人教版 2022届高中化学一轮复习 第十单元　第3节　物质的制备　实验方案的设计与评价 课件

这是一份人教版 2022届高中化学一轮复习 第十单元　第3节　物质的制备　实验方案的设计与评价 课件，共60页。PPT课件主要包含了必备知识自主预诊，3气体的收集，答案D，关键能力考向突破，答案B，网络构建，核心速记，学科素养提升等内容，欢迎下载使用。
第十单元第3节　物质的制备　实验方案的设计与评价
必备知识 自主预诊　
知识梳理1.物质(固体物质)制备的三大原则(1)选择最佳反应途径。如用铝制取氢氧化铝:2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑、Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O==8Al(OH)3↓+3Na2SO4,当n(Al3+)∶n(Al )=1∶3时,Al(OH)3产率最高。
(2)选择最佳原料。如实验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝,应选用氨水,而不能选用强碱(如氢氧化钠)溶液;用铜盐与碱溶液反应制取氢氧化铜,应选用氢氧化钠溶液,而不能选用氨水(氢氧化铜可溶解在氨水中)等。(3)选择适宜操作方法。如实验室制备氢氧化亚铁时,因氢氧化亚铁在空气中极易与氧气、水反应生成氢氧化铁,所以要注意隔绝空气。
2.物质制备实验的操作顺序(1)实验操作顺序。装置选择与连接⇨气密性检查⇨装入固体试剂⇨加入液体试剂⇨按程序实验⇨拆卸仪器⇨其他处理等
(2)加热操作先后顺序的选择。若气体制备实验需加热,应先加热气体发生装置,通入气体排出装置中的空气后,再给实验中需要加热的物质加热。其目的是:①防止爆炸(如氢气还原氧化铜);②保证产品纯度,防止反应物或生成物与空气中的物质反应。而完成实验后,熄灭酒精灯的顺序则相反。
(3)防止实验中反应物或产物变质或损失。①实验中反应物或产物若易吸水潮解、水解等,要采取措施防止吸水;②易挥发的液体产物要及时冷却;③易挥发的液体反应物,需在反应装置中加装冷凝回流装置(如长导管、竖直的干燥管、冷凝管等);④注意防止倒吸的问题。
(4)选用仪器及连接顺序。
3.涉及气体制备及参与物质制备的实验装置(1)常见气体制备装置。
(2)气体的净化和干燥。
①易溶于水或能与水反应不生成其他气体的气体杂质用水吸收。如H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括号内为杂质气体,下同),可将混合气体通过盛水的A装置来除杂。②酸性杂质用碱性吸收剂吸收,碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。如CO(CO2),可将混合气体通过盛NaOH溶液的A装置,或盛碱石灰的B装置(或C装置或D装置)来除去杂质。
③还原性杂质,可用氧化性较强的物质作为吸收剂来吸收或转化;氧化性杂质,可用还原性较强的物质作为吸收剂来吸收。例如CO2(CO),可将混合气体通过盛灼热CuO的E装置来除去杂质。④选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂作为吸收剂来除去杂质。如O2(H2S),可将混合气体通过盛有CuSO4溶液的A装置除去杂质。
微点拨 常见干燥剂及其应用
(3)气体的收集。
(4)尾气处理方法。①对于极易溶于水的尾气,如NH3、HCl、HBr等,可采用防倒吸装置(可在导气管的出气口处连接一倒置的漏斗与吸收剂液面接触)吸收。②对于溶解度不大的尾气,如Cl2、CO2等,可直接将导管插入吸收剂液面下吸收。③对于有毒且易燃的气体,如CO等,可在尾气出口处放置点燃的酒精灯,使CO燃烧转化为无毒的CO2气体。
自我诊断1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)制备二氧化碳用大理石和稀硫酸反应。(　　)(2)实验室用KClO3或H2O2制取氧气时都用到MnO2,其作用相同。(　　)(3)实验室用图①装置制取并收集氨。(　　)(4)用图②装置除去氯气中的HCl气体。(　　)(5)实验室用图③装置制取Cl2。(　　)(6)用图④装置收集氨。(　　)
(7)用图⑤装置制取少量纯净的CO2气体。(　　)
答案 (1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×
2.可用如图装置制取、净化、收集的气体是(　　)
答案 D
关键能力 考向突破　
考向1　工艺流程类物质的制备【典例1】 (2020山东第二次模拟考)四水合磷酸锌[Zn3(PO4)2·4H2O,摩尔质量为457 g·mol-1,难溶于水]是一种性能优良的绿色环保防锈颜料。实验室以锌灰(含ZnO、PbO、CuO、FeO、Fe2O3、SiO2等)为原料制备Zn3(PO4)2·4H2O的流程如下:
已知:6NH4HCO3+3ZnSO4 ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+3(NH4)2SO4+5CO2↑ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O+2H3PO4 Zn3(PO4)2·4H2O+2H2O+CO2↑回答下列问题:(1)滤渣Ⅰ的主要成分为　　　　　　;步骤Ⅰ中,需先将溶液的pH调至5.1,此时应选择的最佳试剂是　　　; a.氨水 b.氢氧化钠 c.氧化锌 d.氢氧化钡滴加KMnO4溶液后有MnO2生成,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　;试剂a为　　　　　　;步骤Ⅳ反应结束后,得到Zn3(PO4)2·4H2O的操作包括　　　　　　和干燥。 
(2)称取45.7 mg Zn3(PO4)2·4H2O进行热重分析,化合物质量随温度的变化关系如图所示,为获得Zn3(PO4)2·2H2O和Zn3(PO4)2·H2O的混合产品,烘干时的温度范围为　　　　　　。 a.90~145 ℃ b.145~195 ℃c.195~273 ℃ d.>273 ℃
(3)为测定产品中Zn3(PO4)2·4H2O的含量,进行如下实验。已知滴定过程中Zn2+与H2Y2-按1∶1反应。步骤Ⅰ:准确称取0.457 0 g产品于烧杯中,加入适量盐酸使其溶解,将溶液转移至100 mL容量瓶,定容。步骤Ⅱ:移取20.00 mL上述溶液于锥形瓶中,加入指示剂,在pH=5~6的缓冲溶液中用0.020 00 mol·L-1 Na2H2Y标准溶液滴定至终点,测得Na2H2Y标准溶液的用量为27.60 mL。
步骤Ⅱ中移取溶液时所使用的玻璃仪器为　　　　　;产品中Zn3(PO4)2·4H2O的质量分数为　　　　　　。下列操作中,导致产品中Zn3(PO4)2·4H2O含量测定值偏低的是　　　　　　。 a.步骤Ⅰ中定容时俯视刻度线b.步骤Ⅰ中转移溶液时未洗涤烧杯c.步骤Ⅱ中滴定管未用Na2H2Y标准溶液润洗d.步骤Ⅱ中滴定前滴定管内无气泡,滴定结束后有气泡
答案 (1)SiO2、PbSO4　c　Mn +3Fe2++7H2O==MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+　Zn　过滤、洗涤(2)b　(3)移液管(或酸式滴定管)　92%　bd
解析 酸浸时SiO2不参与反应,PbO与稀硫酸反应生成难溶物质PbSO4;调节pH时应注意不能带入新的杂质,也不能与所需产品反应;KMnO4与溶液中亚铁离子发生氧化还原反应,以此写出化学方程式;试剂a作用是除去溶液中的其他金属阳离子;步骤Ⅳ反应结束后,得到Zn3(PO4)2·4H2O的操作有过滤、洗涤、干燥。(1)酸浸时SiO2不参与反应,PbO与稀硫酸反应生成难溶物质PbSO4,故滤渣Ⅰ的主要成分为SiO2、PbSO4,调节pH时不能带入新的杂质,也不能与所需产品反应,最佳试剂为氧化锌;KMnO4与溶液中亚铁离子发生氧化还原反应:Mn +3Fe2++7H2O==MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+;试剂a可除去溶液中的其他金属阳离子Cu2+,为了不带入新的杂质,可用Zn单质;步骤Ⅳ反应结束后,得到Zn3(PO4)2·4H2O的操作有过滤、洗涤、干燥。
a项,步骤Ⅰ中定容时俯视刻度线,导致产品浓度偏高,测定值偏高;b项,步骤Ⅰ中转移溶液时未洗涤烧杯,导致产品浓度偏低,测定值偏低;c项,步骤Ⅱ中滴定管未用Na2H2Y标准溶液润洗,所需标准液体积偏高,测定值偏高;d项,步骤Ⅱ中滴定前滴定管内无气泡,滴定结束后有气泡,所需标准液体积偏低,测定值偏低。所以选b、d。
对点演练1(2020山东烟台一模)目前,处理锌矿进行综合利用,多采用传统的“高氧酸浸法”,但该法也存在一些缺点。最近有文献报道:用高铁闪锌矿(含有ZnS、FeS、CuS、CdS及少量SiO2等)为原料,采用“高氧催化氧化氨浸法”可以联合制取Cu2O(红色)、CdS(黄色)、锌钡白(白色)三种颜料,其流程如图:
已知:Ⅰ:浸取剂由碳酸铵、氨水、双氧水等组成;Ⅱ:浸渣为S、Fe(OH)CO3、SiO2等不溶性物质;Ⅲ:浸取液中含有[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+、[Cd(NH3)4]2+;Ⅳ:Cu+在溶液中不能稳定存在,但可以与NH3形成稳定的[Cu(NH3)2]+。
