Question

实验室以含有Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、I^-等离子的卤水为主要原料，制备无水CaCl₂和I₂．流程如下：（已知Cl₂与I^-可发生反应：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂）

（1）操作Ⅰ使用的试剂是______，所用主要仪器的名称是______．
（2）加入溶液W的目的是______．用CaO调节溶液Y的pH，可以除去Mg²⁺．酸化溶液Z时使用的试剂是______．
（3）实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO₂气体，下列装置中合理的是______．

（4）设计合理实验验证H₂SO₃酸性强于H₂CO₃，仪器自选．
供选的试剂：CO₂、SO₂、Na₂CO₃溶液、NaHCO₃溶液、NaHSO₃溶液、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO₄ 溶液、品红溶液、pH试纸．
填写实验报告：

实验步骤	现象	结论
______	______	H2SO3酸性强于H2CO3

Answer 1

【答案】分析：（1）单质碘极易溶于有机溶剂，所以可以采用萃取的方法，萃取的主要仪器是分液漏斗；
（2）实验室以含有Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、I^-等离子的卤水为主要原料，制备无水CaCl₂和I₂，应将混合物中的Mg²⁺、SO₄^2-、等离子除去，根据流程可以看出分别通入氯气将溶液中的I^-氧化碘单质，加入氯化钡除去SO₄^2-，用CaO调节溶液Y的pH，可以除去Mg²⁺；
（3）CO₂的密度大于空气中的，所以采用向上排空气发收集CO₂气体．若采用长颈漏斗时，长颈漏斗的下端必需插入到溶液中，以防止CO₂气体从长颈漏斗中挥发出来；
（4）H₂SO₃和H₂CO₃均属于二元酸，要检验酸性强弱，可以采用多种方法，例如利用水解原理（酸越弱相应的强碱盐就越易水解），也可以利用较强的酸制取较弱的酸来检验．
解答：解：（1）氯气具有强氧化性，通入氯气后可以将溶液中的I^-氧化成碘单质，因为单质碘极易溶于有机溶剂，所以可以采用萃取的方法，萃取的主要仪器是分液漏斗；由流程图可知单质碘在下层，因此该有机溶剂的密度要比水的大且不溶于水，所以该试剂是CCl₄，
故答案为：四氯化碳；分液漏斗；
（2）由于SO₄^2-会与Ca²⁺结合形成微溶性的硫酸钙而影响氯化钙的制备，因此必需除去；因为不能引入新的杂质，所以酸化溶液Z时，使用的试剂应该为盐酸，
故答案为：除去溶液中的SO₄^2-；盐酸；
（3）实验室制取CO₂的特点是固体和液体反应且不需要加热，由于盐酸易挥发，因此在收集之前需要出去挥发出HCl气体，因为CO₂的密度大于空气中的，所以采用向上排空气发收集CO₂气体．若采用长颈漏斗时，长颈漏斗的下端必须插入到溶液中，以防止CO₂气体从长颈漏斗中挥发出来，因此选项b、d正确，
故答案为：b、d；
（4）H₂SO₃和H₂CO₃均属于二元酸，要检验酸性强弱，可以采用多种方法，例如利用水解原理（酸越弱相应的强碱盐就越易水解），也可以利用较强的酸制取较弱的酸来检验，由于SO₂和CO₂气体均可以使澄清石灰水变浑浊，所以CO₂气体在通入澄清石灰水之前必需除去CO₂气体中混有的SO₂气体，且需验证SO₂已经除尽，
用酸性KMnO₄溶液除二氧化硫，用品红验证除尽，SO₂依次通过NaHCO₃或Na₂CO₃溶液，NaHCO₃或Na₂CO₃溶液有气泡生成二氧化碳，二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，说明H₂SO₃酸性强于H₂CO₃，
故答案为：

实验步骤	现象	结论
将SO2依次通过 NaHCO3或Na2CO3溶液、 酸性KMnO4溶液、 品红溶液、 澄清石灰水	NaHCO3或Na2CO3溶液有气泡， 品红溶液不褪色， 澄清石灰水变浑浊	H2SO3酸性强于H2CO3

点评：本题主要考查常见的基本实验操作、仪器的使用、离子的除杂和实验方案设计，综合性强，平时注意相关知识的积累．