Question

3．某化學興趣小組用如圖所示裝置制備SO₂并探究SO₂與Na₂O₂的反應：

（1）儀器組裝完畢，首先需要進行的實驗是檢查裝置的氣密性，具體操作和現象為關閉分液漏斗活塞，對燒瓶進行微熱，當觀察到D中導管口有氣泡后，停止加熱，D中導管形成一段液柱．
（2）裝置A使用的是70%～80%的硫酸，硫酸的濃度不能太低的原因是不利于SO₂溢出．
（3）為吸收過量的SO₂，C中盛放的試劑為NaOH溶液（或KMnO₄溶液）．
（4）D中收集到的氣體可使帶余燼的木條復燃，B中發(fā)生的反應可能為2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂（Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄）．
（5）若反應后B中的固體只含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，測定其中Na₂SO₃的質量分數的實驗方案為：用電子天平稱取該固體m₁g，溶于水配成溶液，加入足量的氯化鋇溶液，用砂芯漏斗過濾，固體用適量乙醇洗滌2～3次，在真空干燥箱中干燥，再用電子天平稱量得固體為m₂ g；根據實驗測得的數據進行計算即可（實驗中可選用的試劑：氯化鋇溶液、乙醇；除常用儀器外需使用的儀器：砂芯漏斗、真空干燥箱）．
由以上實驗可得B中固體Na₂SO₃的質量分數為$\frac{9（142{m}_{2}-{233m}_{1}）}{104{m}_{1}}$（用含m₁、m₂的代數式表示）．

Answer 1

分析 （1）儀器組裝完畢，首先需要檢查裝置氣密性，裝置密閉后加熱燒瓶觀察D中導氣管是否有氣泡冒出，停止加熱是否產生一段水柱分析判斷；
（2）二氧化硫易溶于水，硫酸溶液濃度太低不利于二氧化硫的生成和揮出；
（3）二氧化硫能被氫氧化鈉溶液或高錳酸鉀溶液吸收；
（4）D中收集到的氣體可使帶余燼的木條復燃，說明有氧氣產生，所以B中發(fā)生的反應可能為二氧化硫與過氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和氧氣；
（5）若反應后B中的固體只含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，測定其中Na₂SO₃的質量分數的實驗方案為：用電子天平稱取該固體m₁g，將樣品溶于蒸餾水溶解后加入過量的氯化鋇發(fā)生反應生成亞硫酸鋇沉淀和硫酸鋇沉淀，過濾洗滌干燥，用電子天平稱量得固體為m₂ g，列方程式計算 得到B中固體Na₂SO₃的質量分數．

解答 解：（1）某化學興趣小組用如圖所示裝置制備SO₂并探究SO₂與Na₂O₂的反應生成氣體在最后收集，裝置需要生成氣體，并驗證性質，所以實驗裝置不能漏氣，需要檢查裝置氣密性，把裝置密閉關閉分液漏斗活塞，對燒瓶進行微熱，當觀察到D中導管口有氣泡后，停止加熱，D中導管形成一段液柱，說明裝置氣密性完好，
故答案為：檢查裝置的氣密性；關閉分液漏斗活塞，對燒瓶進行微熱，當觀察到D中導管口有氣泡后，停止加熱，D中導管形成一段液柱；
（2）裝置A使用的是70%～80%的硫酸，硫酸的濃度太低不利于SO₂溢出，
故答案為：不利于SO₂溢出；
（3）二氧化硫能被氫氧化鈉溶液或高錳酸鉀溶液吸收，所以C中盛放的試劑為NaOH溶液（或KMnO₄溶液），
故答案為：NaOH溶液（或KMnO₄溶液）；
（4）D中收集到的氣體可使帶余燼的木條復燃，說明有氧氣產生，所以B中發(fā)生的反應可能為二氧化硫與過氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和氧氣，反應的方程式為2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂，
故答案為：2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂（Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄）；
（5）若反應后B中的固體只含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，測定其中Na₂SO₃的質量分數的實驗方案為：用電子天平稱取該固體m₁g，溶于水配成溶液，加入足量的氯化鋇溶液，用砂芯漏斗過濾，固體用適量乙醇洗滌2～3次，在真空干燥箱中干燥，再用電子天平稱量得固體為m₂ g；根據實驗測得的數據進行計算即可，設Na₂SO₃質量為xg，則硫酸鈉質量為m₁g-xg，沉淀m₂g為BaSO₃和BaSO₄，得到：$\frac{xg}{126g/mol}$×217g/mol+$\frac{{m}_{1}-xg}{142g/mol}$×233g/mol=m₂，
x=$\frac{9（142{m}_{2}-233{m}_{1}）}{104}$g，
固體Na₂SO₃的質量分數=$\frac{9（142{m}_{2}-{233m}_{1}）}{104{m}_{1}}$×100%，
故答案為：溶于水配成溶液，加入足量的氯化鋇溶液，用砂芯漏斗過濾，固體用適量乙醇洗滌2～3次，在真空干燥箱中干燥；$\frac{9（142{m}_{2}-{233m}_{1}）}{104{m}_{1}}$×100%；

點評 本題考查了物質性質實驗探究、裝置氣密性檢查、混合物的含量測定方法和計算應用，注意物質性質的理解，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．