专题三 [热点题空] 第4练 实验方案的设计或补充-【步步高·考前三个月】2025年高考化学复习讲义课件（江苏专用）（课件PPT+word教案）

[热点题空] 专题三　第4练　 实验方案的设计或补充 真题演练 模拟预测 内容索引 1.[2024·江苏，16(2)③]还原AgCl。在AgCl沉淀中埋入铁圈并压实，加入足量0.5 mol·L-1盐酸后静置，充分反应得到Ag。为判断AgCl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HNO3、AgNO3溶液，通风设备]。 1 2 3 4 真题演练 PART ONE 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 2.[2023·江苏，16(3)]制取MgSO4·H2O晶体。在如图所示的实验装置中，搅拌下，使一定量的MgSO3浆料与H2SO4溶液充分反应。MgSO3浆料与H2SO4溶液的加料方式是________________________________________________________；补充完整制取MgSO4·H2O晶体的实验方案：向含有少量Fe3+、Al3+的MgSO4溶液中，______________________________________________________________ _____________________________________________________________。(已知：Fe3+、Al3+在pH≥5时完全转化为氢氧化物沉淀； 室温下从MgSO4饱和溶液中结晶出MgSO4·7H2O， MgSO4·7H2O在150~170 ℃下干燥得到MgSO4·H2O， 实验中需要使用MgO粉末) 用滴液漏斗向盛有MgSO3浆料的三颈烧瓶中缓慢滴加H2SO4溶液 分批加入少量MgO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 1 2 3 4 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烧瓶中，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；根据题目信息，室温下结晶只能得到MgSO4·7H2O，因此需要在150~170 ℃下干燥得到MgSO4·H2O，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。 1 2 3 4 3.[2020·江苏，19(4)]将提纯后的FeSO4溶液与氨水⁃NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。 ①生成FeCO3沉淀的离子方程式为_________________________________ 　　　　　　　　 　　　　　　。 1 2 3 4 Fe2++HC+NH3·H2O===FeCO3↓+ N+H2O(或Fe2++HC+NH3===FeCO3↓+N) FeSO4溶液与氨水⁃NH4HCO3混合溶液反应，Fe2+与C结合生成FeCO3沉淀，促进了HC的电离，离子方程式为Fe2++HC+NH3·H2O=== FeCO3↓+N+H2O或Fe2++HC+NH3===FeCO3↓+N。 ②设计以FeSO4溶液、氨水⁃NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：_______________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________ [FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的pH=6.5]。 1 2 3 4 在搅拌条件下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水⁃NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2~3次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀 Fe(OH)2开始沉淀的pH=6.5，且要求FeCO3沉淀需“洗涤完全”，应控制溶液的pH不大于6.5，防止产生Fe(OH)2沉淀；得到FeCO3沉淀，静置后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀2~3次，并通过检验洗涤液中是否含有S，判断是否洗涤干净。 1 2 3 4 4.