主题三　第9讲 主观大题突破：化学实验综合【精讲精练】2026届高三化学二轮复习.题型突破（新高考通用）

主题三　化学实验基础与综合 第9讲 主观大题突破 化学实验综合 分点突破(一)　实验装置与物质制备 1．无机物制备的仪器连接顺序 (1)制备气体的装置连接 (2)气体定量测定装置连接 干燥装置(如盛有浓硫酸的洗气瓶)→吸收装置(如碱石灰)→干燥装置(防止空气中水蒸气以及其他干扰性气体进入吸收装置)。 (3)制备易水解固体物质装置连接 干燥装置(如盛有浓硫酸的洗气瓶)→制备装置→干燥装置(防止空气中水蒸气进入制备装置)。 2．有机物质制备装置 (1)制备装置 　　　　 (2)加热方式：酒精灯的火焰温度一般在400～500 ℃，乙酸乙酯的制取、石油的蒸馏等实验选用酒精灯加热，若温度要求更高，可选用酒精喷灯或电炉加热。除上述加热方式外还可以根据加热的温度要求选择水浴、油浴、沙浴加热。 (3)冷凝回流：有机物易挥发，因此在反应中通常采用冷凝回流装置，以减少有机物的挥发，提高原料的利用率和产物的产率。图1、图2：冷凝、导气；图3：冷凝回流，防止气体逸出，提高产率；图4、图5：油水分离器 (4)防暴沸：加沸石(或碎瓷片)，防止溶液暴沸，若开始忘加沸石(或碎瓷片)，需停止加热，冷却后补加。 【高考失分点】 1．仪器连接要求：洗气瓶要长进短出；量气装置则要短进长出；干燥管要粗进细出；冷凝管要低进高出。 2．实验加热要求：(1)当空气成分(主要是O2)影响实验时，需要在实验开始前通入惰性气体驱除装置内的空气。 (2)实验开始先点燃发生装置酒精灯，排净空气后再点燃反应装置酒精灯。 (3)实验结束时，应先熄灭反应装置酒精灯，继续通原料气至试管冷却，再熄灭发生装置酒精灯。 (2025·河北高考)氢碘酸常用于合成碘化物。某化学兴趣小组用如图装置(夹持装置等略)制备氢碘酸。 步骤如下： ⅰ.在A中加入150 mL H2O和127 g I2，快速搅拌，打开K1通入H2S，反应完成后，关闭K1，静置、过滤得滤液； ⅱ.将滤液转移至B中，打开K2通入N2，接通冷凝水，加热保持微沸，直至H2S除尽； ⅲ.继续加热蒸馏，C中收集沸点为125～127 ℃间的馏分，得到117 mL氢碘酸(密度为1.7 g·mL－1，HI质量分数为57%)。 回答下列问题： (1)仪器A的名称：________，通入H2S发生反应的化学方程式：________________________________________。 (2)步骤ⅰ中快速搅拌的目的：________(填序号) a．便于产物分离　　　　　 b．防止暴沸 c．防止固体产物包覆碘 (3)步骤ⅰ中随着反应的进行，促进碘溶解的原因___________________(用离子方程式表示)。 (4)步骤ⅱ中的尾气常用________________(填化学式)溶液吸收。 (5)步骤ⅱ实验开始时的操作顺序：先通入N2，再加热；步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序：_______________________________________。 (6)列出本实验产率的计算表达式：________________。 (7)氢碘酸见光易分解，易被空气氧化，应保存在___________________。 (2025·河北邯郸三模)氨基酸微量元素螯合物是目前研制的新一代营养制剂。某实验小组在实验室模拟合成蛋氨酸合锌并测定其螯合率。回答下列问题： 蛋氨酸合锌的合成 反应原理：2C5H11NO2S＋ZnSO4·7H2O＋2NaOH===(C5H10NO2S)2Zn＋Na2SO4＋9H2O 称取一定量的ZnSO4·7H2O和蛋氨酸(分子式：C5H11NO2S；结构简式：)置于三颈烧瓶中，加20 mL蒸馏水溶解，以适当流速滴加氢氧化钠溶液以保持体系的pH在6～7之间，水浴加热回流一定时间，然后停止加热，冷却，使结晶析出。真空抽滤，用蒸馏水洗涤至滤液中无SO时，再用无水乙醇洗涤2次，干燥，得产品。装置如图1、图2所示。 (1)盛装NaOH溶液的仪器名称为________________；连接冷凝管时，从________(填“a”或“b”)口进水通入冷凝水。 (2)真空抽滤装置如图2所示，为了防止倒吸，抽滤完成后，你认为接下来最合理的前两步操作依次为________(填标号)。 ①取下布氏漏斗　②打开活塞A　③拔下抽滤瓶处橡皮管　④关闭抽气泵开关 (3)螯合物是含有多个配位原子的配体与同一个中心原子(或离子)配位成环，蛋氨酸合锌是结构中存在五元环的中性配合物，锌的配位数为4。则蛋氨酸合锌的结构简式为________________，形成配位键时提供空轨道的是________(填化学式)。 (4)pH较低或较高均会降低螯合率：在pH较低的强酸性条件下H＋将与Zn2＋争夺供电子基团，不利于螯合物的形成；在pH较高的强碱性条件下，_________________________________________，也不利于螯合物的形成。 (5)不同温度和时间对蛋氨酸合锌螯合率的影响如图3所示，据图可知蛋氨酸与锌螯合的最佳反应条件为________________________________。 分点突破(二)　实验操作目的与原因分析 实验规范作答 实验操作目的 规范描述 先通入N2或惰性气体 除去装置中的空气，排除O2对实验的干扰 末端连接碱石灰干燥管 防止空气中的CO2和水蒸气对实验的干扰 减压蒸馏(蒸发) ①减小压强，使液体沸点降低，更易分离出某种液体。