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微专题 09 变量的控制
控制变量法是科学探究中的重要方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究中，一个化学反应
的实现，涉及到多种变量，控制变量法是指通过控制其他可能影响实验结果的变量，只改变某一个变量来
观察其对实验结果的影响。这种方法通常用于观察单个变量或少数变量对实验结果的影响，从而确定各个
变量之间的关系。控制变量法需要对实验进行多次复读，每次改变其中一个变量并保持其他变量不变，以
获取一系列对比数据。意在考查考生的实验探究与创新意识的学科素养，以及信息获取、研究探索和语言
表达的关键能力。意在对各种实验问题思考和解决过程中，发展学生实验探究和不断创新的意识。
1．(2023•广东卷，17)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q 可通过量
热装置测量反应前后体系温度变化，用公式
计算获得。
(1)盐酸浓度的测定：移取20.00 mL 待测液，加入指示剂，用0.5000mol·L-1的NaOH 溶液滴定至终点，
消耗
溶液22.00 mL。
①上述滴定操作用到的仪器有 。
A．
B．
C．
D．
②该盐酸浓度为 mol·L-1。
(2)热量的测定：取上述
溶液和盐酸各
进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为
T0、T1，则该过程放出的热量为 (c 和
分别取
和
，忽略水以外各物
质吸收的热量，下同)。
(3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应Fe(s)+CuSO4(aq) = FeSO4(aq)+Cu(s)的焓变
(忽略温度对焓
变的影响，下同)。实验结果见下表。
序号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
1
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i
0.2mol·L-1 CuSO4溶液
1.20 g 铁粉
a
b
ii
0.56 g 铁粉
a
c
①温度：b c(填“>”“<”或“=”)。
②
(选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。
(4)乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应A：Fe(s)+ Fe2(SO4)3(aq) =3FeSO4(aq)的焓变。
查阅资料：配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。加酸的目的是 。
提出猜想：Fe 粉与Fe2(SO4)3溶液混合，在反应A 进行的过程中，可能存在
粉和酸的反应。
验证猜想：用
试纸测得Fe2(SO4)3溶液的
不大于1；向少量Fe2(SO4)3溶液中加入
粉，溶液颜色
变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A 和 (用离子方程式表示)。
实验小结：猜想成立，不能直接测反应A 的焓变。
教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方
案。
优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A 的焓变。该方案为
。
(5)化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用 。
【答案】(1) AD 0.5500
(2) 418(T1－T0)
(3) >
或
(4)抑制Fe3+水解 Fe+2H+= Fe2++ H2↑ 将一定量的Cu 粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测
量反应热，计算得到反应Cu + Fe2(SO4)3 = CuSO4+2 FeSO4的焓变ΔH1；根据(3)中实验计算得到反应Fe
+CuSO4 = Cu+ FeSO4的焓变ΔH2；根据盖斯定律计算得到反应Fe+ Fe2(SO4)3 =3FeSO4的焓变为ΔH1+ΔH2
(5)燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等)
【解析】(1)①滴定操作时需要用的仪器有锥形瓶、酸式滴定管、碱式滴管、铁架台等，故选AD；②
滴定时发生的反应为HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O，故c(HCl)=
=
=0.5500 mol·L-1；(2)由
可得Q＝
×
×(50mL＋50mL)×(T1－T2)＝418(T1－
T0)；(3)100 mL0.2mol·L-1 CuSO4溶液含有溶质的物质的量为0.02mol，1.20 g 铁粉和0.56 g 铁粉的物质的
量分别为0.021mol、0.01 mol，实验i 中有0.02 mol CuSO4发生反应，实验ii 中有0.01mol CuSO4发生反应，