[2021·江苏，17(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：1 mol·L-1 H2SO4溶液、2 mol·L-1 HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液) 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1 mol·L-1H2SO4溶液，加热，充分反应后过滤，洗涤，直到取最后一次洗涤液加HCl溶液酸化的BaCl2溶液不变浑浊 1 2 3 4 根据图像可知，在450 ℃左右MnO2占比最高，所以加热到450 ℃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反应产生氯气。 1 2 3 4 1.(2024·连云港统考模拟)实验室利用含钴废催化剂制备CoCl2·2H2O，并利用其制备[Co]Cl3。已知：Fe(OH)3完全沉淀的pH为2.7，Al(OH)3完全沉淀的pH为4.2，Co(OH)2开始沉淀的pH为6.5，CoCl2的溶解度曲线如图所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 模拟预测 PART TWO 1 2 3 4 5 6 7 8 制备CoCl2·2H2O。 补充完整以含钴废催化剂(主要成分为CoO，含少量Fe2O3和Al2O3)为原料制备CoCl2·2H2O的实验方案：____________________________________________ ____________________________________________ 用1 mol·L-1HCl溶液溶解含钴废催化剂，加CoCO3 固体调节pH，用pH计控制4.2≤pH<6.5从而生成氢 氧化铁、氢氧化铝沉淀除去Fe3+、Al3+，过滤，滤液加热浓缩、冷却到50~90 ℃结晶析出CoCl2·2H2O，过滤 _______________________________________________________________ ________________________________，洗涤2~3次，低温干燥，得到产品CoCl2·2H2O。(实验中须使用的仪器和试剂：pH计、1 mol·L-1HCl溶液、CoCO3固体)  2.已知：①PbCrO4难溶于水，可由沸腾的铬酸盐溶液与铅盐溶液作用制得，含PbCrO4晶种时更易生成。 ②Pb(NO3)2易溶于水；Pb(OH)2开始沉淀时pH为7.2，完全沉淀时pH为8.7。 1 2 3 4 5 6 7 8 ③六价铬在溶液中物种分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH关系如图所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 设计用Na2CrO4溶液制备PbCrO4晶体的实验方案：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 在不断搅拌下，向Na2CrO4溶液中加入6 mol·L-1 醋酸至弱酸性(pH略小于7)，将溶液加热至沸腾， 先加入一滴0.5 mol·L-1 Pb(NO3)2溶液搅拌片刻产 生少量沉淀，然后继续滴加至有大量沉淀产生， 静置，向上层清液中滴入Pb(NO3)2溶液，直至不再生成沉淀，静置、过滤、洗涤、干燥 ______________________________________________________________________________[实验中须使用的试剂：6 mol·L-1醋酸，0.5 mol·L-1 Pb(NO3)2溶液]。 3.CuO和Cu2O是铜的常见氧化物，设计以铜粉为原料制取Cu2O的实验方案：向烧杯中加入适量的铜粉，___________________________________ ______________________________；_______________________________ ___________________________；向溶液中加入10%的NaOH溶液至沉淀完全；再加入一定量的10%的NaOH溶液和足量葡萄糖溶液，充分加热；静置、冷却、过滤、水洗及干燥(已知在约50 ℃时，发生反应：Cu+H2O2 +H2SO4===CuSO4+2H2O。实验中必须使用的试剂：稀硫酸、葡萄糖溶液、10%的NaOH溶液和15%的H2O2溶液)。  1 2 3 4 5 6 7 8 边搅拌边加入稍过量稀硫酸和过量的15%的H2O2溶液，加热至约50 ℃ 待铜粉完全溶解时，煮沸溶液片刻(除去过量H2O2)，冷却至室温 4.