问题标题:
【某课外学习小组在学习了Na2O2与CO2的反应后,认为Na2O2与SO2应该也可以反应.他们设计了下图装置(夹持装置已略去,装置的气密性良好)进行实验,探究SO2与Na2O2反应的产物,请按要求回答】
问题描述:
某课外学习小组在学习了Na2O2与CO2的反应后,认为Na2O2与SO2应该也可以反应.他们设计了下图装置(夹持装置已略去,装置的气密性良好)进行实验,探究SO2与Na2O2反应的产物,请按要求回答下列问题.
写出装置A中发生反应的化学方程式:___.
装置D的作用:除了可以防止空气中的CO2、水蒸气等进入C中与Na2O2反应,还可以___在通入足量的SO2与Na2O2充分反应后,他们对C中固体产物提出如下假设:
假设1:只有Na2SO3;假设2:___;假设3:既有Na2SO3,又有Na2SO4.
(1)若假设1成立,写出SO2与Na2O2反应的化学方程式:___.
(2)为进一步确定C中反应后固体产物的成分(Na2O2已反应完全),甲同学设计了如下实验:
甲同学由此得出结论:产物是Na2SO4,该方案是否合理___否(填“是”或“否”),理由是___
(3)乙同学设计了如下实验验证假设3成立,请帮助他完成下表.
①取少量C中固体产物于试管中,加入适量的蒸馏水溶解. | 固体全部溶解 |
②向上试管中加入过量的___,将产生的气体通入少量酸性KMnO4溶液中. | KMnO4溶液___ |
③向步骤②反应后的试管中,加入适量的BaCl2溶液. | 产生白色沉淀 |
索开南回答:
装置A中亚硫酸钠与硫酸反应的离子方程式为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;装置D起到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,还起到了吸收过量的SO2,避免污染空气;二氧化硫与过氧化钠反应的方程式可能为:2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2↑,有可能为:Na2O2+SO2=Na2SO4,所以假设假设1:只有Na2SO3;假设3:既有Na2SO3,又有Na2SO4;产物还可能只有硫酸钠,所以假设2为:只有Na2SO4,
故答案为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;吸收尾气(未反应完全的SO2气体),防止污染空气;只有Na2SO4;
(1)根据假设1可知,反应产物只有亚硫酸钠,说明过氧化钠与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和氧气,反应的化学方程式为:2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2↑,
故答案为:2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2↑;
(2)生成的白色沉淀中如果含有亚硫酸钡,加入硝酸后,会将亚硫酸钡氧化为硫酸钡,不能确定产物是Na2SO3还是Na2SO4或二者兼有,故不能得出产物只有Na2SO4的结论,
故答案为:否;硝酸有强氧化性,硝酸可以将BaSO3沉淀氧化为BaSO4;
(3)要做验证固体有Na2SO3和Na2SO4,可以检验SO32-与SO42-,实验方案为:①取少量C中固体产物于试管中,加入适量的蒸馏水溶解,固体完全溶解;②向上试管中加入过量的稀盐酸,将亚硫酸钠完全转化成二氧化碳气体,将产生的气体通入少量酸性KMnO4溶液中,高锰酸钾溶液褪色,证明产物中含有亚硫酸钠;③向步骤②反应后的试管中,加入适量的BaCl2溶液,产生白色沉淀,该白色沉淀为硫酸钡,说明原溶液中含有硫酸钠,从而证明假设3成立;
二氧化硫具有还原性,能够被酸性高锰酸钾溶液氧化,反应的离子方程式为:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+,
故答案为:稀盐酸; 紫色褪去(褪色); 2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+.
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