题型强化05 实验评价+定量计算-2025年1月“八省联考”化学真题完全解读与考后提升

05 实验评价+定量计算 “八省联考”真题回眸 1．(2025年1月•“八省联考”内蒙古卷，17)硫酸四氨合铜在工业上用途广泛。某实验小组用废铜屑(含少量铁、油污)制备[Cu(NH3)4]SO4·xH2O，步骤如下： Ⅰ．取废铜屑，碱洗后加入稀H2SO4和H2O2溶液，在40~50℃下充分溶解。 Ⅱ．调节至3~4，加热煮沸2分钟，趁热过滤。 Ⅲ．向滤液中逐滴加入浓氨水至澄清。 Ⅳ．加入无水乙醇，过滤；沉淀先用试剂M洗涤，再用乙醇与乙醚混合液洗涤，干燥，得深蓝色晶体。 已知：硫酸四氨合铜溶液是深蓝色；Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10－39。 回答下列问题： (1)步骤Ⅰ碱洗的目的是 。 (2)步骤Ⅱ可除去溶液中的 和 (填离子符号或化学式)。 (3)步骤Ⅲ的实验现象为 。 (4)步骤Ⅳ中试剂M应选用_______(填标号)。 A．乙醇和浓氨水混合溶液 B．蒸馏水 C．乙醇和稀硫酸混合溶液 D．Na2CO3溶液 (5)对产品进行热重分析，结果如下图所示。200℃时结晶水已全部失去，400℃时产物为CuSO4，则 ；250~400℃阶段反应的化学方程式为 。 (6)实验中Cu的损耗忽略不计，废铜屑中Cu的质量分数= %(精确至1%)。 2．(2025年1月•“八省联考”四川卷，17)CuIn5S8是一种能将CO2转化为CH4的光催化剂。 Ⅰ．一种制备CuIn5S8的步骤如下(部分条件略)： 已知：CuIn5S8为粉状晶体，难溶于水；CH3CSNH2易溶于水和乙二醇。 Ⅱ．CuIn5S8纯度测定 将a克CuIn5S8(M=895 g·molˉ1)样品分解处理后，配制成250mL溶液。用移液管移取25.00mL溶液于碘量瓶中，加入过量KI溶液反应后，用硫代硫酸钠标准溶液进行滴定，其原理如下： 2Cu2++4I-=2CuI↓+I2，I2+2S2O32-=S4O62-+2I- 回答下列问题： (1)称量InCl3·4H2O时，下列仪器中用到的有 、 (填仪器名称)。 (2)步骤③中，为使固液快速分离，应采用的方法是 (填标号)。 a．蒸馏 b．减压过滤 c．蒸发 (3)步骤④中，先用蒸馏水多次洗涤，检验产物中Cl-已洗净的方法是 ；最后用乙醇洗涤，其目的是 。 (4)产物CuIn5S8的晶体结构可用 (填仪器名称)测定。 (5)纯度测定过程中，滴定所用的指示剂为 (填名称)，滴定终点的现象是 。 (6)平行滴定三次，消耗bmol/L硫代硫酸钠标准溶液的平均体积为VmL，则产品的纯度为 。 (7)下列操作会导致实验结果偏高的是 (填标号)。 a．未用待测溶液润洗水洗后的移液管 b．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失 c．滴定终点时，俯视滴定管液面读数 巩固训练强化提升 1．草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)是生产锂电池电极的原料，它呈浅黄色，难溶于水，受热易分解。某小组设计实验制备草酸亚铁晶体并测定其纯度。 实验(一)制备草酸亚铁晶体并探究其热分解产物。 ①称取5.0g(NH4)2Fe(SO4)2，放入如下图装置的三颈烧瓶中，加入10滴左右1.0mol·L-1硫酸溶液和15mL蒸馏水，加热溶解。 ②加入25.0mL饱和草酸溶液(过量)，搅拌加热至80~90℃停止加热，静置。 ③待浅黄色晶体沉淀后，抽滤、洗涤、干燥得到晶体。 (1)仪器A的作用是 ，此实验中三颈烧瓶的规格宜选择 (填字母)。 a．50mL b．100mL c．250mL d．500mL (2)用98.3%硫酸配制1.0mol·L-1稀硫酸，不需要选用的仪器是_______(填字母)。 A． B． C． D． (3) (NH4)2Fe(SO4)2在空气中易变质，可以检验其是否变质的试剂是 (填字母)。 A．苯酚溶液 B．K3[ Fe(CN)6]溶液 C．KSCN溶液 D．BaCl2溶液 从结构角度分析，其易变质的原因是 。 (4)在氩气中，FeC2O4·2H2O的热重曲线如图所示。已知：。 推测第二阶段发生反应的化学方程式为 。 实验(二)测定产品纯度。 称取w g产品溶于稀硫酸中，配制成250mL溶液，准确量取25.00mL配制溶液于锥形瓶中，用标准c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗滴定液V mL。滴定反应为(未配平)。 (5)该产品含Fe元素质量分数为 (填百分式)。若酸式滴定管没有用待装液润洗，测得结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 2．三水合硝酸铜［Cu(NO3)2·3H2O］是一种重要的无机试剂，常用作搪瓷着色剂，也用于镀铜、制氧化铜及农药等。回答下列问题： Ⅰ.三水合硝酸铜[Cu(NO3)2·3H2O]的制备。 实验室常用废铜屑与稀硝酸反应制备硝酸铜溶液，过滤出剩余铜屑，再经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤后得到三水合硝酸铜晶体。 (1)制备硝酸铜时发生反应的离子方程式为 。 (2)若废铜屑中含有杂质铁，则检验所得硝酸铜溶液中含有铁元素的最佳试剂为 (填化学式)。 Ⅱ. Cu(NO3)2溶液的配制。 (3)实验室里需要450mL0.1 mol·L-1Cu(NO3)2溶液。用三水合硝酸铜[Cu(NO3)2·3H2O]配制该溶液时，下列仪器不需要的是 (填仪器名称)。 (4)所需三水合硝酸铜固体的质量为 g。 Ⅲ.测定产品中Cu(NO3)2的含量 (5)准备称量ag产品，溶于水后加入过量KI溶液(2 Cu2++4I-= CuI↓+I2)：充分反应后，以淀粉溶液为指示剂，用cmol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32-=S4O62-+2I-)，达到滴定终点时消耗标准液的体积为VmL。 ①达到滴定终点的现象为 。 ②产品中Cu(NO3)2的质量分数为 (用含a、c、V的代数式表示)。 ③若所用KI溶液中部分KI被空气氧化，会导致所测结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 Ⅳ.三水合硝酸铜[Cu(NO3)2·3H2O]热分解实验。 (6)将24.2g Cu(NO3)2·3H2O样品置于瓷坩埚中缓慢加热，其热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示，则升温至T3℃时生成的固体产物为 (填化学式)。 3．过氧化钙(CaO2)是一种新型的多功能无机精细化工产品，它在常温下为白色粉末，难溶于水，易与酸反应生成双氧水，常用作杀菌剂、防腐剂等。实验室利用如图装置(夹持仪器已省略)制备过氧化钙，实验步骤如下： 向三颈烧瓶中加入3.00gCaCl2固体，用3.0mL蒸馏水溶解，置于冰水浴中，加入3mol∙L-1的NaOH溶液18.0mL，使CaCl2充分溶解后，逐滴滴加3.0mL 30％H2O2溶液并不断搅拌，生成CaO2∙8H2O，约30min后反应完成。将烧瓶中的反应混合物抽滤，用冷水洗涤2～3次，将滤渣转入表面皿中，于烘箱内110℃下烘40min，冷却，得产品CaO2，测其质量。 (1)盛放NaOH溶液的仪器名称为 ，写出三颈烧瓶中生成CaO2∙8H2O的化学方程式： 。 (2)实验过程中，若将NaOH溶液和H2O2溶液一次性加入三颈烧瓶中，CaO2的产率和纯度均降低，原因是 (已知反应过程放热)。 (3)准确称取0.25g产品3等份，分别置于250mL锥形瓶中，各加入50mL蒸馏水、15.0mL2.0mol∙L-1HCl溶解，分别用0.05mol∙L-1的KMnO4标准溶液滴定至溶液至终点，平均消耗KMnO4溶液的体积为20.50mL。 ①滴定过程中的离子方程式为 。 ②产品中CaO2的质量分数为 ％(不考虑溶液中Cl-和其他杂质影响)。 (4)2.76gCaO2∙8H2O样品(含杂质)受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化曲线，140℃完全脱水，杂质受热不分解)如图所示。试确定60℃时CaO2∙xH2O中x= 。 4．钾铬矾在鞣革、纺织等工业中应用广泛。某学习小组用温控电炉加热钾铬矾晶体探究分析其分解产物，实验设计如下。 已知：钾铬矾[K2SO4·Cr2(SO4)3·24H2O]的相对分子质量为998。Cr2O3为两性氧化物。 I．定性探究钾铬矾晶体的热分解产物。装置图如下(夹持装置略去)。 实验步骤如下。回答下列问题： (1)连接装置，然后进行的实验操作为 。 ①上图中各仪器正确的连接顺序：A→ (填标号)。 ②盛放碱石灰的玻璃仪器名称为 。 (2)加入试剂，然后缓缓通入N2，排出装置内空气。用温控电炉在不同温度下加热，分解产物(足量)依次通过各装置。若气体通过装置B发现BaCl2溶液产生白色沉淀，品红溶液不褪色，则分解所得气体产物中含有 (填化学式)。 II．定量分析钾铬矾晶体的热分解过程。取99.80 g钾铬矾样品不断加热，样品受热分解过程的热重曲线(固体样品质量随温度变化的曲线)如图所示。 (3)200℃时固体w的化学式为 。 (4)在620℃时得到固体产物q及气体R，气体R能全部被盐酸酸化的BaCl2溶液吸收并得到白色沉淀。固体q可部分溶于水，过滤后得到固体e和滤液f，向滤液f中加入盐酸酸化的BaCl2溶液也得到白色沉淀；将固体e置于适量的NaOH溶液中恰好反应得到澄清的溶液，则固体q中的成分是 (填化学式)，607~620 ℃时发生反应的化学方程式为 。 5．氯金酸(HAuCl4·4H2O，Mr=412)为易潮解、易溶于水的橘黄色晶体。氯金酸可用于半导体及集成电路局部镀金，在制备纳米级金方面也有着重要的应用。某化学实验小组设计用双氧水、氯化氢与金粉反应制备氯金酸，并探究其分解产物。 Ⅰ.装置如图1所示(夹持、加热装置已省略)。加入试剂后，先向三颈烧瓶中加入一定量的双氧水，保持装置C的温度为40℃；再向具支烧瓶中滴加浓盐酸，一段时间后得到金黄色氯金酸溶液。升温至100℃，蒸发溶液至棕色粘稠状，冷却后过滤、洗涤、干燥，得橘黄色氯金酸晶体。 (1)装置A中在恒压滴液漏斗的下口连接毛细玻璃管，其优点是 。 (2)装置B的作用是 。 (3)装置C发生反应的化学方程式为 。 (4)装置D盛放的试剂为 。 (5)实验中需要使用过量的浓盐酸和双氧水，可能原因是 。 