实验i 放出的热量多，则b>c；若按实验i 进行计算，
；
若按实验ii 进行计算，
；(4)Fe3+易水解，为防止Fe3+水解，
在配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸；用pH 试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH 不大于1 说明溶液中呈强酸性，向少
量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe 粉，溶液颜色变浅的同时有气泡即氢气产生，说明溶液中还存在Fe 与酸的反应，
其离子方程式为Fe+2H+= Fe2++ H2↑；乙同学根据相关原理，重新设计优化的实验方案的重点为如何防止Fe
2
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与酸反应产生影响，可以借助盖斯定律，设计分步反应来实现Fe2(SO4)3溶液与Fe 的反应，故可将一定量的
Cu 粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu + Fe2(SO4)3 = CuSO4+2 FeSO4
的焓变ΔH1；根据(3)中实验计算得到反应Fe +CuSO4 = Cu+ FeSO4的焓变ΔH2；根据盖斯定律计算得到反应
Fe+ Fe2(SO4)3 =3FeSO4的焓变为ΔH1+ΔH2；(5)化学能转化为热能在生产和生活中应用比较广泛，化石燃料
的燃烧、炸药开山、放射火箭等都是化学能转化热能的应用，另外铝热反应焊接铁轨也是化学能转化热能
的应用。
2．(2022·北京卷，19)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应
资料：i．Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、
(绿色)、
(紫色)。
ii．浓碱条件下，
可被OH-还原为
。
iii．Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关，NaClO 的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)
序
号
物质a
C 中实验现象
通入Cl2前
通入Cl2后
I
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
II
5%NaOH 溶液
产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕
黑色沉淀
棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，
仍有沉淀
III
40%NaOH 溶
液
产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕
黑色沉淀
棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，
仍有沉淀
(1)B 中试剂是___________。
(2)通入Cl2前，II、III 中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为___________。
(3)对比实验I、II 通入Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是___________。
(4)根据资料ii，III 中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：
原因一：可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二：可能是氧化剂过量，氧化剂将MnO4
2-氧化为MnO4
-。
3
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①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因___________，但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取III 中放置后的1 mL 悬浊液，加入4 mL40%NaOH 溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加
深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为___________，溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被___________(填
“化学式”)氧化，可证明III 的悬浊液中氧化剂过量；
③取II 中放置后的1 mL 悬浊液，加入4 mL 水，溶液紫色缓慢加深，发生的反应是___________。
