Question

現(xiàn)有一瓶實(shí)驗(yàn)室放置已久的可能被氧化的Na₂SO₃固體，為了研究它的組成，請(qǐng)你參與同學(xué)們進(jìn)行的如下探究活動(dòng)：
可選用試劑：濃H₂SO₄、濃HNO₃、10%鹽酸、0.1mol/LH₂SO₄、0.1mol/L HNO₃、0.1mol/LBaCl₂、1mol/LBa（NO₃）₂、3%H₂O₂、10%NaOH溶液、蒸餾水、品紅溶液；儀器自選．
（1）提出假設(shè)
假設(shè)一：固體全部是Na₂SO₃；  假設(shè)二：固體全部是Na₂SO₄；
假設(shè)三：

 

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（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（略）；選用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該裝置的優(yōu)點(diǎn)是

 

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（3）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)?jiān)诒碇杏煤?jiǎn)要文字寫出實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取適量固體樣品于微型試管中；在W管a處滴入   、b處滴入   ；用膠管將W管與微型試管連接好
步驟2：用針筒吸入   ，將針頭穿過(guò)微型試管的膠塞，向固體樣品中注入該溶液．	．
步驟3：撥出針筒，吸入蒸餾水洗凈；再吸入   注入微型試管中	．

（4）若將上述探究過(guò)程中生成的氣體通入到足量的新制漂白粉濃溶液中，則可生成白色沉淀．試寫出該反應(yīng)的離子方程式：

 

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Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）亞硫酸鈉具有還原性，容易被空氣中的氧氣氧化為硫酸鈉，即2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄，根據(jù)假設(shè)一是亞硫酸沒有被氧化的情況，假設(shè)二是亞硫酸鈉完全被氧化的情況，由此推導(dǎo)，假設(shè)三是亞硫酸鈉部分被氧化的情況，即固體是Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
（2）依據(jù)裝置圖的特征分析，微型儀器的主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約藥品、減少污染、符合綠色化學(xué)思想；
（3）讀圖，W管中a處試劑的目的是檢驗(yàn)二氧化硫氣體，b處試劑的目的是吸收多余的二氧化硫氣體，防止污染空氣，因?yàn)槎�氧化硫有毒有刺激性氣味，由于二氧化硫具有漂白性，能使品紅溶液褪色，由于二氧化硫是酸性氧化物，可用NaOH溶液吸收多余的二氧化硫氣體，根據(jù)題目試劑要求，步驟1為：取適量固體樣品于微型試管中；在W管a處滴入適量品紅溶液、b處滴入適量10%NaOH溶液，用膠管將W管與微型試管連接好；微型試管是二氧化硫的發(fā)生裝置，其中應(yīng)裝入適量亞硫酸鈉固體樣品，由于亞硫酸的酸性比鹽酸弱（也比硫酸弱，但硫酸中含有硫酸根離子，會(huì)干擾下一步實(shí)驗(yàn)），因此針筒中應(yīng)吸入足量鹽酸，則步驟2為：用針筒吸入過(guò)量10%鹽酸，將針頭穿過(guò)微型試管的膠塞，向固體樣品中注入該溶液，若有氣泡放出，a處品紅溶液褪色，則假設(shè)一或假設(shè)三成立，若無(wú)氣泡放出、且品紅不褪色，則假設(shè)二成立；接下來(lái)檢驗(yàn)微型試管中是否含有硫酸根離子，由于硫酸根離子與鋇離子結(jié)合生成白色沉淀，過(guò)量鹽酸已經(jīng)使亞硫酸根離子完全變?yōu)槎�氧化硫氣體，不會(huì)干擾硫酸根離子的檢驗(yàn)，所以步驟3中應(yīng)加入幾滴或少量氯化鋇溶液檢驗(yàn)，即撥出針筒，吸入蒸餾水洗凈；再吸入適量0.1mol/LBaCl₂溶液，注入微型試管中，若出現(xiàn)白色沉淀，結(jié)合步驟2中品紅褪色，則假設(shè)三成立，若未出現(xiàn)白色沉淀結(jié)合步驟2中品紅褪色，則假設(shè)一成立；
（4）二氧化硫具有還原性，漂白粉中次氯酸鈣溶液具有強(qiáng)氧化性，后者將前者氧化為硫酸根離子，前者將后者還原為氯離子，硫酸根離子與鈣離子結(jié)合生成白色沉淀，根據(jù)電子、電荷和原子守恒原理可得．

