15 第一篇 板块五 大题题型五 化学实验综合题（课件PPT+教案Word）-【高考快车道】2025年高考化学大二轮专题复习高考总复习学案

化学实验综合题 热点题空专练 以无机物制备为主题的综合实验探究 1．(2024青岛一模)三氯化硼可用于有机反应催化剂、电子工业等。其熔点为－107 ℃，沸点为12.5 ℃，易水解。模拟工业以B2O3、木炭和氯气为原料制备三氯化硼的装置如图所示(夹持装置略)。 实验步骤： (ⅰ)连接仪器，检验装置的气密性，装药品；打开K1，通一段时间N2； (ⅱ)关闭K1，加入适量浓盐酸，接通冷凝装置，加热管式炉； (ⅲ)待反应结束，停止加热，打开K1，再通一段时间N2。 回答下列问题： (1)仪器甲的名称为________，试剂X为________，F处碱石灰的作用是_____________________________________________________________________。 (2)装置D的产物中含有极性的二元化合物分子，则该反应的化学方程式为____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________； 判断该反应结束的实验现象是___________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)反应结束后通入N2的目的是__________________________________________ _____________________________________________________________________； 图示装置存在的缺陷是_________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)已知AgSCN是一种白色沉淀且Ksp(AgSCN)<Ksp(AgCl)。BCl3产率的测定方法如下(不考虑杂质的反应)： ①m g B2O3与足量木炭、氯气反应，取产品的20%于水解瓶中完全水解，稀释至100.00 mL。 ②取10.00 mL该溶液于锥形瓶中，加入V1 mL c1 molL-1 AgNO3溶液，加入适量硝基苯，用力摇动，将沉淀表面完全覆盖。 ③以NH4Fe(SO4)2溶液为指示剂，用c2 molL-1 KSCN标准溶液滴定过量AgNO3溶液，消耗标准溶液V2 mL。 判断滴定终点的现象是_________________________________________________ _____________________________________________________________________； 实验所得BCl3的产率是________，若未加硝基苯，则测定结果将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 2．(2024安徽模考)[Co(NH3)5Cl]Cl2(M＝250.5 gmol-1)是一种易溶于热水，难溶于乙醇的紫红色晶体。可通过如下实验步骤制备。 Ⅰ．将适量氯化铵溶于浓氨水中，搅拌下，分批次加入1.00 g研细的CoCl26H2O(M＝238 gmol-1)，得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀。 Ⅱ．边搅拌边慢慢滴入足量30% H2O2溶液，得到[Co(NH3)5H2O]Cl3溶液。 Ⅲ．慢慢注入适量浓盐酸，得到沉淀，水浴加热，冷却至室温，得到紫红色晶体，减压过滤。 Ⅳ．依次用不同试剂洗涤晶体，烘干，得到0.85 g产品。 回答下列问题： (1)本实验涉及钴配合物的配体有______________(填化学式)。 (2)本实验应在通风橱中进行，原因是_____________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)步骤Ⅰ中分批次加入研细的CoCl26H2O，原因是______________________ _____________________________________________________________________。 (4)步骤Ⅱ发生反应的离子方程式是______________________________________ _____________________________________________________________________。 (5)步骤Ⅳ中使用的洗涤试剂有①冷水、②乙醇、③冷的盐酸、④丙酮。试剂使用的先后顺序是①→________→________→④(填序号)。 (6)已知：Co2+＋6NH3===[Co(NH3)6]2+　K＝105.11；Co3+＋6NH3===[Co(NH3)6]3+　K＝1035.2。则在水溶液中的稳定性：[Co(NH3)6]2+________(填“大于”或“小于”)[Co(NH3)6]3+。 (7)本实验的产率最接近于________(填标号)。 A．80%　　　　　　　 B．85% C．90% D．95% 3．(2024沈阳一模)LiAlH4是一种优质还原剂，是运载火箭的固体燃料。某实验小组采用“循环利用氯化锂法”制备LiAlH4，实验步骤如下： ①制备LiH：氯化锂、钠、氢气在500～600 ℃下反应得到混合物； ②制备LiAlH4：将LiH溶于乙醚后与无水氯化铝反应。 制备LiH的实验装置如下： 回答下列问题： (1)实验开始，检验装置气密性，添加药品，完毕，加热D装置前应进行的操作是___________________________________________________________________。 (2)B装置中发生反应的离子方程式为_____________________________________ _____________________________________________________________________， E装置的作用是_______________________________________________________。 (3)制备LiAlH4的化学方程式为__________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)乙醚作溶剂的优点是________________________________________________。 (5)采用该方法制备LiAlH4的突出优点是__________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (6)LiAlH4的还原能力比NaBH4更强大，原因是_____________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 热点题空专练 以有机物制备为主题的综合实验探究 1．(2024黄山一模)己二酸在有机合成工业等方面有着重要作用，以环己醇(，Mr＝100，ρ＝)为原料制取己二酸[HOOC(CH2)4COOH，Mr＝146]，已知己二酸和己二酸钾[KOOC(CH2)4COOK]的溶解度均随温度升高而增大。 实验步骤： ①向250 mL三颈烧瓶中加入搅拌磁子、50 mL 1.0%的KOH溶液和9.0 g高锰酸钾，按如图所示安装装置，控制滴速并维持温度在45 ℃左右，共滴加2.0 mL环己醇，滴加结束时需启动加热装置加热一段时间，趁热过滤，洗涤滤渣MnO2。 ②将滤液和洗涤液倒入100 mL烧杯中，加入适量饱和亚硫酸氢钾溶液，再用约4 mL浓盐酸，使溶液呈酸性，加热浓缩使溶液体积减少至10 mL，经过冷却结晶、过滤、洗涤，烘干得到粗产品a g。 ③准确称取b g己二酸产品于锥形瓶中，加入少量水溶解，滴入酚酞试剂，用0.1 molL-1的NaOH溶液滴定，重复上述操作三次，平均消耗NaOH溶液V mL。 (1)搅拌磁子的作用是__________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)三颈烧瓶内发生反应的离子方程式为__________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)步骤①中“氧化”过程，三颈烧瓶中溶液温度逐渐升高，其原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________； 在环己醇不同滴加速率下，溶液温度随滴加时间变化曲线如图，为了实验安全，应选择的滴速为________滴/min。 (4)完成步骤①“氧化”后，用玻璃棒蘸取一滴反应混合液点在滤纸上，在黑色圆点周围出现紫色环，该现象说明_________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________； 如不加入适量饱和亚硫酸氢钾溶液，后续会产生一种有毒气体，在产生该有毒气体的化学反应中，氧化剂和氧化产物的物质的量之比为________。 (5)步骤①中趁热过滤的优点是__________________________________________ _____________________________________________________________________。 (6)己二酸的实际产率是________(用含a、b、V的化简后的式子表示)。 2．(2024东北三省模考)芳基亚胺酯是重要的有机反应中间体，受热易分解，可由腈在酸催化下与醇发生Pinner反应制备，原理如下图所示。 某实验小组以苯甲腈(，Mr＝103)和三氟乙醇(CF3CH2OH，Mr＝100)为原料合成苯甲亚胺三氟乙酯。步骤如下： Ⅰ．将20.6 g苯甲腈与21.6 g三氟乙醇置于容器中，冰浴降温至0 ℃。 Ⅱ．向容器中持续通入HCl气体4小时，密封容器。 Ⅲ．室温下在HCl氛围中继续搅拌反应液24小时，冷却至0 ℃，抽滤得白色固体，用乙腈洗涤。 Ⅳ．将洗涤后的白色固体加入饱和Na2CO3溶液中，低温下反应，有机溶剂萃取3次，合并有机相。 Ⅴ．向有机相中加入无水MgSO4，过滤，蒸去溶剂得产品20.3 g。 回答下列问题： (1)实验室中可用浓盐酸和无水CaCl2制备干燥HCl气体，下列仪器中一定需要的为________(填仪器名称)。 (2)第Ⅱ步通气完毕后，容器密封的原因为_________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)第Ⅲ步中得到的白色固体主要成分为________(填字母)。 (4)第Ⅳ步中选择低温的原因为________________________________。 (5)第Ⅳ步萃取时可选用的有机溶剂为________(填字母)。 A．丙酮 B．乙酸 C．乙酸乙酯 D．甲醇 (6)第Ⅴ步中无水MgSO4的作用为______________________________。 (7)本实验的产率为________。 3．(2024黄山二模)2-溴戊二酸二甲酯(相对分子质量为239)是某抗癌药物的重要中间体，其制备的反应原理如图所示： 制备装置如图所示(夹持装置已略去)： 实验步骤如下： 步骤一：制备 将10.0 g戊二酸(相对分子质量为132)加入三颈烧瓶中，再向其中加入25 mL三氯甲烷，搅拌均匀，保持78 ℃条件下，依次缓慢滴加12 mL氯化亚砜、3滴催化剂、液溴，随后回流；回流完毕后，将三颈烧瓶置于冰盐浴中，将溶液温度降到－10 ℃后，缓慢滴加25 mL甲醇(沸点64.7 ℃)，保持滴加过程中温度不超过0 ℃。 步骤二：除杂 向三颈烧瓶中加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液进行洗涤，分液除去上层水相，下层有机相再用25 mL饱和氯化钠溶液洗涤3次，洗涤完毕，用无水硫酸镁干燥，过滤。 步骤三：提纯 过滤后的液体置于热浴容器中(外温170 ℃)，接上精馏装置，进行减压蒸馏。 步骤四：收集 收集100～110 ℃的馏分，得到10.86 g无色透明油状液体。 回答下列问题： (1)使用装置A的优点是______________________________________。 (2)步骤一中采取“温度降到－10 ℃”“缓慢滴加”这些措施的可能原因有________(填标号)。 a．减缓反应速率 b．防止高温下发生复杂的有机副反应 c．避免原料挥发，使反应物充分反应 (3)步骤二中用饱和氯化钠溶液洗涤的目的是______________________________ _____________________________________________________________________。 (4)步骤三中使用减压蒸馏的目的是______________________________________。 (5)中间产物Ⅰ比戊二酸的沸点低很多的原因是____________________________ _____________________________________________________________________， 反应中生成戊二酰氯的同时得到两种有刺激性气味的气体，该反应的化学方程式为_________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (6)从环保角度分析，该实验装置存在明显不足之处，解决的办法是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (7)本实验的产率是________(填标号)。 A．30%　　　　　　　 B．50% C．60% D．80% 热点题空专练 以物质的性质为主题的综合实验探究 1．(2024江门一模)乙烯是重要的化工原料。某小组同学制备乙烯并探究乙烯与溴水反应的产物。 Ⅰ．制备乙烯 如图所示为制备纯净的乙烯的部分实验装置。 (1)仪器ⅰ的名称为________；制备乙烯的化学方程式为_____________________ _____________________________________________________________________。 (2)NaOH溶液的作用为_______________________________________。 (3)写出一种乙烯在生产或生活中的应用：________。 Ⅱ．探究乙烯和溴水反应的产物 提出猜想1：发生加成反应只生成1，2-二溴乙烷。 验证猜想1 实验操作 预期实验现象 实际实验现象 向一定浓度的溴水中匀速通入足量纯净的乙烯气体，并用pH传感器检测溶液pH的变化 (　　　)，溶液的pH变大 溴水褪色，溶液没有明显的分层现象，溶液的pH变小 (4)请补充预期实验现象：________。预期实验现象中pH变大，请利用平衡移动的原理说明原因：______________________________________________________ _____________________________________________________________________。 提出猜想2：发生取代反应生成1-溴乙烯(实验条件下为不溶于水的无色气体)和HBr。 验证猜想2 实验装置 实验操作 实验现象 实验结论 1．向装置中加入足量的溴水，同时打开活塞a、b，下压钟罩排尽体系内空气后关闭活塞a； 2．通入适量的乙烯，排出钟罩内部分溴水后，关闭活塞b。静置一段时间 (　　　) 猜想2 不成立 说明：通入的乙烯不能过量，要确保溴水未完全褪色。 (5)证明猜想2不成立的实验现象为_______________________________________ _____________________________________________________________________； 通入的乙烯不能过量的原因为___________________________________________ _____________________________________________________________________。 查阅资料 乙烯与Br2反应生成1，2-二溴乙烷的机理如下图所示： 说明：“－－－”表示共价键未完全断裂或形成。 教师指导：乙烯与溴水反应时，第①步和第②步与上述机理相同，第③步主要是H2O参与了反应，导致溶液的pH变小。 (6)基于第③步中H2O参与反应，写出乙烯与溴水反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 2．(2024葫芦岛一模)某实验小组从电极反应角度探究银镜反应中物质氧化性和还原性的变化。 资料：ⅰ．[Ag(NH3)2]＋⥫⥬[Ag(NH3)]＋＋NH3　K1＝10-3.81； [Ag(NH3)]＋⥫⥬Ag＋＋NH3　K2＝10-3.24。 ⅱ．AgOH不稳定，极易分解为黑色的Ag2O，Ag2O溶于氨水。 (1)实验发现：乙醛和AgNO3溶液水浴加热无明显现象；银氨溶液水浴加热无明显现象；滴加乙醛的银氨溶液水浴加热，试管壁逐渐出现一层光亮的银镜。 ①有研究表明：配制银氨溶液时，AgNO3和氨水生成[Ag(NH3)2]NO3，写出生成[Ag(NH3)2]NO3的化学方程式：__________________________________________ _____________________________________________________________________。 ②从氧化还原角度分析：发生银镜反应时，氧化性微粒可能是Ag＋、_____________________________________________________________________。 (2)甲同学查阅资料：银镜反应时，Ag＋被还原成Ag。 ①电极反应式： ⅰ．还原反应：Ag＋＋e－===Ag。 ⅱ．氧化反应：___________________________________(碱性条件下)。 ②从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化： ⅰ．随c(Ag＋)降低，Ag＋氧化性减弱。 ⅱ．随c(OH－)增大，乙醛还原性增强。 ③补充实验验证②中的分析。 实验操作及现象： 实验Ⅰ．插入“饱和KNO3溶液”盐桥，电流表指针偏转； 实验Ⅱ．电流稳定后向右侧烧杯滴加NaOH溶液，指针偏转幅度增大； 实验Ⅲ．电流再次稳定后向左侧烧杯滴加氨水，指针偏转幅度减小 乙同学认为实验Ⅲ不能证明“随c(Ag＋)降低，Ag＋氧化性减弱”，理由是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)设计实验进一步验证。 实验 实验操作 实验现象 Ⅳ 向盛有银氨溶液的试管中滴加浓氨水，无明显现象，加入3滴乙醛，振荡，水浴加热 闻到刺激性气味，溶液略显灰色，试管壁未见银镜 Ⅴ 向盛有银氨溶液的试管中滴加较浓的NaOH溶液至pH与实验Ⅳ相同，振荡，溶液变浑浊，加入3滴乙醛，振荡，水浴加热 试管壁立即出现银镜 ①乙同学认为通过实验Ⅳ能证明“随c(Ag＋)降低，Ag＋氧化性减弱”，你认为是否合理并说明原因：____________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②分析实验Ⅴ中“立即出现银镜的原因”，提出假设：随c(OH－)增大，可能是N－3也参与了还原Ag＋1。经检验该假设成立，实验方案及现象是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)总结：ⅰ．银氨溶液和乙醛发生银镜反应时，氧化剂主要是Ag＋，还原剂主要是乙醛；ⅱ．银氨溶液中滴加较浓的NaOH溶液能促进银镜反应的发生，此法不适用于检验醛基，请解释原因：_________________________________________ _____________________________________________________________________。 3．根据FeCl3与Na2SO3两种物质的性质，某化学学习小组认为两溶液间既能发生氧化还原反应(用反应a表示)，又能发生相互促进的水解反应(用反应b表示)，并设计实验进行探究(以下实验均在隔绝空气的条件下进行)。 Ⅰ．探究竞争反应的先后顺序 实验序号 实验装置图 实验操作与现象 ⅰ ①向5 mL 1 molL-1 FeCl3溶液中滴加2滴1 molL-1 Na2SO3溶液，溶液立即变为红褐色，且无气体生成； ②3 h后，混合溶液呈浅黄绿色； ③将步骤②中的溶液分成2等份，分别滴加KSCN溶液和铁氰化钾溶液，前者溶液变为红色，后者有蓝色沉淀生成 (1)溶液变为红褐色是因为生成了________(填化学式)，3 h后，混合溶液呈浅黄绿色的原因是_________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。 (2)由实验ⅰ中的现象可知，两个竞争反应的反应速率：反应a________(填“>”“<”或“＝”，下同)反应b，反应活化能：反应a________反应b。 Ⅱ．探究外界因素对Fe3+与反应的影响 实验序号 ⅱ ⅲ ⅳ 实验装置图 实验操作与现象 溶液立即变为红褐色，且颜色比实验ⅰ的深，滴加铁氰化钾溶液，无蓝色沉淀生成；加热后，有红褐色沉淀生成 溶液呈棕黄色，加热至沸腾，溶液呈透明的红褐色，无沉淀生成 溶液立即变为红褐色，取少许反应液，滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀；另取5 mL反应液，加热至沸腾，溶液红褐色褪去，溶液呈浅黄绿色，滴加铁氰化钾溶液，立即产生蓝色沉淀 (3)设计实验ⅲ的目的是______________________，实验ⅱ中，当Na2SO3溶液过量时，主要发生反应________(填“a”或“b”)，温度升高时，该反应进行的程度________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)实验ⅳ中，加热后产生相应现象的原因是_______________________________ _____________________________________________________________________。 热点题空专练 以定量实验为主题的综合实验探究 1．(2024贵阳一模)硫酸亚铁铵是一种重要的化工原料，用途广泛，其晶体为浅绿色，俗名摩尔盐，化学式为x(NH4)2SO4yFeSO4zH2O。某小组设计如下实验进行探究： Ⅰ．制备 (1)向新制的FeSO4溶液中加入一定质量的(NH4)2SO4固体，在70～80 ℃条件下溶解后，趁热倒入50 mL乙醇中，析出晶体。实验时所采用的加热方式是________；乙醇的作用为_________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 Ⅱ．ⅰ．测定含量(蒸馏法，装置如图) ①称取7.84 g晶体加水溶解后，将溶液注入三颈烧瓶中； ②准确量取50.00 mL 0.500 0 molL-1 稀硫酸于锥形瓶中； ③向三颈烧瓶中加入足量NaOH溶液，通入氮气，加热，蒸氨结束后取下锥形瓶，用蒸馏水冲洗冷凝管内通道2～3次，将洗涤液注入锥形瓶中； ④用0.400 0 molL-1的NaOH标准溶液滴定锥形瓶中过量的硫酸，以酚酞为指示剂，滴定终点时消耗25.00 mL NaOH标准溶液。 (2)步骤②中，量取稀硫酸的仪器是下图所示仪器中的________(填仪器名称)。 (3)步骤③中，三颈烧瓶中可能发生的氧化还原反应的化学方程式是_____________________________________________________________________； 若未冲洗冷凝管内通道，则所测得的的值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (4)步骤④中达到滴定终点的现象是______________________________________ _____________________________________________________________________。 ⅱ．测定含量(重量分析法) ⑤另取一份7.84 g晶体于烧杯，加水溶解，边搅拌边加入过量的BaCl2溶液； ⑥抽滤，用稀硫酸洗涤沉淀3次；将所得沉淀充分干燥，称量，得沉淀质量为9.32 g。 (5)步骤⑤中，判断BaCl2溶液已过量的实验操作和现象是____________________ _____________________________________________________________________。 (6)结合实验Ⅰ和Ⅱ，通过计算得出该晶体的化学式为_______________________ _____________________________________________________________________。 2．(2024黑龙江六校联考，节选)钇钡铜氧晶体是一种新型节能高温超导材料。对钇钡铜氧材料分析表明，组成为YBa2Cu3O7－x，其中Y元素为＋3价，铜元素以Cu(Ⅱ)和罕见的Cu(Ⅲ)形式存在，将该材料溶于稀酸之后，Cu(Ⅲ)将全部被还原为Cu(Ⅱ)。现通过以下实验确定Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅲ)的比例。实验步骤： a．称取0.500 0 g样品溶于稀酸，充分反应后加入过量碘化钾，配制250 mL待测溶液。 b．取25.00 mL待测溶液，以淀粉为指示剂，用0.010 0 molL-1的Na2S2O3标准溶液滴定，消耗23.04 mL标准溶液。 c．再次称取0.500 0 g样品溶于过量碘化钾溶液充分反应后，配制250 mL待测溶液。取25.00 mL反应后溶液，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗30.55 mL标准溶液。 d．做空白实验，消耗0.5 mL 0.010 0 molL-1 Na2S2O3标准溶液。 已知：2Cu2+＋4I－===2CuI↓＋I2，2Na2S2O3＋I2===2NaI＋Na2S4O6。 回答下列问题： (1)在溶解样品和滴定过程中需要使用碘量瓶，与普通锥形瓶相比，使用碘量瓶的优势是_______________________________________________________________。 (2)该实验过程中，需用到的下列仪器有________(填字母)。 　　 A　　　 B　　　 C　　　　 D (3)请用相关离子方程式解释设计空白对照实验的目的：_____________________ _____________________________________________________________________。 (4)根据以上实验数据计算Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅲ)的物质的量之比为________，x＝________。 3．某兴趣小组利用氢型阳离子交换树脂可吸附溶液中其他阳离子，同时交换出氢离子的特性(如图1所示)，设计了测定PbCl2溶度积常数的实验。室温下，准确量取V1 mL PbCl2饱和溶液于烧杯中，加入过量的氢型阳离子交换树脂，充分搅拌，静置，过滤，使用蒸馏水洗涤氢型阳离子交换树脂至洗涤液呈中性，合并滤液和洗涤液至锥形瓶中，用滴定法测定锥形瓶中氢离子的物质的量，从而计算出PbCl2溶度积常数[室温下，Ksp(PbCO3)＝7.4×10-14，Ksp(PbCl2)＝1.6×10-5]。 (1)如图2所示仪器中，本实验用不到的有________(填仪器名称)。 (2)配制PbCl2饱和溶液时需要使用煮沸后的蒸馏水，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)判断洗涤液已呈中性的方法是________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)若发现过滤后的溶液中有树脂小颗粒，此时应该_________________________ _____________________________________________________________________。 (5)若实验使用的烧杯未干燥，测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。 (6)为了测定锥形瓶中氢离子的物质的量，使用浓度为c molL-1的NaOH标准溶液进行滴定，可选用________为指示剂，滴定终点的现象为_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 达到滴定终点时，消耗V2 mL NaOH标准溶液，则Ksp(PbCl2)＝____________(用含c、V1、V2的式子表示)。 (7)该兴趣小组对实验进行讨论，某同学提出可以利用该方法测定FeF2的Ksp，该方法________(填“可行”或“不可行”)，原因是________________________ _____________________________________________________________________。 综合大题集训 化学实验综合题 1．DMSO()是一种无色液体，广泛用作溶剂和反应试剂。实验模拟“NO2氧化法”制备DMSO粗品的装置如图所示(部分夹持和加热装置省略)。 已知：Ⅰ．DMSO与CH3SCH3的相关数据如下表。 化合物 相对分子质量 熔点 沸点 密度 DMSO 78 18.4 ℃ 189 ℃ 1.10 gcm-3 CH3SCH3 62 －83.2 ℃ 37.5 ℃ 0.85 gcm-3 Ⅱ．HNO2微热易分解为NO、NO2和H2O。 实验过程：①连接好装置，检查装置的气密性，装好药品。打开活塞b，通入O2，打开活塞a，滴加稀硫酸，微热三颈烧瓶。将装置A中制得的足量气体通入31.00 mL二甲基硫醚中，控制温度为60～80 ℃，反应一段时间得到DMSO粗品。 ②粗品经减压蒸馏后共收集到24.11 mL DMSO纯品。 回答下列问题： (1)B中盛放的试剂是________(填名称)；仪器X的进水口为________(填“d”或“c”)口。 (2)多孔球泡的主要作用是____________________________________。 (3)关闭活塞b，装置A中产生的气体通入装置C中发生反应后，气体成分不变。生成DMSO的化学方程式是___________________________________________ ____________________________________________________________________。 (4)装置D吸收尾气的优点是____________________________________________。 (5)实验中通入过量O2的目的是__________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________(答两点)。 (6)DMSO被誉为“万能溶剂”，其易溶于水的主要原因是___________________ ____________________________________________________________________。 (7)本实验的产率是________%(结果保留两位小数)。 2．(2024泉州三检)某研究小组利用下图所示装置模拟高炉煤气(主要成分为CO、N2、H2、H2S和少量COS)和金属冶炼厂尾气(含SO2)联合制备Na2S2O35H2O。回答下列问题。 Ⅰ．模拟Na2S2O3的制备 步骤一：打开K3，关闭K1、K2，通入高炉煤气。 发生的反应有：丁装置中COS＋H2CO＋H2S；乙装置中H2S＋Na2CO3===NaHCO3＋NaHS。 (1)丙装置的主要作用为________。 (2)当润湿的(CH3COO)2Pb试纸________(填现象)，关闭K3，停止通入高炉煤气。 (3)导管b接盛有醋酸亚铜氨溶液的洗气瓶用于吸收CO气体，反应的化学方程式为 CH3COOCu(NH3)2(aq)＋CO(g)⥫⥬CH3COOCu(NH3)2CO(aq)　ΔH<0。 ①过量H2S会导致吸收CO的能力下降的原因是___________________________ _____________________________________________________________________。 ②将吸收液通过________(写一种)的方法实现吸收液的再生，同时释放CO，达到资源化利用。 步骤二：打开K1、K2，通入SO2气体。 (4)试剂a为________。 (5)装置乙中生成Na2S2O3的化学方程式为_________________________________ _____________________________________________________________________。 (6)导管b接盛有________(填化学式)溶液的洗气瓶用于尾气处理。 Ⅱ．Na2S2O35H2O纯度的测定 将装置乙中溶液过滤，滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥获得粗产品。取12.40 g粗产品加入足量稀硫酸，得到1.28 g沉淀，反应原理为＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。 (7)检验粗产品中是否含有的方法为________。 (8)粗产品中Na2S2O35H2O的质量分数为________(保留三位有效数字)。 (9)粗产品中含有NaHS，会导致上述实验测得的Na2S2O35H2O质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 3．(2024邯郸二模)[Co(NH3)6]Cl3[三氯化六氨合钴(Ⅲ)]易溶于热水，难溶于冷水及乙醇，常用于制备钴的高效催化剂。某化学兴趣小组在实验室制备[Co(NH3)6]Cl3并测定产品中氨和氯的含量。 Ⅰ．[Co(NH3)6]Cl3的制备 药品：浓氨水、NH4Cl和CoCl2混合液、H2O2溶液、活性炭。 已知：过量的浓氨水加入含有Co2+的水溶液时，即生成可溶性的六氨合钴(Ⅱ)配离子[Co(NH3)6]2+，它不稳定，易被氧化成[Co(NH3)6]3+。 请回答下列问题： (1)实验过程中先向NH4Cl和CoCl2混合液滴加过量的浓氨水，再滴加H2O2溶液，加入H2O2溶液后反应的离子方程式为_________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)经过一系列操作得到的粗产品(含活性炭及其他杂质)，用重结晶法提纯，将得到的晶体先用稀盐酸洗涤，后用乙醇洗涤。用稀盐酸洗涤的目的是_____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 Ⅱ．[Co(NH3)6]Cl3中氨和氯的测定 已知：[Co(NH3)6]Cl3在热的强碱溶液中发生反应：[Co(NH3)6]Cl3＋3NaOHCo(OH)3↓＋6NH3↑＋3NaCl； Ksp(AgCl，白色)＝1.0×10-10，Ksp(Ag2CrO4，砖红色)＝2.0×10-12。 (3)氨的测定：准确称取m g [Co(NH3)6]Cl3样品放入三颈烧瓶，向其中加入过量的NaOH溶液，用20.00 mL 0.5 molL-1稀盐酸吸收生成的气体，再用NaOH标准溶液滴定剩余稀盐酸，吸收装置如图所示： 用0.100 0 molL-1 NaOH标准溶液滴定稀盐酸至终点，消耗20.00 mL NaOH标准溶液。 ①滴定过程中选用________作为指示剂。 ②样品中氨的物质的量为________mol。 ③反应结束后，通入氮气的作用是________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)氯的测定：将反应后三颈烧瓶中的混合物过滤，滤液用稀硝酸调pH至中性，选用K2CrO4溶液作为指示剂，用AgNO3标准溶液滴定。 ①滤液用稀硝酸调pH至中性的原因：若pH过小，__________________________ _____________________________________________________________________； 若pH过大，___________________________________________________________。 ②滴定终点时，指示剂的物质的量浓度不能大于________ molL-1。 (5)假设两步滴定过程中指示剂的选择和操作均正确，所测氨气和氯离子的物质的量之比应为2∶1，而实际测得结果大于2∶1，请解释原因：____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 高考大题集训 化学实验综合题 1．(2024新课标全国卷，T9)吡咯类化合物在导电聚合物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应用。一种合成1-(4-甲氧基苯基)-2，5-二甲基吡咯(用吡咯X表示)的反应和方法如下： 实验装置如图所示，将100 mmol 2，5-己二酮(熔点：－5.5 ℃，密度：0.737 gcm-3)与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点：57 ℃)放入①中，搅拌。 待反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体。加热至65 ℃，至固体溶解，加入脱色剂，回流20 min，趁热过滤。滤液静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析出。经过滤、洗涤、干燥得到产品。 回答下列问题： (1)量取2，5-己二酮应使用的仪器为________(填名称)。 (2)仪器①用铁夹固定在③上，③的名称是________；仪器②的名称是____________。 (3)“搅拌”的作用是__________________________________________________。 (4)“加热”方式为____________。 (5)使用的“脱色剂”是________。 (6)“趁热过滤”的目的是______________________________________________； 用______________洗涤白色固体。 (7)若需进一步提纯产品，可采用的方法是________。 2．(2024山东卷，T19)利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如图所示(夹持装置略)。 实验过程如下： ①加样：将a mg样品加入管式炉内瓷舟中(瓷舟两端带有气孔且有盖)，聚四氟乙烯活塞滴定管G内预装c(KIO3)∶c(KI)略小于1∶5的KIO3碱性标准溶液，吸收管F内盛有盐酸酸化的淀粉水溶液。向F内滴入适量KIO3碱性标准溶液，发生反应：KIO3＋5KI＋6HCl===3I2＋6KCl＋3H2O，使溶液显浅蓝色。 ②燃烧：按一定流速通入O2，一段时间后，加热并使样品燃烧。 ③滴定：当F内溶液浅蓝色消退时(发生反应：SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI)，立即用KIO3碱性标准溶液滴定至浅蓝色复现，随SO2不断进入F，滴定过程中溶液颜色“消退—变蓝”不断变换，直至终点。 回答下列问题： (1)取20.00 mL 0.100 0 molL-1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体，配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液，下列仪器必须用到的是________(填标号)。 A．玻璃棒　　　　　　 B．1 000 mL锥形瓶 C．500 mL容量瓶 D．胶头滴管 (2)装置B和C的作用是充分干燥O2，B中的试剂为________。装置F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子(见放大图)，目的是____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)该滴定实验达到终点的现象是______________________；滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL，样品中硫的质量分数为________(用代数式表示)。 (4)若装置D中瓷舟未加盖，会因燃烧时产生粉尘而促进SO3的生成，粉尘在该过程中的作用是____________________；若装置E冷却气体不充分，可能导致测定结果偏大，原因是__________________________________________________ _____________________________________________________________________； 若滴定过程中，有少量不经I2直接将SO2氧化成H2SO4，测定结果会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 3．(2024湖南卷，T15)亚铜配合物广泛用作催化剂。实验室制备[Cu(CH3CN)4]ClO4的反应原理如下：===＋6H2O。 实验步骤如下： 分别称取3.71 g Cu(ClO4)26H2O和0.76 g Cu粉置于100 mL乙腈(CH3CN)中反应，回流装置图和蒸馏装置图(加热、夹持等装置略)如下： 已知：①乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂； ②相关物质的信息如下： 化合物 [Cu(CH3CN)4]ClO4 Cu(ClO4)26H2O 相对分 子质量 327.5 371 在乙腈 中颜色 无色 蓝色 回答下列问题： (1)下列与实验有关的图标表示排风的是________(填标号)。 A　　　　B　　　　C　　　　D　　　　E (2)装置Ⅰ中仪器M的名称为____________________________________________。 (3)装置Ⅰ中反应完全的现象是__________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是________________________________________ _____________________________________________________________________。 (5)[Cu(CH3CN)4]ClO4不能由步骤c直接获得，而是先蒸馏至接近饱和，再经步骤d冷却结晶获得。这样处理的目的是___________________________________ _____________________________________________________________________。 (6)为了使母液中的[Cu(CH3CN)4]ClO4结晶，步骤e中向母液中加入的最佳溶剂是________(填标号)。 A．水　　　　　B．乙醇　　　　C．乙醚 (7)合并步骤d和e所得的产物，总质量为5.32 g，则总收率为________(用百分数表示，保留一位小数)。 4．(2024贵州卷，T15)十二钨硅酸在催化方面有重要用途。某实验小组制备十二钨硅酸晶体，并测定其结晶水含量的方法如下(装置如图，夹持装置省略)： Ⅰ．将适量Na2WO42H2O、Na2SiO39H2O加入三颈烧瓶中，加适量水，加热，溶解。 Ⅱ．持续搅拌下加热混合物至近沸，缓慢滴加浓盐酸至pH为2，反应30分钟，冷却。 Ⅲ．将反应液转至萃取仪器中，加入乙醚，再分批次加入浓盐酸，萃取。 Ⅳ．静置后液体分上、中、下三层，下层是油状钨硅酸醚合物。 Ⅴ．将下层油状物转至蒸发皿中，加少量水，加热至混合液表面有晶膜形成，冷却结晶，抽滤，干燥，得到十二钨硅酸晶体{H4[SiW12O40]nH2O}。 已知： ①制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀； ②乙醚易挥发、易燃，难溶于水且密度比水小； ③乙醚在高浓度盐酸中生成的与[SiW12O40]4-缔合成密度较大的油状钨硅酸醚合物。 回答下列问题： (1)仪器a中的试剂是________________(填名称)，其作用是__________________。 (2)步骤Ⅱ中浓盐酸需缓慢滴加的原因是__________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)下列仪器中，用于“萃取、分液”操作的有______(填名称)。 (4)步骤Ⅳ中“静置”后液体中间层的溶质主要是________。 (5)步骤Ⅴ中“加热”操作________(填“能”或“不能”)使用明火，原因是____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (6)结晶水测定：称取m g十二钨硅酸晶体(H4[SiW12O40]nH2O，相对分子质量为M)，采用热重分析法测得失去全部结晶水时失重ω%，计算n＝________(用含ω、M的代数式表示)；若样品未充分干燥，会导致n的值________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 5．(2024北京卷，T19)某小组同学向pH＝1的0.5 molL-1的FeCl3溶液中分别加入过量的Cu粉、Zn粉和Mg粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。 (1)理论分析 依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe3+还原为Fe的金属是________。 (2)实验验证 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 ①分别取实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，证明都有Fe2+生成，依据的现象是____________________________________________________ _____________________________________________________________________。 ②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因：____________________________。 ③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。 ⅰ．a．甲认为实验Ⅱ中，当Fe3+、H＋浓度较大时，即使Zn与Fe2+反应置换出少量Fe，Fe也会被Fe3+、H＋消耗。写出Fe与Fe3+、H＋反应的离子方程式：____________________。 b．乙认为在pH为3～4的溶液中即便生成Fe也会被H＋消耗。设计实验_____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(填实验操作和现象)。 证实了此条件下可忽略H＋对Fe的消耗。 c．丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与Fe2+的反应。实验证实了Zn粉被包裹。 ⅱ．查阅资料：0.5 molL-1 Fe3+开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。 结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH<1.2，________(填实验操作和现象)，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。 (3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 6．(2023福建卷，T12)某研究小组以TiCl4为原料制备新型耐热材料TiN。 Ⅰ．由TiCl4水解制备TiO2(实验装置如图，夹持装置省略)：滴入TiCl4，边搅拌边加热，使混合液升温至80 ℃，保温3小时。