Question

某研究性学习小组的同学想通过下图实验装置探究SO₂与Na₂O₂反应的产物。（夹持装置已略去，装置的气密性良好）

Ⅰ．实验中装置B可吸收水分，干燥SO₂气体，其目的是：_________________________。
装置D除了吸收过量的SO₂，避免污染空气外，还起到的作用是：_________________。
Ⅱ．对C中固体产物提出如下假设：（假设Na₂O₂已全部反应）
假设1：__________。 假设2：只有Na₂SO₄； 假设3：既有Na₂SO₃又有Na₂SO₄。
（1）甲同学认为SO₂与Na₂O₂的反应不同于CO₂，应为假设2成立，请据此写出C中所发生反应的化学方程式：_____________________。
（2）若假设2成立，为确定C中固体产物的成分，甲同学设计如下实验：

得出结论：C中固体产物只有Na₂SO₄。该方案是否合理？答：__________。（填“是”或“否”）理由是______________________________。
（3）乙同学为证明假设3成立，设计如下实验。
实验步骤和结论为：
①取少量C中固体产物于试管中，加入适量的蒸馏水溶解；
②滴加过量的1mol?L^－1BaCl₂溶液，若产生白色沉淀，则证明C中固体产物中有_________；
③滴加适量的1mol?L^－1稀盐酸，若白色沉淀部分溶解，并产生刺激性气味气体，则证明C中固体产物中有___________________。

Answer 1

Ⅰ．防止水蒸气与Na₂O₂反应，防止空气中的水和CO₂进入玻璃管C。
Ⅱ．假设1：只有Na₂SO₃
（1）SO₂＋Na₂O₂＝Na₂SO₄。（2）否；NO₃^－在酸性条件下可将BaSO₃氧化成BaSO₄
或硝酸根在酸性条件下具有强氧化性
（3）②Na₂SO₃和Na₂SO₄至少有一种；（2分）
③既有Na₂SO₃又有Na₂SO₄。（2分）

试题分析：Ⅰ、A装置中产生的二氧化硫气体中含有水蒸气，水能和过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气，B装置中浓硫酸具有吸水性，可吸收水蒸气；空气中含有二氧化碳和水蒸气，碱石灰是干燥剂，所以能吸收水分，防止水蒸气的干扰；碱石灰能和二氧化碳反应，防止二氧化碳的干扰，所以装置D的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C装置与Na₂O₂反应；Ⅱ、根据题给信息知，假设1：只有Na₂SO₃；  （1）若假设2成立，二氧化硫和过氧化钠反应的方程式为：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄ ；（2）硝酸有强氧化性，能把亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子，所以该方案不合理；（3）乙同学为证明假设3成立，设计如下实验。实验步骤和结论为：①取少量C中固体产物于试管中，加入适量的蒸馏水溶解；②滴加过量的1mol?L^－1BaCl₂溶液，若产生白色沉淀，由于硫酸钡和亚硫酸钡均为不溶于水的白色固体，则证明C中固体产物中Na₂SO₃和Na₂SO₄至少有一种；③滴加适量的1mol?L^－1稀盐酸，若白色沉淀部分溶解，并产生刺激性气味气体，则证明C中固体产物中既有Na₂SO₃又有Na₂SO₄。