Question

过氧化钠(Na₂O₂)是中学常见物质，常见的过氧化物还包括过氧化钙(CaO₂)。已知:过氧化钠与CO₂反应有气体生成，而将SO₂通入过氧化钠粉末中也有气体生成。有人提出CO₂、SO₂与过氧化钠的反应原理相同，但也有人提出SO₂具有较强的还原性，CO₂无强还原性，反应原理不相同。据此设计如下实验操作进行判断。
实验一:向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO₂，取反应后的固体进行实验探究，以证明过氧化物与SO₂反应的特点。
(1)提出假设:
假设1:反应后固体中只有Na₂SO₃，证明SO₂未被氧化；
假设2:反应后固体中只有Na₂SO₄，证明SO₂完全被氧化；
假设3:__________________________证明______________________。
实验探究:
实验二:通过测量气体的体积判断发生的化学反应，实验装置如下:

(2)试剂A可以选用________，试剂B的作用是________。
(3)实验测得装置C中过氧化钠质量增加了m₁ g，装置D质量增加了m₂ g，装置E中收集到的气体为V L(已换算成标准状况下)，用上述有关测量数据判断，SO₂未被氧化、完全被氧化的V-m₁关系式。
未被氧化:____________，完全被氧化:____________。
(4)若SO₂完全被氧化，写出反应的化学方程式: __________________________。

Answer 1

(12分)(1)Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物(1分)   SO₂被部分氧化(1分)
(2)浓H₂SO₄ (2分) 吸收未反应的SO₂(2分)   (3)V＝7m₁/30 (2分)     V＝0  (2分)
(4)SO₂+Na₂O₂＝Na₂SO₄(2分)

解析试题分析：实验一：
（1）向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO₂，取反应后的固体进行实验探究：
假设1：反应后固体只有 Na₂SO₃，证明SO₂未被氧化；
假设2：反应后固体中只有 Na₂SO₄，证明SO₂完全被氧化；
假设3：固体为Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；证明SO₂部分被氧化；
实验二：
（2）过氧化钠和水反应，装置A中试剂能吸收水蒸气，所以试剂为浓硫酸，干燥气体除去水蒸气；装置B为测定生成氧气的体积，需要把剩余的二氧化硫除去，因此试剂B装置作用是吸收未反应的SO₂。
（3）实验测得装置C中过氧化钠质量增加了m₁ g，装置D质量增加了m₂ g，装置E中收集到的气体为V L（已换算成标准状况下）。若SO₂未被氧化、则发生反应：2Na₂O₂+2SO₂＝2Na₂SO₃+O₂。依据化学方程式和反应增重计算E中收集的氧气，即
2Na₂O₂+2SO₂＝2Na₂SO₃+O₂        反应增重
1mol      96g
     m₁g
解得V＝
若二氧化硫全部被氧化发生的反应为：Na₂O₂+SO₂＝Na₂SO₄；反应过程中无氧气生成，V＝0，
若0＜V＜，则二氧化硫部分被氧化。
（4）二氧化硫完全被氧化生成硫酸钠，反应的化学方程式为：SO₂+Na₂O₂═Na₂SO₄。
考点：考查二氧化硫性质以及SO₂和过氧化钠反应的实验探究
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和规范严谨的实验设计能力，提高学生的学科素养。该类试题综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，这就要求学生必须认真、细致的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能得出正确的结论。实验设计的步骤和实验方案的确定应根据题干要求分析判断，关键是读懂题干信息，依据题干条件计算判断。