离心分离白色沉淀(TiO2xH2O)并洗涤，煅烧制得TiO2。 (1)装置A中冷凝水的入口为________(填“a”或“b”)。 (2)三颈烧瓶中预置的稀盐酸可抑制胶体形成、促进白色沉淀生成。TiCl4水解生成的胶体主要成分为________(填化学式)。 (3)判断TiO2xH2O沉淀是否洗涤干净，可使用的检验试剂有________。 Ⅱ．由TiO2制备TiN并测定产率(实验装置如图，夹持装置省略)。 (4)装置C中试剂X为________。 (5)装置D中反应生成TiN、N2和H2O，该反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (6)装置E的作用是_____________________________________________________。 (7)实验中部分操作如下： a．反应前，称取0.800 g TiO2样品； b．打开装置B中恒压滴液漏斗旋塞； c．关闭装置B中恒压滴液漏斗旋塞； d．打开管式炉加热开关，加热至800 ℃左右； e．关闭管式炉加热开关，待装置冷却； f．反应后，称得瓷舟中固体质量为0.656 g。 ①正确的操作顺序为a→________→f(填标号)。 ②TiN的产率为_______________________________________________________。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 多维训练十五　化学实验综合题 热点题空专练　以无机物制备为主题的综合实验探究 1．解析：A为制备氯气的装置，该方法制备的氯气中有HCl和水蒸气杂质，需要依次通过饱和食盐水和浓硫酸除去，D为反应装置，F为尾气处理装置且可防止空气中的水蒸气进入蒸馏烧瓶中；整个过程中需要注意三氯化硼熔点为－107 ℃，沸点为12.5 ℃，易水解。(4)达到滴定终点时过量的SCN－与指示剂电离出的Fe3+生成红色物质，则滴定终点现象为滴入最后半滴标准溶液，溶液由无色变为红色，且半分钟不褪色；设理论上应得到x g BCl3，根据B原子守恒有 B2O3　～　2BCl3 70 g 235 g m g x g x＝＝m，滴定溶液中过量的硝酸银的物质的量为10-3 c2V2 mol，则10.00 mL溶液中氯离子的物质的量为10-3(c1V1－c2V2)mol，则BCl3的产率为 ×100%＝%。 答案：(1)三颈烧瓶　饱和食盐水　处理尾气中的氯气，防止空气中的水蒸气进入蒸馏烧瓶中 (2)B2O3＋3Cl2＋3C2BCl3＋3CO　冷凝管中不再有液体流下 (3)将装置内的残留气体全部排出，防止污染空气　缺少CO处理装置 (4)滴入最后半滴标准溶液，溶液由无色变为红色，且半分钟不褪色　%　偏小 2．解析：氯化铵、浓氨水和CoCl26H2O反应，得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀，再加入30%过氧化氢溶液，发生反应===2[Co(NH3)5H2O]3+＋4NH3↑＋4Cl－，得到[Co(NH3)5H2O]Cl3溶液，加入适量浓盐酸，存在[Co(NH3)5H2O]3+＋Cl－⥫⥬[Co(NH3)5Cl]2+＋H2O，有利于[Co(NH3)5Cl]Cl2沉淀的形成。紫红色沉淀先用冷水洗去表面杂质，再用冷的盐酸洗涤，使得⥫⥬＋H2O平衡正向移动，减少产物损失，再用乙醇洗去冷的盐酸，最后用丙酮洗去乙醇。根据钴原子守恒，本实验的产率为×100%≈80.76%，故选A。 答案：(1)NH3、Cl－、H2O (2)需要使用浓氨水、浓盐酸等有毒、易挥发的物质 (3)控制化学反应进行的速率，避免其反应过快 (4)===＋4NH3↑＋4Cl－ (5)③　②　(6)小于　(7)A 3．解析：在A装置中，稀硫酸与ZnS反应产生和H2S，Cu与稀硫酸不反应，Zn与稀硫酸反应产生ZnSO4和H2，进入B装置中的有H2S和H2，H2与CuSO4不反应，但是H2S与CuSO4反应产生CuS沉淀，因为D装置要制备LiH，且钠为活泼金属，会和空气中氧气、水反应，故不能有水等进入D装置中，所以C装置中要盛浓硫酸干燥气体，E装置阻止空气中的水进入D装置中。 答案：(1)先打开活塞，使产生的H2将装置中的空气排出 (2)Cu2+＋H2S===CuS↓＋2H＋　避免水蒸气进入D装置中 (3)4LiH＋AlCl3LiAlH4＋3LiCl (4)既可溶解LiH也可溶解无水AlCl3，增大二者接触面积，提高反应速率，充分反应 (5)LiCl可以循环利用，提高利用率 (6)铝原子半径比硼原子半径大，Al—H键能小于B—H的，更易断裂 热点题空专练　以有机物制备为主题的综合实验探究 1．解析：(4)高锰酸钾在溶液中呈紫色，用玻璃棒蘸取一滴反应混合液点在滤纸上，在黑色圆点周围出现紫色环说明环己醇氧化反应时加入的高锰酸钾过量；为防止加入浓盐酸将己二酸钾转化为己二酸时，过量的高锰酸钾将HCl氧化干扰实验，加入浓盐酸前，应加入适量亚硫酸氢钾溶液除去过量的高锰酸钾；如不加入适量饱和亚硫酸氢钾溶液，溶液中的高锰酸钾会与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl===MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O，反应中锰元素的化合价降低，高锰酸钾是反应的氧化剂，部分氯元素的化合价升高，氯气是反应的氧化产物，则由方程式可知，氧化剂高锰酸钾与氧化产物氯气的物质的量比为2∶5。(6)由b g产品消耗V mL 0.1 molL-1氢氧化钠溶液可知，b g产品中含有己二酸的物质的量为0.1 molL-1×10-3V L×＝5×10-5V mol，则a g产品中含有己二酸的物质的量为 mol，由题意可知，环己醇发生氧化反应时，高锰酸钾过量，则2.0 mL环己醇完全反应，己二酸的实际产率为×100%＝×100%。 答案：(1)使反应物混合均匀，加速反应，且可以散热防止温度过高 3[OOC(CH2)4COO]2-＋8MnO2↓＋2OH－＋5H2O (3)环己醇的氧化反应为放热反应　5 (4)加入的KMnO4过量　2∶5 (5)滤去MnO2，防止温度降低导致己二酸钾晶体析出，提高产率 (6)×100% 2．解析：由反应原理可知，先在HCl气体中反应转化为再和CF3CH2OH反应生成和碳酸钠溶液反应生成苯甲亚胺三氟乙酯，其结构简式为 (7)n(C6H5CN)＝＝0.2 mol，n(CF3CH2OH)＝＝0.216 mol>0.2 mol，理论上生成产品0.2 mol×203 gmol-1＝40.6 g，产率为×100%＝50%。 答案：(1)恒压滴液漏斗　(2)防止HCl气体挥发，使反应更充分　(3)C　(4)防止苯甲亚胺三氟乙酯受热分解　(5)C　(6)作为干燥剂除去有机相中的水　(7)50% 3．解析：由图可知，制备2­溴戊二酸二甲酯的实验原理为戊二酸与氯化亚砜反应，生成中间产物Ⅰ(戊二酰氯)，戊二酰氯与液溴反应生成中间产物Ⅱ，中间产物Ⅱ再与甲醇发生反应得到2­溴戊二酸二甲酯，制得的2­溴戊二酸二甲酯经除杂、提纯得到产品。(7)m(理论产量)＝×239 g·mol-1≈18.11 g，产率＝×100%≈60%。 答案：(1)平衡气压，便于液体顺利流下　(2)abc　 (3)除去有机相中残留的NaHCO3　(4)降低有机物沸点，减少挥发　(5)戊二酸中存在分子间氢键，中间产物Ⅰ中不存在分子间氢键　 ＋2SOCl2＋2SO2↑＋2HCl↑　(6)在冷凝管上端尾部连接装有碱石灰的球形干燥管　(7)C 热点题空专练　以物质的性质为主题的综合实验探究 1．解析：1­溴乙烯在实验条件下为不溶于水的无色气体，若猜想2不成立，说明没有发生取代反应生成1­溴乙烯，则实验现象为反应中溴水颜色逐渐变浅，钟罩内的气体不断减少，最终溴水充满钟罩。过量的乙烯能占据钟罩上方空间，干扰实验验证，故通入的乙烯不能过量。 答案：(1)圆底烧瓶　CH3CH2OHCH2==CH2↑＋H2O (2)除去乙烯中的SO2等杂质 (3)催熟水果(合理即可) (4)溴水褪色，溶液分层　溴水中存在平衡：Br2＋H2O⥫⥬HBr＋HBrO，当Br2与乙烯反应后，平衡逆向移动，溶液的pH变大 (5)溴水颜色逐渐变浅，钟罩内的气体不断减少，最终溴水充满钟罩　防止过量的乙烯占据钟罩上方空间，干扰实验验证 (6)CH2===CH2＋Br2＋H2O―→CH2BrCH2OH＋HBr 2．(1)①===＋2H2O　②[Ag(NH3)2]＋、 (2)①CH3CHO－2e－＋3OH－===CH3COO－＋2H2O　③可能是硝酸银溶液中的或O2等微粒作氧化剂，其氧化性随酸性减弱而减弱 (3)①合理，[Ag(NH3)]＋⥫⥬ Ag＋＋NH3，c(NH3)增大，平衡逆向移动，c(Ag＋)降低，Ag＋氧化性减弱，未发生银镜反应(或不合理，灰色浑浊中可能有Ag，正一价的银得电子未在试管壁析出，所以无法判断)　②不加乙醛重复实验Ⅴ中的操作，试管壁出现银镜或将氨通入含NaOH的潮湿Ag2O固体，水浴加热后出现银镜 (4)在氢氧化钠存在下，也能还原，不一定是醛基还原 3．解析：(1)溶液立即变为红褐色是因为Fe3+发生水解反应生成了Fe(OH)3；结合步骤③可知，溶液中有Fe2+存在，则发生反应的离子方程式为===＋2H＋，故3 h后，混合溶液呈浅黄绿色。(2)根据实验ⅰ中现象可知，先发生相互促进的水解反应(反应b)生成，后发生氧化还原反应(反应a)生成Fe2+，则说明反应b的活化能较低，反应速率较大；反应a的活化能较高，反应速率较小。(3)根据实验ⅱ中的实验现象可知，Na2SO3溶液过量时，FeCl3的水解程度明显增大，主要发生反应b，且Fe3+与没有发生氧化还原反应(反应a)；加热后，生成红褐色沉淀，说明相互促进的水解反应(反应b)进行的程度增大。实验ⅲ中Fe3+发生水解的程度较小，故设计实验ⅲ的目的是验证Na2SO3溶液对FeCl3的水解具有促进作用。(4)实验ⅳ中，加热后溶液由红褐色变为浅黄绿色，说明反应体系的温度升高，满足了氧化还原反应(反应a)所需的较高活化能，使反应a趋于完全。 答案：(1)Fe(OH)3　===＋2H＋ (2)<　> (3)作为对照实验，验证Na2SO3溶液对FeCl3的水解具有促进作用　b　增大 (4)氧化还原反应(反应a)的活化能较大，温度升高，满足反应a所需的较高活化能，使反应a趋于完全 热点题空专练　以定量实验为主题的综合实验探究 1．解析：本实验先用FeSO4溶液和(NH4)2SO4固体制备硫酸亚铁铵晶体，用蒸馏法和酸碱滴定法测定的含量，用重量分析法测定的含量，通过计算得到7.84 g晶体中n[(NH4)2SO4]、n(FeSO4)和n(H2O)，最后根据x∶y∶z＝n[(NH4)2SO4]∶n(FeSO4)∶n(H2O)测定硫酸亚铁铵晶体的组成。(6)NH3与H2SO4反应的实质为===，则蒸出的n(NH3)与参加反应的n(H＋)相等，即n(NH3)＝n(H＋)＝0.5×0.05×2 mol－0.4×0.025 mol＝0.04 mol，则7.84 g晶体中含有n[(NH4)2SO4]＝n(NH3)＝ ，＝n(BaSO4)＝ mol＝，来自(NH4)2SO4和FeSO4，则n(FeSO4)＝0.04 mol－0.02 mol＝0.02 mol，n(H2O)＝＝0.12 mol，所以x∶y∶z＝n[(NH4)2SO4]∶n(FeSO4)∶n(H2O)＝0.02∶0.02∶0.12＝1∶1∶6，可以得出该晶体的化学式。 答案：(1)水浴加热　降低硫酸亚铁铵晶体的溶解度，便于晶体的析出　(2)酸式滴定管　(3)4Fe(OH)2＋O2＋4H2O===4Fe(OH)3　偏小　(4)滴入最后半滴NaOH标准溶液，锥形瓶内的溶液从无色变为浅红色，且30 s内不再褪去　(5)静置后取上层清液少许于试管中，滴加稀硫酸，若有白色沉淀生成则BaCl2溶液过量　 (6)(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O 2．解析：(4)根据Cu原子守恒和b、d中数据知Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅲ)的总物质的量之和为0.010 0 molL-1×(23.04－0.50)×10-3 L＝2.254×10-4 mol，可列式n[Cu(Ⅱ)]＋n[Cu(Ⅲ)]＝2.254×10-4 mol；根据c、d数据可列式n[Cu(Ⅱ)]＋2n[Cu(Ⅲ)]＝0.010 0 molL-1×(30.55－0.50)×10-3 L＝3.005×10-4 mol，联立两式解得n[Cu(Ⅱ)]＝1.503×10-4 mol，n[Cu(Ⅲ)]＝7.51×10-5mol，则Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅲ)的物质的量之比为(1.503×10-4mol)∶(7.51×10-5mol)≈2∶1；晶体YBa2Cu3O7－x中Y为＋3价，Ba为＋2价，O为－2价，根据化合物中正负化合价代数和为0，(＋3)＋2×(＋2)＋2×(＋2)＋1×(＋3)＋(7－x)×(－2)＝0，解得x＝0。 答案：(1)防止碘挥发损失，从而使测定结果更准确　(2)CD　(3)4I－＋O2＋4H＋===2I2＋2H2O　(4)2∶1　0 3．解析：(6)用NaOH标准溶液测定氢离子的物质的量时可以选择酚酞溶液为指示剂，滴定终点的现象为当滴入最后半滴NaOH标准溶液后，锥形瓶中溶液由无色变为粉红色且半分钟内不恢复原色。1 mol Mg2+与氢型阳离子交换树脂交换出2 mol H＋，类比可得1 mol PbCl2与氢型阳离子交换树脂交换出2 mol H＋，从而得出关系式Pb2+～2H＋～2NaOH，达到滴定终点时，消耗V2 mL NaOH标准溶液，则n(Pb2+)＝n(H＋)＝n(OH－)＝×c molL-1×V2×10-3 L＝×10-3 mol，c(Pb2+)＝＝ molL-1＝c(Cl－)，Ksp(PbCl2)＝c(Pb2+)c2(Cl－)＝×(2×)2＝4×()3＝。(7)FeF2中的F－可能会与氢型阳离子交换树脂—SO3H中的H＋形成弱酸HF，使氢型阳离子交换树脂释放出更多的氢离子，导致实验产生误差，故不可行。 答案：(1)量筒、容量瓶　(2)除去溶解在其中的CO2　(3)取一小片pH试纸于表面皿中央，用玻璃棒蘸取最后一次洗涤液于pH试纸的中央，显色稳定后迅速与标准比色卡对照，直至pH＝7　(4)重新过滤，并洗涤树脂小颗粒，合并滤液、洗涤液至锥形瓶中　(5)不变　(6)酚酞溶液　当滴入最后半滴NaOH标准溶液后，锥形瓶中溶液由无色变为粉红色且半分钟内不恢复原色　　(7)不可行　FeF2中的F－可能会与氢型阳离子交换树脂—SO3H中的H＋形成弱酸HF，使氢型阳离子交换树脂释放出更多的氢离子，导致实验产生误差 综合大题集训　化学实验综合题 1．解析：由图可知，装置C中二甲基硫醚CH3SCH3与NO2反应制备DMSO，装置A中产生NO2，装置D中处理剩余的NO2，防止污染空气。(7)根据二甲基硫醚(CH3SCH3)制备DMSO的反应原理，则理论上得到DMSO的质量为 g，则本实验的产率是×100%≈80.00%。 答案：(1)五氧化二磷(或硅胶或无水氯化钙)　d (2)增大接触面积，提高吸收效率(或吸收速率) (3)NO2＋CH3SCH3＋NO (4)防止倒吸 (5)O2将NO转化为NO2，可以提高原料利用率；过量的O2将装置C中生成的尾气NO氧化，促进尾气吸收；将装置中的气体赶入后面的装置充分吸收(任选两点回答) (6)DMSO与水分子之间可形成氢键 (7)80.00 2．解析：装置甲用浓硫酸和亚硫酸钠反应制取SO2，装置乙用于制取Na2S2O3·5H2O，装置丙冷却气体，装置丁用于制取H2S，b接尾气处理装置。(3)①过量H2S会与亚铜离子反应生成沉淀，导致吸收CO的能力下降，故原因是H2S能与醋酸亚铜氨发生反应。②该反应放热，升高温度，平衡逆向移动，故将吸收液通过加热的方法实现吸收液的再生，同时释放CO，达到资源化利用。(8)1.28 g沉淀为S，其物质的量为0.04 mol，根据＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O，粗产品中Na2S2O3·5H2O的物质的量为0.04 mol，质量分数为×100%＝80.0%。(9)粗产品中含有NaHS，导致生成S的质量增多，会导致实验测得的Na2S2O3·5H2O质量分数偏大。 答案：(1)冷却气体　(2)变黑　(3)①H2S能与醋酸亚铜氨发生反应　②加热　(4)Na2SO3　(5)2NaHS＋4NaHCO3＋4SO2===3Na2S2O3＋4CO2＋3H2O　(6)NaOH(或其他合理答案)　(7)取粗产品溶于水，加入足量稀盐酸，静置，往上层清液中滴加BaCl2溶液，若观察到生成白色沉淀，则含有，反之则无　(8)80.0%　(9)偏大 3．解析：(3)稀盐酸吸收氨后有剩余，用NaOH标准溶液滴定，溶液中含有氯化铵和氯化氢，所以用甲基橙溶液作指示剂，不能用酚酞溶液，否则，所用NaOH标准溶液体积偏大，会导致所测氨含量偏小；n(NH3)＝(20×10-3×0.5－20×10-3×0.1) mol＝0.008 mol；通入氮气将样品中产生的氨排出，保证被稀盐酸完全吸收。(4)①若pH过小，H＋与反应生成的浓度减小，使滴定终点滞后，所测Cl－含量偏大；若pH过大，碱性增强，Ag＋与OH－反应，生成黑色的Ag2O，干扰终点判定。②如果指示剂的浓度过大，Cl－还没有反应完全时与Ag＋就会提前反应，致使终点提前到达，所以的浓度不能过大，根据Ksp(AgCl)＝1.0×10-10，溶液中c(Cl－)＝c(Ag＋)＝1.0×10-5 molL-1，再根据Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10-12，计算得到)＝0.02 molL-1。 答案：(1)2[Co(NH3)6]2+＋H2O2＋2[Co(NH3)6]3+＋2NH3·H2O (2)可增大氯离子浓度，减少产品因溶解而损失 (3)①甲基橙溶液　②0.008　③将样品中产生的氨排出，保证被稀盐酸完全吸收 (4)①H＋与反应生成的浓度减小，使滴定终点滞后，所测Cl－含量偏大　碱性增强，Ag＋与OH－反应，生成黑色的Ag2O，干扰终点判定　②0.02 (5)氯的测定中，三颈烧瓶中反应后的所得物质过滤后的沉淀没有洗涤，导致滤液中氯离子有损失，所测氯离子含量偏小，氨和氯离子的物质的量之比大于2∶1 高考大题集训　化学实验综合题 1．解析：(1)2，5-己二酮的摩尔质量为114 gmol-1，根据题中所给数据可知，所需2，5-己二酮的体积为≈15.47 cm3＝15.47 mL，又因为酮类物质对橡胶有腐蚀性，所以选用酸式滴定管。 (2)③为铁架台；仪器②用于冷凝回流，为球形冷凝管。 (3)2，5-己二酮的熔点为－5.5 ℃，常温下为液体，4-甲氧基苯胺的熔点为57 ℃，常温下为固体，搅拌可使固液反应物充分接触，加快反应速率。 (4)由题给信息“加热至65 ℃”可知，应用水浴加热。 (5)“脱色剂”的作用是吸附反应过程中产生的有色物质，结合题中信息，加入脱色剂后回流，趁热过滤，保留滤液，即脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体，所以可以选用活性炭作脱色剂。 (6)由题给信息可知产品吡咯X为白色固体，加热至65 ℃可溶解在50%的乙醇溶液中，所以需趁热过滤，使产品尽可能多地进入滤液，防止产品结晶损失，提高产率；由题中信息加入50%的乙醇溶液后析出浅棕色固体(即含杂质的产品)可知，常温下产品不溶于50%的乙醇溶液，所以为减少溶解损失，洗涤时可用50%的乙醇溶液。 (7)由产品的分离提纯过程可知，若需进一步提纯，可采用的方法为重结晶。 答案：(1)酸式滴定管　(2)铁架台　球形冷凝管　(3)使固液充分接触，加快反应速率　(4)水浴加热　(5)活性炭　(6)防止产品结晶损失，提高产率　50%的乙醇溶液　(7)重结晶 2．解析：由题中信息可知，利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验中，将氧气经干燥、净化后通入管式炉中将钢铁中硫氧化为SO2，然后将生成的SO2导入F中吸收，通过消耗KIO3碱性标准溶液的体积来测定钢铁中硫的含量。 (1)取20.00 mL 0.100 0 molL-1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体，配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液(稀释了50倍后KIO3的浓度为0.002 0 molL-1)，需要用移液管量取20.00 mL 0.100 0 molL-1 KIO3的碱性溶液，需要用一定精确度的天平称量一定质量的KI固体，需要在烧杯中溶解KI固体，溶解时要用到玻璃棒搅拌，需要用1 000 mL容量瓶配制标准溶液，需要用胶头滴管定容，因此，必须用到的是AD。 (2)装置B和C的作用是充分干燥O2，浓硫酸具有吸水性，常用于干燥某些气体，因此B中的试剂为浓硫酸。F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子，其目的是防止倒吸，因为磨砂浮子的密度小于水，若球泡内水面上升，磨砂浮子也随之上升，磨砂浮子可以作为一个磨砂玻璃塞将通气管的出气口堵上，从而防止倒吸。 (3)该滴定实验是利用过量的半滴标准溶液来指示滴定终点的，因此，该滴定实验达到终点的现象是当加入最后半滴KIO3碱性标准溶液后，溶液由无色突变为蓝色且30 s内不变色；由S元素守恒及SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI、KIO3＋5KI＋6HCl===3I2＋6KCl＋3H2O可得关系式3S～3SO2～3I2～KIO3，若滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL，则n(KIO3)＝V×10-3 L×0.002 0 molL-1＝2.000 0×10-6V mol，n(S)＝3n(KIO3)＝3×2.000 0×10-6V mol＝6.000 0×10-6V mol，样品中硫的质量分数是×100%＝%。 (4)若装置D中瓷舟未加盖，燃烧时产生粉尘中含有铁的氧化物，铁的氧化物能催化SO2的氧化反应从而促进SO3的生成，因此，粉尘在该过程中的作用是催化剂；若装置E冷却气体不充分，则通入F的气体温度过高，可能导致部分I2升华，这样就要消耗更多KIO3碱性标准溶液，从而可能导致测定结果偏大；若滴定过程中，有少量不经I2直接将SO2氧化成H2SO4，从电子转移守恒的角度分析得到6e－被还原为I－，仍能得到关系式3S～3SO2～KIO3，测定结果会不变。 答案：(1)AD (2)浓硫酸　防止倒吸 (3)当加入最后半滴KIO3碱性标准溶液后，溶液由无色突变为蓝色且30 s内不变色　% (4)催化剂　通入F的气体温度过高，导致部分I2升华，从而消耗更多的KIO3碱性标准溶液　不变 3．解析：将Cu(ClO4)2·6H2O和Cu粉以及乙腈(CH3CN)加入烧瓶中，经水浴加热并回流进行充分反应，反应结束后过滤除去未反应完全的Cu，然后利用乙腈的挥发性进行蒸馏除去乙腈，将剩余溶液进行冷却结晶分离出[Cu(CH3CN)4]ClO4。 (1)表示需佩戴护目镜，表示当心火灾，表示排风，表示必须洗手，故答案为D。 (2)装置Ⅰ中仪器M的名称为球形冷凝管。 (3)Cu(ClO4)2·6H2O在乙腈中为蓝色在乙腈中为无色，因此装置Ⅰ中反应完全的现象是溶液蓝色褪去变为无色，可证明Cu(ClO4)2·6H2O已充分反应完全。 (4)由于制备的[Cu(CH3CN)4]ClO4中Cu元素为＋1价，具有较强的还原性，容易被空气中氧气氧化，因此装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是排出装置内空气，防止制备的产品被氧化。 (5)[Cu(CH3CN)4]ClO4为离子化合物，具有强极性，在水中溶解度较大，在温度较高的环境下蒸馏难以分离，若直接将水蒸干难以获得晶体状固体，因此需先蒸馏至接近饱和，再经步骤d冷却结晶，从而获得晶体。 (6)为了使母液中的[Cu(CH3CN)4]ClO4结晶，可向母液中加入极性较小的溶剂，与水混溶的同时扩大与[Cu(CH3CN)4]ClO4的极性差，进而使析出，因此可选用的溶剂为乙醇，故答案为B。 (7)3.71 g Cu(ClO4)2·6H2O的物质的量为＝0.01 mol，理论制得[Cu(CH3CN)4]ClO4的质量为0.01 mol×2×327.5 g·mol-1＝6.55 g，总收率为×100%≈81.2%。 答案：(1)D　(2)球形冷凝管　(3)溶液蓝色褪去变为无色　(4)排出装置内空气，防止制备的产品被氧化　(5)冷却过程中降低[Cu(CH3CN)4]ClO4在水中的溶解度　(6)B　(7)81.2% 4．解析：(1)浓盐酸具有挥发性，会污染环境，故a中的试剂的作用是吸收挥发出来的氯化氢，可以是碱石灰或NaOH固体等。(2)由于制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀，故步骤Ⅱ中浓盐酸需缓慢滴加，防止制备过程中局部pH过低而产生钨的水合氧化物沉淀。(3)萃取分液需要使用分液漏斗，同时需要烧杯来盛放分液后的液体，故用于“萃取、分液”操作的有分液漏斗、烧杯。(4)步骤Ⅳ中“静置”后液体分为上、中、下三层，其中下层液体为油状钨硅酸醚合物，乙醚难溶于水，且密度小于水，故上层为乙醚，通过分析发生的反应可知，中间层的溶质主要为NaCl。(5)由于乙醚易挥发，易燃，故步骤Ⅴ中“加热”操作不能使用明火。(6)m g十二钨硅酸晶体的物质的量为n1＝ mol，结晶水占总质量的ω%，则结晶水的物质的量为n2＝ mol，则n＝；若未充分干燥，则ω%变小，n的值偏小。 答案：(1)碱石灰(或NaOH固体等)　吸收挥发出来的氯化氢 (2)防止制备过程中局部pH过低而产生钨的水合氧化物沉淀 (3)分液漏斗、烧杯 (4)NaCl (5)不能　乙醚易挥发，易燃，遇明火极易发生危险 (6)　偏小 5．解析：实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3+发生反应2Fe3+＋Cu===Cu2+＋2Fe2+，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋===Zn2+＋H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3+转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3+的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋===Mg2+＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 (1)在金属活动性顺序中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排在Fe之后，因此Mg、Zn可将Fe3+还原为Fe。(2)①Fe2+与K3[Fe(CN)6]会生成蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀；②Fe3+水解方程式为Fe3+＋3H2O⥫⥬Fe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3+水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀。③ⅰ．a．Fe与Fe3+、H＋反应的离子方程式为2Fe3+＋2Fe＋2H＋===4Fe2+＋H2↑或2Fe3+＋Fe===3Fe2+、2H＋＋Fe===Fe2+＋H2↑；b．要证实在pH为3～4的溶液中可忽略H＋对Fe的消耗，可向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀，即说明此条件下Fe未与H＋反应生成Fe2+。ⅱ．结合a、b和c可知，实验Ⅱ未检测到Fe单质的原因可能是Fe3+的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹，因此可控制反应条件，在未生成Fe(OH)3沉淀时将Fe3+还原，即可排除两个干扰因素，具体操作：重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH<1.2，加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。 (3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 答案：(1)Mg、Zn　(2)①产生蓝色沉淀　②Fe3+水解方程式为Fe3+＋3H2O⥫⥬Fe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3+水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀　③2Fe3+＋2Fe＋2H＋===4Fe2+＋H2↑(或2Fe3+＋Fe===3Fe2+、2H＋＋Fe===Fe2+＋H2↑)　向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀　加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸　(3)加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被沉淀包裹 6．解析：稀盐酸可抑制胶体形成、促进白色沉淀生成，向稀盐酸中滴入TiCl4，搅拌并加热，TiCl4在稀盐酸中水解生成白色沉淀TiO2xH2O，将TiO2xH2O洗涤，煅烧制得TiO2，装置B中利用浓氨水和生石灰反应制备NH3，利用装置C除去NH3中的水蒸气，则试剂X可以是碱石灰，装置D中NH3和TiO2在800 ℃下反应生成TiN、N2和H2O，化学方程式为6TiO2＋8NH36TiN＋12H2O＋N2，装置E中装有CaCl2，可以吸收生成的水蒸气及过量的NH3。(1)装置A中冷凝水应从下口进上口出，则冷凝水的入口为b。(2)TiCl4水解生成的胶体主要成分为。(3)TiO2xH2O沉淀中含有少量的Cl－杂质，判断TiO2xH2O沉淀是否洗涤干净，只需检验洗涤液中是否含有Cl－，若最后一次洗涤液中不含Cl－，则证明TiO2xH2O沉淀清洗干净，检验Cl－，应选用的试剂是AgNO3溶液。(7)①该实验应先称取一定量的TiO2固体，将TiO2放入管式炉中，提前通入NH3排出管式炉中空气后再进行加热，当反应结束后，应先停止加热，待冷却至室温后再停止通入NH3，则正确的实验操作步骤为a→b→d→e→c→f；②0.800 g TiO2的物质的量为＝0.01 mol，则TiN的理论产量为0.01 mol×62 gmol-1＝0.62 g，反应后剩余固体质量为0.656 g，则固体减少质量为0.800 g－0.656 g＝0.144 g，根据6TiO2＋8NH36TiN＋12H2O＋N2～固体减少6×(32－14)g，则TiN的实际产量＝ g＝0.496 g，则TiN产率为×100%＝80.0%。 答案：(1)b　(2)Ti(OH)4　(3)AgNO3溶液　(4)碱石灰(合理即可)　(5)6TiO2＋8NH36TiN＋12H2O＋N2　(6)吸收氨气与水蒸气　(7)①b→d→e→c　②80.0% 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一篇　题型研究　考法分析 板块五　实验原理与方法 大题题型五　化学实验综合题 1 大题题型五　化学实验综合题 2 化学实验综合试题是各地高考试题必考题型。命题类型有无机物的制备与性质探究，定量测定实验探究，有机物的制备与分离提纯探究等。此类试题难度往往较大。主要以化学实验基础知识、元素及其化合物性质为载体，考查实验仪器的使用、实验基本操作、物质的分离提纯和检验方法、实验方案的设计与评价、实验条件的控制、实验数据的分析处理等。 大题题型五　化学实验综合题 分点突破1 01 分点突破2 02 分点突破3 03 多维训练 04 分点突破4 03 大题题型五　化学实验综合题 4 分点突破1　以无机物制备为主题的综合实验探究　 　　　　　　 1．仪器的选择与连接 (1)气体制备实验的连接顺序 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 5 (2)易水解或潮解的物质制备模型 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (3)易被氧化的物质制备模型 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 2．实验装置中仪器或试剂的作用类答题规范 回答装置中仪器和试剂的用途时，一般包括直接作用和根本目的两部分内容，根据各部分装置的用途不同，可采用下列格式回答： ①发生装置　生成……　产生……　制取…… ②除杂装置　除去(吸收)……防止……干扰(影响)；除去……中的杂质，以免影响测量结果 ③性质实验装置　与……反应　验证……说明……(收集装置)　比较……检验…… ④尾气吸收装置　吸收……防止……的污染(影响) 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 1．亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要 试剂，熔点为－64.5 ℃，沸点为－5.5 ℃， 气态时呈黄色，液态时呈红褐色，NOCl 遇水易分解生成一种氢化物和两种氮的常 见氧化物。NOCl可由NO与干燥纯净的Cl2 在常温常压下反应得到，相关实验装置如图所示。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 回答下列问题： (1)装置导管口的连接顺序为a→__________________________→h，实验时先打开分液漏斗活塞滴入稀硝酸，当观察到装置F中________________(填实验现象)时，开始向装置F中通入干燥纯净的Cl2。 (2)装置D的作用：通过观察气泡来判断气体流速、________________________、________________。 b→c→f→g→j→i→d→e 红棕色完全消失 平衡压强，避免压强过大 干燥NO气体 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　装置A中铜与稀硝酸发生反应生成NO，用于制备NO；由于硝酸具有挥发性，且装置A蒸馏烧瓶上部含有空气，产生的NO会部分被氧化为NO2，则装置B用于除去NO气体中的硝酸蒸气及NO2杂质；由于NOCl遇水易分解，则装置D用浓硫酸干燥NO气体；装置F中NO与干燥纯净的Cl2在冰水浴中合成NOCl，为防止NOCl遇水分解，应连接装置C用于吸收水蒸气；最后连接装置E用于处理尾气NO。(1)根据上述分析可知，装置的连接顺序为ABDFCE，则装置导管口的连接顺序为a→b→c→f→g→j→i→d→e→h。NO是无色气体，而NO与O2反应生成的NO2是红棕色气体，因此实验时先打开分液漏斗活塞滴入稀硝酸，当观察到装置F中红棕色完全消失，说明装置F中充满了无色的NO气体，此时开始向装置F中通入干燥纯净的Cl2。(2)装置D还有干燥NO气体，平衡压强，避免装置中压强过大的作用。 2．硫酰氯(SO2Cl2)是有机化学中常用的氯化剂，熔点为－54.1 ℃，沸点为69.1 ℃，在潮湿空气中易水解产生白雾。实验室可用如图所示装置制备硫酰氯，反应原理为Cl2＋SO2⥫⥬SO2Cl2　ΔH<0，容器中活性炭为催化剂。 回答下列问题： (1)仪器C的名称为________________。 (2)仪器B中盛放的试剂为Cl2，则仪器A中盛放的液体为________________。 球形冷凝管 饱和食盐水 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (3)装置E的作用为干燥气体、________________。 (4)实验所需的少量SO2可通过如下反应制得： 方法Ⅰ　Cu与浓硫酸反应； 方法Ⅱ　Na2SO3固体与70%浓硫酸反应。 ①方法Ⅱ中选用硫酸浓度小于方法Ⅰ中选用硫酸浓度的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②方法Ⅱ中发生反应的离子方程式为__________________________。 观察气体通入速率 方法Ⅰ选用的是浓硫酸，方法Ⅱ中Na2SO3固体是与硫酸中的H＋发生反应，而浓硫酸中水的含量较少，硫酸的电离程度较小，游离的H＋浓度较小，通常选用70%左右的硫酸(其他合理叙述也可) ＋2H＋===SO2↑＋H2O 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (5)U形管中盛放碱石灰的作用为_______________________________ __________________________________；若未安装该U形管，收集器中主要发生的副反应的化学方程式为________________________ ________________________________。 (6)实验中选用仪器C并将收集器放入冰水浴的目的是____________________________________________________________________________________________________________________。 吸收尾气SO2和Cl2；防止空气中的水蒸气进入收集器中，导致SO2Cl2水解 SO2Cl2＋2H2O===H2SO4 冷凝收集产物同时促进反应Cl2＋SO2⥫⥬SO2Cl2平衡正向移动，提高产率 ＋2HCl 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　(4)①方法Ⅱ中通常选用70%的硫酸，方法Ⅰ中选用的硫酸为浓硫酸，方法Ⅱ中选用硫酸浓度小于方法Ⅰ中的原因是Na2SO3固体是与硫酸中的H＋发生反应产生SO2，而浓硫酸中水的含量较少，硫酸的电离程度较小，H＋浓度较小。(5)U形管中盛放的碱石灰可吸收尾气SO2和Cl2；还可防止空气中的水蒸气进入收集器中，导致产物水解。若未安装该U形管，会有水蒸气进入收集器中，SO2Cl2会发生水解反应SO2Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。(6)由Cl2＋SO2⥫⥬SO2Cl2　ΔH<0可知，该制备反应为放热反应，实验中选用仪器C并将收集器放入冰水浴中可以冷凝收集产物，同时促进该反应平衡正向移动，提高产率。 分点突破2　以有机物制备为主题的综合实验探究　 　　　　　　 1．有机物制备中的常考点 (1)有机物易挥发，制备反应中通常采用冷凝回流装置，以提高原料的利用率和产物的产率。 (2)有机反应通常都是可逆反应，且易发生副反应，通常使廉价反应物过量，以提高另一反应物的转化率和产物的产率，同时控制反应条件，以减少副反应的发生。 (3)X浴加热 ①优点：均匀受热，在一定温度下加热 ②类型 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 2．有机物分离提纯的三种方法 (1)萃取分液 ①萃取 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 ②分液：适用于两种互不相溶的液体混合物分离。 ③主要仪器：分液漏斗。 (2)蒸馏 ①原理：互溶的两液体，根据沸点的不同，将两液体分离。 其变化过程为液体蒸气液体。 ②主要玻璃仪器：酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (3)重结晶 ①原理 重结晶是将晶体用溶剂(如蒸馏水)溶解，经过滤、蒸发、冷却等步骤后再次使之析出，以得到更加纯净的晶体的方法。 ②适用条件——常用于提纯固态化合物 a．杂质在所选溶剂中溶解度很小(使杂质析出)或很大(使杂质留在母液中)，易于除去。 b．被提纯的物质在所选溶剂中的溶解度受温度影响较大，升温时溶解度增大，降温时溶解度减小，冷却后易结晶析出。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 3．有机物制备实验思维模型 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 1．(2024黄山联考)实验室制备硝基苯的反应原理为 ＋HO—NO2　　　　　　 ＋H2O ΔH<0，其实验装置如图所示。存在的主要副反应是在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 有关物质的性质如表所示： 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·cm-3) 溶解性 苯 5.5 80.1 0.88 不溶于水 硝基苯 5.7 210.9 1.204 几乎不溶于水 间二硝基苯 86 301 1.57 微溶于水 浓硝酸   83 1.4 易溶于水 浓硫酸   338 1.84 易溶于水 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 实验步骤：①在100 mL烧杯中，用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混合酸，将混合酸小心加入仪器B中；②将18 mL苯加入仪器A中；③在室温下，向苯中逐滴加入混合酸，边滴边搅拌，使反应物混合均匀。在50～60 ℃下发生反应，直至反应结束；④将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，依次用少量水、5% NaOH溶液、水洗涤并分液；⑤向分出的产物中加入无水CaCl2颗粒，静置片刻，然后倒入蒸馏烧瓶，弃去CaCl2，进行蒸馏纯化，收集205～210 ℃馏分，得到18 g纯硝基苯。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 回答下列问题： (1)图中仪器C的作用是________。 (2)配制混合酸时，能否将浓硝酸加入浓硫酸中，________(填“能”或“不能”)，说明理由：____________________________。 冷凝回流 不能 容易导致液体飞溅 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (3)为了使反应在50～60 ℃下进行，常用的方法是________。 反应结束并冷却至室温后仪器A中液体就是粗硝基苯，粗硝基苯呈黄色的原因可能是_________________________________________。 (4)在洗涤操作中，第二次水洗的作用是________________________ _________________________________________________________。 水浴加热 溶有浓硝酸分解产生的NO2(或其他合理答案) 洗去残留的NaOH及生成的 钠盐 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (5)在蒸馏纯化过程中，因硝基苯的沸点高于140 ℃，应选用空气冷凝管，不选用直形冷凝管的原因是____________________________ _________________________________________________________。 (6)本实验所得到的硝基苯的产率是________(结果保留四位有效数字)。 防止直形冷凝管通水冷却时可能因温度差过大发生炸裂 72.06% 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　【明确反应原理】 ＋HO—NO2 　　　 。【熟知实验仪器装置】 (1)根据题图可知，仪器C为球形冷凝管，其作用为冷凝回流。 (2)浓硝酸与浓硫酸混合会放出大量的热，结合题表数据可得，浓硝酸的密度小于浓硫酸的密度，若将浓硝酸加入浓硫酸中，容易导致液体飞溅。 (3)由题意知，该反应温度低于水的沸点，可以采用水浴加热。反应后仪器A中的粗硝基苯中溶有浓硝酸分解产生的NO2，可能是粗硝基苯呈黄色的原因。【设计分离提纯方案】 (4)先用少量水洗涤除去浓硫酸和浓硝酸，再用5% NaOH溶液洗涤除去溶解的少量的酸，最后用水洗涤除去反应生成的钠盐以及未反应的NaOH。 (5)硝基苯的沸点高于140 ℃，用空气冷凝与水冷凝效果几乎无差异，但直形冷凝管通水冷却时可能因温度差过大发生炸裂，所以选用空气冷凝管。【计算产品产率】(6)理论上18 mL苯完全反应生成硝基苯的质量为×123 gmol-1≈24.98 g，所以硝基苯的产率为×100%≈72.06%。 2．(2024湛江模拟)糠酸(熔点为133 ℃，沸点为231 ℃，在热水中的溶解度较大，微溶于冷水)和糠醇(熔点为－29 ℃，沸点为171 ℃)均为重要的化工中间体，工业上可利用糠醛(沸点为161.7 ℃，易被氧化)发生歧化反应制取这两种物质(该反应为强放热反应)，实验装置如图所示，反应原理如下。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 实验步骤： 步骤1　向三颈烧瓶中加入8.2 mL(约0.2 mol)新蒸馏的糠醛， 通过仪器A向三颈烧瓶中缓慢滴加8 mL质量分数为33%的 NaOH溶液。搅拌并保持反应温度为8～12 ℃，回流20 min， 得到粗产品。 步骤2　将粗产品倒入盛有10 mL水的烧杯中，然后将液体转移至分液漏斗中，用乙醚萃取4次，分液得到水层和醚层。 步骤3　向水层中分批滴加质量分数为25%的盐酸，调至溶液的pH＝3，冷却、结晶、抽滤、冷水洗涤，得到糠酸粗品；向醚层中加入无水碳酸钾干燥，过滤除掉碳酸钾后，分离乙醚(沸点为34.6 ℃)和糠醇。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 回答下列问题： (1)仪器A的名称为________________。与直形冷凝管相比，使用仪器B的优点是_______________________________________________ _________________________________________________________。 (2)该反应必须严格控制反应温度为8～12 ℃，请写出实验中采用了哪些保障措施：_____________________________________________。 恒压滴液漏斗 球形冷凝管的内管与冷凝水的接触面积更大，冷凝效果更好 缓慢滴加NaOH溶液，使用冰水浴给反应装置降温 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (3)步骤3中分离乙醚和糠醇的实验操作是_____________________。 (4)步骤3中用冷水洗涤的原因是_____________________________。 进一步将糠酸粗品提纯，应采用的方法是____________________。 蒸馏 减少产品因溶解而造成的损失 重结晶 (5)取1.120 g提纯后的糠酸样品，配成100 mL溶液，准确量取 20.00 mL于锥形瓶中，加入几滴酚酞溶液，用0.080 0 molL-1 NaOH标准溶液滴定，平行滴定三次，平均消耗NaOH标准溶液24.80 mL。糠酸的纯度为________%。 99.2 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　(5)关系式　 　　　～NaOH，则n( 　　　　)＝n(NaOH)＝0.080 0 molL-1×24.80×10-3 L＝1.984×10-3 mol，则糠酸的纯度为×100%＝99.2%。 物质性质探究实验思维模型 分点突破3　以物质性质为主题的综合实验探究　 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 1．(2023北京卷，T19)资料显示，I2可以将Cu氧化为Cu2+。某小组同学设计实验探究Cu被I2氧化的产物及铜元素的价态。 已知：I2易溶于KI溶液，发生反应⥫⥬(红棕色)；I2和氧化性几乎相同。 (1)将等体积的KI溶液加入m mol铜粉和n mol I2(n>m)的固体混合物中，振荡。