②防止加热时某些物质(如H2O2)的分解。如浓缩双氧水需减压蒸馏 调节溶液pH的目的 ①分离除杂：使杂质充分沉淀或溶解，提高纯度。②调控反应：使溶液呈酸性，提高氧化性，或使溶液呈碱性，控制反应的发生 “趁热过滤”的目的 防止降温过程中杂质析出，提高产品的纯度 控制温度在一定范围 若温度过低，则反应速率(或溶解速率)较慢；若温度过高，则某物质(如H2O2、氨水、草酸、浓硝酸、铵盐等)会分解或挥发 晶体洗涤 ①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质；②冰水洗涤：能洗去晶体表面的杂质离子，同时减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗；③用特定试剂洗涤：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出，减少损耗等(如乙醇、饱和食盐水等) 恒压滴液 使用恒压滴液漏斗，保证气压相等(平衡气压)，使××(溶液)易于滴下或减小因滴加××(溶液)造成的气体体积测量误差 冷凝回流 使用球形冷凝管防止××蒸气逸出，提高××物质的转化率 【高考失分点】　实验现象的规范描述 1．溶液：(1)颜色由××色变成××色。(2)液面上升或下降(形成液面差)。(3)溶液变浑浊或生成(产生)××色沉淀。(4)溶液发生倒吸。(5)产生大量气泡或有气体从溶液中逸出。 2．固体：(1)固体表面产生大量气泡。(2)固体逐渐溶解。(3)固体体积逐渐变小(变细)。(4)(固体)颜色由××变成××。 3．气体：(1)生成××色(味)气体。(2)气体由××色变成××色。(3)先变××后××(加深、变浅、褪色)。 4．滴定终点的判断：滴溶液(当滴入最后半滴××标准溶液)→观色变(溶液由××色变成××色)→半分钟(且半分钟内不恢复原来颜色)。 (2025·河南高考)某研究小组设计了如下实验测定某药用硫黄中硫的含量，其中硫转化的总反应为S＋2OH－＋3H2O2===SO＋4H2O。主要实验步骤如下： Ⅰ.如图所示，准确称取m g细粉状药用硫黄于①中，并准确加入V1 mL KOH乙醇溶液(过量)，加入适量蒸馏水，搅拌，加热回流。待样品完全溶解后，蒸馏除去乙醇。 Ⅱ.室温下向①中加入适量蒸馏水，搅拌下缓慢滴加足量30% H2O2溶液，加热至100 ℃，保持20 min，冷却至室温。 Ⅲ.将①中溶液全部转移至锥形瓶中，加入2滴甲基橙指示剂，用c mol·L－1 HCl标准溶液滴定至终点，消耗HCl溶液体积为V2 mL。 Ⅳ.不加入硫黄，重复步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ做空白实验，消耗HCl标准溶液体积为V3 mL。计算样品中硫的质量分数。 Ⅴ.平行测定三次，计算硫含量的平均值。 回答下列问题： (1)仪器①的名称是：________________；②的名称是________________。 (2)步骤Ⅰ中，乙醇的作用是__________________________________。 (3)步骤Ⅰ中，样品完全溶解后，必须蒸馏除去乙醇的原因是_______________________________。 (4)步骤Ⅱ中不宜采用水浴加热的原因是_________________________。 步骤Ⅱ结束后，若要检验反应后溶液中的SO，实验操作是_______________________________。 (5)步骤Ⅲ中，判断滴定达到终点的现象为____________________。 (6)单次样品测定中硫的质量分数可表示为________________(写出计算式)。 (2025·湖北襄阳三模节选)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种易溶于水，易分解的强氧化剂。它的一种“常温结晶”制备方法的原理为2Na2CO3(s)＋3H2O2(l)===2Na2CO3·3H2O2(s)　ΔH<0，实验装置如图所示(夹持装置略去)。 已知：通常以活性氧质量分数[w(活性氧)＝×100%]来衡量过碳酸钠产品的优劣。 实验步骤： ⅰ.称取一定量无水碳酸钠，置于烧杯中，加蒸馏水溶解，将溶液转移到三颈烧瓶内，加入稳定剂，搅拌混匀。 ⅱ.控制温度为25 ℃，边搅拌边向三颈烧瓶中缓慢滴加30%的H2O2溶液。 ⅲ.再向三颈烧瓶中加入一定量的无水乙醇，反应一段时间。 ⅳ.静置、真空抽滤、干燥得粗产品，冷却称重。 回答下列问题： (1)仪器a的名称为________________。 (2)实验过程中产生的气体副产物是________(填化学式)，装置中玻璃导管的作用是______________________________________。 (3)步骤ⅱ中，可采取的控温措施是________________。滴加H2O2溶液速度不能太快，原因是___________________________________________。 (4)步骤ⅲ中，加入乙醇的目的是________________________________。 反应时间与产率、活性氧质量分数(w)的关系如图所示，最适宜的反应时间为________min左右。 