化学实验综合

突破训练（一）

1.下列各组溶液中，用括号内的试剂及物质间相互反应不能鉴别的一组是(　　)

A．Ba(OH)₂、KSCN、NaCl、Mg(NO₃)₂(FeCl₃溶液)

B．NaNO₃、NaHCO₃、(NH₄)₂SO₃、Na₂SiO₃(H₂SO₄溶液)

C．NH₄Br、K₂CO₃、NaI、CaCl₂(AgNO₃溶液)

D．(NH₄)₃PO₄、NaBr、CuSO₄、AlCl₃(KOH溶液)

【解析】A项，分别滴入FeCl₃溶液，有红褐色沉淀的是Ba(OH)₂溶液，呈血红色的是KSCN溶液，将Ba(OH)₂溶液滴入另2种溶液，有白色沉淀的是Mg(NO₃)₂溶液，无现象的是NaCl溶液。B项，分别滴入H₂SO₄溶液，有气泡但无气味的是NaHCO₃溶液，有刺激性气味的是(NH₄)₂SO₃溶液，有白色沉淀的是Na₂SiO₃溶液，无现象的是NaNO₃溶液。C项，分别滴入AgNO₃溶液，K₂CO₃溶液和CaCl₂溶液均有白色沉淀生成，故无法鉴别。D项，分别滴入KOH溶液并加热，产生现象分别是：刺激性气味、无现象、蓝色沉淀、白色沉淀，故可鉴别。

2．下列实验可实现鉴别目的的是(　　)

A．用KOH溶液鉴别SO₃(g)和SO₂

B．用湿润KI­淀粉试纸鉴别Br₂(g)和NO₂

C．用CO₂鉴别NaAlO₂溶液和CH₃COONa溶液

D．用BaCl₂溶液鉴别AgNO₃溶液和K₂SO₄溶液

【解析】选C　SO₂、SO₃(g)均能与KOH溶液反应，都没有明显现象，A项错误。Br₂(g)、NO₂都是红棕色气体且有强氧化性，都能氧化KI而生成I₂，使淀粉显蓝色，B项错误。偏铝酸的酸性弱于碳酸，CO₂通入NaAlO₂溶液中生成Al(OH)₃沉淀，醋酸酸性强于碳酸，CO₂通入CH₃COONa溶液无现象，C项正确。BaCl₂溶液和AgNO₃溶液反应生成AgCl沉淀，BaCl₂溶液和K₂SO₄溶液反应生成BaSO₄沉淀，现象相同不能鉴别，D项错误。

3．能将分别含有Cu^2＋、Fe^3＋、Al^3＋、Fe^2＋、Mg^2＋、NH、Na^＋的七种溶液一次性鉴别出来的试剂是(　　)

A．NaHCO₃溶液                 B．NaOH溶液

C．KSCN溶液                  D．氨水

【解析】选B　NaHCO₃溶液不能将Al^3＋、Mg^2＋鉴别出来，也不能将NH、Na^＋鉴别出来，A项错误；Cu^2＋、Fe^3＋、Al^3＋、Fe^2＋、Mg^2＋、NH、Na^＋与NaOH溶液反应的现象分别为生成蓝色沉淀、生成红褐色沉淀、先生成白色沉淀后沉淀消失、先生成白色沉淀后沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色、生成白色沉淀、生成有刺激性气味的气体(加热条件下)、无明显现象，每种离子与NaOH溶液反应的现象都不同，B项正确；KSCN溶液只能将Fe^3＋鉴别出来，C项错误；NH₃·H₂O分别与Mg^2＋、Al^3＋反应均生成白色沉淀，NH₃·H₂O与NH、Na^＋混合无现象，不能鉴别，D项错误。

4.南朝陶弘景在《本草经集注》中记载有鉴别消石(KNO₃)与朴消(Na₂SO₄)之法：“强烧之，紫青烟起，云是真消石也”。该鉴别方法利用的原理是(　　)

A．受热升华　　　　　　　   B．颜色反应

C．焰色反应                 D．丁达尔效应

【解析】选C　含有钾元素的物质在火焰上灼烧，火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，该原理为焰色反应，C正确。

5．下列有关叙述正确的是(　　)