Ⅱ.对制得的氯金酸样品进行热重分析，从图2所示的热重曲线可以看出，样品在不同的温度区间内出现四个质量损失峰。 (6)在36~130.7℃时，质量损失率为17.48%，可能损失的物质是 (填化学式)。 (7)温度高于344.5℃后，质量不再发生变化，经计算得最终残留物为。写出氯金酸发生热分解反应的总化学方程式 。 6．氧桥三核铁(Ⅲ)配合物是一种结构新颖、性质优异的配合物，其化学式为[Fe3O(CH3COO)6(H2O)3]NO3·4H2O，是一种红棕色晶体。其制备、元素分析及结构研究如下： (一)晶体制备： 将硝酸铁固体在80℃加热条件下溶于去离子水得到溶液，将此溶液逐滴滴入乙酸钠溶液中，充分反应，室温充分冷却、抽滤、洗涤、转移、烘干、称量并记录。 资料显示：硝酸铁固体在溶于水时部分水解、缩合成一种重要的中间体[(H2O)4Fe(OH)2Fe(H2O)4]4+。 (1)硝酸铁固体溶解时可以选用的加热方式是 ，加热的目的是 。 (2)试写出由生成中间体的离子方程式： 。 (二)铁含量测定： 准确称取a g产品配制成250 mL溶液，取25.00 mL溶液于锥形瓶中，加入盐酸酸化使配合物酸解为，再加入2滴磺基水杨酸钠(NaH2SSA)指示剂，用c mol/L EDTA二钠盐(H2Y2-)溶液滴定至终点，重复三次，平均消耗EDTA二钠盐溶液的体积为V mL。已知滴定过程中发生的反应如下： Fe3++H2Y2- →FeY-(黄色)+2H+； FeSSA(紫色)+H2Y2- →FeY-(黄色)+H2SSA- 。 (3)该测定实验无需使用的实验仪器有 (填序号)。 (4)滴定终点的现象是 。 (5)产品中铁元素的含量是 (用含a、c、V的符号表示并化成百分数)。 (三)结构研究： 用X-射线衍射法测得氧桥三核铁(Ⅲ)配合物阳离子的结构如图1，对该晶体进行热重分析获得的热重曲线如图2： (6)该阳离子中，Fe(Ⅲ)的配位数为 。 (7)由热重曲线可知，当升温至170℃时失去2分子水，研究发现这部分水属于配合物外界，简述该配合物中外界水较内界水易失去的原因可能是 。 7．钴及其化合物在工业生产中有广阔的应用前景。已知：Co2+不易被氧化，Co3+具有强氧化性，[Co(NH3)6]2+具有较强还原性，[Co(NH3)6]3+性质稳定。 (1)从锂钴废料(主要成分为LiCoO2)分离Co2+。 ①的电子排布式为 。 ②“酸溶”时不选择浓的理由是： 。 ③“净化”时，加固体是将转化为沉淀，“净化”后溶液中，若“过滤1”后溶液中浓度为1.0，则“净化”后c(Na+)= 。[溶液体积变化忽略不计，不考虑其他离子影响。25℃时Ksp(LiF)= 2.0×10-3] (2)从由CoCl2制备[Co(NH3)6]Cl3。 实验过程：称取研细的CoCl2·6H2O 10.0g和NH4Cl50g于烧杯中溶解，将溶液转入三颈烧瓶，分液漏斗中分别装有25浓氨水，530%的H2O2溶液，控制反应温度为60℃，打开分液漏斗，反应一段时间后，得[Co(NH3)6]Cl3溶液，实验装置如图所示： ①由CoCl2制备[Co(NH3)6]Cl3溶液的离子方程式为 。 ②分液漏斗中液体加入三颈烧瓶中的顺序为 。 (3)用CoSO4溶液为原料“沉钴”时，可先制得CoCO3再制备Co3O4.CoCO3在空气中受热分解，测得剩余固体的质量与起始CoCO3的质量的比值(剩余固体的质量分数)随温度变化曲线如图所示。 为获得较高产率的Co3O4，请补充实验方案：取CoSO4溶液 。(可选用的试剂：0.1 mol/L NH4HCO3溶液、空气、0.1 mol/L HCl溶液、0.1 mol/L BaCl2溶液)。 8．某兴趣小组设计如图实验装置制备次磷酸钠(NaH2PO2)。 已知：①白磷(P4)在空气中可自燃，与过量烧碱溶液混合，80~ 90℃生成NaH2PO2和PH3。 ②PH3是一种有强还原性的有毒气体，空气中可自燃，可与NaClO溶液反应生成NaH2PO2。 (1)仪器a的名称是 ，a 中发生反应的化学方程式是 。 (2)仪器b组成的装置的作用是 ，检查装置气密性后，应先打开K通入N2一段时间，目的是 。 (3)下列有关说法正确的是 。 A．次磷酸(H3PO2)是三元酸 B．为加快反应速率，投料前应先在通风橱内将白磷碾成薄片状 C．d中所盛硫酸铜溶液，可用酸性高锰酸钾溶液代替 (4)①仪器c中充分反应后生成NaH2PO2和NaCl，经过一系列操作可获得固体NaH2PO2，相关物质的溶解度(S)如下： S(25℃) S(100℃) NaCl 37 39 NaH2PO2 100 667 从下列选项a-g中选择合理的仪器或操作，补全如下步骤。 取仪器c中溶液，用蒸发皿___________→___________(趁热过滤)→用烧杯(冷却结晶)→用漏斗(过滤得到NaH2PO2)→___________→干燥→NaH2PO2粗品。 选项：a．溶解  b．过滤  c．洗涤  d．普通三角漏斗  e．保温漏斗  f．蒸发浓缩至有大量晶体析出  g．蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜 ②写出c中发生反应的离子方程式 。 (5)产品纯度的测定： 取产品mg配成250mL溶液，取25mL于锥形瓶中，然后用0.01 mol·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点(还原产物是Mn2+，氧化产物是PO43-)，达到滴定终点时消耗VmL标准溶液，产品的纯度为 。 9．红磷可用于制备半导体化合物及用作半导体材料掺杂剂，还可以用于制造火柴、烟火，以及三氯化磷等。 (1)研究小组以无水甲苯为溶剂，PCl3(易水解)和NaN3 (叠氮化钠)为反应物制备纳米球状红磷。该红磷可提高钠离子电池的性能。纳米球状红磷的制备装置如图所示(夹持、搅拌、加热装置已略)。 ①在氩气保护下，反应物在装置A中混匀后，于加热12小时，反应物完全反应。A中发生的反应化学方程式为 。 ②经冷却、离心分离和洗涤得到产品，洗涤时先后使用乙醇和水，依次洗去的物质是 和 。 (2) PCl3是重要的化工原料，实验室利用红磷制取粗PCl3的装置如图，夹持装置已略，已知红磷与少量Cl2反应生成PCl3，与过量Cl2反应生成PCl3，PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3，遇O2会生成POCl3。 PCl3、POCl3的熔沸点见下表。 物质 熔点 沸点 PCl3 75.5 POCl3 1.3 105.3 回答下列问题： ①装置B中的反应需要，较适合的加热方式为 。 ②制备Cl2可选用的仪器是 (填标号)，其反应离子方程式为 。 ③实验结束后，装置B中制得的PCl3粗产品中常混有POCl3、PCl3等。加入过量红磷加热可将PCl5转化为PCl3，通过 (填操作名称)，即可得到较纯净的PCl3产品。 ④PCl3纯度测定 步骤I：取wg上述所得PCl3产品，置于盛有蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解，将水解液配成溶液； 步骤II：取上述溶液于锥形瓶中，先加入足量稀硝酸，一段时间后再加V1mLc1 mol·L-1 AgNO3溶液(过量)，使Cl-完全转化为AgCl沉淀(Ag3PO4可溶于稀硝酸)； 步骤III：以硫酸铁溶液为指示剂，用c2 mol·L-1KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液(AgSCN难溶于水)，达到滴定终点时，共消耗V2mLKSCN溶液。 滴定终点的现象： ；产品中PCl3的质量分数为 %。 10．实验室以FeS2为原料制备磷酸亚铁晶体[Fe3(PO4)2·8H2O]，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-Na2HPO4，并用氨水或CH3COONa调节溶液pH，“共沉淀”生成Fe3(PO4)2·8H2O。 ①若使用CH3COONa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Fe3(PO4)2·8H2O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FeSO4溶液和CH3COONa-Na2HPO4混合液。) (4)测定样品中Fe3(PO4)2·8H2O(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H2O2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)。 11．硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O，M=248g•mol-1)易溶于水，难溶于乙醇，在中性和碱性环境中稳定，在酸性环境中易分解，在40～50℃熔化，48℃分解。用两种方法制取Na2S2O3•5H2O并加以应用。 Ⅰ.制备Na2S2O3•5H2O 方法一：亚硫酸钠法，反应原理：S+ Na2SO3Na2S2O3。 实验步骤：称取一定量的Na2SO3固体于烧杯中，溶于煮沸过的蒸馏水。另取过量硫粉，加入少量乙醇充分搅拌均匀后，加到上述溶液中。水浴加热，微沸，反应后趁热过滤。液蒸发浓缩、冷却结晶析出Na2S2O3•5H2O晶体。再进行减压过滤、洗涤并低温干燥。 (1)S2O32-中心硫原子的杂化方式为 。 (2)向硫粉中加入少量乙醇充分搅拌均匀的目的是 。 方法二：硫化碱法，装置如图所示。 (3)①装置C中，将Na2S和Na2CO3以2：1的物质的量之比配成溶液再通入SO2，便可制得Na2S2O3和CO2。反应的化学方程式为 。 ②三颈烧瓶中两种固体溶解时，需先将Na2CO3固体溶于水配成溶液，再将Na2S固体溶于Na2CO3溶液中，其目的是 。 ③实验过程中，C装置中的澄清溶液先变浑浊，后变澄清时生成大量的Na2S2O3一段时间后，再次出现少量浑浊，此时须立刻停止通入SO2。为了保证Na2S2O3•5H2O的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是 。 Ⅱ.Na2S2O3的应用 (4)某消毒液中含有ClO2和Cl2两种主要成分。请补充完整用Na2S2O3标准溶液测定该消毒液中ClO2含量的实验方案：量取5.00mL消毒液于锥形瓶中，加蒸馏水稀释到25.00mL， ，重复实验2~3次，取实验平均值计算ClO2含量。 