分点突破(三)　综合实验中的数据分析和计算 定量实验数据的测定方法 (1)沉淀法：先将欲测定离子转化为沉淀，然后称量沉淀(经洗涤、干燥)的质量，再通过原子守恒进行计算。 (2)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体积，转化为标准状况下体积并进行计算。 ②测定气体的质量：一种是测定反应装置反应或分解释放出气体前后的质量差；另一种是根据气体性质选择恰当的吸收剂，计算吸收剂吸收前后的质量差，即为气体的质量。 (3)滴定法：通过酸碱中和滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定和配位滴定法等获得相应数据后再进行相关计算。 (4)热重分析法 【高考失分点】　定量实验数据的处理方法 1．看数据是否符合测量仪器的精度，如用托盘天平测得质量的精度为0.1 g，若精度值超过了这个范围，说明所得数据是无效的。 2．看数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要舍去。 3．看反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用。 4．看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下得出的数据才能进行比较、运算。 1．(2025·安徽高考)某白色晶体可能同时含有NaHCO3和Na2CO3·10H2O。称取0.42 g晾干后的白色晶体，加热至恒重，将产生的气体依次通过足量的无水CaCl2和NaOH溶液，NaOH溶液增重0.088 g，则白色晶体中NaHCO3的质量分数为________。 2．(2025·云南高考节选)三氟甲基亚磺酸锂(Mr＝140)是我国科学家通过人工智能设计开发的一种锂离子电池补锂剂，其合成原理如下： 实验步骤如下： Ⅰ.向A中加入3.5 g NaHCO3、5.2 g Na2SO3和20.0 mL蒸馏水，搅拌下逐滴加入2.1 mL(3.3 g)三氟甲磺酰氯(Mr＝168.5)，有气泡产生(装置如图，夹持及加热装置省略)。80 ℃下反应3 h后，减压蒸除溶剂得浅黄色固体。 Ⅱ.向上述所得固体中加入10.0 mL四氢呋喃(THF)，充分搅拌后，加入无水Na2SO4，振荡，抽滤、洗涤。将所得滤液减压蒸除THF，得黏稠状固体。加入适量乙醇进行重结晶。 Ⅲ.将所得三氟甲基亚磺酸钠和3.0 mL THF加入圆底烧瓶中，搅拌溶解后逐滴加入足量浓盐酸，析出白色固体。抽滤、洗涤。 Ⅳ.将滤液转入圆底烧瓶中，加入2.0 mL蒸馏水和过量LiOH。室温搅拌反应1 h后，减压蒸除溶剂，得粗产品。加入适量乙醇进行重结晶，得产品1.1 g。 已知：THF是一种有机溶剂，与水任意比互溶。 则三氟甲基亚磺酸锂的产率为________。 1．(2025·河北邯郸三模节选)蛋氨酸合锌螯合率的测定 已知：①蛋氨酸合锌在甲醇中的溶解度极小，游离Zn2＋能溶解于甲醇； ②Zn2＋与EDTA反应比例为1∶1； ③螯合率＝×100%。 步骤：称取蛋氨酸合锌试样1.0 g置于250 mL锥形瓶中，加5 mL盐酸溶液使试样溶解，加50 mL水，再加入掩蔽剂，溶解摇匀后加入15 mL乙酸—乙酸钠缓冲溶液和3滴二甲酚橙指示液，用EDTA标准溶液滴定至终点，消耗0.100 0 mol·L－1 EDTA溶液30.00 mL。另取蛋氨酸合锌试样1.0 g置于250 mL锥形瓶中，加50 mL甲醇，充分搅拌，过滤，沉淀用甲醇反复洗涤3次，按上述方法滴定，消耗0.100 0 mol·L－1 EDTA溶液1.50 mL。 根据以上结果可知蛋氨酸合锌的螯合率为________%。 2．(2025·河北唐山、廊坊二模节选)有机铜配合物蛋氨酸铜([Cu(Met)2]，Met表示蛋氨酸根)作为稳定性更好、安全性更高的高铜饲料添加剂，实验小组按如下方案测定产品含铜量。 取0.360 0 g产品于锥形瓶中，加入适量蒸馏水和稀盐酸，加热至全部溶解，冷却后加入NH3·H2O－NH4Cl缓冲溶液，加热至70 ℃左右，滴入2～3滴指示剂PAN，用0.050 00 mol·L－1乙二胺四乙酸二钠盐(Na2H2Y)标准溶液滴定，反应为Cu2＋＋H2Y2－===CuY2－＋2H＋。重复三次，平均消耗Na2H2Y标准溶液19.25 mL。 (1)下列有关滴定操作正确的是________(填字母代号)。 a．滴定管使用之前，应检查活塞是否漏水 b．滴定管洗涤干净之后，直接加入Na2H2Y标准液 c．调整滴定管中液面至“0”或“0”刻度以上，记录读数 d．滴定时，眼睛应时刻注视滴定管中液面变化 (2)产品中铜的质量分数为________%(保留小数点后两位)；若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 分点突破(四)　实验方案的设计与评价 1．实验设计流程 2．变量控制型实验解答流程 3．物质性质探究型实验流程 【高考失分点】　不能准确地对实验设计做出评价或改进 1．实验的可行性：(1)实验操作是否安全、合理；(2)实验步骤是否简单、方便；(3)实验效果是否明显；(4)原料的成本、转化率、产率等。 2．实验的规范性：(1)仪器的安装与拆卸；(2)仪器的查漏、气密性检验；(3)试剂添加的顺序与用量；(4)温度计的规范使用；(5)仪器的读数等。 