④从反应速率的角度，分析实验III 未得到绿色溶液的可能原因___________。
【答案】(1)饱和NaCl 溶液
(2)2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O
(3)Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4) Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 4 MnO4
-+4OH-=4 MnO4
2-+O2↑+2H2O Cl2 3ClO-+2MnO2+2OH-=2
MnO4
-+3Cl-+H2O 过量Cl2与NaOH 反应产生NaClO，使溶液的碱性减弱，c(OH-)降低，溶液中的MnO4
-
被还原为MnO4
2-的速率减小，因而不能实验III 未得到绿色溶液
【解析】在装置A 中HCl 与KMnO4发生反应制取Cl2，由于盐酸具有挥发性，为排除HCl 对Cl2 性质
的干扰，在装置B 中盛有饱和NaCl 溶液，除去Cl2中的杂质HCl，在装置C 中通过改变溶液的pH，验证
不同条件下Cl2与MnSO4反应，装置D 是尾气处理装置，目的是除去多余Cl2，防止造成大气污染。(1)B 中
试剂是饱和NaCl 溶液，作用是吸收Cl2中的杂质HCl 气体；(2)通入Cl2前，II、III 中Mn2+与碱性溶液中
NaOH 电离产生的的OH-反应产生Mn(OH)2白色沉淀，该沉淀不稳定，会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕
黑色MnO2，则沉淀由白色变为黑色的化学方程式为：2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O；(3)对比实验I、II 通入
Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是：Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强；(4)①Cl2
与NaOH 反应产生NaCl、NaClO、H2O，使溶液碱性减弱，反应的离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-
+H2O；②取III 中放置后的1 mL 悬浊液，加入4 mL40%NaOH 溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢
加深。溶液紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下，MnO4
-可被OH-还原为MnO4
2-，根据电子守恒、电荷守
恒及原子守恒，可知该反应的离子方程式为：4 MnO4
-+4OH-=4 MnO4
2-+O2↑+2H2O；溶液绿色缓慢加深，原
因是MnO2被Cl2氧化，可证明III 的悬浊液中氧化剂过量；③取II 中放置后的1 mL 悬浊液，加入4 mL 水，
溶液碱性减弱，溶液紫色缓慢加深，说明ClO-将MnO2氧化为MnO4
-，发生的反应是：3ClO-+2MnO2+2OH-
=2 MnO4
-+3Cl-+H2O；④从反应速率的角度，过量Cl2与NaOH 反应产生NaClO，使溶液的碱性减弱，
c(OH-)降低，溶液中的MnO4
-被还原为MnO4
2-的速率减小，导致不能实验III 未得到绿色溶液。
该类试题要求学会变量控制，学会用对比方法探究影响实验条件的因素及运用控制变量的方法寻找最
佳实验方案，提高处理实验数据和分析实验结果的能力。解答变量控制类试题关键是在其他条件相同的前
提下，只改变一个条件对研究对象的影响规律。选择数据要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。
4
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1．某同学对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀进行探究，实验步骤如下：
Ⅰ.将光亮铜丝插入浓硫酸，加热；
Ⅱ.待产生黑色沉淀和气体时，抽出铜丝，停止加热；
Ⅲ.冷却后，从反应后的混合物中分离出黑色沉淀，洗净、干燥备用。
查阅文献：检验微量Cu2＋的方法是：向试液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2
＋。
(1)该同学假设黑色沉淀是CuO。检验过程如下：
①将CuO 放入稀硫酸中，一段时间后，再滴加K4[Fe(CN)6]溶液，产生红褐色沉淀。
②将黑色沉淀放入稀硫酸中，一段时间后，再滴加K4[Fe(CN)6]溶液，未见红褐色沉淀。
由该检验过程所得结论是__________________。
(2)再次假设，黑色沉淀是铜的硫化物。实验如下：
实验装置
现象
1.A 试管中黑色沉淀逐渐溶解
2.A 试管内上方出现红棕色气
体
3.B 试管中出现白色沉淀
①现象2 说明黑色沉淀具有________性。
②能确认黑色沉淀中含有S 元素的现象是_________________________，相应的离子方程式是