已知：①2ClO2+2KI=2KClO2+I2； ②KClO2+4KI+2H2SO4=KCl+2K2SO4+2I2+2H2O； ③2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI；且反应②在pH=3时完全进行。 (须使用的试剂：0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液、淀粉溶液、KI溶液、稀硫酸) (5)设计以下实验测定粗产品中Na2S2O3•5H2O的含量： 步骤1：准确称取8.0000g样品溶于水，加入5mL甲醛，配成100mL溶液。 步骤2：准确称取0.2940K2Cr2O7固体于碘量瓶中，加入20mL蒸馏水溶解，再加入10mL2mol•L-1H2SO4和20mL10%KI溶液使铬元素完全转化为Cr3+，加水稀释至100mL。 步骤3：向碘量瓶中加入1mL1%淀粉，用待测Na2S2O3溶液滴定碘量瓶中溶液至滴定终点，消耗Na2S2O3溶液20.00mL。(已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-) 试计算Na2S2O3•5H2O的纯度(写出计算过程) 。 12．12-钨磷酸(H3PW12O40，分子量：2880)是杂多化合物的代表物之一，实验室可通过乙醚萃取法合成。涉及的部分物质性质见下表： 物质 性质 乙醚 无色液体，密度比水小且难溶于水，沸点34.5℃ 12-钨磷酸 白色固体，能溶于水，常温下极易与乙醚形成密度大于水且难溶于水的油状醚合物 【制备步骤】 Ⅰ.12-钨磷酸钠(Na3PW12O40)溶液的制备 取13.2 g Na2WO4 ·2H2O (分子量：330)和2.67g Na2HPO4·2H2O (分子量：178)于烧杯中，溶于80mL热水，边加热边搅拌下，向溶液中以细流加入14 mL浓盐酸，继续加热30 s。 Ⅱ.12-钨磷酸的制备 将烧杯中液体一并转移至分液漏斗中，加入205 mL乙醚及6 mL 6 mol/L的盐酸(均过量)，振荡后静置，液体分三层，分出最下层液体于仪器X中，在通风橱内，置于热水浴中加热蒸除少量乙醚，得白色12-钨磷酸固体8.64 g。 请回答下列问题： (1)请用离子方程式表示步骤Ⅰ中12-钨磷酸钠的制备原理 ； (2)“仪器X”为 ； (3)步骤Ⅱ中，振荡分液漏斗制备12-钨磷酸时，需不时拧开分液漏斗活塞进行放气，这样操作的目的是 ； (4)步骤Ⅱ中“液体分为三层”，最上层液体的主要成分为 (填代号)； a．乙醚    b．12-钨磷酸钠溶液    c．水    d．NaCl溶液 (5)步骤Ⅱ蒸除乙醚时，采用水浴加热而不采用明火加热的目的是 ； (6)制备出的12-钨磷酸常因有灰尘、纸屑等有机纤维杂质落入而形成蓝色的“杂多蓝”，出现这一现象时，加入适量过氧化氢或溴水可使其恢复。上述实验现象可体现出12-钨磷酸常温下具有较强的 (填“氧化性”或“还原性”)； (7)根据上述实验数据计算，该实验的产率为 (设所得白色固体均为无水12-钨磷酸，结果保留两位有效数字)； (8)通过对X-射线衍射结果分析，得到12-钨磷酸根离子结构如下图，请回答： ①W原子的配位数为 ； ②12-钨磷酸根离子中存在 种处于不同化学环境的氧原子。 13．四水甲酸铜(II) [Cu(HCOO)2·4H2O]常用作催化剂、化学试剂，应用于电镀等领域。实验室可以用碱式碳酸铜[Cu(OH)2·CuCO3]与甲酸反应来制备。 已知：①四水甲酸铜(II)为蓝色晶体，易溶于水，难溶于醇及大多数有机物。 ②碱式碳酸铜和碳酸氢钠在水溶液中比固态时更易分解。 实验室制备四水甲酸铜(II)的步骤如下： I．称取一定量CuSO4·5H2O和NaHCO3，充分研细并混合均匀。 II．将I中所得混合物加入到100mL接近沸腾的蒸馏水中，继续加热至接近沸腾状态数分钟。 III．静置溶液澄清后，用倾析法分离得到沉淀，用蒸馏水洗涤，干燥。 IV．将III中所得产品放入如图装置的三颈烧瓶中，加入约20mL蒸馏水，加热搅拌至50℃左右。 V．向三颈烧瓶中加入甲酸，反应结束后趁热过滤。 VI．经过一系列操作得到四水甲酸铜(II)产品。 回答下列问题： (1)仪器a的名称为 。 (2)步骤II中发生反应的化学方程式为 。 实际取用的硫酸铜和碳酸氢钠的物质的量之比小于1：2，原因一是过量的碳酸氢钠用于保持溶液呈碱性，二是 。 (3)步骤III中检验沉淀已洗净的方法是 。 (4)步骤VI中的一系列操作中减压过滤的优点是 。 (5)测定产品中四水甲酸铜(II)(M=226g/mol)的含量：准确称取ag产品配成100mL溶液，取25.00mL于锥形瓶中，消除干扰离子后，用c mol·L-1EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液bmL。(已知滴定反应为：Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+)则产品中四水甲酸铜(II)的质量分数为 (用含a、b、c的代数式表示)。 (6)如果将甲酸铜(II) [Cu(HCOO)2]、对苯二甲酸()、乙醇混合溶液长时间放置，将析出一种晶体X(晶胞结构如图)，甲酸根全部被交换到溶液中。 1个X晶胞中含有Cu的数目为 ；若1molX晶胞的质量为456g，实验表明，91.2mg晶体X可吸收6.72mgN2，所得晶体中Cu：N个数比为1： 。 ( 15 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 05 实验评价+定量计算 “八省联考”真题回眸 1．(2025年1月•“八省联考”内蒙古卷，17)硫酸四氨合铜在工业上用途广泛。某实验小组用废铜屑(含少量铁、油污)制备[Cu(NH3)4]SO4·xH2O，步骤如下： Ⅰ．取废铜屑，碱洗后加入稀H2SO4和H2O2溶液，在40~50℃下充分溶解。 Ⅱ．调节至3~4，加热煮沸2分钟，趁热过滤。 Ⅲ．向滤液中逐滴加入浓氨水至澄清。 Ⅳ．加入无水乙醇，过滤；沉淀先用试剂M洗涤，再用乙醇与乙醚混合液洗涤，干燥，得深蓝色晶体。 已知：硫酸四氨合铜溶液是深蓝色；Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10－39。 回答下列问题： (1)步骤Ⅰ碱洗的目的是 。 (2)步骤Ⅱ可除去溶液中的 和 (填离子符号或化学式)。 (3)步骤Ⅲ的实验现象为 。 (4)步骤Ⅳ中试剂M应选用_______(填标号)。 A．乙醇和浓氨水混合溶液 B．蒸馏水 C．乙醇和稀硫酸混合溶液 D．Na2CO3溶液 (5)对产品进行热重分析，结果如下图所示。200℃时结晶水已全部失去，400℃时产物为CuSO4，则 ；250~400℃阶段反应的化学方程式为 。 (6)实验中Cu的损耗忽略不计，废铜屑中Cu的质量分数= %(精确至1%)。 【答案】(1)除去废铜屑表面的油污 (2) Fe3+ H2O2 (3)有大量的蓝色沉淀生成，继续滴加浓氨水后蓝色沉淀逐渐减少至完全消失，溶液变为深蓝色 (4)A (5) 1 Cu(NH3)SO4CuSO4+NH3↑ (6)80% 【解析】实验目的为制备[Cu(NH3)4]SO4·xH2O，实验原理Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O，CuSO4+4NH3·H2O=Cu(NH3)4SO4+4H2O，实验步骤Ⅰ、Ⅱ制备硫酸铜溶液，步骤Ⅲ制备得到硫酸四氨合铜溶液，步骤Ⅳ加入无水乙醇降低硫酸四氨合铜溶解度，结晶析出晶体，过滤、洗涤、干燥，得深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·xH2O。(1)废铜屑表面有油污等杂质，常用碳酸钠溶液洗去油污，步骤Ⅰ碱洗的目的是除去废铜屑表面的油污；(2)废铜屑含有少量铁，步骤Ⅰ充分反应后溶液中含有Fe3+及过量的H2O2，调节pH至3~4，可以使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，加热煮沸2分钟可以使H2O2分解而除去；(3)步骤Ⅱ得硫酸铜溶液，步骤Ⅲ逐滴加入浓氨水过程先生成Cu(OH)2蓝色沉淀，而Cu(OH)2能与浓氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+，故实验现象为有大量的蓝色沉淀生成，继续滴加浓氨水蓝色沉淀逐渐减少至完全消失，溶液变为深蓝色；(4)步骤Ⅳ沉淀为[Cu(NH3)4]SO4·xH2O，洗涤沉淀需减少沉淀的溶解，及抑制配离子的电离，乙醇可以降低该晶体的溶解，浓氨水可以抑制[Cu(NH3)4]2+电离，故试剂M为乙醇和浓氨水混合溶液，A项正确；故选A；(5)根据图像可知，400℃时固体质量为3.20g，产物为CuSO4物质的量为，根据元素质量守恒，初始25℃时，固体[Cu(NH3)4]SO4·xH2O质量为4.92g，物质的量为0.02mol，则其摩尔质量为，数值上等于相对分子质量，而Cu(NH3)4SO4的相对分子质量为228，则x=；失去全部结晶水时Cu(NH3)4SO4的质量为，200℃时固体质量只有3.88g，说明此时固体不是Cu(NH3)4SO4，而400℃时固体为CuSO4质量为3.20g， 由Cu(NH3)4SO4转化为CuSO4时质量减少，为NH3的质量，200℃时固体质量3.88g转化为CuSO4时质量减少，由Cu(NH3)4SO4转化为200℃时固体时质量减少，可知200℃时固体为Cu(NH3)2SO4，200~250℃阶段与250~400℃阶段固体质量减少量相等，都为0.34g，则250℃时固体为Cu(NH3)SO4(或400℃时固体CuSO4物质的量为0.02mol，250~400℃阶段固体质量减少0.34g为0.02molNH3的质量，CuSO4与NH3物质的量之比为1:1，确定250℃时固体为Cu(NH3)SO4)，故250~400℃阶段反应的化学方程式为Cu(NH3)SO4CuSO4+NH3↑；(6)24.60g深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O，则含有的铜元素的质量为，废铜屑中Cu的质量分数=。 2．(2025年1月•“八省联考”四川卷，17)CuIn5S8是一种能将CO2转化为CH4的光催化剂。 Ⅰ．一种制备CuIn5S8的步骤如下(部分条件略)： 已知：CuIn5S8为粉状晶体，难溶于水；CH3CSNH2易溶于水和乙二醇。 Ⅱ．CuIn5S8纯度测定 将a克CuIn5S8(M=895 g·molˉ1)样品分解处理后，配制成250mL溶液。