实验室以工业废渣(主要含 CaSO4·2H2O，还含少量SiO2、 Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻 质CaCO3和(NH4)2SO4晶体，其实验流程如图： 滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料，制取CaCl2溶液的实验方案：__________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________[已知：pH=5时，Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全；pH=8.5时，Al(OH)3开始溶解。实验中须使用的试剂：稀盐酸和Ca(OH)2溶液]。 在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣，待观察不到气泡产生后，过滤，向滤液中分批加入少量Ca(OH)2溶液，用pH试纸测量溶液pH，当pH介于5~8.5时，过滤，可得到CaCl2溶液 1 2 3 4 5 6 7 8 5.在碱性条件下，向MnSO4溶液中通入空气氧化可获得Mn3O4，产物中Mn元素质量分数(Mn%)随反应时间和温度变化如图1和图2所示。 (1)图1所示反应时间超过8 h，Mn%降低的原因是____________________ _____________________________。 (2)请设计由MnSO4溶液制备较纯Mn3O4的实验方案：_________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________(须用到的试剂：1 mol·L-1 NaOH溶液、BaCl2溶液)。 Mn3O4被氧化成更高价态锰的氧化物(Mn2O3或MnO2) 向MnSO4溶液中加入一定量1 mol·L-1 NaOH溶液，边搅拌边通入空气，控制温度为75 ℃、加热8 h左右，过滤，洗涤，取最后一次洗涤液向其中滴加BaCl2溶液，无浑浊出现 1 2 3 4 5 6 7 8 6.MnCl2·4H2O经加热脱水制得的MnCl2纯度不高，实验室可由固体四水醋酸锰[(CH3COO)2Mn·4H2O]和液体乙酰氯(CH3COCl)经过室温除水、加热回流等步骤制得高纯MnCl2，涉及的主要反应有CH3COCl+H2O―→ CH3COOH+HCl、(CH3COO)2Mn+2CH3COCl MnCl2↓+2(CH3CO)2O。 为获得较高产率的高纯MnCl2，请补充实验方案：取四水醋酸锰24.5 g(0.1 mol)和50 mL苯置于烧瓶中，边搅拌边加入　　　　　 　　，充分反应后过滤，_________________________________________________ __________________________________________________[供选择的试剂：CH3COCl (0.1 mol CH3COCl的体积约为7 mL)、苯、水]。 1 2 3 4 5 6 7 8 28 mL的CH3COCl 将所得固体、50 mL苯和14 mL的CH3COCl置于蒸馏装置中；加热回流至沉淀不再增加，过滤，用苯洗涤2~3次 根据制得高纯MnCl2过程中发生的第一个反应可知，先加入28 mL CH3COCl(即0.4 mol)，将0.1 mol (CH3COO)2Mn·4H2O中的H2O(即0.4 mol)反应掉，再结合第二个反应，将14 mL的CH3COCl与过滤后所得固体、50 mL苯置于蒸馏装置中，加热回流至沉淀不再增加，过滤，用苯洗涤2~3次后得到纯净的MnCl2。 1 2 3 4 5 6 7 8 7.(2024·南通模拟)某学习小组利用废银催化剂制备乙炔银(Ag2C2)和酸性乙炔银(Ag2C2·nAgNO3)。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CaC2，还含有CaS等杂质。洗气瓶中CuSO4溶液的作用是　　　　　　。 1 2 3 4 5 6 7 8 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H2S气体 洗气瓶中CuSO4溶液与H2S反应生成硫化铜沉淀，洗气瓶中CuSO4溶液的作用是除去H2S。 1 2 3 4 5 6 7 8 (2)制备乙炔银。向含有[Ag(NH3)2]OH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：_________________________________ 　　　　　。 1 2 3 4 5 6 7 8 C2H2+2[Ag]OH+2H2O===Ag2C2↓ +4NH3·H2O 向含有[Ag(NH3)2]OH的溶液中通入乙炔可得到乙炔银沉淀，化学方程式为C2H2+2[Ag]OH+2H2O ===Ag2C2↓+4NH3·H2O。 