Question

面粉增白劑主要包括過氧化苯甲酰（俗稱面粉增白劑）和過氧化鈣兩種物質(zhì)．其中過氧化鈣（CaO₂）在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中還常用于種子消毒、藥物制造、油脂漂白及魚池增氧等，還可以作為高溫氧化劑．已知：過氧化鈣與CO₂反應(yīng)有氣體生成，而將SO₂通入過氧化鈣粉末中也有氣體生成．有人提出CO₂、SO₂與過氧化鈣的反應(yīng)原理相同，但也有人提出SO₂具有較強(qiáng)的還原性，CO₂無強(qiáng)還原性，反應(yīng)原理不相同．據(jù)此設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行判斷．
實(shí)驗(yàn)一：通過測量氣體的體積判斷發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)裝置如下：

（1）試劑A可以選用

 

，試劑B的作用是

 

．
（2）裝置E用于測定氧氣的體積，請?jiān)诜娇蛑挟嫵鲅b置圖．
（3）實(shí)驗(yàn)測得裝置C中過氧化鈣質(zhì)量增加了m₁ g，裝置D質(zhì)量增加了m₂ g，裝置E中收集到的氣體為V L（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下），用上述有關(guān)測量數(shù)據(jù)判斷，SO₂未被氧化、部分被氧化、完全被氧化的V-m₁關(guān)系式．
未被氧化：

 

，部分被氧化：

 

，完全被氧化：

 

．
若SO₂完全被氧化，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
實(shí)驗(yàn)二：向一定量的過氧化鈉固體中通入足量的SO₂，取反應(yīng)后的固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，以證明過氧化物與SO₂反應(yīng)的特點(diǎn)．
提出假設(shè)：
假設(shè)1：反應(yīng)后固體只有

 

，證明SO₂未被氧化；
假設(shè)2：反應(yīng)后固體中只有

 

，證明SO₂完全被氧化；
假設(shè)3：

 

．
實(shí)驗(yàn)探究：
（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明假設(shè)3是正確的，簡要回答實(shí)驗(yàn)過程、現(xiàn)象和結(jié)論：

 

．
實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)：
（5）實(shí)驗(yàn)過程中SO₂的通入量直接影響探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性，請簡要說明原因：

 

．

Answer 1

分析：實(shí)驗(yàn)一：（1）過氧化鈣和水反應(yīng)，裝置B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；
（2）測定氧氣的體積利用排水量氣法：裝置為以下幾種裝置中的一種
（3）實(shí)驗(yàn)測得裝置C中過氧化鈣質(zhì)量增加了m₁ g，裝置D質(zhì)量增加了m₂ g，裝置E中收集到的氣體為V L（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下），若SO₂未被氧化、則發(fā)生反應(yīng)：2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂
依據(jù)化學(xué)方程式和反應(yīng)增重計(jì)算E中收集的氧氣：
2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂   反應(yīng)增重
                 1mol    96g
             

VL

22.4L/L

   m₁g
V=

7m1

30

L
若二氧化硫全部被氧化發(fā)生的反應(yīng)為：CaO₂+SO₂=CaSO₄；反應(yīng)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；
實(shí)驗(yàn)二：向一定量的過氧化鈉固體中通入足量的SO₂，取反應(yīng)后的固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究
假設(shè)1：反應(yīng)后固體只有 Na₂SO₃，證明SO₂未被氧化；
假設(shè)2：反應(yīng)后固體中只有 Na₂SO₄，證明SO₂完全被氧化；
假設(shè)3：固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
（4）證明假設(shè)3是正確的，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為：取反應(yīng)后的固體放入試管中，加少量的水溶解，加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成，再加入稀鹽酸沉淀部分溶解，證明原固體中即有亞硫酸鈉也有硫酸鈉，即過氧化鈉部分氧化二氧化硫．
（5）實(shí)驗(yàn)過程中SO₂的通入量直接影響探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性，若剩余過氧化鈉，固體加水溶解時(shí)，過氧化鈉能將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，檢驗(yàn)出的硫酸根離子不能確定是過氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)生成的；

解答：解：實(shí)驗(yàn)一：（1）過氧化鈣和水反應(yīng)，裝置B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；故答案為：濃硫酸 吸收水蒸氣干燥氣體；
（2）測定氧氣的體積利用排水量氣法：裝置為以下幾種裝置中的一種，
故答案為：；
（3）實(shí)驗(yàn)測得裝置C中過氧化鈣質(zhì)量增加了m₁ g，裝置D質(zhì)量增加了m₂ g，裝置E中收集到的氣體為V L（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下），若SO₂未被氧化、則發(fā)生反應(yīng)：2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂
依據(jù)化學(xué)方程式和反應(yīng)增重計(jì)算E中收集的氧氣：
2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂ 反應(yīng)增重
1mol 96g

VL

22.4L/L

m₁g
V=

7m1

30

L
若二氧化硫全部被氧化發(fā)生的反應(yīng)為：CaO₂+SO₂=CaSO₄；反應(yīng)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：

7m1

30

；0＜V＜

7m1

30

；0
實(shí)驗(yàn)二：向一定量的過氧化鈉固體中通入足量的SO₂，取反應(yīng)后的固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究
假設(shè)1：反應(yīng)后固體只有 Na₂SO₃，證明SO₂未被氧化；
假設(shè)2：反應(yīng)后固體中只有 Na₂SO₄，證明SO₂完全被氧化；
假設(shè)3：固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
故答案為：Na₂SO₃；Na₂SO₄；固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
（4）證明假設(shè)3是正確的，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為：取反應(yīng)后的固體放入試管中，加少量的水溶解，加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成，再加入稀鹽酸沉淀部分溶解，證明原固體中既有亞硫酸鈉也有硫酸鈉，即過氧化鈉部分氧化二氧化硫．
故答案為：取反應(yīng)后的固體放入試管中，加少量的水溶解，加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成，再加入稀鹽酸沉淀部分溶解，證明原固體中即有亞硫酸鈉也有硫酸鈉，即過氧化鈉部分氧化二氧化硫．
（5）實(shí)驗(yàn)過程中SO₂的通入量直接影響探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性，若剩余過氧化鈉，固體加水溶解時(shí)，過氧化鈉能將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，檢驗(yàn)出的硫酸根離子不能確定是過氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)生成的；
故答案為：若剩余過氧化鈉，固體加水溶解時(shí)，過氧化鈉能將亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉，檢驗(yàn)出的硫酸根離子不能確定是過氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)生成的；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了二氧化硫性質(zhì)應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的步驟和實(shí)驗(yàn)方案的確定應(yīng)根據(jù)題干要求分析判斷，關(guān)鍵是讀懂題干信息，依據(jù)題干條件計(jì)算判斷，題目較難．