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:__________________________證明______________________。
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，實驗裝置如下:

(2)試劑A可以選用________，試劑B的作用是________。
(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:____________，完全被氧化:____________。
(4)若SO₂完全被氧化，寫出反應的化學方程式: __________________________。

Answer 1

(12分)(1)Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物(1分)   SO₂被部分氧化(1分)
(2)濃H₂SO₄ (2分) 吸收未反應的SO₂(2分)   (3)V＝7m₁/30 (2分)     V＝0  (2分)
(4)SO₂+Na₂O₂＝Na₂SO₄(2分)

解析試題分析：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；
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，因此試劑B裝置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）。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，即
2Na₂O₂+2SO₂＝2Na₂SO₃+O₂        反應增重
1mol      96g
     m₁g
解得V＝
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＜，則二氧化硫部分被氧化。
（4）二氧化硫完全被氧化生成硫酸鈉，反應的化學方程式為：SO₂+Na₂O₂═Na₂SO₄。
考點：考查二氧化硫性質以及SO₂和過氧化鈉反應的實驗探究
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養學生的邏輯推理能力和規范嚴謹的實驗設計能力，提高學生的學科素養。該類試題綜合性強，理論和實踐的聯系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學生必須認真、細致的審題，聯系所學過的知識和技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能得出正確的結論。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。