Question

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SO₂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SO₂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：

Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物

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，實驗裝置如圖：
（2）試劑A可以選用

濃H₂SO₄

，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m₁ g，裝置D質量增加了m₂ g，裝置E中收集到的氣體為V L（已換算成標準狀況下），用上述有關測量數據判斷，SO₂未被氧化、完全被氧化的V-m₁關系式．
未被氧化：

V=

7m1

30

L

，完全被氧化：

V=0

．
（4）若SO₂完全被氧化，寫出反應的化學方程式：

SO₂+Na₂O₂═Na₂SO₄

．

Answer 1

分析：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
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；
（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；試劑B除去過量的二氧化硫；
（3）實驗測得裝置C中過氧化鈣質量增加了m₁ g，裝置D質量增加了m₂ g，裝置E中收集到的氣體為V L（已換算成標準狀況下），若SO₂未被氧化、則發生反應：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂
依據化學方程式和反應增重計算E中收集的氧氣：
2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂ 反應增重
1mol                    96g
實驗測得裝置C中過氧化鈣質量增加了m₁ g，裝置D質量增加了m₂ g，裝置E中收集到的氣體為V L（已換算成標準狀況下），若SO₂未被氧化、則發生反應：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂
依據化學方程式和反應增重計算E中收集的氧氣：
2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂ 反應增重
1mol                   96g

VL

22.4L/mol

           m₁g
V=

7m1

30

L
若二氧化硫全部被氧化發生的反應為：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄；反應過程中 無氧氣生成，V=0
若0＜V＜

7m1

30

則二氧化硫部分被氧化；
（4）若SO₂完全被氧化生成固體是硫酸鈉．

解答：解：實驗一：（1）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
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部分被氧化；
故答案為：Na₂SO₃；Na₂SO₄；固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；SO₂被部分氧化；
實驗二：（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B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，故答案為：濃硫酸；吸收未反應的SO₂；
（3）實驗測得裝置C中過氧化鈣質量增加了m₁ g，裝置D質量增加了m₂ g，裝置E中收集到的氣體為V L（已換算成標準狀況下），若SO₂未被氧化、則發生反應：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂
依據化學方程式和反應增重計算E中收集的氧氣：
2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂ 反應增重
1mol                  96g

VL

22.4L/mol

          m₁g
V=

7m1

30

L
若二氧化硫全部被氧化發生的反應為：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄；反應過程中 無氧氣生成，V=0，
若0＜V＜

7m1

30

則二氧化硫部分被氧化，
故答案為：V=

7m1

30

L；V=0；
（4）二氧化硫玩去被氧化生成硫酸鈉，反應的化學方程式為：SO₂+Na₂O₂═Na₂SO₄，故答案為：SO₂+Na₂O₂═Na₂SO₄．

點評：本題考查了二氧化硫性質應用和實驗驗證，實驗設計的步驟和實驗方案的確定應根據題干要求分析判斷，關鍵是讀懂題干信息，依據題干條件計算判斷，題目較難．