Question

某研究性學習小組的同學想通過下圖實驗裝置探究SO₂與Na₂O₂反應的產物。（夾持裝置已略去，裝置的氣密性良好）

Ⅰ．實驗中裝置B可吸收水分，干燥SO₂氣體，其目的是：_________________________。
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：_________________。
Ⅱ．對C中固體產物提出如下假設：（假設Na₂O₂已全部反應）
假設1：__________。 假設2：只有Na₂SO₄； 假設3：既有Na₂SO₃又有Na₂SO₄。
（1）甲同學認為SO₂與Na₂O₂的反應不同于CO₂，應為假設2成立，請據此寫出C中所發生反應的化學方程式：_____________________。
（2）若假設2成立，為確定C中固體產物的成分，甲同學設計如下實驗：

得出結論：C中固體產物只有Na₂SO₄。該方案是否合理？答：__________。（填“是”或“否”）理由是______________________________。
（3）乙同學為證明假設3成立，設計如下實驗。
實驗步驟和結論為：
①取少量C中固體產物于試管中，加入適量的蒸餾水溶解；
②滴加過量的1mol?L^－1BaCl₂溶液，若產生白色沉淀，則證明C中固體產物中有_________；
③滴加適量的1mol?L^－1稀鹽酸，若白色沉淀部分溶解，并產生刺激性氣味氣體，則證明C中固體產物中有___________________。

Answer 1

Ⅰ．防止水蒸氣與Na₂O₂反應，防止空氣中的水和CO₂進入玻璃管C。
Ⅱ．假設1：只有Na₂SO₃
（1）SO₂＋Na₂O₂＝Na₂SO₄。（2）否；NO₃^－在酸性條件下可將BaSO₃氧化成BaSO₄
或硝酸根在酸性條件下具有強氧化性
（3）②Na₂SO₃和Na₂SO₄至少有一種；（2分）
③既有Na₂SO₃又有Na₂SO₄。（2分）

試題分析：Ⅰ、A裝置中產生的二氧化硫氣體中含有水蒸氣，水能和過氧化鈉反應生成氫氧化鈉和氧氣，B裝置中濃硫酸具有吸水性，可吸收水蒸氣；空氣中含有二氧化碳和水蒸氣，堿石灰是干燥劑，所以能吸收水分，防止水蒸氣的干擾；堿石灰能和二氧化碳反應，防止二氧化碳的干擾，所以裝置D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；Ⅱ、根據題給信息知，假設1：只有Na₂SO₃；  （1）若假設2成立，二氧化硫和過氧化鈉反應的方程式為：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄ ；（2）硝酸有強氧化性，能把亞硫酸根離子氧化成硫酸根離子，所以該方案不合理；（3）乙同學為證明假設3成立，設計如下實驗。實驗步驟和結論為：①取少量C中固體產物于試管中，加入適量的蒸餾水溶解；②滴加過量的1mol?L^－1BaCl₂溶液，若產生白色沉淀，由于硫酸鋇和亞硫酸鋇均為不溶于水的白色固體，則證明C中固體產物中Na₂SO₃和Na₂SO₄至少有一種；③滴加適量的1mol?L^－1稀鹽酸，若白色沉淀部分溶解，并產生刺激性氣味氣體，則證明C中固體產物中既有Na₂SO₃又有Na₂SO₄。