题目内容

6．下表是某学生为探究AgCl沉淀转化为Ag2S沉淀的反应所做实验的记录．
步  骤现   象
Ⅰ．取5mL 0.1mol/L AgNO3与一定体积0.1mol/L NaCl溶液，混合，振荡．立即产生白色沉淀
Ⅱ．向所得悬浊液中加入2.5mL  0.1mol/L Na2S溶液．沉淀迅速变为黑色
Ⅲ．将上述黑色浊液，放置在空气中，不断搅拌．较长时间后，沉淀变为乳白色
Ⅳ．滤出Ⅲ中的乳白色沉淀，加入足量HNO3溶液．产生红棕色气体，沉淀部分溶解
Ⅴ．过滤得到滤液X和白色沉淀Y；向X中滴加Ba（NO3）2溶液．产生白色沉淀
（1）为了证明沉淀变黑是AgCl转化为Ag2S的缘故，步骤I中NaCl溶液的体积范围为≥5mL．
（2）已知：25℃时Ksp（AgCl）=1.8×10-10，Ksp（Ag2S）=6×10-30，此沉淀转化反应的平衡常数K=5.4×109．
（3）步骤V中产生的白色沉淀的化学式为BaSO4，步骤Ⅲ中乳白色沉淀除含有AgCl外，还含有S．
（4）为了进一步确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因，设计了如下图所示的对比实验装置．
①装置A中玻璃仪器有圆底烧瓶、导管和分液漏斗，试剂W为过氧化氢溶液．
②装置C中的试剂为NaCl溶液和Ag2S悬浊液的混合物，B中试剂为Ag2S悬浊液．
③实验表明：C中沉淀逐渐变为乳白色，B中没有明显变化．
完成C中反应的化学方程式：
□Ag2S+□NaCl+□O2+□H2O?□AgCl+□S+□NaOH
C中NaCl的作用是：氧气将Ag2S氧化成S时有Ag+产生，NaCl电离的氯离子与银离子结合生成AgCl沉淀，使c（Ag+）减小，有利于氧化还原反应的平衡右移．

分析 （1）证明沉淀变黑是AgCl转化为Ag2S的缘故，则应该使步骤Ⅰ中银离子完全转化成氯化银沉淀；
（2）写出反应方程式，然后结合平衡常数表达式及氯化银、硫化银的溶度积进行计算；
（3）步骤Ⅳ中稀硝酸将硫元素氧化成硫酸根离子，则步骤Ⅴ中加入硝酸钡后生成硫酸钡沉淀；再结合步骤Ⅲ中黑色沉淀消失可知硫化银与空气中氧气反应生成硫单质，通式生成氯化银沉淀；
（4）①根据装置A中仪器结构判断其名称；装置A需要产生氧气，结合二氧化锰可知试剂W为过氧化氢溶液；
②要探究生成氯化银和S沉淀的原因，C中的试剂为NaCl溶液和Ag2S悬浊液的混合物，则B中应该为硫化银悬浊液；
③C中硫化银、氯化钠、氧气和水反应生成氯化银沉淀、S单质和NaOH，根据化合价变化相等配平，从影响化学平衡的角度判断氯化钠在装置C中的作用．