______________________________________。
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③为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”，还需进行的实验操作是__________________。
(3)以上实验说明，黑色沉淀中存在铜的硫化物。进一步实验后证明黑色沉淀是CuS 与Cu2S 的混合物。
将黑色沉淀放入浓硫酸中加热一段时间后，沉淀溶解，其中CuS 溶解的化学方程式是
_______________________________。
【答案】(1)黑色沉淀中不含有CuO
(2)①还原 ②B 试管中出现白色沉淀 2NO＋3SO2＋3Ba2＋＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋(或NO2＋
SO2＋Ba2＋＋H2O===BaSO4↓＋NO＋2H＋)
③取冷却后A 装置试管中的溶液，滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2＋，说明黑
色沉淀是铜的硫化物
(3)CuS＋4H2SO4(浓)
CuSO4＋4SO2↑＋4H2O
【解析】(1)向试液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2＋，根据②将黑色沉淀放
入稀硫酸中，一段时间后，滴加K4[Fe(CN)6]溶液，未见红褐色沉淀可知，黑色固体中一定不含CuO。
(2)①A 试管内上方出现红棕色气体，说明反应中有二氧化氮生成，证明了黑色固体具有还原性，在反应中
被氧化；②根据B 试管中出现白色沉淀可知，白色沉淀为硫酸钡，说明黑色固体中含有硫元素，发生反应
的离子方程式为NO2＋SO2＋Ba2＋＋H2O===BaSO4↓＋NO＋2H＋；③为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”，还
需检验黑色固体中含有铜离子，方法为：取冷却后A 装置试管中的溶液，滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若产生红
褐色沉淀，证明有Cu2＋，说明黑色沉淀是铜的硫化物。(3)浓硫酸具有强氧化性，硫化铜被浓硫酸氧化为二
氧化硫。
2．小组同学探究+3 价铬元素和+6 价铬元素的相互转化。
资料：
(绿色)、
(灰绿色，不溶于水)、Cr2O7
2-(橙色)、CrO4
2-(黄色)、
(砖红色，难
溶于水)
实验Ⅰ：向2mL0.1mol/L
溶液中滴入2mL3%H2O2溶液，无明显变化，得到溶液a．取少量
溶液a，加入
溶液，未观察到砖红色沉淀。
实验Ⅱ：向溶液a 中加入2mL10%NaOH 溶液，产生少量气泡，水浴加热，有大量气泡产生，经检验
气体为O2，溶液最终变为黄色。取少量黄色溶液，加入稀硫酸调节溶液的pH 约为3，再加入AgNO3溶液，
有砖红色沉淀生成。
(1)实验Ⅱ中加入稀硫酸的目的是___________。
(2)甲同学认为实验Ⅱ中溶液变黄生成CrO4
2-的原因是H2O2将+3 价铬元素氧化为CrO4
2-，乙同学认为该
说法不严谨。
①乙的理由是___________。
②设计实验否定了乙的猜想，___________(填操作)，溶液未变成黄色。
(3)对比实验I 和Ⅱ，小组同学研究碱性环境对+3 价铬元素或H2O2性质的影响。
①提出假设：
假设a：碱性增强，H2O2的氧化性增强
假设b：___________。
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②
参与的电极反应式是___________，据此分析，假设a 不成立。
③设计实验证实假设b，画出实验装置图(注明试剂)并写出实验操作和现象___________。
实验Ⅲ：向实验Ⅱ中的黄色溶液中加入稀硫酸，溶液变为橙色，再加入3%H2O2溶液，溶液最终变为
绿色，有气泡生成。
(4)实验Ⅲ中溶液由橙色变为绿色的离子方程式是___________。
(5)综上，H2O2在+3 价铬元素和+6 价铬元素相互转化中的作用是___________。
【答案】(1)使H2SO4与OH-反应，排除OH-与Ag+结合为AgOH 对CrO4
2-检验的干扰
(2)①氧气可以将+3 价Cr 氧化为CrO4
2- ②向2 ml 0.1 mol/L Cr2(SO4)3溶液中加入2 mL 10% NaOH 溶
液，通入O2， 水浴加热
(3)①碱性增强，+3 价铬元素的还原性增强 ②H2O2+2e-=2OH-
③
；组装好装置。开始时电流计指针不偏转，向左池中加入较浓
NaOH 溶液，左池有灰绿色沉淀生成，指针偏转显示电子从左向右运动
(4)Cr2O7
2-+8H++3H2O2=2Cr3++3O2↑+7H2O
(5)在碱性条件下，H2O2作氧化剂，将+3 价铬元素氧化为+6 价；在酸性条件下，H2O2作还原剂，将+6
价铬元素还原为+3 价
【解析】(1)含NaOH 的溶液显碱性，而氢氧根离子和银离子会反应，则实验Ⅱ中加入稀硫酸的目的是
使H2SO4与OH-反应，排除OH-与Ag+结合为AgOH 对CrO4