用移液管移取25.00mL溶液于碘量瓶中，加入过量KI溶液反应后，用硫代硫酸钠标准溶液进行滴定，其原理如下： 2Cu2++4I-=2CuI↓+I2，I2+2S2O32-=S4O62-+2I- 回答下列问题： (1)称量InCl3·4H2O时，下列仪器中用到的有 、 (填仪器名称)。 (2)步骤③中，为使固液快速分离，应采用的方法是 (填标号)。 a．蒸馏 b．减压过滤 c．蒸发 (3)步骤④中，先用蒸馏水多次洗涤，检验产物中Cl-已洗净的方法是 ；最后用乙醇洗涤，其目的是 。 (4)产物CuIn5S8的晶体结构可用 (填仪器名称)测定。 (5)纯度测定过程中，滴定所用的指示剂为 (填名称)，滴定终点的现象是 。 (6)平行滴定三次，消耗bmol/L硫代硫酸钠标准溶液的平均体积为VmL，则产品的纯度为 。 (7)下列操作会导致实验结果偏高的是 (填标号)。 a．未用待测溶液润洗水洗后的移液管 b．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失 c．滴定终点时，俯视滴定管液面读数 【答案】(1)托盘天平 烧杯 (2)b (3)取洗涤液少许于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，无白色沉淀生成 除去沉淀表面的水分，防止CuIn5S8溶解造成产率降低 (4)x射线衍射仪 (5)淀粉溶液 滴入最后半滴硫代硫酸钠标准溶液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不复原 (6) (7)b 【解析】由题给流程可知，将InCl3·4H2O、Cu(CH3COO)2·H2O、CH3CSNH2混合物溶于乙二醇得到混合溶液，加热混合溶液使反应物充分反应得到CuIn5S8沉淀，过滤、洗涤、干燥得到CuIn5S8。 (1)称量InCl3·4H2O固体时，需要用到托盘天平和烧杯，不需要用到蒸发皿、玻璃棒和量筒；(2)步骤③中，为使固液快速分离，应采用减压过滤的方法分离，故选b；(3)检验产物中氯离子已洗净实际上就是检验洗涤液中不存在氯离子，具体操作为取洗涤液少许于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，无白色沉淀生成；最后用乙醇洗涤的目的是除去沉淀表面的水分，防止CuIn5S8溶解造成产率降低；(4)x射线衍射可以精确测定物质的晶体结构，所以产物CuIn5S8的晶体结构可用x射线衍射仪测定；(5)溶液中的碘遇淀粉溶液变蓝色，所以滴定时选用淀粉溶液做指示剂，溶液中的碘与硫代硫酸钠溶液完全反应后，滴入最后半滴硫代硫酸钠溶液，溶液会由蓝色变为无色，则滴定终点的现象是滴入最后半滴硫代硫酸钠标准溶液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不复原；(6)由方程式可得如下转化关系：2 CuIn5S8—2Cu2+—I2—2Na2S2O3，滴定消耗VmLbmol/L硫代硫酸钠溶液，则产品的纯度为=；(7)a项，未用待测溶液润洗水洗后的移液管会使滴定消耗标准溶液的体积偏小，导致所测结果偏低，故错误；b项，滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失会使滴定消耗标准溶液的体积偏大，导致所测结果偏高，故正确；c项，滴定终点时，俯视滴定管液面读数会使滴定消耗标准溶液的体积偏小，导致所测结果偏低，故错误；故选b。 巩固训练强化提升 1．草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)是生产锂电池电极的原料，它呈浅黄色，难溶于水，受热易分解。某小组设计实验制备草酸亚铁晶体并测定其纯度。 实验(一)制备草酸亚铁晶体并探究其热分解产物。 ①称取5.0g(NH4)2Fe(SO4)2，放入如下图装置的三颈烧瓶中，加入10滴左右1.0mol·L-1硫酸溶液和15mL蒸馏水，加热溶解。 ②加入25.0mL饱和草酸溶液(过量)，搅拌加热至80~90℃停止加热，静置。 ③待浅黄色晶体沉淀后，抽滤、洗涤、干燥得到晶体。 (1)仪器A的作用是 ，此实验中三颈烧瓶的规格宜选择 (填字母)。 a．50mL b．100mL c．250mL d．500mL (2)用98.3%硫酸配制1.0mol·L-1稀硫酸，不需要选用的仪器是_______(填字母)。 A． B． C． D． (3) (NH4)2Fe(SO4)2在空气中易变质，可以检验其是否变质的试剂是 (填字母)。 A．苯酚溶液 B．K3[ Fe(CN)6]溶液 C．KSCN溶液 D．BaCl2溶液 从结构角度分析，其易变质的原因是 。 (4)在氩气中，FeC2O4·2H2O的热重曲线如图所示。已知：。 推测第二阶段发生反应的化学方程式为 。 实验(二)测定产品纯度。 称取w g产品溶于稀硫酸中，配制成250mL溶液，准确量取25.00mL配制溶液于锥形瓶中，用标准c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗滴定液V mL。滴定反应为(未配平)。 (5)该产品含Fe元素质量分数为 (填百分式)。若酸式滴定管没有用待装液润洗，测得结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 【答案】(1)冷凝回流 b (2)BD (3) AC Fe2+的价层电子排布式为3d6，易失去1个电子变为稳定的Fe3+(3d5) (4)3FeC2O4Fe3O4 +4CO↑+2CO2↑ (5) 偏高 【解析】将(NH4)2Fe(SO4)2放热三颈烧瓶中，加入硫酸溶液和蒸馏水，加热溶解，加入饱和草酸溶液(过量)，搅拌加热至80~90℃停止加热，静置后抽滤、洗涤、干燥得到晶体。(1)仪器A为直型冷凝管，其作用是冷凝回流；三颈烧瓶中液体体积不超过容器体积的，不低于，故选100mL三颈烧瓶；(2)用浓硫酸配制稀硫酸，不需要托盘天平、吸滤瓶；(3)Fe2+在空气中易被氧化为Fe3+，可用苯酚、硫氰化钾溶液检验铁离子；Fe2+的价层电子排布式为3d6，易失去1个电子变为价电子排布为3d5稳定的Fe3+；(4)取1mol FeC2O4·2H2O(180g)计算：第一阶段失去质量为180g×20%=36g，即失去2mol H2O。故第一阶段剩余固体是FeC2O4，第二阶段残留固体质量为180g×42.94%=77.292g，设化学式为FeOx，56+16x=77.292，x=1.33，即固体是Fe3O4。根据电子守恒，。产品含铁质量分数：；(5)如果没有用待装液润洗酸式滴定管，测得高锰酸钾溶液体积偏大，结果偏高。 2．三水合硝酸铜［Cu(NO3)2·3H2O］是一种重要的无机试剂，常用作搪瓷着色剂，也用于镀铜、制氧化铜及农药等。回答下列问题： Ⅰ.三水合硝酸铜[Cu(NO3)2·3H2O]的制备。 实验室常用废铜屑与稀硝酸反应制备硝酸铜溶液，过滤出剩余铜屑，再经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤后得到三水合硝酸铜晶体。 (1)制备硝酸铜时发生反应的离子方程式为 。 (2)若废铜屑中含有杂质铁，则检验所得硝酸铜溶液中含有铁元素的最佳试剂为 (填化学式)。 Ⅱ. Cu(NO3)2溶液的配制。 (3)实验室里需要450mL0.1 mol·L-1Cu(NO3)2溶液。用三水合硝酸铜[Cu(NO3)2·3H2O]配制该溶液时，下列仪器不需要的是 (填仪器名称)。 (4)所需三水合硝酸铜固体的质量为 g。 Ⅲ.测定产品中Cu(NO3)2的含量 (5)准备称量ag产品，溶于水后加入过量KI溶液(2 Cu2++4I-= CuI↓+I2)：充分反应后，以淀粉溶液为指示剂，用cmol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32-=S4O62-+2I-)，达到滴定终点时消耗标准液的体积为VmL。 ①达到滴定终点的现象为 。 ②产品中Cu(NO3)2的质量分数为 (用含a、c、V的代数式表示)。 ③若所用KI溶液中部分KI被空气氧化，会导致所测结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 Ⅳ.三水合硝酸铜[Cu(NO3)2·3H2O]热分解实验。 (6)将24.2g Cu(NO3)2·3H2O样品置于瓷坩埚中缓慢加热，其热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示，则升温至T3℃时生成的固体产物为 (填化学式)。 【答案】(1)3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O (2) K3[ Fe(CN)6] (3))100mL容量瓶、分液漏斗 (4)12.1 (5) 滴入最后半滴标准溶液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色 偏高 (6) Cu2O 【解析】(1)实验室常用废铜屑与稀硝酸反应制备硝酸铜溶液，离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；(2)若废铜屑中含有杂质铁，实验室常用废铜屑与稀硝酸反应制备硝酸铜溶液，过滤出剩余铜屑，含有的铁元素应该以亚铁离子的形式存在，则检验所得硝酸铜溶液中含有铁元素的最佳试剂为K3[ Fe(CN)6]；(3)实验室里需要450mL0.1 mol·L-1Cu(NO3)2溶液需要500mL容量瓶，配制该溶液时需要进行计算，称量，溶解，转移，洗涤，定容，摇匀装瓶等步骤，故不需要的仪器是100mL的容量瓶和分液漏斗。(4)实验室里需要450mL0.1 mol·L-1Cu(NO3)2溶液，需要500mL容量瓶，所需三水合硝酸铜固体的质量为。(5)①产品Cu(NO3)2与过量KI溶液发生反应2 Cu2++4I-= CuI↓+I2，生成碘单质，以淀粉溶液为指示剂，用cmol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定，发生I2+2S2O32-=S4O62-+2I-，达到滴定终点时溶液由蓝色变为无色，故滴定终点的现象为：当滴入最后半滴标准溶液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色；②根据关系式可知2Cu2+~I2~2S2O32-，产品中Cu(NO3)2的质量分数为；③若所用KI溶液中部分KI被空气氧化，会生成碘单质，会导致硫代硫酸钠标准液用量升高，所测样品结果偏高；(6)根据热重中金属元素质量守恒，将24.2g Cu(NO3)2·3H2O样品为0.1mol，置于瓷坩埚中缓慢加热，其中铜元素的质量为6.4g，升温至T3℃时质量为7.3g。