Question

某校化學興趣小組學生取純凈的Na₂SO₃?7H₂O 50.00g，然后隔絕空氣在600℃以上的強熱至恒重（完全反應），分析及計算表明，恒重后的固體質量相當于無水亞硫酸鈉的計算值，而且各元素的組成也與無水亞硫酸鈉符合，但將它溶于水，卻發現溶液的堿性大大高于期望值．經過仔細思考，這位同學猜想Na₂SO₃加熱后發生了歧化反應從而很好解釋這種反常現象，并設計了另一組實驗，驗證了自己的解釋是正確的．
（1）加熱Na₂SO₃?7H₂O時為什么要隔絕空氣（請用簡要文字和化學方程式表示）？

 

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（2）他對反應現象的解釋是

 

（用化學方程式表達）
（3）溶液的堿性大大高于期望值的原因是：（用離子方程式表達）

 

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（4）你估計他設計了什么實驗來驗證他的猜想．（請寫出一種可行的實驗方案）：

實驗試劑	操作	現象	結論	有關方程式

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）亞硫酸鈉在空氣中易被氧氣氧化為硫酸鈉；
（2）Na₂SO₃加熱后發生了歧化反應，硫元素化合價從+4價變化為-2價和+6價；
（3）Na₂SO₃加熱后發生了歧化反應生成了硫化鈉，溶液中水解程度大于亞硫酸鈉的水解程度，溶液減小增強；
（4）猜想Na₂SO₃加熱后發生了歧化反應生成硫化鈉和硫酸鈉，設計實驗可以檢驗S^2-和SO₄^2-的方案都可以；

解答： 解：（1）亞硫酸鈉在空氣中易被氧氣氧化為硫酸鈉，熱Na₂SO₃?7H₂O時要隔絕空氣，反應的化學方程式為：2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄，
故答案為：Na₂SO₃在空氣中加熱時易被氧氣氧化為Na₂SO₄，2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄；
（2）Na₂SO₃加熱后發生了歧化反應，硫元素化合價從+4價變化為-2價和+6價，反應的化學方程式為：4Na₂SO₃=Na₂S+3Na₂SO₄，
故答案為：4Na₂SO₃=Na₂S+3Na₂SO₄；
（3）溶液的堿性大大高于期望值的原因是，Na₂SO₃加熱后發生了歧化反應生成了硫化鈉，溶液中硫離子水解程度大于亞硫酸根離子水解程度，溶液堿性增強，反應的離子方程式為：S^2-+H₂O?HS^-+OH^-，故答案為：S^2-+H₂O?HS^-+OH^-；
（4）硫離子能和酸反應生成硫化氫，硫離子的檢驗方法：取適量加熱后的固體加入適量的水配成溶液，取溶液適量于試管中，向其中加稀鹽酸，如有臭雞蛋蛋氣味氣體生成，則證明有S^2-，硫酸根離子可以和鋇離子反應生成硫酸鋇，再加入氯化鋇溶液出現白色沉淀證明含有硫酸根離子，離子方程式為S^2-+2H⁺=H₂S↑、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，
故答案為：

實驗試劑	操作	現象	結論	有關方程式
氯化鋇溶液、鹽酸	取適量加熱后的固體加入適量的水配成溶液，取溶液適量于試管中，向其中加稀鹽酸；再向溶液中加入氯化鋇溶液	有臭雞蛋蛋氣味氣體硫化氫生成；出現硫酸鋇白色淀	證明分解產物中含有硫化鈉和硫酸鈉	S2-+2H+=H2S↑、Ba2++SO42-=BaSO4↓

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點評：本題考查了亞硫酸鈉的性質分析判斷，反應化學方程式和離子方程式的書寫方法，實驗方案的設計和實驗現象的判斷是解題關鍵，題目難度中等．