2-检验的干扰；(2)①氧气也具有氧化性，也可以
将+3 价Cr 氧化为CrO4
2-，则乙的理由是氧气可以将+3 价Cr 氧化为CrO4
2-。②向2 ml 0.1 mol/L Cr2(SO4)3溶
液中加入2 mL 10% NaOH 溶液，通入O2， 水浴加热，溶液未变成黄色， 则氧气不能氧化+3 价Cr；(3)①
结合溶液中成分Cr3+、H2O2提出假设：假设a：碱性增强，H2O2的氧化性增强；假设b：碱性增强，+3 价
铬元素的还原性增强；②结合假设a，H2O2氧化性增强，则O 元素化合价降低，则H2O2得到电子转化为氢
氧根离子，则H2O2参与的电极反应式是H2O2+2e-=2OH-，加入硝酸银，应该生成银的不溶物，据此分析，
假设a 不成立；③可以通过原电池原理进行验证，实验装置如图：
；实验
操作和现象为：组装好装置。开始时电流计指针不偏转，向左池中加入较浓NaOH 溶液，左池有灰绿色沉
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淀生成，指针偏转显示电子从左向右运动；(4)实验Ⅲ中溶液由橙色变为绿色为Cr2O7
2-在酸性条件下被H2O2
还原为Cr3+，离子方程式Cr2O7
2-+8H++3H2O2=2Cr3++3O2↑+7H2O；(5)综上，H2O2在+3 价铬元素和+6 价铬元
素相互转化中的作用是在碱性条件下，H2O2作氧化剂，将+3 价铬元素氧化为+6 价；在酸性条件下，H2O2
作还原剂，将+6 价铬元素还原为+3 价。
3．工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为
PbSO4)发生反应：PbSO4(s)＋CO2－3(aq)⇌PbCO3(s)＋SO42－(aq)。某课题组以PbSO4 为原料模拟该过程，
探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。
(1)室温时，向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实
现上述转化，在 溶液中PbSO4转化率较大，理由是________________。
(2)查阅文献：上述反应还可能生成碱式碳酸铅［2PbCO3·Pb(OH)2］，它和PbCO3 受热都易分解生
成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：全部为PbCO3；
假设二：________________________________；
假设三：_____________________________。
(3)为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究。请完成下列表格：
实验步骤(不要求写出具体操作过程)
预期的实验现象和结论
取一定量样品充分干燥，
【答案】(1)Na2CO3 Na2CO3溶液中的c(CO32－)大
(2)全部为2PbCO3·Pb(OH)2 为PbCO3和2PbCO3·Pb(OH)2的混合物
(3)
实验步骤(不要求写出具体操作过程)
预期的实验现象和结论
充分加热样品，将产生的气体通入盛有无
水硫酸铜的干燥管
若无水硫酸铜不变蓝，则假设一成立；
若无水硫酸铜变蓝，则假设一不成立
【解析】(1)Na2CO3 溶液中c(CO32－)较大，根据平衡移动原理，可知Na2CO3 溶液中PbSO4 转化率
较大。(2)根据题中信息，提出另外两种假设。假设二：全部为碱式碳酸铅［2PbCO3·Pb(OH)2］；假设
三：为PbCO3 和2PbCO3·Pb(OH)2 的混合物。(3)因为PbCO3 受热分解不产生水，而2PbCO3·Pb(OH)2 受
热分解产生水，所以可利用此不同设计实验方案。
4．草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解生成H2O、CO、CO2和一
种黑色固体。某化学兴趣小组设计实验探究草酸亚铁晶体的性质及热分解的产物，其探究过程如下：
Ⅰ.探究产物中含有CO、CO2气体，该小组设计将气体依次通过 、氢氧化钠溶液、浓硫酸、
灼热氧化铜、澄清石灰水，当出现 现象时确认一定有
CO。
Ⅱ.探究草酸亚铁晶体的性质以及草酸亚铁晶体分解生成的黑色固体成分。
(1)向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴加几滴酸性高锰酸钾溶液，振荡后发现溶液颜色变为黄色，同时产
生二氧化碳气体。写出草酸亚铁晶体与足量的酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式：
。
(2)该小组设计实验取10 g 晶体在不同温度下反应得出数据如下表：
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实验温度(℃)
300
400
500
600
剩余固体质量(g)
8
4
4.4
4.3
根据表中数据求出晶体在400 ℃分解的固体产物为 ，实验中若继续加热，固体质量又增加
的原因可能是 。
Ⅲ.探究草酸亚铁晶体分解生成的黑色固体成分，该小组查阅资料知道草酸亚铁晶体受热分解生成的固
