Question

實驗室以含有Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、I^-等離子的鹵水為主要原料，制備無水CaCl₂和I₂．流程如下：（已知Cl₂與I^-可發生反應：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂）

（1）操作Ⅰ使用的試劑是______，所用主要儀器的名稱是______．
（2）加入溶液W的目的是______．用CaO調節溶液Y的pH，可以除去Mg²⁺．酸化溶液Z時使用的試劑是______．
（3）實驗室用貝殼與稀鹽酸反應制備并收集CO₂氣體，下列裝置中合理的是______．

（4）設計合理實驗驗證H₂SO₃酸性強于H₂CO₃，儀器自選．
供選的試劑：CO₂、SO₂、Na₂CO₃溶液、NaHCO₃溶液、NaHSO₃溶液、蒸餾水、飽和石灰水、酸性KMnO₄ 溶液、品紅溶液、pH試紙．
填寫實驗報告：

實驗步驟	現象	結論
______	______	H2SO3酸性強于H2CO3

Answer 1

【答案】分析：（1）單質碘極易溶于有機溶劑，所以可以采用萃取的方法，萃取的主要儀器是分液漏斗；
（2）實驗室以含有Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、I^-等離子的鹵水為主要原料，制備無水CaCl₂和I₂，應將混合物中的Mg²⁺、SO₄^2-、等離子除去，根據流程可以看出分別通入氯氣將溶液中的I^-氧化碘單質，加入氯化鋇除去SO₄^2-，用CaO調節溶液Y的pH，可以除去Mg²⁺；
（3）CO₂的密度大于空氣中的，所以采用向上排空氣發收集CO₂氣體．若采用長頸漏斗時，長頸漏斗的下端必需插入到溶液中，以防止CO₂氣體從長頸漏斗中揮發出來；
（4）H₂SO₃和H₂CO₃均屬于二元酸，要檢驗酸性強弱，可以采用多種方法，例如利用水解原理（酸越弱相應的強堿鹽就越易水解），也可以利用較強的酸制取較弱的酸來檢驗．
解答：解：（1）氯氣具有強氧化性，通入氯氣后可以將溶液中的I^-氧化成碘單質，因為單質碘極易溶于有機溶劑，所以可以采用萃取的方法，萃取的主要儀器是分液漏斗；由流程圖可知單質碘在下層，因此該有機溶劑的密度要比水的大且不溶于水，所以該試劑是CCl₄，
故答案為：四氯化碳；分液漏斗；
（2）由于SO₄^2-會與Ca²⁺結合形成微溶性的硫酸鈣而影響氯化鈣的制備，因此必需除去；因為不能引入新的雜質，所以酸化溶液Z時，使用的試劑應該為鹽酸，
故答案為：除去溶液中的SO₄^2-；鹽酸；
（3）實驗室制取CO₂的特點是固體和液體反應且不需要加熱，由于鹽酸易揮發，因此在收集之前需要出去揮發出HCl氣體，因為CO₂的密度大于空氣中的，所以采用向上排空氣發收集CO₂氣體．若采用長頸漏斗時，長頸漏斗的下端必須插入到溶液中，以防止CO₂氣體從長頸漏斗中揮發出來，因此選項b、d正確，
故答案為：b、d；
（4）H₂SO₃和H₂CO₃均屬于二元酸，要檢驗酸性強弱，可以采用多種方法，例如利用水解原理（酸越弱相應的強堿鹽就越易水解），也可以利用較強的酸制取較弱的酸來檢驗，由于SO₂和CO₂氣體均可以使澄清石灰水變渾濁，所以CO₂氣體在通入澄清石灰水之前必需除去CO₂氣體中混有的SO₂氣體，且需驗證SO₂已經除盡，
用酸性KMnO₄溶液除二氧化硫，用品紅驗證除盡，SO₂依次通過NaHCO₃或Na₂CO₃溶液，NaHCO₃或Na₂CO₃溶液有氣泡生成二氧化碳，二氧化碳使澄清石灰水變渾濁，說明H₂SO₃酸性強于H₂CO₃，
故答案為：

實驗步驟	現象	結論
將SO2依次通過 NaHCO3或Na2CO3溶液、 酸性KMnO4溶液、 品紅溶液、 澄清石灰水	NaHCO3或Na2CO3溶液有氣泡， 品紅溶液不褪色， 澄清石灰水變渾濁	H2SO3酸性強于H2CO3

點評：本題主要考查常見的基本實驗操作、儀器的使用、離子的除雜和實驗方案設計，綜合性強，平時注意相關知識的積累．