3．实验的安全性：(1)要防止液体倒吸；(2)要防爆炸；(3)要防氧化；(4)要尾气处理；(5)易水解的物质要防吸水等。 4．实验的绿色性：(1)反应原料是否安全无毒；(2)反应速率是否较大；(3)原料利用率以及合成物质的产率是否较高；(4)合成过程中是否造成环境污染等。 (2025·广东高考)酸及盐在生活生产中应用广泛。 (1)甲苯氧化可生成苯甲酸。向盛有2 mL甲苯的试管中，加入几滴酸性KMnO4溶液，振荡，观察到体系颜色________________。 (2)某苯甲酸粗品含少量泥沙和氯化钠。用重结晶法提纯该粗品过程中，需要的操作及其顺序为：加热溶解、________(填下列操作编号)。 (3)兴趣小组测定常温下苯甲酸饱和溶液的浓度c0和苯甲酸的Ka，实验如下：取50.00 mL苯甲酸饱和溶液，用0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定，用pH计测得体系的pH随滴入溶液体积V变化的曲线如图。据图可得： ①c0＝________mol/L。 ②苯甲酸的Ka＝________(列出算式，水的电离可忽略)。 (4)该小组继续探究取代基对芳香酸酸性的影响。 ①知识回顾　羧酸酸性可用Ka衡量。下列羧酸Ka的变化顺序为CH3COOH<CH2ClCOOH<CCl3COOH<CF3COOH。随着卤原子电负性________，羧基中的羟基________增大，酸性增强。 ②提出假设　甲同学根据①中规律推测下列芳香酸的酸性强弱顺序为 ③验证假设　甲同学测得常温下三种酸的饱和溶液的pH大小顺序为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，据此推断假设成立。但乙同学认为该推断依据不足，不能用所测得的pH直接判断Ka大小顺序，因为____________________________________。 乙同学用(3)中方法测定了上述三种酸的Ka，其顺序为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。 ④实验小结　假设不成立，芳香环上取代基效应较复杂，①中规律不可随意推广。 (5)该小组尝试测弱酸HClO的Ka。 ①丙同学认为不宜按照(3)中方法进行实验，其原因之一是次氯酸易分解。该分解反应的离子方程式为___________________________________。 ②小组讨论后，选用0.100 mol/L NaClO溶液(含少量NaCl)进行实验，以获得HClO的Ka。简述该方案__________________________________(包括所用仪器及数据处理思路)。 ③教师指导：设计实验方案时，需要根据物质性质，具体问题具体分析。 (2025·广东肇庆二模节选)氯化铁在电镀、染料、照相和医药等领域均有广泛应用。 探究FeCl3溶液与Fe的反应：小组同学进行如图所示实验，观察到试管c充分静置后溶液红色褪去。 (1)为探究溶液红色褪去的原因，甲同学分别取少量试管d中溶液于两试管中，向其中一支中滴加几滴________(填化学式，后同)溶液，无明显变化；向另一支中滴加几滴________溶液，出现红色。甲同学得出结论：溶液红色褪去不是因为SCN－被消耗，而是因为Fe3＋被消耗。溶液红色褪去Fe3＋发生反应的离子方程式为____________________________________________。 (2)乙同学认为试管c中部分KSCN也发生了反应。他取试管b和d中的溶液，设计以下实验，并比较两组实验中溶液的颜色。 试管序号 待检验溶液体积/mL 蒸馏水/mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液/mL 现象 试管b 2.0 V1 0 红色较深 试管d 2.0 1.0 V2 红色较浅 上表中，V1＝________，V2＝________。 乙同学根据实验现象验证了其猜想。 (3)小组同学进一步发现，其他条件不变，增大加入的KSCN的浓度，试管c中溶液红色褪去变快。 查阅资料：①在酸性的FeCl3溶液中，铁粉能与SCN－反应生成CN－。 ②6CN－＋Fe3＋[Fe(CN)6]3－(浅黄色)K＝1.0×1042； 3SCN－＋Fe3＋Fe(SCN)3　K＝4.4×105。 根据以上信息分析，增大KSCN的浓度，试管c中溶液红色褪去变快可能的原因为_____________________________________。 (4)利用KSCN指示剂验证Fe与FeCl3发生了反应时，更合理的实验操作为________________________________________________。 主观大题突破训练 　化学实验综合 1．(2025·湖北襄阳三模)三氯三(四氢呋喃)合铬(Ⅲ)化学式为CrCl3(THF)3可催化烯烃加聚，制备的方法如下。 已知：①CrCl3易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化。 ②COCl2气体有毒，遇水发生水解产生两种酸性气体。 Ⅰ.制备无水CrCl3： 某化学小组用CCl4(沸点76.8 ℃)和1.52 g Cr2O3在高温下制备无水CrCl3，同时生成COCl2气体，实验装置如图所示： (1)装置A用于制备N2，实验装置合理的连接顺序为A→C→F→________→B(填装置字母标号，可重复使用)。 (2)装置D中粗导管的作用是___________________________________。 (3)尾气处理时发生反应的离子方程式：____________________________。 Ⅱ.合成CrCl3(THF)3： ①四氢呋喃(THF)为常见的有机溶剂，沸点66 ℃，易燃。 ②实验室在非水体系中合成CrCl3(THF)3原理为：CrCl3＋3THFCrCl3(THF)3 实验操作：按如图组装仪器，将步骤Ⅰ所得无水CrCl3和0.15 g锌粉放入滤纸套筒内，双颈烧瓶中加入100 mL无水四氢呋喃(THF)，通N2 5 min后关闭，接通冷却水，加热四氢呋喃至沸腾，在索氏提取器中发生反应，回流2.5 h后再通入N2冷却至室温；取下双颈烧瓶，在通风橱中蒸发至有较多固体析出，冷却、抽滤、干燥后称量即得产品4.50 g。 (4)该反应不能使用明火加热的原因______________________________。 (5)产品沿索氏提取器的管________(2或3)流回双颈烧瓶。 (6)已知Cr(Ⅱ)对该反应有催化作用，推断加入Zn粉发生反应的化学方程式为：_________________________________________。 (7)产品产率为________%(结果保留小数点后一位)[已知：Cr2O3的摩尔质量为152 g·mol－1；CrCl3(THF)3的摩尔质量为374.5 g·mol－1]。 2．(2025·江西九江三模)环己酮是一种重要的有机化工中间体和有机溶剂，采用重铬酸钾—硫酸氧化法制备环己酮的反应原理和步骤如下： ＋K2Cr2O7＋5H2SO4＋Cr2(SO4)3＋2KHSO4＋7H2O 已知：①酮遇强氧化剂时可被氧化，温度升高，氧化速率明显加快。 ②环己醇、环己酮、饱和食盐水、水的相对分子质量和部分物理性质如下表： 物质 相对分子质量 密度(20 ℃，g·cm－3) 溶解性 环己醇 100 0.96 能溶于水 环己酮 98 0.95 微溶于水，易溶于乙醇等有机溶剂 饱和食盐水 — 1.33 — 水 18 1.00 — Ⅰ.向100 mL圆底烧瓶中加入25 mL水，一边摇动烧瓶，一边慢慢地加入3.3 mL浓硫酸，再加入3.5 mL环己醇，将所得溶液用冰水浴冷却至15 ℃。 Ⅱ.称取3.4 g K2Cr2O7，分批加入混合液中，振摇烧瓶，控制反应温度在55～60 ℃，待固体全部消失且溶液颜色呈墨绿色，反应温度下降时结束反应，加入一定量甲醇。 Ⅲ.烧瓶内加入15 mL水及沸石，水蒸气蒸馏出环己酮和水，收集95～100 ℃的馏分约13 mL。加入过量NaCl固体，将此溶液静置分液，分离出有机层，水层用7 mL甲基叔丁基醚萃取3次，合并有机层，干燥。 Ⅳ.蒸馏干燥后的有机层，蒸出甲基叔丁基醚，再用空气冷凝管蒸出环己酮，收集150～156 ℃的馏分约2.1 mL。 回答下列问题： (1)步骤Ⅱ中，控制反应温度在55～60 ℃的原因为_____________________。 (2)步骤Ⅱ中，加入一定量甲醇的目的是_______________________。 (3)本实验利用K2Cr2O7替代传统实验的Na2Cr2O7，其优点为________(填标号)。 a．氧化效果好 b．价格便宜，易购买 c．用量少 (4)为使含铬废液再生利用，可在废液中加入强氧化剂过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]，S2O中π键与σ键数目之比为________，发生再生反应的离子方程式为______________________________________。 (5)步骤Ⅲ中，加过量NaCl固体的作用为___________________________。 (6)下列仪器在步骤Ⅳ中无需使用的是________(填序号)。 (7)本次产品的产率为________(精确至0.1%)。 3．(2025·湖北高考)某小组在探究Cu2＋的还原产物组成及其形态过程中，观察到的实验现象与理论预测有差异。根据实验描述，回答下列问题： (1)向2 mL 10% NaOH溶液加入5滴5% CuSO4溶液，振荡后加入2 mL 10%葡萄糖溶液，加热。 ①反应产生的砖红色沉淀为________(写化学式)，葡萄糖表现出________(填“氧化”或“还原”)性。 ②操作时，没有加入葡萄糖溶液就加热，有黑色沉淀生成。用化学反应方程式说明该沉淀产生的原因：_________________________________。 (2)向20 mL 0.5 mol·L－1 CuSO4溶液中加入Zn粉使蓝色完全褪去，再加入盐酸并加热至溶液中无气泡产生为止。过滤得固体，洗涤并真空干燥。 ①加入盐酸的目的是___________________________________。 ②同学甲一次性加入1.18 g Zn粉，得到0.78 g红棕色固体，其组成是________(填标号)。 a．Cu b．Cu包裹Zn c．CuO d．Cu和Cu2O ③同学乙搅拌下分批加入1.18 g Zn粉，得到黑色粉末X。分析结果表明，X中不含Zn和Cu(Ⅰ)。