专题11 化学实验综合题-备战2025年高考化学真题题源解密（江苏专用）

专题十一 化学实验综合题 考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 2024年真题研析：分析命题特点，探寻常考要点，真题分类精讲。 近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 必备知识速记：归纳串联解题必备知识，总结易错易混点。 最新模拟探源：精选适量最新模拟题，发掘高考命题之源。 命题解读 考向 考查统计 综合实验题是每年考查能力的综合压轴题，其综合性强、难度大，是一道拉分的主要试题。实验综合题主要以物质制备和性质探究考查为主，通常为考生提供一个真实的实验环境，让考生用已有的化学原理和实验技能，结合新信息、新问题去研究和解决问题，特别是关于实验方案的设计是一考察的重要内容。 考向一 化学实验综合 2024·江苏卷，16 2023·江苏卷，16 2022·江苏卷，16 2021·江苏卷，17 命题分析 这类试题综合性较强主要以气体、无机物、有机物的制备为载体，考查学生常见化学仪器的使用、物质的分离与提纯等基本实验操作，以及实验条件的控制、归因分析，其中关于实验方案的设计是近几年重要的问题设计。 预计2025年难度会有所增大，可能涉及到方案设计等较高层次的要求。 试题精讲 1.（2024·江苏卷第16题）贵金属银应用广泛。Ag与稀制得，常用于循环处理高氯废水。 （1）沉淀。在高氯水样中加入使浓度约为，当滴加溶液至开始产生沉淀(忽略滴加过程的体积增加)，此时溶液中浓度约为_______。[已知：，] （2）还原。在沉淀中埋入铁圈并压实，加入足量盐酸后静置，充分反应得到Ag。 ①铁将转化为单质Ag的化学方程式为_______。 ②不与铁圈直接接触的也能转化为Ag的原因是_______。 ③为判断是否完全转化，补充完整实验方案：取出铁圈，搅拌均匀，取少量混合物过滤，_______[实验中必须使用的试剂和设备：稀、溶液，通风设备] （3）Ag的抗菌性能。纳米Ag表面能产生杀死细菌(如图所示)，其抗菌性能受溶解氧浓度影响。 ①纳米Ag溶解产生的离子方程式为_______。 ②实验表明溶解氧浓度过高，纳米Ag的抗菌性能下降，主要原因是_______。 1.（2023·江苏卷第16题）16. 实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备，其实验过程可表示为 （1）在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入气体，生成，反应为，其平衡常数K与、、、的代数关系式为___________；下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收效率的有___________(填序号)。 A．水浴加热氧化镁浆料 B．加快搅拌速率 C．降低通入气体的速率 D．通过多孔球泡向氧化镁浆料中通 （2）在催化剂作用下被氧化为。已知的溶解度为0.57g(20℃)，氧化溶液中的离子方程式为___________；在其他条件相同时，以负载钴的分子筛为催化剂，浆料中被氧化的速率随pH的变化如题图甲所示。在pH=6~8范围内，pH增大，浆料中的氧化速率增大，其主要原因是___________。 （3）制取晶体。在如题图乙所示的实验装置中，搅拌下，使一定量的浆料与溶液充分反应。浆料与溶液的加料方式是___________；补充完整制取晶体的实验方案：向含有少量、的溶液中，___________。(已知：、在时完全转化为氢氧化物沉淀；室温下从饱和溶液中结晶出，在150~170℃下干燥得到，实验中需要使用MgO粉末) 2.（2022·江苏卷第16题）16. 实验室以二氧化铈()废渣为原料制备含量少的，其部分实验过程如下： （1）“酸浸”时与反应生成并放出，该反应的离子方程式为_______。 （2）pH约为7的溶液与溶液反应可生成沉淀，该沉淀中含量与加料方式有关。得到含量较少的的加料方式为_______(填序号)。 A．将溶液滴加到溶液中 B．将溶液滴加到溶液中 （3）通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程，可制备含量少的。已知能被有机萃取剂(简称HA)萃取，其萃取原理可表示为 (水层)+3HA(有机层)(有机层)+(水层) ①加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是_______。 ②反萃取的目的是将有机层转移到水层。使尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有_______(填两项)。 ③与“反萃取”得到的水溶液比较，过滤溶液的滤液中，物质的量减小的离子有_______(填化学式)。 （4）实验中需要测定溶液中的含量。已知水溶液中可用准确浓度的溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色，滴定反应为。请补充完整实验方案：①准确量取溶液[约为]，加氧化剂将完全氧化并去除多余氧化剂后，用稀硫酸酸化，将溶液完全转移到容量瓶中后定容；②按规定操作分别将和待测溶液装入如图所示的滴定管中：③_______。 3.（2021·江苏卷第17题）17. 以软锰矿粉(含MnO2及少量Fe、Al、Si、Ca、Mg等的氧化物)为原料制备电池级MnO2。 （1）浸取。将一定量软锰矿粉与Na2SO3、H2SO4溶液中的一种配成悬浊液，加入到三颈瓶中(图1)，70℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤。滴液漏斗中的溶液是___；MnO2转化为Mn2+的离子方程式为___。 （2）除杂。向已经除去Fe、Al、Si的MnSO4溶液(pH约为5)中加入NH4F溶液，溶液中的Ca2+、Mg2+形成氟化物沉淀。若沉淀后上层清液中c(F-)=0.05mol·L-1，则=___。[Ksp(MgF2)=5×10-11，Ksp(CaF2)=5×10-9] （3）制备MnCO3。在搅拌下向100mL1mol·L-1MnSO4溶液中缓慢滴加1mol·L-1NH4HCO3溶液，过滤、洗涤、干燥，得到MnCO3固体。需加入NH4HCO3溶液的体积约为___。 （4）制备MnO2。MnCO3经热解、酸浸等步骤可制备MnO2。MnCO3在空气气流中热解得到三种价态锰的氧化物，锰元素所占比例(×100%)随热解温度变化的曲线如图2所示。已知：MnO与酸反应生成Mn2+；Mn2O3氧化性强于Cl2，加热条件下Mn2O3在酸性溶液中转化为MnO2和Mn2+。 为获得较高产率的MnO2，请补充实验方案：取一定量MnCO3置于热解装置中，通空气气流，___，固体干燥，得到MnO2。(可选用的试剂：1mol·L-1H2SO4溶液、2mol·L-1HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液)。 一、常见实验条件的控制 常见的操作 思考方向 加过量试剂 使反应完全进行(或增大产率、提高转化率) 加氧化剂(如H2O2) 氧化还原性物质，生成目标产物或除去某种离子 通入N2或其他惰性气体 除去装置中的空气，排除氧气的干扰 末端放置干燥管 防止空气中的水蒸气或二氧化碳干扰实验 调节溶液的pH ①调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀) ②“酸作用”还可除去氧化物(膜) ③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等 ④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件) 控制温度 (水浴、冰浴、油浴) ①防止副反应的发生 ②使化学平衡移动；控制化学反应的方向 ③控制固体的溶解与结晶(如趁热过滤能防止某物质降温时析出) ④控制反应速率；使催化剂达到最大活性 ⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点而挥发 ⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离 ⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量 ⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源消耗，降低对设备的要求 洗涤晶体 ①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质 ②“冰水洗涤”：能洗去晶体表面的杂质离子，同时防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗 ③用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出，减少损耗等 ④洗涤沉淀的方法：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2~3次 分离、提纯 ①过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等 ②从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥 二、减缓化学反应速率的操作 操作 说明 减缓通入气体的速率 有气体参与的反应 减缓滴入反应液的速率 用分液漏斗加入的反应物 分批加入反应物 放热反应或有气体生成的反应 将反应器置于冰水浴中 降低温度 三、 分离操作 实验操作 设问 答题指导 常考归纳 一般 操作 蒸发 蒸发浓缩与结晶是盐溶液分离的常用手段。 蒸发浓缩至有晶膜出现，停止加热 减压蒸发的目的：降低蒸发温度，可防止所制备的物质分解 过滤 一般“沉淀”或结晶之后的分离方法是“过滤” 趁热过滤的目的：保持过滤温度，防止温度降低后某些溶质析出 分液 一般“萃取”之后的分离方法是“分液”；先将下层液体从分液漏斗下口放出，再将上层液体从分液漏斗上口倒出 分离互不相溶的两种液体 蒸馏 一般“分液”之后的分离方法是干燥、蒸馏 蒸馏时，要注意所制备物质的沸点，以确定收集何种温度下的馏分 实验 技巧 回流冷凝 目的：减少易挥发物质的损失 提高反应物的转化率 证明沉淀 是否完全 方法：静置，在上层清液中再加入原沉淀试剂，当不再产生沉淀时，说明已经沉淀完全 常见离子检验： ①检验SO：先加稀盐酸酸化，后加氯化钡溶液； ②检验Cl－：先加稀硝酸酸化，后加硝酸银溶液； ③检验Fe3＋：加硫氰化钾溶液 空白实验 目的：对比实验，做对照 消除其他试剂、实验操作等因素引起的误差 晶体洗涤 沉淀物(或晶体)的洗涤： ①对于易溶于水的晶体，可以用其饱和溶液洗涤； ②对于可溶于水的晶体，可以用乙醇等有机溶剂洗涤 ①向过滤器中加入洗涤液至完全浸没沉淀(或晶体)，待洗涤液自然流下后，重复洗涤2～3次； ②用乙醇洗涤无机盐晶体的原因：减少晶体溶解损失，同时乙醇易挥发，利于产品快速干燥 证明晶体 是否洗涤 干净 方法：取少许最后一次洗涤滤液于一支洁净的试管中，加入某种特定沉淀试剂，若不再产生沉淀，则证明已经洗涤干净 证明晶体洗涤干净的实质：检验特定离子 四、实验方案的设计 1. 实验设计方案解题模式 2.物质制备的答题得分点 1．（2024届高考·江苏省苏锡常镇四市·统考一模）高砷煤中含有砷硫铁（FeAsS）等物质。燃煤产生的烟气中含NO、、粉尘等，经过SCR脱硝除去NO，粉尘经沉降得到粉煤灰。 (1)燃煤固硫 ①燃用高砷煤时加入生石灰将大部分硫元素转化为 （填化学式）留在煤渣中。 ②高砷煤燃烧过程中，砷硫铁在高温下被氧化成释放到烟气中，该反应的化学方程式为 。 (2)SCR脱硝（脱除烟气中的NO） 在烟气中加入适量氨气，用钒氧化物作催化剂将、NO、转化为。烟气中含有的会使钒氧化物催化剂中毒。 ①在SCR脱硝的反应中还原剂为 （填化学式）。 ②研究发现砷中毒机理主要是分子破坏了催化剂的Lewis酸位点，使数量减少（产物中As化合价为+3、+5）。请补充完整产物的结构 。 ③不易使催化剂中毒。但与相比，更不利于脱硝反应的进行，其原因是 。 (3)粉煤灰成分研究 粉煤灰可用于水泥工业，粉煤灰中的氨含量（或铵盐）会影响水泥的性能。 ①取50.00 g粉煤灰加入NaOH蒸出，用20 mL 0.1000 mol⋅L的溶液吸收，用0．2000mol⋅L NaOH溶液滴定过量的至终点，平行滴定3次，平均消耗NaOH溶液10.00 mL，计算粉煤灰中的以计的氨含量 （用mg⋅g表示，写出计算过程）。 ②相同烟气所得脱硝粉煤灰（经过SCR脱硝后获得）与未脱硝粉煤灰（直接沉降获得）加水后溶解后，所得浆液pH随时间的变化如图所示。