Question

【題目】黃色超氧化鉀(KO2)可作為宇宙飛船艙的氧源。某學習小組設計以下實驗探究KO2的性質，請回答相關問題：

I.探究KO2與水的反應：取少量KO2固體于試管中，滴加少量水快速產生氣泡，將帶火星的木條靠近試管口木條復燃，滴加酚酞試液則先變紅后褪色。

向褪色后溶液中滴加FeCl3溶液推測產生的現象為___。

II.探究KO2與SO2的反應

（1）正確的操作依次是__。

①打開K1通入N2 ，排盡裝置內原氣體后關閉 ②拆卸裝置至實驗完成

③檢查裝置氣密性，然后裝入藥品 ④打開分液漏斗活塞K2

（2）檢查上述裝置氣密性的方法是___。

（3）A裝置發生的化學方程式為___。

（4）用上述裝置驗證“KO2與SO2反應生成O2”還存在不足，你的改進措施是__。

（5）改進后再實驗，待KO2完全反應后，將裝置C中固體加水溶解，配成50.00mL溶液，等分為M、N兩份。

①向M溶液中加入足量的鹽酸酸化的BaCl2溶液，充分反應后，將沉淀過濾、__、__，稱重為2.33g。

②將N溶液移入__（填儀器名稱）中，用0.40mol/L酸性KMnO4溶液滴定，終點時消耗酸性KMnO4溶液20.00mL。

③依據上述現象和數據，請寫出該實驗總反應的化學方程式__。

Answer 1

【答案】產生紅褐色沉淀和氣體 ③①④①②或③④①② 裝置末端連接一導管插入水中，微熱A，末端有氣泡，冷卻后回流一段水柱保持不變 H2SO4+Na2SO3＝Na2SO4+H2O+SO2↑ 在B、C之間連接一個盛有濃硫酸的洗氣瓶（或者將B裝置中的飽和NaHSO3溶液替換為濃硫酸） 洗滌 干燥 錐形瓶 6KO2+3SO2＝2K2SO3+K2SO4+4O2

【解析】

A裝置中70%的H2SO4與亞硫酸鈉反應生成二氧化硫，據此書寫反應的化學方程式，從實驗的裝置圖可知，進入硬質玻璃管的氣體中含有水蒸氣，2.33g沉淀為硫酸鋇，高錳酸鉀與亞硫酸鈉反應的方程式為2KMnO4+5K2SO3+3H2SO4=6K2SO4+2MnSO4+3H2O，計算出生成的硫酸鉀和亞硫酸鉀的物質的量之比，然后書寫反應的方程式。根據此分析進行解答。

KO2固體中滴加少量水，反應后溶液中滴加FeCl3溶液，氯化鐵與氫氧化鉀反應生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，同時氯化鐵催化過氧化氫分解放出氧氣，因此看到的現象為產生紅褐色沉淀和氣體。

（1）根據題示的實驗操作，結合實驗裝置圖，實驗步驟為：首先檢查裝置氣密性，然后裝入藥品，打開K1通入N2，排盡裝置內的空氣后關閉，再打開分液漏斗活塞K2，反應生成二氧化硫，打開K1通入N2，排盡裝置內的二氧化硫后關閉，拆卸裝置至實驗完成。故答案為③①④①②或③④①②。

（2）將裝置末端連接一導管插入水中，微熱儀器A，如果末端有氣泡產生，且冷卻后回流一段水柱保持不變，則裝置氣密性良好。

（3）A裝置中70%的H2SO4與亞硫酸鈉反應放出二氧化硫氣體，反應的化學方程式為H2SO4 + Na2SO3＝Na2SO4 + H2O + SO2↑。

（4）從實驗的裝置圖可知，進入硬質玻璃管的氣體中含有水蒸氣，干擾了實驗驗證“KO2與SO2反應生成O2”的現象，改進措施為在B、C之間連接一個盛有濃硫酸的洗氣瓶(或者將B裝置中的飽和NaHSO3溶液替換為濃硫酸)。

（5）①向M溶液中加入足量的鹽酸酸化的BaCl2溶液，充分反應后，將沉淀過濾、洗滌、干燥之后稱重。

②將N溶液移入錐形瓶中進行滴定操作。

③2.33g沉淀為硫酸鋇，物質的量==0.01mol，因此原樣品中含有0.02mol硫酸鉀；高錳酸鉀與亞硫酸鈉反應的方程式為2KMnO4+5K2SO3+3H2SO4=6K2SO4+2MnSO4+3H2O，因此原樣品中亞硫酸鉀的物質的量=2××0.40mol/L×0.020L=0.04mol，因此KO2與SO2反應的化學方程式為6KO2+3SO2＝2K2SO3+K2SO4+4O2。