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1、专题检测（十三） 化学综合实验1硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸张、染料等行业。生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)炭粉还原法，其流程示意图如下：(1)上述流程中采用稀NaOH溶液比用热水更好，理由是_。(2)同学甲根据氧化还原反应的原理认为上述流程中产生的气体可能是CO、CO2、SO2，他从下列装置中选择必要的装置设计简易的实验方案验证他的假设(加热装置省略)。选择装置连接导管接口，其气流从左到右的顺序为_。能证明有CO2气体的现象为_。正确连接装置并反应一段时间后，用集气瓶能收集到一定体积的气体，说明混合气体中含有CO。确认气体中含有CO的另一种方法是_。(3)同学乙认为“煅烧”后的
2、固体中可能含有Na2SO3。检验反应后的固体中是否还有剩余的无水芒硝，需要的试剂是_。设计实验证明反应后的固体中是否含有Na2SO3，完成实验报告。供选择试剂有：酚酞溶液、硝酸、稀盐酸、品红溶液、澄清石灰水。实验步骤实验操作现象及结论取少量制得的硫化钠晶体溶于水，过滤得到滤液除去炭粉等难溶性的杂质取少量滤液于试管中，_(4)实验测得硫酸钠与焦炭的反应产物由温度、反应物的质量比决定。如果反应产物为两种盐，两种气体产物体积比为13，且平均相对分子质量为32，则煅烧反应的化学方程式为_。解析：(1)硫化钠是强碱弱酸盐，在热水中水解程度加快，而在稀氢氧化钠溶液中水解被抑制。(2)制备气体(A)、检验S
3、O2(E)、除去SO2并确定SO2被除尽(B)、检验CO2(D)、除去CO2并收集CO(C)，连接装置时，洗气瓶中长导管进气，短导管出气，故装置连接顺序为aghcbefd。因为SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊，所以，必须强调装置B中溶液颜色不褪色，说明SO2被除尽。检验CO用点燃、氧化等方法都可以。(3)检验反应后固体中是否还有剩余的硫酸钠时，加入盐酸除去可能存在的亚硫酸钠，用氯化钡检验硫酸根离子，故所用试剂是稀盐酸和氯化钡溶液。2S2SO6H=3S3H2O，如果硫化钠中含有亚硫酸钠，则除去炭粉等难溶性的杂质后，加入足量稀盐酸会产生淡黄色固体。(4)根据氧化还原反应原理，硫酸钠与焦炭反应生
4、成硫化钠、亚硫酸钠、CO、CO2。若CO、CO2的体积比为13，则平均相对分子质量为40，不符合题意，舍去；若CO、CO2的体积比为31，则平均相对分子质量为32，符合题意。则煅烧反应的化学方程式为2Na2SO44CNa2SNa2SO33COCO2。答案：(1)热水会促进Na2S水解，而稀NaOH溶液能抑制Na2S水解(2)aghcbefd装置B中酸性KMnO4溶液颜色不褪色，装置D中澄清石灰水变浑浊取出水槽中导气管，导出的气体能点燃(或其他合理答案均可)(3)稀盐酸和氯化钡溶液滴加足量稀盐酸若产生淡黄色沉淀，则含有亚硫酸钠，反之则不含亚硫酸钠(4)2Na2SO44CNa2SNa2SO33CO
5、CO22(2018南京三模)某实验小组采用刻蚀废液(主要含CuCl2、FeCl3、FeCl2、HCl)制取Cu和Cu2Cl2，实验流程如下：已知：Cu2Cl2是白色固体，微溶于水，难溶于乙醇，受潮后在空气中易被迅速氧化。(1)“预处理”时，需用Na2CO3调节溶液至微酸性而不是碱性，其原因是_。(2)“还原”需在80 条件下进行，适宜的加热方式为_。(3)“还原”中，Cu2参与反应的离子方程式为_。(4)“搅拌”时加入NaCl粉末的作用是_。(5)“过滤”得到的Cu2Cl2需用无水乙醇洗涤，并在真空干燥机内于70 干燥2小时，冷却，密封包装。于70 真空干燥的目的是_。(6)请设计从“过滤”所
6、得滤渣中获取Cu的实验方案：_(实验中可供选择的试剂：稀硫酸、稀硝酸、蒸馏水)。现欲测定途径a、b回收铜元素的回收率比，请补充实验方案：_，分别按途径a、b制取Cu和Cu2Cl2，测得Cu的质量m1 g，Cu2Cl2的质量为m2 g，则途径a、b铜元素的回收率比为_。解析：利用刻蚀废液(主要含CuCl2、FeCl3、FeCl2、HCl)制取Cu和Cu2Cl2，分析实验流程可知：(1)“预处理”时，需用Na2CO3调节溶液至微酸性而不是碱性，防止Cu2形成沉淀。(2)“还原”需在80 条件下进行，适宜的加热方式为水浴加热。(3)“还原”中，Cu2被SO还原为Cu，SO则被氧化为SO，根据氧化还原
