Question

SO₂是重要的化工原料，某學習小組利用下圖裝置探究SO₂與Na₂O₂的反應．

（1）甲同學設計了該實驗裝置．乙同學認為它有不合理的地方，請指出：

 

．
（2）反應完畢后，大家認為硬質玻璃管中的固體成分有多種可能：
假設Ⅰ：全部為Na₂SO₃；
假設Ⅱ：為Na₂SO₃和Na₂O₂的混合物；
假設Ⅲ：

 

；
假設Ⅳ：為Na₂SO₃ 和Na₂SO₄的混合物；
假設Ⅴ：為Na₂O₂和Na₂SO₄的混合物．
假設Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的共同理由是

 

．
（3）現有下列實驗用品：幾支試管、帶膠塞的導管（單孔）、滴管、藥匙、品紅溶液、蒸餾水、Ba（NO₃）₂溶液、BaCl₂溶液、稀硫酸、稀鹽酸、稀硝酸，請你從中選出合適的用品對“假設Ⅳ”進行驗證，完成下表（可以不填滿）：

實驗步驟編號	實驗操作	預期現象和結論
①	待硬質玻管冷卻到室溫后，用藥匙取少量白色固體于試管中．	/
②	向①的試管中加入   ，塞緊帶導管的膠塞，并將導管   ．
③
④

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）二氧化硫有毒，多余的氣體不能直接排放到空氣中，應該添加沒有尾氣吸收裝置；
（2）類比二氧化碳與過氧化鈉的反應推測，過氧化鈉與二氧化硫反應可能生成亞硫酸鈉，過氧化鈉和氧氣具有氧化性，反應產物可能為硫酸鈉，據此完成假設；
（3）假設Ⅳ反應后的固體為Na₂SO₃ 和Na₂SO₄的混合物，分別根據具有亞硫酸鈉、硫酸鈉的方法設計方案，然后選取合適的試劑進行解答．

解答： 解：（1）二氧化硫是一種有毒的氣體，不能直接將多余的二氧化碳排放到空氣中，否則會造成空氣污染，所以該裝置中不合理之處為：沒有尾氣的處理裝置，
故答案為：沒有尾氣的處理裝置；
（2）根據CO₂與Na₂O₂的反應可知，SO₂與Na₂O₂反應可能生成Na₂SO₃，則提出的假設有：假設Ⅰ：全部為Na₂SO₃，假設Ⅱ：為Na₂SO₃和Na₂O₂的混合物；由于Na₂O₂和反應產物的O₂都具有氧化性，則反應后的固體可能為Na₂SO，則可能的假設為：假設Ⅲ：全部為Na₂SO₄ ，假設Ⅳ：為Na₂SO₃ 和Na₂SO₄的混合物，假設Ⅴ：為Na₂O₂和Na₂SO₄的混合物，
故答案為：全部為Na₂SO₄ ； Na₂O₂和新產生的O₂有強氧化性，能將Na₂SO₃氧化為Na₂SO₄ ；
（3）假設Ⅳ：反應后的固體為Na₂SO₃ 和Na₂SO₄的混合物，需要分別檢驗亞硫酸鈉和硫酸鈉，檢驗亞硫酸鈉時，可以通過混合物與稀鹽酸反應是否生成使品紅溶液褪色的二氧化硫氣體完成；檢驗硫酸鈉，可以通過檢驗是否有不溶于鹽酸的硫酸鋇白色沉淀生成，檢驗步驟與現象為：
①待硬質玻管冷卻到室溫后，用藥匙取少量白色固體于試管中，
②向①的試管中加入過量的稀鹽酸，塞緊帶導管的膠塞，并將導管通入裝少量品紅溶液的試管，若品紅褪色說明生成的二氧化硫，則固體中含有Na₂SO₃，若品紅不褪色則沒有生成二氧化硫，固體中不含有Na₂SO₃；
③取②充分反應后的溶液于試管中，滴入適量BaCl₂溶液，若有白色沉淀生成則固體中含有Na₂SO₄ ，若沒有白色沉淀生成則固體中不含有Na₂SO₄，
故答案為：

實驗步驟編號	實驗操作	預期現象和結論
①
②	過量的稀鹽酸； 通入裝少量品紅溶液的試管	若品紅褪色則固體中含有Na2SO3，若品紅不褪色則固體中不含有Na2SO3；
③	取②充分反應后的溶液于試管中，滴入適量BaCl2溶液	若有白色沉淀生成則固體中含有Na2SO4 ，若沒有白色沉淀生成則固體中不含有Na2SO4；

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點評：本題考查了性質實驗方案的設計、常見物質的檢驗，題目難度中等，注意掌握常見物質的性質及檢驗方法，明確物質性質實驗方案設計與評價的方法，試題充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．