A．将木炭和浓硫酸在加热条件下反应生成的气体通入澄清石灰水中，有白色沉淀生成，该气体一定是CO₂

B．能使品红溶液褪色的气体一定是SO₂

C．某红棕色气体溶于水形成溶液，该气体一定是NO₂

D．某物质燃烧后的产物既能使白色硫酸铜粉末变蓝，又能使澄清石灰水变浑浊，该物质可能是碳氢化合物

【解析】选D　木炭和浓硫酸在加热条件下反应可生成CO₂和SO₂，而SO₂和CO₂均可以使澄清石灰水变浑浊，A项错误；能使品红溶液褪色的气体可能是SO₂，还可能为具有漂白性的其他气体，如Cl₂等，B项错误；NO₂、溴蒸气均为红棕色气体且溶于水均能形成溶液，C项错误；D项中的现象只能说明该物质一定含有碳、氢元素，则该物质既可能为碳氢化合物，也可能为含有碳、氢、氧元素的化合物，D项正确。

6.中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列两篇古代文献中都涉及KNO₃。文献①《开宝本草》记载“(KNO₃)所在山泽,冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”,文献②《本草纲目》记载“火药乃焰消(KNO₃)、硫磺、杉木炭所合,以为烽燧铳机诸药者。”下列对其解释不合理的是 (　　)

A.文献①中提取KNO₃利用了溶解、蒸发结晶的实验过程

B.用文献①中方法制取KNO₃是因为KNO₃的溶解度受温度影响不大

C.文献②中火药的使用体现了硝酸钾的氧化性

D.文献②中使用火药的产物会污染环境

【解析】选B。由“扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”,可得文献①中提取KNO₃利用了溶解、蒸发结晶的实验过程,故A正确;KNO₃的溶解度受温度影响变化较大,冬天温度降低,析出晶体,故B错误;火药发生化学反应时生成N₂,KNO₃中氮元素的化合价降低,体现了硝酸钾的氧化性,故C正确;文献②中使用火药可能会产生CO、氮氧化物、硫化物等污染物,故D正确。

7．选用如图所示仪器中的两个或几个(内含物质)组装成实验装置，以验证木炭可被浓硫酸氧化成CO₂，下列说法正确的是(　　)

A．按气流从左向右流动，连接装置的正确顺序是afecdb

B．丁中溶液褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO₂

C．丙中品红溶液褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO₂

D．丁和丙中溶液都褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中有CO₂生成

【解析】选A　检验木炭与浓硫酸反应的生成物中含有CO₂，需排除SO₂的干扰，再通入澄清石灰水中，洗气装置中导管长进短出，A正确；用酸性KMnO₄溶液除去SO₂后还应再通入品红溶液，检验SO₂是否已被除尽，否则结论不可靠，B、C、D三项均不正确。

8．某研究性学习小组的同学利用MnO₂、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性，所用装置(数量可满足需要，不含制气装置)如下，下列说法正确的是(　　)

A．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dacbe

B．按气流流动的先后顺序，装置连接顺序依次为dabae

C．装置e的主要用途是制备NaClO

D．若实验中使用到装置c且布条褪色，则说明湿润的氯气有漂白性

【解析】选B　为确定氯气有无漂白性，需要进入到装置b中的氯气中不含HCl及水蒸气，故应先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气，为防止装置e中水蒸气进入装置b中，在装置b、e之间还应加装一个装置a，尾气用NaOH溶液吸收，A、C错误，B正确；由装置b中现象可判断Cl₂有无漂白性，湿润有色布条褪色是因氯气与水反应生成的HClO引起的，D错误。

9．用如图所示装置进行下列实验，将分液漏斗中溶液X加入圆底烧瓶中与Y反应，对试管B中现象描述不正确的是(　　)

【解析】选D　Na₂SO₃和H₂SO₄反应生成SO₂，通入H₂S溶液中，生成S，出现浑浊，选项A现象正确；浓氨水滴入CaO中，产生NH₃，通入酚酞试剂中，溶液变红，选项B现象正确；盐酸与大理石反应生成CO₂，通入Na₂SiO₃溶液中生成硅酸沉淀，选项C现象正确；浓盐酸与MnO₂需加热才能反应，选项D不正确。