7、反应的配平原则，得到Cu2参与反应的离子方程式为2Cu2SO2ClH2O=Cu2Cl2SO2H。(4)Cu2Cl2微溶于水，“搅拌”时加入NaCl粉末，增大Cl浓度，有利于Cu2Cl2析出(沉淀)。(5)根据题中信息，Cu2Cl2难溶于乙醇，受潮后在空气中易被迅速氧化，用无水乙醇洗涤，减少洗涤时溶解损耗，于70 真空干燥，目的是加快乙醇和水的挥发，防止Cu2Cl2被空气氧化。(6)滤渣中主要是生成的Cu和过量的Fe，要获取Cu，必须除去Fe。现欲测定途径a、b回收铜元素的回收率比，需取两份相同体积的预处理后的水样，这样两份废液中铜元素的质量相等，分别按途径a、b制取Cu和Cu2Cl2，测得Cu
8、的质量m1 g，Cu2Cl2的质量为m2 g，途径a铜元素的回收率为100%，途径b铜元素的回收率为100%，则途径a、b铜元素的回收率比为。答案：(1)防止Cu2形成沉淀(2)水浴加热(3)2Cu2SO2ClH2O=Cu2Cl2SO2H(4)Cu2Cl2微溶于水，增大Cl浓度，有利于Cu2Cl2析出(沉淀)(5)加快乙醇和水的挥发，防止Cu2Cl2被空气氧化(6)将稀硫酸加到滤渣中，搅拌，充分反应至无气体产生为止，过滤并用蒸馏水洗涤23次，低温烘干取两份相同体积的预处理后的水样3(2018百校大联考)某实验兴趣小组用如下两种方法制取氮气。已知：活性炭可用于吸附水中的絮状沉淀。(1)方法一所发
9、生反应的化学方程式为_。(2)检验方法一反应后所得溶液中是否含有NH的实验方法是_。(3)方法二被冰水冷却的U形管中所得物质是_，用冰水冷却的目的是_。(4)方法一与方法二相比所具有的优点是_。(5)方法一和方法二中均需用到NH4Cl，NH4Cl的溶解度随温度变化的曲线如图所示，工业NH4Cl固体中含有少量的FeCl2，可通过如下实验来提纯：将工业NH4Cl固体溶于水，_，调节溶液的pH为45，向溶液中加入活性炭，将溶液加热浓缩，_获得纯净的NH4Cl固体。(实验中可供选择的试剂有：双氧水、KMnO4溶液)解析：(1)方法一中氯化铵和亚硝酸钠反应生成氮气、氯化钠和水，反应的化学方程式为NH4C
10、lNaNO2NaClN22H2O；(2)氨气的水溶液显碱性，可以借助于湿润红色石蕊试纸检验溶液中是否含有NH；(3)方法二中生成的氨气通过碱石灰干燥后，干燥的氨气与氧化铜在加热时反应生成铜、氮气和水，被冰水冷却的U形管中所得物质是氨水，用冰水冷却可以将未反应的氨气冷却，加大氨气在水中的溶解度；(4)方法一与方法二相比所具有的优点是装置及操作简单、所得氮气纯净、原料的利用率高；(5)工业NH4Cl固体中含有少量的FeCl2，提纯时，需要将氯化亚铁首先氧化为氯化铁，为了不引入杂质，可以选用双氧水，然后调节pH，使铁离子转化为Fe(OH)3沉淀，将溶液加热浓缩，由于氯化铵的溶解度受温度的影响较大，需
11、要趁热过滤，然后冷却到0 结晶，过滤，低温干燥即可。答案：(1)NH4ClNaNO2NaClN22H2O(2)向试管中加入少量反应后所得溶液，向其中加入足量NaOH浓溶液，加热，若产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含有NH，若试纸不变蓝，则溶液中不含有NH(3)氨水将未反应的氨气冷却，加大氨气在水中的溶解度(4)装置及操作简单、所得氮气纯净、原料的利用率高(5)加入足量的双氧水趁热过滤，将溶液冷却到0 ，过滤，低温干燥4(2017南京、淮安三模)CuCl常用作有机合成催化剂，实验室以初级铜矿粉(主要含Cu2S及少量Fe2O3、FeO等)为原料制备活性CuCl。实验过程如下：(1)“酸
12、浸”中，加入稀硫酸不宜过量太多的原因是_。(2)已知：Cu(OH)2可溶于氨水形成深蓝色Cu(NH3)42溶液。“分解”实验条件及现象如下表所示。温度/压强/kPa时间/min残液颜色A110101.360浅蓝色B10074.640很浅C9060.030无色透明则“分解”实验条件应选_(填字母)。“分解”生成的NH3可以回收利用。在实验室用如图装置来收集NH3，当集气瓶收集满NH3时观察到的现象是_。(3)CuCl易氧化，Ksp(CuCl)1.2106。“合成”中生成CuCl的离子方程式为_；请补充从“合成”所得混合物中得到CuCl的实验操作步骤：过滤、洗涤、_。(4)请补充“除杂”步骤中分别回