回答下列问题:(1)为加快浸取速度,可以采取的措施是(任答两项)　　　　　　;在实际生产中采取常温下浸取而不采用加热的方法,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)浸取釜中有O2参与生成浸渣Fe(OH)CO3的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)蒸发炉中加入(NH4)2SO3的主要作用是　　　　　　　　　　　　　;沉降池1中加入稀硫酸的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)在制取ZnSO4和CdSO4时,使用硫酸的量要适当,如果硫酸过量,产生的后果是　　　　　　。 (5)无论采用“高氧酸浸法”还是“高氧催化氧化氨浸法”,前期处理都要经过用浸取剂浸取,不同的是“高氧酸浸法”需先高温焙烧,然后再用硫酸浸出。两种方法比较,“高氧酸浸法”存在的缺点是(任答两条)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)粉碎矿石,增大O2压强,增大氨水和碳酸铵的浓度　防止NH3的挥发,以便形成稳定的配合物,防止双氧水分解(2)4FeS+3O2+4C +6H2O==4Fe(OH)CO3↓+4S↓+8OH-(3)将[Cu(NH3)4]2+还原为[Cu(NH3)2]+　调节溶液的pH,使[Cu(NH3)2]+转化为Cu2O沉淀(4)产生H2S气体,污染大气,并降低锌钡白、CdS的产量(5)能耗高;设备耐酸性要求高;产生大量有害气体(SO2)污染大气
解析 由题干信息,高铁闪锌矿在浸取釜中与O2和碳酸铵、氨水、双氧水等组成的浸取剂反应生成S、Fe(OH)CO3、SiO2等不溶性物质,浸取液中还有[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+和[Cd(NH3)4]2+。在蒸发炉中加入(NH4)2SO3,将[Cu(NH3)4]2+还原为[Cu(NH3)2]+,进入沉降池1中,加入稀硫酸调节pH,使[Cu(NH3)2]+转化为Cu2O沉淀,剩下的溶液在置换炉中,加入适量锌粉得到Cd单质,滤液进入沉降池2,加入碳化氨水得到Zn2(OH)2CO3,经稀硫酸得到ZnSO4溶液,ZnSO4与BaS溶液反应得到锌钡白。
(1)由化学反应速率的影响因素可知,可采用粉碎矿石、增大O2压强、增大氨水和碳酸铵的浓度等方法加快浸取速率,由于浸取剂由碳酸铵、氨水、双氧水等组成,受热易分解,故在实际生产中采取常温浸取而不采用加热的方法。
(2)浸取釜中O2与碳酸铵和FeS反应生Fe(OH)CO3、S,反应的离子方程式为4FeS+3O2+4C +6H2O==4Fe(OH)CO3↓+4S↓+8OH-。(3)Cu+在溶液中不能稳定存在,但可以与NH3形成稳定的[Cu(NH3)2]+,根据上述分析,(NH4)2SO3中S 具有还原性,在蒸发炉中加入(NH4)2SO3,可将[Cu(NH3)4]2+还原为[Cu(NH3)2]+,从而加入稀硫酸调节pH,使[Cu(NH3)2]+转化为Cu2O沉淀。(4)在制取ZnSO4和CdSO4时,使用硫酸过量会产生H2S气体,污染大气,并降低锌钡白、CdS的产量。(5)“高氧酸浸法”需先高温焙烧,然后再用硫酸浸出,此法需要在高温条件下进行,能耗高;对设备的耐酸性要求高;同时会产生大量有害气体(SO2)污染大气。
考向2　有机化合物的制备【典例2】 (2020江苏七市第三次模拟联考)乙酸正丁酯(CH3CH2CH2CH2OOCCH3)是一种优良的有机溶剂。实验室制备少量乙酸正丁酯的反应为CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OOCCH3+H2O。实验步骤如下:步骤1:向仪器A中加入11.5 mL正丁醇(微溶于水)、1 mL浓硫酸、7.2 mL冰醋酸及沸石。
步骤2:按如图连接装置。
步骤3:向分水器中预先加少量水(略低于支管口)。通入冷却水,加热回流。步骤4:将分水器分出的酯层和反应液合并转入分液漏斗中,依次用5% Na2CO3溶液、水洗涤,分离出有机相。
步骤5:将有机相用无水硫酸镁干燥、过滤、蒸馏,收集乙酸正丁酯。
(1)仪器A的名称是　　　　　　,向其中加入沸石的目的是　　　　　　　　　　。 (2)装置中分水器的作用是　　　　　　　　　　,判断反应已经完成的标志是　　　　　　。 (3)反应时生成的主要有机副产物有丁醚和　　　　　(用结构简式表示)。 (4)步骤4中,分离出有机相的具体操作是　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)圆底烧瓶　防止暴沸(2)分离出酯化反应生成的水的同时,使酯层中的正丁醇回流至烧瓶中继续反应　水层高度不再变化(3)CH3CH2CH==CH2(4)先放出下层的水层,然后关闭活塞,再将有机层从上口倒入一个干燥的烧杯中
