Question

某研究性学习小组的同学想通过如图1实验装置探究SO2与Na2O2反应的产物．（夹持装置已略去，装置的气密性

某研究性学习小组的同学想通过如图1实验装置探究SO2与Na2O2反应的产物．（夹持装置已略去，装置的气密性良好）Ⅰ．实验中装置B可吸收水分，干燥SO2气体，其目的是______．装置D除了吸收过量的SO2，避免污染空气外，还起到的作用是______．Ⅱ．对C中固体产物提出如下假设：（假设Na2O2已全部反应）假设1：______；假设2：只有Na2SO4；假设3：既有Na2SO3又有Na2SO4．（1）甲同学认为SO2与Na2O2的反应不同于CO2，应为假设2成立，请据此写出C中所发生反应的化学方程式：______．（2）若假设2成立，为确定C中固体产物的成分，甲同学设计如图2实验：得出结论：C中固体产物只有Na2SO4．该方案是否合理？答：______．（填“是”或“否”）理由是______．（3）乙同学为证明假设3成立，设计如下实验．实验步骤和结论为：①取少量C中固体产物于试管中，加入适量的蒸馏水溶解；②滴加过量的1mol?L-1BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则证明C中固体产物中有______；③滴加适量的1mol?L-1稀盐酸，若白色沉淀部分溶解，并产生刺激性气味气体，则证明C中固体产物中有______．

Answer 1

解答：Ⅰ．A装置中产生的二氧化硫气体中含有水蒸气，水能和过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气，B装置中浓硫酸具有吸水性，可吸收水蒸气；
空气中含有二氧化碳和水蒸气，碱石灰是干燥剂，所以能吸收水分，防止水蒸气的干扰，碱石灰能和二氧化碳反应，防止二氧化碳的干扰，所以装置D的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C装置与Na₂O₂反应，
故答案为：防止水蒸气与Na₂O₂反应；防止空气中的水和CO₂进入玻璃管C；
Ⅱ．根据题给假设2、假设3可知假设1应该为：只有Na₂SO₃，
故答案为：只有Na₂SO₃；
（1）若假设2成立，二氧化硫和过氧化钠反应生成硫酸钠，反应的化学方程式为：Na₂O₂+SO₂=Na₂SO₄，
故答案为：SO₂+Na₂O₂=Na₂SO₄；
（2）硝酸有强氧化性，加入盐酸后硝酸根离子在酸性条件下能把亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子，所以该方案不合理，
故答案为：否；NO₃^-在酸性条件下可将BaSO₃氧化成BaSO₄或硝酸根在酸性条件下具有强氧化性；
（3）乙同学为证明假设3成立，设计如下实验：实验步骤和结论为：①取少量C中固体产物于试管中，加入适量的蒸馏水溶解；
②滴加过量的1mol?L^-1BaCl₂溶液，若产生白色沉淀，由于硫酸钡和亚硫酸钡均为不溶于水的白色固体，则证明C中固体产物中Na₂SO₃和Na₂SO₄至少有一种，
故答案为：Na₂SO₃和Na₂SO₄至少有一种；
③滴加适量的1mol?L^-1稀盐酸，若白色沉淀部分溶解，并产生刺激性气味气体，溶解的为亚硫酸钡，不溶的为硫酸钡，则证明C中固体产物中既有Na₂SO₃又有Na₂SO₄，
故答案为：既有Na₂SO₃又有Na₂SO₄．