实验记录如下： 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题   c(KI) 实验现象 实验Ⅰ 0.01 molL-1 极少量I2溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色 实验Ⅱ 0.1 molL-1 部分I2溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色 实验Ⅲ 4 molL-1 I2完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液为深红棕色 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 ①初始阶段，Cu被氧化的反应速率：实验Ⅰ______(填“>”“<”或“＝”)实验Ⅱ。 ②实验Ⅲ所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有[Cu(H2O)4]2+(蓝色)或[CuI2]－(无色)，进行以下实验探究： 步骤a．取实验Ⅲ的深红棕色溶液，加入CCl4，多次萃取、分液。 步骤b．取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。 ⅰ．步骤a的目的是________________________________________。 < 除去，防止干扰后续实验 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 ⅱ．查阅资料===(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤b的溶液中发生的变化：____________________________________________________________________________________________________________________。 ③结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是________________________________。 [CuI2]－＋2NH3·H2O===[Cu(NH3)2]＋＋2H2O＋2I－、4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu(NH3)4]2+＋4OH－＋6H2O 2Cu＋KI3===2CuI＋KI 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体，洗涤后得到白色沉淀，加入浓KI溶液，__________________________________ (填实验现象)， 观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是______________ _________________________________________________________。 白色沉淀溶解 I－浓度小，CuI 覆盖在Cu表面，阻止反应继续进行 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (2)上述实验结果，I2仅将Cu氧化为＋1价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验，证实了I2能将Cu氧化为Cu2+。装置如图所示，a、b分别是_________________________________。 (3)运用氧化还原反应规律，分析在上述实验中Cu被I2氧化的产物中价态不同的原因：___________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 铜、含n mol I2的4 mol·L-1的KI溶液 电化学实验中，由于氧化性I2>Cu2+，I2将Cu氧化为Cu2+，在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu＋可以进一步与I－结合生成CuI沉淀或[CuI2]－，使得Cu＋的还原性减弱，I2不能氧化CuI或[CuI2]－ 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　(1)①提高KI浓度，便于提高的浓度，与Cu接触更加充分，Cu与的反应速率加快，故反应速率实验Ⅰ<实验Ⅱ。②加入CCl4，多次萃取、分液可以分离出I2，使⥫⥬平衡逆向移动，从而除去溶液中的，防止干扰后续实验。由题目信息可知，实验Ⅲ所得溶液中Cu元素以[CuI2]－形式存在，加入氨水后，[CuI2]－转化为，无色的[Cu(NH3)2]＋被氧化为蓝色的[Cu(NH3)4]2+，离子方程式为[CuI2]－＋2NH3H2O===[Cu(NH3)2]＋＋2H2O＋2I－、===＋4OH－＋6H2O。③结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是2Cu＋KI3===2CuI＋KI；加入浓KI溶液，CuI可与KI发生反应CuI＋I－===[CuI2]－，故产生的白色沉淀溶解；I－浓度小，CuI覆盖在Cu表面，阻止反应继续进行。 (2)要验证I2能将Cu氧化为Cu2+，需设计原电池负极材料a为Cu，b为含n mol I2的4 molL-1的KI溶液。 (3)含n mol I2的4 molL-1的KI溶液中铜与碘单质反应，在原电池装置中，I2将Cu氧化为Cu2+；而在实验Ⅰ、实验Ⅱ和实验Ⅲ中Cu以Cu＋形式存在，这是由于在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu＋可以进一步与I－结合生成CuI沉淀或[CuI2]－，使得Cu＋的还原性减弱，I2不能氧化CuI或[CuI2]－。 2．高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效消毒剂，可用于饮用水处理、脱色除臭等。某化学兴趣小组制备K2FeO4并探究其性质。 已知：①K2FeO4为紫色固体，易溶于水，微溶于浓KOH溶液，不溶于乙醇。②K2FeO4具有强氧化性，在强碱性溶液中较稳定。③常温下，Cl2＋2KOH===KCl＋KClO＋H2O。 Ⅰ．制备K2FeO4(夹持装置省略) 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (1)盛装浓盐酸的仪器名称是_____________。 (2)在装置C中Cl2，与KOH、Fe(OH)3反应生成K2FeO4，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。 (3)该小组同学设计的制备装置是否合理，若不合理，则改进的方法是_________________________________________________________ _________________________________________________________。 Ⅱ．探究K2FeO4的性质 恒压滴液漏斗 3∶2 不合理，在装置C之后连接一个盛装NaOH溶液的烧杯(烧杯上方连接的是球形干燥管或倒置漏斗) 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (4)取装置C中紫色溶液，加入稀硫酸，有黄绿色气体Cl2生成。甲同学认为ClO－将Cl－氧化成Cl2；乙同学认为将Cl－氧化成Cl2。 丙同学为了验证甲、乙同学的观点，采用以下操作得到纯净的K2FeO4：将装置C中所得到的固体溶于冷的浓KOH溶液―→过滤除去Fe(OH)3―→向滤液中加入冷的饱和KOH溶液，静置―→过滤―→用适量的无水乙醇洗涤2～3次。 ①若甲同学的假设正确，请写出发生反应的离子方程式：_________________________________________________________。 ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 ②丙同学用适量无水乙醇洗涤而不用水洗涤的原因是____________ _________________________________________________________。 ③丙同学将设计实验方案证明乙同学的观点正确： ______________________________________________________________________________________________________________________ (湿润的淀粉-KI试纸、稀盐酸)。 减少高铁酸钾的溶解，提高产率 将制得的少量纯净的K2FeO4与足量稀盐酸混合，将产生的气体用湿润的淀粉-KI试纸检验，湿润的淀粉-KI试纸变蓝，则说明有Cl2生成 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　(2)装置C中发生反应的化学方程式为3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，该反应中氧化剂为Cl2，还原剂为Fe(OH)3，故该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2。(3)反应完成后，装置中含有未反应的Cl2，污染空气，故题给装置不合理，缺少一个吸收尾气Cl2的装置，应在装置C之后连接一个盛装NaOH溶液的烧杯(烧杯上方连接的是球形干燥管或倒置漏斗)。 (4)①在酸性条件下，ClO－将Cl－氧化成Cl2，发生反应的离子方程式为ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。②由已知信息①可知，K2FeO4易溶于水，不溶于乙醇，故洗涤的时候应选择无水乙醇洗涤K2FeO4，减少高铁酸钾的溶解，提高产率。③将制得的少量纯净的K2FeO4与足量稀盐酸混合，将产生的气体用湿润的淀粉-KI 试纸检验，湿润的淀粉-KI试纸变蓝，则说明有Cl2生成。 1．定量实验数据的测定方法 (1)沉淀法：先将待测定离子转化为沉淀，然后称量沉淀(经洗涤、干燥)的质量，再通过元素守恒计算。 (2)测定气体法 ①测定气体的体积：把待测定元素转 化为气体，通过排液量气装置测定气 体的体积，转化为标准状况下体积并进行计算。如图 分点突破4　以定量实验为主题的综合实验探究　 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 [注意]　a．量气时应保证气体处于室温状态。 b．读数时要特别注意消除“压强差”，保持液面相平，还要注意视线与液面最低处相切。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 ②用于测定气体质量的装置 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 (3)滴定法：通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相应数据后再进行相关计算。 ①直接滴定：利用两种物质按比例直接反应，是最常用的滴定方法。 ②间接滴定：当被测物质不能直接与标准溶液作用，却能和另一种可与标准溶液作用的物质反应时，可用间接滴定。例如，Ca2+不能直接与高锰酸钾标准溶液作用，但能和可与高锰酸钾标准溶液作用的定量反应生成CaC2O4，通过间接测定的量，从而测定Ca2+的含量。 ③反滴定：加入一定量且过量的标准溶液与被测物反应，过量部分再用另一种标准溶液滴定。例如固体CaCO3的测定，可先加入一定量的过量盐酸标准溶液，待其与试样完全反应后，再用氢氧化钠标准溶液反滴定剩余氯化氢。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 2．定量实验类型 类型 解题方法 物质含量的计算 (1)根据方程式、关系式、得失电子守恒、滴定法等，得出混合物中某一成分的量 (2)由(1)中求出的量除以混合物(样品)的总量，即可得出其含量 确定物质化学式的计算 (1)利用上述的测定方法测定出相关物质(气体、沉淀)的数据 (2)根据元素守恒确定出未知物质中各元素的物质的量 (3)各元素的物质的量最简整数比即该物质的化学式的下标比 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 1．[Co(NH3)6]Cl3[三氯化六氨合钴(Ⅲ)]易溶于热水，难溶于冷水及乙醇，是合成其他Co(Ⅲ)配合物的原料。某化学兴趣小组进行如下实验测定样品中钴的含量。 准确称取0.200 0 g的[Co(NH3)6]Cl3样品放入250 mL碘量瓶中，加入15 mL 10% NaOH溶液，加热至不再有氨放出，加入足量KI固体，摇荡使KI溶解，再加入盐酸酸化，置于暗处10 min，Co(OH)3转化成Co2+，用0.100 0 molL-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗6.00 mL Na2S2O3标准溶液。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 已知：[Co(NH3)6]Cl3在热的强碱溶液中会分解，实验过程中涉及反应：[Co(NH3)6]Cl3＋3NaOHCo(OH)3↓＋6NH3↑＋3NaCl；===。 (1)Co(OH)3转化成Co2+的离子方程式为_________________________ _________________________________________________________。 (2)产品中钴的质量分数为________。 2Co(OH)3＋2I－＋6H＋===2Co2+＋I2＋6H2O 17.7% 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 (3)下列操作可能导致钴的质量分数偏高的是________(填字母)。 A．酸化过程中加入盐酸的量不足 B．滴定前滴定管内有气泡，滴定后气泡消失 C．滴定终点时俯视读数 D．盛放Na2S2O3标准溶液的滴定管没有用Na2S2O3标准溶液润洗 BD 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　(2)由离子方程式2Co(OH)3＋2I－＋6H＋===2Co2+＋I2＋6H2O、===，可得关系式，根据消耗的Na2S2O3标准溶液的量可得n(Co2+)。＝0.100 0 molL-1×6.00×10-3 L，m(Co2+)＝0.100 0 molL-1×6.00 ×10-3 L×59 gmol-1＝0.035 4 g，则产品中钴的质量分数为×100%＝17.7%。 (3)A项，酸化过程中加入盐酸的量不足，则不能将所有Co3+还原成Co2+，使得转化生成的I2的量减小，消耗的Na2S2O3标准溶液的体积减小，导致钴的质量分数偏低，不符合题意。B项，滴定前滴定管内有气泡，滴定后气泡消失，导致测得的Na2S2O3标准溶液体积偏大，所以会使钴的质量分数偏高，符合题意。C项，滴定终点时俯视读数，导致测得的Na2S2O3标准溶液体积偏小，所以会使钴的质量分数偏低，不符合题意。D项，盛放Na2S2O3标准溶液的滴定管没有用Na2S2O3标准溶液润洗，相当于稀释了Na2S2O3标准溶液，导致消耗的Na2S2O3标准溶液体积增大，所以会使钴的质量分数偏高，符合题意。 2．已知：氢化钡遇水剧烈反应。设计如图所示装置测定氢化钡纯度。室温下，向恒压分液漏斗中加入足量水，乙管实验前对应气体体积读数为V1 mL，装置甲中物质完全反应后乙管气体体积读数为V2 mL(V2>V1)。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 (1)每次读数前要调整丙管液面高度，使其与乙管液面持平，其目的是_________________________________________________________ _________________________________________________________。 (2)已知室温下，气体摩尔体积为Vm Lmol-1，该产品纯度为__________%；若实验结束时，未调平乙管和丙管的液面，且丙管的液面高于乙管的液面，所测得的产品纯度________(填“偏高”或“偏低”)。 使乙管内气压等于外界大气压(或使所测气体体积为一个外界大气压下的体积) 偏低 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　(1)每次读数前需调节丙管液面高度与乙管液面持平，是为了使乙管内气压等于外界大气压，此时测得的气体体积为一个外界大气压下的体积。(2)BaH2与水反应生成Ba(OH)2和H2，反应的化学方程式为BaH2＋2H2O===Ba(OH)2＋2H2↑，反应得到的H2的体积为(V2－V1)mL，H2的物质的量为 mol，因此参加反应的BaH2的物质的量为 mol，BaH2的质量为 g，则该产品纯度为×100%＝%。若实验结束时，未调平乙管和丙管的液面，且丙管的液面高于乙管的液面，则测得的H2的体积偏小，参加反应的BaH2的质量偏小，所测得的产品纯度偏低。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 1．(2024河北卷，T15)市售的溴(纯度99%)中含有少量的Cl2和I2，某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理，设计实验制备高纯度的溴。 2 4 1 3 题号 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 回答下列问题： (1)装置如图(夹持装置等略)，将市售的溴滴入盛有浓CaBr2溶液的B中，水浴加热至不再有红棕色液体馏出。仪器C的名称为__________；CaBr2溶液的作用为_________________________；D中发生的主要反应的化学方程式为_________________________ _______________________________________________________。 直形冷凝管 抑制液溴与水反应；除去Cl2 Br2＋K2C2O42KBr＋ 2CO2↑ 2 4 1 3 题号 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 (2)将D中溶液转移至________(填仪器名称)中，边加热边向其中滴加酸化的KMnO4溶液至出现红棕色气体，继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成I2的离子方程式为____________________ _______________________________________________________。 (3)利用图示相同装置，将R和K2Cr2O7固体混合均匀放入B中，D中加入冷的蒸馏水。由A向B中滴加适量浓硫酸，水浴加热蒸馏。然后将D中的液体分液、干燥、蒸馏，得到高纯度的溴。D中蒸馏水的作用为____________________和_____________________。 2 4 1 3 题号 蒸馏烧瓶 ＋10I－＋16H＋ 2Mn2+＋5I2＋8H2O 冷凝 减少溴的挥发 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 (4)为保证溴的纯度，步骤(3)中K2Cr2O7固体的用量按理论所需量的计算，若固体R质量为m g(以KBr计)，则需称取________g K2Cr2O7(M＝294 gmol-1，用含m的代数式表示)。 (5)本实验所用钾盐试剂均经重结晶的方法纯化。其中趁热过滤的具体操作为漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，转移溶液时用________ _______________________________________________________， 滤液沿烧杯壁流下。 2 4 1 3 题号 0.31m 玻璃棒 引流，玻璃棒下端靠在三层滤纸处 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　(1)仪器C为直形冷凝管，用于冷凝蒸气；加入CaBr2可以抑制液溴与水反应，并除去Cl2，水浴加热时，Br2、I2进入装置D中，分别与K2C2O4发生氧化还原反应：Br2＋K2C2O42KBr＋2CO2↑、I2＋K2C2O42KI＋2CO2↑。 (2)将D中溶液转移至蒸馏烧瓶中，边加热边向其中滴加酸化的KMnO4溶液至出现红棕色气体(Br2)，即说明KMnO4已将KI全部氧化，发生反应的离子方程式为＋10I－＋16H＋2Mn2+＋5I2＋8H2O。KBr几乎未被氧化，继续加热将溶液蒸干所得固体R的主要成分为KBr。 2 4 1 3 题号 (3)冷的蒸馏水温度较低，可以将溴蒸气液化沉入蒸馏水底部， 同时减少溴的挥发。 (4)根据得失电子守恒可得关系式：6KBr～6e－～K2Cr2O7，则理论上需要K2Cr2O7的物质的量为 mol，实际所需称取K2Cr2O7的质量为 mol××294 gmol-1≈0.31m g。 (5)趁热过滤的具体操作：漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，转移溶液时用玻璃棒引流，玻璃棒下端靠在三层滤纸处，滤液沿烧杯壁流下。 2 4 1 3 题号 2．(2024湖北卷，T18)学习小组为探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相关性质，室温下进行了实验Ⅰ～Ⅳ。 2 4 1 3 题号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 无明显变化 溶液变为红色，伴有气泡产生 溶液变为墨绿色，并持续产生能使带火星木条复燃的气体 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 已知：[Co(H2O)6]2+为粉红色、[Co(H2O)6]3+为蓝色、[Co(CO3)2]2-为红色、[Co(CO3)3]3-为墨绿色。回答下列问题： (1)配制1.00 molL-1的CoSO4溶液，需要用到下列仪器中的________(填标号)。 a　　　b　　 　c　 　d 2 4 1 3 题号 bc 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 (2)实验Ⅰ表明[Co(H2O)6]2+________(填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中大大过量的原因是__________________________________________。实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3-能催化H2O2的分解，写出H2O2在实验Ⅲ中所发生 反应的离子方程式_________________________________________ ______________、_______________________________________。 2 4 1 3 题号 不能 吸收转化过程中产生的H＋，促进反应正向进行 ＋H2O2===2[Co(CO3)3]3-＋6H2O＋4CO2↑ 2H2O22H2O＋O2↑ 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 (3)实验Ⅰ表明，反应2[Co(H2O)6]2+＋H2O2＋2H＋⥫⥬ 2[Co(H2O)6]3+＋2H2O难以正向进行，利用化学平衡移动原理，分析Co3+、Co2+分别与配位后，正向反应能够进行的原因_________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 2 4 1 3 题号 实验Ⅲ的现象表明，Co3+、Co2+分别与配位时，[Co(H2O)6]3+更易与反应生成[Co(CO3)3]3-(该反应为快反应)，导致[Co(H2O)6]2+几乎不能转化为，这样使得[Co(H2O)6]3+的浓度减小的幅度远远大于[Co(H2O)6]2+减小的幅度，根据化学平衡移动原理，减小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动，因此，上述反应能够正向进行 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 (4)实验Ⅳ中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体；B到C溶液变为粉红色，并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为________、________。 2 4 1 3 题号 CO2 O2 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　本题探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相关性质。实验Ⅰ中无明显变化，证明不能催化H2O2的分解；实验Ⅱ中溶液变为红色，证明[Co(H2O)6]2+易转化为；实验Ⅲ中溶液变为墨绿色，说明更易与反应生成，并且初步证明[Co(H2O)6]2+在的作用下易被H2O2氧化为[Co(CO3)3]3-；实验Ⅳ中溶液先变蓝后变粉红，并且前后均有气体生成，证明在酸性条件下，[Co(CO3)3]3-易转化为[Co(H2O)6]3+，[Co(H2O)6]3+氧化性强，可以把H2O氧化为O2。 2 4 1 3 题号 (1)配制1.00 molL-1的CoSO4溶液，需要用到容量瓶、胶头滴管等，因此选bc。 (2)CoSO4溶液中存在大量的[Co(H2O)6]2+，向其中加入30%的H2O2溶液后无明显变化，因此，实验Ⅰ表明不能催化H2O2的分解。实验Ⅱ中与Co2+结合转化为[Co(CO3)2]2-和H＋，过量的能吸收H＋，促使反应正向进行。实验Ⅲ的实验现象表明在H2O2的作用下Co2+能与反应生成[Co(CO3)3]3-，然后能催化H2O2的分解，因此，H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式为＋H2O2===2[Co(CO3)3]3-＋6H2O＋4CO2↑、2H2O2 2H2O＋O2↑。 2 4 1 3 题号 (3)实验Ⅰ表明，反应2[Co(H2O)6]2+＋H2O2＋2H＋⥫⥬2[Co(H2O)6]3+＋2H2O难以正向进行，实验Ⅲ的现象表明，Co3+、Co2+分别与配位时，更易与反应生成[Co(CO3)3]3-(该反应为快反应)，导致[Co(H2O)6]2+几乎不能转化为[Co(CO3)2]2-，这样使得[Co(H2O)6]3+的浓度减小的幅度远远大于[Co(H2O)6]2+减小的幅度，根据化学平衡移动原理，减小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动，因此，上述反应能够正向进行。 2 4 1 3 题号 (4)实验Ⅳ中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体，说明发生反应[Co(CO3)3]3-＋6H＋＋3H2O===[Co(H2O)6]3+＋3CO2↑；B到C溶液变为粉红色，并产生气体，说明发生反应4[Co(H2O)6]3+＋2H2O===4[Co(H2O)6]2+＋O2↑＋4H＋，因此从A到C所产生的气体的分子式分别为CO2和O2。 2 4 1 3 题号 3．(2024安徽卷，T16)测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7滴定法。研究小组用该方法测定质量为a g的某赤铁矿试样中的铁含量。 【配制溶液】 ①c molL-1 K2Cr2O7标准溶液。 ②SnCl2溶液：称取6 g SnCl22H2O溶于20 mL浓盐酸，加水至100 mL，加入少量锡粒。 2 4 1 3 题号 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 【测定含量】按如图所示(加热装置略去)操作步骤进行实验。 2 4 1 3 题号 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 已知：氯化铁受热易升华；室温时HgCl2可将Sn2+氧化为Sn4+，难以氧化Fe2+；可被Fe2+还原为Cr3+。 回答下列问题： (1)下列仪器在本实验中必须用到的有______________(填名称)。 2 4 1 3 题号 容量瓶、量筒 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 (2)结合离子方程式解释配制SnCl2溶液时加入锡粒的原因：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)步骤Ⅰ中“微热”的原因是____________________________。 (4)步骤Ⅲ中，若未“立即滴定”，则会导致测定的铁含量________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 2 4 1 3 题号 Sn2+易被空气氧化为Sn4+，离子方程式为2Sn2+＋O2＋4H＋===2Sn4+＋2H2O，加入Sn，发生反应Sn4+＋Sn===2Sn2+，可防止Sn2+被氧化 增大试样的溶解度，促进其溶解 偏小 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 (5)若消耗c molL-1 K2Cr2O7标准溶液V mL，则a g试样中Fe的质量分数为________(用含a、c、V的代数式表示)。 (6)SnCl2-TiCl3-KMnO4滴定法也可测定铁的含量，其主要原理是利用SnCl2和TiCl3将铁矿石试样中Fe3+还原为Fe2+，再用KMnO4标准溶液滴定。 ①从环保角度分析，该方法相比于SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7滴定法的优点是_________________________________________________。 2 4 1 3 题号 % 不产生重金属污染 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 ②为探究KMnO4溶液滴定时，Cl－在不同酸度下对Fe2+测定结果的影响，分别向下列溶液中加入1滴0.1 molL-1 KMnO4溶液，现象如下表：   溶液 现象 空白实验 2 mL 0.3 molL-1 NaCl溶液＋0.5 mL试剂X 紫红色不褪去 实验ⅰ 2 mL 0.3 molL-1 NaCl溶液＋0.5 mL 0.1 molL-1硫酸 紫红色不褪去 实验ⅱ 2 mL 0.3 molL-1 NaCl溶液＋0.5 mL 6 molL-1硫酸 紫红色明显变浅 2 4 1 3 题号 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 表中试剂X为________；根据该实验可得出的结论是___________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 2 4 1 3 题号 H2O 酸性越强，KMnO4的氧化性越强，Cl－被KMnO4氧化的可能性越大，对Fe2+测定结果造成干扰的可能性越大，因此在KMnO4标准液进行滴定时，要控制溶液的pH 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　浓盐酸与试样反应，使得试样中Fe元素以离子形式存在，滴加稍过量的SnCl2溶液将Fe3+还原为Fe2+，冷却后滴入HgCl2饱和溶液，将多余的Sn2+氧化为Sn4+，加入硫酸和磷酸混合液后，滴加指示剂，用K2Cr2O7标准溶液进行滴定，将Fe2+氧化为Fe3+，离子方程式为＋14H＋===2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O。 (1)配制SnCl2溶液需要用到容量瓶和量筒，滴定需要用到酸式滴定管，但给出的为碱式滴定管，因此给出仪器中，本实验必须用到容量瓶、量筒。 (2)Sn2+易被空气氧化为Sn4+，离子方程式为2Sn2+＋O2＋4H＋===2Sn4+＋2H2O，加入Sn，发生反应Sn4+＋Sn===2Sn2+，可防止Sn2+被氧化。 (3)步骤Ⅰ中“微热”是为了增大试样的溶解度，促进其溶解。 2 4 1 3 题号 (4)步骤Ⅲ中，若未“立即滴定”，Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+，导致测定的铁含量偏小。(5)根据离子方程式＋14H＋===2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O可得：n(Fe2+)＝＝6×10-3cV mol，a g试样中铁元素的质量为6×10-3cV mol×56 gmol-1＝0.336cV g，质量分数为×100%＝%。(6)①SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7滴定法中，HgCl2氧化Sn2+的离子方程式为Hg2+＋Sn2+===Sn4+＋Hg，生成的Hg有剧毒，而滴定法没有这方面隐患。②2 mL 0.3 molL-1 NaCl溶液＋ 0.5 mL试剂X，为空白试验，因此X为H2O；由表格可知，酸性越强，KMnO4的氧化性越强，Cl－被KMnO4氧化的可能性越大，对Fe2+测定结果造成干扰的可能性越大，因此在KMnO4标准液进行滴定时，要控制溶液的pH。 2 4 1 3 题号 4．(2024广东卷，T17)含硫物质种类繁多，在一定条件下可相互转化。 (1)实验室中，浓硫酸与铜丝反应，所产生的尾气可用_________________(填化学式)溶液吸收。 (2)工业上，烟气中的SO2可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收，生成石膏。该过程中，________(填元素符号)被氧化。 2 4 1 3 题号 NaOH(合理即可) S 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 92 (3)工业锅炉需定期除水垢，其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时，发生反应： ⥫⥬(aq)　(Ⅰ) 兴趣小组在实验室探究Na2CO3溶液的浓度对反应(Ⅰ)的反应速率的影响。 ①用Na2CO3固体配制溶液，以滴定法 测定其浓度。 ⅰ．该过程中用到的仪器有________。 2 4 1 3 题号 A 　 B　 C D BD 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 93 ⅱ．滴定数据及处理：Na2CO3溶液V0 mL，消耗c1 molL-1盐酸V1 mL(滴定终点时，转化为)，则c(Na2CO3)＝________molL-1。 2 4 1 3 题号 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 94 ②实验探究：取①中的Na2CO3溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液，分别加入m1 g硫酸钙固体，反应t1 min后，过滤，取 V0 mL滤液，用c1 molL-1盐酸参照①进行滴定。记录的部分数据如下表(忽略水解的影响)。 2 4 1 3 题号 序号 V(Na2CO3) /mL V(H2O) /mL V(滤液) /mL V消耗(盐酸) /mL a 100.0 0 V0 2V1/5 b 80.0 x V0 3V1/10 则x＝________，测得的平均反应速率之比va∶vb＝________。 20.0 6∶5 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 95 (4)兴趣小组继续探究反应(Ⅰ)平衡的建立，进行实验。 2 4 1 3 题号 ①初步实验　将1.00 g硫酸钙(M＝136 gmol-1) 加入100.0 mL 0.100 molL-1 Na2CO3溶液中，在 25 ℃和搅拌条件下，利用pH计测得体系的pH随 时间t的变化曲线如图。 ②分析讨论　甲同学根据t2 min后pH不改变，认为反应(Ⅰ)已达到平衡；乙同学认为证据不足，并提出如下假设： 假设1　硫酸钙固体已完全消耗； 假设2　硫酸钙固体有剩余，但被碳酸钙沉淀包裹。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 96 ③验证假设　乙同学设计如下方案，进行实验。 2 4 1 3 题号 步骤 现象 ⅰ．将①实验中的反应混合物进行固液分离 — ⅱ．取少量分离出的沉淀置于试管中，滴加___________ ___________，沉淀完全溶解 ⅲ．继续向ⅱ的试管中滴加______________ 无白色沉淀生成 足量稀盐酸 有气泡生成 少量BaCl2溶液 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 97 ④实验小结　假设1成立，假设2不成立。实验中反应(Ⅰ)平衡未建立。 ⑤优化方案、建立平衡　写出优化的实验方案，并给出反应(Ⅰ)平衡已建立的判断依据：__________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 2 4 1 3 题号 将1.36 g(或大于此量的)硫酸钙加入 100 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中，在25 ℃和搅拌条件下，利用pH计测量混合液的pH，待混合液pH不变时，加入Na2SO4固体，pH增大，说明反应(Ⅰ)平衡已建立 分点突破1 分点突破2 分点突破3 分点突破4 多维训练 大题题型五　化学实验综合题 98 [解析]　(1)浓硫酸与铜丝反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4CuSO4＋SO2↑＋2H2O，所产生的尾气为SO2，可用NaOH溶液吸收(其他合理答案也可)。 (2)SO2生成石膏(主要成分CaSO4)，硫元素的化合价由＋4价上升到＋6价，失去电子，被氧化。 2 4 1 3 题号 99 (3)①用Na2CO3固体配制溶液，以滴定法测定其浓度，该过程用到的仪器有烧杯、酸式滴定管，故选BD。根据离子方程式===可知，c(Na2CO3)＝ molL-1＝ molL-1。②总体积应相同，x为20.0；a中消耗的盐酸体积为，即Δc(Na2CO3)＝molL-1＝ mol L-1，同理可得，b中Δc(Na2CO3)＝molL-1＝ molL-1，由于v＝，va∶vb＝∶＝6∶5。 2 4 1 3 题号 (4)由结论假设1成立，假设2不成立，说明①实验中的沉淀均为CaCO3，要验证沉淀中无CaSO4，可酸溶后滴加BaCl2溶液将①实验中的反应混合物进行固液分离后，取少量分离出的沉淀置于试管中，滴加过量稀盐酸，有气体产生，沉淀完全溶解，继续滴加BaCl2溶液，无白色沉淀生成，说明沉淀均为CaCO3，无CaSO4。由离子方程式⥫⥬(aq)可知，假设正反应100%进行，n(CaSO4)＝＝0.100 molL-1×0.1 L＝0.01 mol，质量为 0.01 mol×136 gmol-1＝1.36 g，实验方案为将最少1.36 g硫酸钙加入100.0 mL 0.100 molL-1 Na2CO3溶液中，在25 ℃和搅拌条件下，利用pH计测得体系的pH，当pH不变时，加入Na2SO4固体，若pH变大，说明反应Ⅰ平衡已建立。 2 4 1 3 题号 热点题空专练 　 以无机物制备为主题的综合实验探究 1．(2024青岛一模)三氯化硼可用于有机反应催化剂、电子工业等。其熔点为－107 ℃，沸点为12.5 ℃，易水解。模拟工业以B2O3、木炭和氯气为原料制备三氯化硼的装置如图所示(夹持装置略)。 多维训练十五　化学实验综合题 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 实验步骤： (ⅰ)连接仪器，检验装置的气密性，装药品；打开K1，通一段时间N2； (ⅱ)关闭K1，加入适量浓盐酸，接通冷凝装置，加热管式炉； (ⅲ)待反应结束，停止加热，打开K1，再通一段时间N2。 回答下列问题： (1)仪器甲的名称为________，试剂X为__________，F处碱石灰的作用是___________________________________________________。 三颈烧瓶 饱和食盐水 处理尾气中的氯气，防止空气中的水蒸气进入蒸馏烧瓶中 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (2)装置D的产物中含有极性的二元化合物分子，则该反应的化学方程式为___________________________________________________； 判断该反应结束的实验现象是______________________________。 (3)反应结束后通入N2的目的是________________________________ _________________________________________________________； 图示装置存在的缺陷是_____________________________________。 B2O3＋3Cl2＋3C2BCl3＋3CO 冷凝管中不再有液体流下 将装置内的残留气体全部排出，防止污染空气 缺少CO处理装置 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (4)已知AgSCN是一种白色沉淀且Ksp(AgSCN)<Ksp(AgCl)。BCl3产率的测定方法如下(不考虑杂质的反应)： ①m g B2O3与足量木炭、氯气反应，取产品的20%于水解瓶中完全水解，稀释至100.00 mL。 ②取10.00 mL该溶液于锥形瓶中，加入V1 mL c1 molL-1 AgNO3溶液，加入适量硝基苯，用力摇动，将沉淀表面完全覆盖。 ③以NH4Fe(SO4)2溶液为指示剂，用c2 molL-1 KSCN标准溶液滴定过量AgNO3溶液，消耗标准溶液V2 mL。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 判断滴定终点的现象是_______________________________________ _________________________________________________________； 实验所得BCl3的产率是______________，若未加硝基苯，则测定结果将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 滴入最后半滴标准溶液，溶液由无色变为红色，且半分钟不褪色 % 偏小 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　A为制备氯气的装置，该方法制备的氯气中有HCl和水蒸气杂质，需要依次通过饱和食盐水和浓硫酸除去，D为反应装置，F为尾气处理装置且可防止空气中的水蒸气进入蒸馏烧瓶中；整个过程中需要注意三氯化硼熔点为－107 ℃，沸点为12.5 ℃，易水解。(4)达到滴定终点时过量的SCN－与指示剂电离出的Fe3+生成红色物质，则滴定终点现象为滴入最后半滴标准溶液，溶液由无色变为红色，且半分钟不褪色；设理论上应得到x g BCl3，根据B原子守恒有 B2O3　～　2BCl3 70 g 235 g m g x g x＝＝m，滴定溶液中过量的硝酸银的物质的量为10-3 c2V2 mol，则10.00 mL溶液中氯离子的物质的量为10-3(c1V1－c2V2)mol，则BCl3的产率为 ×100%＝%。 2．(2024安徽模考)[Co(NH3)5Cl]Cl2(M＝250.5 gmol-1)是一种易溶于热水，难溶于乙醇的紫红色晶体。可通过如下实验步骤制备。 Ⅰ．将适量氯化铵溶于浓氨水中，搅拌下，分批次加入1.00 g研细的CoCl26H2O(M＝238 gmol-1)，得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀。 Ⅱ．边搅拌边慢慢滴入足量30% H2O2溶液，得到[Co(NH3)5H2O]Cl3溶液。 Ⅲ．慢慢注入适量浓盐酸，得到沉淀，水浴加热，冷却至室温，得到紫红色晶体，减压过滤。 Ⅳ．依次用不同试剂洗涤晶体，烘干，得到0.85 g产品。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 回答下列问题： (1)本实验涉及钴配合物的配体有________________(填化学式)。 (2)本实验应在通风橱中进行，原因是__________________________ _________________________________________________________。 (3)步骤Ⅰ中分批次加入研细的CoCl26H2O，原因是_________________________________________________________。 NH3、Cl－、H2O 需要使用浓氨水、浓盐酸等有毒、易挥发的物质 控制化学反应进行的速率，避免其反应过快 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (4)步骤Ⅱ发生反应的离子方程式是____________________________ _________________________________________________________。 (5)步骤Ⅳ中使用的洗涤试剂有①冷水、②乙醇、③冷的盐酸、④丙酮。试剂使用的先后顺序是①→________→________→④(填序号)。 (6)已知：Co2+＋6NH3===[Co(NH3)6]2+　K＝105.11；Co3+＋6NH3===[Co(NH3)6]3+　K＝1035.2。则在水溶液中的稳定性：[Co(NH3)6]2+________(填“大于”或“小于”)[Co(NH3)6]3+。 ===＋4NH3↑＋4Cl－ ③ ② 小于 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (7)本实验的产率最接近于________(填标号)。 A．80%　　　　　　　 B．85% C．90% D．95% A 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　氯化铵、浓氨水和CoCl26H2O反应，得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀，再加入30%过氧化氢溶液，发生反应===2[Co(NH3)5H2O]3+＋4NH3↑＋4Cl－，得到[Co(NH3)5H2O]Cl3溶液，加入适量浓盐酸，存在[Co(NH3)5H2O]3+＋Cl－⥫⥬[Co(NH3)5Cl]2+＋H2O，有利于[Co(NH3)5Cl]Cl2沉淀的形成。紫红色沉淀先用冷水洗去表面杂质，再用冷的盐酸洗涤，使得⥫⥬＋H2O平衡正向移动，减少产物损失，再用乙醇洗去冷的盐酸，最后用丙酮洗去乙醇。根 据钴原子守恒，本实验的产率为×100% ≈80.76%，故选A。 3．(2024沈阳一模)LiAlH4是一种优质还原剂，是运载火箭的固体燃料。某实验小组采用“循环利用氯化锂法”制备LiAlH4，实验步骤如下： ①制备LiH：氯化锂、钠、氢气在500～600 ℃下反应得到混合物； ②制备LiAlH4：将LiH溶于乙醚后与无水氯化铝反应。 制备LiH的实验装置如下： 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 回答下列问题： (1)实验开始，检验装置气密性，添加药品，完毕，加热D装置前应进行的操作是_____________________________________________。 (2)B装置中发生反应的离子方程式为_________________________， E装置的作用是___________________________________________。 