题目

题型：不详难度：来源：

（16分）面粉增白剂主要包括过氧化苯甲酰(俗称面粉增白剂)和过氧化钙两种物质。其中过氧化钙(CaO₂)在日常生活和工农业生产中还常用于种子消毒、药物制造、油脂漂白及鱼池增氧等，还可以作为高温氧化剂。已知：过氧化钙与CO₂反应有气体生成，而将SO₂通入过氧化钙粉末中也有气体生成。有人提出CO₂、SO₂与过氧化钙的反应原理相同，但也有人提出SO₂具有较强的还原性，CO₂无强还原性，反应原理不相同。据此设计如下实验操作进行判断。
实验一：通过测量气体的体积判断发生的化学反应，实验装置如下：

(1)试剂A可以选用________，试剂B的作用是________。
(2)装置E用于测定氧气的体积，请在方框中画出装置图。
(3)实验测得装置C中过氧化钙质量增加了m₁ g，装置D质量增加了m₂ g，装置E中收集到的气体为V L(已换算成标准状况下)，用上述有关测量数据判断，SO₂未被氧化、部分被氧化、完全被氧化的V——m₁关系式。
未被氧化：____________，部分被氧化：____________，
完全被氧化：____________。
若SO₂完全被氧化，写出反应的化学方程式：___________________________。
实验二：向一定量的过氧化钠固体中通入足量的SO₂，取反应后的固体进行实验探究，以证明过氧化物与SO₂反应的特点。
提出假设：
假设1：反应后固体只有________，证明SO₂未被氧化；
假设2：反应后固体中只有________，证明SO₂完全被氧化；
假设3：________________________________________________________。
实验探究：
(4)设计实验，证明假设3是正确的，简要回答实验过程、现象和结论：______
_____________________________________________________________。
实验评价：
(5)实验过程中SO₂的通入量直接影响探究实验结果的科学性，请简要说明原因：___________________________________________________________。

答案

(1)浓硫酸　吸收未反应的SO₂   (各一分)
(2) (其他合理答案均可)（2分）
(3)V=7m₁/30　0＜V＜7m₁/30　V=0    CaO₂+SO₂===CaSO₄（5分）
假设1：Na₂SO₃　假设2：Na₂SO₄　假设3：固体为Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，证明二氧化硫部分被氧化（3分）
(4)取反应后的固体放入试管中，加少量水溶解，加入BaCl₂溶液有白色沉淀产生，再加入稀盐酸，沉淀部分溶解，证明原固体中既有亚硫酸钠也有硫酸钠，即Na₂O₂将SO₂部分氧化（2分）
(5)若CaO₂有剩余，固体加水溶解时，过氧化钠能将SO₃^2-氧化成SO，检验出SO时不能说明其是过氧化钠与SO₂反应生成的（2分）

解析

（1）根据装置可知，A是制取SO₂的。但由于生成的SO₂中含有水蒸气，而水蒸气也能和过氧化钙反应，所以装置B中的试剂应该是浓硫酸，用来干燥SO₂；由于SO₂和过氧化钙的反应中，SO₂是过量的，所以为了防止SO₂对反应中生成的气体的干扰，则装置D中应该盛放碱石灰，用来吸收未反应的SO₂。
（2）由于氧气难溶于水，所以应该用排水法来测量氧气的体积，因此装置图是（见答案）。
（3）如果SO₂没有被氧化，则反应式是2CaO₂＋2SO₂=2CaSO₃＋O₂，所以生成的氧气体积是V＝；如果是完全被氧化，则生成气体是0，即反应的方程式为CaO₂+SO₂===CaSO₄；因此如果是部分被氧化，则生成的氧气是0＜V＜7m₁/30；根据以上分析可知，如果生成的固体中只有亚硫酸钠，则SO₂未被氧化；如果生成的固体只有硫酸钠，则全部被氧化；如果既有亚硫酸钠，也有硫酸钠，则SO₂是部分被氧化。
（4）要证明假设3正确，则可以利用亚硫酸钠和硫酸钠的性质差异，即取反应后的固体放入试管中，加少量水溶解，加入BaCl₂溶液有白色沉淀产生，再加入稀盐酸，沉淀部分溶解，证明原固体中既有亚硫酸钠也有硫酸钠，即Na₂O₂将SO₂部分氧化。
（5）由于过氧化钙具有氧化性，因此如果过氧化钙有剩余，固体加水溶解时，过氧化钙能将SO₃^2-氧化成SO，检验出SO时不能说明其是过氧化钙与SO₂反应生成的。