Question

7．化学实验是化学学科学习、探究的基础．
（1）下列描述错误的是acde．
a．为了防止试剂瓶内的试剂被污染，取用后多余的试剂一定都不能放回原试剂瓶
b．滴定管、容量瓶、分液漏斗在使用时都需要检漏
c．海带中碘的提取时需要对干海带进行灼烧，此时需要用到的仪器有玻璃棒、燃烧匙、泥三角、三脚架、酒精灯
d．检验Na₂SO₃固体是否被氧化：取少量固体溶于水，加入Ba（NO₃）₂溶液，产生白色沉淀，滴加稀盐酸，观察白色沉淀是否溶解
e．海带中碘的提取时，对碘水中的碘进行萃取可采用裂化汽油、苯、四氯化碳、无水酒精等有机溶剂
（2）某溶液中可能存在Br^-、CO₃^2-、SO₃^2-、I^-、A1₃⁺、Mg²⁺、Na⁺等7种离子中的某几种．现取该溶液进行实验，得到如下现象：
①向溶液中滴加足量氯水后，溶液变橙色，且有无色气泡冒出；
②向所得橙色溶液中加入足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，加入稀盐酸沉淀不溶解．
③向所得溶液中继续滴加淀粉溶液，溶液不变蓝色．据此可以推断：该溶液肯定存在的离子是：CO₃^2-、Br^-、Na⁺、SO₃^2-
（3）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验．将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间．

实验 混合溶液	A	B	C	D	E	F
4mol•L-1 H2SO4/mL	30	V1	V2	V3	V4	V5
饱和CuSO4溶液/mL	0	0.5	2.5	5	V6	20
H2O/mL	V7	V8	V9	V10	10	0

①请完成此实验设计，其中：
V₁=30，V₆=10，V₉=17.5；
②该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO₄溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO₄溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降．请分析氢气生成速率下降的主要原因：当加入一定量的CuSO₄后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与H₂SO₄溶液的接触面积而使反应速率下降．

Answer 1

分析 （1）a．钠、沸石等可放回原试剂瓶；
b．带有活塞、玻璃塞且用于盛液体的仪器，应检漏；
c．灼烧固体应在坩埚中进行；
d．硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，可氧化SO₃^2-生成SO₄^2-；
e．萃取碘时不能用裂化汽油；
（2）①向溶液中滴加足量氯水后，溶液变橙色，说明溶液中含有Br^-，且有无色气泡冒出，说明溶液中含CO₃^2-；
②向所得橙色溶液中加入足量BaCl₂溶液，有沉淀生成，说明含SO₃^2-；
③向所得溶液中继续滴加淀粉溶液，溶液不变蓝色，可能是碘离子氧化成单质碘，进一步单质碘被氧化成碘酸根离子或溶液中不含I^-，所以溶液不变色，不能确定碘离子存在；
（3）①要对比试验效果，那么除了反应的物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜量的影响，那么每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同；
②生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，影响了反应速率．

解答 解：（1）a．实验时并不是多有的药品都不能放回，如钠、沸石等可放回原试剂瓶，故a错误；
b．带有活塞、玻璃塞且用于盛液体的仪器，应检漏，故b正确；
c．灼烧固体应在坩埚中进行，故c错误；
d．硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，可氧化SO₃^2-生成SO₄^2-，应先加入盐酸，除去SO₃^2-，然后再加入氯化钡检验，故d错误；
e．裂化汽油含有碳碳双键，可与发生加成反应，萃取碘时不能用裂化汽油，故e错误，
故答案为：acde；
（2）①向溶液中滴加足量氯水后，溶液变橙色，说明溶液中含有Br^-，且有无色气泡冒出，说明溶液中含离子CO₃^2-；
②向所得橙色溶液中加入足量BaCl₂溶液，沉淀生成，说明含SO₃^2-，被氧化生成SO₄^2-，与钡离子反应生成BaSO₄沉淀，
③向所得溶液中继续滴加淀粉溶液，溶液不变蓝色，可能是碘离子氧化成单质碘，进一步单质碘被氧化成碘酸根离子或溶液中不含I^-，所以溶液不变色，不能确定碘离子存在；
溶液中含有CO₃^2-、SO₃^2-，则一定不含有Al³⁺、Mg²⁺，因反应生成沉淀，
根据溶液呈电中性原则，溶液中一定含有Na⁺，
所以溶液中一定不存在的离子为Al³⁺、Mg²⁺，一定含有的离子为CO₃^2-、Br^-、Na⁺、SO₃^2-，
故答案为：CO₃^2-、Br^-、Na⁺、SO₃^2-；
（3）①要对比试验效果，那么除了反应的物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜量的影响，那么每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同．A组中硫酸为30ml，那么其它组硫酸量也都为30ml．而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜20ml，水为0，那么总量为20ml，所以V₆=10ml，V₉=17.5ml，V₁=30ml，
故答案为：30；10；17.5；
②因为锌会先与硫酸铜反应，直至硫酸铜反应完才与硫酸反应生成氢气，硫酸铜量较多时，反应时间较长，而且生成的铜会附着在锌片上，会阻碍锌片与硫酸继续反应，氢气生成速率下降，
故答案为：当加入一定量的CuSO₄后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与H₂SO₄溶液的接触面积而使反应速率下降．

点评 本题考查了化学实验方案的评价以及物质的检验，影响化学反应速率的因素，并且融合了化学实验，形式新颖灵活，为高频考点，涉及物质的分离、性质实验及实验基本技能等，把握物质的性质及实验基本操作为解答的关键，侧重实验技能的考查，本题的易错点在于第（3）小题，首先V₁、V₆、V₉的求得要注意分析表中数据；最后一问应该能够想到“覆盖”的问题，题目难度中等．