先打开活塞，使产生的H2将装置中的空气排出 Cu2+＋H2S===CuS↓＋2H＋ 避免水蒸气进入D装置中 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (3)制备LiAlH4的化学方程式为______________________________。 (4)乙醚作溶剂的优点是______________________________________ _________________________________________________________。 (5)采用该方法制备LiAlH4的突出优点是________________________ _________________________________________________________。 (6)LiAlH4的还原能力比NaBH4更强大，原因是__________________ _________________________________________________________。 4LiH＋AlCl3LiAlH4＋3LiCl 既可溶解LiH也可溶解无水AlCl3，增大二者接触面积，提高反应速率，充分反应 LiCl可以循环利用，提高利用率 铝原子半径比硼原子半径大，Al—H键能小于B—H的，更易断裂 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　在A装置中，稀硫酸与ZnS反应产生和H2S，Cu与稀硫酸不反应，Zn与稀硫酸反应产生ZnSO4和H2，进入B装置中的有H2S和H2，H2与CuSO4不反应，但是H2S与CuSO4反应产生CuS沉淀，因为D装置要制备LiH，且钠为活泼金属，会和空气中氧气、水反应，故不能有水等进入D装置中，所以C装置中要盛浓硫酸干燥气体，E装置阻止空气中的水进入D装置中。 热点题空专练 　 以有机物制备为主题的综合实验探究 1．(2024黄山一模)己二酸在有机合成工业等方面有着重要作用，以环己醇(　　　　，Mr＝100，ρ＝)为原料制取己二酸[HOOC(CH2)4COOH，Mr＝146]，已知己二酸和己二酸钾[KOOC(CH2)4COOK]的溶解度均随温度升高而增大。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 实验步骤： ①向250 mL三颈烧瓶中加入搅拌磁子、50 mL 1.0%的KOH溶液和9.0 g高锰酸钾，按如图所示安装装置，控制滴速并维持温度在45 ℃左右，共滴加2.0 mL环己醇，滴加结束时需启动加热装置加热一段时间，趁热过滤，洗涤滤渣MnO2。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 ②将滤液和洗涤液倒入100 mL烧杯中，加入适量饱和亚硫酸氢钾溶液，再用约4 mL浓盐酸，使溶液呈酸性，加热浓缩使溶液体积减少至10 mL，经过冷却结晶、过滤、洗涤，烘干得到粗产品a g。 ③准确称取b g己二酸产品于锥形瓶中，加入少量水溶解，滴入酚酞试剂，用0.1 molL-1的NaOH溶液滴定，重复上述操作三次，平均消耗NaOH溶液V mL。 (1)搅拌磁子的作用是________________________________________ _________________________________________________________。 使反应物混合均匀，加速反应，且可以散热防止温度过高 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (2)三颈烧瓶内发生反应的离子方程式为________________________ _________________________________________________________。 (3)步骤①中“氧化”过程，三颈烧瓶中溶液温度逐渐升高，其原因是_______________________________________________________； 3[OOC(CH2)4COO]2-＋8MnO2↓＋2OH－＋5H2O 环己醇的氧化反应为放热反应 在环己醇不同滴加速率下，溶液温度随滴加时间变化曲线如图，为了实验安全，应选择的滴速为________滴/min。 5 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (4)完成步骤①“氧化”后，用玻璃棒蘸取一滴反应混合液点在滤纸上，在黑色圆点周围出现紫色环，该现象说明__________________； 如不加入适量饱和亚硫酸氢钾溶液，后续会产生一种有毒气体，在产生该有毒气体的化学反应中，氧化剂和氧化产物的物质的量之比为________。 加入的KMnO4过量 2∶5 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (5)步骤①中趁热过滤的优点是________________________________ _________________________________________________________。 (6)己二酸的实际产率是_____________(用含a、b、V的化简后的式子表示)。 滤去MnO2，防止温度降低导致己二酸钾晶体析出，提高产率 ×100% 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　(4)高锰酸钾在溶液中呈紫色，用玻璃棒蘸取一滴反应混合液点在滤纸上，在黑色圆点周围出现紫色环说明环己醇氧化反应时加入的高锰酸钾过量；为防止加入浓盐酸将己二酸钾转化为己二酸时，过量的高锰酸钾将HCl氧化干扰实验，加入浓盐酸前，应加入适量亚硫酸氢钾溶液除去过量的高锰酸钾；如不加入适量饱和亚硫酸氢钾溶液，溶液中的高锰酸钾会与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl===MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O，反应中锰元素的化合价降低，高锰酸钾是反应的氧化剂，部分氯元素的化合价升高，氯气是反应的氧化产物，则由方程式可知，氧化剂高锰酸钾与氧化产物氯气的物质的量比为2∶5。 (6)由b g产品消耗V mL 0.1 molL-1氢氧化钠溶液可知，b g产品中含有己二酸的物质的量为0.1 molL-1×10-3V L×＝5×10-5V mol，则a g产品中含有己二酸的物质的量为 mol，由题意可知，环己醇发生氧化反应时，高锰酸钾过量，则2.0 mL环己醇完全反 应，己二酸的实际产率为×100%＝×100%。 2．(2024东北三省模考)芳基亚胺酯是重要的有机反应中间体，受热易分解，可由腈在酸催化下与醇发生Pinner反应制备，原理如下图所示。 某实验小组以苯甲腈(　　　　　　，Mr＝103)和三氟乙醇(CF3CH2OH，Mr＝100)为原料合成苯甲亚胺三氟乙酯。步骤如下： Ⅰ．将20.6 g苯甲腈与21.6 g三氟乙醇置于容器中，冰浴降温至0 ℃。 Ⅱ．向容器中持续通入HCl气体4小时，密封容器。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 Ⅲ．室温下在HCl氛围中继续搅拌反应液24小时，冷却至0 ℃，抽滤得白色固体，用乙腈洗涤。 Ⅳ．将洗涤后的白色固体加入饱和Na2CO3溶液中，低温下反应，有机溶剂萃取3次，合并有机相。 Ⅴ．向有机相中加入无水MgSO4，过滤，蒸去溶剂得产品20.3 g。 回答下列问题： (1)实验室中可用浓盐酸和无水CaCl2制备干燥HCl气体，下列仪器中一定需要的为____________(填仪器名称)。 恒压滴液漏斗 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (2)第Ⅱ步通气完毕后，容器密封的原因为______________________ _________________________________________________________。 (3)第Ⅲ步中得到的白色固体主要成分为________(填字母)。 防止HCl气体挥发，使反应更充分 C 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (4)第Ⅳ步中选择低温的原因为______________________________。 (5)第Ⅳ步萃取时可选用的有机溶剂为________(填字母)。 A．丙酮 B．乙酸 C．乙酸乙酯 D．甲醇 (6)第Ⅴ步中无水MgSO4的作用为____________________________。 (7)本实验的产率为________。 防止苯甲亚胺三氟乙酯受热分解 C 作为干燥剂除去有机相中的水 50% 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　由反应原理可知，　　　　　先在HCl气体中反应转化为 　　　　　　　　　　　　　　　　再和CF3CH2OH反应生成 　　　　　　　　　　　　　和碳酸钠溶液反应生成苯甲亚胺三氟 乙酯，其结构简式为 (7)n(C6H5CN)＝＝0.2 mol，n(CF3CH2OH)＝＝0.216 mol>0.2 mol，理论上生成产品0.2 mol×203 gmol-1＝ 40.6 g，产率为×100%＝50%。 3．(2024黄山二模)2-溴戊二酸二甲酯(相对分子质量为239)是某抗癌药物的重要中间体，其制备的反应原理如图所示： 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 制备装置如图所示(夹持装置已略去)： 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 实验步骤如下： 步骤一：制备 将10.0 g戊二酸(相对分子质量为132)加入三颈烧瓶中，再向其中加入25 mL三氯甲烷，搅拌均匀，保持78 ℃条件下，依次缓慢滴加 12 mL氯化亚砜、3滴催化剂、液溴，随后回流；回流完毕后，将三颈烧瓶置于冰盐浴中，将溶液温度降到－10 ℃后，缓慢滴加25 mL甲醇(沸点64.7 ℃)，保持滴加过程中温度不超过0 ℃。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 步骤二：除杂 向三颈烧瓶中加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液进行洗涤，分液除去上层水相，下层有机相再用25 mL饱和氯化钠溶液洗涤3次，洗涤完毕，用无水硫酸镁干燥，过滤。 步骤三：提纯 过滤后的液体置于热浴容器中(外温170 ℃)，接上精馏装置，进行减压蒸馏。 步骤四：收集 收集100～110 ℃的馏分，得到10.86 g无色透明油状液体。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 回答下列问题： (1)使用装置A的优点是_____________________________________。 (2)步骤一中采取“温度降到－10 ℃”“缓慢滴加”这些措施的可能原因有________(填标号)。 a．减缓反应速率 b．防止高温下发生复杂的有机副反应 c．避免原料挥发，使反应物充分反应 平衡气压，便于液体顺利流下 abc 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (3)步骤二中用饱和氯化钠溶液洗涤的目的是____________________ _________________________________________________________。 (4)步骤三中使用减压蒸馏的目的是__________________________。 (5)中间产物Ⅰ比戊二酸的沸点低很多的原因是__________________ _________________________________________________________， 反应中生成戊二酰氯的同时得到两种有刺激性气味的气体，该反应 的化学方程式为_____________________________________________ _________________________________________________________。 除去有机相中残留的 降低有机物沸点，减少挥发 戊二酸中存在分子间氢键，中间产物Ⅰ中不存在分子间氢键 ＋2SOCl2 ＋2SO2↑＋2HCl↑ NaHCO3 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (6)从环保角度分析，该实验装置存在明显不足之处，解决的办法是_________________________________________________________。 (7)本实验的产率是________(填标号)。 A．30%　　　　　　　 B．50% C．60% D．80% 在冷凝管上端尾部连接装有碱石灰的球形干燥管 C 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　由图可知，制备2-溴戊二酸二甲酯的实验原理为戊二酸与氯化亚砜反应，生成中间产物Ⅰ(戊二酰氯)，戊二酰氯与液溴反应生成中间产物Ⅱ，中间产物Ⅱ再与甲醇发生反应得到2-溴戊二酸二甲酯，制得的2-溴戊二酸二甲酯经除杂、提纯得到产品。(7)m(理论产量)＝×239 gmol-1≈18.11 g，产率＝＝×100%≈60%。 热点题空专练 　 以物质的性质为主题的综合实验探究 1．(2024江门一模)乙烯是重要的化工原料。某小组同学制备乙烯并探究乙烯与溴水反应的产物。 Ⅰ．制备乙烯 如图所示为制备纯净的乙烯的部分实验装置。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (1)仪器ⅰ的名称为__________________；制备乙烯的化学方程式为 _________________________________________________________。 (2)NaOH溶液的作用为_____________________________________。 (3)写出一种乙烯在生产或生活中的应用：____________________。 圆底烧瓶 CH3CH2OHCH2==CH2↑＋H2O 除去乙烯中的SO2等杂质 催熟水果(合理即可) 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 Ⅱ．探究乙烯和溴水反应的产物 提出猜想1：发生加成反应只生成1，2-二溴乙烷。 验证猜想1 实验操作 预期实验现象 实际实验现象 向一定浓度的溴水中匀速通入足量纯净的乙烯气体，并用pH传感器检测溶液pH的变化 (　　　)，溶液的pH变大 溴水褪色，溶液没有明显的分层现象，溶液的pH变小 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (4)请补充预期实验现象：___________________。预期实验现象中pH变大，请利用平衡移动的原理说明原因：____________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。 溴水褪色，溶液分层 溴水中存在平衡：Br2＋H2O⥫⥬HBr＋HBrO，当Br2与乙烯反应后，平衡逆向移动，溶液的pH变大 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 提出猜想2：发生取代反应生成1-溴乙烯(实验条件下为不溶于水的无色气体)和HBr。 验证猜想2 实验装置 实验操作 实验现象 实验结论 1．向装置中加入足量的溴水，同时打开活塞a、b，下压钟罩排尽体系内空气后关闭活塞a； 2．通入适量的乙烯，排出钟罩内部分溴水后，关闭活塞b。静置一段时间 (　　　) 猜想2 不成立 说明：通入的乙烯不能过量，要确保溴水未完全褪色。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (5)证明猜想2不成立的实验现象为_____________________________ _________________________________________________________； 通入的乙烯不能过量的原因为________________________________ _________________________________________________________。 查阅资料 乙烯与Br2反应生成1，2-二溴乙烷的机理如下图所示： 溴水颜色逐渐变浅，钟罩内的气体不断减少，最终溴水充满钟罩 防止过量的乙烯占据钟罩上方空 间，干扰实验验证 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 说明：“－－－”表示共价键未完全断裂或形成。 教师指导：乙烯与溴水反应时，第①步和第②步与上述机理相同，第③步主要是H2O参与了反应，导致溶液的pH变小。 (6)基于第③步中H2O参与反应，写出乙烯与溴水反应的化学方程式：_____________________________________________________。 CH2==CH2＋Br2＋H2O―→CH2BrCH2OH＋HBr 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　1-溴乙烯在实验条件下为不溶于水的无色气体，若猜想2不成立，说明没有发生取代反应生成1-溴乙烯，则实验现象为反应中溴水颜色逐渐变浅，钟罩内的气体不断减少，最终溴水充满钟罩。过量的乙烯能占据钟罩上方空间，干扰实验验证，故通入的乙烯不能过量。 2．(2024葫芦岛一模)某实验小组从电极反应角度探究银镜反应中物质氧化性和还原性的变化。 资料：ⅰ．[Ag(NH3)2]＋⥫⥬[Ag(NH3)]＋＋NH3　K1＝10-3.81； [Ag(NH3)]＋⥫⥬Ag＋＋NH3　K2＝10-3.24。 ⅱ．AgOH不稳定，极易分解为黑色的Ag2O，Ag2O溶于氨水。 (1)实验发现：乙醛和AgNO3溶液水浴加热无明显现象；银氨溶液水浴加热无明显现象；滴加乙醛的银氨溶液水浴加热，试管壁逐渐出现一层光亮的银镜。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 ①有研究表明：配制银氨溶液时，AgNO3和氨水生成[Ag(NH3)2]NO3，写出生成[Ag(NH3)2]NO3的化学方程式：________ ___________________________________________________________。 ②从氧化还原角度分析：发生银镜反应时，氧化性微粒可能是Ag＋、___________________________________________________________。 ===＋2H2O [Ag(NH3)2]＋、 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (2)甲同学查阅资料：银镜反应时，Ag＋被还原成Ag。 ①电极反应式： ⅰ．还原反应：Ag＋＋e－===Ag。 ⅱ．氧化反应：__________________________________________(碱性条件下)。 ②从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化： ⅰ．随c(Ag＋)降低，Ag＋氧化性减弱。 ⅱ．随c(OH－)增大，乙醛还原性增强。 ③补充实验验证②中的分析。 CH3CHO－2e－＋3OH－===CH3COO－＋2H2O 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 乙同学认为实验Ⅲ不能证明“随c(Ag＋)降低，Ag＋氧化性减弱”，理由是_____________________________________________________ _________________________________________________________。 实验操作及现象： 实验Ⅰ．插入“饱和KNO3溶液”盐桥，电流表指针偏转； 实验Ⅱ．电流稳定后向右侧烧杯滴加NaOH溶液，指针偏转幅度增大； 实验Ⅲ．电流再次稳定后向左侧烧杯滴加氨水，指针偏转幅度减小 可能是硝酸银溶液中的或O2等微粒作氧化剂，其氧化性随酸性减弱而减弱 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (3)设计实验进一步验证。 实验 实验操作 实验现象 Ⅳ 向盛有银氨溶液的试管中滴加浓氨水，无明显现象，加入3滴乙醛，振荡，水浴加热 闻到刺激性气味，溶液略显灰色，试管壁未见银镜 Ⅴ 向盛有银氨溶液的试管中滴加较浓的NaOH溶液至pH与实验Ⅳ相同，振荡，溶液变浑浊，加入3滴乙醛，振荡，水浴加热 试管壁立即出现银镜 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 ①乙同学认为通过实验Ⅳ能证明“随c(Ag＋)降低，Ag＋氧化性减弱”，你认为是否合理并说明原因：__________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②分析实验Ⅴ中“立即出现银镜的原因”，提出假设：随c(OH－)增大，可能是 也参与了还原 。经检验该假设成立，实验方案及现象是_________________________________________________ _________________________________________________________。 合理，[Ag(NH3)]＋⥫⥬ Ag＋＋NH3，c(NH3)增大，平衡逆向移动，c(Ag＋)降低，Ag＋氧化性减弱，未发生银镜反应(或不合理，灰色浑浊中可能有Ag，正一价的银得电子未在试管壁析出，所以无法判断) 不加乙醛重复实验Ⅴ中的操作，试管壁出现银镜或将氨通入含NaOH的潮湿Ag2O固体，水浴加热后出现银镜 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (4)总结：ⅰ．银氨溶液和乙醛发生银镜反应时，氧化剂主要是Ag＋，还原剂主要是乙醛；ⅱ．银氨溶液中滴加较浓的NaOH溶液能促进银镜反应的发生，此法不适用于检验醛基，请解释原因：___________________________________________________________。 在氢氧化钠存在下， 也能还原 ，不一定是醛基还原 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 3．根据FeCl3与Na2SO3两种物质的性质，某化学学习小组认为两溶液间既能发生氧化还原反应(用反应a表示)，又能发生相互促进的水解反应(用反应b表示)，并设计实验进行探究(以下实验均在隔绝空气的条件下进行)。 Ⅰ．探究竞争反应的先后顺序 实验序号 实验装置图 实验操作与现象 ⅰ ①向5 mL 1 molL-1 FeCl3溶液中滴加2滴1 molL-1 Na2SO3溶液，溶液立即变为红褐色，且无气体生成； ②3 h后，混合溶液呈浅黄绿色； ③将步骤②中的溶液分成2等份，分别滴加KSCN溶液和铁氰化钾溶液，前者溶液变为红色，后者有蓝色沉淀生成 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (1)溶液变为红褐色是因为生成了________(填化学式)，3 h后，混合溶液呈浅黄绿色的原因是_____________________________________ _______________________________________ (用离子方程式表示)。 (2)由实验ⅰ中的现象可知，两个竞争反应的反应速率：反应a________(填“>”“<”或“＝”，下同)反应b，反应活化能：反应a________反应b。 Fe(OH)3 ===＋ < >  2H＋ 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 Ⅱ．探究外界因素对Fe3+与反应的影响 实验序号 ⅱ ⅲ ⅳ 实验装置图 实验操作与现象 溶液立即变为红褐色，且颜色比实验ⅰ的深，滴加铁氰化钾溶液，无蓝色沉淀生成；加热后，有红褐色沉淀生成 溶液呈棕黄色，加热至沸腾，溶液呈透明的红褐色，无沉淀生成 溶液立即变为红褐色，取少许反应液，滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀；另取5 mL反应液，加热至沸腾，溶液红褐色褪去，溶液呈浅黄绿色，滴加铁氰化钾溶液，立即产生蓝色沉淀 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (3)设计实验ⅲ的目的是______________________________________ _________________，实验ⅱ中，当Na2SO3溶液过量时，主要发生反应________(填“a”或“b”)，温度升高时，该反应进行的程度________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)实验ⅳ中，加热后产生相应现象的原因是____________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。 作为对照实验，验证Na2SO3溶液对FeCl3的水解具有促进作用 b 增大 氧化还原反应(反应a)的活化能较大，温度升高，满足反应a所需的较高活化能，使反应a趋于完全 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　(1)溶液立即变为红褐色是因为Fe3+发生水解反应生成了Fe(OH)3；结合步骤③可知，溶液中有Fe2+存在，则发生反应的离子方程式为===＋2H＋，故3 h后，混合溶液呈浅黄绿色。 (2)根据实验ⅰ中现象可知，先发生相互促进的水解反应(反应b)生成，后发生氧化还原反应(反应a)生成Fe2+，则说明反应b的活化能较低，反应速率较大；反应a的活化能较高，反应速率较小。 (3)根据实验ⅱ中的实验现象可知，Na2SO3溶液过量时，FeCl3的水解程度明显增大，主要发生反应b，且Fe3+与没有发生氧化还原反应(反应a)；加热后，生成红褐色沉淀，说明相互促进的水解反应(反应b)进行的程度增大。实验ⅲ中Fe3+发生水解的程度较小，故设计实验ⅲ的目的是验证Na2SO3溶液对FeCl3的水解具有促进作用。 (4)实验ⅳ中，加热后溶液由红褐色变为浅黄绿色，说明反应体系的温度升高，满足了氧化还原反应(反应a)所需的较高活化能，使反应a趋于完全。 热点题空专练 　 以定量实验为主题的综合实验探究 1．(2024贵阳一模)硫酸亚铁铵是一种重要的化工原料，用途广泛，其晶体为浅绿色，俗名摩尔盐，化学式为x(NH4)2SO4yFeSO4zH2O。某小组设计如下实验进行探究： Ⅰ．制备 (1)向新制的FeSO4溶液中加入一定质量的(NH4)2SO4固体，在70～80 ℃条件下溶解后，趁热倒入50 mL乙醇中，析出晶体。实验时所采用的加热方式是________；乙醇的作用为___________________________________ _____________________________________________________________。 水浴加热 降低硫酸亚铁铵晶体的溶解度，便于 晶体的析出 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 Ⅱ．ⅰ．测定含量(蒸馏法，装置如图) ①称取7.84 g晶体加水溶解后，将溶液注 入三颈烧瓶中； ②准确量取50.00 mL 0.500 0 molL-1 稀 硫酸于锥形瓶中； ③向三颈烧瓶中加入足量NaOH溶液，通入氮气，加热，蒸氨结束后取下锥形瓶，用蒸馏水冲洗冷凝管内通道2～3次，将洗涤液注入锥形瓶中； ④用0.400 0 molL-1的NaOH标准溶液滴定锥形瓶中过量的硫酸，以酚酞为指示剂，滴定终点时消耗25.00 mL NaOH标准溶液。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (2)步骤②中，量取稀硫酸的仪器是下图所示仪器中的_____________(填仪器名称)。 酸式滴定管 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (3)步骤③中，三颈烧瓶中可能发生的氧化还原反应的化学方程式是_________________________________________________________； 若未冲洗冷凝管内通道，则所测得的的值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (4)步骤④中达到滴定终点的现象是____________________________ _________________________________________________________。 4Fe(OH)2＋O2＋4H2O===4Fe(OH)3 偏小 滴入最后半滴NaOH标准溶液，锥形瓶内的溶液从无色变为浅红色，且30 s内不再褪去 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 ⅱ．测定含量(重量分析法) ⑤另取一份7.84 g晶体于烧杯，加水溶解，边搅拌边加入过量的BaCl2溶液； ⑥抽滤，用稀硫酸洗涤沉淀3次；将所得沉淀充分干燥，称量，得沉淀质量为9.32 g。 (5)步骤⑤中，判断BaCl2溶液已过量的实验操作和现象是_________ ____________________________________________________________________________________________________________________。 静置后取 上层清液少许于试管中，滴加稀硫酸，若有白色沉淀生成则BaCl2溶液过量 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　本实验先用FeSO4溶液和(NH4)2SO4固体制备硫酸亚铁铵晶体，用蒸馏法和酸碱滴定法测定的含量，用重量分析法测定的含量，通过计算得到7.84 g晶体中n[(NH4)2SO4]、n(FeSO4)和n(H2O)，最后根据x∶y∶z＝n[(NH4)2SO4]∶n(FeSO4)∶n(H2O)测定硫酸亚铁铵晶体的组成。 (6)结合实验Ⅰ和Ⅱ，通过计算得出该晶体的化学式为 _________________________________________________________。 (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (6)NH3与H2SO4反应的实质为===，则蒸出的n(NH3)与参加反应的n(H＋)相等，即n(NH3)＝n(H＋)＝0.5×0.05×2 mol－0.4×0.025 mol＝0.04 mol，则7.84 g晶体中含有n[(NH4)2SO4]＝n(NH3)＝ ，＝n(BaSO4)＝ mol＝，来自(NH4)2SO4和FeSO4，则n(FeSO4)＝0.04 mol－0.02 mol＝0.02 mol，n(H2O)＝＝0.12 mol，所以x∶y∶z＝n[(NH4)2SO4]∶n(FeSO4)∶n(H2O)＝0.02∶0.02∶0.12＝1∶1∶6，可以得出该晶体的化学式。 2．(2024黑龙江六校联考，节选)钇钡铜氧晶体是一种新型节能高温超导材料。对钇钡铜氧材料分析表明，组成为YBa2Cu3O7－x，其中Y元素为＋3价，铜元素以Cu(Ⅱ)和罕见的Cu(Ⅲ)形式存在，将该材料溶于稀酸之后，Cu(Ⅲ)将全部被还原为Cu(Ⅱ)。现通过以下实验确定Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅲ)的比例。实验步骤： a．称取0.500 0 g样品溶于稀酸，充分反应后加入过量碘化钾，配制250 mL待测溶液。 b．取25.00 mL待测溶液，以淀粉为指示剂，用0.010 0 molL-1的Na2S2O3标准溶液滴定，消耗23.04 mL标准溶液。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 c．再次称取0.500 0 g样品溶于过量碘化钾溶液充分反应后，配制250 mL待测溶液。取25.00 mL反应后溶液，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗30.55 mL标准溶液。 d．做空白实验，消耗0.5 mL 0.010 0 molL-1 Na2S2O3标准溶液。 已知：2Cu2+＋4I－===2CuI↓＋I2，2Na2S2O3＋I2===2NaI＋Na2S4O6。 回答下列问题： 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (1)在溶解样品和滴定过程中需要使用碘量瓶，与普通锥形瓶相比，使用碘量瓶的优势是_______________________________________。 防止碘挥发损失，从而使测定结果更准确 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (2)该实验过程中，需用到的下列仪器有________(填字母)。 A　　　 B　　　 C　　　　 D CD 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (3)请用相关离子方程式解释设计空白对照实验的目的：_________________________________________________________。 (4)根据以上实验数据计算Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅲ)的物质的量之比为________，x＝________。 4I－＋O2＋4H＋===2I2＋2H2O 2∶1 0 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　(4)根据Cu原子守恒和b、d中数据知Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅲ)的总物质的量之和为0.010 0 molL-1×(23.04－0.50)×10-3 L＝2.254× 10-4 mol，可列式n[Cu(Ⅱ)]＋n[Cu(Ⅲ)]＝2.254×10-4 mol；根据c、d数据可列式n[Cu(Ⅱ)]＋2n[Cu(Ⅲ)]＝0.010 0 molL-1×(30.55－0.50)×10-3 L＝3.005×10-4 mol，联立两式解得n[Cu(Ⅱ)]＝1.503× 10-4 mol，n[Cu(Ⅲ)]＝7.51×10-5mol，则Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅲ)的物质的量之比为(1.503×10-4mol)∶(7.51×10-5mol)≈2∶1；晶体YBa2Cu3O7－x中Y为＋3价，Ba为＋2价，O为－2价，根据化合物中正负化合价代数和为0，(＋3)＋2×(＋2)＋2×(＋2)＋1×(＋3)＋(7－x)×(－2)＝0，解得x＝0。 3．某兴趣小组利用氢型阳离子交换树脂可吸附溶液中其他阳离子，同时交换出氢离子的特性(如图1所示)，设计了测定PbCl2溶度积常数的实验。室温下，准确量取V1 mL PbCl2饱和溶液于烧杯中，加入过量的氢型阳离子交换树脂，充分搅拌，静置，过滤，使用蒸馏水洗涤氢型阳离子交换树脂至洗涤液呈中性，合并滤液和洗涤液至锥形瓶中，用滴定法测定锥形瓶中氢离子的物质的量，从而计算出PbCl2溶度积常数[室温下，Ksp(PbCO3)＝7.4×10-14，Ksp(PbCl2)＝1.6×10-5]。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (1)如图2所示仪器中，本实验用不到的有______________(填仪器名称)。 (2)配制PbCl2饱和溶液时需要使用煮沸后的蒸馏水，原因是_________________________________________________________。 量筒、容量瓶 除去溶解在其中的CO2 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (3)判断洗涤液已呈中性的方法是______________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。 (4)若发现过滤后的溶液中有树脂小颗粒，此时应该______________ _________________________________________________________。 (5)若实验使用的烧杯未干燥，测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。 取一小片pH试纸于表面皿中央，用玻璃棒蘸取最后一次洗涤液于pH试纸的中央，显色稳定后迅速与标准比色卡对照，直至pH＝7 重新过滤，并洗涤树脂小颗粒，合并滤液、洗涤液至锥形瓶中 不变 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (6)为了测定锥形瓶中氢离子的物质的量，使用浓度为c molL-1的NaOH标准溶液进行滴定，可选用________为指示剂，滴定终点的现象为_____________________________________________________ _________________________________________________________。 达到滴定终点时，消耗V2 mL NaOH标准溶液，则Ksp(PbCl2)＝ ____________(用含c、V1、V2的式子表示)。 酚酞溶液 当滴入最后半滴NaOH标准溶液后，锥形瓶中溶液由无色变为粉红色且半分钟内不恢复原色 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (7)该兴趣小组对实验进行讨论，某同学提出可以利用该方法测定FeF2的Ksp，该方法________(填“可行”或“不可行”)，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 不可行 FeF2中的F－可能会与氢型阳离子交换树脂—SO3H中的H＋形成弱酸HF，使氢型阳离子交换树脂释放出更多的氢离子，导致实验产生误差 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　(6)用NaOH标准溶液测定氢离子的物质的量时可以选择酚酞溶液为指示剂，滴定终点的现象为当滴入最后半滴NaOH标准溶液后，锥形瓶中溶液由无色变为粉红色且半分钟内不恢复原色。1 mol Mg2+与氢型阳离子交换树脂交换出2 mol H＋，类比可得1 mol PbCl2与氢型阳离子交换树脂交换出2 mol H＋，从而得出关系式Pb2+～2H＋～2NaOH，达到滴定终点时，消耗V2 mL NaOH标 准溶液，则n(Pb2+)＝n(H＋)＝n(OH－)＝×c molL-1×V2×10-3 L＝× 10-3 mol，c(Pb2+)＝＝ molL-1＝c(Cl－)，Ksp(PbCl2)＝c(Pb2+)c2(Cl－)＝×(2×)2＝4×()3＝。(7)FeF2中的F－可能会与氢型 阳离子交换树脂—SO3H中的H＋形成弱酸HF，使氢型阳离子交换树脂释放出更多的氢离子，导致实验产生误差，故不可行。 综合大题集训 　 化学实验综合题 1．DMSO(　　　　　)是一种无色液体，广泛用作溶剂和反应试剂。实验模拟“NO2氧化法”制备DMSO粗品的装置如图所示(部分夹持和加热装置省略)。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 已知：Ⅰ．DMSO与CH3SCH3的相关数据如下表。 化合物 相对分子质量 熔点 沸点 密度 DMSO 78 18.4 ℃ 189 ℃ 1.10 gcm-3 CH3SCH3 62 －83.2 ℃ 37.5 ℃ 0.85 gcm-3 Ⅱ．HNO2微热易分解为NO、NO2和H2O。 实验过程：①连接好装置，检查装置的气密性，装好药品。打开活塞b，通入O2，打开活塞a，滴加稀硫酸，微热三颈烧瓶。将装置A中制得的足量气体通入31.00 mL二甲基硫醚中，控制温度为60～80 ℃，反应一段时间得到DMSO粗品。 ②粗品经减压蒸馏后共收集到24.11 mL DMSO纯品。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 回答下列问题： (1)B中盛放的试剂是___________________________________(填名称)；仪器X的进水口为________(填“d”或“c”)口。 (2)多孔球泡的主要作用是____________________________________ _________________________________________________________。 (3)关闭活塞b，装置A中产生的气体通入装置C中发生反应后，气体成分不变。生成DMSO的化学方程式是________________________ _________________________________________________________。 五氧化二磷(或硅胶或无水氯化钙) d 增大接触面积，提高吸收效率(或吸收 速率) NO2＋CH3SCH3 ＋NO 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (4)装置D吸收尾气的优点是_________________________________。 (5)实验中通入过量O2的目的是________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________(答两点)。 (6)DMSO被誉为“万能溶剂”，其易溶于水的主要原因是_________________________________________________________。 (7)本实验的产率是________%(结果保留两位小数)。 防止倒吸 O2将NO转化为NO2，可以提高原料利用率；过量的O2将装置C中生成的尾气NO氧化，促进尾气吸收；将装置中的气体赶入后面的装置充分吸收(任选两点回答) DMSO与水分子之间可形成氢键 80.00 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　由图可知，装置C中二甲基硫醚CH3SCH3与NO2反应制备DMSO，装置A中产生NO2，装置D中处理剩余的NO2，防止污染空气。(7)根据二甲基硫醚(CH3SCH3)制备DMSO的反应原理，则理论上得到DMSO的质量为 g，则本实验的产率是×100%≈80.00%。 2．(2024泉州三检)某研究小组利用下图所示装置模拟高炉煤气(主要成分为CO、N2、H2、H2S和少量COS)和金属冶炼厂尾气(含SO2)联合制备Na2S2O35H2O。回答下列问题。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 Ⅰ．模拟Na2S2O3的制备 步骤一：打开K3，关闭K1、K2，通入高炉煤气。 发生的反应有：丁装置中COS＋H2CO＋H2S；乙装置中H2S＋Na2CO3===NaHCO3＋NaHS。 (1)丙装置的主要作用为________。 (2)当润湿的(CH3COO)2Pb试纸________(填现象)，关闭K3，停止通入高炉煤气。 冷却气体 变黑 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (3)导管b接盛有醋酸亚铜氨溶液的洗气瓶用于吸收CO气体，反应的化学方程式为 CH3COOCu(NH3)2(aq)＋CO(g)⥫⥬CH3COOCu(NH3)2CO(aq)　ΔH<0。 ①过量H2S会导致吸收CO的能力下降的原因是_________________ _________________________________________________________。 ②将吸收液通过________(写一种)的方法实现吸收液的再生，同时释放CO，达到资源化利用。 H2S能与醋酸亚铜氨发生反应 加热 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 步骤二：打开K1、K2，通入SO2气体。 (4)试剂a为________。 (5)装置乙中生成Na2S2O3的化学方程式为_______________________ _________________________________________________________。 (6)导管b接盛有______________________(填化学式)溶液的洗气瓶用于尾气处理。 Na2SO3 2NaHS＋4NaHCO3＋ 4SO2===3Na2S2O3＋4CO2＋3H2O NaOH(或其他合理答案) 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 Ⅱ．Na2S2O35H2O纯度的测定 将装置乙中溶液过滤，滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥获得粗产品。取12.40 g粗产品加入足量稀硫酸，得到1.28 g沉淀，反应原理为＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。 (7)检验粗产品中是否含有的方法_________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。 取粗产品溶于水，加入足量稀盐酸，静置，往上层清液中滴加BaCl2溶液，若观察到生成白色沉淀，则含有，反之则无 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (8)粗产品中Na2S2O35H2O的质量分数为________(保留三位有效数字)。 (9)粗产品中含有NaHS，会导致上述实验测得的Na2S2O35H2O质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 80.0% 偏大 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　装置甲用浓硫酸和亚硫酸钠反应制取SO2，装置乙用于制取Na2S2O35H2O，装置丙冷却气体，装置丁用于制取H2S，b接尾气处理装置。(3)①过量H2S会与亚铜离子反应生成沉淀，导致吸收CO的能力下降，故原因是H2S能与醋酸亚铜氨发生反应。②该反应放热，升高温度，平衡逆向移动，故将吸收液通过加热的方法实现吸收液的再生，同时释放CO，达到资源化利用。(8)1.28 g沉淀为S，其物质的量为0.04 mol，根据＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O，粗产品中Na2S2O35H2O的物质的量为0.04 mol，质量分数为×100%＝80.0%。(9)粗产品中含有NaHS，导致生成S的质量增多，会导致实验测得的Na2S2O35H2O质量分数偏大。 3．(2024邯郸二模)[Co(NH3)6]Cl3[三氯化六氨合钴(Ⅲ)]易溶于热水，难溶于冷水及乙醇，常用于制备钴的高效催化剂。某化学兴趣小组在实验室制备[Co(NH3)6]Cl3并测定产品中氨和氯的含量。 Ⅰ．[Co(NH3)6]Cl3的制备 药品：浓氨水、NH4Cl和CoCl2混合液、H2O2溶液、活性炭。 已知：过量的浓氨水加入含有Co2+的水溶液时， 即生成可溶性的六氨合钴(Ⅱ)配离子[Co(NH3)6]2+， 它不稳定，易被氧化成[Co(NH3)6]3+。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 请回答下列问题： (1)实验过程中先向NH4Cl和CoCl2混合液滴加过量的浓氨水，再滴加H2O2溶液，加入H2O2溶液后反应的离子方程式为 _________________________________________________________ ___________。 