Question

17．设计一实验将只含有Na₂SO₄、Na₂SO₃、Na₂CO₃的白色固体中的三种成分检验出来．取一定量的白色固体与烧瓶A中，通过分液漏斗加入液体a，如图所示：
（1）实验开始前，需进行的操作是：检查装置气密性
（2）写出A中发生的离子反应方程式：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O，SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O
（3）液体a的名称为：硫酸；已知B、D都为品红，C为酸性KMnO₄溶液，则D装置的作用为：检验二氧化硫是否除尽
（4）检验出Na₂CO₃的现象是：D中品红不褪色，E中石灰水变浑浊
（5）装置C中的试剂还可用与KMnO₄具有相同反应原理、现象明显但不具有挥发性的试剂，请写出你所选试剂在实验中发生的离子方程式2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺
（6）能否直接用反应后烧瓶A中的液体检验Na₂SO₄，为什么？不能，因为在检验Na₂SO₃、Na₂CO₃的实验时已经向烧瓶中加入了硫酸，直接用反应后烧瓶中的溶液就不能说明原固体中含有Na₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）三种成分检验出来需要利用亚硫酸钠、碳酸钠和酸反应生成二氧化硫、二氧化碳进行检验，有气体生成的反应，所以实验开始前，需进行的操作是检查装置的气密性；
（2）三种成分检验出来需要利用亚硫酸钠、碳酸钠和酸反应生成二氧化硫、二氧化碳进行检验，装置A中发生的反应是亚硫酸钠、碳酸钠和硫酸发生反应生成二氧化硫、二氧化碳；
（3）分液漏斗中液体应是硫酸溶液，二氧化硫和二氧化碳检验需要先利用装置B中品红溶液检验二氧化硫存在，利用装置C中高锰酸钾溶液除去二氧化硫，通过D中品红溶液检验二氧化硫是否除净；
（4）检验出Na₂CO₃的现象是利用D中品红不褪色，E中澄清石灰水变浑浊说明生成了二氧化碳；
（5）装置C中的试剂还可用与KMnO₄具有相同反应原理是利用氧化还原反应把二氧化硫氧化为硫酸，选择的物质需要具有氧化性，溶液颜色变化明显，且不具有挥发性的试剂可以是铁盐溶液；
（6）在检验Na₂SO₃、Na₂CO₃的实验时已经向烧瓶中加入了硫酸，反应后烧瓶A中的液体中含有加入的硫酸，不能检验硫酸钠的存在；

解答 解：（1）只含有Na₂SO₄、Na₂SO₃、Na₂CO₃的白色固体中的三种成分检验出来需要利用亚硫酸钠、碳酸钠和酸反应生成二氧化硫、二氧化碳进行检验，所以实验开始前，需进行的操作是检查装置的气密性，
故答案为：检查装置气密性；
（2）三种成分检验出来需要利用亚硫酸钠、碳酸钠和酸反应生成二氧化硫、二氧化碳进行检验，装置A中发生的反应是亚硫酸钠、碳酸钠和硫酸发生反应生成二氧化硫、二氧化碳；，反应的离子方程式为：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O，SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O，
故答案为：CO₃^2-+2H⁺=CO₂↑+H₂O，SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O；
（3）分液漏斗中液体应是硫酸溶液，二氧化硫和二氧化碳检验需要先利用装置B中品红溶液检验二氧化硫存在，利用装置C中高锰酸钾溶液除去二氧化硫，通过D中品红溶液检验二氧化硫是否除净，已知B、D都为品红，C为酸性KMnO₄溶液，则D装置的作用为检验二氧化硫是否除净，
故答案为：检验二氧化硫是否除净；
（4）检验出Na₂CO₃的现象是检验二氧化碳气体的生成，二氧化硫也会和澄清石灰水反应生成沉淀，溶液变浑浊，所以需要先除去二氧化硫，利用D中品红不褪色，E中澄清石灰水变浑浊说明生成了二氧化碳证明碳酸钠的存在，
故答案为：D中品红不褪色，E中石灰水变浑浊；
（5）装置C中的试剂还可用与KMnO₄具有相同反应原理是利用氧化还原反应把二氧化硫氧化为硫酸，选择的物质需要具有氧化性，溶液颜色变化明显，且不具有挥发性的试剂可以是铁盐溶液，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺，
故答案为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+4H⁺；
（6）在检验Na₂SO₃、Na₂CO₃的实验时已经向烧瓶中加入了硫酸，反应后烧瓶A中的液体中含有加入的硫酸，不能检验硫酸钠的存在，不能直接用反应后烧瓶A中的液体检验Na₂SO₄，
故答案为：不能，因为在检验Na₂SO₃、Na₂CO₃的实验时已经向烧瓶中加入了硫酸，直接用反应后烧瓶中的溶液就不能说明原固体中含有Na₂SO₄；

点评 本题考查了物质组成、物质性质、物质检验的实验设计方法等，注意二氧化硫、二氧化碳气体的检验方法、检验顺序和实验干扰分析判断，试剂选择是解题关键，题目难度中等．