Question

实验室以含有Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO、Br－等离子的卤水为主要原料制备无水CaCl2和Br2，流程如下：

 

(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＋。由表中数据可知，理论上可选择的pH最大范围是________。酸化溶液Z时，使用的试剂为________。

	开始沉淀时的pH	沉淀完全时的pH
Mg2＋	9.6	11.0
Ca2＋	12.2	c(OH－)＝1.8 mol·L－1

(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)常温下，H2SO3的电离常数Kal＝1.2×10－2，Ka2＝6.3×10－3，H2CO3的电离常数Kal＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11。某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3：将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测两溶液的pH，若前者的pH小于后者，则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确，错误在于________。

设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3(简要说明实验步骤、现象和结论)：________________________。仪器自选。

供选择的试剂：CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液、pH试纸。

Answer 1

解析：本题考查物质的制备和分离实验，意在考查考生对化学实验的设计和分析能力。(1)操作Ⅰ为萃取、分液，有机层在下层，则选择的试剂为四氯化碳，所用主要仪器为分液漏斗。(2)加入溶液W是为了除去SO，根据表格提供的数据，当11.0≤pH＜12.2时，Mg2＋完全沉淀，而Ca2＋没有开始沉淀．酸化溶液Z时，使用盐酸不会引入其他杂质。(3)贝壳是块状固体，盐酸是液体，反应进行时不需要加热，且用排空气法收集CO2气体时，导管应“长进短出”，因此选择b、d。(4)该实验设计的错误在于二者的饱和溶液的物质的量浓度不同，可以利用反应：SO2＋NaHCO3===CO2＋NaHSO3，或比较同浓度的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液的碱性等验证H2SO3的酸性强于H2CO3。

答案：(1)四氯化碳　分液漏斗　(2)除去溶液中的SO　11.0≤pH＜12.2　盐酸　(3)b、d　(4)用于比较pH的两种酸的物质的量浓度不相等

三种参考方案如下：

方案一：配制相同物质的量浓度的NaHSO3和NaHCO3溶液，用酸度计(或pH试纸)测两溶液的pH，前者的pH小于后者，证明H2SO3酸性强于H2CO3；方案二：将SO2气体依次通过NaHCO3(或Na2SO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水，品红溶液不褪色，且澄清石灰水变浑浊，证明H2SO3酸性强于H2CO3；方案三：将CO2气体依次通过NaHSO3(或 Na2SO3)溶液、品红溶液，品红溶液不褪色，证明H2SO3酸性强于H2CO3。