关于X的组成提出了三种可能性：ⅠCuO；ⅡCuO和Cu；ⅢCu，开展了下面2个探究实验： 由实验结果可知，X的组成是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。从物质形态角度分析，X为黑色的原因是___________________________。 4．(2025·安徽高考)侯氏制碱法以NaCl、CO2和NH3为反应物制备纯碱。某实验小组在侯氏制碱法基础上，以NaCl和NH4HCO3为反应物，在实验室制备纯碱，步骤如下： ①配制饱和食盐水； ②在水浴加热下，将一定量研细的NH4HCO3，加入饱和食盐水中，搅拌，使NH4HCO3溶解，静置，析出NaHCO3晶体； ③将NaHCO3晶体减压过滤、煅烧，得到Na2CO3固体。 回答下列问题： (1)步骤①中配制饱和食盐水，下列仪器中需要使用的有________(填名称)。 (2)步骤②中NH4HCO3需研细后加入，目的是________________________。 (3)在实验室使用NH4HCO3代替CO2和NH3制备纯碱，优点是___________________________________。 (4)实验小组使用滴定法测定了产品的成分。滴定过程中溶液的pH随滴加盐酸体积变化的曲线如下图所示。 ①到达第一个滴定终点B时消耗盐酸V1 mL，到达第二个滴定终点C时又消耗盐酸V2 mL。V1＝V2，所得产品的成分为________(填标号)。 a．Na2CO3 b．NaHCO3 c．Na2CO3和NaHCO3 d．Na2CO3和NaOH ②到达第一个滴定终点前，某同学滴定速度过快，摇动锥形瓶不均匀，致使滴入盐酸局部过浓。该同学所记录的V1′________V1(填“>”“<”或“＝”)。 (5)已知常温下Na2CO3和NaHCO3的溶解度分别为30.7 g和10.3 g。向饱和Na2CO3溶液中持续通入CO2气体会产生NaHCO3晶体。实验小组进行相应探究： 实验 操作 现象 a 将CO2匀速通入置于烧杯中的20 mL饱和Na2CO3溶液，持续20 min，消耗600 mL CO2 无明显现象 b 将20 mL饱和Na2CO3溶液注入充满CO2的500 mL矿泉水瓶中，密闭，剧烈摇动矿泉水瓶1～2 min，静置 矿泉水瓶变瘪，3 min后开始有白色晶体析出 实验a无明显现象的原因是______________________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $ 主题三　化学实验基础与综合 第9讲 主观大题突破 化学实验综合 分点突破(一)　实验装置与物质制备 1．无机物制备的仪器连接顺序 (1)制备气体的装置连接 (2)气体定量测定装置连接 干燥装置(如盛有浓硫酸的洗气瓶)→吸收装置(如碱石灰)→干燥装置(防止空气中水蒸气以及其他干扰性气体进入吸收装置)。 (3)制备易水解固体物质装置连接 干燥装置(如盛有浓硫酸的洗气瓶)→制备装置→干燥装置(防止空气中水蒸气进入制备装置)。 2．有机物质制备装置 (1)制备装置 　　　　 (2)加热方式：酒精灯的火焰温度一般在400～500 ℃，乙酸乙酯的制取、石油的蒸馏等实验选用酒精灯加热，若温度要求更高，可选用酒精喷灯或电炉加热。除上述加热方式外还可以根据加热的温度要求选择水浴、油浴、沙浴加热。 (3)冷凝回流：有机物易挥发，因此在反应中通常采用冷凝回流装置，以减少有机物的挥发，提高原料的利用率和产物的产率。图1、图2：冷凝、导气；图3：冷凝回流，防止气体逸出，提高产率；图4、图5：油水分离器 (4)防暴沸：加沸石(或碎瓷片)，防止溶液暴沸，若开始忘加沸石(或碎瓷片)，需停止加热，冷却后补加。 【高考失分点】 1．仪器连接要求：洗气瓶要长进短出；量气装置则要短进长出；干燥管要粗进细出；冷凝管要低进高出。 2．实验加热要求：(1)当空气成分(主要是O2)影响实验时，需要在实验开始前通入惰性气体驱除装置内的空气。 (2)实验开始先点燃发生装置酒精灯，排净空气后再点燃反应装置酒精灯。 (3)实验结束时，应先熄灭反应装置酒精灯，继续通原料气至试管冷却，再熄灭发生装置酒精灯。 (2025·河北高考)氢碘酸常用于合成碘化物。某化学兴趣小组用如图装置(夹持装置等略)制备氢碘酸。 步骤如下： ⅰ.在A中加入150 mL H2O和127 g I2，快速搅拌，打开K1通入H2S，反应完成后，关闭K1，静置、过滤得滤液； ⅱ.将滤液转移至B中，打开K2通入N2，接通冷凝水，加热保持微沸，直至H2S除尽； ⅲ.继续加热蒸馏，C中收集沸点为125～127 ℃间的馏分，得到117 mL氢碘酸(密度为1.7 g·mL－1，HI质量分数为57%)。 回答下列问题： (1)仪器A的名称：________，通入H2S发生反应的化学方程式：________________________________________。 (2)步骤ⅰ中快速搅拌的目的：________(填序号) a．便于产物分离　　　　　 b．防止暴沸 c．防止固体产物包覆碘 (3)步骤ⅰ中随着反应的进行，促进碘溶解的原因___________________(用离子方程式表示)。 (4)步骤ⅱ中的尾气常用________________(填化学式)溶液吸收。 (5)步骤ⅱ实验开始时的操作顺序：先通入N2，再加热；步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序：_______________________________________。 (6)列出本实验产率的计算表达式：________________。 (7)氢碘酸见光易分解，易被空气氧化，应保存在___________________。 【答案】　(1)圆底烧瓶　I2＋H2S===S↓＋2HI　(2)c　(3)I2＋I－I　(4)NaOH　(5)先停止加热，再通一段时间的N2后关闭K2　(6)%　(7)密封的棕色细口瓶中，并放在避光低温处 【解析】　I2的氧化性比S强，A中发生I2＋H2S===S↓＋2HI，过滤除去S，得到含H2S的HI滤液；将滤液转移到B中，先通氮气、加热保持微沸除去H2S，升高温度，收集沸点为125～127 ℃间的馏分，得到117 mL密度为1.7 g/mL，质量分数为57%的HI溶液。(1)仪器A的名称为圆底烧瓶；I2的氧化性比S强，通入H2S发生反应的化学方程式为I2＋H2S===S↓＋2HI。(2)I2在水中的溶解度较小，生成的S可能包裹在其表面阻止反应的继续进行，故步骤ⅰ中快速搅拌的目的是防止固体产物包覆碘，选c。(3)I2和I－会发生反应：I2＋I－I，步骤ⅰ中随着反应的进行，生成的HI电离出的I－与I2反应促进I2的溶解，本空答案为I2＋I－I。(4)步骤ⅱ中的尾气为H2S，有毒，是酸性气体，常用NaOH溶液吸收。(5)为确保蒸馏装置内的HI全部进入C中，步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序为：先停止加热，再通一段时间的N2后关闭K2。(6)127 g I2的物质的量为0.5 mol，n理论(HI)＝2×0.5 mol＝1 mol，m理论(HI)＝1 mol×128 g·mol－1＝128 g，m实际(HI)＝117 mL×1.7 g·mol－1×57%，故HI的产率＝×100%＝×100%＝%。(7)氢碘酸见光易分解，易被空气氧化，应保存在密封的棕色细口瓶中，并放在避光低温处。 【解题攻略】　有机物制备题型解题方法突破 (2025·河北邯郸三模)氨基酸微量元素螯合物是目前研制的新一代营养制剂。某实验小组在实验室模拟合成蛋氨酸合锌并测定其螯合率。回答下列问题： 蛋氨酸合锌的合成 反应原理：2C5H11NO2S＋ZnSO4·7H2O＋2NaOH===(C5H10NO2S)2Zn＋Na2SO4＋9H2O 称取一定量的ZnSO4·7H2O和蛋氨酸(分子式：C5H11NO2S；结构简式：)置于三颈烧瓶中，加20 mL蒸馏水溶解，以适当流速滴加氢氧化钠溶液以保持体系的pH在6～7之间，水浴加热回流一定时间，然后停止加热，冷却，使结晶析出。真空抽滤，用蒸馏水洗涤至滤液中无SO时，再用无水乙醇洗涤2次，干燥，得产品。装置如图1、图2所示。 (1)盛装NaOH溶液的仪器名称为________________；连接冷凝管时，从________(填“a”或“b”)口进水通入冷凝水。 (2)真空抽滤装置如图2所示，为了防止倒吸，抽滤完成后，你认为接下来最合理的前两步操作依次为________(填标号)。 ①取下布氏漏斗　②打开活塞A　③拔下抽滤瓶处橡皮管　④关闭抽气泵开关 (3)螯合物是含有多个配位原子的配体与同一个中心原子(或离子)配位成环，蛋氨酸合锌是结构中存在五元环的中性配合物，锌的配位数为4。则蛋氨酸合锌的结构简式为________________，形成配位键时提供空轨道的是________(填化学式)。 (4)pH较低或较高均会降低螯合率：在pH较低的强酸性条件下H＋将与Zn2＋争夺供电子基团，不利于螯合物的形成；在pH较高的强碱性条件下，_________________________________________，也不利于螯合物的形成。 (5)不同温度和时间对蛋氨酸合锌螯合率的影响如图3所示，据图可知蛋氨酸与锌螯合的最佳反应条件为________________________________。 【答案】　(1)恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗)　b　(2)②③ (3)　Zn2＋　(4)OH－与Zn2＋结合形成氢氧化物沉淀(合理即可) (5)温度为80 ℃，时间为1 h左右 【解析】　三颈烧瓶中加入ZnSO4·7H2O和蛋氨酸，加水溶解后，用恒压滴液漏斗滴加NaOH溶液，控制好反应的pH(pH过低，溶液中的H＋将与Zn2＋争夺供电子基团，不利于螯合物的形成；pH过高，溶液中的OH－增多，与蛋氨酸争夺Zn2＋，降低螯合率)，水浴加热回流至反应结束，所得混合物经真空减压抽滤，得到粗的样品，样品经水、乙醇洗涤后，干燥得到产品。(1)盛装NaOH溶液的仪器为恒压滴液漏斗；连接冷凝管时，从进水口b通入冷凝水。(2)为了防止倒吸，抽滤完成后，先打开安全瓶的活塞A，拔下抽滤瓶处橡皮管，关闭抽气泵开关，取下布氏漏斗，故前两步操作依次为②③。(3)已知蛋氨酸合锌是结构中存在五元环的中性配合物，锌的配位数为4，蛋氨酸中O和N与Zn形成配位键，则蛋氨酸合锌的结构简式为；形成配位键时提供空轨道的是Zn2＋。(4)pH较低或较高均会降低螯合率：在pH较低的强酸性条件下，H＋将与Zn2＋争夺供电子基团，不利于螯合物的形成；在pH较高的强碱性条件下，OH－增多，与蛋氨酸争夺Zn2＋，从而降低了螯合率。