脱硝粉煤灰pH始终比未脱硝粉煤灰低的原因是 。 2．（2024届高考·江苏省南京市、盐城市·统考一模）实验室以菱锰矿(含及少量的氧化物等)为原料制备高纯和的流程如下图所示。已知：室温下电离常数。 (1)该流程中可循环使用的物质有 。 (2)“沉铁”过程需加氨水调节溶液，使溶液中转化为沉淀同时得到溶液。检验溶液中是否含有的实验方法是 。 (3)沉铁过程中也会产生少量沉淀。在工业上可用于去除溶液中，反应为：，其平衡常数 。 (4)制取。在题图1所示的实验装置中，搅拌下使一定量的溶液与氨水混合溶液充分反应。 ①滴液漏斗中添加的药品是 。 ②混合溶液中氨水的作用是 。 (5)制取。固定其他条件不变，反应物物质的量浓度比值、温度、空气流量对溶液制取纯度的影响如题图2、题图3、题图4所示。 补充完整制取纯净的实验方案：取的溶液， ，控制搅拌速率反应， ，干燥，得到纯净的(须使用的试剂：溶液、溶液)。 3．（2024届高考·江苏省连云港市·统考一模）实验室利用含钴废催化剂制备，并利用其制备。已知：完全沉淀的为，完全沉淀的为，开始沉淀的为，的溶解度曲线如图-1所示。 (1)制备。 ①中基态核外电子排布式为 。 ②补充完整以含钴废催化剂(主要成分为，少量和)为原料制备的实验方案： ，洗涤2~3次，低温干燥，得到产品。(实验中须使用的仪器和试剂：计、溶液、固体) (2)制备并测定含量。将和活性炭(催化剂)加入三颈瓶中(装置见图-2)，然后再依次通过滴液漏斗缓慢滴加和浓氨水混合溶液、溶液，控制温度不超过充分反应，冷却后过滤。 ①三颈瓶中生成反应的离子方程式为 。 ②加入的作用是 。 ③在没有活性炭存在时，能得到一种化学式为的纯净物。测得与足量的硝酸银溶液反应生成，该配合物内界的化学式为 。 ④准确称取样品于烧杯中，加入足量溶液充分反应，微沸加热至无放出。冷却至室温后，加入过量的固体和盐酸，充分摇荡。将所得溶液定容至，然后取出溶液放入锥形瓶中，滴加少量淀粉溶液，用溶液滴定至终点，消耗溶液的体积为。计算样品中钴元素的质量分数。 。已知：，，。 4．（2024届高考·江苏省南通市·统考一模）学习小组利用废银催化剂制备乙炔银和酸性乙炔银。已知乙炔银和酸性乙炔银在受热时均易发生分解。 (1)制取乙炔。利用如图装置制取纯净的乙炔。 ①电石与水反应剧烈，为减缓反应速率，在不改变电石用量和大小的情况下，可采取的措施有 (写两点)。 ②电石主要含，还含有等杂质。洗气瓶中溶液的作用是 。 (2)制备乙炔银。向含有的溶液中通入乙炔可得到乙炔银沉淀。 ①写出生成乙炔银的化学方程式： 。 ②补充完整制取乙炔银固体的实验方案：将废银催化剂分批加入浓硝酸中，采用空气搅拌，用稀硝酸和氢氧化钠溶液先后吸收反应产生的废气，过滤除去不溶物， ，将转入棕色试剂瓶中。(实验中须使用的试剂有：氨水、去离子水)。 (3)制备酸性乙炔银并测定其组成。将乙炔通入硝酸银溶液中可制得酸性乙炔银。反应原理为。 ①将过滤所得滤渣置于小烧杯中，利用丙酮反复多次冲洗沉淀。检验滤渣已经洗净的实验方案是 。 ②准确称取样品，用浓硝酸完全溶解后，定容得溶液，取于锥形瓶中，以作指示剂，用标准溶液进行滴定，终点时消耗标准溶液的体积为。 滴定终点的现象为 。通过计算确定n的数值 (写出计算过程)。 5．（2024届高考·江苏省泰州市·统考一模）广泛用于冶金、化工行业，可制取多种含钒化合物。 (1)实验室制备氧钒（Ⅳ）碱式碳酸铵晶体，过程如下： “还原”步骤中生成，反应的化学方程式为 ；若不加，HCl也能还原生成和，分析反应中不生成的原因 。 (2)对制得的晶体进行含钒量的测定：称取样品，经过系列处理后将钒（Ⅳ）完全氧化，定容为溶液；量取溶液，加入指示剂，用的标准溶液滴定至终点，滴定过程中反应为；平行滴定4次，消耗标准溶液的体积分别为，则样品中钒元素的质量分数为 （写出计算过程，结果保留两位小数）。 (3)时，将氧钒碱式碳酸铵晶体与反应制备共价晶体，一段时间后，固体质量不再变化，经检测仍有氧钒碱式碳酸铵剩余，可能的原因是 。 (4)可溶于强酸强碱，不同、不同钒元素浓度时，价存在形态如题图所示： ①将溶解在烧碱溶液中，剩余溶液的，反应的离子方程式为 。 ②具有对称结构，其结构式可表示为 。 6．（2024届高考·江苏省南通市如皋市·统考一模）全钒液流电池正极废液中含有的离子是。以该废液为原料经过氧化、调、沉钒、煅烧可以制取。 (1)氧化：向正极废液中加入将转化为，写出该反应的离子方程式： 。 (2)调：向氧化后的溶液中加入调节溶液，溶液中V（价）会以等形式存在。随pH的升高，溶液中的值将 （填“增大”“减小”或“保持不变”），判断的方法是 。 (3)沉钒：不同时，向溶液中加入，可得到不同类型的含钒沉淀。 ①其他条件一定，控制溶液在2～5之间，向溶液中加入，沉钒率和沉淀的X射线衍射图分别如图1和图2所示。时，越大，溶液的沉钒率越低的原因是 。 ②向的溶液中（此时主要以存在）加入过量溶液，生成沉淀。加入过量溶液的目的是。已知：。 (4)煅烧：煅烧固体制取时，需在有氧条件下进行，原因是 。 (5)是一种相变材料，其一种晶胞（部分原子未标出）的结构如图3所示，在图中合适位置补充其余原子 。 7．（2024届高考·江苏省南京市盐城市·统考一模）过氧化钙(CaO2)微溶于水，溶于酸，是一种用途广泛的化工产品。以石灰石（含有少量铁、硅的氧化物）为原料制备CaO2的实验流程如下： 已知：①双氧水(H2O2)在弱酸性或中性条件下性质较稳定，在碱性条件下不稳定。 ②273 K时， (1)判断“酸浸1”完成的标志是 。 (2)“除杂”时，待充分反应后将溶液煮沸并趁热过滤，“滤渣”的主要成分为 ；相比普通过滤装置，使用如图所示的热抽滤装置的优点是 。 (3)“转化”需在冰水浴中进行，生成CaO2·8H2O晶体的离子方程式为 ；CaCl2与H2O2直接反应不易发生，制备时加入适量氨水有利于CaO2生成，其可能原因为 。 (4)测定产品中CaO2含量。高锰酸钾滴定法原理为：在酸性条件下，CaO2与稀酸反应生成H2O2，用标准酸性KMnO4溶液滴定所生成的H2O2，以确定CaO2含量。下列关于滴定分析的说法，不正确的是___________（填字母）。 A．滴定时应一直观察滴定管中溶液体积的变化 B．当滴入半滴酸性KMnO4溶液后，溶液颜色从无色刚好变为浅红色，且半分钟内不变色，表示已经到达滴定终点 C．滴定前滴定管尖嘴内有气泡，滴定后尖嘴内无气泡，则测定结果偏小 D．读取 KMnO4溶液体积时，滴定前俯视读数，滴定后仰视读数，则测定结果偏大 (5)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2，还含有少量SiO2等杂质]为原料也可制备CaO2，设计制备CaO2·8H2O晶体的实验方案： 。（须使用的试剂：NH4Cl溶液、H2O2溶液、冰水） 8．（2024届高考·江苏省南通·统考二模）实验室以为原料制备磷酸亚铁晶体，其部分实验过程如下： （1）将一定体积98%的浓硫酸稀释为200 mL30%的硫酸，除量筒外，还必须使用的玻璃仪器有________。 （2）检验“还原”已完全的实验操作为_______________。 （3）向过滤后的滤液中加入，并用氨水或调节溶液pH，“共沉淀”生成。 ①若使用调节溶液pH，“共沉淀”反应的离子方程式为__________。 ②不使用NaOH调节溶液pH的原因是______________。 ③补充完整利用图所示装置（夹持装置已略去）制取的实验方案：向三颈烧瓶中加入抗坏血酸溶液，_____至混合液，____________，充分搅拌一段时间，过滤，洗涤固体，真空干燥。（已知：所用抗坏血酸溶液，当溶液pH控制在4~6之间时，所得晶体质量最好。恒压滴液漏斗a．b中分别盛放溶液和混合液。） （4）测定样品中（g⋅mol）的纯度。取0.6275 g样品完全溶解后配制成250 mL溶液，取出25.00 mL于锥形瓶中，加入一定量的将铁元素完全氧化，以磺基水杨酸为指示剂，用0.02000 mol·LEDTA标准溶液进行滴定至终点（与EDTA按物质的量之比为1∶1发生反应），消耗EDTA溶液15.00 mL。计算该磷酸亚铁晶体样品的纯度_______（写出计算过程）。 9．（2024届高考·江苏省南京、盐城市·统考二模）实验室以(NH4)2CO3和Cu(OH)2为原料制备高纯Cu2(OH)2CO3的方法如下： （1）“浸取”时，加料完成后，保持反应温度不变，提高铜元素浸出率的方法有___________(答两点)。 （2）“蒸氨”在如图所示的实验装置中进行。 ①三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为___________。 ②实验采用三个盛有水的洗气瓶吸收尾气的目的为___________；与上图所示洗气瓶相比，采用三个如图所示装置的优点为___________。 ③实验采用真空泵持续抽气，稳定的气流有利于真空泵的使用。实验中控制反应温度由80℃升高至95℃，采用变温加热操作的原因为___________。 （3）已知：①； ② ； ③沉淀速率过快时，Cu(OH)2絮状沉淀易裹挟杂质。 以CuSO4∙5H2O固体为原料，补充完整制备纯净Cu(OH)2的实验方案：取一定质量的CuSO4∙5H2O固体分批加入蒸馏水中，搅拌至完全溶解，___________，低温烘干。(须使用的试剂：浓氨水、1mol∙L-1 NaOH溶液、0.1mol∙L-1 BaCl2溶液、蒸馏水) 10．（2024届高考·江苏省苏锡常镇·统考二模）实验室用磷矿脱镁废液制备的实验过程可表示为 （1）磷矿脱镁废液中主要含及少量、、、和。 ①向废液中加入溶液调节为，可达到和的最佳沉淀效果。其中转化为的离子方程式为_________。 ②将除杂净化后的清液控制在一定温度，加入浆液搅拌即可获得固体。实验测得镁回收率、产品纯度与反应后溶液关系如图所示。小于6时，随着增大，镁回收率上升，其原因是_______。 ③大于6时，随着增大，产品纯度逐渐下降，其可能原因是_______。 （2）实验室用如下方案测定产品(含有杂质)的纯度：准确称取磷酸氢镁产品，加入足量稀硫酸溶解后配成溶液。准确移取于锥形瓶中，用标准液滴定(离子方程式为)至终点，平行滴定三次，平均消耗标准液。计算该产品中的纯度_______(写出计算过程)。 （3）恒温转化后的母液中主要含和。已知：水溶液中各含磷微粒的分布如图-2所示，和的溶解度曲线如图-3所示；常温下、的溶度积常数依次为和。请补充完整由恒温转化后的母液制备晶体的实验方案：用比浊法测定母液中的浓度后，在搅拌下向一定体积的母液中_______，过滤、用无水乙醇洗涤，干燥。 11．（2024届高考·江苏省南通如皋·二模模拟）实验室从电解铜阳极泥（含等）中提取硒及银、金等贵金属，过程如下： 已知：①升华温度为． ②氯化法提取的原理：在溶有的盐酸中可反应生成溶液，可被还原为． （1）“焙烧”时通常采用低温氧化焙烧，所得固体有等．“焙烧”时采用低温的目的是_____． （2）“浸出”时先加入稀硫酸，再加入盐酸．加盐酸时发生反应：．该反应平衡常数______．[已知，] （3）“浸出渣”中含有及少量惰性物质． ①用溶液浸取浸出渣得到含溶液，用甲醛还原可生成银．碱性条件下，用甲醛还原生成银和的离子反应方程式为：_______． ②补充完整以浸出渣为原料回收的实验方案：_______，得到金．（实验中须使用如图所示实验装置及以下试剂：、盐酸，溶液，溶液） （4）通过如下步骤测定粗硒样品中的质量分数： 步骤1：准确称取粗硒样品，加入足量硝酸充分溶解生成溶液，配成溶液； 步骤2：取所配溶液于锥形瓶中，加入和溶液，使之充分反应； 步骤3：滴入滴淀粉指示剂，振荡，逐滴加入物质的量浓度为的溶液标准溶液滴定至终点，恰好完全反应，消耗标准溶液． 已知： 计算粗硒样品中的质量分数，并写出计算过程______。 12．（2024届高考·江苏省南通海安·二模模拟）是重要漂白剂和消毒剂，主要用于水、砂糖、油脂的漂白杀菌。实验室制备装置如图1所示。 已知：i．的溶解度曲线如图2所示；若溶液温度高于60℃，发生分解。 ii．气体浓度超过10%时，易发生爆炸性分解。 已知：装置A中发生的主要反应：(浓)。 （1）下列实验操作一定能提高吸收效率的有___________。(填序号) A. 装置C采用热水浴 B. 加快滴加浓硫酸的速率 C. 适当提高的浓度 D. 通过多孔球泡向C的混合溶液中通 （2）试管C中获得的产品往往混有杂质，其原因是___________。 （3）反应过程中，打开，并缓慢鼓入的目的是___________。 （4）反应结束后，补充完整制取晶体的实验方案：取试管C中的溶液，___________，低温干燥，得到晶体。(实验中须使用稀盐酸、溶液、蒸馏水) （5）产品中质量分数的测定：称取5.000g产品配成250mL溶液；取25.00mL所配溶液，加入足量KI溶液和稀硫酸，发生反应：；向充分反应后的混合物中逐滴加入0.8400 溶液至恰好完全反应：(方程式均未配平)，消耗溶液20.00 mL。 ①若加入KI溶液后在空气中放置时间过长，会导致测得的质量分数___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 ②已知产品中的杂质不与KI、发生反应。产品中的质量分数为___________。 13．（2024届高考·江苏省南通市·5月模拟）H2O2是生产、生活、实验中常用的试剂。 I．工业上制备H2O2的流程如下： (1)“转化”中反应的化学方程式为_________：“低温放置”的目的是_________ (2)图甲为“减压蒸馏”的部分装置，该装置由克氏蒸馏头和_________(填仪器名称)组成。 lI．实验小组利用图乙装置测定阿伏加 德罗常数(NA) (3)实验准备 ①H2O2溶液浓度标定。可选用_________(填标号)试剂对H2O2溶液进行滴定，测定其浓度。 A．H2C2O4B．KMnO4C．淀粉KI ②装置气密性检查。打开止水夹，将注射器b的活塞推至底部，拉动注射器a活塞吸入10mL空气，关闭止水夹。向下推动注射器a活塞至底，当观察到注射器b的现象为_________，说明装置的气密性良好。 (4)测定过程 ①在反应室中加入适量MnO2，将注射器b活塞推至底部，关闭止水夹。用注射器a准确抽取cmol/LH2O2溶液VlmL，缓慢地注入反应室后，固定注射器a活塞。 ②反应结束后，待反应体系处于_________状态时，读取注射器b的气体体积为V2mL，则产生O2的体积为____mL。 ③设室温下O2的密度为ρg/L，一个O2实际质量为mg，则NA=____(用含ρ等字母的代数式表示)。 (5)该实验利用H2O2作为生氧剂的优点有_________(写两条)。 14．（2024届高考·江苏省南通海安·5月模拟） 是重要漂白剂和消毒剂，主要用于水、砂糖、油脂的漂白杀菌。实验室制备装置如图1所示。 已知：i．的溶解度曲线如图2所示；若溶液温度高于60℃，发生分解。 ii．气体浓度超过10%时，易发生爆炸性分解。 已知：装置A中发生的主要反应：(浓)。 （1）下列实验操作一定能提高吸收效率的有___________。(填序号) A. 装置C采用热水浴 B. 加快滴加浓硫酸的速率 C. 适当提高的浓度 D. 通过多孔球泡向C的混合溶液中通 （2）试管C中获得的产品往往混有杂质，其原因是___________。 （3）反应过程中，打开，并缓慢鼓入的目的是___________。 （4）反应结束后，补充完整制取晶体的实验方案：取试管C中的溶液，___________，低温干燥，得到晶体。(实验中须使用稀盐酸、溶液、蒸馏水) （5）产品中质量分数的测定：称取5.000g产品配成250mL溶液；取25.00mL所配溶液，加入足量KI溶液和稀硫酸，发生反应：；向充分反应后的混合物中逐滴加入0.8400 溶液至恰好完全反应：(方程式均未配平)，消耗溶液20.00 mL。 ①若加入KI溶液后在空气中放置时间过长，会导致测得的质量分数___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 ②已知产品中的杂质不与KI、发生反应。产品中的质量分数为___________。 15．（2024届高考·江苏前黄高级中学·二模模拟）Li2CO3可用于制备锂电池的正极材料LiCoO2，以某锂云母矿石(主要成分为Li2O，还有Al2O3、Fe2O3、MnO、MgF2等杂质)制备Li2CO3。 已知：①有关沉淀数据如下表(“完全沉淀”时金属离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1)。 沉淀 Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Co(OH)2 Mn(OH)2 Mg(OH)2 恰好完全沉淀时pH 5.2 8.8 3.2 9.4 9.8 11.1 ②部分物质的溶解度曲线见下图。 利用锂云母矿石制备Li2CO3步骤如下： （1）酸浸，向锂云母矿石中加入50%硫酸，加热至90℃，装置如图所示。烧杯中试剂的作用是___________。 （2）调pH，向酸浸后的溶液中加入NaOH溶液，调节pH约为6，过滤。再向滤液中继续滴加氢氧化钠溶液调pH＞12，过滤，此时的滤渣主要成分为___________。分两次调节pH的主要原因是___________。 （3）沉锂，将已经除杂的溶液蒸发浓缩，向浓缩后的滤液中加入稍过量饱和Na2CO3溶液，加热煮沸，趁热过滤，将滤渣洗涤烘干，得Li2CO3固体。浓缩液中离子浓度过大将在产品中引入___________杂质(填化学式)。 （4）Li2CO3和Co3O4混合后，在空气中高温加热可以制备锂电池的正极材料LiCoO2，写出反应方程式：___________。 （5）CoC2O4·2H2O热分解可制备Co3O4。请补充完整由含c(Co2＋)=0.1mol·L-1的浸出液(含有杂质Al3+、Fe3+、Fe2+)制备纯净的CoC2O4·2H2O实验方案：___________，干燥，得到CoC2O4·2H2O晶体。(须使用的试剂：NaClO3，NaOH，AgNO3溶液，(NH4)2C2O4，蒸馏水) （6）为确定由CoC2O4·2H2O获得Co3O4的最佳煅烧温度，准确称取4.575g的CoC2O4·2H2O样品，在空气中加热，固体样品的剩余质量随温度的变化如图所示(已知385℃以上残留固体均为金属氧化物)经测定，205～385℃的煅烧过程中，产生的气体为CO2，计算AB段消耗O2在标准状况下的体积___________。(写出计算过程，结果保留2位有效数字) 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题十一 化学实验综合题 考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 2024年真题研析：分析命题特点，探寻常考要点，真题分类精讲。 近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 必备知识速记：归纳串联解题必备知识，总结易错易混点。 最新模拟探源：精选适量最新模拟题，发掘高考命题之源。 命题解读 考向 考查统计 综合实验题是每年考查能力的综合压轴题，其综合性强、难度大，是一道拉分的主要试题。实验综合题主要以物质制备和性质探究考查为主，通常为考生提供一个真实的实验环境，让考生用已有的化学原理和实验技能，结合新信息、新问题去研究和解决问题，特别是关于实验方案的设计是一考察的重要内容。 考向一 化学实验综合 2024·江苏卷，16 2023·江苏卷，16 2022·江苏卷，16 2021·江苏卷，17 命题分析 这类试题综合性较强主要以气体、无机物、有机物的制备为载体，考查学生常见化学仪器的使用、物质的分离与提纯等基本实验操作，以及实验条件的控制、归因分析，其中关于实验方案的设计是近几年重要的问题设计。 预计2025年难度会有所增大，可能涉及到方案设计等较高层次的要求。 试题精讲 1.（2024·江苏卷第16题）贵金属银应用广泛。Ag与稀制得，常用于循环处理高氯废水。 （1）沉淀。在高氯水样中加入使浓度约为，当滴加溶液至开始产生沉淀(忽略滴加过程的体积增加)，此时溶液中浓度约为_______。[已知：，] （2）还原。在沉淀中埋入铁圈并压实，加入足量盐酸后静置，充分反应得到Ag。 ①铁将转化为单质Ag的化学方程式为_______。 ②不与铁圈直接接触的也能转化为Ag的原因是_______。 ③为判断是否完全转化，补充完整实验方案：取出铁圈，搅拌均匀，取少量混合物过滤，_______[实验中必须使用的试剂和设备：稀、溶液，通风设备] （3）Ag的抗菌性能。纳米Ag表面能产生杀死细菌(如图所示)，其抗菌性能受溶解氧浓度影响。 ①纳米Ag溶解产生的离子方程式为_______。 ②实验表明溶解氧浓度过高，纳米Ag的抗菌性能下降，主要原因是_______。 【答案】（1） （2） ①. ②. 形成了以Fe为负极，AgCl为正极，盐酸为电解质溶液的原电池，正极AgCl得到电子，电极反应式为，生成Ag ③. 洗涤，向最后一次洗涤液中滴加硝酸银溶液，确保氯离子洗净，开启通风设备，向滤渣中加入足量稀HNO3，搅拌，若固体完全溶解，则AgCl完全转化，若固体未完全溶解，则AgCl未完全转化 （3） ①. ②. 纳米Ag与氧气生成Ag2O，使得Ag+浓度下降 【解析】（1）浓度约为，当滴加溶液至开始产生沉淀，此时，； （2）①在足量盐酸中静置，铁将AgCl转化为单质Ag，反应的化学方程式为：； ②不与铁圈直接接触的AgCl也能转化为Ag，是因为形成了以Fe为负极，AgCl为正极，盐酸为电解质溶液的原电池，正极AgCl得到电子，电极反应式为，生成Ag； ③判断AgCl是否完全转化，即检验混合物中是否含有AgCl，若AgCl完全转化，则剩余固体全部为银，可完全溶于稀硝酸，若AgCl未完全转化，剩余AgCl不能溶于稀硝酸，则可用稀硝酸检验，稀硝酸参与反应可能会产生氮氧化物，反应需在通风设备中进行，反应后的溶液中存在氯离子，若未将滤渣洗净，氯离子会干扰实验，所以首先需要检验氯离子是否洗净，实验方案为：取出铁圈，搅拌均匀，取少量混合物过滤，洗涤，向最后一次洗涤液中滴加AgNO3溶液，确保氯离子洗净，打开通风设备，向洗涤干净的滤渣中加入足量稀HNO3，搅拌，若固体完全溶解，则AgCl完全转化，若固体未完全溶解，则AgCl未完全转化； （3）①纳米Ag溶解时被氧化为Ag+，离子方程式为：； ②溶解氧浓度过高，纳米Ag与氧气生成Ag2O，使得Ag+浓度下降，抗菌性能下降。 1.（2023·江苏卷第16题）16. 实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备，其实验过程可表示为 （1）在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入气体，生成，反应为，其平衡常数K与、、、的代数关系式为___________；下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收效率的有___________(填序号)。 A．水浴加热氧化镁浆料 B．加快搅拌速率 C．降低通入气体的速率 D．通过多孔球泡向氧化镁浆料中通 （2）在催化剂作用下被氧化为。已知的溶解度为0.57g(20℃)，氧化溶液中的离子方程式为___________；在其他条件相同时，以负载钴的分子筛为催化剂，浆料中被氧化的速率随pH的变化如题图甲所示。在pH=6~8范围内，pH增大，浆料中的氧化速率增大，其主要原因是___________。 （3）制取晶体。在如题图乙所示的实验装置中，搅拌下，使一定量的浆料与溶液充分反应。浆料与溶液的加料方式是___________；补充完整制取晶体的实验方案：向含有少量、的溶液中，___________。(已知：、在时完全转化为氢氧化物沉淀；室温下从饱和溶液中结晶出，在150~170℃下干燥得到，实验中需要使用MgO粉末) 【答案】（1） ①. ②. BD （2） ①. ②. pH增大，抑制的水解，反应物的浓度增大，故可加快氧化速率 （3） ①. 用滴液漏斗向盛有MgSO3浆料的三颈烧瓶中缓慢滴加硫酸溶液 ②. 分批加入少量氧化镁粉末，搅拌，直至用pH试纸测得pH≥5，过滤；将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在150~170℃干燥。 【解析】本实验的目的是为了制取，首先在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入气体，生成，然后使一定量的浆料与溶液充分反应生成硫酸镁，在硫酸镁的溶液中加入氧化镁调节溶液的pH除去三价铁和三价铝，将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在150~170℃干燥即可得到； （1）已知下列反应： ① K ② ③ ④ ⑤ ⑥ 根据盖斯定律，①=②-③+④+⑤-⑥，故K=； A．加热可加快反应速率，但温度升高，SO2在水中溶解度降低，且会导致H2SO3受热分解，不一定能提高吸收SO2效率，A错误； B．加快搅拌速率，可以使反应物充分接触，提高吸收SO2效率，B正确； C．降低通入SO2气体的速率，SO2可与MgO浆料充分接触，但会降低反应速率，不一定能提高吸收SO2效率，C错误； D．多孔球泡可以让SO2与MgO浆料充分接触，能提高吸收SO2效率，D正确； 故选BD。 （2）根据题意，O2氧化溶液中的，被氧化为，1molO2氧化2mol，故氧化溶液中的离子方程式为：； pH增大，抑制的水解，反应物的浓度增大，故可加快氧化速率； （3）在进行含固体物质的反应物与液体反应的实验时，应将含固体物质的反应物放在三颈瓶中，通过滴液漏斗滴加液体，H2SO4溶液的滴加速率要慢，以免H2SO4过量； 根据题意，首先需要调节pH≥5以除去Fe3+、Al3+杂质，需要用到的试剂为MgO粉末，操作细节为分批加入少量MgO粉末，以免pH过高，不断搅拌进行反应直至检测到pH≥5，然后过滤除去氢氧化铁、氢氧化铝沉淀；接着需要从溶液中得到，根据题目信息，室温下结晶只能得到，因此需要在150~170℃下干燥得到，操作细节为将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在150~170℃干燥。 2.（2022·江苏卷第16题）16. 实验室以二氧化铈()废渣为原料制备含量少的，其部分实验过程如下： （1）“酸浸”时与反应生成并放出，该反应的离子方程式为_______。 （2）pH约为7的溶液与溶液反应可生成沉淀，该沉淀中含量与加料方式有关。得到含量较少的的加料方式为_______(填序号)。 A．将溶液滴加到溶液中 B．将溶液滴加到溶液中 （3）通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程，可制备含量少的。已知能被有机萃取剂(简称HA)萃取，其萃取原理可表示为 (水层)+3HA(有机层)(有机层)+(水层) ①加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是_______。 ②反萃取的目的是将有机层转移到水层。使尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有_______(填两项)。 ③与“反萃取”得到的水溶液比较，过滤溶液的滤液中，物质的量减小的离子有_______(填化学式)。 （4）实验中需要测定溶液中的含量。已知水溶液中可用准确浓度的溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色，滴定反应为。请补充完整实验方案：①准确量取溶液[约为]，加氧化剂将完全氧化并去除多余氧化剂后，用稀硫酸酸化，将溶液完全转移到容量瓶中后定容；②按规定操作分别将和待测溶液装入如图所示的滴定管中：③_______。 【答案】（1）2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O （2）B （3） ①. 降低溶液中氢离子的浓度，促进碳酸氢根离子的电离，增大溶液中碳酸根离子的浓度 ②. 酸性条件，多次萃取 ③. （4）从左侧滴定管中放出一定体积的待测溶液，加入指示剂苯代邻氨基苯甲酸，用来滴定，当滴入最后半滴标准液时，溶液由紫红色变为亮黄色，即达到滴定终点，记录标准液的体积 【解析】首先用稀盐酸和过氧化氢溶液酸浸二氧化铈废渣，得到三价铈，加入氨水调节pH后用萃取剂萃取其中的三价铈，增大三价铈浓度，之后加入稀硝酸反萃取其中的三价铈，再加入氨水和碳酸氢铵制备产物，以此解题。 （1）根据信息反应物为与，产物为和，根据电荷守恒和元素守恒可知其离子方程式为：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O； （2）反应过程中保持少量即可得到含量较少的，故选B； （3）①增大碳酸根离子的浓度有助于生成产物，故答案为：降低溶液中氢离子的浓度，促进碳酸氢根离子的电离，增大溶液中碳酸根离子的浓度； ②根据萃取原理可知，应选择的实验条件是酸性条件，为了使尽可能多地发生上述转移，可以采用多次萃取； ③“反萃取”得到的水溶液中含有浓度较大的，过滤后溶液中离子浓度较小，故答案为：； （4）应该用标准液滴定待测溶液，用苯代邻氨基苯甲酸作指示剂，故答案为：从左侧滴定管中放出一定体积的待测溶液，加入指示剂苯代邻氨基苯甲酸，用来滴定，当滴入最后半滴标准液时，溶液由紫红色变为亮黄色，即达到滴定终点，记录标准液的体积。 3.（2021·江苏卷第17题）17. 以软锰矿粉(含MnO2及少量Fe、Al、Si、Ca、Mg等的氧化物)为原料制备电池级MnO2。 （1）浸取。将一定量软锰矿粉与Na2SO3、H2SO4溶液中的一种配成悬浊液，加入到三颈瓶中(图1)，70℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤。滴液漏斗中的溶液是___；MnO2转化为Mn2+的离子方程式为___。 （2）除杂。向已经除去Fe、Al、Si的MnSO4溶液(pH约为5)中加入NH4F溶液，溶液中的Ca2+、Mg2+形成氟化物沉淀。若沉淀后上层清液中c(F-)=0.05mol·L-1，则=___。[Ksp(MgF2)=5×10-11，Ksp(CaF2)=5×10-9] （3）制备MnCO3。在搅拌下向100mL1mol·L-1MnSO4溶液中缓慢滴加1mol·L-1NH4HCO3溶液，过滤、洗涤、干燥，得到MnCO3固体。需加入NH4HCO3溶液的体积约为___。 （4）制备MnO2。MnCO3经热解、酸浸等步骤可制备MnO2。MnCO3在空气气流中热解得到三种价态锰的氧化物，锰元素所占比例(×100%)随热解温度变化的曲线如图2所示。已知：MnO与酸反应生成Mn2+；Mn2O3氧化性强于Cl2，加热条件下Mn2O3在酸性溶液中转化为MnO2和Mn2+。 为获得较高产率的MnO2，请补充实验方案：取一定量MnCO3置于热解装置中，通空气气流，___，固体干燥，得到MnO2。(可选用的试剂：1mol·L-1H2SO4溶液、2mol·L-1HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液)。 【答案】（1） ①. H2SO4溶液 ②. MnO2+SO+2H+=Mn2++SO+H2O （2）100 （3）200mL （4）加热到450℃充分反应一段时间，将固体冷却后研成粉末，边搅拌边加入一定量1mol·L-1稀H2SO4，加热，充分反应后过滤，洗涤，直到取最后一次洗涤滤液加盐酸酸化的0.1mol·L-1BaCl2溶液不变浑浊 【解析】（1）若三颈瓶中先加入硫酸溶液，向其中滴加Na2SO3溶液则易生成SO2导致Na2SO3的利用率减小，故滴液漏斗中的溶液是H2SO4溶液；MnO2被亚硫酸根还原为Mn2+的离子方程式为：MnO2+SO+2H+=Mn2++SO+H2O； （2）=； （3）该反应的化学方程式2NH4HCO3+ MnSO4= MnCO3+ (NH4)2SO4+H2O+CO2↑，由方程式可知NH4HCO3与MnSO4的物质的量之比为2：1，需加入NH4HCO3溶液的体积约为200mL ； （4）根据图象在450°C左右MnO2占比最高，所以加热到450°C最佳，MnO与酸反应生成Mn2+，故用酸除MnO，Mn2O3氧化性强于Cl2，用盐酸会发生氧化还原生产氯气。因此，该实验方案可补充为：加热到450℃充分反应一段时间后，将固体冷却后研成粉末，向其中边搅拌边加入一定量1mol·L-1稀H2SO4，加热，充分反应后过滤，洗涤，直到取最后一次洗涤滤液加盐酸酸化的0.1mol·L-1BaCl2溶液不变浑浊。 一、常见实验条件的控制 常见的操作 思考方向 加过量试剂 使反应完全进行(或增大产率、提高转化率) 加氧化剂(如H2O2) 氧化还原性物质，生成目标产物或除去某种离子 通入N2或其他惰性气体 除去装置中的空气，排除氧气的干扰 末端放置干燥管 防止空气中的水蒸气或二氧化碳干扰实验 调节溶液的pH ①调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀) ②“酸作用”还可除去氧化物(膜) ③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等 ④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件) 控制温度 (水浴、冰浴、油浴) ①防止副反应的发生 ②使化学平衡移动；控制化学反应的方向 ③控制固体的溶解与结晶(如趁热过滤能防止某物质降温时析出) ④控制反应速率；使催化剂达到最大活性 ⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点而挥发 ⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离 ⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量 ⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源消耗，降低对设备的要求 洗涤晶体 ①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质 ②“冰水洗涤”：能洗去晶体表面的杂质离子，同时防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗 ③用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出，减少损耗等 ④洗涤沉淀的方法：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2~3次 分离、提纯 ①过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等 ②从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥 二. 减缓化学反应速率的操作 操作 说明 减缓通入气体的速率 有气体参与的反应 减缓滴入反应液的速率 用分液漏斗加入的反应物 分批加入反应物 放热反应或有气体生成的反应 将反应器置于冰水浴中 降低温度 三、 分离操作 实验操作 设问 答题指导 常考归纳 一般 操作 蒸发 蒸发浓缩与结晶是盐溶液分离的常用手段。 蒸发浓缩至有晶膜出现，停止加热 减压蒸发的目的：降低蒸发温度，可防止所制备的物质分解 过滤 一般“沉淀”或结晶之后的分离方法是“过滤” 趁热过滤的目的：保持过滤温度，防止温度降低后某些溶质析出 分液 一般“萃取”之后的分离方法是“分液”；先将下层液体从分液漏斗下口放出，再将上层液体从分液漏斗上口倒出 分离互不相溶的两种液体 蒸馏 一般“分液”之后的分离方法是干燥、蒸馏 蒸馏时，要注意所制备物质的沸点，以确定收集何种温度下的馏分 实验 技巧 回流冷凝 目的：减少易挥发物质的损失 提高反应物的转化率 证明沉淀 是否完全 方法：静置，在上层清液中再加入原沉淀试剂，当不再产生沉淀时，说明已经沉淀完全 常见离子检验： ①检验SO：先加稀盐酸酸化，后加氯化钡溶液； ②检验Cl－：先加稀硝酸酸化，后加硝酸银溶液； ③检验Fe3＋：加硫氰化钾溶液 空白实验 目的：对比实验，做对照 消除其他试剂、实验操作等因素引起的误差 晶体洗涤 沉淀物(或晶体)的洗涤： ①对于易溶于水的晶体，可以用其饱和溶液洗涤； ②对于可溶于水的晶体，可以用乙醇等有机溶剂洗涤 ①向过滤器中加入洗涤液至完全浸没沉淀(或晶体)，待洗涤液自然流下后，重复洗涤2～3次； ②用乙醇洗涤无机盐晶体的原因：减少晶体溶解损失，同时乙醇易挥发，利于产品快速干燥 证明晶体 是否洗涤 干净 方法：取少许最后一次洗涤滤液于一支洁净的试管中，加入某种特定沉淀试剂，若不再产生沉淀，则证明已经洗涤干净 证明晶体洗涤干净的实质：检验特定离子 四、实验方案的设计 1. 实验设计方案解题模式 2.物质制备的大题得分点 1．（2024届高考·江苏省苏锡常镇四市·统考一模）高砷煤中含有砷硫铁（FeAsS）等物质。燃煤产生的烟气中含NO、、粉尘等，经过SCR脱硝除去NO，粉尘经沉降得到粉煤灰。 (1)燃煤固硫 ①燃用高砷煤时加入生石灰将大部分硫元素转化为 （填化学式）留在煤渣中。 ②高砷煤燃烧过程中，砷硫铁在高温下被氧化成释放到烟气中，该反应的化学方程式为 。 (2)SCR脱硝（脱除烟气中的NO） 在烟气中加入适量氨气，用钒氧化物作催化剂将、NO、转化为。烟气中含有的会使钒氧化物催化剂中毒。 ①在SCR脱硝的反应中还原剂为 （填化学式）。 ②研究发现砷中毒机理主要是分子破坏了催化剂的Lewis酸位点，使数量减少（产物中As化合价为+3、+5）。请补充完整产物的结构 。 ③不易使催化剂中毒。但与相比，更不利于脱硝反应的进行，其原因是 。 (3)粉煤灰成分研究 粉煤灰可用于水泥工业，粉煤灰中的氨含量（或铵盐）会影响水泥的性能。 ①取50.00 g粉煤灰加入NaOH蒸出，用20 mL 0.1000 mol⋅L的溶液吸收，用0．2000mol⋅L NaOH溶液滴定过量的至终点，平行滴定3次，平均消耗NaOH溶液10.00 mL，计算粉煤灰中的以计的氨含量 （用mg⋅g表示，写出计算过程）。 ②相同烟气所得脱硝粉煤灰（经过SCR脱硝后获得）与未脱硝粉煤灰（直接沉降获得）加水后溶解后，所得浆液pH随时间的变化如图所示。脱硝粉煤灰pH始终比未脱硝粉煤灰低的原因是 。 【答案】(1) (2) 将氧化，与反应的的量减少，产生的会使催化剂中毒 (3) 粉煤灰中的氨含量0.68mg.g-1 部分被氧化为，与、反应生成溶于水呈酸性 【解析】（1）①向燃煤中加入生石灰，高温时生石灰、氧气和SO2转化为CaSO4留在煤渣中； ②高砷煤燃烧过程中，砷硫铁在高温下被氧化成As2O3释放到烟气中，该反应的化学方程式为； （2）①NH3、NO、O2转化为N2，其中NH3的N化合价从-3变为0，失电子化合价升高，是还原剂； ②由题意，产物中As化合价为+3、+5，As2O3分子破坏了催化剂的Lewis酸位点，故考虑有一个As与两个位点结合，是+5价，另一个As仍然与3个O结合，是+3价，故结构为； ③As2O5不易使催化剂中毒，但与As2O3相比，As2O5更不利于脱硝反应的进行，因为As2O5将NH3氧化，与NO反应的NH3的量减少，产生的As2O3会使催化剂中毒； （3）①通过NaOH溶液可以计算出过量的硫酸物质的量为，则与NH3反应的硫酸物质的量为0.1000 mol⋅L−1×20×10-3L-1×10-3mol=1×10-3mol，粉煤灰中的以NH3计的氨含量为； ②未脱硝粉煤灰中有NO，有氧化性，部分SO2被氧化为SO3，SO3与NH3、H2O反应生成(NH4)2SO4溶于水呈酸性，所以脱硝粉煤灰pH始终比未脱硝粉煤灰低。 2．（2024届高考·江苏省南京市、盐城市·统考一模）实验室以菱锰矿(含及少量的氧化物等)为原料制备高纯和的流程如下图所示。已知：室温下电离常数。 (1)该流程中可循环使用的物质有 。 (2)“沉铁”过程需加氨水调节溶液，使溶液中转化为沉淀同时得到溶液。检验溶液中是否含有的实验方法是 。 (3)沉铁过程中也会产生少量沉淀。在工业上可用于去除溶液中，反应为：，其平衡常数 。 (4)制取。在题图1所示的实验装置中，搅拌下使一定量的溶液与氨水混合溶液充分反应。 ①滴液漏斗中添加的药品是 。 ②混合溶液中氨水的作用是 。 (5)制取。固定其他条件不变，反应物物质的量浓度比值、温度、空气流量对溶液制取纯度的影响如题图2、题图3、题图4所示。 补充完整制取纯净的实验方案：取的溶液， ，控制搅拌速率反应， ，干燥，得到纯净的(须使用的试剂：溶液、溶液)。 【答案】(1)或氨水、 (2)取少量溶液于试管中，向其中滴加溶液{或溶液}，若溶液不变红(或没有蓝色沉淀)，则溶液中无 (其他答案合理也可) (3)10 (4) (三颈烧瓶中盛有溶液)(缓慢滴加)氨水混合溶液 调节溶液，增大，使尽可能沉淀完全 (5)边搅拌边向其中加入溶液，并保持水浴加热，同时以的流量向溶液中通入空气 静置过滤，用水洗涤，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加溶液，无沉淀生成 【分析】根据菱锰矿中所含成分，以及流程图可知，碳酸锰与硫酸铵反应生成硫酸锰、氨气和二氧化碳，铁的氧化物、二氧化硅不与硫酸铵反应，加水溶解后，得到含硫酸锰溶液，再加入氨水调节pH除去铁，过滤得到硫酸锰溶液，搅拌下使一定量的MnSO4溶液与氨水−NH4HCO3混合溶液充分反应，同时得到硫酸铵，据此解答。 【解析】（1）根据分析，该流程中可循环使用的物质有或氨水、。 （2）铁离子遇到KSCN变红，则检验溶液中是否含有的实验方法是取少量溶液于试管中，向其中滴加溶液{或溶液}，若溶液不变红(或没有蓝色沉淀)，则溶液中无 (其他答案合理也可)。 （3）反应平衡常数===10。 （4）①根据溶液与氨水混合溶液充分反应，滴液漏斗中添加的药品是(三颈烧瓶中盛有溶液)(缓慢滴加)氨水混合溶液。 ②反应生成MnCO3，混合溶液中氨水的作用是调节溶液，增大，使尽可能沉淀完全。 （5）制取纯净的实验方案：取的溶液，边搅拌边向其中加入溶液，并保持水浴加热，同时以的流量向溶液中通入空气，控制搅拌速率反应静置过滤，用水洗涤，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加溶液，无沉淀生成，干燥，得到纯净的(须使用的试剂：溶液、溶液)。 3．（2024届高考·江苏省连云港市·统考一模）实验室利用含钴废催化剂制备，并利用其制备。已知：完全沉淀的为，完全沉淀的为，开始沉淀的为，的溶解度曲线如图-1所示。 (1)制备。 ①中基态核外电子排布式为 。 ②补充完整以含钴废催化剂(主要成分为，少量和)为原料制备的实验方案： ，洗涤2~3次，低温干燥，得到产品。(实验中须使用的仪器和试剂：计、溶液、固体) (2)制备并测定含量。将和活性炭(催化剂)加入三颈瓶中(装置见图-2)，然后再依次通过滴液漏斗缓慢滴加和浓氨水混合溶液、溶液，控制温度不超过充分反应，冷却后过滤。 ①三颈瓶中生成反应的离子方程式为 。 ②加入的作用是 。 ③在没有活性炭存在时，能得到一种化学式为的纯净物。测得与足量的硝酸银溶液反应生成，该配合物内界的化学式为 。 ④准确称取样品于烧杯中，加入足量溶液充分反应，微沸加热至无放出。冷却至室温后，加入过量的固体和盐酸，充分摇荡。将所得溶液定容至，然后取出溶液放入锥形瓶中，滴加少量淀粉溶液，用溶液滴定至终点，消耗溶液的体积为。计算样品中钴元素的质量分数。 。已知：，，。 【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d7 用溶解含钴废催化剂，加固体调节pH，用pH计控制4.2≤pH＜6.5生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀除Fe3+、Al3+，过滤，滤液加热浓缩、冷却到50-90℃结晶析出，过滤 (2) 抑制氨水电离，防止生成Co(OH)2沉淀 20% 【分析】含钴废催化剂主要成分为，少量和。用盐酸溶解得到含有Co2+、Al3+、Fe3+的溶液，加碳酸钴调节pH为4.2~6.5生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀除Fe3+、Al3+，过滤，滤液加热浓缩、冷却到50-90℃结晶析出。 【解析】（1）①Co是27号元素，Co失去4s上的2个电子得到，基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d7。 ②补充完整以含钴废催化剂(主要成分为，少量和)为原料制备的实验方案：用溶解含钴废催化剂，加固体调节pH，用pH计控制4.2≤pH＜6.5生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀除Fe3+、Al3+，过滤，滤液加热浓缩、冷却到50-90℃结晶析出，过滤，加洗涤2~3次，低温干燥，得到产品。 （2）①三颈瓶中,Co2+被双氧水氧化生成反应的离子方程式为。 ②能抑制氨水电离，防止生成Co(OH)2沉淀。 ③与足量的硝酸银溶液反应生成，说明外界只有2个氯离子，该配合物内界的化学式为 。 ④根据、，建立关系式,样品中n(Co=)=0.1mol/L×0.024L0.024mol，样品中钴元素的质量分数为。 4．（2024届高考·江苏省南通市·统考一模）学习小组利用废银催化剂制备乙炔银和酸性乙炔银。已知乙炔银和酸性乙炔银在受热时均易发生分解。 (1)制取乙炔。利用如图装置制取纯净的乙炔。 ①电石与水反应剧烈，为减缓反应速率，在不改变电石用量和大小的情况下，可采取的措施有 (写两点)。 ②电石主要含，还含有等杂质。洗气瓶中溶液的作用是 。 (2)制备乙炔银。向含有的溶液中通入乙炔可得到乙炔银沉淀。 ①写出生成乙炔银的化学方程式： 。 ②补充完整制取乙炔银固体的实验方案：将废银催化剂分批加入浓硝酸中，采用空气搅拌，用稀硝酸和氢氧化钠溶液先后吸收反应产生的废气，过滤除去不溶物， ，将转入棕色试剂瓶中。(实验中须使用的试剂有：氨水、去离子水)。 (3)制备酸性乙炔银并测定其组成。将乙炔通入硝酸银溶液中可制得酸性乙炔银。反应原理为。 ①将过滤所得滤渣置于小烧杯中，利用丙酮反复多次冲洗沉淀。检验滤渣已经洗净的实验方案是 。 ②准确称取样品，用浓硝酸完全溶解后，定容得溶液，取于锥形瓶中，以作指示剂，用标准溶液进行滴定，终点时消耗标准溶液的体积为。 滴定终点的现象为 。通过计算确定n的数值 (写出计算过程)。 【答案】(1)使用饱和食盐水代替水；减缓分液漏斗中液体的滴加速率 除去气体 (2) 向滤液中加入氨水至产生的沉淀溶解，向所得溶液中通入至不再有沉淀生成，过滤，用去离子水洗涤滤渣2~3次，常温风干 (3)将最后一次洗涤液倒入少量的蒸馏水中，用试纸检测溶液，若溶液呈中性，则沉淀已洗涤干净 加入最后半滴标准液，锥形瓶内液体出现红色，且半分钟内不褪色 6 【解析】（1）①为减缓反应速率，在不改变电石用量和大小的情况下，可以使用饱和食盐水代替水或者减缓分液漏斗中液体的滴加速率； ②洗气瓶中CuSO4溶液与H2S反应生成硫化铜沉淀，洗气瓶中CuSO4溶液的作用是除H2S； （2）①向含有Ag(NH3)2OH的溶液中通入乙炔可得到乙炔银沉淀，方程式为：； （3）①当沉淀中不再含有硝酸时，沉淀则洗净，所以可以通过检查洗涤液中是否含有氢离子来判断，方法是：将最后一次洗涤液倒入少量的蒸馏水中，用pH试纸检测溶液pH，若溶液呈中性，则沉淀已洗涤干净； ②铁离子结合SCN-，溶液显红色，所以加入最后半滴标准液，锥形瓶内液体出现红色，且半分钟内不褪色，则到滴定终点； ③根据方程式可知，20mL溶液中，n(Ag+)=n(SCN-)=0.810-3mol，则200mL溶液中总的银离子的物质的量为8×10-3mol， 5．（2024届高考·江苏省泰州市·统考一模）广泛用于冶金、化工行业，可制取多种含钒化合物。 (1)实验室制备氧钒（Ⅳ）碱式碳酸铵晶体，过程如下： “还原”步骤中生成，反应的化学方程式为 ；若不加，HCl也能还原生成和，分析反应中不生成的原因 。 (2)对制得的晶体进行含钒量的测定：称取样品，经过系列处理后将钒（Ⅳ）完全氧化，定容为溶液；量取溶液，加入指示剂，用的标准溶液滴定至终点，滴定过程中反应为；平行滴定4次，消耗标准溶液的体积分别为，则样品中钒元素的质量分数为 （写出计算过程，结果保留两位小数）。 (3)时，将氧钒碱式碳酸铵晶体与反应制备共价晶体，一段时间后，固体质量不再变化，经检测仍有氧钒碱式碳酸铵剩余，可能的原因是 。 (4)可溶于强酸强碱，不同、不同钒元素浓度时，价存在形态如题图所示： ①将溶解在烧碱溶液中，剩余溶液的，反应的离子方程式为 。 ②具有对称结构，其结构式可表示为 。 【答案】(1)2V2O5+N2H4+8HCl=4VOCl2+N2↑+6H2O N2H4的还原性强于HCl (2)28.69% (3)生成了致密的VN覆盖在氧钒碱式碳酸铵晶体表面，阻碍了氧钒碱式碳酸铵晶体与NH3的接触 (4) V2O5+4OH—=V2O+2H2O 【分析】由题给流程可知，五氧化二钒与肼、HCl反应生成VOCl2、氮气和水，VOCl2与碳酸氢铵溶液反应制得氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体。 【解析】（1）由分析可知，还原步骤发生的反应为五氧化二钒与肼、HCl反应生成VOCl2、氮气和水，反应的化学方程式为2V2O5+N2H4+8HCl=4VOCl2+N2↑+6H2O；由题给信息可知，五氧化二钒也能与氯化氢反应生成VOCl2和氯气，反应中不生成氯气说明肼的还原性强于氯化氢，会优先与五氧化二钒反应，故答案为：2V2O5+N2H4+8HCl=4VOCl2+N2↑+6H2O；N2H4的还原性强于HCl； （2）由题给数据可知，第三次实验的误差较大应舍去，则消耗硫酸亚铁铵溶液的平均体积为=22.50mL，由方程式和原子个数守恒可知，样品中钒元素的质量分数为×100%≈28.69%，故答案为：28.69%； （3）由题意可知，750℃时，将氧钒碱式碳酸铵晶体与氨气反应制备共价晶体氮化钒时，一段时间后，固体质量不再变化，经检测仍有氧钒碱式碳酸铵剩余说明氧钒碱式碳酸铵未能完全反应，可能是生成了致密的VN覆盖在氧钒碱式碳酸铵晶体表面，阻碍了氧钒碱式碳酸铵晶体与NH3的接触，故答案为：生成了致密的VN覆盖在氧钒碱式碳酸铵晶体表面，阻碍了氧钒碱式碳酸铵晶体与NH3的接触； （4）①由钒原子个数守恒可知，五氧化二钒与氢氧化钠溶液反应所得溶液中钒元素的浓度为=0.1mol/L，则溶液中钒元素浓度—lgc=1，由溶液中氢氧根离子浓度为0.01 mol/L，溶液pH为12，由图可知，—lgc为1和pH为12时，+5价钒元素的存在形式为V2O，则五氧化二钒与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为V2O5+4OH—=V2O+2H2O，故答案为：V2O5+4OH—=V2O+2H2O； ②由V2O中钒元素的化合价为+5价，离子具有对称结构可知，离子的结构式为，故答案为：。 