2[Co(NH3)6]2+＋H2O2＋2[Co(NH3)6]3+＋ 2NH3·H2O 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (2)经过一系列操作得到的粗产品(含活性炭及其他杂质)，用重结晶法提纯，将得到的晶体先用稀盐酸洗涤，后用乙醇洗涤。用稀盐酸洗涤的目的是_____________________________________________。 可增大氯离子浓度，减少产品因溶解而损失 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 Ⅱ．[Co(NH3)6]Cl3中氨和氯的测定 已知：[Co(NH3)6]Cl3在热的强碱溶液中发生反应：[Co(NH3)6]Cl3＋3NaOHCo(OH)3↓＋6NH3↑＋3NaCl； Ksp(AgCl，白色)＝1.0×10-10，Ksp(Ag2CrO4，砖红色)＝2.0×10-12。 (3)氨的测定：准确称取m g [Co(NH3)6]Cl3样 品放入三颈烧瓶，向其中加入过量的NaOH 溶液，用20.00 mL 0.5 molL-1稀盐酸吸收 生成的气体，再用NaOH标准溶液滴定剩余稀盐酸，吸收装置如图所示： 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 用0.100 0 molL-1 NaOH标准溶液滴定稀盐酸至终点，消耗 20.00 mL NaOH标准溶液。 ①滴定过程中选用___________作为指示剂。 ②样品中氨的物质的量为________mol。 ③反应结束后，通入氮气的作用是____________________________ _________________________________________________________。 甲基橙溶液 0.008 将样品中产生的氨排出，保证被稀盐酸完全吸收 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (4)氯的测定：将反应后三颈烧瓶中的混合物过滤，滤液用稀硝酸调pH至中性，选用K2CrO4溶液作为指示剂，用AgNO3标准溶液滴定。 ①滤液用稀硝酸调pH至中性的原因：若pH过小，_______________ __________________________________________________________________；若pH过大，_______________________________________ __________________________________________________________。 ②滴定终点时，指示剂的物质的量浓度不能大于________ molL-1。 H＋与反应生成的浓度减小，使滴定终点滞后，所测Cl－含量偏大 碱性增强，Ag＋与OH－反应，生成黑色的Ag2O，干扰终点判定 0.02 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (5)假设两步滴定过程中指示剂的选择和操作均正确，所测氨气和氯离子的物质的量之比应为2∶1，而实际测得结果大于2∶1，请解释原因：_____________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。 氯的测定中，三颈烧瓶中反应后的所得物质过滤后的沉淀没有洗涤，导致滤液中氯离子有损失，所测氯离子含量偏小，氨和氯离子的物质的量之比大于2∶1 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　(3)稀盐酸吸收氨后有剩余，用NaOH标准溶液滴定，溶液中含有氯化铵和氯化氢，所以用甲基橙溶液作指示剂，不能用酚酞溶液，否则，所用NaOH标准溶液体积偏大，会导致所测氨含量偏小；n(NH3)＝(20×10-3×0.5－20×10-3×0.1) mol＝0.008 mol；通入氮气将样品中产生的氨排出，保证被稀盐酸完全吸收。(4)①若pH过小，H＋与反应生成的浓度减小，使滴定终点滞后，所测Cl－含量偏大；若pH过大，碱性增强，Ag＋与OH－反应，生成黑色的Ag2O，干扰终点判定。②如果指示剂的浓度过大，Cl－还没有反应完全时与Ag＋就会提前反应，致使终点提前到达，所以的浓度不能过大，根据Ksp(AgCl)＝1.0×10-10，溶液中c(Cl－)＝c(Ag＋)＝1.0× 10-5 molL-1，再根据Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10-12，计算得到＝ 0.02 molL-1。 2 4 1 3 题号 5 6 高考大题集训 　 化学实验综合题 1．(2024新课标全国卷，T9)吡咯类化合物在导电聚合物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应用。一种合成1-(4-甲氧基苯基)-2，5-二甲基吡咯(用吡咯X表示)的反应和方法如下： 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 实验装置如图所示，将100 mmol 2，5-己二酮(熔点：－5.5 ℃，密度：0.737 gcm-3)与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点：57 ℃)放入①中，搅拌。 2 4 1 3 题号 5 6 待反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色 固体。加热至65 ℃，至固体溶解，加入脱色剂，回 流20 min，趁热过滤。滤液静置至室温，冰水浴冷 却，有大量白色固体析出。经过滤、洗涤、干燥得 到产品。 回答下列问题： 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (1)量取2，5-己二酮应使用的仪器为___________(填名称)。 (2)仪器①用铁夹固定在③上，③的名称是________；仪器②的名称是____________。 (3)“搅拌”的作用是____________________________________。 (4)“加热”方式为____________。 (5)使用的“脱色剂”是________。 (6)“趁热过滤”的目的是________________________________； 用________________洗涤白色固体。 (7)若需进一步提纯产品，可采用的方法是________。 2 4 1 3 题号 5 6 酸式滴定管 铁架台 球形冷凝管 使固液充分接触，加快反应速率 水浴加热 活性炭 防止产品结晶损失，提高产率 50%的乙醇溶液 重结晶 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　(1)2，5-己二酮的摩尔质量为114 gmol-1，根据题中所给数据可知，所需2，5-己二酮的体积为≈15.47 cm3＝15.47 mL，又因为酮类物质对橡胶有腐蚀性，所以选用酸式滴定管。 (2)③为铁架台；仪器②用于冷凝回流，为球形冷凝管。 (3)2，5-己二酮的熔点为－5.5 ℃，常温下为液体，4-甲氧基苯胺的熔点为57 ℃，常温下为固体，搅拌可使固液反应物充分接触，加快反应速率。 (4)由题给信息“加热至65 ℃”可知，应用水浴加热。 2 4 1 3 题号 5 6 (5)“脱色剂”的作用是吸附反应过程中产生的有色物质，结合题中信息，加入脱色剂后回流，趁热过滤，保留滤液，即脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体，所以可以选用活性炭作脱色剂。 (6)由题给信息可知产品吡咯X为白色固体，加热至65 ℃可溶解在50%的乙醇溶液中，所以需趁热过滤，使产品尽可能多地进入滤液，防止产品结晶损失，提高产率；由题中信息加入50%的乙醇溶液后析出浅棕色固体(即含杂质的产品)可知，常温下产品不溶于50%的乙醇溶液，所以为减少溶解损失，洗涤时可用50%的乙醇溶液。 (7)由产品的分离提纯过程可知，若需进一步提纯，可采用的方法为重结晶。 2 4 1 3 题号 5 6 2 4 1 3 题号 5 6 2．(2024山东卷，T19)利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如图所示(夹持装置略)。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 2 4 1 3 题号 5 6 实验过程如下： ①加样：将a mg样品加入管式炉内瓷舟中(瓷舟两端带有气孔且有盖)，聚四氟乙烯活塞滴定管G内预装c(KIO3)∶c(KI)略小于1∶5的KIO3碱性标准溶液，吸收管F内盛有盐酸酸化的淀粉水溶液。向F内滴入适量KIO3碱性标准溶液，发生反应：KIO3＋5KI＋6HCl===3I2＋6KCl＋3H2O，使溶液显浅蓝色。 ②燃烧：按一定流速通入O2，一段时间后，加热并使样品燃烧。 ③滴定：当F内溶液浅蓝色消退时(发生反应：SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI)，立即用KIO3碱性标准溶液滴定至浅蓝色复现，随SO2不断进入F，滴定过程中溶液颜色“消退—变蓝”不断变换，直至终点。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 2 4 1 3 题号 5 6 回答下列问题： (1)取20.00 mL 0.100 0 molL-1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体，配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液，下列仪器必须用到的是________(填标号)。 A．玻璃棒　　　　　　 B．1 000 mL锥形瓶 C．500 mL容量瓶 D．胶头滴管 (2)装置B和C的作用是充分干燥O2，B中的试剂为________。装置F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子(见放大图)，目的是____________________________________________。 AD 浓硫酸 防止倒吸 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 2 4 1 3 题号 5 6 (3)该滴定实验达到终点的现象是_________________________________ ______________________________________；滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL，样品中硫的质量分数为________(用代数式表示)。 (4)若装置D中瓷舟未加盖，会因燃烧时产生粉尘而促进SO3的生成，粉尘在该过程中的作用是_______；若装置E冷却气体不充分，可能导致测定结果偏大，原因是_________________________________________ _____________________________________________________________； 若滴定过程中，有少量不经I2直接将SO2氧化成H2SO4，测定结果会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 当加入最后半滴KIO3碱性标准溶液后，溶液由无色突变为蓝色且30 s内不变色 % 催化剂 通入F的气体温度过高，导致部分I2升华，从而消耗更多的KIO3碱性标准溶液 不变 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 2 4 1 3 题号 5 6 [解析]　由题中信息可知，利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验中，将氧气经干燥、净化后通入管式炉中将钢铁中硫氧化为SO2，然后将生成的SO2导入F中吸收，通过消耗KIO3碱性标准溶液的体积来测定钢铁中硫的含量。 (1)取20.00 mL 0.100 0 molL-1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体，配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液(稀释了50倍后KIO3的浓度为 0.002 0 molL-1)，需要用移液管量取20.00 mL 0.100 0 molL-1 KIO3的碱性溶液，需要用一定精确度的天平称量一定质量的KI固体，需要在烧杯中溶解KI固体，溶解时要用到玻璃棒搅拌，需要用1 000 mL容量瓶配制标准溶液，需要用胶头滴管定容，因此，必须用到的是AD。 2 4 1 3 题号 5 6 (2)装置B和C的作用是充分干燥O2，浓硫酸具有吸水性，常用于干燥某些气体，因此B中的试剂为浓硫酸。F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子，其目的是防止倒吸，因为磨砂浮子的密度小于水，若球泡内水面上升，磨砂浮子也随之上升，磨砂浮子可以作为一个磨砂玻璃塞将通气管的出气口堵上，从而防止倒吸。 2 4 1 3 题号 5 6 (3)该滴定实验是利用过量的半滴标准溶液来指示滴定终点的，因此，该滴定实验达到终点的现象是当加入最后半滴KIO3碱性标准溶液后，溶液由无色突变为蓝色且30 s内不变色；由S元素守恒及SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI、KIO3＋5KI＋6HCl===3I2＋6KCl＋3H2O可得关系式3S～3SO2～3I2～KIO3，若滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL，则n(KIO3)＝V×10-3 L×0.002 0 molL-1＝2.000 0×10-6V mol，n(S)＝3n(KIO3)＝3×2.000 0×10-6V mol＝6.000 0×10-6V mol，样品中硫的质量分数是×100%＝%。 2 4 1 3 题号 5 6 (4)若装置D中瓷舟未加盖，燃烧时产生粉尘中含有铁的氧化物，铁的氧化物能催化SO2的氧化反应从而促进SO3的生成，因此，粉尘在该过程中的作用是催化剂；若装置E冷却气体不充分，则通入F的气体温度过高，可能导致部分I2升华，这样就要消耗更多KIO3碱性标准溶液，从而可能导致测定结果偏大；若滴定过程中，有少量不经I2直接将SO2氧化成H2SO4，从电子转移守恒的角度分析得到6e－被还原为I－，仍能得到关系式3S～3SO2～KIO3，测定结果会不变。 2 4 1 3 题号 5 6 3．(2024湖南卷，T15)亚铜配合物广泛用作催化剂。实验室制备[Cu(CH3CN)4]ClO4的反应原理如下：===＋6H2O。 实验步骤如下： 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 分别称取3.71 g Cu(ClO4)26H2O和0.76 g Cu粉置于100 mL乙腈(CH3CN)中反应，回流装置图和蒸馏装置图(加热、夹持等装置略)如下： 2 4 1 3 题号 5 6 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 化合物 [Cu(CH3CN)4]ClO4 Cu(ClO4)2·6H2O 相对分子质量 327.5 371 在乙腈中颜色 无色 蓝色 已知：①乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂； ②相关物质的信息如下： 2 4 1 3 题号 5 6 回答下列问题： (1)下列与实验有关的图标表示排风的是________(填标号)。 A　　 　B　 　 　C　　 　D　 　　E D 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (2)装置Ⅰ中仪器M的名称为______________________________。 (3)装置Ⅰ中反应完全的现象是____________________________。 (4)装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是____________________________ _______________________________________________________。 2 4 1 3 题号 5 6 球形冷凝管 溶液蓝色褪去变为无色 排出装置内空气，防止制备的产品被氧化 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (5)[Cu(CH3CN)4]ClO4不能由步骤c直接获得，而是先蒸馏至接近饱和，再经步骤d冷却结晶获得。这样处理的目的是_______________________________________________________。 (6)为了使母液中的[Cu(CH3CN)4]ClO4结晶，步骤e中向母液中加入的最佳溶剂是________(填标号)。 A．水　　　　　B．乙醇　　　　C．乙醚 (7)合并步骤d和e所得的产物，总质量为5.32 g，则总收率为________(用百分数表示，保留一位小数)。 2 4 1 3 题号 5 6 冷却过程中降低[Cu(CH3CN)4]ClO4在水中的溶解度 B 81.2% 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　将Cu(ClO4)26H2O和Cu粉以及乙腈(CH3CN)加入烧瓶中，经水浴加热并回流进行充分反应，反应结束后过滤除去未反应完全的Cu，然后利用乙腈的挥发性进行蒸馏除去乙腈，将剩余溶液进行冷却结晶分离出[Cu(CH3CN)4]ClO4。 (1)　 　表示需佩戴护目镜，　　表示当心火灾，　　表示排风，　　　 表示必须洗手，故答案为D。 (2)装置Ⅰ中仪器M的名称为球形冷凝管。 2 4 1 3 题号 5 6 (3)Cu(ClO4)26H2O在乙腈中为蓝色，在乙腈中为无色，因此装置Ⅰ中反应完全的现象是溶液蓝色褪去变为无色，可证明Cu(ClO4)26H2O已充分反应完全。 (4)由于制备的[Cu(CH3CN)4]ClO4中Cu元素为＋1价，具有较强的还原性，容易被空气中氧气氧化，因此装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是排出装置内空气，防止制备的产品被氧化。 (5)[Cu(CH3CN)4]ClO4为离子化合物，具有强极性，在水中溶解度较大，在温度较高的环境下蒸馏难以分离，若直接将水蒸干难以获得晶体状固体，因此需先蒸馏至接近饱和，再经步骤d冷却结晶，从而获得晶体。 2 4 1 3 题号 5 6 (6)为了使母液中的[Cu(CH3CN)4]ClO4结晶，可向母液中加入极性较小的溶剂，与水混溶的同时扩大与[Cu(CH3CN)4]ClO4的极性差，进而使析出，因此可选用的溶剂为乙醇，故答案为B。 (7)3.71 g Cu(ClO4)26H2O的物质的量为＝0.01 mol，理论制得的质量为0.01 mol×2×327.5 gmol-1＝6.55 g，总收率为×100%≈81.2%。 2 4 1 3 题号 5 6 2 4 1 3 题号 5 6 4．(2024贵州卷，T15)十二钨硅酸在催化方面有重要用途。某实验小组制备十二钨硅酸晶体，并测定其结晶水含量的方法如下(装置如图，夹持装置省略)： 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 221 Ⅰ．将适量Na2WO42H2O、Na2SiO39H2O加入三颈烧瓶中，加适量水，加热，溶解。 Ⅱ．持续搅拌下加热混合物至近沸，缓慢滴加浓盐酸至pH为2，反应30分钟，冷却。 Ⅲ．将反应液转至萃取仪器中，加入乙醚，再分批次加入浓盐酸，萃取。 Ⅳ．静置后液体分上、中、下三层，下层是油状钨硅酸醚合物。 Ⅴ．将下层油状物转至蒸发皿中，加少量水，加热至混合液表面有晶膜形成，冷却结晶，抽滤，干燥，得到十二钨硅酸晶体{H4[SiW12O40]nH2O}。 2 4 1 3 题号 5 6 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 已知： ①制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀； ②乙醚易挥发、易燃，难溶于水且密度比水小； ③乙醚在高浓度盐酸中生成的 与[SiW12O40]4-缔合成密度较大的油状钨硅酸醚合物。 回答下列问题： (1)仪器a中的试剂是_________________________(填名称)，其作用是______________________。 2 4 1 3 题号 5 6 碱石灰(或NaOH固体等) 吸收挥发出来的氯化氢 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (2)步骤Ⅱ中浓盐酸需缓慢滴加的原因是______________________ _______________________________________________________。 (3)下列仪器中，用于“萃取、分液”操作的有________________ (填名称)。 2 4 1 3 题号 5 6 (4)步骤Ⅳ中“静置”后液体中间层的溶质主要是________。 防止制备过程中局部pH 过低而产生钨的水合氧化物沉淀 分液漏斗、烧杯 NaCl 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (5)步骤Ⅴ中“加热”操作________(填“能”或“不能”)使用明火，原因是_____________________________________________。 (6)结晶水测定：称取m g十二钨硅酸晶体(H4[SiW12O40]nH2O，相对分子质量为M)，采用热重分析法测得失去全部结晶水时失重ω%，计算n＝________(用含ω、M的代数式表示)；若样品未充分干燥，会导致n的值________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 2 4 1 3 题号 5 6 不能 乙醚易挥发，易燃，遇明火极易发生危险 偏小 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 [解析]　(1)浓盐酸具有挥发性，会污染环境，故a中的试剂的作用是吸收挥发出来的氯化氢，可以是碱石灰或NaOH固体等。 (2)由于制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀，故步骤Ⅱ中浓盐酸需缓慢滴加，防止制备过程中局部pH过低而产生钨的水合氧化物沉淀。 (3)萃取分液需要使用分液漏斗，同时需要烧杯来盛放分液后的液体，故用于“萃取、分液”操作的有分液漏斗、烧杯。 2 4 1 3 题号 5 6 (4)步骤Ⅳ中“静置”后液体分为上、中、下三层，其中下层液体为油状钨硅酸醚合物，乙醚难溶于水，且密度小于水，故上层为乙醚，通过分析发生的反应可知，中间层的溶质主要为NaCl。 (5)由于乙醚易挥发，易燃，故步骤Ⅴ中“加热”操作不能使用明火。 (6)m g十二钨硅酸晶体的物质的量为n1＝ mol，结晶水占总质量的ω%，则结晶水的物质的量为n2＝ mol，则n＝＝；若未充分干燥，则ω%变小，n的值偏小。 2 4 1 3 题号 5 6 2 4 1 3 题号 5 6 5．(2024北京卷，T19)某小组同学向pH＝1的0.5 molL-1的FeCl3溶液中分别加入过量的Cu粉、Zn粉和Mg粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。 (1)理论分析 依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe3+还原为Fe的金属是________。 Mg、Zn 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 2 4 1 3 题号 5 6 (2)实验验证 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 2 4 1 3 题号 5 6 ①分别取实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，证明都有Fe2+生成，依据的现象是_________________________。 ②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 产生蓝色沉淀 Fe3+水解方程式为Fe3+＋3H2O⥫⥬Fe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3+水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 2 4 1 3 题号 5 6 ③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。 ⅰ．a．甲认为实验Ⅱ中，当Fe3+、H＋浓度较大时，即使Zn与Fe2+反应置换出少量Fe，Fe也会被Fe3+、H＋消耗。写出Fe与Fe3+、H＋反应的离子方程式：_________________________________________________ ___________________________________________________________。 b．乙认为在pH为3～4的溶液中即便生成Fe也会被H＋消耗。设计实验_____________________________________________________________ ________________________________________ (填实验操作和现象)。 证实了此条件下可忽略H＋对Fe的消耗。 2Fe3+＋2Fe＋2H＋===4Fe2+＋H2↑(或2Fe3+＋Fe===3Fe2+、2H＋＋Fe===Fe2+＋H2↑) 向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 2 4 1 3 题号 5 6 c．丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与Fe2+的反应。实验证实了Zn粉被包裹。 ⅱ．查阅资料：0.5 molL-1 Fe3+开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。 结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH<1.2，____________________________________________________(填实验操作和现象)，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。 加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 (3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因：_______________________________________________________。 2 4 1 3 题号 5 6 加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被沉淀包裹 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 2 4 1 3 题号 5 6 [解析]　实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3+发生反应2Fe3+＋Cu===Cu2+＋2Fe2+，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋===Zn2+＋H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3+转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3+的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋===Mg2+＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 (1)在金属活动性顺序中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排在Fe之后，因此Mg、Zn可将Fe3+还原为Fe。 2 4 1 3 题号 5 6 (2)①Fe2+与K3[Fe(CN)6]会生成蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀；②Fe3+水解方程式为Fe3+＋3H2O⥫⥬Fe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3+水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀。③ⅰ．a．Fe与Fe3+、H＋反应的离子方程式为2Fe3+＋2Fe＋2H＋===4Fe2+＋H2↑或2Fe3+＋Fe===3Fe2+、2H＋＋Fe===Fe2+＋H2↑；b．要证实在pH为3～4的溶液中可忽略H＋对Fe的消耗，可向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀，即说明此条件下Fe未与H＋反应生成Fe2+。ⅱ．结合a、b和c可知，实验Ⅱ未检测到Fe单质的原因可能是Fe3+的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹，因此可控制反应条件，在未生成Fe(OH)3沉淀时将Fe3+还原，即可排除两个干扰因素，具体操作：重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH<1.2，加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。 2 4 1 3 题号 5 6 (3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 2 4 1 3 题号 5 6 6．(2023福建卷，T12)某研究小组以TiCl4为原料制备新型耐热材料TiN。 Ⅰ．由TiCl4水解制备TiO2(实验装置如图，夹持装置省略)：滴入TiCl4，边搅拌边加热，使混合液升温至80 ℃，保温3小时。离心分离白色沉淀(TiO2xH2O)并洗涤，煅烧制得TiO2。 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 2 4 1 3 题号 5 6 (1)装置A中冷凝水的入口为________(填“a”或“b”)。 (2)三颈烧瓶中预置的稀盐酸可抑制胶体形成、促进白色沉淀生成。TiCl4水解生成的胶体主要成分为________(填化学式)。 (3)判断TiO2xH2O沉淀是否洗涤干净，可使用的检验试剂有___________。 b Ti(OH)4 AgNO3溶液 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 2 4 1 3 题号 5 6 Ⅱ．由TiO2制备TiN并测定产率(实验装置如图，夹持装置省略)。 (4)装置C中试剂X为________________。 碱石灰(合理即可) 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 2 4 1 3 题号 5 6 (5)装置D中反应生成TiN、N2和H2O，该反应的化学方程式为_______________________________________________________。 (6)装置E的作用是_______________________________________。 6TiO2＋8NH36TiN＋12H2O＋N2 吸收氨气与水蒸气 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 2 4 1 3 题号 5 6 (7)实验中部分操作如下： a．反应前，称取0.800 g TiO2样品； b．打开装置B中恒压滴液漏斗旋塞； c．关闭装置B中恒压滴液漏斗旋塞； d．打开管式炉加热开关，加热至800 ℃左右； e．关闭管式炉加热开关，待装置冷却； f．反应后，称得瓷舟中固体质量为0.656 g。 ①正确的操作顺序为a→____________→f(填标号)。 ②TiN的产率为_________________________________________。 b→d→e→c 80.0% 分点突破1 分点突破2 分点突破3 多维训练 分点突破4 大题题型五　化学实验综合题 2 4 1 3 题号 5 6 [解析]　稀盐酸可抑制胶体形成、促进白色沉淀生成，向稀盐酸中滴入TiCl4，搅拌并加热，TiCl4在稀盐酸中水解生成白色沉淀TiO2xH2O，将TiO2xH2O洗涤，煅烧制得TiO2，装置B中利用浓氨水和生石灰反应制备NH3，利用装置C除去NH3中的水蒸气，则试剂X可以是碱石灰，装置D中NH3和TiO2在800 ℃下反应生成TiN、N2和H2O，化学方程式为6TiO2＋8NH36TiN＋12H2O＋N2，装置E中装有CaCl2，可以吸收生成的水蒸气及过量的NH3。 (1)装置A中冷凝水应从下口进上口出，则冷凝水的入口为b。 (2)TiCl4水解生成的胶体主要成分为。 2 4 1 3 题号 5 6 (3)TiO2xH2O沉淀中含有少量的Cl－杂质，判断TiO2xH2O沉淀是否洗涤干净，只需检验洗涤液中是否含有Cl－，若最后一次洗涤液中不含Cl－，则证明TiO2xH2O沉淀清洗干净，检验Cl－，应选用的试剂是AgNO3溶液。(7)①该实验应先称取一定量的TiO2固体，将TiO2放入管式炉中，提前通入NH3排出管式炉中空气后再进行加热，当反应结束后，应先停止加热，待冷却至室温后再停止通入NH3，则正确的实验操作步骤为a→b→d→e→c→f；②0.800 g TiO2的物质的量为＝0.01 mol，则TiN的理论产量为 0.01 mol×62 gmol-1＝0.62 g，反应后剩余固体质量为0.656 g，则固体减少质量为0.800 g－0.656 g＝0.144 g，根据6TiO2＋8NH36TiN＋12H2O＋N2～固体减少6×(32－14)g，则TiN的实际产量＝ g＝0.496 g，则TiN产率为×100%＝80.0%。 谢 谢 大题题型五　化学实验综合题 $$ 大题题型五　化学实验综合题 (1)试题背景：资源、能源和环境等与可持续发展密切相关的问题；材料性质与性能探究，材料开发与生产，以及新型材料设计问题；食物成分的检测、食品加工过程探究、天然药物提取、药物成分检验、药物设计与合成，以及化妆品等日用化学品的制备等。 (2)涉及知识：物质的检验、分离、提纯和溶液配制，物质的制备，化学实验方案设计和评价，化学实验的定性分析和定量分析，实验探究和化学计算等。　 　 化学实验综合试题是各地高考试题必考题型。命题类型有无机物的制备与性质探究，定量测定实验探究，有机物的制备与分离提纯探究等。此类试题难度往往较大。主要以化学实验基础知识、元素及其化合物性质为载体，考查实验仪器的使用、实验基本操作、物质的分离提纯和检验方法、实验方案的设计与评价、实验条件的控制、实验数据的分析处理等。 以无机物制备为主题的综合实验探究 1．仪器的选择与连接 (1)气体制备实验的连接顺序 (2)易水解或潮解的物质制备模型 (3)易被氧化的物质制备模型 2．实验装置中仪器或试剂的作用类答题规范 回答装置中仪器和试剂的用途时，一般包括直接作用和根本目的两部分内容，根据各部分装置的用途不同，可采用下列格式回答： ①发生装置　生成……　产生……　制取…… ②除杂装置　除去(吸收)……防止……干扰(影响)；除去……中的杂质，以免影响测量结果 ③性质实验装置　与……反应　验证……说明……(收集装置)　比较……检验…… ④尾气吸收装置　吸收……防止……的污染(影响) 1．亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，熔点为－64.5 ℃，沸点为－5.5 ℃，气态时呈黄色，液态时呈红褐色，NOCl遇水易分解生成一种氢化物和两种氮的常见氧化物。NOCl可由NO与干燥纯净的Cl2在常温常压下反应得到，相关实验装置如图所示。 回答下列问题： (1)装置导管口的连接顺序为a→______________→h，实验时先打开分液漏斗活塞滴入稀硝酸，当观察到装置F中________________(填实验现象)时，开始向装置F中通入干燥纯净的Cl2。 (2)装置D的作用：通过观察气泡来判断气体流速、________________、________________。 2．硫酰氯(SO2Cl2)是有机化学中常用的氯化剂，熔点为－54.1 ℃，沸点为69.1 ℃，在潮湿空气中易水解产生白雾。实验室可用如图所示装置制备硫酰氯，反应原理为Cl2＋SO2⥫⥬SO2Cl2　ΔH<0，容器中活性炭为催化剂。 回答下列问题： (1)仪器C的名称为________________。 (2)仪器B中盛放的试剂为Cl2，则仪器A中盛放的液体为_____________________。 (3)装置E的作用为干燥气体、________________。 (4)实验所需的少量SO2可通过如下反应制得： 方法Ⅰ　Cu与浓硫酸反应； 方法Ⅱ　Na2SO3固体与70%浓硫酸反应。 ①方法Ⅱ中选用硫酸浓度小于方法Ⅰ中选用硫酸浓度的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②方法Ⅱ中发生反应的离子方程式为_____________________________________ _____________________________________________________________________。 (5)U形管中盛放碱石灰的作用为______________________；若未安装该U形管，收集器中主要发生的副反应的化学方程式为_______________________________ _____________________________________________________________________。 (6)实验中选用仪器C并将收集器放入冰水浴的目的是______________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 以有机物制备为主题的综合实验探究 1．有机物制备中的常考点 (1)有机物易挥发，制备反应中通常采用冷凝回流装置，以提高原料的利用率和产物的产率。 (2)有机反应通常都是可逆反应，且易发生副反应，通常使廉价反应物过量，以提高另一反应物的转化率和产物的产率，同时控制反应条件，以减少副反应的发生。 (3)X浴加热 ①优点：均匀受热，在一定温度下加热 ②类型 2．有机物分离提纯的三种方法 (1)萃取分液 ②分液：适用于两种互不相溶的液体混合物分离。 ③主要仪器：分液漏斗。 (2)蒸馏 ①原理：互溶的两液体，根据沸点的不同，将两液体分离。 其变化过程为液体蒸气液体。 ②主要玻璃仪器：酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶。 (3)重结晶 ①原理 重结晶是将晶体用溶剂(如蒸馏水)溶解，经过滤、蒸发、冷却等步骤后再次使之析出，以得到更加纯净的晶体的方法。 ②适用条件——常用于提纯固态化合物 a．杂质在所选溶剂中溶解度很小(使杂质析出)或很大(使杂质留在母液中)，易于除去。 b．被提纯的物质在所选溶剂中的溶解度受温度影响较大，升温时溶解度增大，降温时溶解度减小，冷却后易结晶析出。 3．有机物制备实验思维模型 1．(2024黄山联考)实验室制备硝基苯的反应原理为＋HO—NO2＋H2O　ΔH<0，其实验装置如图所示。存在的主要副反应是在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。 有关物质的性质如表所示： 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(gcm-3) 溶解性 苯 5.5 80.1 0.88 不溶于水 硝基苯 5.7 210.9 1.204 几乎不溶于水 间二硝基苯 86 301 1.57 微溶于水 浓硝酸 83 1.4 易溶于水 浓硫酸 338 1.84 易溶于水 实验步骤：①在100 mL烧杯中，用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混合酸，将混合酸小心加入仪器B中；②将18 mL苯加入仪器A中；③在室温下，向苯中逐滴加入混合酸，边滴边搅拌，使反应物混合均匀。在50～60 ℃下发生反应，直至反应结束；④将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，依次用少量水、5% NaOH溶液、水洗涤并分液；⑤向分出的产物中加入无水CaCl2颗粒，静置片刻，然后倒入蒸馏烧瓶，弃去CaCl2，进行蒸馏纯化，收集205～210 ℃馏分，得到18 g纯硝基苯。 回答下列问题： (1)图中仪器C的作用是________。 (2)配制混合酸时，能否将浓硝酸加入浓硫酸中，________(填“能”或“不能”)，说明理由：____________________________________________________________。 (3)为了使反应在50～60 ℃下进行，常用的方法是________。 反应结束并冷却至室温后仪器A中液体就是粗硝基苯，粗硝基苯呈黄色的原因可能是_______________________________________________________________。 (4)在洗涤操作中，第二次水洗的作用是___________________________________ _____________________________________________________________________。 (5)在蒸馏纯化过程中，因硝基苯的沸点高于140 ℃，应选用空气冷凝管，不选用直形冷凝管的原因是___________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (6)本实验所得到的硝基苯的产率是________(结果保留四位有效数字)。 2．(2024湛江模拟)糠酸(熔点为133 ℃，沸点为231 ℃，在热水中的溶解度较大，微溶于冷水)和糠醇(熔点为－29 ℃，沸点为171 ℃)均为重要的化工中间体，工业上可利用糠醛(沸点为161.7 ℃，易被氧化)发生歧化反应制取这两种物质(该反应为强放热反应)，实验装置如图所示，反应原理如下。 实验步骤： 步骤1　向三颈烧瓶中加入8.2 mL(约0.2 mol)新蒸馏的糠醛，通过仪器A向三颈烧瓶中缓慢滴加8 mL质量分数为33%的NaOH溶液。搅拌并保持反应温度为8～12 ℃，回流20 min，得到粗产品。 步骤2　将粗产品倒入盛有10 mL水的烧杯中，然后将液体转移至分液漏斗中，用乙醚萃取4次，分液得到水层和醚层。 步骤3　向水层中分批滴加质量分数为25%的盐酸，调至溶液的pH＝3，冷却、结晶、抽滤、冷水洗涤，得到糠酸粗品；向醚层中加入无水碳酸钾干燥，过滤除掉碳酸钾后，分离乙醚(沸点为34.6 ℃)和糠醇。 回答下列问题： (1)仪器A的名称为________________。与直形冷凝管相比，使用仪器B的优点是___________________________________________________________________。 (2)该反应必须严格控制反应温度为8～12 ℃，请写出实验中采用了哪些保障措施：__________________________________________________________________。 (3)步骤3中分离乙醚和糠醇的实验操作是_________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)步骤3中用冷水洗涤的原因是_________________________________________ _____________________________________________________________________。 进一步将糠酸粗品提纯，应采用的方法是__________________________________ _____________________________________________________________________。 (5)取1.120 g提纯后的糠酸样品，配成100 mL溶液，准确量取20.00 mL于锥形瓶中，加入几滴酚酞溶液，用0.080 0 molL-1 NaOH标准溶液滴定，平行滴定三次，平均消耗NaOH标准溶液24.80 mL。糠酸的纯度为________%。 以物质性质为主题的综合实验探究 物质性质探究实验思维模型 1．(2023北京卷，T19)资料显示，I2可以将Cu氧化为Cu2+。某小组同学设计实验探究Cu被I2氧化的产物及铜元素的价态。 已知：I2易溶于KI溶液，发生反应⥫⥬(红棕色)；I2和氧化性几乎相同。 (1)将等体积的KI溶液加入m mol铜粉和n mol I2(n>m)的固体混合物中，振荡。实验记录如下： c(KI) 实验现象 实验Ⅰ 0.01 molL-1 极少量I2溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色 实验Ⅱ 0.1 molL-1 部分I2溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色 实验Ⅲ 4 molL-1 I2完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液为深红棕色 ①初始阶段，Cu被氧化的反应速率：实验Ⅰ______(填“>”“<”或“＝”)实验Ⅱ。 ②实验Ⅲ所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有[Cu(H2O)4]2+(蓝色)或[CuI2]－(无色)，进行以下实验探究： 步骤a．取实验Ⅲ的深红棕色溶液，加入CCl4，多次萃取、分液。 步骤b．取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。 ⅰ．步骤a的目的是____________________________________________________。 ⅱ．查阅资料===(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤b的溶液中发生的变化：________________________ _____________________________________________________________________。 ③结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是_________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体，洗涤后得到白色沉淀，加入浓KI溶液，_____________________________________________________________________ _________________________________________________________ (填实验现象)， 观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是__________________________ _____________________________________________________________________。 (2)上述实验结果，I2仅将Cu氧化为＋1价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验，证实了I2能将Cu氧化为Cu2+。装置如图所示，a、b分别是_________________。 (3)运用氧化还原反应规律，分析在上述实验中Cu被I2氧化的产物中价态不同的原因：______________________________________________________________。 2．高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效消毒剂，可用于饮用水处理、脱色除臭等。某化学兴趣小组制备K2FeO4并探究其性质。 已知：①K2FeO4为紫色固体，易溶于水，微溶于浓KOH溶液，不溶于乙醇。②K2FeO4具有强氧化性，在强碱性溶液中较稳定。③常温下，Cl2＋2KOH===KCl＋KClO＋H2O。 Ⅰ．制备K2FeO4(夹持装置省略) (1)盛装浓盐酸的仪器名称是________。 (2)在装置C中Cl2，与KOH、Fe(OH)3反应生成K2FeO4，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。 (3)该小组同学设计的制备装置是否合理，若不合理，则改进的方法是_____________________________________________________________________。 Ⅱ．探究K2FeO4的性质 (4)取装置C中紫色溶液，加入稀硫酸，有黄绿色气体Cl2生成。甲同学认为ClO－将Cl－氧化成Cl2；乙同学认为将Cl－氧化成Cl2。 丙同学为了验证甲、乙同学的观点，采用以下操作得到纯净的K2FeO4：将装置C中所得到的固体溶于冷的浓KOH溶液―→过滤除去Fe(OH)3―→向滤液中加入冷的饱和KOH溶液，静置―→过滤―→用适量的无水乙醇洗涤2～3次。 ①若甲同学的假设正确，请写出发生反应的离子方程式：__________________ _____________________________________________________________________。 ②丙同学用适量无水乙醇洗涤而不用水洗涤的原因是_______________________ _____________________________________________________________________。 ③丙同学将设计实验方案证明乙同学的观点正确： __________________________________________________________________________________________________________________________________________(湿润的淀粉-KI试纸、稀盐酸)。 以定量实验为主题的综合实验探究 1．定量实验数据的测定方法 (1)沉淀法：先将待测定离子转化为沉淀，然后称量沉淀(经洗涤、干燥)的质量，再通过元素守恒计算。 (2)测定气体法 ①测定气体的体积：把待测定元素转化为气体，通过排液量气装置测定气体的体积，转化为标准状况下体积并进行计算。如图 [注意]　a．量气时应保证气体处于室温状态。 b．读数时要特别注意消除“压强差”，保持液面相平，还要注意视线与液面最低处相切。 ②用于测定气体质量的装置 (3)滴定法：通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相应数据后再进行相关计算。 ①直接滴定：利用两种物质按比例直接反应，是最常用的滴定方法。 ②间接滴定：当被测物质不能直接与标准溶液作用，却能和另一种可与标准溶液作用的物质反应时，可用间接滴定。例如，Ca2+不能直接与高锰酸钾标准溶液作用，但能和可与高锰酸钾标准溶液作用的定量反应生成CaC2O4，通过间接测定的量，从而测定Ca2+的含量。 ③反滴定：加入一定量且过量的标准溶液与被测物反应，过量部分再用另一种标准溶液滴定。例如固体CaCO3的测定，可先加入一定量的过量盐酸标准溶液，待其与试样完全反应后，再用氢氧化钠标准溶液反滴定剩余氯化氢。 2．定量实验类型 类型 解题方法 物质含量的计算 (1)根据方程式、关系式、得失电子守恒、滴定法等，得出混合物中某一成分的量 (2)由(1)中求出的量除以混合物(样品)的总量，即可得出其含量 确定物质化学式的计算 (1)利用上述的测定方法测定出相关物质(气体、沉淀)的数据 (2)根据元素守恒确定出未知物质中各元素的物质的量 (3)各元素的物质的量最简整数比即该物质的化学式的下标比 1．[Co(NH3)6]Cl3[三氯化六氨合钴(Ⅲ)]易溶于热水，难溶于冷水及乙醇，是合成其他Co(Ⅲ)配合物的原料。某化学兴趣小组进行如下实验测定样品中钴的含量。 准确称取0.200 0 g的[Co(NH3)6]Cl3样品放入250 mL碘量瓶中，加入15 mL 10% NaOH溶液，加热至不再有氨放出，加入足量KI固体，摇荡使KI溶解，再加入盐酸酸化，置于暗处10 min，Co(OH)3转化成Co2+，用0.100 0 molL-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗6.00 mL Na2S2O3标准溶液。 已知：[Co(NH3)6]Cl3在热的强碱溶液中会分解，实验过程中涉及反应：[Co(NH3)6]Cl3＋3NaOHCo(OH)3↓＋6NH3↑＋3NaCl；。 (1)Co(OH)3转化成Co2+的离子方程式为___________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)产品中钴的质量分数为________。 (3)下列操作可能导致钴的质量分数偏高的是________(填字母)。 A．酸化过程中加入盐酸的量不足 B．滴定前滴定管内有气泡，滴定后气泡消失 C．滴定终点时俯视读数 D．盛放Na2S2O3标准溶液的滴定管没有用Na2S2O3标准溶液润洗 2．已知：氢化钡遇水剧烈反应。设计如图所示装置测定氢化钡纯度。室温下，向恒压分液漏斗中加入足量水，乙管实验前对应气体体积读数为V1 mL，装置甲中物质完全反应后乙管气体体积读数为V2 mL(V2>V1)。 (1)每次读数前要调整丙管液面高度，使其与乙管液面持平，其目的是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)已知室温下，气体摩尔体积为Vm Lmol-1，该产品纯度为________%；若实验结束时，未调平乙管和丙管的液面，且丙管的液面高于乙管的液面，所测得的产品纯度________(填“偏高”或“偏低”)。 1．(2024河北卷，T15)市售的溴(纯度99%)中含有少量的Cl2和I2，某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理，设计实验制备高纯度的溴。 回答下列问题： (1)装置如图(夹持装置等略)，将市售的溴滴入盛有浓CaBr2溶液的B中，水浴加热至不再有红棕色液体馏出。仪器C的名称为____________；CaBr2溶液的作用为________________________；D中发生的主要反应的化学方程式为_____________________________________________________________________。 (2)将D中溶液转移至________(填仪器名称)中，边加热边向其中滴加酸化的KMnO4溶液至出现红棕色气体，继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成I2的离子方程式为_____________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)利用图示相同装置，将R和K2Cr2O7固体混合均匀放入B中，D中加入冷的蒸馏水。由A向B中滴加适量浓硫酸，水浴加热蒸馏。然后将D中的液体分液、干燥、蒸馏，得到高纯度的溴。D中蒸馏水的作用为_______________________和________________________。 (4)为保证溴的纯度，步骤(3)中K2Cr2O7固体的用量按理论所需量的计算，若固体R质量为m g(以KBr计)，则需称取________g K2Cr2O7(M＝294 gmol-1，用含m的代数式表示)。 (5)本实验所用钾盐试剂均经重结晶的方法纯化。其中趁热过滤的具体操作为漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，转移溶液时用__________________________________ _____________________________________________________________________， 滤液沿烧杯壁流下。 2．(2024湖北卷，T18)学习小组为探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相关性质，室温下进行了实验Ⅰ～Ⅳ。 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 无明显变化 溶液变为红色，伴有气泡产生 溶液变为墨绿色，并持续产生能使带火星木条复燃的气体 已知：[Co(H2O)6]2+为粉红色、[Co(H2O)6]3+为蓝色、[Co(CO3)2]2-为红色、[Co(CO3)3]3-为墨绿色。回答下列问题： (1)配制1.00 molL-1的CoSO4溶液，需要用到下列仪器中的________(填标号)。 a　　　b　　　c　　　d (2)实验Ⅰ表明[Co(H2O)6]2+________(填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中大大过量的原因是__________________________________________。实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3-能催化H2O2的分解，写出H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式____________________________________________________、_____________________________________________________________________。 (3)实验Ⅰ表明，反应2[Co(H2O)6]2+＋H2O2＋2H＋⥫⥬2[Co(H2O)6]3+＋2H2O难以正向进行，利用化学平衡移动原理，分析Co3+、Co2+分别与配位后，正向反应能够进行的原因___________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)实验Ⅳ中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体；B到C溶液变为粉红色，并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为________、________。 3．(2024安徽卷，T16)测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7滴定法。研究小组用该方法测定质量为a g的某赤铁矿试样中的铁含量。 【配制溶液】 ①c molL-1 K2Cr2O7标准溶液。 ②SnCl2溶液：称取6 g SnCl22H2O溶于20 mL浓盐酸，加水至100 mL，加入少量锡粒。 【测定含量】按如图所示(加热装置略去)操作步骤进行实验。 已知：氯化铁受热易升华；室温时HgCl2可将Sn2+氧化为Sn4+，难以氧化Fe2+；可被Fe2+还原为Cr3+。 回答下列问题： (1)下列仪器在本实验中必须用到的有________(填名称)。 (2)结合离子方程式解释配制SnCl2溶液时加入锡粒的原因：__________________ _____________________________________________________________________。 (3)步骤Ⅰ中“微热”的原因是__________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)步骤Ⅲ中，若未“立即滴定”，则会导致测定的铁含量________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (5)若消耗c molL-1 K2Cr2O7标准溶液V mL，则a g试样中Fe的质量分数为________(用含a、c、V的代数式表示)。 (6)SnCl2-TiCl3-KMnO4滴定法也可测定铁的含量，其主要原理是利用SnCl2和TiCl3将铁矿石试样中Fe3+还原为Fe2+，再用KMnO4标准溶液滴定。 ①从环保角度分析，该方法相比于SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7滴定法的优点是_____________________________________________________________________。 ②为探究KMnO4溶液滴定时，Cl－在不同酸度下对Fe2+测定结果的影响，分别向下列溶液中加入1滴0.1 molL-1 KMnO4溶液，现象如下表： 溶液 现象 空白实验 2 mL 0.3 molL-1 NaCl溶液＋0.5 mL试剂X 紫红色不褪去 实验ⅰ 2 mL 0.3 molL-1 NaCl溶液＋0.5 mL 0.1 molL-1硫酸 紫红色不褪去 实验ⅱ 2 mL 0.3 molL-1 NaCl溶液＋0.5 mL 6 molL-1硫酸 紫红色明显变浅 表中试剂X为________；根据该实验可得出的结论是________________________。 4．(2024广东卷，T17)含硫物质种类繁多，在一定条件下可相互转化。 (1)实验室中，浓硫酸与铜丝反应，所产生的尾气可用________(填化学式)溶液吸收。 (2)工业上，烟气中的SO2可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收，生成石膏。该过程中，________(填元素符号)被氧化。 (3)工业锅炉需定期除水垢，其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时，发生反应： ⥫⥬(aq)　(Ⅰ) 兴趣小组在实验室探究Na2CO3溶液的浓度对反应(Ⅰ)的反应速率的影响。 ①用Na2CO3固体配制溶液，以滴定法测定其浓度。 ⅰ．该过程中用到的仪器有________。 A　　　B　　　C　　D ⅱ．滴定数据及处理：Na2CO3溶液V0 mL，消耗c1 molL-1盐酸V1 mL(滴定终点时，转化为)，则c(Na2CO3)＝________molL-1。 ②实验探究：取①中的Na2CO3溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液，分别加入m1 g硫酸钙固体，反应t1 min后，过滤，取V0 mL滤液，用c1 molL-1盐酸参照①进行滴定。记录的部分数据如下表(忽略水解的影响)。 序号 V(Na2CO3) /mL V(H2O) /mL V(滤液) /mL V消耗(盐酸) /mL a 100.0 0 V0 2V1/5 b 80.0 x V0 3V1/10 则x＝________，测得的平均反应速率之比va∶vb＝________。 (4)兴趣小组继续探究反应(Ⅰ)平衡的建立，进行实验。 ①初步实验　将1.00 g硫酸钙(M＝136 gmol-1)加入100.0 mL 0.100 molL-1 Na2CO3溶液中，在25 ℃和搅拌条件下，利用pH计测得体系的pH随时间t的变化曲线如图。 ②分析讨论　甲同学根据t2 min后pH不改变，认为反应(Ⅰ)已达到平衡；乙同学认为证据不足，并提出如下假设： 假设1　硫酸钙固体已完全消耗； 假设2　硫酸钙固体有剩余，但被碳酸钙沉淀包裹。 ③验证假设　乙同学设计如下方案，进行实验。 步骤 现象 ⅰ．将①实验中的反应混合物进行固液分离 — ⅱ．取少量分离出的沉淀置于试管中，滴加________ ________，沉淀完全溶解 ⅲ．继续向ⅱ的试管中滴加________ 无白色沉淀生成 ④实验小结　假设1成立，假设2不成立。实验中反应(Ⅰ)平衡未建立。 ⑤优化方案、建立平衡　写出优化的实验方案，并给出反应(Ⅰ)平衡已建立的判断依据：______________________________________________________________。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 大题题型五　化学实验综合题 (1)试题背景：资源、能源和环境等与可持续发展密切相关的问题；材料性质与性能探究，材料开发与生产，以及新型材料设计问题；食物成分的检测、食品加工过程探究、天然药物提取、药物成分检验、药物设计与合成，以及化妆品等日用化学品的制备等。 (2)涉及知识：物质的检验、分离、提纯和溶液配制，物质的制备，化学实验方案设计和评价，化学实验的定性分析和定量分析，实验探究和化学计算等。　 　 化学实验综合试题是各地高考试题必考题型。命题类型有无机物的制备与性质探究，定量测定实验探究，有机物的制备与分离提纯探究等。此类试题难度往往较大。主要以化学实验基础知识、元素及其化合物性质为载体，考查实验仪器的使用、实验基本操作、物质的分离提纯和检验方法、实验方案的设计与评价、实验条件的控制、实验数据的分析处理等。 以无机物制备为主题的综合实验探究 1．仪器的选择与连接 (1)气体制备实验的连接顺序 (2)易水解或潮解的物质制备模型 (3)易被氧化的物质制备模型 2．实验装置中仪器或试剂的作用类答题规范 回答装置中仪器和试剂的用途时，一般包括直接作用和根本目的两部分内容，根据各部分装置的用途不同，可采用下列格式回答： ①发生装置　生成……　产生……　制取…… ②除杂装置　除去(吸收)……防止……干扰(影响)；除去……中的杂质，以免影响测量结果 ③性质实验装置　与……反应　验证……说明……(收集装置)　比较……检验…… ④尾气吸收装置　吸收……防止……的污染(影响) 1．亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，熔点为－64.5 ℃，沸点为－5.5 ℃，气态时呈黄色，液态时呈红褐色，NOCl遇水易分解生成一种氢化物和两种氮的常见氧化物。NOCl可由NO与干燥纯净的Cl2在常温常压下反应得到，相关实验装置如图所示。 回答下列问题： (1)装置导管口的连接顺序为a→______________→h，实验时先打开分液漏斗活塞滴入稀硝酸，当观察到装置F中________________(填实验现象)时，开始向装置F中通入干燥纯净的Cl2。 (2)装置D的作用：通过观察气泡来判断气体流速、________________、________________。 [解析]　装置A中铜与稀硝酸发生反应生成NO，用于制备NO；由于硝酸具有挥发性，且装置A蒸馏烧瓶上部含有空气，产生的NO会部分被氧化为NO2，则装置B用于除去NO气体中的硝酸蒸气及NO2杂质；由于NOCl遇水易分解，则装置D用浓硫酸干燥NO气体；装置F中NO与干燥纯净的Cl2在冰水浴中合成NOCl，为防止NOCl遇水分解，应连接装置C用于吸收水蒸气；最后连接装置E用于处理尾气NO。(1)根据上述分析可知，装置的连接顺序为ABDFCE，则装置导管口的连接顺序为a→b→c→f→g→j→i→d→e→h。NO是无色气体，而NO与O2反应生成的NO2是红棕色气体，因此实验时先打开分液漏斗活塞滴入稀硝酸，当观察到装置F中红棕色完全消失，说明装置F中充满了无色的NO气体，此时开始向装置F中通入干燥纯净的Cl2。(2)装置D还有干燥NO气体，平衡压强，避免装置中压强过大的作用。 [答案]　(1)b→c→f→g→j→i→d→e　红棕色完全消失　(2)平衡压强，避免压强过大　干燥NO气体 2．硫酰氯(SO2Cl2)是有机化学中常用的氯化剂，熔点为－54.1 ℃，沸点为69.1 ℃，在潮湿空气中易水解产生白雾。实验室可用如图所示装置制备硫酰氯，反应原理为Cl2＋SO2⥫⥬SO2Cl2　ΔH<0，容器中活性炭为催化剂。 回答下列问题： (1)仪器C的名称为________________。 (2)仪器B中盛放的试剂为Cl2，则仪器A中盛放的液体为_____________________。 (3)装置E的作用为干燥气体、________________。 (4)实验所需的少量SO2可通过如下反应制得： 方法Ⅰ　Cu与浓硫酸反应； 方法Ⅱ　Na2SO3固体与70%浓硫酸反应。 ①方法Ⅱ中选用硫酸浓度小于方法Ⅰ中选用硫酸浓度的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②方法Ⅱ中发生反应的离子方程式为_____________________________________ _____________________________________________________________________。 (5)U形管中盛放碱石灰的作用为______________________；若未安装该U形管，收集器中主要发生的副反应的化学方程式为_______________________________ _____________________________________________________________________。 (6)实验中选用仪器C并将收集器放入冰水浴的目的是______________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 [解析]　(4)①方法Ⅱ中通常选用70%的硫酸，方法Ⅰ中选用的硫酸为浓硫酸，方法Ⅱ中选用硫酸浓度小于方法Ⅰ中的原因是Na2SO3固体是与硫酸中的H＋发生反应产生SO2，而浓硫酸中水的含量较少，硫酸的电离程度较小，H＋浓度较小。(5)U形管中盛放的碱石灰可吸收尾气SO2和Cl2；还可防止空气中的水蒸气进入收集器中，导致产物水解。若未安装该U形管，会有水蒸气进入收集器中，SO2Cl2会发生水解反应SO2Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。(6)由Cl2＋SO2⥫⥬SO2Cl2　ΔH<0可知，该制备反应为放热反应，实验中选用仪器C并将收集器放入冰水浴中可以冷凝收集产物，同时促进该反应平衡正向移动，提高产率。 [答案]　(1)球形冷凝管　(2)饱和食盐水　(3)观察气体通入速率　(4)①方法Ⅰ选用的是浓硫酸，方法Ⅱ中Na2SO3固体是与硫酸中的H＋发生反应，而浓硫酸中水的含量较少，硫酸的电离程度较小，游离的H＋浓度较小，通常选用70%左右的硫酸(其他合理叙述也可)　②＋2H＋===SO2↑＋H2O　(5)吸收尾气SO2和Cl2；防止空气中的水蒸气进入收集器中，导致SO2Cl2水解　SO2Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl　(6)冷凝收集产物同时促进反应Cl2＋SO2⥫⥬SO2Cl2平衡正向移动，提高产率 以有机物制备为主题的综合实验探究 1．有机物制备中的常考点 (1)有机物易挥发，制备反应中通常采用冷凝回流装置，以提高原料的利用率和产物的产率。 (2)有机反应通常都是可逆反应，且易发生副反应，通常使廉价反应物过量，以提高另一反应物的转化率和产物的产率，同时控制反应条件，以减少副反应的发生。 (3)X浴加热 ①优点：均匀受热，在一定温度下加热 ②类型 2．有机物分离提纯的三种方法 (1)萃取分液 ②分液：适用于两种互不相溶的液体混合物分离。 ③主要仪器：分液漏斗。 (2)蒸馏 ①原理：互溶的两液体，根据沸点的不同，将两液体分离。 其变化过程为液体蒸气液体。 ②主要玻璃仪器：酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶。 (3)重结晶 ①原理 重结晶是将晶体用溶剂(如蒸馏水)溶解，经过滤、蒸发、冷却等步骤后再次使之析出，以得到更加纯净的晶体的方法。 ②适用条件——常用于提纯固态化合物 a．杂质在所选溶剂中溶解度很小(使杂质析出)或很大(使杂质留在母液中)，易于除去。 b．被提纯的物质在所选溶剂中的溶解度受温度影响较大，升温时溶解度增大，降温时溶解度减小，冷却后易结晶析出。 3．有机物制备实验思维模型 1．(2024黄山联考)实验室制备硝基苯的反应原理为＋HO—NO2＋H2O　ΔH<0，其实验装置如图所示。存在的主要副反应是在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。 有关物质的性质如表所示： 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(gcm-3) 溶解性 苯 5.5 80.1 0.88 不溶于水 硝基苯 5.7 210.9 1.204 几乎不溶于水 间二硝基苯 86 301 1.57 微溶于水 浓硝酸 83 1.4 易溶于水 浓硫酸 338 1.84 易溶于水 实验步骤：①在100 mL烧杯中，用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混合酸，将混合酸小心加入仪器B中；②将18 mL苯加入仪器A中；③在室温下，向苯中逐滴加入混合酸，边滴边搅拌，使反应物混合均匀。在50～60 ℃下发生反应，直至反应结束；④将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，依次用少量水、5% NaOH溶液、水洗涤并分液；⑤向分出的产物中加入无水CaCl2颗粒，静置片刻，然后倒入蒸馏烧瓶，弃去CaCl2，进行蒸馏纯化，收集205～210 ℃馏分，得到18 g纯硝基苯。 回答下列问题： (1)图中仪器C的作用是________。 (2)配制混合酸时，能否将浓硝酸加入浓硫酸中，________(填“能”或“不能”)，说明理由：____________________________________________________________。 (3)为了使反应在50～60 ℃下进行，常用的方法是________。 反应结束并冷却至室温后仪器A中液体就是粗硝基苯，粗硝基苯呈黄色的原因可能是_______________________________________________________________。 (4)在洗涤操作中，第二次水洗的作用是___________________________________ _____________________________________________________________________。 (5)在蒸馏纯化过程中，因硝基苯的沸点高于140 ℃，应选用空气冷凝管，不选用直形冷凝管的原因是___________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (6)本实验所得到的硝基苯的产率是________(结果保留四位有效数字)。 [解析]　【明确反应原理】＋HO—NO2。【熟知实验仪器装置】(1)根据题图可知，仪器C为球形冷凝管，其作用为冷凝回流。(2)浓硝酸与浓硫酸混合会放出大量的热，结合题表数据可得，浓硝酸的密度小于浓硫酸的密度，若将浓硝酸加入浓硫酸中，容易导致液体飞溅。(3)由题意知，该反应温度低于水的沸点，可以采用水浴加热。反应后仪器A中的粗硝基苯中溶有浓硝酸分解产生的NO2，可能是粗硝基苯呈黄色的原因。【设计分离提纯方案】(4)先用少量水洗涤除去浓硫酸和浓硝酸，再用5% NaOH溶液洗涤除去溶解的少量的酸，最后用水洗涤除去反应生成的钠盐以及未反应的NaOH。(5)硝基苯的沸点高于140 ℃，用空气冷凝与水冷凝效果几乎无差异，但直形冷凝管通水冷却时可能因温度差过大发生炸裂，所以选用空气冷凝管。【计算产品产率】(6)理论上18 mL苯完全反应生成硝基苯的质量为×123 gmol-1≈24.98 g，所以硝基苯的产率为×100%≈72.06%。 [答案]　(1)冷凝回流　(2)不能　容易导致液体飞溅　(3)水浴加热　溶有浓硝酸分解产生的NO2(或其他合理答案)　(4)洗去残留的NaOH及生成的钠盐　(5)防止直形冷凝管通水冷却时可能因温度差过大发生炸裂　(6)72.06% 2．(2024湛江模拟)糠酸(熔点为133 ℃，沸点为231 ℃，在热水中的溶解度较大，微溶于冷水)和糠醇(熔点为－29 ℃，沸点为171 ℃)均为重要的化工中间体，工业上可利用糠醛(沸点为161.7 ℃，易被氧化)发生歧化反应制取这两种物质(该反应为强放热反应)，实验装置如图所示，反应原理如下。 实验步骤： 步骤1　向三颈烧瓶中加入8.2 mL(约0.2 mol)新蒸馏的糠醛，通过仪器A向三颈烧瓶中缓慢滴加8 mL质量分数为33%的NaOH溶液。搅拌并保持反应温度为8～12 ℃，回流20 min，得到粗产品。 步骤2　将粗产品倒入盛有10 mL水的烧杯中，然后将液体转移至分液漏斗中，用乙醚萃取4次，分液得到水层和醚层。 步骤3　向水层中分批滴加质量分数为25%的盐酸，调至溶液的pH＝3，冷却、结晶、抽滤、冷水洗涤，得到糠酸粗品；向醚层中加入无水碳酸钾干燥，过滤除掉碳酸钾后，分离乙醚(沸点为34.6 ℃)和糠醇。 回答下列问题： (1)仪器A的名称为________________。与直形冷凝管相比，使用仪器B的优点是___________________________________________________________________。 (2)该反应必须严格控制反应温度为8～12 ℃，请写出实验中采用了哪些保障措施：__________________________________________________________________。 (3)步骤3中分离乙醚和糠醇的实验操作是_________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)步骤3中用冷水洗涤的原因是_________________________________________ _____________________________________________________________________。 进一步将糠酸粗品提纯，应采用的方法是__________________________________ _____________________________________________________________________。 (5)取1.120 g提纯后的糠酸样品，配成100 mL溶液，准确量取20.00 mL于锥形瓶中，加入几滴酚酞溶液，用0.080 0 molL-1 NaOH标准溶液滴定，平行滴定三次，平均消耗NaOH标准溶液24.80 mL。糠酸的纯度为________%。 [解析]　(5)关系式～NaOH，则n()＝n(NaOH)＝0.080 0 molL-1×24.80×10-3 L＝1.984×10-3 mol，则糠酸的纯度 为×100%＝99.2%。 [答案]　(1)恒压滴液漏斗　球形冷凝管的内管与冷凝水的接触面积更大，冷凝效果更好 (2)缓慢滴加NaOH溶液，使用冰水浴给反应装置降温 (3)蒸馏 (4)减少产品因溶解而造成的损失　重结晶 (5)99.2 以物质性质为主题的综合实验探究 物质性质探究实验思维模型 1．(2023北京卷，T19)资料显示，I2可以将Cu氧化为Cu2+。某小组同学设计实验探究Cu被I2氧化的产物及铜元素的价态。 已知：I2易溶于KI溶液，发生反应⥫⥬(红棕色)；I2和氧化性几乎相同。 (1)将等体积的KI溶液加入m mol铜粉和n mol I2(n>m)的固体混合物中，振荡。实验记录如下： c(KI) 实验现象 实验Ⅰ 0.01 molL-1 极少量I2溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色 实验Ⅱ 0.1 molL-1 部分I2溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色 实验Ⅲ 4 molL-1 I2完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液为深红棕色 ①初始阶段，Cu被氧化的反应速率：实验Ⅰ______(填“>”“<”或“＝”)实验Ⅱ。 ②实验Ⅲ所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有[Cu(H2O)4]2+(蓝色)或[CuI2]－(无色)，进行以下实验探究： 步骤a．取实验Ⅲ的深红棕色溶液，加入CCl4，多次萃取、分液。 步骤b．取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。 ⅰ．步骤a的目的是____________________________________________________。 ⅱ．查阅资料===(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤b的溶液中发生的变化：________________________ _____________________________________________________________________。 ③结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是_________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体，洗涤后得到白色沉淀，加入浓KI溶液，_____________________________________________________________________ _________________________________________________________ (填实验现象)， 观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是__________________________ _____________________________________________________________________。 (2)上述实验结果，I2仅将Cu氧化为＋1价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验，证实了I2能将Cu氧化为Cu2+。装置如图所示，a、b分别是_________________。 (3)运用氧化还原反应规律，分析在上述实验中Cu被I2氧化的产物中价态不同的原因：______________________________________________________________。 [解析]　(1)①提高KI浓度，便于提高的浓度，与Cu接触更加充分，Cu与的反应速率加快，故反应速率实验Ⅰ<实验Ⅱ。②加入CCl4，多次萃取、分液可以分离出I2，使⥫⥬平衡逆向移动，从而除去溶液中的，防止干扰后续实验。由题目信息可知，实验Ⅲ所得溶液中Cu元素以[CuI2]－形式存在，加入氨水后，[CuI2]－转化为，无色的[Cu(NH3)2]＋被氧化为蓝色的[Cu(NH3)4]2+，离子方程式为[CuI2]－＋2NH3H2O===[Cu(NH3)2]＋＋2H2O＋2I－、===＋4OH－＋6H2O。③结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是2Cu＋KI3===2CuI＋KI；加入浓KI溶液，CuI可与KI发生反应CuI＋I－===[CuI2]－，故产生的白色沉淀溶解；I－浓度小，CuI覆盖在Cu表面，阻止反应继续进行。(2)要验证I2能将Cu氧化为Cu2+，需设计原电池负极材料a为Cu，b为含n mol I2的4 molL-1的KI溶液。(3)含n mol I2的4 molL-1的KI溶液中铜与碘单质反应，在原电池装置中，I2将Cu氧化为Cu2+；而在实验Ⅰ、实验Ⅱ和实验Ⅲ中Cu以Cu＋形式存在，这是由于在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu＋可以进一步与I－结合生成CuI沉淀或[CuI2]－，使得Cu＋的还原性减弱，I2不能氧化CuI或[CuI2]－。 [答案]　(1)①<　②ⅰ．除去，防止干扰后续实验　ⅱ．[CuI2]－＋2NH3H2O===[Cu(NH3)2]＋＋2H2O＋2I－、4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3H2O===4[Cu(NH3)4]2+＋4OH－＋6H2O　③2Cu＋KI3===2CuI＋KI　白色沉淀溶解　I－浓度小，CuI覆盖在Cu表面，阻止反应继续进行　(2)铜、含n mol I2的4 molL-1的KI溶液　(3)电化学实验中，由于氧化性I2>Cu2+，I2将Cu氧化为Cu2+，在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu＋可以进一步与I－结合生成CuI沉淀或[CuI2]－，使得Cu＋的还原性减弱，I2不能氧化CuI或[CuI2]－ 2．高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效消毒剂，可用于饮用水处理、脱色除臭等。某化学兴趣小组制备K2FeO4并探究其性质。 已知：①K2FeO4为紫色固体，易溶于水，微溶于浓KOH溶液，不溶于乙醇。②K2FeO4具有强氧化性，在强碱性溶液中较稳定。③常温下，Cl2＋2KOH===KCl＋KClO＋H2O。 Ⅰ．制备K2FeO4(夹持装置省略) (1)盛装浓盐酸的仪器名称是________。 (2)在装置C中Cl2，与KOH、Fe(OH)3反应生成K2FeO4，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。 (3)该小组同学设计的制备装置是否合理，若不合理，则改进的方法是_____________________________________________________________________。 Ⅱ．探究K2FeO4的性质 (4)取装置C中紫色溶液，加入稀硫酸，有黄绿色气体Cl2生成。甲同学认为ClO－将Cl－氧化成Cl2；乙同学认为将Cl－氧化成Cl2。 丙同学为了验证甲、乙同学的观点，采用以下操作得到纯净的K2FeO4：将装置C中所得到的固体溶于冷的浓KOH溶液―→过滤除去Fe(OH)3―→向滤液中加入冷的饱和KOH溶液，静置―→过滤―→用适量的无水乙醇洗涤2～3次。 ①若甲同学的假设正确，请写出发生反应的离子方程式：__________________ _____________________________________________________________________。 ②丙同学用适量无水乙醇洗涤而不用水洗涤的原因是_______________________ _____________________________________________________________________。 ③丙同学将设计实验方案证明乙同学的观点正确： __________________________________________________________________________________________________________________________________________(湿润的淀粉-KI试纸、稀盐酸)。 [解析]　(2)装置C中发生反应的化学方程式为3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，该反应中氧化剂为Cl2，还原剂为Fe(OH)3，故该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2。(3)反应完成后，装置中含有未反应的Cl2，污染空气，故题给装置不合理，缺少一个吸收尾气Cl2的装置，应在装置C之后连接一个盛装NaOH溶液的烧杯(烧杯上方连接的是球形干燥管或倒置漏斗)。(4)①在酸性条件下，ClO－将Cl－氧化成Cl2，发生反应的离子方程式为ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。②由已知信息①可知，K2FeO4易溶于水，不溶于乙醇，故洗涤的时候应选择无水乙醇洗涤K2FeO4，减少高铁酸钾的溶解，提高产率。③将制得的少量纯净的K2FeO4与足量稀盐酸混合，将产生的气体用湿润的淀粉-KI 试纸检验，湿润的淀粉-KI试纸变蓝，则说明有Cl2生成。 [答案]　(1)恒压滴液漏斗　(2)3∶2　(3)不合理，在装置C之后连接一个盛装NaOH溶液的烧杯(烧杯上方连接的是球形干燥管或倒置漏斗)　(4)①ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O　②减少高铁酸钾的溶解，提高产率　③将制得的少量纯净的K2FeO4与足量稀盐酸混合，将产生的气体用湿润的淀粉-KI试纸检验，湿润的淀粉-KI试纸变蓝，则说明有Cl2生成 以定量实验为主题的综合实验探究 1．定量实验数据的测定方法 (1)沉淀法：先将待测定离子转化为沉淀，然后称量沉淀(经洗涤、干燥)的质量，再通过元素守恒计算。 (2)测定气体法 ①测定气体的体积：把待测定元素转化为气体，通过排液量气装置测定气体的体积，转化为标准状况下体积并进行计算。如图 [注意]　a．量气时应保证气体处于室温状态。 b．读数时要特别注意消除“压强差”，保持液面相平，还要注意视线与液面最低处相切。 ②用于测定气体质量的装置 (3)滴定法：通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相应数据后再进行相关计算。 ①直接滴定：利用两种物质按比例直接反应，是最常用的滴定方法。 ②间接滴定：当被测物质不能直接与标准溶液作用，却能和另一种可与标准溶液作用的物质反应时，可用间接滴定。例如，Ca2+不能直接与高锰酸钾标准溶液作用，但能和可与高锰酸钾标准溶液作用的定量反应生成CaC2O4，通过间接测定的量，从而测定Ca2+的含量。 ③反滴定：加入一定量且过量的标准溶液与被测物反应，过量部分再用另一种标准溶液滴定。例如固体CaCO3的测定，可先加入一定量的过量盐酸标准溶液，待其与试样完全反应后，再用氢氧化钠标准溶液反滴定剩余氯化氢。 2．定量实验类型 类型 解题方法 物质含量的计算 (1)根据方程式、关系式、得失电子守恒、滴定法等，得出混合物中某一成分的量 (2)由(1)中求出的量除以混合物(样品)的总量，即可得出其含量 确定物质化学式的计算 (1)利用上述的测定方法测定出相关物质(气体、沉淀)的数据 (2)根据元素守恒确定出未知物质中各元素的物质的量 (3)各元素的物质的量最简整数比即该物质的化学式的下标比 1．[Co(NH3)6]Cl3[三氯化六氨合钴(Ⅲ)]易溶于热水，难溶于冷水及乙醇，是合成其他Co(Ⅲ)配合物的原料。某化学兴趣小组进行如下实验测定样品中钴的含量。 准确称取0.200 0 g的[Co(NH3)6]Cl3样品放入250 mL碘量瓶中，加入15 mL 10% NaOH溶液，加热至不再有氨放出，加入足量KI固体，摇荡使KI溶解，再加入盐酸酸化，置于暗处10 min，Co(OH)3转化成Co2+，用0.100 0 molL-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗6.00 mL Na2S2O3标准溶液。 已知：[Co(NH3)6]Cl3在热的强碱溶液中会分解，实验过程中涉及反应：[Co(NH3)6]Cl3＋3NaOHCo(OH)3↓＋6NH3↑＋3NaCl；。 (1)Co(OH)3转化成Co2+的离子方程式为___________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)产品中钴的质量分数为________。 (3)下列操作可能导致钴的质量分数偏高的是________(填字母)。 A．酸化过程中加入盐酸的量不足 B．滴定前滴定管内有气泡，滴定后气泡消失 C．滴定终点时俯视读数 D．盛放Na2S2O3标准溶液的滴定管没有用Na2S2O3标准溶液润洗 [解析]　(2)由离子方程式2Co(OH)3＋2I－＋6H＋===2Co2+＋I2＋6H2O、===，可得关系式，根据消耗的Na2S2O3标准溶液的量可得n(Co2+)。＝0.100 0 molL-1×6.00×10-3 L，m(Co2+)＝0.100 0 molL-1×6.00×10-3 L×59 gmol-1＝0.035 4 g，则产品中钴的质量分数为×100%＝17.7%。(3)A项，酸化过程中加入盐酸的量不足，则不能将所有Co3+还原成Co2+，使得转化生成的I2的量减小，消耗的Na2S2O3标准溶液的体积减小，导致钴的质量分数偏低，不符合题意。B项，滴定前滴定管内有气泡，滴定后气泡消失，导致测得的Na2S2O3标准溶液体积偏大，所以会使钴的质量分数偏高，符合题意。C项，滴定终点时俯视读数，导致测得的Na2S2O3标准溶液体积偏小，所以会使钴的质量分数偏低，不符合题意。D项，盛放Na2S2O3标准溶液的滴定管没有用Na2S2O3标准溶液润洗，相当于稀释了Na2S2O3标准溶液，导致消耗的Na2S2O3标准溶液体积增大，所以会使钴的质量分数偏高，符合题意。 [答案]　(1)2Co(OH)3＋2I－＋6H＋===2Co2+＋I2＋6H2O　(2)17.7%　(3)BD 2．已知：氢化钡遇水剧烈反应。设计如图所示装置测定氢化钡纯度。室温下，向恒压分液漏斗中加入足量水，乙管实验前对应气体体积读数为V1 mL，装置甲中物质完全反应后乙管气体体积读数为V2 mL(V2>V1)。 (1)每次读数前要调整丙管液面高度，使其与乙管液面持平，其目的是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)已知室温下，气体摩尔体积为Vm Lmol-1，该产品纯度为________%；若实验结束时，未调平乙管和丙管的液面，且丙管的液面高于乙管的液面，所测得的产品纯度________(填“偏高”或“偏低”)。 [解析]　(1)每次读数前需调节丙管液面高度与乙管液面持平，是为了使乙管内气压等于外界大气压，此时测得的气体体积为一个外界大气压下的体积。(2)BaH2与水反应生成Ba(OH)2和H2，反应的化学方程式为BaH2＋2H2O===Ba(OH)2＋2H2↑，反应得到的H2的体积为(V2－V1)mL，H2的物质的量为 mol，因此参加反应的BaH2的物质的量为 mol，BaH2的质量为 g，则该产品纯度为×100%＝%。若实验结束时，未调平乙管和丙管的液面，且丙管的液面高于乙管的液面，则测得的H2的体积偏小，参加反应的BaH2的质量偏小，所测得的产品纯度偏低。 [答案]　(1)使乙管内气压等于外界大气压(或使所测气体体积为一个外界大气压下的体积)　 (2)　偏低 1．(2024河北卷，T15)市售的溴(纯度99%)中含有少量的Cl2和I2，某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理，设计实验制备高纯度的溴。 回答下列问题： (1)装置如图(夹持装置等略)，将市售的溴滴入盛有浓CaBr2溶液的B中，水浴加热至不再有红棕色液体馏出。仪器C的名称为____________；CaBr2溶液的作用为________________________；D中发生的主要反应的化学方程式为_____________________________________________________________________。 (2)将D中溶液转移至________(填仪器名称)中，边加热边向其中滴加酸化的KMnO4溶液至出现红棕色气体，继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成I2的离子方程式为_____________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)利用图示相同装置，将R和K2Cr2O7固体混合均匀放入B中，D中加入冷的蒸馏水。由A向B中滴加适量浓硫酸，水浴加热蒸馏。然后将D中的液体分液、干燥、蒸馏，得到高纯度的溴。D中蒸馏水的作用为_______________________和________________________。 (4)为保证溴的纯度，步骤(3)中K2Cr2O7固体的用量按理论所需量的计算，若固体R质量为m g(以KBr计)，则需称取________g K2Cr2O7(M＝294 gmol-1，用含m的代数式表示)。 (5)本实验所用钾盐试剂均经重结晶的方法纯化。