解析 (1)根据图示可知仪器A是圆底烧瓶,向其中加入沸石的目的是防止产生暴沸现象。(2)乙酸与正丁醇在浓硫酸存在时,在加热条件下发生酯化反应生成乙酸正丁酯和水。由于正丁醇沸点比较低,易挥发,且在水中微溶,反应生成的酯、水和挥发的、未反应的醇进入分水器,分水器在分离出酯化反应生成的水的同时,还可以使酯层中的正丁醇回流至烧瓶中继续反应,可提高原料利用率;若反应完全,则不再有正丁醇挥发冷凝进入分水器,分水器中液面不再升高,此时说明反应已经完成。
(3)在加热反应时,可能有部分正丁醇分子之间脱水形成副产物丁醚;若加热温度过高,还会发生正丁醇分子内脱水生成1-丁烯:CH3CH2CH==CH2;所以该反应的有机副产物有丁醚和CH3CH2CH==CH2。(4)反应生成的乙酸正丁酯是难溶于水、密度比水小的液体,分离互不相溶的两种液体物质时使用分液方法,即通过分液漏斗下口先放出下层的水层,然后关闭活塞,再将有机层从上口倒入一个干燥的烧杯中。
方法技巧 有机制备实验题的解题思路(1)分析制备流程。
(2)熟悉重要仪器。
(3)找准答题思路。
对点演练2(2020全国2,27)苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸,其反应原理简示如下:
实验步骤:(1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g(约0.03 mol)高锰酸钾,慢慢开启搅拌器,并加热回流至回流液不再出现油珠。(2)停止加热,继续搅拌,冷却片刻后,从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液,并将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液,于冰水浴中冷却,然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤,用少量冷水洗涤,放在沸水浴上干燥。称量,粗产品为1.0 g。
(3)纯度测定:称取0.122 g粗产品,配成乙醇溶液,于100 mL容量瓶中定容。每次移取25.00 mL溶液,用0.010 00 mol·L-1的KOH标准溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50 mL的KOH标准溶液。回答下列问题:(1)根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶的最适宜规格为　　　　(填标号)。 A.100 mL B.250 mL C.500 mL D.1 000 mL
(2)在反应装置中应选用　　　　(填“直形”或“球形”)冷凝管,当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成,其判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理,请用反应的离子方程式表达其原理:　 　。 (4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是　　　　。 
(5)干燥苯甲酸晶体时,若温度过高,可能出现的结果是　　　　　　　　　　。 (6)本实验制备的苯甲酸的纯度为　　　　;据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于　　　　(填标号)。 A.70% B.60% C.50% D.40%(7)若要得到纯度更高的苯甲酸,可通过在水中　　　的方法提纯。 
答案 (1)B(2)球形　无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化(3)除去过量的高锰酸钾,避免在用盐酸酸化时,产生氯气　2Mn +5H2C2O4+6H+==2Mn2++10CO2↑+8H2O(4)MnO2　(5)苯甲酸升华而损失(6)86.0%　C　(7)重结晶
解析 (1)反应物总体积略大于100 mL,根据三颈烧瓶的使用原则,适合选择250 mL的三颈烧瓶。(2)冷凝管在该实验中起冷凝回流作用,为增大蒸气与冷却水的接触面积,提高冷却效果,选用球形冷凝管。甲苯的沸点较低,且不溶于水,回流液中无油珠,则证明甲苯已经被氧化完全。(3)NaHSO3具有还原性,可用于除去过量的KMnO4,避免在后续操作中加入的浓盐酸与KMnO4发生反应产生氯气。H2C2O4中C的化合价为+3价,酸性条件下被氧化为CO2,Mn (Mn的化合价为+7价)被还原为Mn2+,利用得失电子守恒等配平方程式即可。