6．（2024届高考·江苏省南通市如皋市·统考一模）全钒液流电池正极废液中含有的离子是。以该废液为原料经过氧化、调、沉钒、煅烧可以制取。 (1)氧化：向正极废液中加入将转化为，写出该反应的离子方程式： 。 (2)调：向氧化后的溶液中加入调节溶液，溶液中V（价）会以等形式存在。随pH的升高，溶液中的值将 （填“增大”“减小”或“保持不变”），判断的方法是 。 (3)沉钒：不同时，向溶液中加入，可得到不同类型的含钒沉淀。 ①其他条件一定，控制溶液在2～5之间，向溶液中加入，沉钒率和沉淀的X射线衍射图分别如图1和图2所示。时，越大，溶液的沉钒率越低的原因是 。 ②向的溶液中（此时主要以存在）加入过量溶液，生成沉淀。加入过量溶液的目的是。已知：。 (4)煅烧：煅烧固体制取时，需在有氧条件下进行，原因是 。 (5)是一种相变材料，其一种晶胞（部分原子未标出）的结构如图3所示，在图中合适位置补充其余原子 。 【答案】(1) (2)增大 根据反应可知，升高，浓度减小，平衡逆向移动，的值增大 (3)时，溶液中转化为，或沉淀的溶解度大于沉淀，所以沉淀率减小@促进充分沉淀 (4)具有氧化性，会被（或）还原，氧气存在时可以防止被还原 (5) 【解析】（1）将氧化为，自身被还原为Cl-，V元素升高1价，Cl元素降低6价，根据电子守恒与电荷守恒，离子方程式为：； （2）会相互转化，转化的离子方程式为：，随pH的升高，该转化平衡向左移动，故溶液中的值将增大； （3）由图2可以看出，pH>3时，溶液中转化为，或沉淀的溶解度可能大于沉淀，所以沉淀率减小；向的溶液中(此时主要以存在)加入过量溶液，生成沉淀，加入过量溶液的目的是增大NH的浓度，促进充分沉淀； （4）因为具有氧化性，会被会被(或)还原，所以在有氧的条件下煅烧固体，使(或)被氧气消耗，可以防止被还原； （5）根据图3可以算出晶胞中V的个数为=2，根据化学式，则一个晶胞中O的个数应为4，图3中样的个数为=3，根据上下底面的对称性，则上下底面个有1个氧，此时则满足晶胞特点，且氧的个数刚好为4，补充氧原子后的晶胞图为：。 7．（2024届高考·江苏省南京市盐城市·统考一模）过氧化钙(CaO2)微溶于水，溶于酸，是一种用途广泛的化工产品。以石灰石（含有少量铁、硅的氧化物）为原料制备CaO2的实验流程如下： 已知：①双氧水(H2O2)在弱酸性或中性条件下性质较稳定，在碱性条件下不稳定。 ②273 K时， (1)判断“酸浸1”完成的标志是 。 (2)“除杂”时，待充分反应后将溶液煮沸并趁热过滤，“滤渣”的主要成分为 ；相比普通过滤装置，使用如图所示的热抽滤装置的优点是 。 (3)“转化”需在冰水浴中进行，生成CaO2·8H2O晶体的离子方程式为 ；CaCl2与H2O2直接反应不易发生，制备时加入适量氨水有利于CaO2生成，其可能原因为 。 (4)测定产品中CaO2含量。高锰酸钾滴定法原理为：在酸性条件下，CaO2与稀酸反应生成H2O2，用标准酸性KMnO4溶液滴定所生成的H2O2，以确定CaO2含量。下列关于滴定分析的说法，不正确的是___________（填字母）。 A．滴定时应一直观察滴定管中溶液体积的变化 B．当滴入半滴酸性KMnO4溶液后，溶液颜色从无色刚好变为浅红色，且半分钟内不变色，表示已经到达滴定终点 C．滴定前滴定管尖嘴内有气泡，滴定后尖嘴内无气泡，则测定结果偏小 D．读取 KMnO4溶液体积时，滴定前俯视读数，滴定后仰视读数，则测定结果偏大 (5)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2，还含有少量SiO2等杂质]为原料也可制备CaO2，设计制备CaO2·8H2O晶体的实验方案： 。（须使用的试剂：NH4Cl溶液、H2O2溶液、冰水） 【答案】(1)继续滴加盐酸，酸浸液中无气泡产生 (2) Fe(OH)3、SiO2 抽滤比普通过滤速度更快，同时通入热水保温可防止CaCl2晶体析出 (3) 氨水与反应生成的HCl中和，使H+浓度降低以及放出热量，均促进反应向生成CaO2的方向进行 (4)AC (5)在搅拌下，向NH4Cl溶液中分批加入电石渣，置于冰水浴中反应一段时间后，过滤；在冰水浴中，边搅拌边向H2O2溶液中缓慢滴加所得滤液，待有大量晶体生成，过滤，用少量冰水洗涤2--3次，干燥 【分析】石灰石矿渣经过“酸浸”后产生的溶液中溶质主要为剩余的氯化氢、生成的氯化钙和氯化亚铁、氯化铁，SiO2不能与酸反应，经过滤除去，然后经加入H2O2溶液将氯化亚铁氧化为氯化铁，加入氨水，HCl与氨水反应产生NH4Cl，氯化铁与氨水反应形成Fe(OH)3沉淀，过滤除去，所得溶液中的溶质主要为氯化钙和新生成的氯化铵，通入碳酸铵溶液时，氯化钙与碳酸铵会反应生成碳酸钙沉淀和氯化铵，所以过滤后，所得滤液中的溶质主要为NH4Cl，纯CaCO3用盐酸酸浸，反应产生CaCl2，向其中加入双氧水及氨水，反应产生CaO2。 【解析】（1）石灰石主要成分是CaCO3，在“酸浸1”时，会发生反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，若“酸浸1”完成，再滴加稀盐酸时，不能再与CaCO3发生反应产生CO2气体，就无气泡产生； （2）石灰石主要成分是CaCO3，还含有杂质Fe2O3、FeO、SiO2，加入酸浸时，Fe2O3、FeO反应产生FeCl3、FeCl2，加入双氧水，FeCl2被氧化变为FeCl3，加入的氨水与FeCl3反应产生Fe(OH)3沉淀，经过滤除去，SiO2与HCl不能发生反应，也以沉淀的形式存在，故“除杂”时，待充分反应后将溶液煮沸并趁热过滤，“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3、SiO2； 相比普通过滤装置，使用如图所示的热抽滤装置的优点是抽滤比普通过滤速度更快，同时通入热水保温可防止CaCl2晶体析出； （3）“转化”需在冰水浴中进行，CaCl2与氨水、H2O2在溶液中反应生成CaO2⋅8H2O晶体，同时反应产生NH4Cl，该反应的离子方程式为； CaCl2与H2O2直接反应不易发生，制备时加入适量氨水有利于CaO2生成，其可能原因为氨水与反应生成的HCl中和，使H+浓度降低以及放出热量，均促进反应向生成CaO2的方向进行； （4）A．CaO2与稀酸反应生成H2O2，用标准酸性KMnO4溶液滴定所生成的H2O2，H2O2被KMnO4氧化为O2，KMnO4被还原为无色Mn2+，因此滴加标准酸性KMnO4溶液时，若无气泡产生，溶于由无色变为浅红色，则证明滴定达到终点，而不能一直观察滴定管中溶液体积的变化，A错误； B．用标准酸性KMnO4溶液滴定H2O2溶液时，滴定终点判断方法是：滴入最后半滴酸性KMnO4溶液后，溶液颜色从无色刚好变为浅红色，且半分钟内不变色，表示已经到达滴定终点，B正确； C．在滴定前滴定管尖嘴内有气泡，滴定后尖嘴内无气泡，则滴定消耗标准酸性KMnO4溶液体积偏大，H2O2的质量偏大，因而会导致测定结果偏大，C错误； D．读取KMnO4溶液体积时，滴定前俯视读数，V1偏小，滴定后仰视读数，V2偏大，则消耗标准溶液体积(V2-V1)就会偏大，最终导致测定结果偏大，D正确； 故合理选项是AC； （5）电石渣[主要成分为Ca(OH)2，还含有少量SiO2等杂质]，以电石渣为原料液可以制备CaO2，要求必须使用NH4Cl溶液、H2O2溶液、冰水，由于NH4Cl是强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性，其水溶液溶解Ca(OH)2，反应产生CaCl2溶液，过滤除去酸性氧化物SiO2等固体杂质，CaCl2溶液与H2O2溶液在冰水浴反应，就可得到CaO2·8H2O晶体。故制备CaO2·8H2O晶体的实验方案是：在搅拌下，向NH4Cl溶液中分批加入电石渣，置于冰水浴中反应一段时间后，过滤；在冰水浴中，边搅拌边向H2O2溶液中缓慢滴加所得滤液，待有大量晶体生成，过滤，用少量冰水洗涤2--3次，干燥。 8．（2024届高考·江苏省南通·统考二模）实验室以为原料制备磷酸亚铁晶体，其部分实验过程如下： （1）将一定体积98%的浓硫酸稀释为200 mL30%的硫酸，除量筒外，还必须使用的玻璃仪器有________。 （2）检验“还原”已完全的实验操作为_______________。 （3）向过滤后的滤液中加入，并用氨水或调节溶液pH，“共沉淀”生成。 ①若使用调节溶液pH，“共沉淀”反应的离子方程式为__________。 ②不使用NaOH调节溶液pH的原因是______________。 ③补充完整利用图所示装置（夹持装置已略去）制取的实验方案：向三颈烧瓶中加入抗坏血酸溶液，_____至混合液，____________，充分搅拌一段时间，过滤，洗涤固体，真空干燥。（已知：所用抗坏血酸溶液，当溶液pH控制在4~6之间时，所得晶体质量最好。恒压滴液漏斗a．b中分别盛放溶液和混合液。） （4）测定样品中（g⋅mol）的纯度。取0.6275 g样品完全溶解后配制成250 mL溶液，取出25.00 mL于锥形瓶中，加入一定量的将铁元素完全氧化，以磺基水杨酸为指示剂，用0.02000 mol·LEDTA标准溶液进行滴定至终点（与EDTA按物质的量之比为1∶1发生反应），消耗EDTA溶液15.00 mL。计算该磷酸亚铁晶体样品的纯度_______（写出计算过程）。 【答案】（1）烧杯．玻璃棒 （2）取少量还原后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液（或亚铁氰化钾） （3） ①. ②. NaOH碱性强，容易造成局部pH过高，生成等杂质 ③. 向三颈烧瓶中滴加混合溶液 ④. 再向三颈烧瓶中滴加溶液，通过调节恒压滴液漏斗a、b的活塞，控制溶液pH为4~6 （4）80.00% 【解析】二硫化亚铁煅烧得到氧化铁，硫酸酸溶后得到硫酸铁，用二硫化亚铁还原生成硫酸亚铁和硫沉淀，过滤，滤液用磷酸氢二钠共沉淀生成磷酸亚铁晶体[Fe3(PO4)2⋅8H2O]。 （1）将一定体积98%的浓硫酸稀释为200mL30%的硫酸，使用的仪器除量筒外，还必须使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒； （2）“还原”时，硫酸铁用二硫化亚铁还原生成硫酸亚铁和硫沉淀，反应已完全检验溶液中无铁离子，其实验操作为取少量还原后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液（或亚铁氰化钾），溶液变红（或生成蓝色沉淀），说明含有铁离子，反之则不含有，“还原”已完全； （3）①若使用CH3COONa调节溶液pH，“共沉淀”反应生成Fe3(PO4)2⋅8H2O和醋酸，其反应的离子方程式为； ②不使用NaOH调节溶液pH的原因是NaOH碱性强，容易造成局部pH过高，生成Fe(OH)2等杂质； ③制取Fe3(PO4)2⋅8H2O的实验方案：向三颈烧瓶中加入抗坏血酸溶液，向三颈烧瓶中滴加CH3COONa-Na2HPO4混合溶液至混合液pH≈4，再向三颈烧瓶中滴加FeSO4溶液，通过调节恒压滴液漏斗a、b的活塞，控制溶液pH为4～6，充分搅拌一段时间，过滤，洗涤固体，真空干燥； （4）每25.00 mL溶液中n（Fe2+）=0.02000mol⋅L-1×15.00mL×10-3L⋅mL-1=3.000×10-4mol，n[Fe3(PO4)2⋅8H2O]＝1.000×10−4mol，0.6275 g样品中含n[Fe3(PO4)2⋅8H2O]＝1.000×10−4 mol×＝1.000×10−3mol，m[Fe3(PO4)2⋅8H2O]＝1.000×10−3 mol×502 g⋅mol−1＝0.5020g，纯度为×100%＝80.00%。 9．（2024届高考·江苏省南京、盐城市·统考二模）实验室以(NH4)2CO3和Cu(OH)2为原料制备高纯Cu2(OH)2CO3的方法如下： （1）“浸取”时，加料完成后，保持反应温度不变，提高铜元素浸出率的方法有___________(答两点)。 （2）“蒸氨”在如图所示的实验装置中进行。 ①三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为___________。 ②实验采用三个盛有水的洗气瓶吸收尾气的目的为___________；与上图所示洗气瓶相比，采用三个如图所示装置的优点为___________。 ③实验采用真空泵持续抽气，稳定的气流有利于真空泵的使用。实验中控制反应温度由80℃升高至95℃，采用变温加热操作的原因为___________。 （3）已知：①； ② ； ③沉淀速率过快时，Cu(OH)2絮状沉淀易裹挟杂质。 以CuSO4∙5H2O固体为原料，补充完整制备纯净Cu(OH)2的实验方案：取一定质量的CuSO4∙5H2O固体分批加入蒸馏水中，搅拌至完全溶解，___________，低温烘干。