10．某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N₂(同时生成FeO)，下列说法不正确的是(　　)

已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO₂，不吸收NO。

A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d

B．装置戊中发生的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N₂

C．装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的NO₂

D．装置乙的作用是干燥，防止水蒸气进入戊中干扰反应

【解析】选D　根据实验原理利用NO被灼热的铁粉还原为N₂，同时生成FeO，所以首先应制备纯净的干燥的NO，利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO中会混有硝酸和水蒸气，则先通过装置丁除去挥发出的HNO₃等酸性气体，然后再通过己干燥，得到纯净的干燥的NO进入戊中与铁粉反应，最后处理多余的NO，又因为NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO₂，所以最终先通过乙氧化NO，后再通过丙吸收，故装置接口的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A正确；装置戊中NO被灼热的铁粉还原为N₂，同时生成FeO，反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N₂，B正确；装置丁盛放的是水，其作用是除去挥发出的HNO₃等酸性气体，C正确；装置乙盛放的是浓硝酸，依题意可以氧化NO，便于NaOH溶液吸收，D错误。

11.室温下,某兴趣小组用如图装置在通风橱中进行如下实验:

下列说法正确的是(　　)

A.试管Ⅰ中浅红棕色气体为 NO₂,由硝酸还原生成

B.等质量的Cu完全溶解时,Ⅰ中消耗的 HNO₃ 更多

C.换成Fe之后重复实验,依然是试管Ⅱ中反应更剧烈

D.试管Ⅱ中反应后溶液颜色与试管Ⅰ中的不同, 是由于溶有 NO₂

【解析】选D。试管Ⅰ中浅红棕色气体为空气和NO₂的混合物,Cu与稀硝酸反应,硝酸被还原为NO,NO遇到空气中的氧气被氧化为红棕色的NO₂,A错误;Cu与稀硝酸反应时,1 mol Cu消耗 1483">  mol HNO₃,与浓硝酸反应时,1 mol Cu消耗4 mol HNO₃,因此等质量的铜完全溶解,Ⅰ中消耗的HNO₃较少,B错误;换成Fe之后重复实验,常温下Fe遇浓硝酸发生钝化,试管Ⅱ中无明显变化,C错误;试管Ⅱ中持续通入氮气后,可以把溶液中溶解的NO₂带走,溶液由绿色变为蓝色,说明试管Ⅱ中反应后溶液颜色与其溶解的NO₂有关,D正确。

12．实验室用如下装置(略去部分夹持装置)模拟利用氨气和次氯酸钠合成肼(N₂H₄)的过程。下列说法正确的是(　　)

A．将装置①中浓盐酸换成H₂O₂，也可用于制备氧气

B．②中盛装NaOH溶液，用于吸收多余的Cl₂

C．③分液漏斗中盛装饱和食盐水

D．当反应结束时，④中可收集一瓶纯净的NH₃

【解析】选B　由图可知，①中发生的反应为MnO₂＋4HCl(浓)MnCl₂＋Cl₂↑＋2H₂O，打开K₁，Cl₂能和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO，⑤用来制取NH₃，④装置作安全瓶，能防倒吸，在③中NH₃和NaClO反应生成N₂H₄，发生反应ClO^－＋2NH₃===N₂H₄＋Cl^－＋H₂O，最后关闭K₁，②中盛装NaOH溶液，用于吸收多余的Cl₂。装置①中浓盐酸换成H₂O₂，制备氧气时不需要加热，MnO₂作催化剂，故A错误；Cl₂有毒，不能排放在环境中，则②中盛装NaOH溶液，用于吸收多余的Cl₂，故B正确；③分液漏斗中应该盛装NaOH溶液，利用Cl₂与NaOH溶液反应制备NaClO，故C错误；反应结束后，关闭K₂，多余的NH₃可收集在④中，但NH₃中混有水蒸气，故D错误。

13．Cl₂O黄棕色具有强烈刺激性气味的气体，是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl₂O的装置如图所示。

已知：Cl₂O的熔点为－116 ℃，沸点为3.8 ℃，Cl₂的沸点为－34.6 ℃；HgO＋2Cl₂===HgCl₂＋Cl₂O

下列说法不正确的是(　　)