(4)由题目所给方程式可知,KMnO4氧化 时,被还原为MnO2,故“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分为MnO2。(5)因苯甲酸易升华,若干燥时温度过高,会导致苯甲酸损失。(6)纯度测定时,得到下列关系式:
　122 g 1 mol 　 m 0.010 00 mol·L-1×21.50×10-3 L列方程可解得m=0.026 23 g。
92 g 　122 g1.5 mL×0.867 g·mL-1 　m列方程可解得m≈1.72 g。
(7)利用苯甲酸在热水、冷水中的溶解度差异,可采用在水中重结晶的方法提纯。
深度指津 试剂的作用答题模板
实验现象的准确、全面描述
必备知识 自主预诊　
知识梳理1.实验方案设计的基本原则
2.实验方案设计的一般思路
具体详细的实验方案
↓
详细的实验方案应包含多方面内容,关键是实验原理和步骤
微点拨实验方案设计中几个易忽视的问题(1)净化、吸收气体及实验结束熄灭酒精灯时要防止液体倒吸。(2)进行某些易燃、易爆实验时,要防止爆炸。如H2还原CuO实验中应先通入H2,气体点燃前要先验纯。(3)防止氧化。如H2还原CuO实验中要“先灭灯再停氢”,白磷切割要在水中进行等。(4)防止吸水。如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质要采取必要措施,以保证达到实验目的。(5)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却。(6)仪器拆卸的科学性与安全性。如防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等。
3.实验方案评价题的解题要点(1)理论上要科学。(2)操作上要简单可行。(3)原料用量要节约。(4)要环保,符合绿色化学原则。
4.实验评价题的常见考查角度(1)可行性方面。①分析实验方案是否科学可行;②实验操作是否安全合理;③实验步骤是否简单方便;④实验效果是否明显。(2)绿色化学方面。①实验过程中是否造成环境污染;②原料是否无毒、安全、易得;③原料利用率是否较高;④反应速率是否较大。
(3)安全性方面。化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下:①净化、吸收气体及实验结束熄灭酒精灯时要防止液体倒吸;②进行某些易燃、易爆实验时要防爆炸;③防氧化;④污染性的气体要进行尾气处理;有粉末状物质参加的反应,要注意防止导气管堵塞;⑤防吸水。(4)规范性方面。①冷凝回流:有些反应中,为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料,需在反应装置上加装冷凝回流装置,如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等;②易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却;③仪器拆卸顺序与组装顺序相反,按照从右向左、从高到低的顺序;④其他,如实验操作顺序、试剂加入顺序等。
(5)最佳方案的选择。几个实验方案都能达到目的,选出一个最佳方案。所谓最佳,就是装置最简单,药品容易取得、价格低廉,现象明显,干扰小,无污染。
自我诊断1.(2020山西大同一中期中)三氯化硼(BCl3)是一种重要的化工原料。某实验小组利用干燥的氯气和下列装置(所有装置必须使用且可重复使用)制备BCl3并验证反应中有CO生成。
已知:BCl3的熔点为-107.3 ℃,沸点为12.5 ℃,遇水水解生成H3BO3和HCl。下列说法不正确的是(　　)A.验证有CO生成的现象是装置⑦中CuO由黑色变成红色,且装置⑤中澄清石灰水变浑浊B.实验装置合理的连接顺序为①⑥④②⑦⑤③C.装置⑥的作用是冷凝并收集BCl3D.装置①中发生反应的氧化剂与还原剂之比为1∶1
答案 B　
2.(2021吉林实验中学月考)下列实验操作中,对应的实验现象以及实验结论都正确,且两者具有因果关系的是(　　)
答案 D
关键能力 考向突破　
考向1　性质探究型综合实验【典例1】 (2020北京化学,19)探究Na2SO3固体的热分解产物。资料:①4Na2SO3 Na2S+3Na2SO4②Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S。③BaS易溶于水。隔绝空气条件下,加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A,过程中未检测到气体生成。黄色固体A加水得到浊液,放置得无色溶液B。回答下列问题:
(1)检验分解产物Na2S:取少量溶液B,向其中滴加CuSO4溶液,产生黑色沉淀,证实有S2-。反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)检验分解产物Na2SO4:取少量溶液B,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含S),同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(填操作和现象),可证实分解产物中含有S  
(3)探究(2)中S的来源。来源1:固体A中有未分解的Na2SO3,在酸性条件下与Na2S反应生成S。来源2:溶液B中有Na2Sx,加酸反应生成S。针对来源1进行如图实验:
①实验可证实来源1不成立。实验证据是　。 ②不能用盐酸代替硫酸的原因是　　　　　　　　　　　　。 ③写出来源2产生S反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　。 
(4)实验证明Na2SO3固体热分解有Na2S、Na2SO4和S产生。运用氧化还原反应规律分析产物中S产生的合理性:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
解析 (1)Na2S和CuSO4溶液反应生成硫化铜和硫酸钠,反应的离子方程式:S2-+Cu2+==CuS↓。(2)根据题干资料:Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S,取少量溶液B,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含S),同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),说明B溶液中含有Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S,由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后,取上层清液,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,可证实分解产物中含有S 。
(3)①实验可证实来源1不成立。根据分析,若溶液B中含有Na2SO3,则溶液2为H2SO3,向溶液2中加入少量KMnO4溶液,H2SO3具有还原性,酸性条件下KMnO4具有强氧化性,二者混合后应发生氧化还原反应,KMnO4溶液应该褪色,但得到的溶液仍为紫色,说明溶液B中不含Na2SO3。②不能用盐酸代替硫酸的原因是盐酸中Cl元素为-1价,是Cl元素的最低价,具有还原性,与KMnO4溶液发生氧化还原反应,使KMnO4溶液褪色,干扰实验现象和实验结论。③来源2认为溶液B中有Na2Sx,加酸反应生成S,反应的离子方程式: +2H+==(x-1)S↓+H2S↑。
(4)根据已知资料:4Na2SO3 Na2S+3Na2SO4,亚硫酸钠中硫为+4价,硫酸钠中硫为+6价,硫化钠中硫为-2价,根据反应可知Na2SO3发生歧化反应,其中的S元素化合价既可升高也可降低,能从+4价降为-2价,也可以降为0价生成硫单质。
规律方法 探究物质性质的基本方法和程序
对点演练1(2020山东淄博二模)某研究小组成员将纯净的SO2气体缓缓地通入盛有25 mL 0.1 mol·L-1 Ba(NO3)2的溶液中,得到BaSO4沉淀。为探究该反应中的氧化剂,该小组提出了如下假设:假设Ⅰ:溶液中的N ;假设Ⅱ:　　　　　　　　　　　　。 请回答下列问题:(1)该小组成员设计了以下实验验证了假设Ⅰ成立(为排除假设Ⅱ对假设Ⅰ的干扰,在配制下列实验所用溶液时,　　　　　　　　　　　　　　　),请填写下表。 
(2)为深入研究该反应,该小组成员还测得上述两个实验中溶液的pH随通入SO2体积的变化曲线,如图。V1时,实验②中溶液的pH小于实验①中溶液的pH,原因是(用离子方程式表示):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)验证假设Ⅱ。某成员设计了以下方案,请完成下列表格。
(4)查资料知:H2SO3是二元酸(Ka1=1.54×10-2,Ka2=1.02×10-7),请设计实验方案验证H2SO3是二元酸:　　　　　　(试剂及仪器自选)。 
答案 溶解在溶液(或水)中的O2(1)配制溶液前应将蒸馏水煮沸后密封冷却　无明显现象　产生白色沉淀
(3)作对照实验　向盛有未经脱O2处理的25 mL 0.1 mol·L-1 BaCl2溶液的烧杯中缓慢通入纯净的SO2气体　产生白色沉淀　证明O2可将SO2氧化为硫酸或可将H2SO3氧化为S(4)向一定体积和一定浓度的NaOH溶液中,缓缓通入与NaOH等物质的量的SO2气体至全部溶解,然后用pH试纸测定溶液的pH,若pH