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Ag2C2转入棕色试剂瓶中。(实验中须使用的试剂有：C2H2、2%氨水、去离子水) 1 2 3 4 5 6 7 8 向滤液中加入2%氨水至产生的沉淀溶解，向所得溶液中通入C2H2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)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C2H2+(n+2)AgNO3===Ag2C2·nAgNO3↓+2HNO3。 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_________________________________________ 　　　　　　　　　　　　　 。 1 2 3 4 5 6 7 8 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 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准确称取1.260 g样品，用浓硝酸完全溶解后，定容得200 mL溶液，取20.00 mL于锥形瓶中，以NH4Fe作指示剂，用0.050 00 mol· L-1NH4SCN标准溶液进行滴定(Ag++SCN-===AgSCN↓)，终点时消耗标准溶液的体积为16.00 mL。 滴定终点的现象为_______________________________________________ 　　　 　　。通过计算确定n的数值：___________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ______________________(写出计算过程)。 1 2 3 4 5 6 7 8 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 根据方程式可知，20 mL溶液中，n(Ag+)=n(SCN-)= 0.050 00 mol·L-1×0.016 L=8×10-4 mol，则200 mL 溶液中总的银离子的物质的量为8×10-3mol，则有×(2+ n)=8×10-3mol，解得n=6 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，则达到滴定终点。 1 2 3 4 5 6 7 8 8.(2023·海门模拟)硒是人 体所需微量元素之一，也 是一种重要的工业原料。 工业上从铜阳极泥(含有Se、Au、Ag、Cu、CuSe、 Ag2Se等)中提取硒的过程如图： (1)甲酸还原H2SeO3的装置如图所示，反应的化学 方程式为　　　 　　 　　。 1 2 3 4 5 6 7 8 H2SeO3+2HCOOH Se↓+2CO2↑+3H2O (2)还原时，进行了如下实验：向10 mL 2.5 mol·L-1亚硒酸溶液中先加入10 mL氨水，再加入10 mL甲酸溶液，加热至沸腾(103 ℃)，反应10小时。当氨水浓度在0~1.25 mol·L-1之间，随着氨水浓度逐渐增大，亚硒酸还原率逐渐升高，其可能的原因是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 在实验条件下，HSe比H2SeO3更容易被甲酸还原，随着氨水浓度逐渐增大，溶液中HSe浓度逐渐增大，反应速率加快 铜阳极泥通入氧气焙烧，Ag2Se与氧气反应生成Ag和SeO2，且Au、Ag为不活泼金属，不与氧气反应，Cu转化为CuO，烧渣中含Au、Ag、CuO等，Se和S在同一主族，同一主族元素性质相似，故焙烧生成产物A为SeO2，SeO2与水反应生成H2SeO3溶液，加入甲酸在103 ℃下被还 原生成粗硒，化学方程式为H2SeO3+2HCOOH Se↓+2CO2↑+ 3H2O。 1 2 3 4 5 6 7 8 当氨水浓度在0~1.25 mol·L-1之间，随着氨水浓度逐渐增大，亚硒酸还原率逐渐升高，其可能的原因是实验条件下，HSe比H2SeO3更容易被甲酸还原，随着氨水浓度逐渐增大，溶液中HSe浓度逐渐增大，反应速率加快。 1 2 3 4 5 6 7 8 (3)粗硒的精制经过Na2SO3浸出[Se转化成硒代硫酸钠(Na2SeSO3)]→Na2S净化→H2SO4酸化等步骤。 ①加入一定体积Na2S溶液可除去Cu2+、Ag+等杂质金属离子，Na2S浓度对粗硒除杂的影响如图所示，精硒中的杂质含量先降低后上升的原因是 ______________________________________________________________________________________________________________________________。 