其中趁热过滤的具体操作为漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，转移溶液时用__________________________________ _____________________________________________________________________， 滤液沿烧杯壁流下。 [解析]　(1)仪器C为直形冷凝管，用于冷凝蒸气；加入CaBr2可以抑制液溴与水反应，并除去Cl2，水浴加热时，Br2、I2进入装置D中，分别与K2C2O4发生氧化还原反应：Br2＋K2C2O42KBr＋2CO2↑、I2＋K2C2O42KI＋2CO2↑。 (2)将D中溶液转移至蒸馏烧瓶中，边加热边向其中滴加酸化的KMnO4溶液至出现红棕色气体(Br2)，即说明KMnO4已将KI全部氧化，发生反应的离子方程式为＋10I－＋16H＋2Mn2+＋5I2＋8H2O。KBr几乎未被氧化，继续加热将溶液蒸干所得固体R的主要成分为KBr。 (3)冷的蒸馏水温度较低，可以将溴蒸气液化沉入蒸馏水底部， 同时减少溴的挥发。 (4)根据得失电子守恒可得关系式：6KBr～6e－～K2Cr2O7，则理论上需要K2Cr2O7的物质的量为 mol，实际所需称取K2Cr2O7的质量为 mol××294 gmol-1≈0.31m g。 (5)趁热过滤的具体操作：漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，转移溶液时用玻璃棒引流，玻璃棒下端靠在三层滤纸处，滤液沿烧杯壁流下。 [答案]　(1)直形冷凝管　抑制液溴与水反应；除去Cl2　Br2＋K2C2O42KBr＋2CO2↑　(2)蒸馏烧瓶　＋10I－＋16H＋2Mn2+＋5I2＋8H2O　(3)冷凝　减少溴的挥发　(4)0.31m　(5)玻璃棒引流，玻璃棒下端靠在三层滤纸处 2．(2024湖北卷，T18)学习小组为探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相关性质，室温下进行了实验Ⅰ～Ⅳ。 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 无明显变化 溶液变为红色，伴有气泡产生 溶液变为墨绿色，并持续产生能使带火星木条复燃的气体 已知：[Co(H2O)6]2+为粉红色、[Co(H2O)6]3+为蓝色、[Co(CO3)2]2-为红色、[Co(CO3)3]3-为墨绿色。回答下列问题： (1)配制1.00 molL-1的CoSO4溶液，需要用到下列仪器中的________(填标号)。 a　　　b　　　c　　　d (2)实验Ⅰ表明[Co(H2O)6]2+________(填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中大大过量的原因是__________________________________________。实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3-能催化H2O2的分解，写出H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式____________________________________________________、_____________________________________________________________________。 (3)实验Ⅰ表明，反应2[Co(H2O)6]2+＋H2O2＋2H＋⥫⥬2[Co(H2O)6]3+＋2H2O难以正向进行，利用化学平衡移动原理，分析Co3+、Co2+分别与配位后，正向反应能够进行的原因___________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)实验Ⅳ中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体；B到C溶液变为粉红色，并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为________、________。 [解析]　本题探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相关性质。实验Ⅰ中无明显变化，证明不能催化H2O2的分解；实验Ⅱ中溶液变为红色，证明[Co(H2O)6]2+易转化为；实验Ⅲ中溶液变为墨绿色，说明更易与反应生成，并且初步证明[Co(H2O)6]2+在的作用下易被H2O2氧化为[Co(CO3)3]3-；实验Ⅳ中溶液先变蓝后变粉红，并且前后均有气体生成，证明在酸性条件下，[Co(CO3)3]3-易转化为[Co(H2O)6]3+，[Co(H2O)6]3+氧化性强，可以把H2O氧化为O2。 (1)配制1.00 molL-1的CoSO4溶液，需要用到容量瓶、胶头滴管等，因此选bc。(2)CoSO4溶液中存在大量的[Co(H2O)6]2+，向其中加入30%的H2O2溶液后无明显变化，因此，实验Ⅰ表明不能催化H2O2的分解。实验Ⅱ中与Co2+结合转化为[Co(CO3)2]2-和H＋，过量的能吸收H＋，促使反应正向进行。实验Ⅲ的实验现象表明在H2O2的作用下Co2+能与反应生成[Co(CO3)3]3-，然后能催化H2O2的分解，因此，H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式为＋H2O2===2[Co(CO3)3]3-＋6H2O＋4CO2↑、2H2O22H2O＋O2↑。(3)实验Ⅰ表明，反应2[Co(H2O)6]2+＋H2O2＋2H＋⥫⥬2[Co(H2O)6]3+＋2H2O难以正向进行，实验Ⅲ的现象表明，Co3+、Co2+分别与配位时，更易与反应生成[Co(CO3)3]3-(该反应为快反应)，导致[Co(H2O)6]2+几乎不能转化为[Co(CO3)2]2-，这样使得[Co(H2O)6]3+的浓度减小的幅度远远大于[Co(H2O)6]2+减小的幅度，根据化学平衡移动原理，减小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动，因此，上述反应能够正向进行。(4)实验Ⅳ中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体，说明发生反应[Co(CO3)3]3-＋6H＋＋3H2O===[Co(H2O)6]3+＋3CO2↑；B到C溶液变为粉红色，并产生气体，说明发生反应4[Co(H2O)6]3+＋2H2O===4[Co(H2O)6]2+＋O2↑＋4H＋，因此从A到C所产生的气体的分子式分别为CO2和O2。 [答案]　(1)bc　(2)不能　吸收转化过程中产生的H＋，促进反应正向进行　＋H2O2===2[Co(CO3)3]3-＋6H2O＋4CO2↑　2H2O22H2O＋O2↑　(3)实验Ⅲ的现象表明，Co3+、Co2+分别与配位时，[Co(H2O)6]3+更易与反应生成[Co(CO3)3]3-(该反应为快反应)，导致[Co(H2O)6]2+几乎不能转化为，这样使得[Co(H2O)6]3+的浓度减小的幅度远远大于[Co(H2O)6]2+减小的幅度，根据化学平衡移动原理，减小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动，因此，上述反应能够正向进行　(4)CO2　O2 3．(2024安徽卷，T16)测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7滴定法。研究小组用该方法测定质量为a g的某赤铁矿试样中的铁含量。 【配制溶液】 ①c molL-1 K2Cr2O7标准溶液。 ②SnCl2溶液：称取6 g SnCl22H2O溶于20 mL浓盐酸，加水至100 mL，加入少量锡粒。 【测定含量】按如图所示(加热装置略去)操作步骤进行实验。 已知：氯化铁受热易升华；室温时HgCl2可将Sn2+氧化为Sn4+，难以氧化Fe2+；可被Fe2+还原为Cr3+。 回答下列问题： (1)下列仪器在本实验中必须用到的有________(填名称)。 (2)结合离子方程式解释配制SnCl2溶液时加入锡粒的原因：__________________ _____________________________________________________________________。 (3)步骤Ⅰ中“微热”的原因是__________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)步骤Ⅲ中，若未“立即滴定”，则会导致测定的铁含量________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (5)若消耗c molL-1 K2Cr2O7标准溶液V mL，则a g试样中Fe的质量分数为________(用含a、c、V的代数式表示)。 (6)SnCl2-TiCl3-KMnO4滴定法也可测定铁的含量，其主要原理是利用SnCl2和TiCl3将铁矿石试样中Fe3+还原为Fe2+，再用KMnO4标准溶液滴定。 ①从环保角度分析，该方法相比于SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7滴定法的优点是_____________________________________________________________________。 ②为探究KMnO4溶液滴定时，Cl－在不同酸度下对Fe2+测定结果的影响，分别向下列溶液中加入1滴0.1 molL-1 KMnO4溶液，现象如下表： 溶液 现象 空白实验 2 mL 0.3 molL-1 NaCl溶液＋0.5 mL试剂X 紫红色不褪去 实验ⅰ 2 mL 0.3 molL-1 NaCl溶液＋0.5 mL 0.1 molL-1硫酸 紫红色不褪去 实验ⅱ 2 mL 0.3 molL-1 NaCl溶液＋0.5 mL 6 molL-1硫酸 紫红色明显变浅 表中试剂X为________；根据该实验可得出的结论是________________________。 [解析]　浓盐酸与试样反应，使得试样中Fe元素以离子形式存在，滴加稍过量的SnCl2溶液将Fe3+还原为Fe2+，冷却后滴入HgCl2饱和溶液，将多余的Sn2+氧化为Sn4+，加入硫酸和磷酸混合液后，滴加指示剂，用K2Cr2O7标准溶液进行滴定，将Fe2+氧化为Fe3+，离子方程式为＋14H＋===2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O。(1)配制SnCl2溶液需要用到容量瓶和量筒，滴定需要用到酸式滴定管，但给出的为碱式滴定管，因此给出仪器中，本实验必须用到容量瓶、量筒。(2)Sn2+易被空气氧化为Sn4+，离子方程式为2Sn2+＋O2＋4H＋===2Sn4+＋2H2O，加入Sn，发生反应Sn4+＋Sn===2Sn2+，可防止Sn2+被氧化。(3)步骤Ⅰ中“微热”是为了增大试样的溶解度，促进其溶解。(4)步骤Ⅲ中，若未“立即滴定”，Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+，导致测定的铁含量偏小。(5)根据离子方程式＋14H＋===2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O可得：n(Fe2+)＝＝6×10-3cV mol，a g试样中铁元素的质量为6×10-3cV mol×56 gmol-1＝0.336cV g，质量分数为×100%＝%。(6)①SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7滴定法中，HgCl2氧化Sn2+的离子方程式为Hg2+＋Sn2+===Sn4+＋Hg，生成的Hg有剧毒，而滴定法没有这方面隐患。②2 mL 0.3 molL-1 NaCl溶液＋0.5 mL试剂X，为空白试验，因此X为H2O；由表格可知，酸性越强，KMnO4的氧化性越强，Cl－被KMnO4氧化的可能性越大，对Fe2+测定结果造成干扰的可能性越大，因此在KMnO4标准液进行滴定时，要控制溶液的pH。 [答案]　(1)容量瓶、量筒　(2)Sn2+易被空气氧化为Sn4+，离子方程式为2Sn2+＋O2＋4H＋===2Sn4+＋2H2O，加入Sn，发生反应Sn4+＋Sn===2Sn2+，可防止Sn2+被氧化　(3)增大试样的溶解度，促进其溶解　(4)偏小　(5)%　(6)①不产生重金属污染　②H2O　酸性越强，KMnO4的氧化性越强，Cl－被KMnO4氧化的可能性越大，对Fe2+测定结果造成干扰的可能性越大，因此在KMnO4标准液进行滴定时，要控制溶液的pH 4．(2024广东卷，T17)含硫物质种类繁多，在一定条件下可相互转化。 (1)实验室中，浓硫酸与铜丝反应，所产生的尾气可用________(填化学式)溶液吸收。 (2)工业上，烟气中的SO2可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收，生成石膏。该过程中，________(填元素符号)被氧化。 (3)工业锅炉需定期除水垢，其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时，发生反应： ⥫⥬(aq)　(Ⅰ) 兴趣小组在实验室探究Na2CO3溶液的浓度对反应(Ⅰ)的反应速率的影响。 ①用Na2CO3固体配制溶液，以滴定法测定其浓度。 ⅰ．该过程中用到的仪器有________。 A　　　B　　　C　　D ⅱ．滴定数据及处理：Na2CO3溶液V0 mL，消耗c1 molL-1盐酸V1 mL(滴定终点时，转化为)，则c(Na2CO3)＝________molL-1。 ②实验探究：取①中的Na2CO3溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液，分别加入m1 g硫酸钙固体，反应t1 min后，过滤，取V0 mL滤液，用c1 molL-1盐酸参照①进行滴定。记录的部分数据如下表(忽略水解的影响)。 序号 V(Na2CO3) /mL V(H2O) /mL V(滤液) /mL V消耗(盐酸) /mL a 100.0 0 V0 2V1/5 b 80.0 x V0 3V1/10 则x＝________，测得的平均反应速率之比va∶vb＝________。 (4)兴趣小组继续探究反应(Ⅰ)平衡的建立，进行实验。 ①初步实验　将1.00 g硫酸钙(M＝136 gmol-1)加入100.0 mL 0.100 molL-1 Na2CO3溶液中，在25 ℃和搅拌条件下，利用pH计测得体系的pH随时间t的变化曲线如图。 ②分析讨论　甲同学根据t2 min后pH不改变，认为反应(Ⅰ)已达到平衡；乙同学认为证据不足，并提出如下假设： 假设1　硫酸钙固体已完全消耗； 假设2　硫酸钙固体有剩余，但被碳酸钙沉淀包裹。 ③验证假设　乙同学设计如下方案，进行实验。 步骤 现象 ⅰ．将①实验中的反应混合物进行固液分离 — ⅱ．取少量分离出的沉淀置于试管中，滴加________ ________，沉淀完全溶解 ⅲ．继续向ⅱ的试管中滴加________ 无白色沉淀生成 ④实验小结　假设1成立，假设2不成立。实验中反应(Ⅰ)平衡未建立。 ⑤优化方案、建立平衡　写出优化的实验方案，并给出反应(Ⅰ)平衡已建立的判断依据：______________________________________________________________。 [解析]　(1)浓硫酸与铜丝反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4CuSO4＋SO2↑＋2H2O，所产生的尾气为SO2，可用NaOH溶液吸收(其他合理答案也可)。(2)SO2生成石膏(主要成分CaSO4)，硫元素的化合价由＋4价上升到＋6价，失去电子，被氧化。(3)①用Na2CO3固体配制溶液，以滴定法测定其浓度，该过程用到的仪器有烧杯、酸式滴定管，故选BD。根据离子方程式===可知，c(Na2CO3)＝ molL-1＝ molL-1。②总体积应相同，x为20.0；a中消耗的盐酸体积为，即Δc(Na2CO3)＝molL-1＝ mol L-1，同理可得，b中Δc(Na2CO3)＝molL-1＝ molL-1，由于v＝，va∶vb＝∶＝6∶5。(4)由结论假设1成立，假设2不成立，说明①实验中的沉淀均为CaCO3，要验证沉淀中无CaSO4，可酸溶后滴加BaCl2溶液将①实验中的反应混合物进行固液分离后，取少量分离出的沉淀置于试管中，滴加过量稀盐酸，有气体产生，沉淀完全溶解，继续滴加BaCl2溶液，无白色沉淀生成，说明沉淀均为CaCO3，无CaSO4。由离子方程式⥫⥬(aq)可知，假设正反应100%进行，n(CaSO4)＝＝0.100 molL-1×0.1 L＝0.01 mol，质量为0.01 mol×136 gmol-1＝1.36 g，实验方案为将最少1.36 g硫酸钙加入100.0 mL 0.100 molL-1 Na2CO3溶液中，在25 ℃和搅拌条件下，利用pH计测得体系的pH，当pH不变时，加入Na2SO4固体，若pH变大，说明反应Ⅰ平衡已建立。 [答案]　(1)NaOH(合理即可)　(2)S　(3)①BD　　②20.0　6∶5　(4)③足量稀盐酸　有气泡生成　少量BaCl2溶液　⑤将1.36 g(或大于此量的)硫酸钙加入100 mL 0.1 molL-1 Na2CO3溶液中，在25 ℃和搅拌条件下，利用pH计测量混合液的pH，待混合液pH不变时，加入Na2SO4固体，pH增大，说明反应(Ⅰ)平衡已建立 化学实验综合题 热点题空专练 以无机物制备为主题的综合实验探究 1．(2024青岛一模)三氯化硼可用于有机反应催化剂、电子工业等。其熔点为－107 ℃，沸点为12.5 ℃，易水解。模拟工业以B2O3、木炭和氯气为原料制备三氯化硼的装置如图所示(夹持装置略)。 实验步骤： (ⅰ)连接仪器，检验装置的气密性，装药品；打开K1，通一段时间N2； (ⅱ)关闭K1，加入适量浓盐酸，接通冷凝装置，加热管式炉； (ⅲ)待反应结束，停止加热，打开K1，再通一段时间N2。 回答下列问题： (1)仪器甲的名称为________，试剂X为________，F处碱石灰的作用是_____________________________________________________________________。 (2)装置D的产物中含有极性的二元化合物分子，则该反应的化学方程式为____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________； 判断该反应结束的实验现象是___________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)反应结束后通入N2的目的是__________________________________________ _____________________________________________________________________； 图示装置存在的缺陷是_________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)已知AgSCN是一种白色沉淀且Ksp(AgSCN)<Ksp(AgCl)。BCl3产率的测定方法如下(不考虑杂质的反应)： ①m g B2O3与足量木炭、氯气反应，取产品的20%于水解瓶中完全水解，稀释至100.00 mL。 ②取10.00 mL该溶液于锥形瓶中，加入V1 mL c1 molL-1 AgNO3溶液，加入适量硝基苯，用力摇动，将沉淀表面完全覆盖。 ③以NH4Fe(SO4)2溶液为指示剂，用c2 molL-1 KSCN标准溶液滴定过量AgNO3溶液，消耗标准溶液V2 mL。 判断滴定终点的现象是_________________________________________________ _____________________________________________________________________； 实验所得BCl3的产率是________，若未加硝基苯，则测定结果将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 [解析]　A为制备氯气的装置，该方法制备的氯气中有HCl和水蒸气杂质，需要依次通过饱和食盐水和浓硫酸除去，D为反应装置，F为尾气处理装置且可防止空气中的水蒸气进入蒸馏烧瓶中；整个过程中需要注意三氯化硼熔点为－107 ℃，沸点为12.5 ℃，易水解。(4)达到滴定终点时过量的SCN－与指示剂电离出的Fe3+生成红色物质，则滴定终点现象为滴入最后半滴标准溶液，溶液由无色变为红色，且半分钟不褪色；设理论上应得到x g BCl3，根据B原子守恒有 B2O3　～　2BCl3 70 g 235 g m g x g x＝＝m，滴定溶液中过量的硝酸银的物质的量为10-3 c2V2 mol，则10.00 mL溶液中氯离子的物质的量为10-3(c1V1－c2V2)mol，则BCl3的产率为 ×100%＝%。 [答案]　(1)三颈烧瓶　饱和食盐水　处理尾气中的氯气，防止空气中的水蒸气进入蒸馏烧瓶中 (2)B2O3＋3Cl2＋3C2BCl3＋3CO　冷凝管中不再有液体流下 (3)将装置内的残留气体全部排出，防止污染空气　缺少CO处理装置 (4)滴入最后半滴标准溶液，溶液由无色变为红色，且半分钟不褪色　%　偏小 2．(2024安徽模考)[Co(NH3)5Cl]Cl2(M＝250.5 gmol-1)是一种易溶于热水，难溶于乙醇的紫红色晶体。可通过如下实验步骤制备。 Ⅰ．将适量氯化铵溶于浓氨水中，搅拌下，分批次加入1.00 g研细的CoCl26H2O(M＝238 gmol-1)，得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀。 Ⅱ．边搅拌边慢慢滴入足量30% H2O2溶液，得到[Co(NH3)5H2O]Cl3溶液。 Ⅲ．慢慢注入适量浓盐酸，得到沉淀，水浴加热，冷却至室温，得到紫红色晶体，减压过滤。 Ⅳ．依次用不同试剂洗涤晶体，烘干，得到0.85 g产品。 回答下列问题： (1)本实验涉及钴配合物的配体有______________(填化学式)。 (2)本实验应在通风橱中进行，原因是_____________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)步骤Ⅰ中分批次加入研细的CoCl26H2O，原因是______________________ _____________________________________________________________________。 (4)步骤Ⅱ发生反应的离子方程式是______________________________________ _____________________________________________________________________。 (5)步骤Ⅳ中使用的洗涤试剂有①冷水、②乙醇、③冷的盐酸、④丙酮。试剂使用的先后顺序是①→________→________→④(填序号)。 (6)已知：Co2+＋6NH3===[Co(NH3)6]2+　K＝105.11；Co3+＋6NH3===[Co(NH3)6]3+　K＝1035.2。则在水溶液中的稳定性：[Co(NH3)6]2+________(填“大于”或“小于”)[Co(NH3)6]3+。 (7)本实验的产率最接近于________(填标号)。 A．80%　　　　　　　 B．85% C．90% D．95% [解析]　氯化铵、浓氨水和CoCl26H2O反应，得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀，再加入30%过氧化氢溶液，发生反应===2[Co(NH3)5H2O]3+＋4NH3↑＋4Cl－，得到[Co(NH3)5H2O]Cl3溶液，加入适量浓盐酸，存在[Co(NH3)5H2O]3+＋Cl－⥫⥬[Co(NH3)5Cl]2+＋H2O，有利于[Co(NH3)5Cl]Cl2沉淀的形成。紫红色沉淀先用冷水洗去表面杂质，再用冷的盐酸洗涤，使得⥫⥬＋H2O平衡正向移动，减少产物损失，再用乙醇洗去冷的盐酸，最后用丙酮洗去乙醇。根据钴原子守恒，本实验的产率为×100%≈80.76%，故选A。 [答案]　(1)NH3、Cl－、H2O (2)需要使用浓氨水、浓盐酸等有毒、易挥发的物质 (3)控制化学反应进行的速率，避免其反应过快 (4)===＋4NH3↑＋4Cl－ (5)③　②　(6)小于　(7)A 3．(2024沈阳一模)LiAlH4是一种优质还原剂，是运载火箭的固体燃料。某实验小组采用“循环利用氯化锂法”制备LiAlH4，实验步骤如下： ①制备LiH：氯化锂、钠、氢气在500～600 ℃下反应得到混合物； ②制备LiAlH4：将LiH溶于乙醚后与无水氯化铝反应。 制备LiH的实验装置如下： 回答下列问题： (1)实验开始，检验装置气密性，添加药品，完毕，加热D装置前应进行的操作是___________________________________________________________________。 (2)B装置中发生反应的离子方程式为_____________________________________ _____________________________________________________________________， E装置的作用是_______________________________________________________。 (3)制备LiAlH4的化学方程式为__________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)乙醚作溶剂的优点是________________________________________________。 (5)采用该方法制备LiAlH4的突出优点是__________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (6)LiAlH4的还原能力比NaBH4更强大，原因是_____________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 [解析]　在A装置中，稀硫酸与ZnS反应产生和H2S，Cu与稀硫酸不反应，Zn与稀硫酸反应产生ZnSO4和H2，进入B装置中的有H2S和H2，H2与CuSO4不反应，但是H2S与CuSO4反应产生CuS沉淀，因为D装置要制备LiH，且钠为活泼金属，会和空气中氧气、水反应，故不能有水等进入D装置中，所以C装置中要盛浓硫酸干燥气体，E装置阻止空气中的水进入D装置中。 [答案]　(1)先打开活塞，使产生的H2将装置中的空气排出 (2)Cu2+＋H2S===CuS↓＋2H＋　避免水蒸气进入D装置中 (3)4LiH＋AlCl3LiAlH4＋3LiCl (4)既可溶解LiH也可溶解无水AlCl3，增大二者接触面积，提高反应速率，充分反应 (5)LiCl可以循环利用，提高利用率 (6)铝原子半径比硼原子半径大，Al—H键能小于B—H的，更易断裂 热点题空专练 以有机物制备为主题的综合实验探究 1．(2024黄山一模)己二酸在有机合成工业等方面有着重要作用，以环己醇(，Mr＝100，ρ＝)为原料制取己二酸[HOOC(CH2)4COOH，Mr＝146]，已知己二酸和己二酸钾[KOOC(CH2)4COOK]的溶解度均随温度升高而增大。 实验步骤： ①向250 mL三颈烧瓶中加入搅拌磁子、50 mL 1.0%的KOH溶液和9.0 g高锰酸钾，按如图所示安装装置，控制滴速并维持温度在45 ℃左右，共滴加2.0 mL环己醇，滴加结束时需启动加热装置加热一段时间，趁热过滤，洗涤滤渣MnO2。 ②将滤液和洗涤液倒入100 mL烧杯中，加入适量饱和亚硫酸氢钾溶液，再用约4 mL浓盐酸，使溶液呈酸性，加热浓缩使溶液体积减少至10 mL，经过冷却结晶、过滤、洗涤，烘干得到粗产品a g。 ③准确称取b g己二酸产品于锥形瓶中，加入少量水溶解，滴入酚酞试剂，用0.1 molL-1的NaOH溶液滴定，重复上述操作三次，平均消耗NaOH溶液V mL。 (1)搅拌磁子的作用是__________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)三颈烧瓶内发生反应的离子方程式为__________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)步骤①中“氧化”过程，三颈烧瓶中溶液温度逐渐升高，其原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________； 在环己醇不同滴加速率下，溶液温度随滴加时间变化曲线如图，为了实验安全，应选择的滴速为________滴/min。 (4)完成步骤①“氧化”后，用玻璃棒蘸取一滴反应混合液点在滤纸上，在黑色圆点周围出现紫色环，该现象说明_________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________； 如不加入适量饱和亚硫酸氢钾溶液，后续会产生一种有毒气体，在产生该有毒气体的化学反应中，氧化剂和氧化产物的物质的量之比为________。 (5)步骤①中趁热过滤的优点是__________________________________________ _____________________________________________________________________。 (6)己二酸的实际产率是________(用含a、b、V的化简后的式子表示)。 [解析]　(4)高锰酸钾在溶液中呈紫色，用玻璃棒蘸取一滴反应混合液点在滤纸上，在黑色圆点周围出现紫色环说明环己醇氧化反应时加入的高锰酸钾过量；为防止加入浓盐酸将己二酸钾转化为己二酸时，过量的高锰酸钾将HCl氧化干扰实验，加入浓盐酸前，应加入适量亚硫酸氢钾溶液除去过量的高锰酸钾；如不加入适量饱和亚硫酸氢钾溶液，溶液中的高锰酸钾会与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl===MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O，反应中锰元素的化合价降低，高锰酸钾是反应的氧化剂，部分氯元素的化合价升高，氯气是反应的氧化产物，则由方程式可知，氧化剂高锰酸钾与氧化产物氯气的物质的量比为2∶5。(6)由b g产品消耗V mL 0.1 molL-1氢氧化钠溶液可知，b g产品中含有己二酸的物质的量为0.1 molL-1×10-3V L×＝5×10-5V mol，则a g产品中含有己二酸的物质的量为 mol，由题意可知，环己醇发生氧化反应时，高锰酸钾过量，则2.0 mL环己醇完全反应，己二酸的实际产率为×100%＝×100%。 [答案]　(1)使反应物混合均匀，加速反应，且可以散热防止温度过高 3[OOC(CH2)4COO]2-＋8MnO2↓＋2OH－＋5H2O (3)环己醇的氧化反应为放热反应　5 (4)加入的KMnO4过量　2∶5 (5)滤去MnO2，防止温度降低导致己二酸钾晶体析出，提高产率 (6)×100% 2．(2024东北三省模考)芳基亚胺酯是重要的有机反应中间体，受热易分解，可由腈在酸催化下与醇发生Pinner反应制备，原理如下图所示。 某实验小组以苯甲腈(，Mr＝103)和三氟乙醇(CF3CH2OH，Mr＝100)为原料合成苯甲亚胺三氟乙酯。步骤如下： Ⅰ．将20.6 g苯甲腈与21.6 g三氟乙醇置于容器中，冰浴降温至0 ℃。 Ⅱ．向容器中持续通入HCl气体4小时，密封容器。 Ⅲ．室温下在HCl氛围中继续搅拌反应液24小时，冷却至0 ℃，抽滤得白色固体，用乙腈洗涤。 Ⅳ．将洗涤后的白色固体加入饱和Na2CO3溶液中，低温下反应，有机溶剂萃取3次，合并有机相。 Ⅴ．向有机相中加入无水MgSO4，过滤，蒸去溶剂得产品20.3 g。 回答下列问题： (1)实验室中可用浓盐酸和无水CaCl2制备干燥HCl气体，下列仪器中一定需要的为________(填仪器名称)。 (2)第Ⅱ步通气完毕后，容器密封的原因为_________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)第Ⅲ步中得到的白色固体主要成分为________(填字母)。 (4)第Ⅳ步中选择低温的原因为________________________________。 (5)第Ⅳ步萃取时可选用的有机溶剂为________(填字母)。 A．丙酮 B．乙酸 C．乙酸乙酯 D．甲醇 (6)第Ⅴ步中无水MgSO4的作用为______________________________。 (7)本实验的产率为________。 [解析]　由反应原理可知，先在HCl气体中反应转化为再和CF3CH2OH反应生成和碳酸钠溶液反应生成苯甲亚胺三氟乙酯，其结构简式为 (7)n(C6H5CN)＝＝0.2 mol，n(CF3CH2OH)＝＝0.216 mol>0.2 mol，理论上生成产品0.2 mol×203 gmol-1＝40.6 g，产率为×100%＝50%。 [答案]　(1)恒压滴液漏斗　(2)防止HCl气体挥发，使反应更充分　(3)C　(4)防止苯甲亚胺三氟乙酯受热分解　(5)C　(6)作为干燥剂除去有机相中的水　(7)50% 3．(2024黄山二模)2-溴戊二酸二甲酯(相对分子质量为239)是某抗癌药物的重要中间体，其制备的反应原理如图所示： 制备装置如图所示(夹持装置已略去)： 实验步骤如下： 步骤一：制备 将10.0 g戊二酸(相对分子质量为132)加入三颈烧瓶中，再向其中加入25 mL三氯甲烷，搅拌均匀，保持78 ℃条件下，依次缓慢滴加12 mL氯化亚砜、3滴催化剂、液溴，随后回流；回流完毕后，将三颈烧瓶置于冰盐浴中，将溶液温度降到－10 ℃后，缓慢滴加25 mL甲醇(沸点64.7 ℃)，保持滴加过程中温度不超过0 ℃。 步骤二：除杂 向三颈烧瓶中加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液进行洗涤，分液除去上层水相，下层有机相再用25 mL饱和氯化钠溶液洗涤3次，洗涤完毕，用无水硫酸镁干燥，过滤。 步骤三：提纯 过滤后的液体置于热浴容器中(外温170 ℃)，接上精馏装置，进行减压蒸馏。 步骤四：收集 收集100～110 ℃的馏分，得到10.86 g无色透明油状液体。 回答下列问题： (1)使用装置A的优点是______________________________________。 (2)步骤一中采取“温度降到－10 ℃”“缓慢滴加”这些措施的可能原因有________(填标号)。 a．减缓反应速率 b．防止高温下发生复杂的有机副反应 c．避免原料挥发，使反应物充分反应 (3)步骤二中用饱和氯化钠溶液洗涤的目的是______________________________ _____________________________________________________________________。 (4)步骤三中使用减压蒸馏的目的是______________________________________。 (5)中间产物Ⅰ比戊二酸的沸点低很多的原因是____________________________ _____________________________________________________________________， 反应中生成戊二酰氯的同时得到两种有刺激性气味的气体，该反应的化学方程式为_________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (6)从环保角度分析，该实验装置存在明显不足之处，解决的办法是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (7)本实验的产率是________(填标号)。 A．30%　　　　　　　 B．50% C．60% D．80% [解析]　由图可知，制备2-溴戊二酸二甲酯的实验原理为戊二酸与氯化亚砜反应，生成中间产物Ⅰ(戊二酰氯)，戊二酰氯与液溴反应生成中间产物Ⅱ，中间产物Ⅱ再与甲醇发生反应得到2-溴戊二酸二甲酯，制得的2-溴戊二酸二甲酯经除杂、提纯得到产品。(7)m(理论产量)＝×239 gmol-1≈18.11 g，产率＝＝×100%≈60%。 [答案]　(1)平衡气压，便于液体顺利流下　(2)abc　(3)除去有机相中残留的NaHCO3　(4)降低有机物沸点，减少挥发　(5)戊二酸中存在分子间氢键，中间产物Ⅰ中不存在分子间氢键　 ＋2SOCl2＋2SO2↑＋2HCl↑　(6)在冷凝管上端尾部连接装有碱石灰的球形干燥管　(7)C 热点题空专练 以物质的性质为主题的综合实验探究 1．(2024江门一模)乙烯是重要的化工原料。某小组同学制备乙烯并探究乙烯与溴水反应的产物。 Ⅰ．制备乙烯 如图所示为制备纯净的乙烯的部分实验装置。 (1)仪器ⅰ的名称为________；制备乙烯的化学方程式为_____________________ _____________________________________________________________________。 (2)NaOH溶液的作用为_______________________________________。 (3)写出一种乙烯在生产或生活中的应用：________。 Ⅱ．探究乙烯和溴水反应的产物 提出猜想1：发生加成反应只生成1，2-二溴乙烷。 验证猜想1 实验操作 预期实验现象 实际实验现象 向一定浓度的溴水中匀速通入足量纯净的乙烯气体，并用pH传感器检测溶液pH的变化 (　　　)，溶液的pH变大 溴水褪色，溶液没有明显的分层现象，溶液的pH变小 (4)请补充预期实验现象：________。预期实验现象中pH变大，请利用平衡移动的原理说明原因：______________________________________________________ _____________________________________________________________________。 提出猜想2：发生取代反应生成1-溴乙烯(实验条件下为不溶于水的无色气体)和HBr。 验证猜想2 实验装置 实验操作 实验现象 实验结论 1．向装置中加入足量的溴水，同时打开活塞a、b，下压钟罩排尽体系内空气后关闭活塞a； 2．通入适量的乙烯，排出钟罩内部分溴水后，关闭活塞b。静置一段时间 (　　　) 猜想2 不成立 说明：通入的乙烯不能过量，要确保溴水未完全褪色。 (5)证明猜想2不成立的实验现象为_______________________________________ _____________________________________________________________________； 通入的乙烯不能过量的原因为___________________________________________ _____________________________________________________________________。 查阅资料 乙烯与Br2反应生成1，2-二溴乙烷的机理如下图所示： 说明：“－－－”表示共价键未完全断裂或形成。 教师指导：乙烯与溴水反应时，第①步和第②步与上述机理相同，第③步主要是H2O参与了反应，导致溶液的pH变小。 (6)基于第③步中H2O参与反应，写出乙烯与溴水反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 [解析]　1-溴乙烯在实验条件下为不溶于水的无色气体，若猜想2不成立，说明没有发生取代反应生成1-溴乙烯，则实验现象为反应中溴水颜色逐渐变浅，钟罩内的气体不断减少，最终溴水充满钟罩。过量的乙烯能占据钟罩上方空间，干扰实验验证，故通入的乙烯不能过量。 [答案]　(1)圆底烧瓶　CH3CH2OHCH2==CH2↑＋H2O (2)除去乙烯中的SO2等杂质 (3)催熟水果(合理即可) (4)溴水褪色，溶液分层　溴水中存在平衡：Br2＋H2O⥫⥬HBr＋HBrO，当Br2与乙烯反应后，平衡逆向移动，溶液的pH变大 (5)溴水颜色逐渐变浅，钟罩内的气体不断减少，最终溴水充满钟罩　防止过量的乙烯占据钟罩上方空间，干扰实验验证 (6)CH2===CH2＋Br2＋H2O―→CH2BrCH2OH＋HBr 2．(2024葫芦岛一模)某实验小组从电极反应角度探究银镜反应中物质氧化性和还原性的变化。 资料：ⅰ．[Ag(NH3)2]＋⥫⥬[Ag(NH3)]＋＋NH3　K1＝10-3.81； [Ag(NH3)]＋⥫⥬Ag＋＋NH3　K2＝10-3.24。 ⅱ．AgOH不稳定，极易分解为黑色的Ag2O，Ag2O溶于氨水。 (1)实验发现：乙醛和AgNO3溶液水浴加热无明显现象；银氨溶液水浴加热无明显现象；滴加乙醛的银氨溶液水浴加热，试管壁逐渐出现一层光亮的银镜。 ①有研究表明：配制银氨溶液时，AgNO3和氨水生成[Ag(NH3)2]NO3，写出生成[Ag(NH3)2]NO3的化学方程式：__________________________________________ _____________________________________________________________________。 ②从氧化还原角度分析：发生银镜反应时，氧化性微粒可能是Ag＋、_____________________________________________________________________。 (2)甲同学查阅资料：银镜反应时，Ag＋被还原成Ag。 ①电极反应式： ⅰ．还原反应：Ag＋＋e－===Ag。 ⅱ．氧化反应：___________________________________(碱性条件下)。 ②从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化： ⅰ．随c(Ag＋)降低，Ag＋氧化性减弱。 ⅱ．随c(OH－)增大，乙醛还原性增强。 ③补充实验验证②中的分析。 实验操作及现象： 实验Ⅰ．插入“饱和KNO3溶液”盐桥，电流表指针偏转； 实验Ⅱ．电流稳定后向右侧烧杯滴加NaOH溶液，指针偏转幅度增大； 实验Ⅲ．电流再次稳定后向左侧烧杯滴加氨水，指针偏转幅度减小 乙同学认为实验Ⅲ不能证明“随c(Ag＋)降低，Ag＋氧化性减弱”，理由是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)设计实验进一步验证。 实验 实验操作 实验现象 Ⅳ 向盛有银氨溶液的试管中滴加浓氨水，无明显现象，加入3滴乙醛，振荡，水浴加热 闻到刺激性气味，溶液略显灰色，试管壁未见银镜 Ⅴ 向盛有银氨溶液的试管中滴加较浓的NaOH溶液至pH与实验Ⅳ相同，振荡，溶液变浑浊，加入3滴乙醛，振荡，水浴加热 试管壁立即出现银镜 ①乙同学认为通过实验Ⅳ能证明“随c(Ag＋)降低，Ag＋氧化性减弱”，你认为是否合理并说明原因：____________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ②分析实验Ⅴ中“立即出现银镜的原因”，提出假设：随c(OH－)增大，可能是也参与了还原。经检验该假设成立，实验方案及现象是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)总结：ⅰ．银氨溶液和乙醛发生银镜反应时，氧化剂主要是Ag＋，还原剂主要是乙醛；ⅱ．银氨溶液中滴加较浓的NaOH溶液能促进银镜反应的发生，此法不适用于检验醛基，请解释原因：_________________________________________ _____________________________________________________________________。 [答案]　(1)①===＋2H2O　②[Ag(NH3)2]＋、 (2)①CH3CHO－2e－＋3OH－===CH3COO－＋2H2O　③可能是硝酸银溶液中的或O2等微粒作氧化剂，其氧化性随酸性减弱而减弱 (3)①合理，[Ag(NH3)]＋⥫⥬ Ag＋＋NH3，c(NH3)增大，平衡逆向移动，c(Ag＋)降低，Ag＋氧化性减弱，未发生银镜反应(或不合理，灰色浑浊中可能有Ag，正一价的银得电子未在试管壁析出，所以无法判断)　②不加乙醛重复实验Ⅴ中的操作，试管壁出现银镜或将氨通入含NaOH的潮湿Ag2O固体，水浴加热后出现银镜 (4)在氢氧化钠存在下，也能还原，不一定是醛基还原 3．根据FeCl3与Na2SO3两种物质的性质，某化学学习小组认为两溶液间既能发生氧化还原反应(用反应a表示)，又能发生相互促进的水解反应(用反应b表示)，并设计实验进行探究(以下实验均在隔绝空气的条件下进行)。 Ⅰ．探究竞争反应的先后顺序 实验序号 实验装置图 实验操作与现象 ⅰ ①向5 mL 1 molL-1 FeCl3溶液中滴加2滴1 molL-1 Na2SO3溶液，溶液立即变为红褐色，且无气体生成； ②3 h后，混合溶液呈浅黄绿色； ③将步骤②中的溶液分成2等份，分别滴加KSCN溶液和铁氰化钾溶液，前者溶液变为红色，后者有蓝色沉淀生成 (1)溶液变为红褐色是因为生成了________(填化学式)，3 h后，混合溶液呈浅黄绿色的原因是_________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。 (2)由实验ⅰ中的现象可知，两个竞争反应的反应速率：反应a________(填“>”“<”或“＝”，下同)反应b，反应活化能：反应a________反应b。 Ⅱ．探究外界因素对Fe3+与反应的影响 实验序号 ⅱ ⅲ ⅳ 实验装置图 实验操作与现象 溶液立即变为红褐色，且颜色比实验ⅰ的深，滴加铁氰化钾溶液，无蓝色沉淀生成；加热后，有红褐色沉淀生成 溶液呈棕黄色，加热至沸腾，溶液呈透明的红褐色，无沉淀生成 溶液立即变为红褐色，取少许反应液，滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀；另取5 mL反应液，加热至沸腾，溶液红褐色褪去，溶液呈浅黄绿色，滴加铁氰化钾溶液，立即产生蓝色沉淀 (3)设计实验ⅲ的目的是______________________，实验ⅱ中，当Na2SO3溶液过量时，主要发生反应________(填“a”或“b”)，温度升高时，该反应进行的程度________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)实验ⅳ中，加热后产生相应现象的原因是_______________________________ _____________________________________________________________________。 [解析]　(1)溶液立即变为红褐色是因为Fe3+发生水解反应生成了Fe(OH)3；结合步骤③可知，溶液中有Fe2+存在，则发生反应的离子方程式为===＋2H＋，故3 h后，混合溶液呈浅黄绿色。(2)根据实验ⅰ中现象可知，先发生相互促进的水解反应(反应b)生成，后发生氧化还原反应(反应a)生成Fe2+，则说明反应b的活化能较低，反应速率较大；反应a的活化能较高，反应速率较小。(3)根据实验ⅱ中的实验现象可知，Na2SO3溶液过量时，FeCl3的水解程度明显增大，主要发生反应b，且Fe3+与没有发生氧化还原反应(反应a)；加热后，生成红褐色沉淀，说明相互促进的水解反应(反应b)进行的程度增大。实验ⅲ中Fe3+发生水解的程度较小，故设计实验ⅲ的目的是验证Na2SO3溶液对FeCl3的水解具有促进作用。(4)实验ⅳ中，加热后溶液由红褐色变为浅黄绿色，说明反应体系的温度升高，满足了氧化还原反应(反应a)所需的较高活化能，使反应a趋于完全。 [答案]　(1)Fe(OH)3　===＋2H＋ (2)<　> (3)作为对照实验，验证Na2SO3溶液对FeCl3的水解具有促进作用　b　增大 (4)氧化还原反应(反应a)的活化能较大，温度升高，满足反应a所需的较高活化能，使反应a趋于完全 热点题空专练 以定量实验为主题的综合实验探究 1．(2024贵阳一模)硫酸亚铁铵是一种重要的化工原料，用途广泛，其晶体为浅绿色，俗名摩尔盐，化学式为x(NH4)2SO4yFeSO4zH2O。某小组设计如下实验进行探究： Ⅰ．制备 (1)向新制的FeSO4溶液中加入一定质量的(NH4)2SO4固体，在70～80 ℃条件下溶解后，趁热倒入50 mL乙醇中，析出晶体。