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高考化学专题复习 跟踪检测（五十二） 定性实验的设计与评价（含解析）
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这是一份高考化学专题复习 跟踪检测（五十二） 定性实验的设计与评价（含解析），共10页。
跟踪检测（五十二） 定性实验的设计与评价
1．SO2气体为无色气体，有强烈刺激性气味，是大气主要污染物之一，某学习小组为了探究二氧化硫的某些性质，进行了如下实验。
Ⅰ.如图所示，使用试剂和装置探究二氧化硫的还原性：
(1)装置C的名称为________。
(2)装置B中溶液的现象为__________________________________________________。
(3)学生甲预测装置D中没有白色沉淀产生，但随着反应的进行，发现装置D中产生了少量白色沉淀。学生乙经过查阅资料发现少量白色沉淀可能是硫酸钡，因为装置或溶液中少量的氧气参与了氧化反应，请写出装置D中反应的化学方程式：______________________。
Ⅱ.经过思考，设计了如下装置，且所配制的溶液均使用无氧蒸馏水，检验SO2 在无氧干扰时，是否与氯化钡反应生成沉淀。
(4)加入碳酸钠粉末的目的是_________________________________________________。
(5)当____________________时，氯化钡溶液中没有沉淀出现，说明二氧化硫不与氯化钡溶液反应，此时滴加双氧水，出现了白色沉淀。
(6)装置中选用澄清石灰水而不用氢氧化钠溶液的目的是__________________________。
解析：(1)装置C为分液漏斗。(2)装置A中生成二氧化硫，气体进入装置B中，二氧化硫会将氯化铁还原为氯化亚铁，所以看到的现象为溶液由棕黄色变为浅绿色。(3)装置或溶液中少量的氧气参与了氧化反应，则一定是氧气将＋4价S氧化为＋6价，反应物一定有SO2、O2和BaCl2，生成物一定有硫酸钡沉淀，那么Cl元素只能以HCl的形式存在，还要添加H2O，所以反应为2SO2＋O2＋2BaCl2＋2H2O===2BaSO4↓＋4HCl。(4)装置需要排除空气，所以用碳酸钠和硫酸反应生成的二氧化碳来排空气。(5)当淀粉碘溶液蓝色褪去时，说明二氧化硫已经到达淀粉碘溶液，但是氯化钡溶液中无沉淀，说明二氧化硫不与氯化钡溶液反应。(6)最后的氢氧化钙溶液的主要作用是指示装置的空气已经被除尽，即看到澄清石灰水变浑浊，代表二氧化碳气体已经到达最后的烧杯中，装置中的空气被排净。
答案：(1)分液漏斗 (2)溶液由棕黄色变为浅绿色
(3)2SO2＋O2＋2BaCl2＋2H2O===2BaSO4↓＋4HCl
(4)产生二氧化碳，排除装置中的氧气
(5)淀粉碘溶液蓝色褪去
(6)检验二氧化碳是否已排尽装置中的空气
2．(2019·黑龙江重点中学联考)硝酸银是一种无色晶体，常用于照相、制镜、印刷、医药等。其水溶液和固体常被保存在棕色试剂瓶中，硝酸银不稳定，受热分解生成固体、NO2和O2。为了验证AgNO3受热分解的产物，某同学设计了以下实验，实验所用的装置如图(图中加热、夹持仪器等均略去)。
实验步骤为a.仪器连接后，放入AgNO3固体之前，关闭K，微热硬质玻璃管A。
b．称取AgNO3固体1.7 g置于A中，先通一段时间N2，再关闭K，用酒精灯加热硬质玻璃管A。
c．待样品完全分解，装置A冷却至室温，称量，测得剩余固体的质量为1.08 g。
请回答下列问题：
(1)使用酒精灯对AgNO3固体加热的操作方法是______________________________ 。
(2)步骤a的操作目的是________________________________________。
(3)步骤b中先通入一段时间N2的目的是_____________________________________。
(4)装置C瓶中盛装的药品名称为________，装置D中可观察到的实验现象为____________________。
(5)设计实验证明AgNO3分解产物中气体的体积比______________________。
(6)从实验安全角度考虑该实验装置有缺陷，应如何改进？________________________。
解析：(1)对AgNO3固体加热的操作方法是先用酒精灯对试管均匀加热，然后在有硝酸银的部位集中加热。(2)仪器连接完后，放入AgNO3固体前，关闭K，微热硬质玻璃管A，目的是检查装置气密性。(3)AgNO3受热分解产生氧气，装置内部也存在氧气，通入氮气可把装置内的氧气排净，以免影响实验结果。(4)硝酸银受热分解产生的二氧化氮气体能被氢氧化钠溶液吸收，用装置C检验其是否吸收完全，所以装置C瓶中盛装的药品为NaOH酚酞溶液；亚硫酸钠酚酞溶液显红色，氧气与亚硫酸钠反应生成硫酸钠，硫酸钠溶液呈中性，故溶液红色变浅或褪去。(5)1.7 g AgNO3固体受热完全分解，剩余固体的质量为1.08 g，根据银元素守恒，可知剩余的固体为Ag，则硝酸银受热分解的化学方程式为2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2↑，欲证明AgNO3分解产物中NO2和O2的体积比为2∶1，结合4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知，可使一定量AgNO3固体受热完全分解，用排水法收集产生的气体，直至试管中气体体积不再变化，测量气体占试管容积的比，即可证明AgNO3分解产物中气体的体积比。(6)硝酸银受热分解产生的二氧化氮气体的量较氧气多，当二氧化氮气体进入装置B中时，二氧化氮气体被迅速吸收，容器内压强减小，容易产生倒吸，发生危险，因此需要在装置A和B之间加防倒吸装置(或安全瓶)。