加入Na2S后，Na2S与杂质离子Cu2+、Ag+等反应生成沉淀，故杂质含量降低；加硫酸时，硫离子与亚硫酸根离子反应生成硫单质，杂质含量升高 1 2 3 4 5 6 7 8 粗硒中加入硫化钠，硫化钠与铜离子、银离子等生成沉淀，进而除去杂质金属离子，硫化钠浓度过高时，除去金属离子后有硫化钠剩余，加入硫酸后，酸性条件下硫离子与亚硫酸根离子反应生成硫单质，从而使杂质含量上升。 1 2 3 4 5 6 7 8 ②在搅拌下向100 mL 1 mol·L-1硒代硫酸钠溶液中缓慢滴加1 mol·L-1 H2SO4溶液，过滤、洗涤、干燥，得到Se固体。需加入H2SO4溶液的体积约为　　　　 　　　。 1 2 3 4 5 6 7 8 100 mL(或0.1 L) 硒代硫酸钠与硫酸反应生成Se的化学方程式为Na2SeSO3+H2SO4=== Na2SO4+Se↓+SO2↑+H2O，硒代硫酸钠的物质的量为0.1 mol，需要硫酸0.1 mol，则需要加入1 mol·L-1硫酸0.1 L。 (4)实验室中可以用SO2还原H2SeO3溶液制取硒单质，请补充完整实验方案：取一定量H2SeO3溶液，______________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________，得硒单质。(须使用的试剂：SO2、BaCl2溶液、1 mol· L-1 NaOH溶液) 1 2 3 4 5 6 7 8 在不断搅拌下，向H2SeO3溶液中缓缓通入SO2气体至不再产生沉淀为止，同时用1 mol·L-1 NaOH溶液吸收多余的尾气，静置、过滤、洗涤，直至取最后一次洗涤滤液，加入BaCl2溶液无沉淀生成，干燥 用SO2还原H2SeO3溶液制取硒单质，二氧化硫被氧化生成硫酸根离子，实验方案为取一定量H2SeO3溶液，在不断搅拌下，向H2SeO3溶液中缓缓通入SO2气体至不再产生沉淀为止，同时用1 mol·L-1 NaOH溶液吸收多余的尾气，静置、过滤、洗涤，直至取最后一次洗涤滤液，加入BaCl2溶液无沉淀生成，干燥，得到硒单质。 1 2 3 4 5 6 7 8 $$ [热点题空]　第4练　实验方案的设计或补充　[分值：100分] 1.(4分)[2024·江苏，16(2)③]还原AgCl。在AgCl沉淀中埋入铁圈并压实，加入足量0.5 mol·L-1盐酸后静置，充分反应得到Ag。为判断AgCl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HNO3、AgNO3溶液，通风设备]。  答案　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 2.(8分)[2023·江苏，16(3)]制取MgSO4·H2O晶体。在如图所示的实验装置中，搅拌下，使一定量的MgSO3浆料与H2SO4溶液充分反应。MgSO3浆料与H2SO4溶液的加料方式是　　　　　　　　；补充完整制取MgSO4·H2O晶体的实验方案：向含有少量Fe3+、Al3+的MgSO4溶液中，　　　　　　　　。(已知：Fe3+、Al3+在pH≥5时完全转化为氢氧化物沉淀；室温下从MgSO4饱和溶液中结晶出MgSO4·7H2O，MgSO4·7H2O在150~170 ℃下干燥得到MgSO4·H2O，实验中需要使用MgO粉末)  答案　用滴液漏斗向盛有MgSO3浆料的三颈烧瓶中缓慢滴加H2SO4溶液　分批加入少量MgO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　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烧瓶中，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；根据题目信息，室温下结晶只能得到MgSO4·7H2O，因此需要在150~170 ℃下干燥得到MgSO4·H2O，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。 3.(8分)[2020·江苏，19(4)]将提纯后的FeSO4溶液与氨水⁃NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。 ①生成FeCO3沉淀的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。  ②设计以FeSO4溶液、氨水⁃NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：　　　 　　 [FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的pH=6.5]。 