Question

實驗室以含有Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO、Br－等離子的鹵水為主要原料制備無水CaCl2和Br2，流程如下：

 

(1)操作Ⅰ使用的試劑是________，所用主要儀器的名稱是________。

(2)加入溶液W的目的是________。用CaO調節(jié)溶液Y的pH，可以除去Mg2＋。由表中數據可知，理論上可選擇的pH最大范圍是________。酸化溶液Z時，使用的試劑為________。

	開始沉淀時的pH	沉淀完全時的pH
Mg2＋	9.6	11.0
Ca2＋	12.2	c(OH－)＝1.8 mol·L－1

(3)實驗室用貝殼與稀鹽酸反應制備并收集CO2氣體，下列裝置中合理的是________。

(4)常溫下，H2SO3的電離常數Kal＝1.2×10－2，Ka2＝6.3×10－3，H2CO3的電離常數Kal＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11。某同學設計實驗驗證H2SO3酸性強于H2CO3：將SO2和CO2氣體分別通入水中至飽和，立即用酸度計測兩溶液的pH，若前者的pH小于后者，則H2SO3酸性強于H2CO3。該實驗設計不正確，錯誤在于________。

設計合理實驗驗證H2SO3酸性強于H2CO3(簡要說明實驗步驟、現(xiàn)象和結論)：________________________。儀器自選。

供選擇的試劑：CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸餾水、飽和石灰水、酸性KMnO4溶液、品紅溶液、pH試紙。

Answer 1

解析：本題考查物質的制備和分離實驗，意在考查考生對化學實驗的設計和分析能力。(1)操作Ⅰ為萃取、分液，有機層在下層，則選擇的試劑為四氯化碳，所用主要儀器為分液漏斗。(2)加入溶液W是為了除去SO，根據表格提供的數據，當11.0≤pH＜12.2時，Mg2＋完全沉淀，而Ca2＋沒有開始沉淀．酸化溶液Z時，使用鹽酸不會引入其他雜質。(3)貝殼是塊狀固體，鹽酸是液體，反應進行時不需要加熱，且用排空氣法收集CO2氣體時，導管應“長進短出”，因此選擇b、d。(4)該實驗設計的錯誤在于二者的飽和溶液的物質的量濃度不同，可以利用反應：SO2＋NaHCO3===CO2＋NaHSO3，或比較同濃度的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液的堿性等驗證H2SO3的酸性強于H2CO3。

答案：(1)四氯化碳　分液漏斗　(2)除去溶液中的SO　11.0≤pH＜12.2　鹽酸　(3)b、d　(4)用于比較pH的兩種酸的物質的量濃度不相等

三種參考方案如下：

方案一：配制相同物質的量濃度的NaHSO3和NaHCO3溶液，用酸度計(或pH試紙)測兩溶液的pH，前者的pH小于后者，證明H2SO3酸性強于H2CO3；方案二：將SO2氣體依次通過NaHCO3(或Na2SO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品紅溶液、澄清石灰水，品紅溶液不褪色，且澄清石灰水變渾濁，證明H2SO3酸性強于H2CO3；方案三：將CO2氣體依次通過NaHSO3(或 Na2SO3)溶液、品紅溶液，品紅溶液不褪色，證明H2SO3酸性強于H2CO3。