答案：(1)先预热再集中加热 (2)检查装置气密性(或检验装置是否漏气) (3)将装置内部存在的氧气排出，以免影响实验结果 (4)NaOH酚酞溶液(合理即可) 溶液红色变浅(甚至消失) (5)取一定量AgNO3固体充分加热，用排水法收集气体，直到试管内气体体积不再变化，测量气体占试管容积的比(答案合理即可) (6)在装置A和B之间加防倒吸装置(或安全瓶)
3. (2019·北京海淀区期中)某学习小组学习了亚铁盐的性质后，欲探究FeSO4溶液分别与Na2CO3溶液、NaHCO3溶液的反应。已知：Fe(OH)2和FeCO3均为白色沉淀，不存在Fe(HCO3)2。实验操作及现象记录如下：
实验
试剂
操作及现象
试管(Ⅰ)
试管(Ⅱ)
实验a
1.0 mol·L－1 FeSO4溶液24 mL
1.0 mol·L－1 Na2CO3溶液24 mL
倾倒完后，迅速用胶塞塞紧试管(Ⅰ)的口部，反复上下颠倒摇匀，使反应物充分混合。反应过程中无气泡产生，生成白色絮状沉淀。放置1.5～2 h 后，白色絮状沉淀转化为白色颗粒状沉淀
实验b
1.0 mol·L－1 FeSO4溶液10 mL
1.0 mol·L－1 NaHCO3溶液20 mL
倾倒完后，迅速产生白色颗粒状沉淀和大量气泡。振荡，经2～4 min后液面上方试管内壁粘附的白色颗粒状沉淀物变成红褐色
(1)甲同学认为实验a中白色颗粒状沉淀是FeCO3，写出该反应的离子方程式________________________________________________________________________；
他为了证实自己的观点，进行实验：取少量白色颗粒状沉淀，加入________，发现产生大量气泡。
(2)乙同学推测实验a的白色颗粒状沉淀中还可能含有Fe(OH)2，他将实验a中两种溶液体积均改成15 mL后再进行实验，证实了他的推测。能证明Fe(OH)2存在的实验现象是________________________________________________________________________。
(3)实验b中白色颗粒状沉淀主要成分也为FeCO3，写出生成FeCO3的离子方程式：___________________________。
(4)实验b中液面上方试管内壁粘附的白色颗粒状沉淀物变成红褐色，主要原因是潮湿的FeCO3被氧气氧化，写出该反应的化学方程式：______________________。
(5)乙同学反思，实验a中含有Fe(OH)2，实验b中几乎不含有Fe(OH)2，对比分析出现差异的原因是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： (1)实验a中生成白色沉淀FeCO3，发生Fe2＋、CO之间的沉淀反应。证明白色沉淀为FeCO3，可以加入稀硫酸或稀盐酸，可观察到产生大量气泡。(2)Fe(OH)2白色沉淀不稳定，在空气中放置，易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，实验现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。(3)NaHCO3溶液中HCO存在电离平衡：HCOH＋＋CO，FeSO4溶液与NaHCO3溶液反应，Fe2＋与CO结合为FeCO3沉淀，溶液中c(CO)减小，HCO的电离平衡向正反应方向移动，溶液中c(H＋)增大，H＋与HCO反应生成H2O、CO2，故生成FeCO3的离子方程式为Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。(4)潮湿的FeCO3被氧气氧化生成的红褐色沉淀为Fe(OH)3，配平化学方程式为4FeCO3＋O2＋6H2O===4Fe(OH)3＋4CO2。
答案：(1)Fe2＋＋CO===FeCO3↓ 稀硫酸(或稀盐酸等)(其他合理答案均可) (2)放置在空气中，沉淀颜色由白色变为灰绿色，最终变为红褐色 (3)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O (4)4FeCO3＋O2＋6H2O===4Fe(OH)3＋4CO2 (5)混合以后，虽然实验b中c(NaHCO3)比实验a中c(Na2CO3)大，但Na2CO3溶液的碱性(或水解程度)比NaHCO3溶液的强
4．三硫代碳酸钠(Na2CS3)常用作杀菌剂、沉淀剂。某小组设计实验探究三硫代碳酸钠的性质并测定其溶液的浓度。
实验1：探究Na2CS3的性质
步骤
操作及现象
①
取少量Na2CS3固体溶于蒸馏水配制成溶液并分成两等份
②
向其中一份溶液中滴加几滴酚酞试液，溶液变红色
③
向另一份溶液中滴加酸性KMnO4溶液，紫色褪去
(1)H2CS3是________酸(填“强”或“弱”)。
(2)已知步骤③的氧化产物是SO，写出该反应的离子方程式_____________________。
实验2：测定Na2CS3溶液的浓度
按如图所示连接好装置，取100 mL Na2CS3溶液置于三颈烧瓶中，打开仪器d的活塞，滴入足量2.0 mol·L－1稀H2SO4，关闭活塞。
已知：Na2CS3＋H2SO4===Na2SO4＋CS2↑＋H2S↑，CS2和H2S均有毒。CS2不溶于水，沸点46 ℃，与CO2某些性质相似，与NaOH作用生成Na2COS2和H2O。
(3)盛放无水CaCl2的仪器的名称是________。
(4)反应结束后打开活塞K，再缓慢通入热N2一段时间，其目的是________。
(5)为了计算Na2CS3溶液的浓度，对B中混合物进行过滤、洗涤、干燥、称重，得19.2 g固体，则A中Na2CS3的物质的量浓度为________。