(须使用的试剂：浓氨水、1mol∙L-1 NaOH溶液、0.1mol∙L-1 BaCl2溶液、蒸馏水) 【答案】（1）加快搅拌速率、延长浸取时间 （2） ①. ②. 提高氨气吸收率，防止污染空气 ③. 增大气体与水的接触面积，提高氨气吸收率；组装简单且气密性更好 ④. 反应初期反应物浓度高，温度较低可避免分解产生气体的速率过快；随着反应物浓度降低，升高温度有利于提高分解产生气体的速率，以上均有利于获得稳定的气流 （3）边搅拌边向溶液中滴加浓氨水至产生的沉淀完全溶解，滴加1mol∙L-1 NaOH溶液，直至向静置后的上层清液中继续滴加NaOH溶液无沉淀生成，过滤；用蒸馏水洗涤沉淀，直至向最后一次洗涤滤液中滴加0.1mol∙L-1 BaCl2溶液无明显现象 【解析】以(NH4)2CO3和Cu(OH)2为原料制备高纯Cu2(OH)2CO3时，先将(NH4)2CO3溶液加入Cu(OH)2固体中进行浸取，得到Cu(NH3)2CO3溶液，再进行蒸氨，便可得到Cu2(OH)2CO3。 （1）“浸取”时，加料完成后，保持反应温度不变，可通过增大接触时间、增大接触面积提高铜元素浸出率，具体方法有：加快搅拌速率、延长浸取时间。 （2）①三颈烧瓶中，通过蒸氨，Cu(NH3)2CO3转化为Cu2(OH)2CO3，同时生成二氧化碳气体，发生反应的化学方程式为。 ②实验产生的氨气是大气污染物，需要进行处理，以防污染大气，则采用三个盛有水的洗气瓶吸收尾气的目的为提高氨气吸收率，防止污染空气；图中装置为一整体，不需另加导管，且密封性好，氨气与水的接触面积大，吸收效果好，则与上图所示洗气瓶相比，采用三个如图所示装置的优点为：增大气体与水的接触面积，提高氨气吸收率；组装简单且气密性更好。 ③在整个蒸氨过程中，溶液的浓度由大到小，实验中控制反应温度由80℃升高至95℃，可控制气体的生成速率，则采用变温加热操作的原因为：反应初期反应物浓度高，温度较低可避免分解产生气体的速率过快；随着反应物浓度降低，升高温度有利于提高分解产生气体的速率，以上均有利于获得稳定的气流。 （3）以CuSO4∙5H2O固体为原料制备纯净Cu(OH)2，若直接滴加NaOH，生成Cu(OH)2的速率过快，Cu(OH)2絮状沉淀易裹挟杂质，若先将Cu2+转化为[Cu(NH3)4]2+，再转化为Cu(OH)2，可控制生成Cu(OH)2的速率，使Cu(OH)2缓慢生成，则实验方案为：取一定质量的CuSO4∙5H2O固体分批加入蒸馏水中，搅拌至完全溶解，边搅拌边向溶液中滴加浓氨水至产生的沉淀完全溶解，滴加1mol∙L-1 NaOH溶液，直至向静置后的上层清液中继续滴加NaOH溶液无沉淀生成，过滤；用蒸馏水洗涤沉淀，直至向最后一次洗涤滤液中滴加0.1mol∙L-1 BaCl2溶液无明显现象，低温烘干。 10．（2024届高考·江苏省苏锡常镇·统考二模）实验室用磷矿脱镁废液制备的实验过程可表示为 （1）磷矿脱镁废液中主要含及少量、、、和。 ①向废液中加入溶液调节为，可达到和的最佳沉淀效果。其中转化为的离子方程式为_________。 ②将除杂净化后的清液控制在一定温度，加入浆液搅拌即可获得固体。实验测得镁回收率、产品纯度与反应后溶液关系如图所示。小于6时，随着增大，镁回收率上升，其原因是_______。 ③大于6时，随着增大，产品纯度逐渐下降，其可能原因是_______。 （2）实验室用如下方案测定产品(含有杂质)的纯度：准确称取磷酸氢镁产品，加入足量稀硫酸溶解后配成溶液。准确移取于锥形瓶中，用标准液滴定(离子方程式为)至终点，平行滴定三次，平均消耗标准液。计算该产品中的纯度_______(写出计算过程)。 （3）恒温转化后的母液中主要含和。已知：水溶液中各含磷微粒的分布如图-2所示，和的溶解度曲线如图-3所示；常温下、的溶度积常数依次为和。请补充完整由恒温转化后的母液制备晶体的实验方案：用比浊法测定母液中的浓度后，在搅拌下向一定体积的母液中_______，过滤、用无水乙醇洗涤，干燥。 【答案】（1） ①. Ca2+++OH−+H2O=CaHPO4⋅2H2O；HPO ②. 浓度增大，有利于生成MgHPO4固体 ③. 可能生成大量磷酸根离子，进而产生Mg3(PO4)2沉淀 （2）2500mL溶液中n(Mg2+)=n(H2Y2-)=0.05000mol/L×0.01920L=9.6×10-4mol 0.7200g磷酸氢镁产品中MgHPO4⋅3H2O的质量为9.6×10-4mol×4×174g/mol=0.66816g 该产品中MgHPO4⋅3H2O的纯度为×100%=92.80%； （3）加入计算量的BaCl2溶液，过滤，向滤液中逐滴加入氢氧化钠溶液至pH=14，将溶液加热蒸发浓缩至有晶膜出现，冷却结晶 【解析】磷矿脱镁废液含及少量Mg2+、Ca2+、Fe3+、Al3+和，实验室用磷矿脱镁废液制备MgHPO4⋅3H2O先加入NaOH溶液调节pH为4.5，使Ca2+、Fe3+、Al3+转化为沉淀，过滤除去沉淀，清液控制在一定温度加入MgO浆液搅拌即可获得MgHPO4固体。 （1）①废液中的与NaOH反应生成，与Ca2+生成CaHPO4⋅2H2O，离子方程式为； ②pH小于6时，随着pH增大，浓度增大，有利于生成MgHPO4固体，镁回收率上升； ③pH大于6时，随着pH增大，可能生成大量磷酸根离子，进而产生Mg3(PO4)2沉淀，导致产品纯度降低； （2）由所给离子方程式，25.00mL溶液中n(Mg2+)=n(H2Y2-)=0.05000mol/L×0.01920L=9.6×10-4mol，故0.7200g磷酸氢镁产品中MgHPO4⋅3H2O的质量为9.6×10-4mol×4×174g/mol=0.66816g，该产品中MgHPO4⋅3H2O的纯度为； （3）根据常温下BaSO4、BaHPO4的溶度积常数为1.1×10−10和3.2×10−7，恒温转化后的母液中加入氯化钡会生成硫酸钡沉淀从而除去硫酸根，由图2可知，pH=14时，含磷微粒全部从原来的磷酸氢根转化为磷酸根，故加氢氧化钠溶液至pH=14时，溶质为Na3PO4，再由图3的溶解度随温度变化曲线，磷酸钠溶解度随温度变化很大，应当将溶液蒸发浓缩至有晶膜出现，冷却结晶，过滤即得Na3PO4晶体，再用无水乙醇洗涤，干燥，故答案为：加入计算量的BaCl2溶液，过滤，向滤液中逐滴加入氢氧化钠溶液至pH=14，将溶液加热蒸发浓缩至有晶膜出现，冷却结晶。 11．（2024届高考·江苏省南通如皋·二模模拟）实验室从电解铜阳极泥（含等）中提取硒及银、金等贵金属，过程如下： 已知：①升华温度为． ②氯化法提取的原理：在溶有的盐酸中可反应生成溶液，可被还原为． （1）“焙烧”时通常采用低温氧化焙烧，所得固体有等．“焙烧”时采用低温的目的是_____． （2）“浸出”时先加入稀硫酸，再加入盐酸．加盐酸时发生反应：．该反应平衡常数______．[已知，] （3）“浸出渣”中含有及少量惰性物质． ①用溶液浸取浸出渣得到含溶液，用甲醛还原可生成银．碱性条件下，用甲醛还原生成银和的离子反应方程式为：_______． ②补充完整以浸出渣为原料回收的实验方案：_______，得到金．（实验中须使用如图所示实验装置及以下试剂：、盐酸，溶液，溶液） （4）通过如下步骤测定粗硒样品中的质量分数： 步骤1：准确称取粗硒样品，加入足量硝酸充分溶解生成溶液，配成溶液； 步骤2：取所配溶液于锥形瓶中，加入和溶液，使之充分反应； 步骤3：滴入滴淀粉指示剂，振荡，逐滴加入物质的量浓度为的溶液标准溶液滴定至终点，恰好完全反应，消耗标准溶液． 已知： 计算粗硒样品中的质量分数，并写出计算过程______。 【答案】（1）防止因升华导致硒的回收率降低 （2） （3） ①. ②. 向浸出渣中加入一定量的盐酸，从导管a处通入至（黄色）固体不再溶解，过滤，向滤液中加入溶液，至向上层清液中继续滴加溶液不再产生沉淀时停止滴加，过滤，洗涤滤渣至最后一次洗涤滤液加入溶液不再产生沉淀 （4） 【解析】阳极泥（含Cu、Au、Ag2Se、Cu2Se等）焙烧，得到CuO、Au、CuSeO3、CuSeO4、Ag2SeO3、SeO2，后加入盐酸，再加硫酸酸浸，浸出渣可制得Ag与金， （1）“焙烧”时采用低温的目的是：SeO2升华温度为315°C，防止其升华； （2）K=； （3）①碱性条件下，用甲醛还原[Ag(S2O3)2]3−生成银和碳酸根离子，离子反应方程式为：； ②根据题目信息，Au在溶有Cl2的盐酸中可反应生成HAuCl4溶液，HAuCl4可被还原为Au，以浸出渣为原料回收Au的实验方案：向浸出渣中加入一定量的盐酸，从导管a处通入Cl2至（黄色）固体不再溶解，过滤，向滤液中加入FeSO4溶液，至向上层清液中继续滴加FeSO4溶液不再产生沉淀时停止滴加，过滤，洗涤滤渣至最后一次洗涤滤液加入BaCl2溶液不再产生沉淀； （4）根据方程式可知，n(H2SeO3)=()=()=mol，则样品中Se的质量分数。 12．（2024届高考·江苏省南通海安·二模模拟）是重要漂白剂和消毒剂，主要用于水、砂糖、油脂的漂白杀菌。实验室制备装置如图1所示。 已知：i．的溶解度曲线如图2所示；若溶液温度高于60℃，发生分解。 ii．气体浓度超过10%时，易发生爆炸性分解。 已知：装置A中发生的主要反应：(浓)。 （1）下列实验操作一定能提高吸收效率的有___________。(填序号) A. 装置C采用热水浴 B. 加快滴加浓硫酸的速率 C. 适当提高的浓度 D. 通过多孔球泡向C的混合溶液中通 （2）试管C中获得的产品往往混有杂质，其原因是___________。 （3）反应过程中，打开，并缓慢鼓入的目的是___________。 （4）反应结束后，补充完整制取晶体的实验方案：取试管C中的溶液，___________，低温干燥，得到晶体。(实验中须使用稀盐酸、溶液、蒸馏水) （5）产品中质量分数的测定：称取5.000g产品配成250mL溶液；取25.00mL所配溶液，加入足量KI溶液和稀硫酸，发生反应：；向充分反应后的混合物中逐滴加入0.8400 溶液至恰好完全反应：(方程式均未配平)，消耗溶液20.00 mL。 ①若加入KI溶液后在空气中放置时间过长，会导致测得的质量分数___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 ②已知产品中的杂质不与KI、发生反应。产品中的质量分数为___________。 【答案】（1）CD （2）与浓硫酸反应生成进入C中被氧化 （3）防止浓度过大爆炸，将吹入C中充分吸收 （4）在略低于60℃减压蒸发至有大量晶体析出结晶，38℃趁热过滤；38℃～60℃热蒸馏水洗涤晶体；至取最后一次洗涤液滴加HCl，溶液无沉淀产生 （5） ①. 偏高 ②. 【解析】装置A中NaClO3、Na2SO3和浓H2SO4反应生成ClO2和Na2SO4，ClO2在冰水浴的条件下和氢氧化钠、过氧化氢混合溶液发生反应得NaClO2，B为安全瓶，D是尾气处理防倒吸装置。 （1）A．装置C采用热水浴可能导致NaClO2发生分解，过氧化氢分解等问题，A错误； B．加快滴加浓硫酸的速率，使ClO2的产生速率变快，更快通过C，由于流速快无法充分反应，吸收效率下降，B错误； C．适当提高H2O2的浓度，能使C中反应速率加快，从而提高ClO2吸收效率，C正确； D．通过多孔球泡向C的混合溶液中通ClO2，增大了气体和液体的接触面积，加快反应速率，提高了ClO2吸收效率，D正确； 故选CD； （2）A中Na2SO3与硫酸反应生成SO2进入C中与氢氧化钠反应得Na2SO3且继续被H2O2氧化，故C中获得的产品往往混有Na2SO4杂质； （3）由已知ii．ClO2气体浓度超过10%时，易发生爆炸性分解，故反应过程中，打开K1，并缓慢鼓入N2，防止ClO2浓度过大爆炸，将ClO2吹入C中充分吸收； （4）由已知i．NaClO2的溶解度曲线如图所示；若溶液温度高于60℃，NaClO2发生分解，反应结束后，得到NaClO2溶液，在略低于60℃减压蒸发至有大量晶体析出结晶，防止蒸发时NaClO2发生分解，同时38℃趁热过滤；38℃～60℃热蒸馏水洗涤晶体，防止生成带有结晶水的产物，最后用氯化钡溶液检验硫酸根从而确定是否洗涤干净； （5）①若加入KI溶液后在空气中放置时间过长，其中部分碘离子被氧气氧化为碘单质，则使Na2S2O3溶液用量偏大，测定结果偏高； ②根据相关物质反应前后的化合价变化，通过电子得失守恒，可以得到~2I2~4，故m(NaClO2)=0.84mol/L×20×10-3L×10×90.5g/mol×=3.801g，故产品中NaClO2的质量分数为=76.02%。 13．（2024届高考·江苏省南通市·5月模拟）H2O2是生产、生活、实验中常用的试剂。 I．工业上制备H2O2的流程如下： (1)“转化”中反应的化学方程式为_________：“低温放置”的目的是_________ (2)图甲为“减压蒸馏”的部分装置，该装置由克氏蒸馏头和_________(填仪器名称)组成。 