其中氧元素的质量为，，，固体产物为Cu2O。 3．过氧化钙(CaO2)是一种新型的多功能无机精细化工产品，它在常温下为白色粉末，难溶于水，易与酸反应生成双氧水，常用作杀菌剂、防腐剂等。实验室利用如图装置(夹持仪器已省略)制备过氧化钙，实验步骤如下： 向三颈烧瓶中加入3.00gCaCl2固体，用3.0mL蒸馏水溶解，置于冰水浴中，加入3mol∙L-1的NaOH溶液18.0mL，使CaCl2充分溶解后，逐滴滴加3.0mL 30％H2O2溶液并不断搅拌，生成CaO2∙8H2O，约30min后反应完成。将烧瓶中的反应混合物抽滤，用冷水洗涤2～3次，将滤渣转入表面皿中，于烘箱内110℃下烘40min，冷却，得产品CaO2，测其质量。 (1)盛放NaOH溶液的仪器名称为 ，写出三颈烧瓶中生成CaO2∙8H2O的化学方程式： 。 (2)实验过程中，若将NaOH溶液和H2O2溶液一次性加入三颈烧瓶中，CaO2的产率和纯度均降低，原因是 (已知反应过程放热)。 (3)准确称取0.25g产品3等份，分别置于250mL锥形瓶中，各加入50mL蒸馏水、15.0mL2.0mol∙L-1HCl溶解，分别用0.05mol∙L-1的KMnO4标准溶液滴定至溶液至终点，平均消耗KMnO4溶液的体积为20.50mL。 ①滴定过程中的离子方程式为 。 ②产品中CaO2的质量分数为 ％(不考虑溶液中Cl-和其他杂质影响)。 (4)2.76gCaO2∙8H2O样品(含杂质)受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化曲线，140℃完全脱水，杂质受热不分解)如图所示。试确定60℃时CaO2∙xH2O中x= 。 【答案】(1)恒压滴液漏斗 CaCl2 +H2O2 +2NaOH +6H2O =CaO2·8H2O↓+2NaCl (2)氢氧化钠一次性加入会生成微溶的氢氧化钙；该反应放热，温度升高使双氧水分解，使CaO2的产率和纯度降低； (3)2MnO4-＋5H2O2＋6H+=2Mn2+＋8H2O＋5O2↑ 73.8% (4)2 【解析】由题给流程、实验示意图可知，氯化钙固体溶于水得到氯化钙溶液，向溶液中加入过氧化氢溶液和氢氧化钠溶液，冷水浴下氯化钙溶液与过氧化氢溶液和氨水反应生成八水过氧化钙沉淀，抽滤得到的沉淀经冷水洗后，烘烤得到无水过氧化钙。(1)盛放NaOH溶液的仪器名称为恒压滴液漏斗；三颈烧瓶中的反应为：CaCl2 +H2O2 +2NaOH +6H2O =CaO2·8H2O↓+2NaCl(2)将NaOH溶液和H2O2溶液一次性加入三颈烧瓶中，会生成微溶的氢氧化钙，由于反应放热，温度过高使双氧水分解，CaO2的产率和纯度均降低；(3)滴定过程中的离子方程式为2MnO4-＋5H2O2＋6H+=2Mn2+＋8H2O＋5O2↑；根据反应历程得关系式：5CaO2~~5H2O2~~2KMnO4，反应消耗KMnO4的物质的量是0.05mol·L-1 ×0.0205L=0.001025mol，则CaO2的物质的量是0.0025625mol，CaO2的质量分数是；(4)140℃时完全脱水，杂质受热不分解，则样品中CaO2·8H2O含有的结晶水的总质量为2.76 g-1.32 g=1.44 g，结晶水的物质的量为n(H2O)=，原样品中含有CaO2·8H2O的物质的量n(CaO2·8H2O)=；60℃时固体的质量为1.68 g，失去结晶水的质量为：2.76 g-1.68 g=1.08 g，失去结晶水的物质的量为：n(H2O)=，故60℃时CaO2·xH2O中x=。 4．钾铬矾在鞣革、纺织等工业中应用广泛。某学习小组用温控电炉加热钾铬矾晶体探究分析其分解产物，实验设计如下。 已知：钾铬矾[K2SO4·Cr2(SO4)3·24H2O]的相对分子质量为998。Cr2O3为两性氧化物。 I．定性探究钾铬矾晶体的热分解产物。装置图如下(夹持装置略去)。 实验步骤如下。回答下列问题： (1)连接装置，然后进行的实验操作为 。 ①上图中各仪器正确的连接顺序：A→ (填标号)。 ②盛放碱石灰的玻璃仪器名称为 。 (2)加入试剂，然后缓缓通入N2，排出装置内空气。用温控电炉在不同温度下加热，分解产物(足量)依次通过各装置。若气体通过装置B发现BaCl2溶液产生白色沉淀，品红溶液不褪色，则分解所得气体产物中含有 (填化学式)。 II．定量分析钾铬矾晶体的热分解过程。取99.80 g钾铬矾样品不断加热，样品受热分解过程的热重曲线(固体样品质量随温度变化的曲线)如图所示。 (3)200℃时固体w的化学式为 。 (4)在620℃时得到固体产物q及气体R，气体R能全部被盐酸酸化的BaCl2溶液吸收并得到白色沉淀。固体q可部分溶于水，过滤后得到固体e和滤液f，向滤液f中加入盐酸酸化的BaCl2溶液也得到白色沉淀；将固体e置于适量的NaOH溶液中恰好反应得到澄清的溶液，则固体q中的成分是 (填化学式)，607~620 ℃时发生反应的化学方程式为 。 【答案】(1)检查装置气密性 D→B→C 球形干燥管(或干燥管) (2)SO3 (3)K2SO4·Cr2(SO4)3·4H2O (4) Cr2O3和K2SO4 K2SO4·Cr2(SO4)3 K2SO4+Cr2O3+3SO3↑ 【解析】(1)连接装置，然后进行的实验操作为检查装置气密性；①在上图中在仪器A中加热分解物质，在装置D中用无水硫酸铜检验水蒸气；再在B中检验其它成分，最后碱石灰吸收尾气，故图中各仪器的连接顺序为：A→D →B→C；②根据图示可知：盛放碱石灰的玻璃仪器名称为球形干燥管(或干燥管)；(2)加入试剂，然后缓缓通入N2，排出装置内空气。用温控电炉在不同温度下加热，分解产物(足量)依次通过各装置。若气体通过装置B发现BaCl2溶液产生白色沉淀，品红溶液不褪色，则分解所得气体产物中含有SO3，SO3与H2O反应产生H2SO4，H2SO4与BaCl2发生复分解反应产生BaSO4白色沉淀，但分解产物不含SO2气体；(3)钾铬矾[K2SO4·Cr2(SO4)3·24H2O]的相对分子质量为998，由图象分析可知开始时99.80 g钾铬矾样品的物质的量为n[K2SO4·Cr2(SO4)3·24H2O]==0.1 mol，其中含有的盐K2SO4·Cr2(SO4)3的质量m[K2SO4·Cr2(SO4)3]=0.1 mol×566 g/mol=56.60 g，当加热温度升至200℃，固体质量变为63.80 g，其中含结晶水的质量为63.80 g-56.60 g=7.20 g，即含结晶水0.4 mol，含0.1 mol K2SO4·Cr2(SO4)3，故w的化学式为K2SO4·Cr2(SO4)3·4H2O；(4)根据题意知，在620℃时得到固体产物q及气体R，气体R能全部被盐酸酸化的BaCl2溶液吸收并得到白色沉淀，可知气体R为SO3，SO3质量m(SO3)=56.60 g-32.60 g=24.0 g，则n(SO3)==0.3 mol；固体q部分溶于水，过滤后得到固体e和滤液f，向滤液f中加入盐酸酸化的BaCl2溶液也得到白色沉淀，滤液f中含有K2SO4；将e置于适量的NaOH溶液中恰好反应得到澄清的溶液，根据信息：Cr2O3为两性氧化物，能够与强碱发生反应，可知e为Cr2O3，则607~620℃时0.1 mol K2SO4·Cr2(SO4)3分解为0.1 mol K2SO4、0.1 mol Cr2O3和0.3 mol SO3，可推出在607~620℃时反应的化学方程式为：K2SO4 ·Cr2(SO4)3K2SO4+Cr2O3+3SO3↑。 5．氯金酸(HAuCl4·4H2O，Mr=412)为易潮解、易溶于水的橘黄色晶体。氯金酸可用于半导体及集成电路局部镀金，在制备纳米级金方面也有着重要的应用。某化学实验小组设计用双氧水、氯化氢与金粉反应制备氯金酸，并探究其分解产物。 Ⅰ.装置如图1所示(夹持、加热装置已省略)。加入试剂后，先向三颈烧瓶中加入一定量的双氧水，保持装置C的温度为40℃；再向具支烧瓶中滴加浓盐酸，一段时间后得到金黄色氯金酸溶液。升温至100℃，蒸发溶液至棕色粘稠状，冷却后过滤、洗涤、干燥，得橘黄色氯金酸晶体。 (1)装置A中在恒压滴液漏斗的下口连接毛细玻璃管，其优点是 。 (2)装置B的作用是 。 (3)装置C发生反应的化学方程式为 。 (4)装置D盛放的试剂为 。 (5)实验中需要使用过量的浓盐酸和双氧水，可能原因是 。 Ⅱ.对制得的氯金酸样品进行热重分析，从图2所示的热重曲线可以看出，样品在不同的温度区间内出现四个质量损失峰。 (6)在36~130.7℃时，质量损失率为17.48%，可能损失的物质是 (填化学式)。 (7)温度高于344.5℃后，质量不再发生变化，经计算得最终残留物为。写出氯金酸发生热分解反应的总化学方程式 。 【答案】(1)液滴不易飞溅，不易形成酸雾 (2)做安全瓶，防倒吸 (3)2Au+3H2O2 +8HCl2HAuCl4+6H2O (4)水 (5) HCl挥发、H2O2受热分解 (6) H2O (7) 2(HAuCl4·4H2O)2Au+3Cl2↑ +2HCl↑+8H2O↑ 【解析】(1)当液体从分液漏斗滴下来的时候，液体会顺着毛细管留下，故装置A中在恒压滴液漏斗的下口连接毛细玻璃管，其优点是：液滴不易飞溅，不易形成酸雾；(2)装置A制备的氯化氢易溶于水，在装置C中氯化氢参与反应的时候容易引起倒吸，故装置B的作用是做安全瓶，防倒吸；(3)装置C中氯化氢、Au和过氧化氢反应生成产物，反应的方程式为：2Au+3H2O2 +8HCl2HAuCl4+6H2O；(4)装置D是吸收没有反应完的氯化氢，故装置D盛放的试剂为：水；(5)在该反应中氯化氢和过氧化氢是反应物但是氯化氢容易挥发，该反应需要加热，过氧化氢在加热的情况下容易分解，故实验中需要使用过量的浓盐酸和双氧水；(6)，故在36~130.7℃时，质量损失率为17.48%，可能损失的物质是水；(7)，且100%-17.48%-8.86%-17.23%-8.62%=47.81%，故氯金酸分解后生成水蒸气，氯化氢和氯气，氯金酸发生热分解反应的总化学方程式为：2(HAuCl4·4H2O)2Au+3Cl2↑ +2HCl↑+8H2O↑。 6．氧桥三核铁(Ⅲ)配合物是一种结构新颖、性质优异的配合物，其化学式为[Fe3O(CH3COO)6(H2O)3]NO3·4H2O，是一种红棕色晶体。其制备、元素分析及结构研究如下： (一)晶体制备： 将硝酸铁固体在80℃加热条件下溶于去离子水得到溶液，将此溶液逐滴滴入乙酸钠溶液中，充分反应，室温充分冷却、抽滤、洗涤、转移、烘干、称量并记录。 