(6)分析上述实验方案，还可以通过测定C中溶液质量的增加值来计算Na2CS3溶液的浓度，若反应结束后将通热N2改为通热空气，计算值________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
解析：(1)Na2CS3的水溶液中加入酚酞变红色，说明Na2CS3是强碱弱酸盐，则H2CS3为弱酸。(2)步骤③的氧化产物是SO，还原产物是Mn2＋，同时还生成二氧化碳、水，离子方程式为5CS＋24MnO＋52H＋===5CO2↑＋15SO＋24Mn2＋＋26H2O 。(3)盛放无水CaCl2的仪器为球形干燥管。(4)反应结束后打开活塞K，再缓慢通入热N2一段时间，其目的是将装置中的H2S全部排入B中被充分吸收；将装置中的CS2全部排入C中被充分吸收。(5)当A中反应完全后，打开K缓慢通入热N2一段时间，然后对B中混合物进行过滤、洗涤、干燥，称重，得19.2 g黑色固体，n(CuS)＝＝0.2 mol，根据关系式Na2CS3～H2S～CuS得n(Na2CS3)＝n(CuS)＝0.2 mol，c(Na2CS3)＝＝2.0 mol·L－1。(6)若反应结束后将通热N2改为通热空气，通过测定C中溶液质量的增加值来计算三硫代碳酸钠溶液的浓度，C中除吸收二硫化碳外还会吸收空气中二氧化碳，溶液质量增加偏大，则最终得到溶液浓度偏高。
答案：(1)弱 (2)5CS＋24MnO＋52H＋===5CO2↑＋15SO＋24Mn2＋＋26H2O (3)球形干燥管 (4)将装置中残留的H2S、CS2全部排入后续装置中，使其被完全吸收 (5)2.0 mol·L－1 (6)偏高
5．以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。
实验
试剂
现象
滴管
试管
0.2 mol·L－1Na2SO3溶液
饱和Ag2SO4溶液
Ⅰ.产生白色沉淀
0.2 mol·L－1CuSO4溶液
Ⅱ.溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀
0.1 mol·L－1Al2(SO4)3溶液
Ⅲ.开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀
(1)经检验，现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象Ⅰ：__________。
(2)经检验，现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SO，含有Cu＋、Cu2＋和SO。
已知：Cu＋Cu＋Cu2＋，Cu2＋CuI↓(白色)＋I2。
①用稀H2SO4证明沉淀中含有Cu＋的实验现象是______________。
②通过如图所示实验证明沉淀中含有Cu2＋和SO。
a．白色沉淀A是BaSO4，试剂1是____________。
b．证明沉淀中含有Cu2＋和SO的理由是___________________________________。
(3)已知：Al2(SO3)3在水溶液中不存在。经检验，现象Ⅲ的白色沉淀中无SO，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色。
①推测沉淀中含有SO和____________。
②对于沉淀中SO的存在形式提出两种假设：
ⅰ.被Al(OH)3吸附；ⅱ.存在于铝的碱式盐中。对假设ⅱ设计了对比实验，证实了假设ⅱ成立。
a．将对比实验方案补充完整。
步骤一：
步骤二：______________________(按如图形式呈现)。
b．假设ⅱ成立的实验证据是____________。
(4)根据实验，亚硫酸盐的性质有____________________。盐溶液间反应的多样性与____________________________有关。
解析：(1)向饱和Ag2SO4溶液中滴加0.2 mol·L－1Na2SO3溶液，产生白色沉淀，说明Ag2SO3的溶解度更小，反应的离子方程式为2Ag＋＋SO===Ag2SO3↓。(2)①由于“棕黄色沉淀中不含SO，含有Cu＋、Cu2＋和SO”，根据题干信息“Cu＋Cu＋Cu2＋”，若沉淀中含有Cu＋，加入稀硫酸会发生歧化反应生成Cu和Cu2＋，而原沉淀中含有Cu2＋，不能通过溶液变成蓝色来判断是否含有Cu＋，只能通过固体中析出红色物质来判断Cu＋的存在。②a.检验溶液中是否存在SO，一般的操作和选用的试剂为先加入过量的稀盐酸排除其他离子干扰，再加入BaCl2溶液是否有BaSO4沉淀生成。b.向洗净的棕黄色沉淀中加入KI溶液，产生了白色沉淀，该沉淀为Cu2＋和I－反应生成的CuI沉淀，同时生成I2，但取上层清液加入淀粉溶液，没有检验到I2，加入盐酸和BaCl2溶液，检验到了SO，说明生成的I2与SO发生氧化还原反应生成了SO和I－。反应的离子方程式有Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，I2＋SO＋H2O===SO＋2I－＋2H＋，SO＋Ba2＋===BaSO4↓。(3)①该白色沉淀可使酸性KMnO4溶液褪色，沉淀中含有SO；该沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，沉淀中含有Al3＋、OH－。②若SO被Al(OH)3所吸附，1 mol Al2(SO4)3会生成2 mol Al(OH)3沉淀，加入NaOH溶液使沉淀溶解，消耗2 mol NaOH溶液；即1 mol Al3＋转变为AlO共消耗4 mol OH－；若SO存在于铝的碱式盐中，假设该碱式盐的化学式为Al(OH)SO3，1 mol Al(OH)SO3沉淀溶解需要消耗3 mol NaOH，最终1 mol Al3＋转变为AlO也需要消耗4 mol OH－。白色沉淀中所含的OH－越多，再加入NaOH溶液溶解白色固体所消耗的NaOH就越少。总之，含1 mol Al3＋的白色固体若为Al(OH)3(吸附了SO)，消耗的NaOH少，若为碱式盐，消耗的NaOH多。所以需要进行纯Al(OH)3的对照实验，与步骤一中消耗的 NaOH对比，若相等，白色沉淀就为吸附了SO的Al(OH)3，若步骤二消耗的NaOH少，白色沉淀就为铝的碱式盐。步骤二：先用氨水制备Al(OH)3，然后再用NaOH溶液溶解，消耗的NaOH溶液的体积为V2。若假设ⅰ中SO被Al(OH)3吸附成立，则两个实验中消耗的NaOH溶液的体积相等；若假设ⅱ中SO存在于铝的碱式盐中成立，则步骤一比步骤二消耗NaOH溶液的体积多，即V1明显大于V2。
