₂， 1 mol·L^－1 Ba(NO₃)₂，

0.01mol·L^－1KMnO₄酸性溶液。

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)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                                  ,  則說明生成物中有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克生成物配制成100ml溶液，取10.00mL該溶液于錐形瓶中，加入幾滴淀粉溶液作指示劑，用0.0100mol·L^－1碘水進(jìn)行滴定，滴定終點(diǎn)現(xiàn)象為                        ，記錄數(shù)據(jù)，重復(fù)滴定2次，平均消耗碘水20.00mL。

②計(jì)算：生成物中亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為            。（Na₂SO₃的式量為126）

 

Answer 1

【答案】

（17分）

（1）SO₂+Na₂O₂ =Na₂SO₄（2分）

（2）A中生成的SO₂氣體中含有水蒸氣（2分）

在A和B之間連接一個(gè)裝有濃硫酸的洗氣瓶（或其他合適的干燥裝置，合理給分，2分）

（3）

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
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。（2分）	有白色沉淀生成，則證明生成物中含Na2SO4。（1分）
步驟3：往Ⅱ試管中加入2～3滴0.01mol·L－1 KMnO4酸性溶液，振蕩。（2分）	若KMnO4溶液紫紅色褪去, 則說明生成物中有Na2SO3  （1分）； 若KMnO4溶液紫紅色不褪去, 則說明生成物中沒有Na2SO3  （1分）。

 

（4）①溶液出現(xiàn)藍(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪去(2分)   

② 0.252／a （2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)上述現(xiàn)象推斷無氧氣生成，說明過氧化鈉只是氧化劑，則二氧化硫是還原劑，則該反應(yīng)為SO₂+Na₂O₂ =Na₂SO₄；（2）因?yàn)锳中生成的SO₂氣體中含有水蒸氣，水與過氧化鈉容易反應(yīng)，生成氫氧化鈉和氧氣，這是乙同學(xué)的理由，也是該實(shí)驗(yàn)裝置需要改進(jìn)的地方；應(yīng)該在A和B之間連接一個(gè)裝有濃硫酸的洗氣瓶（或其他合適的干燥裝置）；（3）根據(jù)B裝置中固體生成物的組成和性質(zhì)，在題目限制的試劑中選擇適當(dāng)?shù)牧�、濃度、試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)；根據(jù)表中信息，結(jié)合硫酸根離子的檢驗(yàn)方法，應(yīng)往I試管中加入過量或足量2mol/LHCl（不能選擇硝酸，硝酸能將亞硫酸根離子氧化為硫酸根離子），再滴加少量或幾滴1mol/LBaCl₂溶液（不能選擇硝酸鋇溶液，因?yàn)樗�能氧化亞硫酸鈉，生成硫酸鋇），若有白色沉淀生成，則證明固體生成物中含硫酸鈉；往II試管中加入少量或幾滴0.01mol/L高錳酸鉀酸性溶液，若紫紅色溶液褪色，說明固體生成物中含有亞硫酸鈉，因?yàn)閬喠蛩岣�離子具有還原性，容易被酸性高錳酸鉀溶液氧化；若紫紅色溶液不褪色，說明固體生成物中無亞硫酸鈉；（4）由于滴定反應(yīng)原理為Na₂SO₃+I₂+H₂O=Na₂SO₄+2HI，滴定初碘水不足，溶液為無色，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蔚馑畷r(shí)，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪色，就達(dá)到滴定終點(diǎn)；先求n(I₂)，再求10.00mL溶液中n(Na₂SO₃)，然后求100mL溶液中n(Na₂SO₃)，接著求m(Na₂SO₃)，最后求樣品中亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，即亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=0.252／a。

考點(diǎn)：考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià)，涉及過氧化鈉與二氧化硫等元素化合物的重要性質(zhì)、化學(xué)方程式、改進(jìn)氣體發(fā)生裝置的方法、物質(zhì)成分探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、亞硫酸鈉與碘水滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象、亞硫酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算等。