Question

7．過氧化鈉（Na₂O₂）是中學常見物質，常見的過氧化物還包括過氧化鈣（CaO₂）．已知：過氧化鈉與CO₂反應有氣體生成，而將S0₂通入過氧化鈉粉末中也有氣體生成．有人提出CO₂、SO₂與過氧化鈉的反應原理相同，但也有人提出S0₂具有較強的還原性，CO₂無強還原性，反應原理不相同．據此設計如下實驗操作進行判斷．
實驗一：向一定量的過氧化鈉固體中通入足量的SO₂，取反應后的固體進行實驗探究，以證明過氧化物與SO₂反應的特點．
（1）提出假設：假設1：反應后固體中只有Na₂SO₃，證明SO₂未被氧化；
假設2：反應后固體中只有Na₂SO₄，證明SO₂完全被氧化；
假設3：反應后固體中有Na₂SO₃和Na₂SO₄，證明SO₂被部分氧化．
【實驗探究】實驗二：通過測量氣體的體積判斷發生的化學反應，實驗裝置如下：

（2）試劑A可以選用濃硫酸，試劑B的作用是吸收未反應的SO₂．
（3）實驗測得裝置C中過氧化鈉質量增加了m₁g，裝置D質量增加了m₂g，裝置E中收集到的氣體為VL（已換算成標準狀況下），用上述有關測量數據判斷，若SO₂未被氧化，則V與m₁、m₂關系式為V=$\frac{7{m}_{1}}{30}$，若SO₂完全被氧化，則V與m₁、m₂關系式為V=0．
（4）若SO₂完全被氧化，寫出反應的化學方程式：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）SO₂未被氧化時，生成Na₂SO₃，若SO₂被氧化，則生成Na₂SO₄；
（2）裝置A制備二氧化硫，過氧化鈉能與水反應，裝置A中試劑能吸收水蒸氣，所以試劑為濃硫酸，干燥氣體除去水蒸氣；試劑B除去過量的二氧化硫，以免影響氧氣體積測定；
（3）若SO₂未被氧化，則發生反應：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂，結合C中增重、E中收集的氧氣體積，利用差量法計算；
若SO₂全部被氧化，發生的反應為：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄，反應過程中無氧氣生成；
（4）若SO₂完全被氧化生成固體是硫酸鈉．

解答 解：（1））SO₂未被氧化時，生成Na₂SO₃，若SO₂被氧化，則生成Na₂SO₄，則：
假設1：反應后固體只有 Na₂SO₃，證明SO₂未被氧化；
假設2：反應后固體中只有 Na₂SO₄，證明SO₂完全被氧化；
假設3：固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，證明SO₂被部分氧化，
故答案為：Na₂SO₄；Na₂SO₃和Na₂SO₄；
（2）過氧化鈉和水反應，裝置A中試劑能吸收水蒸氣，所以試劑為濃硫酸，干燥氣體除去水蒸氣；裝置E為測定生成氧氣的體積，需要把剩余的二氧化硫除去，實驗B裝置作用是吸收未反應的SO₂，以免影響氧氣體積測定，
故答案為：濃硫酸；吸收未反應的SO₂；
（3）若SO₂未被氧化，則：
2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂ 固體質量增重△m
                 22.4L      128g-32g=96g
                 VL                m₁g
所以22.4L：VL=96g：m₁g，解得V=$\frac{7{m}_{1}}{30}$；
若SO₂全部被氧化，發生的反應為：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄，反應過程中無氧氣生成，則V=0，
故答案為：$\frac{7{m}_{1}}{30}$；0；
（4）若SO₂全部被氧化，發生的反應為：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄，
故答案為：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄．

點評 本題考查性質探究實驗，實驗定量型實驗，關鍵是根據裝置明確實驗原理，試題充分培養了學生信息獲取能力、理解能力及化學實驗能力，難度中等．