Question

16．半水煤氣是工業(yè)合成氨的原料氣，其主要成分是H₂、CO、CO₂、N₂和H₂O （g）．半水煤氣經(jīng)過(guò)下列步驟轉(zhuǎn)化為合成氨的原料．完成下列填空：

（1）半水煤氣含有少量硫化氫．將半水煤氣樣品通入硝酸鉛（或硫酸銅）溶液中（填寫(xiě)試劑名稱(chēng)），出現(xiàn)黑色沉淀，可以證明有硫化氫存在．
（2）寫(xiě)出半水煤氣在銅催化下實(shí)現(xiàn)CO變換的反應(yīng)方程式CO+H₂O$→_{△}^{Cu}$CO₂+H₂ ；
若半水煤氣中V（H₂）：V（CO）：V（N₂）=9：7：4，經(jīng)CO變換后的氣體中：V（H₂）：V（N₂）=4：1．
（3）堿液吸收法是脫除二氧化碳的方法之一．有一吸收了二氧化碳的氫氧化鈉洛液，為測(cè)定其溶液組成，采用雙指示劑法進(jìn)行滴定．
步驟：用移液管量取V₀mL的該溶液于錐形瓶中，先滴入1-2滴酚酞做指示劑，滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)用去c mol．L^-1的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液V_lmL，此時(shí)再向溶液中滴入1-2滴甲基橙做指示劑，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)又用去V₂mL標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液．
第二次滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是當(dāng)最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴入，溶液恰好由黃色變橙色，且半分鐘不變色．
數(shù)據(jù)處理：通過(guò)V_l和V₂的相對(duì)大小可以定性也可定量判斷溶液的組成．
若V₁＞V₂，寫(xiě)出此時(shí)的溶質(zhì)的化學(xué)式Na₂CO₃和NaOH．
若2V₁=V₂，寫(xiě)出此時(shí)溶液中離子濃度由大到小的順序c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
討論：若V₁＜V₂，在第一次滴定時(shí)未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸潤(rùn)洗酸式滴定管，第二次滴定前發(fā)現(xiàn)并糾正了錯(cuò)誤，則Na₂CO₃ （填化學(xué)式）濃度偏大．

Answer 1

分析 （1）可以利用硫化氫與硝酸鉛或硫酸銅等反應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)；
（2）反應(yīng)中氮?dú)怏w積不變，根據(jù)方程式計(jì)算生成氫氣的體積，進(jìn)而計(jì)算CO變換后的氣體中氫氣與氮?dú)怏w積之比；
（3）用移液管量取V₀mL的該溶液于錐形瓶中，先滴入1-2滴酚酞做指示劑，滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)用去c mol．L^-1的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液V_lmL，反應(yīng)的是堿性中反應(yīng)達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)，此時(shí)再向溶液中滴入1-2滴甲基橙做指示劑，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)又用去V₂mL標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液，此時(shí)反應(yīng)終點(diǎn)是酸性溶液中；若V₁＞V₂，此時(shí)的溶質(zhì)的化學(xué)式為Na₂CO₃和NaOH，若2V₁=V₂，此時(shí)溶質(zhì)的化學(xué)式為Na₂CO₃和NaHCO₃，若V₁＜V₂，在第一次滴定時(shí)未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸潤(rùn)洗酸式滴定管，碳酸鈉消耗鹽酸體積增大．

解答 解：（1）將水煤氣通入硝酸鉛（或硫酸銅）溶液中，出現(xiàn)黑色沉淀，證明含有硫化氫，
故答案為：硝酸鉛（或硫酸銅）；黑色沉淀；
（2）若半水煤氣中V（H₂）：V（CO）：V（N₂）=9：7：4，反應(yīng)中氮?dú)怏w積不變，根據(jù)方程式：CO+H₂O$→_{△}^{Cu}$CO₂+H₂，可知經(jīng)CO變換后的氣體中V（H₂）：V（N₂）=（9+7）：4=4：1，
故答案為：CO+H₂O$→_{△}^{Cu}$CO₂+H₂ ；4：1；
（3）用移液管量取V₀mL的該溶液于錐形瓶中，先滴入1-2滴酚酞做指示劑，滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)用去c mol．L^-1的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液V_lmL，此時(shí)再向溶液中滴入1-2滴 甲基橙做指示劑，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)又用去V₂mL標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液，第二次滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是當(dāng)最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴入，溶液恰好由黃色變橙色，且半分鐘不變色，
若V₁＞V₂，此時(shí)的溶質(zhì)的化學(xué)式為Na₂CO₃和NaOH，若2V₁=V₂，此時(shí)溶質(zhì)的化學(xué)式為Na₂CO₃和NaHCO₃，碳酸根離子水解程度大于碳酸氫根離子，溶液中離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
若V₁＜V₂，在第一次滴定時(shí)未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸潤(rùn)洗酸式滴定管，第二次滴定前發(fā)現(xiàn)并糾正了錯(cuò)誤，碳酸鈉消耗鹽酸體積增大，碳酸鈉溶液濃度增大，
故答案為：甲基橙；當(dāng)最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴入，溶液恰好由黃色變橙色，且半分鐘不變色；Na₂CO₃和NaOH；r（Na⁺）＞r（HCO₃^-）＞r（CO₃^2-）＞r（OH^-）＞r（H⁺）；Na₂CO₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)探究、物質(zhì)性質(zhì)、滴定實(shí)驗(yàn)的過(guò)程分析判斷、主要是指示劑指示終點(diǎn)產(chǎn)物的判斷，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．