解答： 解：（1）亞硫酸鈉具有還原性，容易被空氣中的氧氣氧化為硫酸鈉，即2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄，根據(jù)假設(shè)一是亞硫酸沒有被氧化的情況，假設(shè)二是亞硫酸鈉完全被氧化的情況，由此推導(dǎo)，假設(shè)三是亞硫酸鈉部分被氧化的情況，即固體是Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，
故答案為：固體是Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物；
（2）微型儀器的主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約藥品、減少污染、符合綠色化學(xué)思想；
故答案為：節(jié)約藥品、減少污染、符合綠色化學(xué)思想；
（3）讀圖分析可知，W管中a處試劑的目的是檢驗(yàn)二氧化硫氣體，b處試劑的目的是吸收多余的二氧化硫氣體，防止污染空氣，因?yàn)槎�氧化硫有毒有刺激性氣味，由于二氧化硫具有漂白性，能使品紅溶液褪色，由于二氧化硫是酸性氧化物，可用NaOH溶液吸收多余的二氧化硫氣體，根據(jù)題目試劑要求，步驟1為：取適量固體樣品于微型試管中；在W管a處滴入適量品紅溶液、b處滴入適量10%NaOH溶液，用膠管將W管與微型試管連接好；微型試管是二氧化硫的發(fā)生裝置，其中應(yīng)裝入適量亞硫酸鈉固體樣品，由于亞硫酸的酸性比鹽酸弱（也比硫酸弱，但硫酸中含有硫酸根離子，會(huì)干擾下一步實(shí)驗(yàn)），因此針筒中應(yīng)吸入足量鹽酸，則步驟2為：用針筒吸入過(guò)量10%鹽酸，將針頭穿過(guò)微型試管的膠塞，向固體樣品中注入該溶液，若有氣泡放出，a處品紅溶液褪色，則假設(shè)一或假設(shè)三成立，若無(wú)氣泡放出、且品紅不褪色，則假設(shè)二成立；接下來(lái)檢驗(yàn)微型試管中是否含有硫酸根離子，由于硫酸根離子與鋇離子結(jié)合生成白色沉淀，過(guò)量鹽酸已經(jīng)使亞硫酸根離子完全變?yōu)槎�氧化硫氣體，不會(huì)干擾硫酸根離子的檢驗(yàn)，所以步驟3中應(yīng)加入幾滴或少量氯化鋇溶液檢驗(yàn)，即撥出針筒，吸入蒸餾水洗凈；再吸入適量0.1mol/LBaCl₂溶液，注入微型試管中，若出現(xiàn)白色沉淀，結(jié)合步驟2中品紅褪色，則假設(shè)三成立，若未出現(xiàn)白色沉淀結(jié)合步驟2中品紅褪色，則假設(shè)一成立；
故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
適量品紅溶液、適量10%NaOH溶液
適量10%鹽酸	若有氣泡放出，a處品紅溶液褪色，則假設(shè)一或假設(shè)三成立；若無(wú)汽泡放出、且品紅不褪色，則假設(shè)二成立．
適量0.1mol/LBaCl2溶液	若出現(xiàn)白色沉淀，結(jié)合步驟2中品紅褪色，則假設(shè)三成立；若未出現(xiàn)白色沉淀結(jié)合步驟2中品紅褪色，則假設(shè)一成立．

（4）二氧化硫具有還原性，漂白粉中次氯酸鈣溶液具有強(qiáng)氧化性，后者將前者氧化為硫酸根離子，前者將后者還原為氯離子，硫酸根離子與鈣離子結(jié)合生成白色沉淀，根據(jù)電子、電荷和原子守恒原理可得：SO₂+H₂O+Ca²⁺+ClO^-=CaSO₄↓+2H⁺+Cl^-，故答案為：2SO₂+2H₂O+2Ca²⁺+2ClO^-═2CaSO₄↓+4H⁺+2Cl^-．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析判斷，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的分析應(yīng)用．物質(zhì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理解應(yīng)用時(shí)解題關(guān)鍵，題目難度較大．