答案　①Fe2++HC+NH3·H2O===FeCO3↓+N+H2O(或Fe2++HC+NH3===FeCO3↓+N) ②在搅拌条件下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水⁃NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2~3次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀 解析　①FeSO4溶液与氨水⁃NH4HCO3混合溶液反应，Fe2+与C结合生成FeCO3沉淀，促进了HC的电离，离子方程式为Fe2++HC+NH3·H2O===FeCO3↓+N+H2O或Fe2++HC+NH3===FeCO3↓+N。 ②Fe(OH)2开始沉淀的pH=6.5，且要求FeCO3沉淀需“洗涤完全”，应控制溶液的pH不大于6.5，防止产生Fe(OH)2沉淀；得到FeCO3沉淀，静置后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀2~3次，并通过检验洗涤液中是否含有S，判断是否洗涤干净。 4.(4分)[2021·江苏，17(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：1 mol·L-1 H2SO4溶液、2 mol·L-1 HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液)  答案　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1 mol·L-1H2SO4溶液，加热，充分反应后过滤，洗涤，直到取最后一次洗涤液加HCl溶液酸化的BaCl2溶液不变浑浊 解析　根据图像可知，在450 ℃左右MnO2占比最高，所以加热到450 ℃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反应产生氯气。 1.(4分)(2024·连云港统考模拟)实验室利用含钴废催化剂制备CoCl2·2H2O，并利用其制备[Co]Cl3。已知：Fe(OH)3完全沉淀的pH为2.7，Al(OH)3完全沉淀的pH为4.2，Co(OH)2开始沉淀的pH为6.5，CoCl2的溶解度曲线如图所示。 制备CoCl2·2H2O。 补充完整以含钴废催化剂(主要成分为CoO，含少量Fe2O3和Al2O3)为原料制备CoCl2·2H2O的实验方案：　　　　　　　　　　　　　，洗涤2~3次，低温干燥，得到产品CoCl2·2H2O。(实验中须使用的仪器和试剂：pH计、1 mol·L-1HCl溶液、CoCO3固体)  答案　用1 mol·L-1HCl溶液溶解含钴废催化剂，加CoCO3固体调节pH，用pH计控制4.2≤pH<6.5从而生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀除去Fe3+、Al3+，过滤，滤液加热浓缩、冷却到50~90 ℃结晶析出CoCl2·2H2O，过滤 2.(4分)已知：①PbCrO4难溶于水，可由沸腾的铬酸盐溶液与铅盐溶液作用制得，含PbCrO4晶种时更易生成。 ②Pb(NO3)2易溶于水；Pb(OH)2开始沉淀时pH为7.2，完全沉淀时pH为8.7。 ③六价铬在溶液中物种分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH关系如图所示。 设计用Na2CrO4溶液制备PbCrO4晶体的实验方案：　　　 　　　  [实验中须使用的试剂：6 mol·L-1醋酸，0.5 mol·L-1 Pb(NO3)2溶液]。 答案　在不断搅拌下，向Na2CrO4溶液中加入6 mol·L-1醋酸至弱酸性(pH略小于7)，将溶液加热至沸腾，先加入一滴0.5 mol·L-1 Pb(NO3)2溶液搅拌片刻产生少量沉淀，然后继续滴加至有大量沉淀产生，静置，向上层清液中滴入Pb(NO3)2溶液，直至不再生成沉淀，静置、过滤、洗涤、干燥 3.(8分)CuO和Cu2O是铜的常见氧化物，设计以铜粉为原料制取Cu2O的实验方案：向烧杯中加入适量的铜粉，　　　　　　；　　　　　　；向溶液中加入10%的NaOH溶液至沉淀完全；再加入一定量的10%的NaOH溶液和足量葡萄糖溶液，充分加热；静置、冷却、过滤、水洗及干燥(已知在约50 ℃时，发生反应：Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O。实验中必须使用的试剂：稀硫酸、葡萄糖溶液、10%的NaOH溶液和15%的H2O2溶液)。  