Question

某研究性学习小组探究Na₂SO₄与SO₂的反应．

猜想一：从性质的角度来分类，SO₂与CO₂可分为一类，均属于

 

；由此类推：SO₂可与Na₂O₂反应，化学方程式为

 

．
猜想二：因Na₂O₂有

 

性，SO₂与Na₂O₂的反应为：SO₂+Na₂O₂═Na₂SO₄
【设计实验】
利用下列实验装置如图1，使SO₂与Na₂O₂反应，假设玻璃管内的Na₂O₂完全反应．
A中反应的化学方程式为

 

；这样设计钢丝的目的是

 

；实验时A中的现象为

 

；该实验置有一明县不足时

 

．
【验证猜想】利用反应后玻璃管中所得物质：
（1）验证猜想一的实验方案为：

 

；
（2）验证猜想二的实验方案如图2：
上述实验方案是否合理

 

（填“合理”或“不合理”），请简要说明理由

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：猜想一：从性质的角度来分类，SO₂与CO₂可分为一类，均属于酸性氧化物；根据二氧化碳与过氧化钠的反应书写；
猜想二：因SO₂+Na₂O₂═Na₂SO₄，所以过氧化钠具有强氧化性；
【设计实验】
浓硫酸与铜在加热条件下生成反应CuSO₄、SO₂和H₂O；钢丝可以上下抽动的原因是可以控制反应的发生和结束；根据A中的反应产物分析实验现象；二氧化硫是有毒气体，所以最后应该增加一个尾气处理装置；
【验证猜想】
（1）验证猜想一只有亚硫酸钠生成，取少量固体产物于试管中，加入适量的蒸馏水溶解，滴加过量的1 mol?L^-1稀盐酸，若产生剌激性气味气体，则证明Na₂SO₃；
（2）验证猜想二只有硫酸钠生成，加氯化钡生成白色沉淀硫酸钡，再加稀硝酸沉淀不溶解，但是由于稀硝酸具有强氧化性，即使开始生成的是亚硫酸钡，再加稀硝酸时也会被氧化成硫酸钡而不溶解，据此分析；

解答： 解：猜想一：从性质的角度来分类，SO₂与CO₂可分为一类，均属于酸性氧化物；根据二氧化碳与过氧化钠的反应2CO₂+2Na₂O₂═2Na₂CO₃+O₂，所以SO₂可与Na₂O₂反应为2SO₂+2Na₂O₂═2Na₂SO₃+O₂，故答案为：酸性氧化物；2SO₂+2Na₂O₂═2Na₂SO₃+O₂；
猜想二：因SO₂+Na₂O₂═Na₂SO₄，所以过氧化钠具有强氧化性，故答案为：强氧化性；
【设计实验】
浓硫酸与铜在加热条件下生成反应CuSO₄、SO₂和H₂O，方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；钢丝可以上下抽动的原因是可以控制反应的发生和结束；根据A中的反应产物CuSO₄和SO₂，所以现象为铜丝上有气泡冒出，溶液变蓝色；二氧化硫是有毒气体，所以最后应该增加一个尾气处理装置；
故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；铜丝上下抽动，便于控制反应的发生和结束；铜丝上有气泡冒出，溶液变蓝色；没有尾气处理，将造成环境污染；
【验证猜想】
（1）验证猜想一只有亚硫酸钠生成，取少量固体产物于试管中，加入适量的蒸馏水溶解，滴加过量的1 mol?L^-1稀盐酸，若产生剌激性气味气体，则证明Na₂SO₃，故答案为：取少量固体产物于试管中，加入适量的蒸馏水溶解，滴加过量的1 mol?L^-1稀盐酸，若产生剌激性气味气体，则证明猜想一成立；
（2）验证猜想二只有硫酸钠生成，加氯化钡生成白色沉淀硫酸钡，再加稀硝酸沉淀不溶解，但是由于稀硝酸具有强氧化性，即使开始生成的是亚硫酸钡，再加稀硝酸时也会被氧化成硫酸钡而不溶解，所以不合理，故答案为：不合理；若生成的是亚硫酸钠，加氯化钡生成白色的亚硫酸钡沉淀，再加稀硝酸时也会被氧化成硫酸钡，沉淀同样不溶解；

点评：本题考查学生对实验原理与装置的理解、物质组成的测定等、实验方案设计等，难度中等，理解原理是关键，需要学生具有扎实的基础知识与综合运用知识分析解决问题的能力，难度较大．