资料显示：硝酸铁固体在溶于水时部分水解、缩合成一种重要的中间体[(H2O)4Fe(OH)2Fe(H2O)4]4+。 (1)硝酸铁固体溶解时可以选用的加热方式是 ，加热的目的是 。 (2)试写出由生成中间体的离子方程式： 。 (二)铁含量测定： 准确称取a g产品配制成250 mL溶液，取25.00 mL溶液于锥形瓶中，加入盐酸酸化使配合物酸解为，再加入2滴磺基水杨酸钠(NaH2SSA)指示剂，用c mol/L EDTA二钠盐(H2Y2-)溶液滴定至终点，重复三次，平均消耗EDTA二钠盐溶液的体积为V mL。已知滴定过程中发生的反应如下： Fe3++H2Y2- →FeY-(黄色)+2H+； FeSSA(紫色)+H2Y2- →FeY-(黄色)+H2SSA- 。 (3)该测定实验无需使用的实验仪器有 (填序号)。 (4)滴定终点的现象是 。 (5)产品中铁元素的含量是 (用含a、c、V的符号表示并化成百分数)。 (三)结构研究： 用X-射线衍射法测得氧桥三核铁(Ⅲ)配合物阳离子的结构如图1，对该晶体进行热重分析获得的热重曲线如图2： (6)该阳离子中，Fe(Ⅲ)的配位数为 。 (7)由热重曲线可知，当升温至170℃时失去2分子水，研究发现这部分水属于配合物外界，简述该配合物中外界水较内界水易失去的原因可能是 。 【答案】(1) 水浴加热 促进铁离子水解 (2)2Fe3++10H2O[(H2O)4Fe(OH)2Fe(H2O)4]4++2H+ (3)②④⑤⑥ (4)最后半滴标准液加入后，溶液紫色消失，且半分钟内不变色 (5) (6)6 (7)内界水和铁通过配位键结合，而外界结晶水通过分子间作用力结合，配位键键能较大，故内该配合物中外界水较内界水易失去 【解析】配制一定物质的量浓度的溶液，所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签；滴定实验的步骤是：滴定前的准备：滴定管：查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录，锥形瓶：注液体→记体积→加指示剂；滴定：眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化；终点判断：记录数据；数据处理：通过数据进行计算。(1)硝酸铁固体在80℃加热条件下溶于去离子水得到溶液，则可以选用水浴加热；水解为吸热过程，加热的目的是促进铁离子水解；(2)硝酸铁固体在溶于水时部分水解、缩合成一种重要的中间体[(H2O)4Fe(OH)2Fe(H2O)4]4+，则反应为：2Fe3++10H2O[(H2O)4Fe(OH)2Fe(H2O)4]4++2H+；(3)配制一定物质的量浓度的溶液，所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签；滴定按照检漏、洗涤、润洗、装液、滴定等顺序操作；故该铁含量测定实验需要的仪器有：250mL容量瓶、酸式滴定管等，无需使用的仪器有量筒、蒸发皿、分液漏斗、冷凝管；故为②④⑤⑥；(4)由已知反应可知，当滴定结束时，容易紫色硝酸，故滴定终点的现象是：最后半滴标准液加入后，溶液紫色消失，且半分钟内不变色；(5)由已知反应可知，Fe3+~H2Y2-，则产品中铁元素的含量是；(6)由结构可知，该阳离子中，Fe(Ⅲ)的配位数为6；(7)内界水和铁通过配位键结合，而外界结晶水通过分子间作用力结合，配位键键能较大，故内该配合物中外界水较内界水易失去。 7．钴及其化合物在工业生产中有广阔的应用前景。已知：Co2+不易被氧化，Co3+具有强氧化性，[Co(NH3)6]2+具有较强还原性，[Co(NH3)6]3+性质稳定。 (1)从锂钴废料(主要成分为LiCoO2)分离Co2+。 ①的电子排布式为 。 ②“酸溶”时不选择浓的理由是： 。 ③“净化”时，加固体是将转化为沉淀，“净化”后溶液中，若“过滤1”后溶液中浓度为1.0，则“净化”后c(Na+)= 。[溶液体积变化忽略不计，不考虑其他离子影响。25℃时Ksp(LiF)= 2.0×10-3] (2)从由CoCl2制备[Co(NH3)6]Cl3。 实验过程：称取研细的CoCl2·6H2O 10.0g和NH4Cl50g于烧杯中溶解，将溶液转入三颈烧瓶，分液漏斗中分别装有25浓氨水，530%的H2O2溶液，控制反应温度为60℃，打开分液漏斗，反应一段时间后，得[Co(NH3)6]Cl3溶液，实验装置如图所示： ①由CoCl2制备[Co(NH3)6]Cl3溶液的离子方程式为 。 ②分液漏斗中液体加入三颈烧瓶中的顺序为 。 (3)用CoSO4溶液为原料“沉钴”时，可先制得CoCO3再制备Co3O4.CoCO3在空气中受热分解，测得剩余固体的质量与起始CoCO3的质量的比值(剩余固体的质量分数)随温度变化曲线如图所示。 为获得较高产率的Co3O4，请补充实验方案：取CoSO4溶液 。(可选用的试剂：0.1 mol/L NH4HCO3溶液、空气、0.1 mol/L HCl溶液、0.1 mol/L BaCl2溶液)。 【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d7(或[Ar]3d7) 浓HCl有还原性，与Co3+会发生反应产生Cl2，污染空气 0.99 mol·L-1 (2) 2Co2++2NH4++H2O2+10NH3·H2O =2 [Co(NH3)6]3++12H2O 先加浓氨水再加H2O2溶液 (3)边搅拌边滴加0.1mol/L NH4HCO3溶液，至不再产生沉淀，过滤、洗涤，取最后一次洗涤液加入0.1mol/L HCl溶液酸化，再加入0.1mol/L BaCl2溶液，无浑浊生成，得到CoCO3固体，将CoCO3固体置于热解装置中，通入空气气流，在400~600 ℃温度下高温煅烧至恒重即可 【解析】(1)①钴元素的原子序数为27，基态Co2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d7(或[Ar]3d7)；②钴酸锂中钴元素的化合价为+3价，由题意可知，+3价钴元素具有强氧化性，若酸溶时加入具有还原性的浓盐酸，钴酸锂会与浓盐酸反应生成有毒的氯气，污染空气，所以酸溶时不能选用浓盐酸；③由氟化锂的溶度积可知，净化后溶液中的锂离子浓度为，则沉淀锂离子消耗的氟离子的浓度为1mol/L-0.05mol/L=0.95mol/L，由净化后溶液中氟离子浓度为0.04mol/L可知，溶液中钠离子的浓度为0.95mol/L+0.04mol/L=0.99 mol/L；(2)①由题意可知制备[Co(NH3)6]Cl3的反应为，溶液中的Co2+与NH4+、氨水和过氧化氢溶液反应生成[Co(NH3)6]3+和水，反应的离子方程式为2Co2++2NH4++H2O2+10NH3·H2O =2 [Co(NH3)6]3++12H2O；②分液漏斗中液体加入三颈烧瓶中的顺序为先加浓氨水，后加过氧化氢溶液；(3)由于CoCO3难溶于水，取反萃取后得到的水相，加入0.1mol/L的NH4HCO3，将Co2+转化为CoCO3沉淀，过滤除去可溶性杂质，然后洗涤，为了保证杂质除净，加入0.1mol/L HCl溶液酸化，用0.1mol/L的BaCl2溶液检验洗涤液中有无SO42-，干燥后在空气中400~600℃温度下高温分解CoCO3至恒重得到Co3O4。 8．某兴趣小组设计如图实验装置制备次磷酸钠(NaH2PO2)。 已知：①白磷(P4)在空气中可自燃，与过量烧碱溶液混合，80~ 90℃生成NaH2PO2和PH3。 ②PH3是一种有强还原性的有毒气体，空气中可自燃，可与NaClO溶液反应生成NaH2PO2。 (1)仪器a的名称是 ，a 中发生反应的化学方程式是 。 (2)仪器b组成的装置的作用是 ，检查装置气密性后，应先打开K通入N2一段时间，目的是 。 (3)下列有关说法正确的是 。 A．次磷酸(H3PO2)是三元酸 B．为加快反应速率，投料前应先在通风橱内将白磷碾成薄片状 C．d中所盛硫酸铜溶液，可用酸性高锰酸钾溶液代替 (4)①仪器c中充分反应后生成NaH2PO2和NaCl，经过一系列操作可获得固体NaH2PO2，相关物质的溶解度(S)如下： S(25℃) S(100℃) NaCl 37 39 NaH2PO2 100 667 从下列选项a-g中选择合理的仪器或操作，补全如下步骤。 取仪器c中溶液，用蒸发皿___________→___________(趁热过滤)→用烧杯(冷却结晶)→用漏斗(过滤得到NaH2PO2)→___________→干燥→NaH2PO2粗品。 选项：a．溶解  b．过滤  c．洗涤  d．普通三角漏斗  e．保温漏斗  f．蒸发浓缩至有大量晶体析出  g．蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜 ②写出c中发生反应的离子方程式 。 (5)产品纯度的测定： 取产品mg配成250mL溶液，取25mL于锥形瓶中，然后用0.01 mol·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点(还原产物是Mn2+，氧化产物是PO43-)，达到滴定终点时消耗VmL标准溶液，产品的纯度为 。 【答案】(1) 三颈烧瓶 P4+3NaOH+3H2O3NaH2PO2+PH3↑ (2) 安全瓶，防止c中溶液倒吸入a中 排尽装置内的空气，防止反应生成的pH3自燃引起爆炸 (3)C (4) f、e、c PH3+2ClO-+OH-= H2PO2-+2Cl-+H2O (5) 【解析】由题意和图示可知，在三颈烧瓶中加入白磷，用分液漏斗加入烧碱溶液，先打开K通入一会儿氮气，排出装置中空气，然后关闭K，再滴加NaOH溶液并加热，生成NaH2PO2和PH3，生成的PH3在c中被NaClO溶液氧化为NaH2PO2，同时NaClO被反应生成NaCl，实验结束后继续打开K通一会儿氮气，含有PH3的尾气被硫酸铜溶液吸收，防止污染空气。在进行NaH2PO2含量测定时，要利用关系式法进行计算。(1)根据装置仪器结构可知，仪器a的名称是三颈烧瓶；已知白磷与过量烧碱溶液混合，在80~ 90℃生成NaH2PO2和PH3，则反应的化学方程式P4+3NaOH+3H2O3NaH2PO2+PH3↑。(2)仪器b是空的集气瓶，导气管短进长出，组成的装置的作用是安全瓶，防止c中溶液倒吸入a中；检查装置气密性后，应先打开K通入N2一段时间，目的是排尽装置内的空气，防止白磷及反应产生的 PH3被氧化自燃。