(4)饱和Ag2SO4溶液中加入Na2SO3溶液生成Ag2SO3沉淀，证明亚硫酸盐的溶解性；0.2 mol·L－1Na2SO3溶液与0.2 mol·L－1CuSO4溶液反应生成棕黄色沉淀中存在Cu＋，Cu2＋被SO还原，证明了亚硫酸盐的还原性；0.2 mol·L－1Na2SO3溶液与0.1 mol·L－1Al2(SO4)3溶液反应生成白色沉淀中存在OH－，证明了SO的水溶液呈碱性。根据实验流程及现象可知，盐溶液间反应的多样性与两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件有关。
答案：(1)2Ag＋＋SO===Ag2SO3↓ (2)①析出红色固体 ②a.盐酸酸化的BaCl2溶液
B．在I－的作用下，Cu2＋转化为白色沉淀CuI，SO转化为SO
(3)①Al3＋、OH－ ②a.
b．V1明显大于V2
(4)溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性 两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件
6．实验室以绿矾(FeSO4·7H2O)制备补血剂甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe] 有关物质性质如下：
甘氨酸
(NH2CH2COOH)
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水，微溶于乙醇，两性化合物
易溶于水和乙醇，有强酸性和还原性
易溶于水，难溶于乙醇
实验过程：
Ⅰ.配制含0.10 mol FeSO4的绿矾溶液。
Ⅱ.制备FeCO3：向配制好的绿矾溶液中，缓慢加入200 mL 1.1 mol·L－1 NH4HCO3溶液，边加边搅拌，反应结束后过滤并洗涤沉淀。
Ⅲ.制备(NH2CH2COO)2Fe：实验装置如下图(夹持和加热仪器略去)，将实验Ⅱ得到的沉淀和含0.20 mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中，然后利用A中的反应将C中空气排净，接着滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤，滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
回答下列问题：
(1)实验Ⅰ中：实验室配制绿矾溶液时，为防止FeSO4被氧化变质，应加入的试剂为________(写化学式)。再滴加少量稀硫酸的作用是__________________________________。
(2)实验Ⅱ中：生成沉淀的离子方程式为________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验Ⅲ中：①C中盛柠檬酸溶液的仪器名称为______________________________
________________________________________________________________________。
②装置A中所盛放的试剂是________。(填字母)
A．Na2CO3和稀H2SO4 B．CaCO3和稀H2SO4
C．CaCO3和稀盐酸
③确认C中空气排尽的实验现象是____________。
④加入柠檬酸溶液一方面可调节溶液的pH促进FeCO3溶解，另一个作用是________________。
⑤洗涤实验Ⅲ中得到的沉淀，所选用的最佳洗涤试剂是________。(填字母)
A．热水 B．乙醇溶液 C．柠檬酸溶液
⑥若产品的质量为17.34 g，则产率为________%。
解析：(1)Fe2＋具有还原性，能被空气中氧气氧化，因此需要加入Fe粉，防止Fe2＋被氧化；Fe2＋能发生水解，加入稀硫酸的目的是抑制Fe2＋的水解；(2)实验Ⅱ制备的是FeCO3，所用试剂为FeSO4和NH4HCO3，利用HCO的电离HCOCO＋H＋，Fe2＋结合CO，促使平衡向正反应方向移动，H＋浓度增大，H＋与HCO反应生成CO2，因此离子方程式为Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O；(3)①根据仪器的特点，盛放柠檬酸溶液的仪器是滴液漏斗；②装置A制备CO2，装置A为启普发生器的简易装置，因此盛放的试剂是CaCO3和盐酸，故C正确；③空气排尽，CO2充满装置，即装置D中澄清石灰水变浑浊；④根据信息，柠檬酸具有还原性和强酸性，能够促进FeCO3的溶解，防止Fe2＋被氧化；⑤甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，因此用乙醇溶液洗涤，故选项B正确；⑥根据原子守恒，FeCO3和甘氨酸恰好完全反应，因此甘氨酸亚铁的物质的量为0.1 mol，质量为20.4 g，产率为×100%＝85%。
答案： (1)Fe 防止Fe2＋水解
(2)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
