Question

【題目】某課外學習小組在學習了Na2O2與CO2的反應后，認為Na2O2與SO2應該也可以反應。他們設計了下圖裝置夾持裝置已略去，裝置的氣密性良好進行實驗，探究Na2O2與SO2反應的產物，請按要求回答下列問題。

⑴寫出裝置A中發生反應的化學方程式：_________

⑵裝置D的作用：除了可以防止空氣中的CO2、水蒸氣等進入C中與Na2O2反應，還可以__________。

⑶在通入足量的SO2與Na2O2充分反應后，他們對C中固體產物提出如下假設：

假設1：只有Na2SO3；

假設2：_________；

假設3：既有Na2SO3，又有Na2SO4。

a、為進一步確定C中反應后固體產物的成分(Na2O2已反應完全)，甲同學設計了如下實驗：

甲同學由此得出結論：產物是Na2SO4，該方案是否合理__________填“是”或“否”，理由是_______。

b、若假設2成立，寫出SO2與Na2O2反應的化學方程式：_________。

c、乙同學設計了如下實驗進一步確認產物的成分。

實驗步驟	現象
①取少量C中固體產物于試管中，加入適量的蒸餾水溶解。	固體全部溶解
②向上試管中加入過量的稀鹽酸，將生成的氣體通入少量酸性KMnO4溶液中。	酸性KMnO4溶液褪色
③向步驟②反應后的試管中，加入適量的BaCl2溶液。	產生白色沉淀

步驟②中將產生的氣體通入少量酸性KMnO4溶液中，發生反應的離子方程式為： ________，通過上述實驗現象確定假設__________成立。(選填1、2或3)。

Answer 1

【答案】Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O+SO2↑ 吸收尾氣(未反應完全的SO2氣體)，防止污染空氣 只有Na2SO4 否 硝酸有強氧化性，硝酸能將亞硫酸鋇氧化為硫酸鋇 Na2O2 + SO2 = Na2SO4 2MnO4－ + 5SO2 + 2H2O = 5SO42－+ 2Mn2+ + 4H+ 3

【解析】

⑴裝置A中亞硫酸鈉與硫酸反應。

⑵裝置D起到的作用是防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入C裝置與Na2O2反應，還起到了吸收過量的SO2，避免污染空氣。

⑶二氧化硫與過氧化鈉反應的方程式可能為：2Na2O2 +2 SO2 = 2Na2SO3+ O2↑，也有可能為：Na2O2 + SO2 = Na2SO4；a、生成的白色沉淀中如果含有亞硫酸鋇，加入硝酸后，會將亞硫酸鋇氧化為硫酸鋇；b、若假設2成立，根據氧化還原反應得到SO2與Na2O2的反應化學方程式；c、二氧化硫具有還原性，能夠被酸性高錳酸鉀溶液氧化，寫出離子方程式，再根據三步分析得出結論。

⑴裝置A中亞硫酸鈉與硫酸反應的化學方程式為：Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O+SO2↑，

故答案為：Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O+SO2↑。

⑵裝置D起到的作用是防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入C裝置與Na2O2反應，還起到了吸收過量的SO2，避免污染空氣；故答案為：吸收尾氣(未反應完全的SO2氣體)，防止污染空氣。

⑶二氧化硫與過氧化鈉反應的方程式可能為：2Na2O2 +2 SO2 = 2Na2SO3+ O2↑，也有可能為：Na2O2 + SO2 = Na2SO4，產物可能只有Na2SO3，可能既有Na2SO3又有Na2SO4，還可能只有硫酸鈉，所以假設2為：只有Na2SO4；故答案為：只有Na2SO4。

a、生成的白色沉淀中如果含有亞硫酸鋇，加入硝酸后，會將亞硫酸鋇氧化為硫酸鋇，不能確定產物是Na2SO3還是Na2SO4或二者兼有，故不能得出產物只有Na2SO4的結論，故答案為：否；硝酸有強氧化性，硝酸可以將BaSO3沉淀氧化為BaSO4。

b、若假設2成立，SO2與Na2O2反應的化學方程式為： Na2O2 + SO2 = Na2SO4，故答案為：Na2O2 + SO2 = Na2SO4。

c、二氧化硫具有還原性，能夠被酸性高錳酸鉀溶液氧化，反應的離子方程式為：2MnO4－ + 5SO2 + 2H2O = 5SO42－+ 2Mn2+ + 4H+，要驗證固體有Na2SO3和Na2SO4，可以檢驗SO32－與SO42－，實驗方案為：①取少量C中固體產物于試管中，加入適量的蒸餾水溶解，固體完全溶解；②向上試管中加入過量的稀鹽酸，將亞硫酸鈉完全轉化成二氧化硫氣體，將產生的氣體通入少量酸性KMnO4溶液中，高錳酸鉀溶液褪色，證明產物中含有亞硫酸鈉；③向步驟②反應后的試管中，加入適量的BaCl2溶液，產生白色沉淀，該白色沉淀為硫酸鋇，說明原溶液中含有硫酸鈉，從而證明假設3成立；故答案為：2MnO4－ + 5SO2 + 2H2O = 5SO42－+ 2Mn2+ + 4H+；3。