答案　边搅拌边加入稍过量稀硫酸和过量的15%的H2O2溶液，加热至约50 ℃　待铜粉完全溶解时，煮沸溶液片刻(除去过量H2O2)，冷却至室温 4.(5分)实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O，还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体，其实验流程如下： 滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料，制取CaCl2溶液的实验方案：　　　　　　　　　　　　[已知：pH=5时，Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全；pH=8.5时，Al(OH)3开始溶解。实验中须使用的试剂：稀盐酸和Ca(OH)2溶液]。  答案　在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣，待观察不到气泡产生后，过滤，向滤液中分批加入少量Ca(OH)2溶液，用pH试纸测量溶液pH，当pH介于5~8.5时，过滤，可得到CaCl2溶液 5.(8分)在碱性条件下，向MnSO4溶液中通入空气氧化可获得Mn3O4，产物中Mn元素质量分数(Mn%)随反应时间和温度变化如图1和图2所示。 (1)图1所示反应时间超过8 h，Mn%降低的原因是　　　 　　　　。  (2)请设计由MnSO4溶液制备较纯Mn3O4的实验方案：　　　　　　　　　　　(须用到的试剂：1 mol·L-1 NaOH溶液、BaCl2溶液)。  答案　(1)Mn3O4被氧化成更高价态锰的氧化物(Mn2O3或MnO2) (2)向MnSO4溶液中加入一定量1 mol·L-1 NaOH溶液，边搅拌边通入空气，控制温度为75 ℃、加热8 h左右，过滤，洗涤，取最后一次洗涤液向其中滴加BaCl2溶液，无浑浊出现 6.(8分)MnCl2·4H2O经加热脱水制得的MnCl2纯度不高，实验室可由固体四水醋酸锰[(CH3COO)2Mn·4H2O]和液体乙酰氯(CH3COCl)经过室温除水、加热回流等步骤制得高纯MnCl2，涉及的主要反应有CH3COCl+H2O―→CH3COOH+HCl、(CH3COO)2Mn+2CH3COClMnCl2↓+2(CH3CO)2O。为获得较高产率的高纯MnCl2，请补充实验方案：取四水醋酸锰24.5 g(0.1 mol)和50 mL苯置于烧瓶中，边搅拌边加入　　　　　　　，充分反应后过滤，　　　　　　　　　　　　　　[供选择的试剂：CH3COCl (0.1 mol CH3COCl的体积约为7 mL)、苯、水]。  答案　28 mL的CH3COCl　将所得固体、50 mL苯和14 mL的CH3COCl置于蒸馏装置中；加热回流至沉淀不再增加，过滤，用苯洗涤2~3次 解析　根据制得高纯MnCl2过程中发生的第一个反应可知，先加入28 mL CH3COCl(即0.4 mol)，将0.1 mol (CH3COO)2Mn·4H2O中的H2O(即0.4 mol)反应掉，再结合第二个反应，将14 mL的CH3COCl与过滤后所得固体、50 mL苯置于蒸馏装置中，加热回流至沉淀不再增加，过滤，用苯洗涤2~3次后得到纯净的MnCl2。 7.(21分)(2024·南通模拟)某学习小组利用废银催化剂制备乙炔银(Ag2C2)和酸性乙炔银(Ag2C2·nAgNO3)。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CaC2，还含有CaS等杂质。洗气瓶中CuSO4溶液的作用是　　　　　　　　　　　。  (2)制备乙炔银。向含有[Ag(NH3)2]OH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Ag2C2转入棕色试剂瓶中。(实验中须使用的试剂有：C2H2、2%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C2H2+(n+2)AgNO3===Ag2C2·nAgNO3↓+2HNO3。 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1.260 g样品，用浓硝酸完全溶解后，定容得200 mL溶液，取20.00 mL于锥形瓶中，以NH4Fe作指示剂，用0.050 00 mol·L-1NH4SCN标准溶液进行滴定(Ag++SCN-===AgSCN↓)，终点时消耗标准溶液的体积为16.00 mL。 