(3)①滴液漏斗 ②C ③D中澄清石灰水变浑浊
④防止二价铁被氧化 ⑤B ⑥85
跟踪检测（五十二） 定性实验的设计与评价
1．SO2气体为无色气体，有强烈刺激性气味，是大气主要污染物之一，某学习小组为了探究二氧化硫的某些性质，进行了如下实验。
Ⅰ.如图所示，使用试剂和装置探究二氧化硫的还原性：
(1)装置C的名称为________。
(2)装置B中溶液的现象为__________________________________________________。
(3)学生甲预测装置D中没有白色沉淀产生，但随着反应的进行，发现装置D中产生了少量白色沉淀。学生乙经过查阅资料发现少量白色沉淀可能是硫酸钡，因为装置或溶液中少量的氧气参与了氧化反应，请写出装置D中反应的化学方程式：______________________。
Ⅱ.经过思考，设计了如下装置，且所配制的溶液均使用无氧蒸馏水，检验SO2 在无氧干扰时，是否与氯化钡反应生成沉淀。
(4)加入碳酸钠粉末的目的是_________________________________________________。
(5)当____________________时，氯化钡溶液中没有沉淀出现，说明二氧化硫不与氯化钡溶液反应，此时滴加双氧水，出现了白色沉淀。
(6)装置中选用澄清石灰水而不用氢氧化钠溶液的目的是__________________________。
解析：(1)装置C为分液漏斗。(2)装置A中生成二氧化硫，气体进入装置B中，二氧化硫会将氯化铁还原为氯化亚铁，所以看到的现象为溶液由棕黄色变为浅绿色。(3)装置或溶液中少量的氧气参与了氧化反应，则一定是氧气将＋4价S氧化为＋6价，反应物一定有SO2、O2和BaCl2，生成物一定有硫酸钡沉淀，那么Cl元素只能以HCl的形式存在，还要添加H2O，所以反应为2SO2＋O2＋2BaCl2＋2H2O===2BaSO4↓＋4HCl。(4)装置需要排除空气，所以用碳酸钠和硫酸反应生成的二氧化碳来排空气。(5)当淀粉碘溶液蓝色褪去时，说明二氧化硫已经到达淀粉碘溶液，但是氯化钡溶液中无沉淀，说明二氧化硫不与氯化钡溶液反应。(6)最后的氢氧化钙溶液的主要作用是指示装置的空气已经被除尽，即看到澄清石灰水变浑浊，代表二氧化碳气体已经到达最后的烧杯中，装置中的空气被排净。
答案：(1)分液漏斗 (2)溶液由棕黄色变为浅绿色
(3)2SO2＋O2＋2BaCl2＋2H2O===2BaSO4↓＋4HCl
(4)产生二氧化碳，排除装置中的氧气
(5)淀粉碘溶液蓝色褪去
(6)检验二氧化碳是否已排尽装置中的空气
2．(2019·黑龙江重点中学联考)硝酸银是一种无色晶体，常用于照相、制镜、印刷、医药等。其水溶液和固体常被保存在棕色试剂瓶中，硝酸银不稳定，受热分解生成固体、NO2和O2。为了验证AgNO3受热分解的产物，某同学设计了以下实验，实验所用的装置如图(图中加热、夹持仪器等均略去)。
实验步骤为a.仪器连接后，放入AgNO3固体之前，关闭K，微热硬质玻璃管A。
b．称取AgNO3固体1.7 g置于A中，先通一段时间N2，再关闭K，用酒精灯加热硬质玻璃管A。
c．待样品完全分解，装置A冷却至室温，称量，测得剩余固体的质量为1.08 g。
请回答下列问题：
(1)使用酒精灯对AgNO3固体加热的操作方法是______________________________ 。
(2)步骤a的操作目的是________________________________________。
(3)步骤b中先通入一段时间N2的目的是_____________________________________。
(4)装置C瓶中盛装的药品名称为________，装置D中可观察到的实验现象为____________________。
(5)设计实验证明AgNO3分解产物中气体的体积比______________________。
(6)从实验安全角度考虑该实验装置有缺陷，应如何改进？________________________。
解析：(1)对AgNO3固体加热的操作方法是先用酒精灯对试管均匀加热，然后在有硝酸银的部位集中加热。(2)仪器连接完后，放入AgNO3固体前，关闭K，微热硬质玻璃管A，目的是检查装置气密性。(3)AgNO3受热分解产生氧气，装置内部也存在氧气，通入氮气可把装置内的氧气排净，以免影响实验结果。(4)硝酸银受热分解产生的二氧化氮气体能被氢氧化钠溶液吸收，用装置C检验其是否吸收完全，所以装置C瓶中盛装的药品为NaOH酚酞溶液；亚硫酸钠酚酞溶液显红色，氧气与亚硫酸钠反应生成硫酸钠，硫酸钠溶液呈中性，故溶液红色变浅或褪去。(5)1.7 g AgNO3固体受热完全分解，剩余固体的质量为1.08 g，根据银元素守恒，可知剩余的固体为Ag，则硝酸银受热分解的化学方程式为2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2↑，欲证明AgNO3分解产物中NO2和O2的体积比为2∶1，结合4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知，可使一定量AgNO3固体受热完全分解，用排水法收集产生的气体，直至试管中气体体积不再变化，测量气体占试管容积的比，即可证明AgNO3分解产物中气体的体积比。(6)硝酸银受热分解产生的二氧化氮气体的量较氧气多，当二氧化氮气体进入装置B中时，二氧化氮气体被迅速吸收，容器内压强减小，容易产生倒吸，发生危险，因此需要在装置A和B之间加防倒吸装置(或安全瓶)。
答案：(1)先预热再集中加热 (2)检查装置气密性(或检验装置是否漏气) (3)将装置内部存在的氧气排出，以免影响实验结果 (4)NaOH酚酞溶液(合理即可) 溶液红色变浅(甚至消失) (5)取一定量AgNO3固体充分加热，用排水法收集气体，直到试管内气体体积不再变化，测量气体占试管容积的比(答案合理即可) (6)在装置A和B之间加防倒吸装置(或安全瓶)
