高考化学二轮专题题组训练：第14讲 考点1 化学实验方案的设计与评价

第14讲 化学实验综合应用

考点一 化学实验方案的设计与评价

[题组训练·考能]

1．(2014·山东理综，31)工业上常利用含硫废水生产Na 2S 2O 3·5H 2O ，实验室可用如

下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。

烧瓶C 中发生反应如下：

Na 2S(aq)＋H 2O(l)＋SO 2(g)===Na 2SO 3(aq)＋H 2S(aq) (Ⅰ)

2H 2S(aq)＋SO 2(g)===3S(s)＋2H 2O(l)(Ⅱ)

S(s)＋Na 2SO 3(aq)=====△

Na 2S 2O 3(aq)(Ⅲ)

(1)仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B 中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若________，则整个装置气密性良好。装置D 的作用是________________________________________________________________。 装置E 中为________溶液。

(2)为提高产品纯度，应使烧瓶C 中Na 2S 和Na 2SO 3恰好完全反应，则烧瓶C 中Na 2S 和Na 2SO 3物质的量之比为________。

(3)装置B 的作用之一是观察SO 2的生成速率，其中的液体最好选择________。 a ．蒸馏水

b ．饱和Na 2SO 3溶液

c ．饱和NaHSO 3溶液

d ．饱和NaHCO 3溶液

实验中，为使SO 2缓慢进入烧瓶C ，采用的操作是____________________。已知反应(Ⅲ)相对较慢，则烧瓶C 中反应达到终点的现象是_____________。

反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A ，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有 ________。

a．烧杯b．蒸发皿

c．试管d．锥形瓶

(4)反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3·5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________。

已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2O2－3＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O

供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液

解析(1)若装置不漏气，则长颈漏斗中会形成一段液柱并且液柱高度保持不变；装置D是安全瓶，可防止倒吸；装置E是尾气处理装置，用来吸收过量的SO2，故所盛溶液可以是NaOH溶液等。

(2)根据盖斯定律，由(Ⅰ)×2＋(Ⅱ)＋(Ⅲ)×3，得2Na2S(aq)＋Na2SO3(aq)＋3SO2(g)===3Na2S2O3(aq)，故烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2∶1。

(3)装置B中的溶液不能和SO2发生反应。蒸馏水溶解SO2；Na2SO3溶液能与SO2发生反应：SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3；NaHCO3溶液也能与SO2发生反应：NaHCO3＋SO2===CO2＋NaHSO3；饱和NaHSO3溶液不能和SO2反应，也不溶解SO2。为使SO2缓慢进入烧瓶C，应使生成SO2的速率减慢，可通过控制滴加硫酸的速度来实现；因反应(Ⅲ)相对较慢，C中反应达到终点时S消耗完，现象是溶液变澄清。蒸发皿加热时不需垫石棉网；试管是小型玻璃仪器，加热时也不需垫石棉网；烧杯、锥形瓶底部面积大，防止受热不均匀，在加热时需垫石棉网。

(4)Na2S2O3和Na2SO3的存在对SO2－4的检验有干扰，要先除去。根据题给信息，可先加入过量的稀盐酸将二者除去，排除干扰，再检验SO2－4的存在。

答案(1)液柱高度保持不变防止倒吸NaOH(合理即可)

(2)2∶1

(3)c控制滴加硫酸的速度(合理即可)溶液变澄清(或浑浊消失)ad

(4)取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层溶液(或过滤，取滤液)，滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理即可)

2．(2014·济南冲刺)氯气和漂白粉是现代工业和生活常用的消毒剂、杀菌剂。

(1)实验室拟用下列装置制备干燥纯净的氯气，请按照气体从左向右流动的方向

将仪器进行连接：H→________、________→________、________→________；

并指出其中广口瓶Ⅱ中的试剂为________。

(2)写出工业上用氯气和石灰乳制取漂白粉的化学反应方程式___________。

(3)实验室有一瓶密封不严的漂白粉样品，其中肯定存在CaCl2，请设计实验，

探究该样品中除CaCl2外可能存在的其他固体物质。

①提出合理假设。

假设1：该漂白粉未变质，只含________；

假设2：该漂白粉全部变质，只含________；

假设3：该漂白粉部分变质，既含有Ca(ClO)2又含有CaCO3。

②设计实验方案，进行实验。

限选用的仪器和药品：试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1 mol·L －1盐酸、品红溶液、新制澄清石灰水。(提示：不必检验Ca2＋和Cl－。)

收集装置→尾气吸收装置。除去氯气中的氯化氢最好用饱和食盐水溶液。(3)①漂白粉的成分是Ca(ClO)2和CaCl2，在空气中变质后生成CaCO3，由于肯定存在