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)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　②除去H2S气体　(2)①C2H2+2[Ag]OH+2H2O===Ag2C2↓+4NH3·H2O　②向滤液中加入2%氨水至产生的沉淀溶解，向所得溶液中通入C2H2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)①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　根据方程式可知，20 mL溶液中，n(Ag+)=n(SCN-)= 0.050 00 mol·L-1×0.016 L=8×10-4 mol，则200 mL溶液中总的银离子的物质的量为8×10-3mol，则有×(2+n)=8×10-3mol，解得n=6 解析　(1)②洗气瓶中CuSO4溶液与H2S反应生成硫化铜沉淀，洗气瓶中CuSO4溶液的作用是除去H2S。(2)①向含有[Ag(NH3)2]OH的溶液中通入乙炔可得到乙炔银沉淀，化学方程式为C2H2+2[Ag]OH+2H2O ===Ag2C2↓+4NH3·H2O。(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，则达到滴定终点。 8.(18分)(2023·海门模拟)硒是人体所需微量元素之一，也是一种重要的工业原料。工业上从铜阳极泥(含有Se、Au、Ag、Cu、CuSe、Ag2Se等)中提取硒的过程如下： (1)甲酸还原H2SeO3的装置如图所示，反应的化学方程式为　　　 　　　　。  (2)还原时，进行了如下实验：向10 mL 2.5 mol·L-1亚硒酸溶液中先加入10 mL氨水，再加入10 mL甲酸溶液，加热至沸腾(103 ℃)，反应10小时。当氨水浓度在0~1.25 mol·L-1之间，随着氨水浓度逐渐增大，亚硒酸还原率逐渐升高，其可能的原因是　　　 　　　　。  (3)粗硒的精制经过Na2SO3浸出[Se转化成硒代硫酸钠(Na2SeSO3)]→Na2S净化→H2SO4酸化等步骤。 ①加入一定体积Na2S溶液可除去Cu2+、Ag+等杂质金属离子，Na2S浓度对粗硒除杂的影响如图所示，精硒中的杂质含量先降低后上升的原因是　　　  　　　　。  ②在搅拌下向100 mL 1 mol·L-1硒代硫酸钠溶液中缓慢滴加1 mol·L-1 H2SO4溶液，过滤、洗涤、干燥，得到Se固体。需加入H2SO4溶液的体积约为　　　　　　　。  (4)实验室中可以用SO2还原H2SeO3溶液制取硒单质，请补充完整实验方案：取一定量H2SeO3溶液，　　　　　　　　　　，得硒单质。(须使用的试剂：SO2、BaCl2溶液、1 mol·L-1 NaOH溶液)  答案　(1)H2SeO3+2HCOOHSe↓+2CO2↑+3H2O (2)在实验条件下，HSe比H2SeO3更容易被甲酸还原，随着氨水浓度逐渐增大，溶液中HSe浓度逐渐增大，反应速率加快 (3)①加入Na2S后，Na2S与杂质离子Cu2+、Ag+等反应生成沉淀，故杂质含量降低；加硫酸时，硫离子与亚硫酸根离子反应生成硫单质，杂质含量升高　②100 mL(或0.1 L) (4)在不断搅拌下，向H2SeO3溶液中缓缓通入SO2气体至不再产生沉淀为止，同时用1 mol·L-1 NaOH溶液吸收多余的尾气，静置、过滤、洗涤，直至取最后一次洗涤滤液，加入BaCl2溶液无沉淀生成，干燥 解析　铜阳极泥通入氧气焙烧，Ag2Se与氧气反应生成Ag和SeO2，且Au、Ag为不活泼金属，不与氧气反应，Cu转化为CuO，烧渣中含Au、Ag、CuO等，Se和S在同一主族，同一主族元素性质相似，故焙烧生成产物A为SeO2，SeO2与水反应生成H2SeO3溶液，加入甲酸在103 ℃下被还原生成粗硒，化学方程式为H2SeO3+2HCOOHSe↓+2CO2↑+3H2O。(2)当氨水浓度在0~1.25 mol·L-1之间，随着氨水浓度逐渐增大，亚硒酸还原率逐渐升高，其可能的原因是实验条件下，HSe比H2SeO3更容易被甲酸还原，随着氨水浓度逐渐增大，溶液中HSe浓度逐渐增大，反应速率加快。(3)①粗硒中加入硫化钠，硫化钠与铜离子、银离子等生成沉淀，进而除去杂质金属离子，硫化钠浓度过高时，除去金属离子后有硫化钠剩余，加入硫酸后，酸性条件下硫离子与亚硫酸根离子反应生成硫单质，从而使杂质含量上升。②硒代硫酸钠与硫酸反应生成Se的化学方程式为Na2SeSO3+H2SO4===Na2SO4+Se↓+SO2↑+H2O，硒代硫酸钠的物质的量为0.1 mol，需要硫酸0.1 mol，则需要加入1 mol·L-1硫酸0.1 L。(4)用SO2还原H2SeO3溶液制取硒单质，二氧化硫被氧化生成硫酸根离子，实验方案为取一定量H2SeO3溶液，在不断搅拌下，向H2SeO3溶液中缓缓通入SO2气体至不再产生沉淀为止，同时用1 mol·L-1 NaOH溶液吸收多余的尾气，静置、过滤、洗涤，直至取最后一次洗涤滤液，加入BaCl2溶液无沉淀生成，干燥，得到硒单质。 学科网（北京）股份有限公司 $$