Question

某化學課外活動小組在實驗室做了如下一系列實驗：
（1）該小組設計了如圖1所示的一套氣體發(fā)生、收集和尾氣吸收裝置以探究裝置的多功能性．

①甲同學認為裝置Ⅰ可作為實驗室制氧氣的快速發(fā)生器，則裝置Ⅰ的a儀器中可加入

 

或

 

，裝置Ⅱ從管口進氣即可作為O₂的收集裝置．
②乙同學認為利用裝置Ⅱ，可收集NO，試簡述操作方法

 

：
（2）小組在整理實驗室的化學試劑時，發(fā)現一盛有無色溶液的試劑瓶．標簽破損（如圖2），請你根據已掌握的知識，對該試劑可能是什么物質的溶液作出二種猜想，并設計實驗驗證，寫出任一種的實驗操作、現象和結論．

	猜想物質的化學式	檢驗所需要的試劑	操作、現象和結論
①
②

（3）該小組從ZnSO₄、FeCl₃的混合溶液中制取ZnSO₄?7H₂O過程如下：
a．在混合液中加入6mol?L^-1 NaOH溶液，至pH=8為止．
b．過濾后得到沉淀，用蒸餾水多次洗滌沉淀．
c．向洗滌后的沉淀中加入2mol?L^-1的硫酸，保持溶液的pH在4～6，加熱煮沸，趁熱過濾，濾液即為ZnSO₄溶液
d．濾液中注入2mol?L^-1的硫酸，使其pH保持為2
已知部分陽離子以氫氧化物的形式開始沉淀至完全沉淀時溶液的pH見表，回答下列問題：

沉淀物	Fe（OH）3	Zn（OH）2
pH	1.5～3.2	6.4～8.0

①步驟a中用pH試紙控制溶液pH=8，使用pH試紙的操作是

 

；步驟b中如何檢驗沉淀已經洗滌干凈？

 

．
②要制得ZnSO₄?7H₂O的步驟d還缺少的操作是，所用的主要硅酸鹽儀器是

 

．

Answer 1

考點：常見氣體制備原理及裝置選擇,物質的檢驗和鑒別的實驗方案設計,制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）①裝置Ⅰ可作為實驗室制氧氣的快速發(fā)生器，是分液漏斗中a的液體加入燒瓶b中迅速發(fā)生反應生成氧氣，可以用水滴入過氧化鈉中，過氧化氫滴入固體二氧化錳中；
②一氧化氮氣體易被氧氣氧化，不能用排氣法收集，難溶于水可以用排水法收集，利用裝置Ⅲ裝滿水導氣管短進長出收集；
（2）結合圖可知，可能為硫酸鈉、碳酸鈉、亞硫酸鈉等，檢驗硫酸根離子利用鹽酸和氯化鋇，檢驗碳酸根離子，利用鹽酸、品紅及石灰水，檢驗亞硫酸根離子利用鹽酸和品紅，以此來解答；
（3）①用PH試紙測PH時，試紙不能濕潤；取最后一次洗滌液少量，滴加硝酸銀溶液，若無白色沉淀，說明已經洗滌干凈；
②加熱蒸發(fā)需要用蒸發(fā)皿，酒精燈，玻璃棒．

解答： 解：（1）①裝置Ⅰ可作為實驗室制氧氣的快速發(fā)生器，是分液漏斗中a的液體加入燒瓶b中迅速發(fā)生反應生成氧氣，可以用水滴入過氧化鈉中，發(fā)生反應2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；過氧化氫滴入固體二氧化錳中反應生成氧氣，2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
故答案為：H₂O₂；H₂O；
②一氧化氮氣體易被氧氣氧化，不能用排氣法收集，難溶于水可以用排水法收集，利用裝置II裝滿水導氣管短進長出收集；
故答案為：先將廣口瓶中盛滿水，從d管通入NO；
（2）結合圖可知，可能為硫酸鈉、碳酸鈉、亞硫酸鈉等，
若為Na₂SO₄，需要試劑為稀鹽酸和BaCl₂溶液，現象與結論為取少量該溶液于試管中，滴入稀鹽酸，若無明顯現象，再滴入BaCl₂溶液，如果生成白色沉淀，則原溶液是Na₂SO₄溶液；
若為Na₂CO₃，需要試劑為稀鹽酸、品紅試紙和澄清石灰水，現象與結論為取少量該溶液于試管中，滴入稀鹽酸，若產生的無色氣體不能使?jié)駶櫟钠芳t試紙變紅，但能使澄清石灰水變渾濁．原溶液是Na₂CO₃溶液；
若為Na₂SO₃，需要試劑為稀鹽酸、品紅試紙，現象與結論為取少量該溶液于試管中，滴入稀鹽酸，若產生的無色氣體能使?jié)駶櫟钠芳t試紙變紅，原溶液是Na₂SO₃溶液；
若為Na₂SiO₃，需要實際為稀鹽酸，現象與結論為取少量該溶液于試管中，滴入稀鹽酸，若產生白色沉淀，則原溶液是Na₂SiO₃溶液，
故答案為：

	猜想的化學物質	檢驗需要的試劑	操作、現象和結論
1	Na2SO4	稀鹽酸和BaCl2溶液	取少量該溶液于試管中，滴入稀鹽酸，若無明顯現象，再滴入BaCl2溶液，如果生成白色沉淀，則原溶液是Na2SO4溶液
2	Na2CO3	稀鹽酸、品紅試紙和澄清石灰水	取少量該溶液于試管中，滴入稀鹽酸，若產生的無色氣體不能使?jié)駶櫟钠芳t試紙變紅，但能使澄清石灰水變渾濁．原溶液是Na2CO3溶液．
3	Na2SO3	稀鹽酸、品紅試紙	取少量該溶液于試管中，滴入稀鹽酸，若產生的無色氣體能使?jié)駶櫟钠芳t試紙變紅，原溶液是Na2SO3溶液．
4	Na2SiO3	稀鹽酸	取少量該溶液于試管中，滴入稀鹽酸，若產生白色沉淀，則原溶液是Na2SiO3溶液．

；
（3）①用PH試紙測PH時，試紙不能濕潤，則使用pH試紙的操作是取一片pH試紙置于潔凈的玻璃片上，用玻璃棒蘸取溶液，點滴在pH試紙中央，待變色后，與標準比色卡對照；取最后一次洗滌液少量，滴加硝酸銀溶液，若無白色沉淀，說明已經洗滌干凈；
故答案為：取一片pH試紙置于潔凈的玻璃片上，用玻璃棒蘸取溶液，點滴在pH試紙中央，待變色后，與標準比色卡對照；取最后一次洗滌液少量，滴加硝酸銀溶液，若無白色沉淀，說明已經洗滌干凈；
②加熱蒸發(fā)需要用儀器蒸發(fā)皿，酒精燈，玻璃棒；
故答案為：蒸發(fā)皿，酒精燈，玻璃棒．

點評：本題考查知識綜合而全面，涉及氣體的制備與收集、物質鑒別和檢驗方法的選擇和應用等，能很好的考查出學生對所學知識的掌握和應用情況，注意試劑的選擇、現象與結論的關系即可解答，具有一定的開放性，題目難度中等．