实验时所采用的加热方式是________；乙醇的作用为_________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 Ⅱ．ⅰ．测定含量(蒸馏法，装置如图) ①称取7.84 g晶体加水溶解后，将溶液注入三颈烧瓶中； ②准确量取50.00 mL 0.500 0 molL-1 稀硫酸于锥形瓶中； ③向三颈烧瓶中加入足量NaOH溶液，通入氮气，加热，蒸氨结束后取下锥形瓶，用蒸馏水冲洗冷凝管内通道2～3次，将洗涤液注入锥形瓶中； ④用0.400 0 molL-1的NaOH标准溶液滴定锥形瓶中过量的硫酸，以酚酞为指示剂，滴定终点时消耗25.00 mL NaOH标准溶液。 (2)步骤②中，量取稀硫酸的仪器是下图所示仪器中的________(填仪器名称)。 (3)步骤③中，三颈烧瓶中可能发生的氧化还原反应的化学方程式是_____________________________________________________________________； 若未冲洗冷凝管内通道，则所测得的的值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (4)步骤④中达到滴定终点的现象是______________________________________ _____________________________________________________________________。 ⅱ．测定含量(重量分析法) ⑤另取一份7.84 g晶体于烧杯，加水溶解，边搅拌边加入过量的BaCl2溶液； ⑥抽滤，用稀硫酸洗涤沉淀3次；将所得沉淀充分干燥，称量，得沉淀质量为9.32 g。 (5)步骤⑤中，判断BaCl2溶液已过量的实验操作和现象是____________________ _____________________________________________________________________。 (6)结合实验Ⅰ和Ⅱ，通过计算得出该晶体的化学式为_______________________ _____________________________________________________________________。 [解析]　本实验先用FeSO4溶液和(NH4)2SO4固体制备硫酸亚铁铵晶体，用蒸馏法和酸碱滴定法测定的含量，用重量分析法测定的含量，通过计算得到7.84 g晶体中n[(NH4)2SO4]、n(FeSO4)和n(H2O)，最后根据x∶y∶z＝n[(NH4)2SO4]∶n(FeSO4)∶n(H2O)测定硫酸亚铁铵晶体的组成。(6)NH3与H2SO4反应的实质为===，则蒸出的n(NH3)与参加反应的n(H＋)相等，即n(NH3)＝n(H＋)＝0.5×0.05×2 mol－0.4×0.025 mol＝0.04 mol，则7.84 g晶体中含有n[(NH4)2SO4]＝n(NH3)＝ ，＝n(BaSO4)＝ mol＝，来自(NH4)2SO4和FeSO4，则n(FeSO4)＝0.04 mol－0.02 mol＝0.02 mol，n(H2O)＝＝0.12 mol，所以x∶y∶z＝n[(NH4)2SO4]∶n(FeSO4)∶n(H2O)＝0.02∶0.02∶0.12＝1∶1∶6，可以得出该晶体的化学式。 [答案]　(1)水浴加热　降低硫酸亚铁铵晶体的溶解度，便于晶体的析出　(2)酸式滴定管　(3)＋O2＋4H2O===4Fe(OH)3　偏小　(4)滴入最后半滴NaOH标准溶液，锥形瓶内的溶液从无色变为浅红色，且30 s内不再褪去　(5)静置后取上层清液少许于试管中，滴加稀硫酸，若有白色沉淀生成则BaCl2溶液过量　(6)(NH4)2SO4FeSO46H2O 2．(2024黑龙江六校联考，节选)钇钡铜氧晶体是一种新型节能高温超导材料。对钇钡铜氧材料分析表明，组成为YBa2Cu3O7－x，其中Y元素为＋3价，铜元素以Cu(Ⅱ)和罕见的Cu(Ⅲ)形式存在，将该材料溶于稀酸之后，Cu(Ⅲ)将全部被还原为Cu(Ⅱ)。现通过以下实验确定Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅲ)的比例。实验步骤： a．称取0.500 0 g样品溶于稀酸，充分反应后加入过量碘化钾，配制250 mL待测溶液。 b．取25.00 mL待测溶液，以淀粉为指示剂，用0.010 0 molL-1的Na2S2O3标准溶液滴定，消耗23.04 mL标准溶液。 c．再次称取0.500 0 g样品溶于过量碘化钾溶液充分反应后，配制250 mL待测溶液。取25.00 mL反应后溶液，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗30.55 mL标准溶液。 d．做空白实验，消耗0.5 mL 0.010 0 molL-1 Na2S2O3标准溶液。 已知：2Cu2+＋4I－===2CuI↓＋I2，2Na2S2O3＋I2===2NaI＋Na2S4O6。 回答下列问题： (1)在溶解样品和滴定过程中需要使用碘量瓶，与普通锥形瓶相比，使用碘量瓶的优势是_______________________________________________________________。 (2)该实验过程中，需用到的下列仪器有________(填字母)。 　　 A　　　 B　　　 C　　　　 D (3)请用相关离子方程式解释设计空白对照实验的目的：_____________________ _____________________________________________________________________。 (4)根据以上实验数据计算Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅲ)的物质的量之比为________，x＝________。 [解析]　(4)根据Cu原子守恒和b、d中数据知Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅲ)的总物质的量之和为0.010 0 molL-1×(23.04－0.50)×10-3 L＝2.254×10-4 mol，可列式n[Cu(Ⅱ)]＋n[Cu(Ⅲ)]＝2.254×10-4 mol；根据c、d数据可列式n[Cu(Ⅱ)]＋2n[Cu(Ⅲ)]＝0.010 0 molL-1×(30.55－0.50)×10-3 L＝3.005×10-4 mol，联立两式解得n[Cu(Ⅱ)]＝1.503×10-4 mol，n[Cu(Ⅲ)]＝7.51×10-5mol，则Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅲ)的物质的量之比为(1.503×10-4mol)∶(7.51×10-5mol)≈2∶1；晶体YBa2Cu3O7－x中Y为＋3价，Ba为＋2价，O为－2价，根据化合物中正负化合价代数和为0，(＋3)＋2×(＋2)＋2×(＋2)＋1×(＋3)＋(7－x)×(－2)＝0，解得x＝0。 [答案]　(1)防止碘挥发损失，从而使测定结果更准确　(2)CD　(3)4I－＋O2＋4H＋===2I2＋2H2O　(4)2∶1　0 3．某兴趣小组利用氢型阳离子交换树脂可吸附溶液中其他阳离子，同时交换出氢离子的特性(如图1所示)，设计了测定PbCl2溶度积常数的实验。室温下，准确量取V1 mL PbCl2饱和溶液于烧杯中，加入过量的氢型阳离子交换树脂，充分搅拌，静置，过滤，使用蒸馏水洗涤氢型阳离子交换树脂至洗涤液呈中性，合并滤液和洗涤液至锥形瓶中，用滴定法测定锥形瓶中氢离子的物质的量，从而计算出PbCl2溶度积常数[室温下，Ksp(PbCO3)＝7.4×10-14，Ksp(PbCl2)＝1.6×10-5]。 (1)如图2所示仪器中，本实验用不到的有________(填仪器名称)。 (2)配制PbCl2饱和溶液时需要使用煮沸后的蒸馏水，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)判断洗涤液已呈中性的方法是________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)若发现过滤后的溶液中有树脂小颗粒，此时应该_________________________ _____________________________________________________________________。 (5)若实验使用的烧杯未干燥，测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。 (6)为了测定锥形瓶中氢离子的物质的量，使用浓度为c molL-1的NaOH标准溶液进行滴定，可选用________为指示剂，滴定终点的现象为_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 达到滴定终点时，消耗V2 mL NaOH标准溶液，则Ksp(PbCl2)＝____________(用含c、V1、V2的式子表示)。 (7)该兴趣小组对实验进行讨论，某同学提出可以利用该方法测定FeF2的Ksp，该方法________(填“可行”或“不可行”)，原因是________________________ _____________________________________________________________________。 [解析]　(6)用NaOH标准溶液测定氢离子的物质的量时可以选择酚酞溶液为指示剂，滴定终点的现象为当滴入最后半滴NaOH标准溶液后，锥形瓶中溶液由无色变为粉红色且半分钟内不恢复原色。1 mol Mg2+与氢型阳离子交换树脂交换出2 mol H＋，类比可得1 mol PbCl2与氢型阳离子交换树脂交换出2 mol H＋，从而得出关系式Pb2+～2H＋～2NaOH，达到滴定终点时，消耗V2 mL NaOH标准溶液，则n(Pb2+)＝n(H＋)＝n(OH－)＝×c molL-1×V2×10-3 L＝×10-3 mol，c(Pb2+)＝＝ molL-1＝c(Cl－)，Ksp(PbCl2)＝c(Pb2+)c2(Cl－)＝×(2×)2＝4×()3＝。(7)FeF2中的F－可能会与氢型阳离子交换树脂—SO3H中的H＋形成弱酸HF，使氢型阳离子交换树脂释放出更多的氢离子，导致实验产生误差，故不可行。 [答案]　(1)量筒、容量瓶　(2)除去溶解在其中的CO2　(3)取一小片pH试纸于表面皿中央，用玻璃棒蘸取最后一次洗涤液于pH试纸的中央，显色稳定后迅速与标准比色卡对照，直至pH＝7　(4)重新过滤，并洗涤树脂小颗粒，合并滤液、洗涤液至锥形瓶中　(5)不变　(6)酚酞溶液　当滴入最后半滴NaOH标准溶液后，锥形瓶中溶液由无色变为粉红色且半分钟内不恢复原色　　(7)不可行　FeF2中的F－可能会与氢型阳离子交换树脂—SO3H中的H＋形成弱酸HF，使氢型阳离子交换树脂释放出更多的氢离子，导致实验产生误差 综合大题集训 化学实验综合题 1．DMSO()是一种无色液体，广泛用作溶剂和反应试剂。实验模拟“NO2氧化法”制备DMSO粗品的装置如图所示(部分夹持和加热装置省略)。 已知：Ⅰ．DMSO与CH3SCH3的相关数据如下表。 化合物 相对分子质量 熔点 沸点 密度 DMSO 78 18.4 ℃ 189 ℃ 1.10 gcm-3 CH3SCH3 62 －83.2 ℃ 37.5 ℃ 0.85 gcm-3 Ⅱ．HNO2微热易分解为NO、NO2和H2O。 实验过程：①连接好装置，检查装置的气密性，装好药品。打开活塞b，通入O2，打开活塞a，滴加稀硫酸，微热三颈烧瓶。将装置A中制得的足量气体通入31.00 mL二甲基硫醚中，控制温度为60～80 ℃，反应一段时间得到DMSO粗品。 ②粗品经减压蒸馏后共收集到24.11 mL DMSO纯品。 回答下列问题： (1)B中盛放的试剂是________(填名称)；仪器X的进水口为________(填“d”或“c”)口。 (2)多孔球泡的主要作用是____________________________________。 (3)关闭活塞b，装置A中产生的气体通入装置C中发生反应后，气体成分不变。生成DMSO的化学方程式是___________________________________________ ____________________________________________________________________。 (4)装置D吸收尾气的优点是____________________________________________。 (5)实验中通入过量O2的目的是__________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________(答两点)。 (6)DMSO被誉为“万能溶剂”，其易溶于水的主要原因是___________________ ____________________________________________________________________。 (7)本实验的产率是________%(结果保留两位小数)。 [解析]　由图可知，装置C中二甲基硫醚CH3SCH3与NO2反应制备DMSO，装置A中产生NO2，装置D中处理剩余的NO2，防止污染空气。(7)根据二甲基硫醚(CH3SCH3)制备DMSO的反应原理，则理论上得到DMSO的质量为 g，则本实验的产率是×100%≈80.00%。 [答案]　(1)五氧化二磷(或硅胶或无水氯化钙)　d (2)增大接触面积，提高吸收效率(或吸收速率) (3)NO2＋CH3SCH3＋NO (4)防止倒吸 (5)O2将NO转化为NO2，可以提高原料利用率；过量的O2将装置C中生成的尾气NO氧化，促进尾气吸收；将装置中的气体赶入后面的装置充分吸收(任选两点回答) (6)DMSO与水分子之间可形成氢键 (7)80.00 2．(2024泉州三检)某研究小组利用下图所示装置模拟高炉煤气(主要成分为CO、N2、H2、H2S和少量COS)和金属冶炼厂尾气(含SO2)联合制备Na2S2O35H2O。回答下列问题。 Ⅰ．模拟Na2S2O3的制备 步骤一：打开K3，关闭K1、K2，通入高炉煤气。 发生的反应有：丁装置中COS＋H2CO＋H2S；乙装置中H2S＋Na2CO3===NaHCO3＋NaHS。 (1)丙装置的主要作用为________。 (2)当润湿的(CH3COO)2Pb试纸________(填现象)，关闭K3，停止通入高炉煤气。 (3)导管b接盛有醋酸亚铜氨溶液的洗气瓶用于吸收CO气体，反应的化学方程式为 CH3COOCu(NH3)2(aq)＋CO(g)⥫⥬CH3COOCu(NH3)2CO(aq)　ΔH<0。 ①过量H2S会导致吸收CO的能力下降的原因是___________________________ _____________________________________________________________________。 ②将吸收液通过________(写一种)的方法实现吸收液的再生，同时释放CO，达到资源化利用。 步骤二：打开K1、K2，通入SO2气体。 (4)试剂a为________。 (5)装置乙中生成Na2S2O3的化学方程式为_________________________________ _____________________________________________________________________。 (6)导管b接盛有________(填化学式)溶液的洗气瓶用于尾气处理。 Ⅱ．Na2S2O35H2O纯度的测定 将装置乙中溶液过滤，滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥获得粗产品。取12.40 g粗产品加入足量稀硫酸，得到1.28 g沉淀，反应原理为＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。 (7)检验粗产品中是否含有的方法为________。 (8)粗产品中Na2S2O35H2O的质量分数为________(保留三位有效数字)。 (9)粗产品中含有NaHS，会导致上述实验测得的Na2S2O35H2O质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 [解析]　装置甲用浓硫酸和亚硫酸钠反应制取SO2，装置乙用于制取Na2S2O35H2O，装置丙冷却气体，装置丁用于制取H2S，b接尾气处理装置。(3)①过量H2S会与亚铜离子反应生成沉淀，导致吸收CO的能力下降，故原因是H2S能与醋酸亚铜氨发生反应。②该反应放热，升高温度，平衡逆向移动，故将吸收液通过加热的方法实现吸收液的再生，同时释放CO，达到资源化利用。(8)1.28 g沉淀为S，其物质的量为0.04 mol，根据＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O，粗产品中Na2S2O35H2O的物质的量为0.04 mol，质量分数为×100%＝80.0%。(9)粗产品中含有NaHS，导致生成S的质量增多，会导致实验测得的Na2S2O35H2O质量分数偏大。 [答案]　(1)冷却气体 (2)变黑 (3)①H2S能与醋酸亚铜氨发生反应　②加热 (4)Na2SO3 (5)2NaHS＋4NaHCO3＋4SO2===3Na2S2O3＋4CO2＋3H2O (6)NaOH(或其他合理答案) (7)取粗产品溶于水，加入足量稀盐酸，静置，往上层清液中滴加BaCl2溶液，若观察到生成白色沉淀，则含有，反之则无 (8)80.0%　(9)偏大 3．(2024邯郸二模)[Co(NH3)6]Cl3[三氯化六氨合钴(Ⅲ)]易溶于热水，难溶于冷水及乙醇，常用于制备钴的高效催化剂。某化学兴趣小组在实验室制备[Co(NH3)6]Cl3并测定产品中氨和氯的含量。 Ⅰ．[Co(NH3)6]Cl3的制备 药品：浓氨水、NH4Cl和CoCl2混合液、H2O2溶液、活性炭。 已知：过量的浓氨水加入含有Co2+的水溶液时，即生成可溶性的六氨合钴(Ⅱ)配离子[Co(NH3)6]2+，它不稳定，易被氧化成[Co(NH3)6]3+。 请回答下列问题： (1)实验过程中先向NH4Cl和CoCl2混合液滴加过量的浓氨水，再滴加H2O2溶液，加入H2O2溶液后反应的离子方程式为_________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)经过一系列操作得到的粗产品(含活性炭及其他杂质)，用重结晶法提纯，将得到的晶体先用稀盐酸洗涤，后用乙醇洗涤。用稀盐酸洗涤的目的是_____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 Ⅱ．[Co(NH3)6]Cl3中氨和氯的测定 已知：[Co(NH3)6]Cl3在热的强碱溶液中发生反应：[Co(NH3)6]Cl3＋3NaOHCo(OH)3↓＋6NH3↑＋3NaCl； Ksp(AgCl，白色)＝1.0×10-10，Ksp(Ag2CrO4，砖红色)＝2.0×10-12。 (3)氨的测定：准确称取m g [Co(NH3)6]Cl3样品放入三颈烧瓶，向其中加入过量的NaOH溶液，用20.00 mL 0.5 molL-1稀盐酸吸收生成的气体，再用NaOH标准溶液滴定剩余稀盐酸，吸收装置如图所示： 用0.100 0 molL-1 NaOH标准溶液滴定稀盐酸至终点，消耗20.00 mL NaOH标准溶液。 ①滴定过程中选用________作为指示剂。 ②样品中氨的物质的量为________mol。 ③反应结束后，通入氮气的作用是________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)氯的测定：将反应后三颈烧瓶中的混合物过滤，滤液用稀硝酸调pH至中性，选用K2CrO4溶液作为指示剂，用AgNO3标准溶液滴定。 ①滤液用稀硝酸调pH至中性的原因：若pH过小，__________________________ _____________________________________________________________________； 若pH过大，___________________________________________________________。 ②滴定终点时，指示剂的物质的量浓度不能大于________ molL-1。 (5)假设两步滴定过程中指示剂的选择和操作均正确，所测氨气和氯离子的物质的量之比应为2∶1，而实际测得结果大于2∶1，请解释原因：____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 [解析]　(3)稀盐酸吸收氨后有剩余，用NaOH标准溶液滴定，溶液中含有氯化铵和氯化氢，所以用甲基橙溶液作指示剂，不能用酚酞溶液，否则，所用NaOH标准溶液体积偏大，会导致所测氨含量偏小；n(NH3)＝(20×10-3×0.5－20×10-3×0.1) mol＝0.008 mol；通入氮气将样品中产生的氨排出，保证被稀盐酸完全吸收。(4)①若pH过小，H＋与反应生成的浓度减小，使滴定终点滞后，所测Cl－含量偏大；若pH过大，碱性增强，Ag＋与OH－反应，生成黑色的Ag2O，干扰终点判定。②如果指示剂的浓度过大，Cl－还没有反应完全时与Ag＋就会提前反应，致使终点提前到达，所以的浓度不能过大，根据Ksp(AgCl)＝1.0×10-10，溶液中c(Cl－)＝c(Ag＋)＝1.0×10-5 molL-1，再根据Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10-12，计算得到)＝0.02 molL-1。 [答案]　 (1)2[Co(NH3)6]2+＋H2O2＋2[Co(NH3)6]3+＋2NH3·H2O (2)可增大氯离子浓度，减少产品因溶解而损失 (3)①甲基橙溶液　②0.008　③将样品中产生的氨排出，保证被稀盐酸完全吸收 (4)①H＋与反应生成的浓度减小，使滴定终点滞后，所测Cl－含量偏大　碱性增强，Ag＋与OH－反应，生成黑色的Ag2O，干扰终点判定　②0.02 (5)氯的测定中，三颈烧瓶中反应后的所得物质过滤后的沉淀没有洗涤，导致滤液中氯离子有损失，所测氯离子含量偏小，氨和氯离子的物质的量之比大于2∶1 高考大题集训 化学实验综合题 1．(2024新课标全国卷，T9)吡咯类化合物在导电聚合物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应用。一种合成1-(4-甲氧基苯基)-2，5-二甲基吡咯(用吡咯X表示)的反应和方法如下： 实验装置如图所示，将100 mmol 2，5-己二酮(熔点：－5.5 ℃，密度：0.737 gcm-3)与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点：57 ℃)放入①中，搅拌。 待反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体。加热至65 ℃，至固体溶解，加入脱色剂，回流20 min，趁热过滤。滤液静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析出。经过滤、洗涤、干燥得到产品。 回答下列问题： (1)量取2，5-己二酮应使用的仪器为________(填名称)。 (2)仪器①用铁夹固定在③上，③的名称是________；仪器②的名称是____________。 (3)“搅拌”的作用是__________________________________________________。 (4)“加热”方式为____________。 (5)使用的“脱色剂”是________。 (6)“趁热过滤”的目的是______________________________________________； 用______________洗涤白色固体。 (7)若需进一步提纯产品，可采用的方法是________。 [解析]　(1)2，5-己二酮的摩尔质量为114 gmol-1，根据题中所给数据可知，所需2，5-己二酮的体积为≈15.47 cm3＝15.47 mL，又因为酮类物质对橡胶有腐蚀性，所以选用酸式滴定管。 (2)③为铁架台；仪器②用于冷凝回流，为球形冷凝管。 (3)2，5-己二酮的熔点为－5.5 ℃，常温下为液体，4-甲氧基苯胺的熔点为57 ℃，常温下为固体，搅拌可使固液反应物充分接触，加快反应速率。 (4)由题给信息“加热至65 ℃”可知，应用水浴加热。 (5)“脱色剂”的作用是吸附反应过程中产生的有色物质，结合题中信息，加入脱色剂后回流，趁热过滤，保留滤液，即脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体，所以可以选用活性炭作脱色剂。 (6)由题给信息可知产品吡咯X为白色固体，加热至65 ℃可溶解在50%的乙醇溶液中，所以需趁热过滤，使产品尽可能多地进入滤液，防止产品结晶损失，提高产率；由题中信息加入50%的乙醇溶液后析出浅棕色固体(即含杂质的产品)可知，常温下产品不溶于50%的乙醇溶液，所以为减少溶解损失，洗涤时可用50%的乙醇溶液。 (7)由产品的分离提纯过程可知，若需进一步提纯，可采用的方法为重结晶。 [答案]　(1)酸式滴定管　(2)铁架台　球形冷凝管　(3)使固液充分接触，加快反应速率　(4)水浴加热　(5)活性炭　(6)防止产品结晶损失，提高产率　50%的乙醇溶液　(7)重结晶 2．(2024山东卷，T19)利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如图所示(夹持装置略)。 实验过程如下： ①加样：将a mg样品加入管式炉内瓷舟中(瓷舟两端带有气孔且有盖)，聚四氟乙烯活塞滴定管G内预装c(KIO3)∶c(KI)略小于1∶5的KIO3碱性标准溶液，吸收管F内盛有盐酸酸化的淀粉水溶液。向F内滴入适量KIO3碱性标准溶液，发生反应：KIO3＋5KI＋6HCl===3I2＋6KCl＋3H2O，使溶液显浅蓝色。 ②燃烧：按一定流速通入O2，一段时间后，加热并使样品燃烧。 ③滴定：当F内溶液浅蓝色消退时(发生反应：SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI)，立即用KIO3碱性标准溶液滴定至浅蓝色复现，随SO2不断进入F，滴定过程中溶液颜色“消退—变蓝”不断变换，直至终点。 回答下列问题： (1)取20.00 mL 0.100 0 molL-1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体，配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液，下列仪器必须用到的是________(填标号)。 A．玻璃棒　　　　　　 B．1 000 mL锥形瓶 C．500 mL容量瓶 D．胶头滴管 (2)装置B和C的作用是充分干燥O2，B中的试剂为________。装置F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子(见放大图)，目的是____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)该滴定实验达到终点的现象是______________________；滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL，样品中硫的质量分数为________(用代数式表示)。 (4)若装置D中瓷舟未加盖，会因燃烧时产生粉尘而促进SO3的生成，粉尘在该过程中的作用是____________________；若装置E冷却气体不充分，可能导致测定结果偏大，原因是__________________________________________________ _____________________________________________________________________； 若滴定过程中，有少量不经I2直接将SO2氧化成H2SO4，测定结果会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 [解析]　由题中信息可知，利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验中，将氧气经干燥、净化后通入管式炉中将钢铁中硫氧化为SO2，然后将生成的SO2导入F中吸收，通过消耗KIO3碱性标准溶液的体积来测定钢铁中硫的含量。 (1)取20.00 mL 0.100 0 molL-1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体，配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液(稀释了50倍后KIO3的浓度为0.002 0 molL-1)，需要用移液管量取20.00 mL 0.100 0 molL-1 KIO3的碱性溶液，需要用一定精确度的天平称量一定质量的KI固体，需要在烧杯中溶解KI固体，溶解时要用到玻璃棒搅拌，需要用1 000 mL容量瓶配制标准溶液，需要用胶头滴管定容，因此，必须用到的是AD。 (2)装置B和C的作用是充分干燥O2，浓硫酸具有吸水性，常用于干燥某些气体，因此B中的试剂为浓硫酸。F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子，其目的是防止倒吸，因为磨砂浮子的密度小于水，若球泡内水面上升，磨砂浮子也随之上升，磨砂浮子可以作为一个磨砂玻璃塞将通气管的出气口堵上，从而防止倒吸。 (3)该滴定实验是利用过量的半滴标准溶液来指示滴定终点的，因此，该滴定实验达到终点的现象是当加入最后半滴KIO3碱性标准溶液后，溶液由无色突变为蓝色且30 s内不变色；由S元素守恒及SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI、KIO3＋5KI＋6HCl===3I2＋6KCl＋3H2O可得关系式3S～3SO2～3I2～KIO3，若滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL，则n(KIO3)＝V×10-3 L×0.002 0 molL-1＝2.000 0×10-6V mol，n(S)＝3n(KIO3)＝3×2.000 0×10-6V mol＝6.000 0×10-6V mol，样品中硫的质量分数是×100%＝%。 (4)若装置D中瓷舟未加盖，燃烧时产生粉尘中含有铁的氧化物，铁的氧化物能催化SO2的氧化反应从而促进SO3的生成，因此，粉尘在该过程中的作用是催化剂；若装置E冷却气体不充分，则通入F的气体温度过高，可能导致部分I2升华，这样就要消耗更多KIO3碱性标准溶液，从而可能导致测定结果偏大；若滴定过程中，有少量不经I2直接将SO2氧化成H2SO4，从电子转移守恒的角度分析得到6e－被还原为I－，仍能得到关系式3S～3SO2～KIO3，测定结果会不变。 [答案]　(1)AD (2)浓硫酸　防止倒吸 (3)当加入最后半滴KIO3碱性标准溶液后，溶液由无色突变为蓝色且30 s内不变色　% (4)催化剂　通入F的气体温度过高，导致部分I2升华，从而消耗更多的KIO3碱性标准溶液　不变 3．(2024湖南卷，T15)亚铜配合物广泛用作催化剂。实验室制备[Cu(CH3CN)4]ClO4的反应原理如下：===＋6H2O。 实验步骤如下： 分别称取3.71 g Cu(ClO4)26H2O和0.76 g Cu粉置于100 mL乙腈(CH3CN)中反应，回流装置图和蒸馏装置图(加热、夹持等装置略)如下： 已知：①乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂； ②相关物质的信息如下： 化合物 [Cu(CH3CN)4]ClO4 Cu(ClO4)26H2O 相对分 子质量 327.5 371 在乙腈 中颜色 无色 蓝色 回答下列问题： (1)下列与实验有关的图标表示排风的是________(填标号)。 A　　　　B　　　　C　　　　D　　　　E (2)装置Ⅰ中仪器M的名称为____________________________________________。 (3)装置Ⅰ中反应完全的现象是__________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是________________________________________ _____________________________________________________________________。 (5)[Cu(CH3CN)4]ClO4不能由步骤c直接获得，而是先蒸馏至接近饱和，再经步骤d冷却结晶获得。这样处理的目的是___________________________________ _____________________________________________________________________。 (6)为了使母液中的[Cu(CH3CN)4]ClO4结晶，步骤e中向母液中加入的最佳溶剂是________(填标号)。 A．水　　　　　B．乙醇　　　　C．乙醚 (7)合并步骤d和e所得的产物，总质量为5.32 g，则总收率为________(用百分数表示，保留一位小数)。 [解析]　将Cu(ClO4)26H2O和Cu粉以及乙腈(CH3CN)加入烧瓶中，经水浴加热并回流进行充分反应，反应结束后过滤除去未反应完全的Cu，然后利用乙腈的挥发性进行蒸馏除去乙腈，将剩余溶液进行冷却结晶分离出[Cu(CH3CN)4]ClO4。 (1)表示需佩戴护目镜，表示当心火灾，表示排风，表示必须洗手，故答案为D。 (2)装置Ⅰ中仪器M的名称为球形冷凝管。 (3)Cu(ClO4)26H2O在乙腈中为蓝色，在乙腈中为无色，因此装置Ⅰ中反应完全的现象是溶液蓝色褪去变为无色，可证明Cu(ClO4)26H2O已充分反应完全。 (4)由于制备的[Cu(CH3CN)4]ClO4中Cu元素为＋1价，具有较强的还原性，容易被空气中氧气氧化，因此装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是排出装置内空气，防止制备的产品被氧化。 (5)[Cu(CH3CN)4]ClO4为离子化合物，具有强极性，在水中溶解度较大，在温度较高的环境下蒸馏难以分离，若直接将水蒸干难以获得晶体状固体，因此需先蒸馏至接近饱和，再经步骤d冷却结晶，从而获得晶体。 (6)为了使母液中的[Cu(CH3CN)4]ClO4结晶，可向母液中加入极性较小的溶剂，与水混溶的同时扩大与[Cu(CH3CN)4]ClO4的极性差，进而使析出，因此可选用的溶剂为乙醇，故答案为B。 (7)3.71 g Cu(ClO4)26H2O的物质的量为＝0.01 mol，理论制得的质量为0.01 mol×2×327.5 gmol-1＝6.55 g，总收率为×100%≈81.2%。 [答案]　(1)D　(2)球形冷凝管　(3)溶液蓝色褪去变为无色　(4)排出装置内空气，防止制备的产品被氧化　(5)冷却过程中降低[Cu(CH3CN)4]ClO4在水中的溶解度　(6)B　(7)81.2% 4．(2024贵州卷，T15)十二钨硅酸在催化方面有重要用途。某实验小组制备十二钨硅酸晶体，并测定其结晶水含量的方法如下(装置如图，夹持装置省略)： Ⅰ．将适量Na2WO42H2O、Na2SiO39H2O加入三颈烧瓶中，加适量水，加热，溶解。 Ⅱ．持续搅拌下加热混合物至近沸，缓慢滴加浓盐酸至pH为2，反应30分钟，冷却。 Ⅲ．将反应液转至萃取仪器中，加入乙醚，再分批次加入浓盐酸，萃取。 Ⅳ．静置后液体分上、中、下三层，下层是油状钨硅酸醚合物。 Ⅴ．将下层油状物转至蒸发皿中，加少量水，加热至混合液表面有晶膜形成，冷却结晶，抽滤，干燥，得到十二钨硅酸晶体{H4[SiW12O40]nH2O}。 已知： ①制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀； ②乙醚易挥发、易燃，难溶于水且密度比水小； ③乙醚在高浓度盐酸中生成的与[SiW12O40]4-缔合成密度较大的油状钨硅酸醚合物。 回答下列问题： (1)仪器a中的试剂是________________(填名称)，其作用是__________________。 (2)步骤Ⅱ中浓盐酸需缓慢滴加的原因是__________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)下列仪器中，用于“萃取、分液”操作的有______(填名称)。 (4)步骤Ⅳ中“静置”后液体中间层的溶质主要是________。 (5)步骤Ⅴ中“加热”操作________(填“能”或“不能”)使用明火，原因是____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (6)结晶水测定：称取m g十二钨硅酸晶体(H4[SiW12O40]nH2O，相对分子质量为M)，采用热重分析法测得失去全部结晶水时失重ω%，计算n＝________(用含ω、M的代数式表示)；若样品未充分干燥，会导致n的值________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 [解析]　(1)浓盐酸具有挥发性，会污染环境，故a中的试剂的作用是吸收挥发出来的氯化氢，可以是碱石灰或NaOH固体等。(2)由于制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀，故步骤Ⅱ中浓盐酸需缓慢滴加，防止制备过程中局部pH过低而产生钨的水合氧化物沉淀。(3)萃取分液需要使用分液漏斗，同时需要烧杯来盛放分液后的液体，故用于“萃取、分液”操作的有分液漏斗、烧杯。(4)步骤Ⅳ中“静置”后液体分为上、中、下三层，其中下层液体为油状钨硅酸醚合物，乙醚难溶于水，且密度小于水，故上层为乙醚，通过分析发生的反应可知，中间层的溶质主要为NaCl。(5)由于乙醚易挥发，易燃，故步骤Ⅴ中“加热”操作不能使用明火。(6)m g十二钨硅酸晶体的物质的量为n1＝ mol，结晶水占总质量的ω%，则结晶水的物质的量为n2＝ mol，则n＝＝；若未充分干燥，则ω%变小，n的值偏小。 [答案]　(1)碱石灰(或NaOH固体等)　吸收挥发出来的氯化氢 (2)防止制备过程中局部pH过低而产生钨的水合氧化物沉淀 (3)分液漏斗、烧杯 (4)NaCl (5)不能　乙醚易挥发，易燃，遇明火极易发生危险 (6)　偏小 5．(2024北京卷，T19)某小组同学向pH＝1的0.5 molL-1的FeCl3溶液中分别加入过量的Cu粉、Zn粉和Mg粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。 (1)理论分析 依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe3+还原为Fe的金属是________。 (2)实验验证 实验 金属 操作、现象及产物 Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质 Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质 Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质 ①分别取实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，证明都有Fe2+生成，依据的现象是____________________________________________________ _____________________________________________________________________。 ②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因：____________________________。 ③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。 ⅰ．a．甲认为实验Ⅱ中，当Fe3+、H＋浓度较大时，即使Zn与Fe2+反应置换出少量Fe，Fe也会被Fe3+、H＋消耗。写出Fe与Fe3+、H＋反应的离子方程式：____________________。 b．乙认为在pH为3～4的溶液中即便生成Fe也会被H＋消耗。设计实验_____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(填实验操作和现象)。 证实了此条件下可忽略H＋对Fe的消耗。 c．丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与Fe2+的反应。实验证实了Zn粉被包裹。 ⅱ．查阅资料：0.5 molL-1 Fe3+开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。 结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH<1.2，________(填实验操作和现象)，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。 (3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 [解析]　实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3+发生反应2Fe3+＋Cu===Cu2+＋2Fe2+，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋===Zn2+＋H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3+转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3+的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋===Mg2+＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 (1)在金属活动性顺序中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排在Fe之后，因此Mg、Zn可将Fe3+还原为Fe。(2)①Fe2+与K3[Fe(CN)6]会生成蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀；②Fe3+水解方程式为Fe3+＋3H2O⥫⥬Fe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3+水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀。③ⅰ．a．Fe与Fe3+、H＋反应的离子方程式为2Fe3+＋2Fe＋2H＋===4Fe2+＋H2↑或2Fe3+＋Fe===3Fe2+、2H＋＋Fe===Fe2+＋H2↑；b．要证实在pH为3～4的溶液中可忽略H＋对Fe的消耗，可向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀，即说明此条件下Fe未与H＋反应生成Fe2+。ⅱ．结合a、b和c可知，实验Ⅱ未检测到Fe单质的原因可能是Fe3+的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹，因此可控制反应条件，在未生成Fe(OH)3沉淀时将Fe3+还原，即可排除两个干扰因素，具体操作：重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH<1.2，加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。 (3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。 [答案]　(1)Mg、Zn　(2)①产生蓝色沉淀　②Fe3+水解方程式为Fe3+＋3H2O⥫⥬Fe(OH)3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3+水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀　③2Fe3+＋2Fe＋2H＋===4Fe2+＋H2↑(或2Fe3+＋Fe===3Fe2+、2H＋＋Fe===Fe2+＋H2↑)　向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀　加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸　(3)加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被沉淀包裹 6．(2023福建卷，T12)某研究小组以TiCl4为原料制备新型耐热材料TiN。 Ⅰ．由TiCl4水解制备TiO2(实验装置如图，夹持装置省略)：滴入TiCl4，边搅拌边加热，使混合液升温至80 ℃，保温3小时。离心分离白色沉淀(TiO2xH2O)并洗涤，煅烧制得TiO2。 (1)装置A中冷凝水的入口为________(填“a”或“b”)。 (2)三颈烧瓶中预置的稀盐酸可抑制胶体形成、促进白色沉淀生成。TiCl4水解生成的胶体主要成分为________(填化学式)。 (3)判断TiO2xH2O沉淀是否洗涤干净，可使用的检验试剂有________。 Ⅱ．由TiO2制备TiN并测定产率(实验装置如图，夹持装置省略)。 (4)装置C中试剂X为________。 (5)装置D中反应生成TiN、N2和H2O，该反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (6)装置E的作用是_____________________________________________________。 (7)实验中部分操作如下： a．反应前，称取0.800 g TiO2样品； b．打开装置B中恒压滴液漏斗旋塞； c．关闭装置B中恒压滴液漏斗旋塞； d．打开管式炉加热开关，加热至800 ℃左右； e．关闭管式炉加热开关，待装置冷却； f．反应后，称得瓷舟中固体质量为0.656 g。 ①正确的操作顺序为a→________→f(填标号)。 ②TiN的产率为_______________________________________________________。 [解析]　稀盐酸可抑制胶体形成、促进白色沉淀生成，向稀盐酸中滴入TiCl4，搅拌并加热，TiCl4在稀盐酸中水解生成白色沉淀TiO2xH2O，将TiO2xH2O洗涤，煅烧制得TiO2，装置B中利用浓氨水和生石灰反应制备NH3，利用装置C除去NH3中的水蒸气，则试剂X可以是碱石灰，装置D中NH3和TiO2在800 ℃下反应生成TiN、N2和H2O，化学方程式为6TiO2＋8NH36TiN＋12H2O＋N2，装置E中装有CaCl2，可以吸收生成的水蒸气及过量的NH3。(1)装置A中冷凝水应从下口进上口出，则冷凝水的入口为b。(2)TiCl4水解生成的胶体主要成分为。(3)TiO2xH2O沉淀中含有少量的Cl－杂质，判断TiO2xH2O沉淀是否洗涤干净，只需检验洗涤液中是否含有Cl－，若最后一次洗涤液中不含Cl－，则证明TiO2xH2O沉淀清洗干净，检验Cl－，应选用的试剂是AgNO3溶液。(7)①该实验应先称取一定量的TiO2固体，将TiO2放入管式炉中，提前通入NH3排出管式炉中空气后再进行加热，当反应结束后，应先停止加热，待冷却至室温后再停止通入NH3，则正确的实验操作步骤为a→b→d→e→c→f；②0.800 g TiO2的物质的量为＝0.01 mol，则TiN的理论产量为0.01 mol×62 gmol-1＝0.62 g，反应后剩余固体质量为0.656 g，则固体减少质量为0.800 g－0.656 g＝0.144 g，根据6TiO2＋8NH36TiN＋12H2O＋N2～固体减少6×(32－14)g，则TiN的实际产量＝ g＝0.496 g，则TiN产率为×100%＝80.0%。 [答案]　(1)b　(2)Ti(OH)4　(3)AgNO3溶液　(4)碱石灰(合理即可)　(5)6TiO2＋8NH36TiN＋12H2O＋N2　(6)吸收氨气与水蒸气　(7)①b→d→e→c　②80.0% 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$