Question

（16分）面粉增白劑主要包括過氧化苯甲酰(俗稱面粉增白劑)和過氧化鈣兩種物質。其中過氧化鈣(CaO₂)在日常生活和工農業生產中還常用于種子消毒、藥物制造、油脂漂白及魚池增氧等，還可以作為高溫氧化劑。已知：過氧化鈣與CO₂反應有氣體生成，而將SO₂通入過氧化鈣粉末中也有氣體生成。有人提出CO₂、SO₂與過氧化鈣的反應原理相同，但也有人提出SO₂具有較強的還原性，CO₂無強還原性，反應原理不相同。據此設計如下實驗操作進行判斷。
實驗一：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)試劑A可以選用________，試劑B的作用是________。
(2)裝置E用于測定氧氣的體積，請在方框中畫出裝置圖。
(3)實驗測得裝置C中過氧化鈣質量增加了m₁ g，裝置D質量增加了m₂ g，裝置E中收集到的氣體為V L(已換算成標準狀況下)，用上述有關測量數據判斷，SO₂未被氧化、部分被氧化、完全被氧化的V——m₁關系式。
未被氧化：____________，部分被氧化：____________，
完全被氧化：____________。
若SO₂完全被氧化，寫出反應的化學方程式：___________________________。
實驗二：向一定量的過氧化鈉固體中通入足量的SO₂，取反應后的固體進行實驗探究，以證明過氧化物與SO₂反應的特點。
提出假設：
假設1：反應后固體只有________，證明SO₂未被氧化；
假設2：反應后固體中只有________，證明SO₂完全被氧化；
假設3：________________________________________________________。
實驗探究：
(4)設計實驗，證明假設3是正確的，簡要回答實驗過程、現象和結論：______
_____________________________________________________________。
實驗評價：
(5)實驗過程中SO₂的通入量直接影響探究實驗結果的科學性，請簡要說明原因：___________________________________________________________。

Answer 1

(1)濃硫酸　吸收未反應的SO₂   (各一分)
(2) (其他合理答案均可)（2分）
(3)V=7m₁/30　0＜V＜7m₁/30　V=0    CaO₂+SO₂===CaSO₄（5分）
假設1：Na₂SO₃　假設2：Na₂SO₄　假設3：固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，證明二氧化硫部分被氧化（3分）
(4)取反應后的固體放入試管中，加少量水溶解，加入BaCl₂溶液有白色沉淀產生，再加入稀鹽酸，沉淀部分溶解，證明原固體中既有亞硫酸鈉也有硫酸鈉，即Na₂O₂將SO₂部分氧化（2分）
(5)若CaO₂有剩余，固體加水溶解時，過氧化鈉能將SO₃^2-氧化成SO，檢驗出SO時不能說明其是過氧化鈉與SO₂反應生成的（2分）

（1）根據裝置可知，A是制取SO₂的。但由于生成的SO₂中含有水蒸氣，而水蒸氣也能和過氧化鈣反應，所以裝置B中的試劑應該是濃硫酸，用來干燥SO₂；由于SO₂和過氧化鈣的反應中，SO₂是過量的，所以為了防止SO₂對反應中生成的氣體的干擾，則裝置D中應該盛放堿石灰，用來吸收未反應的SO₂。
（2）由于氧氣難溶于水，所以應該用排水法來測量氧氣的體積，因此裝置圖是（見答案）。
（3）如果SO₂沒有被氧化，則反應式是2CaO₂＋2SO₂=2CaSO₃＋O₂，所以生成的氧氣體積是V＝；如果是完全被氧化，則生成氣體是0，即反應的方程式為CaO₂+SO₂===CaSO₄；因此如果是部分被氧化，則生成的氧氣是0＜V＜7m₁/30；根據以上分析可知，如果生成的固體中只有亞硫酸鈉，則SO₂未被氧化；如果生成的固體只有硫酸鈉，則全部被氧化；如果既有亞硫酸鈉，也有硫酸鈉，則SO₂是部分被氧化。
（4）要證明假設3正確，則可以利用亞硫酸鈉和硫酸鈉的性質差異，即取反應后的固體放入試管中，加少量水溶解，加入BaCl₂溶液有白色沉淀產生，再加入稀鹽酸，沉淀部分溶解，證明原固體中既有亞硫酸鈉也有硫酸鈉，即Na₂O₂將SO₂部分氧化。
（5）由于過氧化鈣具有氧化性，因此如果過氧化鈣有剩余，固體加水溶解時，過氧化鈣能將SO₃^2-氧化成SO，檢驗出SO時不能說明其是過氧化鈣與SO₂反應生成的。