lI．实验小组利用图乙装置测定阿伏加 德罗常数(NA) (3)实验准备 ①H2O2溶液浓度标定。可选用_________(填标号)试剂对H2O2溶液进行滴定，测定其浓度。 A．H2C2O4B．KMnO4C．淀粉KI ②装置气密性检查。打开止水夹，将注射器b的活塞推至底部，拉动注射器a活塞吸入10mL空气，关闭止水夹。向下推动注射器a活塞至底，当观察到注射器b的现象为_________，说明装置的气密性良好。 (4)测定过程 ①在反应室中加入适量MnO2，将注射器b活塞推至底部，关闭止水夹。用注射器a准确抽取cmol/LH2O2溶液VlmL，缓慢地注入反应室后，固定注射器a活塞。 ②反应结束后，待反应体系处于_________状态时，读取注射器b的气体体积为V2mL，则产生O2的体积为____mL。 ③设室温下O2的密度为ρg/L，一个O2实际质量为mg，则NA=____(用含ρ等字母的代数式表示)。 (5)该实验利用H2O2作为生氧剂的优点有_________(写两条)。 【答案】 ①. Na2O2＋2NaH2PO4＝2Na2HPO4＋H2O2 ②. 防止H2O2受热分解，沉降Na2HPO4·nH2O固体 ③. 圆底烧瓶 ④. B ⑤. 注射器b的活塞向右移动，且最终注射器b中的气体体积为10mL ⑥. 恢复室温或体积不再改变或压强不再改变 ⑦. V2－V1 ⑧. ⑨. 反应完全、无污染、反应速率快等合理答案均可 【解析】由反应流程可知转化方程式为Na2O2＋2NaH2PO4＝2Na2HPO4＋H2O2，H2O2 受热易分解为水和氧气，故应低温放置； H2O2具有还原性，与KMnO4反应现象明显，可以利用溶液颜色变化来测定H2O2溶液浓度， 由分析可知： (1)转化中方程式为Na2O2＋2NaH2PO4＝2Na2HPO4＋H2O2，低温放置目的在于防止H2O2受热分解，沉降Na2HPO4·nH2O固体； (2)由装置图可知反应中的仪器为圆底烧瓶； (3)①由H2O2还原性，以及溶液颜色的变化作为实验结束标志可知选用KMnO4溶液测量结果更精确，故选B； ②注射器b的活塞向右移动，且最终注射器b中的气体体积为10mL (4)①测量气体体积时应避免温度对气体体积的影响，准确测量气体体积应在室温下，故答案为：恢复室温或体积不再改变或压强不再改变； ②注射器中气体体积的变化是由于H2O2的分解产生的O2引起的，故氧气的体积为V2－V1 mL； ③由题中信息可知生成的质量m(O2)=ρg/LL，由 可知：；故可得m(O2)= 所以结合式子可得NA=； (5)作为自身具有氧化性，反应产物为水和氧气，故本实验的优点是反应完全、无污染、反应速率快等。 14．（2024届高考·江苏省南通海安·5月模拟） 是重要漂白剂和消毒剂，主要用于水、砂糖、油脂的漂白杀菌。实验室制备装置如图1所示。 已知：i．的溶解度曲线如图2所示；若溶液温度高于60℃，发生分解。 ii．气体浓度超过10%时，易发生爆炸性分解。 已知：装置A中发生的主要反应：(浓)。 （1）下列实验操作一定能提高吸收效率的有___________。(填序号) A. 装置C采用热水浴 B. 加快滴加浓硫酸的速率 C. 适当提高的浓度 D. 通过多孔球泡向C的混合溶液中通 （2）试管C中获得的产品往往混有杂质，其原因是___________。 （3）反应过程中，打开，并缓慢鼓入的目的是___________。 （4）反应结束后，补充完整制取晶体的实验方案：取试管C中的溶液，___________，低温干燥，得到晶体。(实验中须使用稀盐酸、溶液、蒸馏水) （5）产品中质量分数的测定：称取5.000g产品配成250mL溶液；取25.00mL所配溶液，加入足量KI溶液和稀硫酸，发生反应：；向充分反应后的混合物中逐滴加入0.8400 溶液至恰好完全反应：(方程式均未配平)，消耗溶液20.00 mL。 ①若加入KI溶液后在空气中放置时间过长，会导致测得的质量分数___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 ②已知产品中的杂质不与KI、发生反应。产品中的质量分数为___________。 【答案】（1）CD （2）与浓硫酸反应生成进入C中被氧化 （3）防止浓度过大爆炸，将吹入C中充分吸收 （4）在略低于60℃减压蒸发至有大量晶体析出结晶，38℃趁热过滤；38℃～60℃热蒸馏水洗涤晶体；至取最后一次洗涤液滴加HCl，溶液无沉淀产生 （5） ①. 偏高 ②. 【解析】装置A中NaClO3、Na2SO3和浓H2SO4反应生成ClO2和Na2SO4，ClO2在冰水浴的条件下和氢氧化钠、过氧化氢混合溶液发生反应得NaClO2，B为安全瓶，D是尾气处理防倒吸装置。 （1）A．装置C采用热水浴可能导致NaClO2发生分解，过氧化氢分解等问题，A错误； B．加快滴加浓硫酸的速率，使ClO2的产生速率变快，更快通过C，由于流速快无法充分反应，吸收效率下降，B错误； C．适当提高H2O2的浓度，能使C中反应速率加快，从而提高ClO2吸收效率，C正确； D．通过多孔球泡向C的混合溶液中通ClO2，增大了气体和液体的接触面积，加快反应速率，提高了ClO2吸收效率，D正确； 故选CD； （2）A中Na2SO3与硫酸反应生成SO2进入C中与氢氧化钠反应得Na2SO3且继续被H2O2氧化，故C中获得的产品往往混有Na2SO4杂质； （3）由已知ii．ClO2气体浓度超过10%时，易发生爆炸性分解，故反应过程中，打开K1，并缓慢鼓入N2，防止ClO2浓度过大爆炸，将ClO2吹入C中充分吸收； （4）由已知i．NaClO2的溶解度曲线如图所示；若溶液温度高于60℃，NaClO2发生分解，反应结束后，得到NaClO2溶液，在略低于60℃减压蒸发至有大量晶体析出结晶，防止蒸发时NaClO2发生分解，同时38℃趁热过滤；38℃～60℃热蒸馏水洗涤晶体，防止生成带有结晶水的产物，最后用氯化钡溶液检验硫酸根从而确定是否洗涤干净； （5）①若加入KI溶液后在空气中放置时间过长，其中部分碘离子被氧气氧化为碘单质，则使Na2S2O3溶液用量偏大，测定结果偏高； ②根据相关物质反应前后的化合价变化，通过电子得失守恒，可以得到~2I2~4，故m(NaClO2)=0.84mol/L×20×10-3L×10×90.5g/mol×=3.801g，故产品中NaClO2的质量分数为=76.02%。 15．（2024届高考·江苏前黄高级中学·二模模拟）Li2CO3可用于制备锂电池的正极材料LiCoO2，以某锂云母矿石(主要成分为Li2O，还有Al2O3、Fe2O3、MnO、MgF2等杂质)制备Li2CO3。 已知：①有关沉淀数据如下表(“完全沉淀”时金属离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1)。 沉淀 Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Co(OH)2 Mn(OH)2 Mg(OH)2 恰好完全沉淀时pH 5.2 8.8 3.2 9.4 9.8 11.1 ②部分物质的溶解度曲线见下图。 利用锂云母矿石制备Li2CO3步骤如下： （1）酸浸，向锂云母矿石中加入50%硫酸，加热至90℃，装置如图所示。烧杯中试剂的作用是___________。 （2）调pH，向酸浸后的溶液中加入NaOH溶液，调节pH约为6，过滤。再向滤液中继续滴加氢氧化钠溶液调pH＞12，过滤，此时的滤渣主要成分为___________。分两次调节pH的主要原因是___________。 （3）沉锂，将已经除杂的溶液蒸发浓缩，向浓缩后的滤液中加入稍过量饱和Na2CO3溶液，加热煮沸，趁热过滤，将滤渣洗涤烘干，得Li2CO3固体。浓缩液中离子浓度过大将在产品中引入___________杂质(填化学式)。 （4）Li2CO3和Co3O4混合后，在空气中高温加热可以制备锂电池的正极材料LiCoO2，写出反应方程式：___________。 （5）CoC2O4·2H2O热分解可制备Co3O4。请补充完整由含c(Co2＋)=0.1mol·L-1的浸出液(含有杂质Al3+、Fe3+、Fe2+)制备纯净的CoC2O4·2H2O实验方案：___________，干燥，得到CoC2O4·2H2O晶体。(须使用的试剂：NaClO3，NaOH，AgNO3溶液，(NH4)2C2O4，蒸馏水) （6）为确定由CoC2O4·2H2O获得Co3O4的最佳煅烧温度，准确称取4.575g的CoC2O4·2H2O样品，在空气中加热，固体样品的剩余质量随温度的变化如图所示(已知385℃以上残留固体均为金属氧化物)经测定，205～385℃的煅烧过程中，产生的气体为CO2，计算AB段消耗O2在标准状况下的体积___________。(写出计算过程，结果保留2位有效数字) 【答案】（1）吸收HF，防止污染空气 （2） ①. Mg(OH)2、Mn(OH)2 ②. 防止铝元素转化为，无法去除 （3）Na2SO4 （4）6Li2CO3+4Co3O4+O212LiCoO2+6CO2 （5）向浸出液中边搅拌加入适量NaClO3氧化Fe2+，再滴加NaOH溶液调节pH的范围至5.2～7.4除去Al3+、Fe3+。过滤，向滤液中加入(NH4)2C2O4溶液至不再产生沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤至取最后一次洗涤的滤液加入AgNO3溶液不再出现沉淀为止 （6）0.37L 【解析】向锂云母矿石(主要成分为Li2O，还有Al2O3、Fe2O3、MnO、MgF2等杂质)中加入50%硫酸，加热至90℃，Li2O、Al2O3、Fe2O3、MnO、MgF2分别转化为金属的硫酸盐、水和HF气体，HF气体用NaOH溶液吸收，防止污染环境；向酸浸后的溶液中加入NaOH溶液，调节pH约为6，将Al3+、Fe3+转化为沉淀；再向滤液中继续滴加氢氧化钠溶液调pH＞12，将Mn2+、Mg2+转化为沉淀。将已经除杂的溶液蒸发浓缩，向浓缩后的滤液中加入稍过量饱和Na2CO3溶液，加热煮沸，趁热过滤，将滤渣洗涤烘干，得Li2CO3固体。 （1）由分析可知，向锂云母矿石中加入50%硫酸，加热至90℃，MgF2与硫酸反应生成MgSO4和HF气体，HF是大气污染物，所以烧杯中试剂的作用是：吸收HF，防止污染空气。 （2）向酸浸后的溶液中加入NaOH溶液，调节pH约为6，Al3+、Fe3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀；过滤后，再向滤液中继续滴加氢氧化钠溶液调pH＞12，此时Mn2+、Mg2+转化为Mn(OH)2、Mg(OH)2沉淀，则此时的滤渣主要成分为Mg(OH)2、Mn(OH)2。若直接加入过量的NaOH，Al3+转化成的Al(OH)3会溶于过量NaOH，并生成NaAlO2混在溶液中，给后续操作带来麻烦，所以分两次调节pH的主要原因是：防止铝元素转化为，无法去除。 （3）已经除杂的溶液中含有Li2SO4、Na2SO4，若浓缩液中离子浓度过大，可能会造成Na2SO4结晶析出，此时将在产品中引入Na2SO4杂质。 （4）Li2CO3和Co3O4混合后，在空气中高温加热可以制备锂电池的正极材料LiCoO2，此时部分+2价钴被O2氧化为+3价，反应方程式为：6Li2CO3+4Co3O4+O212LiCoO2+6CO2。 （5）由含c(Co2＋)=0.1mol·L-1的浸出液(含有杂质Al3+、Fe3+、Fe2+)制备纯净的CoC2O4·2H2O时，先加NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，再加入适量NaOH溶液将Al3+、Fe3+转化为沉淀；过滤后往滤液中加入(NH4)2C2O4，将Co2+转化为CoC2O4沉淀；过滤洗涤后，用AgNO3溶液检验沉淀是否洗涤干净，则实验方案：向浸出液中边搅拌加入适量NaClO3氧化Fe2+，再滴加NaOH溶液调节pH的范围至5.2～7.4除去Al3+、Fe3+。过滤，向滤液中加入(NH4)2C2O4溶液至不再产生沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤至取最后一次洗涤的滤液加入AgNO3溶液不再出现沉淀为止。 （6）n(CoC2O4·2H2O)==0.025mol，CoC2O4·2H2O中m(H2O)= 0.025mol×2×18g/mol=0.9g，CoC2O4·2H2O中m(CoC2O4)= 4.575g -0.9g=3.675g，根据A点数据可知，A处物质为CoC2O4；根据B处数据可知，B处物质为Co3O4，从而得出AB段发生反应的化学方程式为3CoC2O4+2O2=Co3O4+6CO2，V(O2)=≈0.37L。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 $$