Question

（16分）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。

Ⅰ﹒写出装置A中发生反应的化学方程式：___________________________

Ⅱ﹒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_____________

Ⅲ﹒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______（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。

实验步骤	现象
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

步骤②中将产生的气体通入少量酸性KMnO₄溶液中，发生反应的离子方程式为：__________

Answer

I．Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O；II．吸收尾气（未反应完全的SO2气体），防止污染空气；III．只有Na2SO4；（1）2Na2O2+2 SO2=2 Na2SO3+O2↑；（2）否，硝酸有强氧化性，硝酸可以将BaSO3沉淀氧化为BaSO4；（3）稀盐酸，紫色褪去（褪色），2MnO4—+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42—+4H+。

【解析】

试题分析：I．反应制取SO2气体，利用硫酸酸性强于亚硫酸，以及浓硫酸遇水放出大量热，有利于SO2的逸出，Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O；II．SO2对环境有危害，必须除去，碱石灰吸收未反应的SO2防止污染空气；III．按照两种假设，推出假设2是Na2SO4；（1）假设1成立，反应类似于CO2与Na2O2的反应，2SO2＋2Na2O2=2Na2SO3＋O2；（2）硝酸具有强氧化性，能把+4S氧化为+6价，因此该方案不合理，理由是：硝酸把BaSO3沉淀氧化为BaSO4；（3）假设3成立，混合物是Na2SO3、Na2SO4，应加入过量的盐酸，不能加入硫酸，对③产生干扰，不能加入稀硝酸，能把SO32－氧化成SO42－，对③产生干扰，故假如过量的盐酸，产生SO2既具有氧化性又具有还原性，以还原性为主，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故现象是：紫(红)色褪去，把SO2氧化成SO42－，＋7Mn被还原成＋2价锰离子，根据反应前后所带电荷数守恒，离子反应方程式：2MnO4—+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42—+4H+。

考点：考查SO2的制备、除杂、假设以及氧化还原反应方程式书写等知识。