3. (2019·北京海淀区期中)某学习小组学习了亚铁盐的性质后，欲探究FeSO4溶液分别与Na2CO3溶液、NaHCO3溶液的反应。已知：Fe(OH)2和FeCO3均为白色沉淀，不存在Fe(HCO3)2。实验操作及现象记录如下：
实验
试剂
操作及现象
试管(Ⅰ)
试管(Ⅱ)
实验a
1.0 mol·L－1 FeSO4溶液24 mL
1.0 mol·L－1 Na2CO3溶液24 mL
倾倒完后，迅速用胶塞塞紧试管(Ⅰ)的口部，反复上下颠倒摇匀，使反应物充分混合。反应过程中无气泡产生，生成白色絮状沉淀。放置1.5～2 h 后，白色絮状沉淀转化为白色颗粒状沉淀
实验b
1.0 mol·L－1 FeSO4溶液10 mL
1.0 mol·L－1 NaHCO3溶液20 mL
倾倒完后，迅速产生白色颗粒状沉淀和大量气泡。振荡，经2～4 min后液面上方试管内壁粘附的白色颗粒状沉淀物变成红褐色
(1)甲同学认为实验a中白色颗粒状沉淀是FeCO3，写出该反应的离子方程式________________________________________________________________________；
他为了证实自己的观点，进行实验：取少量白色颗粒状沉淀，加入________，发现产生大量气泡。
(2)乙同学推测实验a的白色颗粒状沉淀中还可能含有Fe(OH)2，他将实验a中两种溶液体积均改成15 mL后再进行实验，证实了他的推测。能证明Fe(OH)2存在的实验现象是________________________________________________________________________。
(3)实验b中白色颗粒状沉淀主要成分也为FeCO3，写出生成FeCO3的离子方程式：___________________________。
(4)实验b中液面上方试管内壁粘附的白色颗粒状沉淀物变成红褐色，主要原因是潮湿的FeCO3被氧气氧化，写出该反应的化学方程式：______________________。
(5)乙同学反思，实验a中含有Fe(OH)2，实验b中几乎不含有Fe(OH)2，对比分析出现差异的原因是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： (1)实验a中生成白色沉淀FeCO3，发生Fe2＋、CO之间的沉淀反应。证明白色沉淀为FeCO3，可以加入稀硫酸或稀盐酸，可观察到产生大量气泡。(2)Fe(OH)2白色沉淀不稳定，在空气中放置，易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，实验现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。(3)NaHCO3溶液中HCO存在电离平衡：HCOH＋＋CO，FeSO4溶液与NaHCO3溶液反应，Fe2＋与CO结合为FeCO3沉淀，溶液中c(CO)减小，HCO的电离平衡向正反应方向移动，溶液中c(H＋)增大，H＋与HCO反应生成H2O、CO2，故生成FeCO3的离子方程式为Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。(4)潮湿的FeCO3被氧气氧化生成的红褐色沉淀为Fe(OH)3，配平化学方程式为4FeCO3＋O2＋6H2O===4Fe(OH)3＋4CO2。
答案：(1)Fe2＋＋CO===FeCO3↓ 稀硫酸(或稀盐酸等)(其他合理答案均可) (2)放置在空气中，沉淀颜色由白色变为灰绿色，最终变为红褐色 (3)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O (4)4FeCO3＋O2＋6H2O===4Fe(OH)3＋4CO2 (5)混合以后，虽然实验b中c(NaHCO3)比实验a中c(Na2CO3)大，但Na2CO3溶液的碱性(或水解程度)比NaHCO3溶液的强
4．三硫代碳酸钠(Na2CS3)常用作杀菌剂、沉淀剂。某小组设计实验探究三硫代碳酸钠的性质并测定其溶液的浓度。
实验1：探究Na2CS3的性质
步骤
操作及现象
①
取少量Na2CS3固体溶于蒸馏水配制成溶液并分成两等份
②
向其中一份溶液中滴加几滴酚酞试液，溶液变红色
③
向另一份溶液中滴加酸性KMnO4溶液，紫色褪去
(1)H2CS3是________酸(填“强”或“弱”)。
(2)已知步骤③的氧化产物是SO，写出该反应的离子方程式_____________________。
实验2：测定Na2CS3溶液的浓度
按如图所示连接好装置，取100 mL Na2CS3溶液置于三颈烧瓶中，打开仪器d的活塞，滴入足量2.0 mol·L－1稀H2SO4，关闭活塞。
已知：Na2CS3＋H2SO4===Na2SO4＋CS2↑＋H2S↑，CS2和H2S均有毒。CS2不溶于水，沸点46 ℃，与CO2某些性质相似，与NaOH作用生成Na2COS2和H2O。
(3)盛放无水CaCl2的仪器的名称是________。
(4)反应结束后打开活塞K，再缓慢通入热N2一段时间，其目的是________。
(5)为了计算Na2CS3溶液的浓度，对B中混合物进行过滤、洗涤、干燥、称重，得19.2 g固体，则A中Na2CS3的物质的量浓度为________。
(6)分析上述实验方案，还可以通过测定C中溶液质量的增加值来计算Na2CS3溶液的浓度，若反应结束后将通热N2改为通热空气，计算值________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