解答 解：（1）要证明沉淀变黑是AgCl转化为Ag2S的缘故，则步骤Ⅰ中必须使硝酸银电离出的银离子完全转化成AgCl沉淀，所以加入的NaCl溶液的体积必须≥5mL，
故答案为：≥5mL；
（2）氯化银转化成硫化银的反应为：2AgCl（s）+S2-（aq）?Ag2S（s）+2Cl-（aq），该反应的平衡常数为：K=$\frac{{c}^{2}（C{l}^{-}）}{c（{S}^{2-}）}$═$\frac{{c}^{2}（A{g}^{+}）•{c}^{2}（C{l}^{-}）}{{c}^{2}（A{g}^{+}）•c（{S}^{2-}）}$=$\frac{{{K}^{2}}_{sp}（AgCl）}{{K}_{sp}（A{g}_{2}S）}$=$\frac{（1.8×1{0}^{-10}）^{2}}{6×1{0}^{-30}}$=5.4×109，
故答案为：5.4×109；
（3）步骤Ⅲ中较长时间后，沉淀变为乳白色，则黑色的硫化银沉淀转化成氯化银沉淀；
再根据滤出Ⅲ中的乳白色沉淀，加入足量HNO3溶液，产生红棕色气体，沉淀部分溶解，则被氧化的只能为S元素，故乳白色沉淀为AgCl和S的混合物；其中S被稀硝酸氧化成硫酸根离子，则在步骤Ⅴ中向X中滴加Ba（NO3）2溶液会生成BaSO4沉淀，
故答案为：BaSO4；S；
（4）①根据图示可知，装置A中玻璃仪器有圆底烧瓶、导管和分液漏斗；乳白色沉淀为氯化银和S的混合物，装置A的作用是提供氧气，根据圆底烧瓶中为二氧化锰可知W为过氧化氢溶液，
故答案为：分液漏斗；过氧化氢溶液；
②进一步确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因，装置C中的试剂为NaCl溶液和Ag2S悬浊液的混合物，则装置B中应该不含氯化钠溶液，即为Ag2S悬浊液，通过对比反应现象判断生成乳白色沉淀产生的原因，
故答案为：Ag2S悬浊液；
③装置C中生成的白色沉淀为氯化银和S单质，反应物应该还有氧气，产物中钠离子只能以NaOH形式存在，则未知的反应物为NaOH，再根据H元素守恒可知另一种未知反应物为水，然后根据化合价升降相等配平可得反应方程式：2Ag2S+4NaCl+O2+2H2O?4AgCl+2S+4NaOH；
装置C中氯化钠的作用为：氧气将Ag2S氧化成S时有Ag+产生，NaCl电离的氯离子与溶液中银离子结合生成AgCl沉淀，使溶液中c（Ag+）减小，从而有利于氧化还原反应2Ag2S+4NaCl+O2+2H2O?4AgCl+2S+4NaOH向右移动，
故答案为：2Ag2S+4NaCl+O2+2H2O?4AgCl+2S+4NaOH；氧气将Ag2S氧化成S时有Ag+产生，NaCl电离的氯离子与银离子结合生成AgCl沉淀，使c（Ag+）减小，有利于氧化还原反应的平衡右移．

点评 本题考查了性质实验方案的设计，题目难度较大，涉及难溶物溶度积的计算、氧化还原反应的配平、性质实验方案评价等知识，根据实验现象得出正确结论为解答关键，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验能力．

练习册系列答案
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15．电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示．下列说法不正确的是（　　）
A．甲电极为阴极
B．为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充的物质为NH3
C．乙电极的电极反应式是：NO-3e-+4OH-=NO3-+2H2O
D．该反应中NO既是氧化剂又是还原剂
16．有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH4+、K+、Na+、Mg2+、Ba2+、Al3+、Fe3+、Cl-、Ⅰ-、NO3-、CO32-、SO42- 中的几种，取该溶液进行以下实验：
（1）取pH试纸检验，溶液呈强酸性；
（2）取出部分溶液，加入少量CCl4及数滴新制氯水，经振荡后CCl4层呈紫红色；
（3）另取出部分溶液，逐渐加入NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，溶液均无沉淀产生；
（4）取出部分上述碱性溶液加Na2CO3溶液后，有白色沉淀生成；．
（5）根据以上实验事实确定①该溶液肯定存在的离子是Ba2+、I-；②肯定不存在的离子是Mg2+、Fe3+、Al3+、NO3-、CO32-、SO42-；③还不能确定的离子是K+、Na+、NH4+、Cl-，，要确定其中的阳离子可利用的方法原理是K+、Na+用焰色反应；NH4+加NaOH溶液，加热，产生的气体用湿润的红色石蕊试纸检验，变蓝．
13．实验室用如图所示的装置制取乙酸乙酯．
（1）在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合溶液的方法是：在一个30mL的大试管中注入3 mL乙醇，再分别缓缓加入2 mL浓硫酸、3mL乙酸（乙醇和浓硫酸的加入顺序不可互换），然后轻轻振荡试管，使之混合均匀．
（2）浓硫酸的作用是①催化作用，②吸水作用．
（3）饱和Na2CO3溶液的作用是吸收除去挥发出来的乙酸和乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度．
（4）生成乙酸乙酯的化学方程式CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O，乙酸乙酯的密度比水小（填“大”或“小”），有芳香味．
1．硫代硫酸钠（Na2S2O3•5H2O）俗名“大苏打”，又称为“海波”，可用于照相业作定型剂，也可用于纸浆漂白作脱氧剂，它易溶于水，难溶于乙醇，加热、遇酸均易分辨，工业上常用亚硫酸钠法、硫化碱法等制备，某实验模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠，其反应装置及所需试剂如图1：