(3)A项，在c中白磷与过量NaOH反应产生NaH2PO2，则NaH2PO2是正盐，说明H3PO2是一元酸，A错误；B项，投料前若先在通风橱内将白磷碾成薄片状，白磷会被空气中的氧气氧化，因此不可以进行该操作，B错误；C项，反应产生的PH3是有毒气体，在排放前要进行尾气处理，可以使用CuSO4溶液吸收，也可以使用酸性KMnO4溶液吸收，C正确；故选C。(4)①根据表格数据可知在仪器c中生成的NaH2PO2、NaCl的溶解度受温度的影响不同，可知： NaH2PO2的溶度受温度的影响变化较大，而温度对 NaCl的溶解度几乎无影响，故要从c中溶液中获得NaH2PO2的粗产品，取仪器c中溶液，用蒸发皿蒸发浓缩至有大量晶体析出，再用铜制保温漏斗(趁热过滤)→用烧杯(冷却结晶)→用漏斗(过滤得到NaH2PO2)→洗涤→干燥→NaH2PO2粗产品，故合理选项是f、e、c；②PH3和NaClO反应生成NaH2PO2和NaCl，反应的离子方程式为PH3+2ClO-+OH-= H2PO2-+2Cl-+H2O。(5)根据电子转移列关系式： ~ 产品纯度为。 9．红磷可用于制备半导体化合物及用作半导体材料掺杂剂，还可以用于制造火柴、烟火，以及三氯化磷等。 (1)研究小组以无水甲苯为溶剂，PCl3(易水解)和NaN3 (叠氮化钠)为反应物制备纳米球状红磷。该红磷可提高钠离子电池的性能。纳米球状红磷的制备装置如图所示(夹持、搅拌、加热装置已略)。 ①在氩气保护下，反应物在装置A中混匀后，于加热12小时，反应物完全反应。A中发生的反应化学方程式为 。 ②经冷却、离心分离和洗涤得到产品，洗涤时先后使用乙醇和水，依次洗去的物质是 和 。 (2) PCl3是重要的化工原料，实验室利用红磷制取粗PCl3的装置如图，夹持装置已略，已知红磷与少量Cl2反应生成PCl3，与过量Cl2反应生成PCl3，PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3，遇O2会生成POCl3。 PCl3、POCl3的熔沸点见下表。 物质 熔点 沸点 PCl3 75.5 POCl3 1.3 105.3 回答下列问题： ①装置B中的反应需要，较适合的加热方式为 。 ②制备Cl2可选用的仪器是 (填标号)，其反应离子方程式为 。 ③实验结束后，装置B中制得的PCl3粗产品中常混有POCl3、PCl3等。加入过量红磷加热可将PCl5转化为PCl3，通过 (填操作名称)，即可得到较纯净的PCl3产品。 ④PCl3纯度测定 步骤I：取wg上述所得PCl3产品，置于盛有蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解，将水解液配成溶液； 步骤II：取上述溶液于锥形瓶中，先加入足量稀硝酸，一段时间后再加V1mLc1 mol·L-1 AgNO3溶液(过量)，使Cl-完全转化为AgCl沉淀(Ag3PO4可溶于稀硝酸)； 步骤III：以硫酸铁溶液为指示剂，用c2 mol·L-1KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液(AgSCN难溶于水)，达到滴定终点时，共消耗V2mLKSCN溶液。 滴定终点的现象： ；产品中PCl3的质量分数为 %。 【答案】(1)10NaN3+2PCl52P+15N2↑+10NaCl 甲苯 NaCl (2) ①水浴加热 ②c 2MnO4-+10Cl-+16H+= 2Mn2++5Cl2↑+8H2O ③蒸馏 ④当滴入最后半滴标准液后，溶液变成红色，且半分钟内不褪色 【解析】(1)①在氧气保护下，反应物在装置A中完全反应，PCl3和NaN3反应生成红磷、N2和NaCl，其反应的化学方程式为10NaN3+2PCl52P+15N2↑+10NaCl；②根据反应可知，得到的产物上站有甲苯和NaCl，用乙醇洗去甲苯，用水洗去NaCl；(2)①装置B中的反应需要65~70℃，不能用酒精灯直接加热，则较适合的加热方式为水浴加热；②a、b适合块状固体和液体在常温下反应生成气体的反应，应选用高锰酸钾和浓盐酸制取氯气，用c装置，其反应的离子方程2MnO4-+10Cl-+16H+= 2Mn2++5Cl2↑+8H2O；③实验结束后，装置B中制得的PCl3粗产品中常混有POCl3、PCl3等，加入过量红磷加热可将PCl3转化为PCl3，根据PCl3和POCl3的沸点相差较大，则通过蒸馏方法得到较纯净的PCl3产品；④根据PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3，则步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl，产品中PCl3的质量分数为。 10．实验室以FeS2为原料制备磷酸亚铁晶体[Fe3(PO4)2·8H2O]，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-Na2HPO4，并用氨水或CH3COONa调节溶液pH，“共沉淀”生成Fe3(PO4)2·8H2O。 ①若使用CH3COONa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Fe3(PO4)2·8H2O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FeSO4溶液和CH3COONa-Na2HPO4混合液。) (4)测定样品中Fe3(PO4)2·8H2O(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H2O2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) 3Fe2++2HPO42-+2CH3COO-+8H2O=Fe3(PO4)2·8H2O↓+2CH3COOH NaOH碱性强，容易造成局部pH过高，生成Fe(OH)2等杂质 向三颈烧瓶中滴加CH3COONa-Na2HPO4混合溶液 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 (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3Fe2++2HPO42-+2CH3COO-+8H2O=Fe3(PO4)2·8H2O↓+2CH3COOH；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%。 11．硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O，M=248g•mol-1)易溶于水，难溶于乙醇，在中性和碱性环境中稳定，在酸性环境中易分解，在40～50℃熔化，48℃分解。用两种方法制取Na2S2O3•5H2O并加以应用。 Ⅰ.制备Na2S2O3•5H2O 方法一：亚硫酸钠法，反应原理：S+ Na2SO3Na2S2O3。 实验步骤：称取一定量的Na2SO3固体于烧杯中，溶于煮沸过的蒸馏水。另取过量硫粉，加入少量乙醇充分搅拌均匀后，加到上述溶液中。水浴加热，微沸，反应后趁热过滤。液蒸发浓缩、冷却结晶析出Na2S2O3•5H2O晶体。再进行减压过滤、洗涤并低温干燥。 (1)S2O32-中心硫原子的杂化方式为 。 (2)向硫粉中加入少量乙醇充分搅拌均匀的目的是 。 方法二：硫化碱法，装置如图所示。 (3)①装置C中，将Na2S和Na2CO3以2：1的物质的量之比配成溶液再通入SO2，便可制得Na2S2O3和CO2。反应的化学方程式为 。 ②三颈烧瓶中两种固体溶解时，需先将Na2CO3固体溶于水配成溶液，再将Na2S固体溶于Na2CO3溶液中，其目的是 。 ③实验过程中，C装置中的澄清溶液先变浑浊，后变澄清时生成大量的Na2S2O3一段时间后，再次出现少量浑浊，此时须立刻停止通入SO2。为了保证Na2S2O3•5H2O的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是 。 Ⅱ.Na2S2O3的应用 (4)某消毒液中含有ClO2和Cl2两种主要成分。请补充完整用Na2S2O3标准溶液测定该消毒液中ClO2含量的实验方案：量取5.00mL消毒液于锥形瓶中，加蒸馏水稀释到25.00mL， ，重复实验2~3次，取实验平均值计算ClO2含量。 已知：①2ClO2+2KI=2KClO2+I2； ②KClO2+4KI+2H2SO4=KCl+2K2SO4+2I2+2H2O； ③2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI；且反应②在pH=3时完全进行。 (须使用的试剂：0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液、淀粉溶液、KI溶液、稀硫酸) (5)设计以下实验测定粗产品中Na2S2O3•5H2O的含量： 步骤1：准确称取8.0000g样品溶于水，加入5mL甲醛，配成100mL溶液。 步骤2：准确称取0.2940K2Cr2O7固体于碘量瓶中，加入20mL蒸馏水溶解，再加入10mL2mol•L-1H2SO4和20mL10%KI溶液使铬元素完全转化为Cr3+，加水稀释至100mL。 步骤3：向碘量瓶中加入1mL1%淀粉，用待测Na2S2O3溶液滴定碘量瓶中溶液至滴定终点，消耗Na2S2O3溶液20.00mL。(已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-) 试计算Na2S2O3•5H2O的纯度(写出计算过程) 。 