Question

（15分）化學興趣小組同學運用類比學習的思想,探究過氧化鈉與二氧化硫的反應。小組同學改進了下圖所示的裝置進行實驗制取SO₂的反應。充分反應，B中固體由淡黃色變為白色(Na₂O₂完全反應)，將帶火星的木條插入試管C中，木條復燃。試回答下列問題：

（1）請你完成裝置改進的措施和理由：

①措施：在A、B之間加一個干燥管，作用_______________________________________。

②措施：為確保C中的實驗現象發生，在B、C之間加一個裝有_________________的洗氣瓶，作用_______________________。

（2）某同學推斷該白色固體為Na₂SO₃，則其化學反應方程式是__________________。

（3）任何的推論都要經過檢驗，請完成對白色固體成分的探究：

限選實驗儀器與試劑：燒杯、試管、藥匙、滴管、酒精燈、帶單孔膠塞的導管、棉花、試管夾；3 mol·L^-1HCl、6 mol·L^-1HNO₃、NaOH稀溶液、蒸餾水、1 mol·L^-1 BaCl₂溶液、澄清石灰水、品紅溶液。

①提出合理假設：

假設1：白色固體為Na₂SO₃；      假設2：　　　　                 　　　；

假設3：白色固體為Na₂SO₃與Na₂SO₄的混合物。

②設計實驗方案證明以上三種假設，并按下表格式寫出實驗操作步驟、預期現象與結論。

實驗操作	預期現象與結論
步驟1：取少量白色固體于試管，加入           ，塞上單孔膠塞，將生成的氣體通入           。	若                                     ，說明白色固體含有Na2SO3，則         成立，若無該現象， 則          成立。
步驟2：在步驟1反應后的溶液加入                              。	若                      ，則說明白色固體含Na2SO4。 結合步驟1的結論，則         成立，若無該現象，則          則         成立。

 

Answer 1

【答案】

(1)  ①產生的二氧化硫沒有干燥，水蒸氣會與Na₂O₂反應；

②NaOH溶液         除去SO₂氣體，防止污染空氣

(2) 2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂（2分）     （3）①提出合理假設

假設3：白色固體為Na₂SO₄

②

實驗操作	預期現象與結論
步驟1：取少量白色固體于試管，加入過量3 mol·L-1的稀鹽酸，塞上單孔膠塞，將生成的氣體通入品紅溶液。	若有能使品紅溶液褪色的無色氣體生成，說明白色固體含有Na2SO3。則假設1或3成立，若無該現象，則假設2成立。
步驟2：在步驟1反應后的溶液加入1 mol·L-1 BaCl2溶液。	若有白色沉淀生成，則說明白色固體含Na2SO4。結合步驟1的結論，則假設3成立，若無該現象，則假設1成立。

【解析】

試題分析：裝置改進的措施和理由：

①措施：在A、B之間加一個干燥管，作用是產生的二氧化硫沒有干燥，水蒸氣會與Na₂O₂反應。

②措施：為確保C中的實驗現象發生，在B、C之間加一個裝有NaOH溶液的洗氣瓶，作用除去SO₂氣體，防止污染空氣。

（2）某同學推斷該白色固體為Na₂SO₃，則其化學反應方程式是 2Na₂O₂+2SO₂=2Na₂SO₃+O₂。

（3）任何的推論都要經過檢驗，對白色固體成分的探究：

①提出合理假設：

假設1：白色固體為Na₂SO₃；      假設2：白色固體為Na₂SO₄；

假設3：白色固體為Na₂SO₃與Na₂SO₄的混合物。只有這三種假設；

實驗操作步驟、預期現象與結論如下：

實驗操作	預期現象與結論
步驟1：取少量白色固體于試管，加入過量3 mol·L-1的稀鹽酸，塞上單孔膠塞，將生成的氣體通入品紅溶液。	若有能使品紅溶液褪色的無色氣體生成，說明白色固體含有Na2SO3。則假設1或3成立，若無該現象，則假設2成立。
步驟2：在步驟1反應后的溶液加入1 mol·L-1 BaCl2溶液。	若有白色沉淀生成，則說明白色固體含Na2SO4。結合步驟1的結論，則假設3成立，若無該現象，則假設1成立。

考點：化學實驗

點評：本題考查學生對試驗的應用分析能力；要能夠根據所學的知識結合題目的信息，靈活處理。