实验具体操作步骤为：
①开启分液漏斗，使硫酸慢慢滴下，适当调节分液的滴速，使反应产生的SO2气体均匀的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中，同时开启电动搅拌器搅动，水浴加热，微沸
②直至折出的浑浊不再消失，并控制溶液的PH接近7时，停止通入SO2气体
③趁热过滤，将滤液加热浓缩，冷却析出Na2S2O3•5H2O
④在经过滤、洗涤、干燥．得到所需产品
（1）写出仪器A的名称蒸馏烧瓶，步骤④中洗涤时，为了减少产物的损失的试剂可以是乙醇
（2）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中不能让溶液PH＜7，请用离子方程式解释原因S2O32-+2H+=S↓+H2O+SO2↑
（3）写出三颈烧瓶B中制取Na2S2O3反应的总化学方程式4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2
（4）最后得到的产品可能含有反应Na2SO4杂质，请设计实验检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作．现象和结论取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液（或过滤，取滤液）、滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质
（5）测定产品纯度
准确称取1.00g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂用0.1000mol•L-1碘的标准溶液滴定，反应原理为2S2O32-+I2=S4O33-+2I-，滴定起始和终点的液面位置如图2则消耗碘的标准溶液体积为16.00mL，产品的纯度为79.36%
（6）Na2S2O3常用于脱氧剂，在溶液易被Cl2氧化SO42-，该反应的离子方程式为S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+．
11．A、B、C三种元素的原子具有相同的电子层数，而B的核电荷数比A大2，C原子的电子总数比B原子电子总数多4.1mol A的单质跟盐酸反应可置换出11.2L（标准状况下）氢气，此时A转变成与氖原子具有相同电子层结构的离子．试回答：
（1）A是Na元素，B是Al元素，C是Cl元素．（填元素名称）
（2）分别写出A、B的最高正价氧化物对应的水化物与C的气态氢化物水溶液反应的离子方程式：H++OH-=H2O；Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O．
（3）A原子的还原性比B原子的还原性强，这是由于Na的原子半径大于Al，钠比Al更易失去电子．
18．水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质．水质优劣直接影响人体健康．请回答下列问题：
（1）天然水中溶解的气体主要有O2、CO2（或N2）．
（2）水的净化与软化的区别是水的净化是通过混凝剂（如明矾等）将水中的胶体及悬浮物除去，而水的软化是使水中的Ca2+、Mg2+浓度减小．
（3）硬度为1°的水是指每升水含10mg CaO或与之相当的物质（如7.1mg MgO）．若某天然水中c（Ca2+）=6×10-4mol•L-1，c（Mg2+）=3×10-4mol•L-1，则此水的硬度为5°．
15．对下列各图曲线表征的信息解毒错误的是（　　）
A．
向酸性溶液中滴加NaOH溶液时pH随NaOH溶液体积变化关系
B．
某反应为放热反应，催化剂能改变反应的焓变
C．
不同温度下，水溶液中c（H+）与c（OH-）变化关系
D．
pH=7时，Cu2+、Fe3+都能沉淀完全
16．能够鉴定溴乙烷中存在溴元素的实验操作是（　　）
A．加入NaOH的乙醇溶液，加热后加入AgNO3溶液
B．加入NaOH溶液加热，冷却后加入稀硝酸酸化，然后加入AgNO3溶液
C．在溴乙烷中直接加入AgNO3溶液
D．加蒸馏水，充分搅拌后，加入AgNO3溶液

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