解析：(1)Na2CS3的水溶液中加入酚酞变红色，说明Na2CS3是强碱弱酸盐，则H2CS3为弱酸。(2)步骤③的氧化产物是SO，还原产物是Mn2＋，同时还生成二氧化碳、水，离子方程式为5CS＋24MnO＋52H＋===5CO2↑＋15SO＋24Mn2＋＋26H2O 。(3)盛放无水CaCl2的仪器为球形干燥管。(4)反应结束后打开活塞K，再缓慢通入热N2一段时间，其目的是将装置中的H2S全部排入B中被充分吸收；将装置中的CS2全部排入C中被充分吸收。(5)当A中反应完全后，打开K缓慢通入热N2一段时间，然后对B中混合物进行过滤、洗涤、干燥，称重，得19.2 g黑色固体，n(CuS)＝＝0.2 mol，根据关系式Na2CS3～H2S～CuS得n(Na2CS3)＝n(CuS)＝0.2 mol，c(Na2CS3)＝＝2.0 mol·L－1。(6)若反应结束后将通热N2改为通热空气，通过测定C中溶液质量的增加值来计算三硫代碳酸钠溶液的浓度，C中除吸收二硫化碳外还会吸收空气中二氧化碳，溶液质量增加偏大，则最终得到溶液浓度偏高。
答案：(1)弱 (2)5CS＋24MnO＋52H＋===5CO2↑＋15SO＋24Mn2＋＋26H2O (3)球形干燥管 (4)将装置中残留的H2S、CS2全部排入后续装置中，使其被完全吸收 (5)2.0 mol·L－1 (6)偏高
5．以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。
实验
试剂
现象
滴管
试管
0.2 mol·L－1Na2SO3溶液
饱和Ag2SO4溶液
Ⅰ.产生白色沉淀
0.2 mol·L－1CuSO4溶液
Ⅱ.溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀
0.1 mol·L－1Al2(SO4)3溶液
Ⅲ.开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀
(1)经检验，现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象Ⅰ：__________。
(2)经检验，现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SO，含有Cu＋、Cu2＋和SO。
已知：Cu＋Cu＋Cu2＋，Cu2＋CuI↓(白色)＋I2。
①用稀H2SO4证明沉淀中含有Cu＋的实验现象是______________。
②通过如图所示实验证明沉淀中含有Cu2＋和SO。
a．白色沉淀A是BaSO4，试剂1是____________。
b．证明沉淀中含有Cu2＋和SO的理由是___________________________________。
(3)已知：Al2(SO3)3在水溶液中不存在。经检验，现象Ⅲ的白色沉淀中无SO，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色。
①推测沉淀中含有SO和____________。
②对于沉淀中SO的存在形式提出两种假设：
ⅰ.被Al(OH)3吸附；ⅱ.存在于铝的碱式盐中。对假设ⅱ设计了对比实验，证实了假设ⅱ成立。
a．将对比实验方案补充完整。
步骤一：
步骤二：______________________(按如图形式呈现)。
b．假设ⅱ成立的实验证据是____________。
(4)根据实验，亚硫酸盐的性质有____________________。盐溶液间反应的多样性与____________________________有关。
解析：(1)向饱和Ag2SO4溶液中滴加0.2 mol·L－1Na2SO3溶液，产生白色沉淀，说明Ag2SO3的溶解度更小，反应的离子方程式为2Ag＋＋SO===Ag2SO3↓。(2)①由于“棕黄色沉淀中不含SO，含有Cu＋、Cu2＋和SO”，根据题干信息“Cu＋Cu＋Cu2＋”，若沉淀中含有Cu＋，加入稀硫酸会发生歧化反应生成Cu和Cu2＋，而原沉淀中含有Cu2＋，不能通过溶液变成蓝色来判断是否含有Cu＋，只能通过固体中析出红色物质来判断Cu＋的存在。②a.检验溶液中是否存在SO，一般的操作和选用的试剂为先加入过量的稀盐酸排除其他离子干扰，再加入BaCl2溶液是否有BaSO4沉淀生成。b.向洗净的棕黄色沉淀中加入KI溶液，产生了白色沉淀，该沉淀为Cu2＋和I－反应生成的CuI沉淀，同时生成I2，但取上层清液加入淀粉溶液，没有检验到I2，加入盐酸和BaCl2溶液，检验到了SO，说明生成的I2与SO发生氧化还原反应生成了SO和I－。反应的离子方程式有Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，I2＋SO＋H2O===SO＋2I－＋2H＋，SO＋Ba2＋===BaSO4↓。(3)①该白色沉淀可使酸性KMnO4溶液褪色，沉淀中含有SO；该沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，沉淀中含有Al3＋、OH－。②若SO被Al(OH)3所吸附，1 mol Al2(SO4)3会生成2 mol Al(OH)3沉淀，加入NaOH溶液使沉淀溶解，消耗2 mol NaOH溶液；即1 mol Al3＋转变为AlO共消耗4 mol OH－；若SO存在于铝的碱式盐中，假设该碱式盐的化学式为Al(OH)SO3，1 mol Al(OH)SO3沉淀溶解需要消耗3 mol NaOH，最终1 mol Al3＋转变为AlO也需要消耗4 mol OH－。白色沉淀中所含的OH－越多，再加入NaOH溶液溶解白色固体所消耗的NaOH就越少。总之，含1 mol Al3＋的白色固体若为Al(OH)3(吸附了SO)，消耗的NaOH少，若为碱式盐，消耗的NaOH多。所以需要进行纯Al(OH)3的对照实验，与步骤一中消耗的 NaOH对比，若相等，白色沉淀就为吸附了SO的Al(OH)3，若步骤二消耗的NaOH少，白色沉淀就为铝的碱式盐。步骤二：先用氨水制备Al(OH)3，然后再用NaOH溶液溶解，消耗的NaOH溶液的体积为V2。若假设ⅰ中SO被Al(OH)3吸附成立，则两个实验中消耗的NaOH溶液的体积相等；若假设ⅱ中SO存在于铝的碱式盐中成立，则步骤一比步骤二消耗NaOH溶液的体积多，即V1明显大于V2。