【答案】(1)sp3 (2)硫粉微溶于乙醇，在乙醇中有一定的溶解度，从而增大反应物的接触面积，加快反应速率 (3) 4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2 Na2CO3溶液呈碱性，可以抑制Na2S水解，防止产生H2S气体 若SO2过量，溶液显酸性，产物分解 (4)向其中加入过量KI溶液，充分振荡，以淀粉溶液为指示剂，用0.10mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点，加入稀硫酸调节溶液pH=3，再以淀粉溶液为指示剂，用0.10mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点，记录第二次滴定消耗Na2S2O3溶液的体积 (5)93.00% 【解析】(1)硫代硫酸根离子中中心硫原子与3个氧原子和1个硫原子形成了四面体结构，所以硫原子的杂化方式为sp3杂化；(2)反应速率与接触面积有关，硫粉微溶于乙醇，在乙醇中有一定的溶解度，从而增大反应物的接触面积，加快反应速率；(3)①二氧化硫气体均匀通入硫化钠和碳酸钠的混合溶液中最终生成硫代硫酸钠和二氧化碳，可知方程式为：4SO2+3Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2，第二步反应的化学方程式为3SO2+2Na2S=2Na2SO3+3S↓，故答案为：4SO2+3Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2；②三颈烧瓶中两种固体溶解时，需先将Na2CO3溶于水配成溶液，再将Na2S固体溶于Na2CO3的溶液中，其目的是Na2CO3溶液呈碱性，抑制Na2S水解，防止产生H2S气体，故答案为：Na2CO3溶液呈碱性，抑制Na2S水解，防止产生H2S气体；③已知Na2S2O3•5H2O在酸性环境中易分解，实验中通入的SO2不能过量，原因是：若SO2过量，溶液显酸性，产物分解；(4)向其中加入过量KI溶液，充分振荡，以淀粉溶液为指示剂，用0.10mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点，加入稀硫酸调节溶液pH=3，再以淀粉溶液为指示剂，用0.10mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点，记录第二次滴定消耗Na2S2O3溶液的体积；(5)K2Cr2O7溶液加入H2SO4和KI溶液使铬元素完全转化为Cr3+，离子方程式为Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O，根据反应Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O；I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，可以得到关系式6 S2O32-～Cr2O72-，n(K2Cr2O7)=，所以Na2S2O3•5H2O的质量为6×0.001×248×5g=7.44g，所以算Na2S2O3•5H2O的纯度×100%=93%%。 12．12-钨磷酸(H3PW12O40，分子量：2880)是杂多化合物的代表物之一，实验室可通过乙醚萃取法合成。涉及的部分物质性质见下表： 物质 性质 乙醚 无色液体，密度比水小且难溶于水，沸点34.5℃ 12-钨磷酸 白色固体，能溶于水，常温下极易与乙醚形成密度大于水且难溶于水的油状醚合物 【制备步骤】 Ⅰ.12-钨磷酸钠(Na3PW12O40)溶液的制备 取13.2 g Na2WO4 ·2H2O (分子量：330)和2.67g Na2HPO4·2H2O (分子量：178)于烧杯中，溶于80mL热水，边加热边搅拌下，向溶液中以细流加入14 mL浓盐酸，继续加热30 s。 Ⅱ.12-钨磷酸的制备 将烧杯中液体一并转移至分液漏斗中，加入205 mL乙醚及6 mL 6 mol/L的盐酸(均过量)，振荡后静置，液体分三层，分出最下层液体于仪器X中，在通风橱内，置于热水浴中加热蒸除少量乙醚，得白色12-钨磷酸固体8.64 g。 请回答下列问题： (1)请用离子方程式表示步骤Ⅰ中12-钨磷酸钠的制备原理 ； (2)“仪器X”为 ； (3)步骤Ⅱ中，振荡分液漏斗制备12-钨磷酸时，需不时拧开分液漏斗活塞进行放气，这样操作的目的是 ； (4)步骤Ⅱ中“液体分为三层”，最上层液体的主要成分为 (填代号)； a．乙醚    b．12-钨磷酸钠溶液    c．水    d．NaCl溶液 (5)步骤Ⅱ蒸除乙醚时，采用水浴加热而不采用明火加热的目的是 ； (6)制备出的12-钨磷酸常因有灰尘、纸屑等有机纤维杂质落入而形成蓝色的“杂多蓝”，出现这一现象时，加入适量过氧化氢或溴水可使其恢复。上述实验现象可体现出12-钨磷酸常温下具有较强的 (填“氧化性”或“还原性”)； (7)根据上述实验数据计算，该实验的产率为 (设所得白色固体均为无水12-钨磷酸，结果保留两位有效数字)； (8)通过对X-射线衍射结果分析，得到12-钨磷酸根离子结构如下图，请回答： ①W原子的配位数为 ； ②12-钨磷酸根离子中存在 种处于不同化学环境的氧原子。 【答案】(1)12WO42-+HPO42-+23H+=PW12O403-+12H2O (2)蒸发皿或小烧杯 (3)(乙醚易挥发)排出乙醚蒸气，减小分液漏斗内压强，防止爆炸 (4)a (5)防止乙醚蒸气遇明火爆燃 (6)氧化性 (7)90% (8)6 4 【解析】(1)步骤Ⅰ中Na2WO4和Na2HPO4发生反应生成H3PW12O40和水，离子方程式为：12WO42-+HPO42-+23H+=PW12O403-+12H2O。(2)分液出的液体应该放在蒸发皿或小烧杯中，“仪器X”为蒸发皿或小烧杯。(3)步骤Ⅱ中，振荡分液漏斗制备12-钨磷酸时，需不时拧开分液漏斗活塞进行放气，这样操作的目的是：(乙醚易挥发)排出乙醚蒸气，减小分液漏斗内压强，防止爆炸。(4)乙醚的密度比水小，12-钨磷酸的密度比水大，步骤Ⅱ中“液体分为三层”，最上层液体的主要成分为乙醚，故选a。(5)步骤Ⅱ蒸除乙醚时，采用水浴加热而不采用明火加热的目的是：防止乙醚蒸气遇明火爆燃。(6)过氧化氢或溴水具有氧化性，与蓝色的“杂多蓝”反应后可以生成12-钨磷酸，说明蓝色的“杂多蓝”具有还原性，而12-钨磷酸常温下具有较强的氧化性。(7)13.2 g Na2WO4 ·2H2O的物质的量为=0.04mol，2.67g Na2HPO4·2H2O的物质的量为=0.015mol，由方程式12WO42-+HPO42-+23H+=PW12O403-+12H2O可知，理论上生成 12-钨磷酸，该实验的产率为。(8)①由12-钨磷酸根离子结构可知，W原子的配位数为6；②12-钨磷酸根离子是对称的结构，存在4种处于不同化学环境的氧原子。 13．四水甲酸铜(II) [Cu(HCOO)2·4H2O]常用作催化剂、化学试剂，应用于电镀等领域。实验室可以用碱式碳酸铜[Cu(OH)2·CuCO3]与甲酸反应来制备。 已知：①四水甲酸铜(II)为蓝色晶体，易溶于水，难溶于醇及大多数有机物。 ②碱式碳酸铜和碳酸氢钠在水溶液中比固态时更易分解。 实验室制备四水甲酸铜(II)的步骤如下： I．称取一定量CuSO4·5H2O和NaHCO3，充分研细并混合均匀。 II．将I中所得混合物加入到100mL接近沸腾的蒸馏水中，继续加热至接近沸腾状态数分钟。 III．静置溶液澄清后，用倾析法分离得到沉淀，用蒸馏水洗涤，干燥。 IV．将III中所得产品放入如图装置的三颈烧瓶中，加入约20mL蒸馏水，加热搅拌至50℃左右。 V．向三颈烧瓶中加入甲酸，反应结束后趁热过滤。 VI．经过一系列操作得到四水甲酸铜(II)产品。 回答下列问题： (1)仪器a的名称为 。 (2)步骤II中发生反应的化学方程式为 。 实际取用的硫酸铜和碳酸氢钠的物质的量之比小于1：2，原因一是过量的碳酸氢钠用于保持溶液呈碱性，二是 。 (3)步骤III中检验沉淀已洗净的方法是 。 (4)步骤VI中的一系列操作中减压过滤的优点是 。 (5)测定产品中四水甲酸铜(II)(M=226g/mol)的含量：准确称取ag产品配成100mL溶液，取25.00mL于锥形瓶中，消除干扰离子后，用c mol·L-1EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液bmL。(已知滴定反应为：Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+)则产品中四水甲酸铜(II)的质量分数为 (用含a、b、c的代数式表示)。 (6)如果将甲酸铜(II) [Cu(HCOO)2]、对苯二甲酸()、乙醇混合溶液长时间放置，将析出一种晶体X(晶胞结构如图)，甲酸根全部被交换到溶液中。 1个X晶胞中含有Cu的数目为 ；若1molX晶胞的质量为456g，实验表明，91.2mg晶体X可吸收6.72mgN2，所得晶体中Cu：N个数比为1： 。 【答案】(1)球形冷凝管(1分) (2)2CuSO4+4NaHCO3Cu(OH)2·CuCO3↓ +3CO2↑+2Na2SO4+H2O(2分)　 碳酸氢钠易分解损失(1分) (3)取最后一次洗涤液少量于试管中，先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，说明沉淀已洗净(2分) (4)加快过滤速度，得到较为干燥的沉淀(2分) (5) (2分) (6) 2(2分) 1.2(2分) 【解析】实验室制备四水甲酸铜(II) [Cu(HCOO)2·4H2O]，先用CuSO4·5H2O和NaHCO3反应制备碱式碳酸铜[Cu(OH)2·CuCO3]，反应液静置澄清后，用倾析法分离得到沉淀，用蒸馏水洗涤，干燥得干燥碱式碳酸铜；碱式碳酸铜放入三颈烧瓶中，加入约20mL蒸馏水，加热搅拌至50℃左右，加入甲酸，反应结束后趁热减压过滤得甲酸铜(II) [Cu(HCOO)2]。(1)根据装置图，仪器a的名称为球形冷凝管；(2)步骤II中硫酸铜和碳酸氢钠发生反应生成碱式碳酸铜、二氧化碳、硫酸钠，反应的化学方程式为2CuSO4+4NaHCO3Cu(OH)2·CuCO3↓ +3CO2↑+2Na2SO4+H2O。实际取用的硫酸铜和碳酸氢钠的物质的量之比小于1：2，原因一是过量的碳酸氢钠用于保持溶液呈碱性，二是碳酸氢钠易分解损失。(3)步骤III中检验可能含有的杂质是硫酸钠，若洗涤液中不含硫酸根离子说明沉淀已洗净，检验的方法是：取最后一次洗涤液少量于试管中，先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，说明沉淀已洗净。(4)步骤VI中的一系列操作中减压过滤的优点是：加快过滤速度，得到较为干燥的沉淀；(5)根据滴定反应方程式Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+，可知n(Cu(HCOO)2·4H2O)=n(EDTA)=，则产品中四水甲酸铜(II)的质量分数为。(6)如果将甲酸铜(II)、对苯二甲酸()、乙醇混合溶液长时间放置，析出晶体X，甲酸根全部被交换到溶液中，则X为；根据均摊原则，苯环的数目为，1个X晶胞中含有Cu的数目为2；若1molX晶胞的质量为456g，91.2mg晶体中晶胞的物质的量为，含有Cu的物质的量为， 中N原子的物质的量为 ，所得晶体中Cu：N个数比为1：1.2。 ( 7 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$