Question

某化学课外活动小组在实验室做了如下一系列实验：
（1）该小组设计了如图1所示的一套气体发生、收集和尾气吸收装置以探究装置的多功能性．

①甲同学认为装置Ⅰ可作为实验室制氧气的快速发生器，则装置Ⅰ的a仪器中可加入

 

或

 

，装置Ⅱ从管口进气即可作为O₂的收集装置．
②乙同学认为利用装置Ⅱ，可收集NO，试简述操作方法

 

：
（2）小组在整理实验室的化学试剂时，发现一盛有无色溶液的试剂瓶．标签破损（如图2），请你根据已掌握的知识，对该试剂可能是什么物质的溶液作出二种猜想，并设计实验验证，写出任一种的实验操作、现象和结论．

	猜想物质的化学式	检验所需要的试剂	操作、现象和结论
①
②

（3）该小组从ZnSO₄、FeCl₃的混合溶液中制取ZnSO₄?7H₂O过程如下：
a．在混合液中加入6mol?L^-1 NaOH溶液，至pH=8为止．
b．过滤后得到沉淀，用蒸馏水多次洗涤沉淀．
c．向洗涤后的沉淀中加入2mol?L^-1的硫酸，保持溶液的pH在4～6，加热煮沸，趁热过滤，滤液即为ZnSO₄溶液
d．滤液中注入2mol?L^-1的硫酸，使其pH保持为2
已知部分阳离子以氢氧化物的形式开始沉淀至完全沉淀时溶液的pH见表，回答下列问题：

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

①步骤a中用pH试纸控制溶液pH=8，使用pH试纸的操作是

 

；步骤b中如何检验沉淀已经洗涤干净？

 

．
②要制得ZnSO₄?7H₂O的步骤d还缺少的操作是，所用的主要硅酸盐仪器是

 

．

Answer 1

考点：常见气体制备原理及装置选择,物质的检验和鉴别的实验方案设计,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）①装置Ⅰ可作为实验室制氧气的快速发生器，是分液漏斗中a的液体加入烧瓶b中迅速发生反应生成氧气，可以用水滴入过氧化钠中，过氧化氢滴入固体二氧化锰中；
②一氧化氮气体易被氧气氧化，不能用排气法收集，难溶于水可以用排水法收集，利用装置Ⅲ装满水导气管短进长出收集；
（2）结合图可知，可能为硫酸钠、碳酸钠、亚硫酸钠等，检验硫酸根离子利用盐酸和氯化钡，检验碳酸根离子，利用盐酸、品红及石灰水，检验亚硫酸根离子利用盐酸和品红，以此来解答；
（3）①用PH试纸测PH时，试纸不能湿润；取最后一次洗涤液少量，滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀，说明已经洗涤干净；
②加热蒸发需要用蒸发皿，酒精灯，玻璃棒．

解答： 解：（1）①装置Ⅰ可作为实验室制氧气的快速发生器，是分液漏斗中a的液体加入烧瓶b中迅速发生反应生成氧气，可以用水滴入过氧化钠中，发生反应2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；过氧化氢滴入固体二氧化锰中反应生成氧气，2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
故答案为：H₂O₂；H₂O；
②一氧化氮气体易被氧气氧化，不能用排气法收集，难溶于水可以用排水法收集，利用装置II装满水导气管短进长出收集；
故答案为：先将广口瓶中盛满水，从d管通入NO；
（2）结合图可知，可能为硫酸钠、碳酸钠、亚硫酸钠等，
若为Na₂SO₄，需要试剂为稀盐酸和BaCl₂溶液，现象与结论为取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，若无明显现象，再滴入BaCl₂溶液，如果生成白色沉淀，则原溶液是Na₂SO₄溶液；
若为Na₂CO₃，需要试剂为稀盐酸、品红试纸和澄清石灰水，现象与结论为取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，若产生的无色气体不能使湿润的品红试纸变红，但能使澄清石灰水变浑浊．原溶液是Na₂CO₃溶液；
若为Na₂SO₃，需要试剂为稀盐酸、品红试纸，现象与结论为取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，若产生的无色气体能使湿润的品红试纸变红，原溶液是Na₂SO₃溶液；
若为Na₂SiO₃，需要实际为稀盐酸，现象与结论为取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，若产生白色沉淀，则原溶液是Na₂SiO₃溶液，
故答案为：

	猜想的化学物质	检验需要的试剂	操作、现象和结论
1	Na2SO4	稀盐酸和BaCl2溶液	取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，若无明显现象，再滴入BaCl2溶液，如果生成白色沉淀，则原溶液是Na2SO4溶液
2	Na2CO3	稀盐酸、品红试纸和澄清石灰水	取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，若产生的无色气体不能使湿润的品红试纸变红，但能使澄清石灰水变浑浊．原溶液是Na2CO3溶液．
3	Na2SO3	稀盐酸、品红试纸	取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，若产生的无色气体能使湿润的品红试纸变红，原溶液是Na2SO3溶液．
4	Na2SiO3	稀盐酸	取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，若产生白色沉淀，则原溶液是Na2SiO3溶液．

；
（3）①用PH试纸测PH时，试纸不能湿润，则使用pH试纸的操作是取一片pH试纸置于洁净的玻璃片上，用玻璃棒蘸取溶液，点滴在pH试纸中央，待变色后，与标准比色卡对照；取最后一次洗涤液少量，滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀，说明已经洗涤干净；
故答案为：取一片pH试纸置于洁净的玻璃片上，用玻璃棒蘸取溶液，点滴在pH试纸中央，待变色后，与标准比色卡对照；取最后一次洗涤液少量，滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀，说明已经洗涤干净；
②加热蒸发需要用仪器蒸发皿，酒精灯，玻璃棒；
故答案为：蒸发皿，酒精灯，玻璃棒．

点评：本题考查知识综合而全面，涉及气体的制备与收集、物质鉴别和检验方法的选择和应用等，能很好的考查出学生对所学知识的掌握和应用情况，注意试剂的选择、现象与结论的关系即可解答，具有一定的开放性，题目难度中等．