A．装置②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水与浓硫酸

B．通入干燥空气的目的是将生成的Cl₂O稀释减少爆炸危险

C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl₂O

D．装置④与⑤之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸

【解析】选C　制取Cl₂O需要干燥纯净的Cl₂，所以②、③中盛装的试剂依次是饱和食盐水与浓硫酸，故A正确；高浓度的Cl₂O易爆炸，所以通入干燥空气可以将生成的Cl₂O稀释减少爆炸危险，故B正确；装置⑤是收集Cl₂O的装置，所逸出的气体不是Cl₂O，故C错误；Cl₂O与有机物接触会发生燃烧并爆炸，装置④与⑤之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸，故D正确。

14．三氯化硼是重要的化工原料。可用于制取乙硼烷(B₂H₆)，也可作有机合成的催化剂。

[查阅资料]　①BCl₃的沸点为12.5 ℃，熔点为－107.3 ℃；

②2B＋6HCl2BCl₃＋3H₂，硼也能与强碱反应。

某研究性学习小组用如图所示装置制备三氯化硼。

回答下列问题：

(1)A装置中反应的离子方程式： ________________________________________________________________________。

(2)B装置的作用是________；如果拆去B装置，可能的后果是________________。

(3)D装置中发生反应的化学方程式： ______________________________________。

(4)G装置的作用是____________________；为使实验装置简便，可用一个装置代替F和G装置。该装置所用仪器是________，所装试剂是________。

(5)A、D两处加热的先后顺序是________，其理由是_________________________

________________________________________________________________________。

(6)检验制得的产品中含有硼粉的实验操作是________________________________________________________________________。

【解析】(1)装置A制取Cl₂，因此离子反应方程式为MnO₂＋4H^＋＋2Cl^－Mn^2＋＋Cl₂↑＋2H₂O。(2)盐酸易挥发，制取的Cl₂中含有HCl，B装置的作用是除去Cl₂中的HCl杂质气体；如果拆去B装置，可能的后果是硼粉与HCl反应生成的产物中有H₂，加热H₂与Cl₂的混合气体，易发生爆炸。(3)D装置中发生的反应是硼粉与Cl₂反应生成BCl₃，反应的化学方程式为2B＋3Cl₂2BCl₃。(4)G装置其作用是吸收未反应完的Cl₂，防止污染空气；为使实验装置简便，可用一个装置代替F和G装置，可防止空气中的水蒸气进入E，又能吸收未反应完的Cl₂，该装置所用仪器是干燥管或U形管，所装试剂是碱石灰。(5)A、D两处加热的先后顺序是先A后D，其理由是排尽装置中的空气，避免氧气与硼粉反应生成B₂O₃。(6)检验制得的产品中含有硼粉的实验操作是取少量样品于试管中，滴加浓NaOH溶液，若有气泡产生，则样品中含有硼粉；若无气泡产生，则样品中无硼粉。

答案：(1)MnO₂＋4H^＋＋2Cl^－Mn^2＋＋Cl₂↑＋2H₂O

(2)除去Cl₂中的HCl杂质气体　硼粉与HCl反应生成的产物中有H₂，加热H₂与Cl₂的混合气体，易发生爆炸

(3)2B＋3Cl₂2BCl₃

(4)吸收未反应完的Cl₂，防止污染空气　干燥管或U形管　碱石灰

(5)先A后D　排尽装置中的空气，避免氧气与硼粉反应生成B₂O₃

(6)取少量样品于试管中，滴加浓NaOH溶液，若有气泡产生，则样品中含有硼粉；若无气泡产生，则样品中无硼粉

15．三氯氧磷(POCl₃)是一种重要的化工原料，工业上可以直接氧化PCl₃制备POCl₃，反应原理为P₄(白磷)＋6Cl₂===4PCl_3,2PCl₃＋O₂===2POCl₃。

