Question

（2013?湛江二模）為了探究SO₂與Na₂O₂的反應是否類似于CO₂，甲同學設計了如圖實驗裝置．回答下列問題：

（1）移開棉花，將帶火星的木條放在C試管口，未見木條復燃．甲同學因此認為SO₂與Na₂O₂的反應不同于CO₂．請按甲同學的觀點寫出反應的化學方程式

SO₂+Na₂O₂=Na₂SO₄

．
（2）乙同學認為無論反應原理如何，最終都有O₂產生．乙同學的理由是

A中生成的SO₂氣體中含有水蒸氣

．
按照乙同學的觀點，該裝置需作的改進是：

在A和B之間連接一個裝有濃硫酸的洗氣瓶

．
（3）假設Na₂O₂完全反應，反應后B裝置中固體生成物可能是：
①Na₂SO₃；    ②Na₂SO₄；     ③Na₂SO₃和Na₂SO₄
請設計實驗方案檢驗，寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結論，完成下表：
限選試劑：2mol?L^-1 HCl，1mol?L^-1HNO₃，1mol?L^-1 BaCl₂，1mol?L^-1 Ba（NO₃）₂，
（0.01mol?L^-1KMnO₄酸性溶液．）

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結論
步驟1：取B中的少量固體樣品于試管中，滴加足量蒸餾水，溶解，然后取少量待測液分別置于Ⅰ、Ⅱ試管中．	固體完全溶解
步驟2：往Ⅰ試管中加入 足量的1 mol?L-1鹽酸 ，再滴加 1 mol?L-1 BaCl2溶液 ．	有白色沉淀生成 ，則證明生成 物中含Na2SO4．
步驟3：往Ⅱ試管中 2～3滴0.01mol?L-1KMnO4酸性溶液，振蕩 刪除此空 ．	若 KMnO4溶液紫紅色褪去 ， 則說明生成物中有Na2SO3；若 KMnO4溶液紫紅色不褪去 刪除此空 ， 則說明生成物中沒有Na2SO3．

（4）生成物中亞硫酸鈉含量的測定：①取a克生成物配制成100ml溶液，取10.00mL該溶液于錐形瓶中，加入幾滴淀粉溶液作指示劑，用0.0100mol?L^-1碘水進行滴定，滴定終點現(xiàn)象為

溶液出現(xiàn)藍色，且半分鐘內不褪去

，記錄數據，重復滴定2次，平均消耗碘水20.00mL．
②計算：生成物中亞硫酸鈉的質量分數為

0.252/a

．

Answer 1

分析：（1）移開棉花，將帶火星的木條放在C試管口，未見木條復燃說明無氧氣生成，二氧化硫和過氧化鈉反應生成硫酸鈉；
（2）固體亞硫酸鈉和濃硫酸反應生成的氣體中含有水蒸氣，與過氧化鈉反應生成氧氣；驗證二氧化硫與過氧化鈉反應的產物需要在AB間連接干燥裝置；
（3）依據假設設計實驗檢驗硫酸根離子和亞硫酸根離子的檢驗試劑和檢驗方法設計，硫酸根離子檢驗利用鹽酸和氯化鋇容易進行檢驗，亞硫酸根離子利用高錳酸鉀溶液檢驗；
（4）①碘單質溶液滴定和溶液中的亞硫酸鈉反應，恰好反應后滴入碘水變藍色半分鐘內部褪色證明反應完全；
②依據化學方程式假設得到．

解答：解：（1）移開棉花，將帶火星的木條放在C試管口，未見木條復燃，無氧氣生成，SO₂與Na₂O₂的反應不同于CO₂，二氧化硫和過氧化鈉反應生成硫酸鈉，反應的化學方程式為：SO₂+Na₂O₂=Na₂SO₄，故答案為：SO₂+Na₂O₂=Na₂SO₄；
（2）乙同學認為無論反應原理如何，最終都有O₂產生，是因為A裝置生成的二氧化硫氣體中含有水蒸氣，和過氧化鈉反應生成氧氣，試驗為了驗證二氧化硫與過氧化鈉反應的產物，需要在AB裝置間連接呈濃硫酸的洗氣瓶裝置吸收水蒸氣，
故答案為：A中生成的SO₂氣體中含有水蒸氣；在A和B之間連接一個裝有濃硫酸的洗氣瓶；
（3）假設Na₂O₂完全反應，反應后B裝置中固體生成物可能是：①Na₂SO₃；    ②Na₂SO₄；     ③Na₂SO₃和Na₂SO₄
步驟1，取B中的少量固體樣品于試管中，滴加足量蒸餾水，溶解，然后取少量待測液分別置于Ⅰ、Ⅱ試管中，固體全部溶解；往Ⅰ試管中加入足量的1 mol?L^-1鹽酸，再滴加1 mol?L^-1 BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，則證明生成物中含Na₂SO₄；往Ⅱ試管中加入2～3滴0.01mol?L^-1KMnO₄酸性溶液，振蕩，若KMnO₄溶液紫紅色褪去，則說明生成物中有Na₂SO₃；若KMnO₄溶液紫紅色不褪去，則說明生成物中沒有Na₂SO₃；
故答案為：

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結論
步驟2：往Ⅰ試管中加入足量的1 mol?L-1鹽酸，再滴加1 mol?L-1 BaCl2溶液	有白色沉淀生成，則證明生成物中含Na2SO4
步驟3：往Ⅱ試管中加入2～3滴0.01mol?L-1KMnO4酸性溶液，振蕩	若KMnO4溶液紫紅色褪去，則說明生成物中有Na2SO3； 若KMnO4溶液紫紅色不褪去，則說明生成物中沒有Na2SO3；

（4）①碘單質溶液滴定和溶液中的亞硫酸鈉反應，恰好反應后滴入碘水變藍色半分鐘內部褪色證明反應完全，
故答案為：溶液出現(xiàn)藍色，且半分鐘內不褪去；
②取10.00mL該溶液于錐形瓶中，加入幾滴淀粉溶液作指示劑，用0.0100mol?L^-1碘水進行滴定，平均消耗碘水20.00mL，依據離子方程式計算
I₂+SO₃^2-+H₂O=SO₄^2-+2I^-+2H⁺；碘單質物質的量和亞硫酸鈉物質的量相同=0.020L×0.010mol/L=2×10^-4mol；所以100ml溶液中亞硫酸鈉物質的量為2×10^-3mol
生成物中亞硫酸鈉的質量分數=2

2×10-3mol×126g/mol

ag

×100%=

0.252

a

，故答案為：

0.252

a

．

點評：本題考查了物質性質的實驗驗證和混合物成分的實驗驗證，掌握物質性質和離子性質是解題關鍵，題目難度中等．