Question

黄色超氧化钾(KO₂)可作为宇宙飞船舱的氧源。某学习小组设计以下实验探究KO₂的性质，请回答相关问题：

Ⅰ. 探究KO₂与水的反应：取少量KO₂固体于试管中，滴加少量水快速产生气泡，将带火星的木条靠近试管口木条复燃；滴加酚酞试液，溶液先变红后褪色。向褪色后溶液中滴加FeCl₃溶液，产生的现象为____________________________________。

Ⅱ. 探究KO₂与SO₂的反应：

(1)正确的操作依次是_________________________。(操作可重复选择)

①打开K₁通入N₂，并维持一段时间后关闭

②实验完成，拆卸装置

③检查装置气密性，然后装入药品

④打开分液漏斗活塞K₂

(2)A装置发生反应的化学方程式为________________________。

(3)用上述装置验证“KO₂与SO₂反应生成O₂”还存在不足，你的改进措施是________。

(4)改进后再实验，待KO₂完全反应后，将装置C中固体加水溶解，配成50.00mL溶液，等分为M、N两份。

①向M溶液中加入足量的盐酸酸化的BaCl₂溶液，充分反应后，得沉淀4.66g。

②将N溶液移入锥形瓶中，用0.20mol L^-1酸性KMnO₄溶液滴定，当出现___________现象时，达到滴定终点，此时消耗酸性KMnO₄溶液20.00mL。

③依据上述现象和数据，请写出装置C中总反应的化学方程式___________。

Answer

有红褐色沉淀和气泡产生 ③①④①② 在B、C之间连接一个盛有浓硫酸的洗气瓶 滴下最后一滴KMnO4溶液，锥形瓶中溶液由无色变为微红色，且半分钟(30s)内不褪色 12KO2+6SO2=2K2SO3+4K2SO4+7O2

【解析】

黄色超氧化钾(KO2)与水反应生成KOH溶液和放出大量氧气，实验探究KO2与SO2的反应，先排除装置内空气，再反应生成二氧化硫，二氧化硫和KO2反应，根据实验探究生成的产物进行实验分析，再根据得到硫酸钾和亚硫酸钾的物质的量书写方程式。

Ⅰ. 探究KO2与水的反应：取少量KO2固体于试管中，滴加少量水快速产生气泡，将带火星的木条靠近试管口木条复燃；滴加酚酞试液，溶液先变红后褪色。溶液中含有大量的KOH溶液和H2O2溶液，向褪色后溶液中滴加FeCl3溶液，因此产生的现象为有红褐色沉淀和气泡产生；故答案为：红褐色沉淀和气泡产生。

Ⅱ(1)先检查装置气密性，然后装入药品，再打开K1通入N2，并维持一段时间，排除装置内空气后关闭，再打开分液漏斗活塞K2，产生二氧化硫气体，KO2与SO2反应，再打开K1通入N2，并维持一段时间，将生成的SO2全部排除后关闭，实验完成，拆卸装置，因此正确的操作依次是③①④①②；故答案为：③①④①②。

(2)A装置是浓硫酸和亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水，反应的化学方程式为；故答案为：。

(3)用上述装置验证“KO2与SO2反应生成O2”还存在不足，由于二氧化硫通入到饱和亚硫酸氢钠溶液中带出了水，水可能与KO2反应生成O2，因此改进措施是在B、C之间连接一个盛有浓硫酸的洗气瓶；故答案为：在B、C之间连接一个盛有浓硫酸的洗气瓶。

(4)②将N溶液移入锥形瓶中，用0.20 mol⸱L−1酸性KMnO4溶液滴定，当出现滴下最后一滴KMnO4溶液，锥形瓶中溶液由无色变为微红色，且半分钟(30s)内不褪色的现象，达到滴定终点；故答案为：滴下最后一滴KMnO4溶液，锥形瓶中溶液由无色变为微红色，且半分钟(30s)内不褪色。

③向M溶液中加入足量的盐酸酸化的BaCl2溶液，充分反应后，得BaSO4沉淀4.66g即物质的量为0.02mol。N中亚硫酸和高锰酸钾溶液反应，根据5～2，n()=2.5×0.20 mol⸱L−1×0.02L =0.01mol，生成的K2SO4和K2SO3物质的量之比为2:1，请写出装置C中总反应的化学方程式12KO2+6SO2=2K2SO3+4K2SO4+7O2；故答案为：12KO2+6SO2=2K2SO3+4K2SO4+7O2。