Question

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            溶液中（填写试剂名称），出现               ，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               ；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）=__________。

（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__________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______________________。

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_______________。

若2V₁=V₂，写出此时溶液中离子浓度由大到小的顺序_________________。

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____________（填化学式）浓度偏大。

Answer

（1）硝酸铅（或硫酸铜）；黑色沉淀；

（2）CO+H2OCO2+H2；4：1

（3）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；c（Na+）>c（HCO3-）>c（CO32-）>c（OH-）>c（H+）；Na2CO3

【解析】

试题分析：（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+H2OCO2+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+H2OCO2+H2；4：1；

（3）酚酞的变色范围是8.2~10.0，所以第一次变色后碳酸钠转化为碳酸氢钠，如果继续滴定，则需要选择甲基橙作指示剂，终点时的实验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，由于碳酸钠转化为碳酸氢钠以及碳酸氢钠转化为二氧化碳消耗的盐酸一样多，这说明此时的溶质的化学式Na2CO3和NaOH;若2V1=V2，说明溶质是等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠，则此时溶液中离子浓度由大到小的顺序c （Na+） >c（HCO3-） >c （CO32-） >c（OH-） >c （H+）；若Vlc（HCO3-） >c （CO32-） >c（OH-） >c （H+）；Na2CO3。

【考点定位】考查水煤气中气体成分测定实验设计与探究。

【名师点睛】“教真实的化学，学有用的知识”已成为大家的共识，现在的化学试题强调化学与生活的交融，突出理论联系生产、生活实际和科技前沿，强调学以致用。试题将真实的问题转化为试题情境，真实问题的复杂性带来了化学试题的综合性，这就要求考生首先读懂并捕捉到全部相关信息，弄清这些信息之间的逻辑关系，特别是确定性信息和未知信息之间的关系，为问题的解决奠定基础。这显然属于“关键能力”。对于一个流程的设计和评价，要分析它由几个部分组成，每个部分在整体中处于什么地位、有什么作用，为什么要这样设计，这样设计的优缺点如何，可以如何改进等等，这些都是高考中考查综合能力的重点。该题的另一个难点是滴定实验，注意碳酸钠与盐酸反应的过程，即首先转化为碳酸氢钠。