(4)饱和Ag2SO4溶液中加入Na2SO3溶液生成Ag2SO3沉淀，证明亚硫酸盐的溶解性；0.2 mol·L－1Na2SO3溶液与0.2 mol·L－1CuSO4溶液反应生成棕黄色沉淀中存在Cu＋，Cu2＋被SO还原，证明了亚硫酸盐的还原性；0.2 mol·L－1Na2SO3溶液与0.1 mol·L－1Al2(SO4)3溶液反应生成白色沉淀中存在OH－，证明了SO的水溶液呈碱性。根据实验流程及现象可知，盐溶液间反应的多样性与两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件有关。
答案：(1)2Ag＋＋SO===Ag2SO3↓ (2)①析出红色固体 ②a.盐酸酸化的BaCl2溶液
B．在I－的作用下，Cu2＋转化为白色沉淀CuI，SO转化为SO
(3)①Al3＋、OH－ ②a.
b．V1明显大于V2
(4)溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性 两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件
6．实验室以绿矾(FeSO4·7H2O)制备补血剂甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe] 有关物质性质如下：
甘氨酸
(NH2CH2COOH)
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水，微溶于乙醇，两性化合物
易溶于水和乙醇，有强酸性和还原性
易溶于水，难溶于乙醇
实验过程：
Ⅰ.配制含0.10 mol FeSO4的绿矾溶液。
Ⅱ.制备FeCO3：向配制好的绿矾溶液中，缓慢加入200 mL 1.1 mol·L－1 NH4HCO3溶液，边加边搅拌，反应结束后过滤并洗涤沉淀。
Ⅲ.制备(NH2CH2COO)2Fe：实验装置如下图(夹持和加热仪器略去)，将实验Ⅱ得到的沉淀和含0.20 mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中，然后利用A中的反应将C中空气排净，接着滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤，滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
回答下列问题：
(1)实验Ⅰ中：实验室配制绿矾溶液时，为防止FeSO4被氧化变质，应加入的试剂为________(写化学式)。再滴加少量稀硫酸的作用是__________________________________。
(2)实验Ⅱ中：生成沉淀的离子方程式为________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验Ⅲ中：①C中盛柠檬酸溶液的仪器名称为______________________________
________________________________________________________________________。
②装置A中所盛放的试剂是________。(填字母)
A．Na2CO3和稀H2SO4 B．CaCO3和稀H2SO4
C．CaCO3和稀盐酸
③确认C中空气排尽的实验现象是____________。
④加入柠檬酸溶液一方面可调节溶液的pH促进FeCO3溶解，另一个作用是________________。
⑤洗涤实验Ⅲ中得到的沉淀，所选用的最佳洗涤试剂是________。(填字母)
A．热水 B．乙醇溶液 C．柠檬酸溶液
⑥若产品的质量为17.34 g，则产率为________%。
解析：(1)Fe2＋具有还原性，能被空气中氧气氧化，因此需要加入Fe粉，防止Fe2＋被氧化；Fe2＋能发生水解，加入稀硫酸的目的是抑制Fe2＋的水解；(2)实验Ⅱ制备的是FeCO3，所用试剂为FeSO4和NH4HCO3，利用HCO的电离HCOCO＋H＋，Fe2＋结合CO，促使平衡向正反应方向移动，H＋浓度增大，H＋与HCO反应生成CO2，因此离子方程式为Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O；(3)①根据仪器的特点，盛放柠檬酸溶液的仪器是滴液漏斗；②装置A制备CO2，装置A为启普发生器的简易装置，因此盛放的试剂是CaCO3和盐酸，故C正确；③空气排尽，CO2充满装置，即装置D中澄清石灰水变浑浊；④根据信息，柠檬酸具有还原性和强酸性，能够促进FeCO3的溶解，防止Fe2＋被氧化；⑤甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，因此用乙醇溶液洗涤，故选项B正确；⑥根据原子守恒，FeCO3和甘氨酸恰好完全反应，因此甘氨酸亚铁的物质的量为0.1 mol，质量为20.4 g，产率为×100%＝85%。
答案： (1)Fe 防止Fe2＋水解
(2)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
(3)①滴液漏斗 ②C ③D中澄清石灰水变浑浊
④防止二价铁被氧化 ⑤B ⑥85
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