Question

某同學想通過如圖裝置實驗，探究SO₂與Na₂O₂反應的產物．
Ⅰ．檢驗反應中是否有O₂生成的方法是

 

；若有O₂生成，請寫出裝置C中的化學方程式

 

．
Ⅱ．A中盛裝H₂SO₄溶液的儀器名稱是

 

；D裝置除起了防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入C裝置與Na₂O₂反應作用外，還可以

 

．
Ⅲ．（1）C中固體產物可能只有Na₂SO₃、只有

 

、Na₂SO₃和Na₂SO₄兩種都有．
（2）若Na₂O₂反應完全，為確定C中固體產物的成分，該同學設計如下，請您利用限選試劑和儀器幫助他完成該探究過程，并將答案寫在答題卡相應位置．
限選試劑和儀器：0.1mol/LKMnO₄酸性溶液、0.01mol/LKMnO₄酸性溶液、0.1mol/LBa（NO₃）₂溶液、0.1mol/LBaCl₂溶液、1mol/L HNO₃溶液、1mol/L鹽酸、試管、膠頭滴管．

實驗操作

預期現象和結論

步驟一：取少量C中固體產物于試管中，加入適量的蒸餾水、攪拌溶解，分別取少量于A、B試管中．

固體完全溶解，得到無色透明溶液

步驟二：取試管A，向溶液中加入   ，振蕩，觀察溶液顏色變化．

若   ； 則   ．

步驟三：取試管B，向其中先加入   ，振蕩；再加入   ，振蕩．

產生   ， 再加入另一試劑看到產生白色沉淀，則固體C中還含有   ．

Answer 1

分析：Ⅰ．根據氧氣具有助燃性分析解答；Na₂O₂與SO₂反應生成了Na₂SO₃和O₂；
Ⅱ．實驗室制備二氧化硫用濃硫酸和亞硫酸鈉反應，所用反應儀器為分液漏斗和錐形瓶；二氧化硫有毒，不能直接排空；
Ⅲ．（1）過氧化鈉有強氧化性，過氧化鈉和二氧化硫反應生成硫酸鈉；
（2）根據亞硫酸鈉和鹽酸反應生成有刺激性氣味的氣體的性質分析亞硫酸鈉的存在，依據酸溶后的溶液中加入氯化鋇溶液反應生成白色沉淀的性質分析硫酸鈉的存在；

解答：解：Ⅰ．由于氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復燃，所以用帶火星的木條靠近干燥管口a，如果帶火星的木條復燃，說明該氣體是氧氣，CO₂和Na₂O₂反應的化學方程式為2Na₂O₂+2CO₂=Na₂CO₃+O₂，SO₂和Na₂O₂反應與CO₂和Na₂O₂反應相似，有氧氣生成，則反應方程式為：2Na₂O₂+2SO₂=Na₂SO₃+O₂，
故答案為：用帶火星的木條靠近干燥管口a，觀察木條是否復燃；2SO₂+2Na₂O₂═2Na₂SO₃+O₂↑；
Ⅱ．實驗室制備二氧化硫用濃硫酸和亞硫酸鈉反應，所用反應儀器為分液漏斗和錐形瓶，通過分液漏斗向燒瓶中加人適量的濃鹽酸，二氧化硫有毒，不能直接排空，二氧化硫是酸性氧化物能和堿性物質反應，所以用堿石灰吸收二氧化硫防止污染空氣，
故答案為：分液漏斗；吸收過量（或多余）的SO₂，以免污染空氣；
Ⅲ．（1）過氧化鈉有強氧化性，二氧化硫有還原性，S元素的化合價應由+4價升高到+6價，所以過氧化鈉和二氧化硫能發生氧化還原反應生成硫酸鈉，Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄，
故答案為：Na₂SO₄；
（2）步驟一、二、取少量C中固體產物于試管中，加入適量的蒸餾水溶解，分別取少量于A、B試管中，固體完全溶解，得到無色透明溶液，取試管A，加入幾滴（少量）0.01mol/LKMnO₄酸性溶液，紫紅色的KMnO₄溶液的振蕩后褪色證明含有亞硫酸鈉；若沒有該現象則只有Na₂SO₄，步驟三、取試管B，向其中先加入1mol/L鹽酸，再加入0.1mol/L氯化鋇溶液，生成刺激性氣味的氣體，出現白色沉淀，Na₂SO₃和Na₂SO₄兩種都有，
故答案為：

幾滴（少量）0.01mol/LKMnO4酸性溶液	紫紅色的KMnO4溶液的振蕩后褪色，則C中含有 Na2SO3
過量的1mol/L鹽酸，適量0.1mol/L BaCl2溶液	無色刺激性氣味氣體；Na2SO4

點評：本題考查探究SO₂和Na₂O₂反應，考查知識的遷移能力、設計和評價實驗方案的能力，注意SO₂具有較強的還原性，題目難度中等．