PCl₃、POCl₃的部分性质如下：

某兴趣小组模拟该工艺设计实验装置如下(某些夹持装置、加热装置已略去)：

(1)仪器a的名称为________________，B装置中长颈漏斗的作用是________________。

(2)装置E用来制取Cl₂，反应的离子方程式为________________________________

________________________________________________________________________。

(3)为使实验顺利进行，还需补充的装置为_____________。

(4)反应时，需严格控制三个条件：

①先制取__________，缓慢地通入C 中，直至C 中的白磷消失后，再通入另一种气体。

②C装置用水浴加热控制温度为60～65 ℃，除加快反应速率外，另一目的是________________________________________________________________________。

③反应物必须干燥，否则会在C 装置中产生大量的白雾，其主要成分为________(写化学式)。

(5)反应结束后通过下面步骤测定POCl₃产品中Cl 的含量，元素Cl 的质量分数为____________(写出计算式)。

Ⅰ.取x g产品于锥形瓶中，加入足量NaOH溶液，POCl₃完全反应后加稀硝酸至酸性；

Ⅱ.向锥形瓶中加入0.100 0 mol·L^－1 的AgNO₃ 溶液40.00 mL，使Cl^－完全沉淀；

Ⅲ.再向锥形瓶中加入20 mL硝基苯，振荡，使沉淀表面被有机物覆盖；

Ⅳ.然后加入指示剂，用c mol·L^－1 NH₄SCN溶液滴定过量Ag^＋至终点，记下所用体积为V mL。

[已知：Ag₃PO₄溶于酸，K_sp(AgCl )＝3.2×10^－10，

K_sp(AgSCN )＝2×10^－12]

【解析】(1)仪器a的名称是冷凝管(或球形冷凝管)，装置A中产生氧气，发生反应的化学方程式为2Na₂O₂＋2H₂O===4NaOH＋O₂↑(或2H₂O₂2H₂O＋O₂↑)；B装置的作用除观察O₂的流速之外，还有平衡气压、干燥O₂(或平衡气压和除去水，防止PCl₃和POCl₃遇水反应引入杂质)。

(2)二氧化锰与浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的离子方程式为4H^＋＋

2Cl^－＋MnO₂Mn^2＋＋Cl₂↑＋2H₂O。

(3)C装置为氯气和白磷发生反应的装置，反应结束后会有氯气从冷凝管a中溢出，污染空气，需要吸收处理；同时，POCl₃和PCl₃遇水会发生反应，为使实验顺利进行，需要在a仪器后连接装有碱石灰的干燥管，防止外界中水蒸气进入C装置内。

(4)根据题意可知，要先制备出三氯化磷，然后其被氧化为POCl₃，所以先制取氯气，缓慢地通入C中，直至C中的白磷消失后，再通入氧气。

②由于PCl₃的沸点是75.5 ℃，因此控制温度60～65 ℃，其主要目的是加快反应速率，同时防止PCl₃气化。

③POCl₃和PCl₃遇水会发生反应，均生成氯化氢，遇到水蒸气产生大量的白雾，所以反应物必须干燥。

(5)根据题意可知，NH₄SCN的物质的量为0.001cV mol，则与之反应的银离子的物质的量为0.001cV mol，而总的银离子的物质的量为0.004 mol，所以与氯离子反应的银离子的物质的量为0.004 mol－0.001cV mol，因此氯离子的物质的量为0.004 mol－0.001cV mol，则产品中Cl元素的含量为×100%。

答案：(1)球形冷凝管　平衡气压

(2)4H^＋＋2Cl^－＋MnO₂Mn^2＋＋Cl₂↑＋2H₂O

(3)在a仪器后连接装有碱石灰的干燥管

(4)①Cl₂　②防止PCl₃气化　③HCl

(5)×100%

16.实验室利用如图装置制备H₂S气体,并探究H₂S的有关性质。回答下列问题:

(1)若装置不漏气,加入装置中的药品为________(填字母)。 

a.FeS和稀硫酸　　　  b.Na₂S和稀硫酸

c.ZnS和稀硝酸        d.CuS和稀盐酸

该反应的离子方程式为_______________________________。 

(2)打开弹簧夹使反应发生,将生成的H₂S气体通入1.0 mol·L^-1 Fe(NO₃)₃溶液中,观察到有浅黄色固体析出。为探究实际参与该反应的微粒种类,设计如图装置:

若A装置中加入1.0 mol·L^-1的FeCl₃溶液,并测其pH=1,则B装置中加入的试剂

是________;实验观察到A、B中均有浅黄色固体析出,则H₂S与Fe(NO₃)₃溶液反应的离子方程式为_________________________________________。 

(3)实验结束时,使反应停止的操作是_________________________________; 

此时反应停止的原因是____________________________________________。 

(4)常温下,以Na₂S为样品,选择合理的仪器和试剂设计实验:①证明氢硫酸为二元弱酸,②测量并估算氢硫酸的K_a2(H₂S),则需要的主要计量仪器为电子天平、容量瓶、________、________。 

【解析】(1)制取硫化氢气体,FeS和稀硫酸反应生成硫化氢气体,且硫化亚铁为块状固体不溶于水,a可以;Na₂S和稀硫酸也能反应生成硫化氢气体,但硫化钠易溶于水,b不符合实验装置要求;稀硝酸具有强氧化性,可以将-2价的硫氧化,不能产生硫化氢气体,c不可以;CuS与稀盐酸不反应,所以d不可以,因此能够产生硫化氢气体且符合装置要求的是a;FeS和稀硫酸反应的离子方程式为FeS+2H⁺

Fe²⁺+H₂S↑。

(2)H₂S气体通入1.0 mol·L^-1 Fe(NO₃)₃溶液中,观察到有浅黄色固体析出,Fe³⁺

与NO₃^-都能够与H₂S反应产生S沉淀,Fe³⁺与NO₃^-有氧化性,A装置中加入

1.0 mol·L^-1的FeCl₃溶液,并使溶液的pH=1,确定是否是Fe³⁺引起的,因此B中

应该验证是否是NO₃^-在酸性(pH=1)条件下引起的,B中可以加入浓度分别为

3.0 mol·L^-1和0.1 mol·L^-1的KNO₃—HCl混合溶液;A、B中均有浅黄色固体析出,则H₂S与Fe(NO₃)₃溶液反应的离子方程式为2H⁺+5H₂S+Fe³⁺+3NO₃^- 5S↓+

F 14ciiSupe2+"> +3NO+6H₂O。

(3)使反应停止的操作是用弹簧夹夹紧橡皮管;此时反应停止的原因是夹紧弹簧夹后,装置中产生的H₂S难溶于稀硫酸,使试管内气体压强增大,将稀硫酸压回长颈漏斗,使FeS固体和稀硫酸分离而停止反应。

(4)用电子天平称取一定质量的Na₂S样品,配制成0.001 mol·L^-1溶液,用pH计测定其溶液的pH,pH大于7,说明溶液呈碱性,证明Na₂S发生水解反应,根据S^2-+

H₂O HS^-+OH^-,说明H₂S是弱酸。再配制0.001 mol·L^-1 H₂SO₄的稀溶液,取

0.001 mol·L^-1 Na₂S溶液20.00 mL于锥形瓶中,用0.001 mol·L^-1 H₂SO₄溶液进行滴定,当滴入5 mL 0.001 mol·L^-1 H₂SO₄溶液时,此时溶液中S^2-与HS^-的浓度基本相同,用pH计测定溶液的pH,通过换算确定K_a2, K_a2= 14c(S2<-<) ≈c(H ⁺),当滴入10 mL 0.001 mol·L ^-1H ₂SO ₄溶液时,Na ₂S完全反应生成H ₂S。因此,以Na ₂S为样品,选择合理的仪器和试剂设计实验①证明氢硫酸为二元弱酸,②测量并估算氢硫酸的 K _a2(H ₂S),需要的主要计量仪器为电子天平、容量瓶、酸式滴定管和pH计。

答案:(1)a　FeS + 2H⁺ H₂S↑+ Fe²⁺

(2)浓度分别为3.0 mol·L^-1和0.1 mol·L^-1的KNO₃—HCl混合溶液　2H⁺+5H₂S+Fe³⁺+3NO₃^- 5S↓+Fe²⁺+3NO+6H₂O

(3)用弹簧夹夹紧橡皮管　夹紧弹簧夹后,装置中产生的H₂S难溶于稀硫酸,使试管内气体压强增大,将稀硫酸压回长颈漏斗,使FeS固体和稀硫酸分离而停止反应　

(4)酸式滴定管　pH计