Question

16．半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H₂、CO、CO₂、N₂和H₂O （g）．半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料．完成下列填空：

（1）半水煤气含有少量硫化氢．将半水煤气样品通入硝酸铅（或硫酸铜）溶液中（填写试剂名称），出现黑色沉淀，可以证明有硫化氢存在．
（2）写出半水煤气在铜催化下实现CO变换的反应方程式CO+H₂O$→_{△}^{Cu}$CO₂+H₂ ；
若半水煤气中V（H₂）：V（CO）：V（N₂）=9：7：4，经CO变换后的气体中：V（H₂）：V（N₂）=4：1．
（3）碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一．有一吸收了二氧化碳的氢氧化钠洛液，为测定其溶液组成，采用双指示剂法进行滴定．
步骤：用移液管量取V₀mL的该溶液于锥形瓶中，先滴入1-2滴酚酞做指示剂，滴定达到终点时用去c mol．L^-1的标准盐酸溶液V_lmL，此时再向溶液中滴入1-2滴甲基橙做指示剂，达到滴定终点时又用去V₂mL标准盐酸溶液．
第二次滴定达到终点时的现象是当最后一滴标准液滴入，溶液恰好由黄色变橙色，且半分钟不变色．
数据处理：通过V_l和V₂的相对大小可以定性也可定量判断溶液的组成．
若V₁＞V₂，写出此时的溶质的化学式Na₂CO₃和NaOH．
若2V₁=V₂，写出此时溶液中离子浓度由大到小的顺序c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
讨论：若V₁＜V₂，在第一次滴定时未用标准盐酸润洗酸式滴定管，第二次滴定前发现并纠正了错误，则Na₂CO₃ （填化学式）浓度偏大．

Answer 1

分析 （1）可以利用硫化氢与硝酸铅或硫酸铜等反应进行检验；
（2）反应中氮气体积不变，根据方程式计算生成氢气的体积，进而计算CO变换后的气体中氢气与氮气体积之比；
（3）用移液管量取V₀mL的该溶液于锥形瓶中，先滴入1-2滴酚酞做指示剂，滴定达到终点时用去c mol．L^-1的标准盐酸溶液V_lmL，反应的是碱性中反应达到反应终点，此时再向溶液中滴入1-2滴甲基橙做指示剂，达到滴定终点时又用去V₂mL标准盐酸溶液，此时反应终点是酸性溶液中；若V₁＞V₂，此时的溶质的化学式为Na₂CO₃和NaOH，若2V₁=V₂，此时溶质的化学式为Na₂CO₃和NaHCO₃，若V₁＜V₂，在第一次滴定时未用标准盐酸润洗酸式滴定管，碳酸钠消耗盐酸体积增大．

解答 解：（1）将水煤气通入硝酸铅（或硫酸铜）溶液中，出现黑色沉淀，证明含有硫化氢，
故答案为：硝酸铅（或硫酸铜）；黑色沉淀；
（2）若半水煤气中V（H₂）：V（CO）：V（N₂）=9：7：4，反应中氮气体积不变，根据方程式：CO+H₂O$→_{△}^{Cu}$CO₂+H₂，可知经CO变换后的气体中V（H₂）：V（N₂）=（9+7）：4=4：1，
故答案为：CO+H₂O$→_{△}^{Cu}$CO₂+H₂ ；4：1；
（3）用移液管量取V₀mL的该溶液于锥形瓶中，先滴入1-2滴酚酞做指示剂，滴定达到终点时用去c mol．L^-1的标准盐酸溶液V_lmL，此时再向溶液中滴入1-2滴 甲基橙做指示剂，达到滴定终点时又用去V₂mL标准盐酸溶液，第二次滴定达到终点时的现象是当最后一滴标准液滴入，溶液恰好由黄色变橙色，且半分钟不变色，
若V₁＞V₂，此时的溶质的化学式为Na₂CO₃和NaOH，若2V₁=V₂，此时溶质的化学式为Na₂CO₃和NaHCO₃，碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子，溶液中离子浓度大小为：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
若V₁＜V₂，在第一次滴定时未用标准盐酸润洗酸式滴定管，第二次滴定前发现并纠正了错误，碳酸钠消耗盐酸体积增大，碳酸钠溶液浓度增大，
故答案为：甲基橙；当最后一滴标准液滴入，溶液恰好由黄色变橙色，且半分钟不变色；Na₂CO₃和NaOH；r（Na⁺）＞r（HCO₃^-）＞r（CO₃^2-）＞r（OH^-）＞r（H⁺）；Na₂CO₃．

点评 本题考查了物质组成的实验探究、物质性质、滴定实验的过程分析判断、主要是指示剂指示终点产物的判断，掌握基础是解题关键，题目难度中等．