体应为铁的氧化物，为此，该小组提出假设：
假设一：全部是氧化亚铁
假设二：全部是四氧化三铁
假设三：
为验证假设一是否成立，该小组设计以下方法：
限选试剂：1.0 mol·L-1 HNO3、1.0 mol·L-1 盐酸、1.0 mol·L-1 NaOH、3% H2O2、0.1 mol·L-1 KI、0.1
mol·L-1 CuSO4、20% KSCN、蒸馏水。
实验步骤
实验现象和结论
取少量黑色固体，加入 ，振荡
【答案】Ⅰ.澄清石灰水 黑色氧化铜变红色，最后一瓶石灰水变浑浊
Ⅱ.(1)5(FeC2O4·2H2O)+3MnO4
-+24H+=5Fe3++10CO2↑+3Mn2++22H2O
(2)FeO 在空气中加热，生成的氧化亚铁又被氧气氧化(合理即可)
Ⅲ.假设三：是氧化亚铁和四氧化三铁的混合物
实验步骤
实验现象和结论
取少量黑色固体，加入稀盐酸溶解后滴加几滴
20% KSCN 溶液，振荡
若溶液不变红色，则假设一成立，否则不成立
【解析】Ⅰ.CO、CO2 气体共存，必须先检验二氧化碳并除去二氧化碳，再根据CO 的还原性确认
CO。
Ⅱ.(2)观察表格可知加热到400 ℃，质量变为原晶体的40%，则相当于把180 g 的FeC2O4·2H2O 变为
180 g×40%=72 g，即生成的黑色固体为FeO。
Ⅲ.由于产生的是黑色氧化物，则根据铁的氧化物的颜色写出假设三；由于是区分亚铁离子和铁离子，
所以可以利用加入KSCN 溶液观察是否变色判断。
5．化学社团小组的同学在测试Na2SO3溶液的pH 时，遇到了困惑。为此，决心重新实验，揭开奥秘。
请你也参与交流讨论。
a．查阅资料：①常温下0.1mol•L-1的H2SO3溶液的pH 约为2.1。②通常情况下，H2S 为无色，有腐蛋臭
味的气体，其水溶液称为氢硫酸。常温下0.1mol•L-1的H2S 溶液的pH 约为4.5。
b．实验操作：
①准确称取纯净的Na2SO3•7H2O 晶体31.500g，配成1L 水溶液，测得其pH=7.8。
②再次准确称取31.500g 上述晶体，继而隔绝空气在600℃以上高温下强热至恒重 (只有硫元素的化合
价变化成最高价和最低价)，质量为15.750g。
③将②所得的15.750g 固体进行元素定性定量分析，组成与Na2SO3无异。将其溶于水得250.00mL 溶
液，测得pH=10.3。
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c．分析猜想：Na2SO3•7H2O 在强热下，失去结晶水，进而发生了分解反应(自身氧化还原反应)
d．交流讨论
(1)实验操作①所得溶液的物质的量浓度为___________；实验操作②中除酒精灯、玻璃棒、三角架及
隔绝空气的设备外，还需要的仪器有___________。
(2)给Na2SO3•7H2O 加热时为何要隔绝空气，请以简要的文字给以说明。___________
(3)猜想Na2SO3在高温强热下发生分解反应的化学方程式是___________。
(4)实验①和③中，两次测得的溶液pH 相差明显，其合理的解释是(简要的文字和离子方程式给以说
明) __________。
(5)请你设计简单的实验方案，给上述分析猜想及解释加以佐证。并简单叙述实验步骤、现象和结论。
________。
【答案】(1)0.125 molL-1 坩埚、坩埚钳、泥三角、电子天平等
(2)避免Na2SO3被空气中氧气氧化，(2Na2SO3+O2=2Na2SO4)
(3)4Na2SO3
Na2S+3Na2SO4
(4)(由a ①知H2SO3 强于H2S)实验③的溶液中可能有Na2S，相同条件下，S2-水解程度大于SO3
2-，溶液
的碱性强； S2-+H2O
HS-+OH-
(5)取③溶液适量于试管中，向其中加稀H2SO4，如有腐蛋气味气体生成，则证明有S2-；另取③中溶液
适量于试管中，加入HCl 酸化的BaCl2，如有白色沉淀生成，证明有SO4
2-(稀硫酸可以换成盐酸)。
【解析】(1)31.500g Na2SO3•7H2O 晶体的物质的量
，物质的量浓度为
；实验操作②需要加热固体和称量，仪器除酒精灯、三角架及隔绝空气的设
备外，还需要的仪器有坩埚、坩埚钳、泥三角、电子天平等；(2)亚硫酸钠具有强的还原性，Na2SO3•7H2O
加热时要隔绝空气，防止亚硫酸钠被氧气氧化为硫酸钠，即2Na2SO3+O2=2Na2SO4；(3)Na2SO3在高温强热
下发生分解反应是一个自身氧化还原反应，会生成-2 价硫和+6 价的硫，反应为：4Na2SO3
Na2S+3Na2SO4；(4)硫离子和亚硫酸根离子均能发生水解使得溶液显碱性，实验①和③中，两次测得的溶液
pH 相差明显，是因为二者的水解程度不一样而导致碱性强弱不一样，实验③中溶液的pH=10.3 的原理是
S2-+H2O
HS-+OH-；(5)硫离子能和酸反应生成硫化氢，硫离子的检验方法：取③溶液适量于试管中，
向其中加稀H2SO4，如有腐蛋气味气体生成，则证明有S2-，硫酸根离子可以和钡离子反应生成硫酸钡，硫
酸根离子的检验方法：另取③中溶液适量于试管中，加入HCl 酸化的BaCl2，如有白色沉淀生成，证明有
SO4
2-。
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