(5)从图3中可以看出，在20 ℃时螯合率明显偏低，说明蛋氨酸与锌螯合是需要一定的温度和时间的。而当温度升至40～90 ℃时，前30 min内螯合率没有太大的差别，但随着时间的延长螯合率发生变化。其中40 ℃、60 ℃、90 ℃随时间的延长其螯合率有下降的趋势。只有温度在80 ℃时随时间延长螯合率增加，但当时间超过1 h后螯合率不再增加。因此，根据试验结果认为蛋氨酸与锌螯合最佳温度为80 ℃，时间为1 h左右。 分点突破(二)　实验操作目的与原因分析 实验规范作答 实验操作目的 规范描述 先通入N2或惰性气体 除去装置中的空气，排除O2对实验的干扰 末端连接碱石灰干燥管 防止空气中的CO2和水蒸气对实验的干扰 减压蒸馏(蒸发) ①减小压强，使液体沸点降低，更易分离出某种液体。②防止加热时某些物质(如H2O2)的分解。如浓缩双氧水需减压蒸馏 调节溶液pH的目的 ①分离除杂：使杂质充分沉淀或溶解，提高纯度。②调控反应：使溶液呈酸性，提高氧化性，或使溶液呈碱性，控制反应的发生 “趁热过滤”的目的 防止降温过程中杂质析出，提高产品的纯度 控制温度在一定范围 若温度过低，则反应速率(或溶解速率)较慢；若温度过高，则某物质(如H2O2、氨水、草酸、浓硝酸、铵盐等)会分解或挥发 晶体洗涤 ①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质；②冰水洗涤：能洗去晶体表面的杂质离子，同时减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗；③用特定试剂洗涤：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出，减少损耗等(如乙醇、饱和食盐水等) 恒压滴液 使用恒压滴液漏斗，保证气压相等(平衡气压)，使××(溶液)易于滴下或减小因滴加××(溶液)造成的气体体积测量误差 冷凝回流 使用球形冷凝管防止××蒸气逸出，提高××物质的转化率 【高考失分点】　实验现象的规范描述 1．溶液：(1)颜色由××色变成××色。(2)液面上升或下降(形成液面差)。(3)溶液变浑浊或生成(产生)××色沉淀。(4)溶液发生倒吸。(5)产生大量气泡或有气体从溶液中逸出。 2．固体：(1)固体表面产生大量气泡。(2)固体逐渐溶解。(3)固体体积逐渐变小(变细)。(4)(固体)颜色由××变成××。 3．气体：(1)生成××色(味)气体。(2)气体由××色变成××色。(3)先变××后××(加深、变浅、褪色)。 4．滴定终点的判断：滴溶液(当滴入最后半滴××标准溶液)→观色变(溶液由××色变成××色)→半分钟(且半分钟内不恢复原来颜色)。 (2025·河南高考)某研究小组设计了如下实验测定某药用硫黄中硫的含量，其中硫转化的总反应为S＋2OH－＋3H2O2===SO＋4H2O。主要实验步骤如下： Ⅰ.如图所示，准确称取m g细粉状药用硫黄于①中，并准确加入V1 mL KOH乙醇溶液(过量)，加入适量蒸馏水，搅拌，加热回流。待样品完全溶解后，蒸馏除去乙醇。 Ⅱ.室温下向①中加入适量蒸馏水，搅拌下缓慢滴加足量30% H2O2溶液，加热至100 ℃，保持20 min，冷却至室温。 Ⅲ.将①中溶液全部转移至锥形瓶中，加入2滴甲基橙指示剂，用c mol·L－1 HCl标准溶液滴定至终点，消耗HCl溶液体积为V2 mL。 Ⅳ.不加入硫黄，重复步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ做空白实验，消耗HCl标准溶液体积为V3 mL。计算样品中硫的质量分数。 Ⅴ.平行测定三次，计算硫含量的平均值。 回答下列问题： (1)仪器①的名称是：________________；②的名称是________________。 (2)步骤Ⅰ中，乙醇的作用是__________________________________。 (3)步骤Ⅰ中，样品完全溶解后，必须蒸馏除去乙醇的原因是_______________________________。 (4)步骤Ⅱ中不宜采用水浴加热的原因是_________________________。 步骤Ⅱ结束后，若要检验反应后溶液中的SO，实验操作是_______________________________。 (5)步骤Ⅲ中，判断滴定达到终点的现象为____________________。 (6)单次样品测定中硫的质量分数可表示为________________(写出计算式)。 【答案】　(1)圆底烧瓶　球形冷凝管　(2)作溶剂，溶解单质硫　(3)防止双氧水氧化乙醇，影响实验测定结果　(4)实验需要加热至100 ℃　取适量混合液先加入盐酸酸化，无明显实验现象，再加入氯化钡溶液产生白色沉淀，说明含有SO　(5)滴入最后半滴盐酸，溶液颜色由黄色变为橙色，且半分钟内不褪色　(6)% 【解析】　(1)根据仪器构造可知①是圆底烧瓶，②是球形冷凝管。(2)硫单质难溶于水，微溶于酒精，所以乙醇的作用是作溶剂，溶解单质硫。(3)双氧水具有强氧化性，乙醇具有还原性，二者混合发生氧化还原反应，所以必须蒸馏除去乙醇。(4)由于实验需要加热至100 ℃，而水的沸点就是100 ℃，所以不宜采用水浴加热；要检验溶液中的硫酸根离子，需要排除溶液中其他离子的干扰，所以实验操作是取适量混合液先加入盐酸酸化，无明显实验现象，再加入氯化钡溶液产生白色沉淀，说明含有SO。(5)甲基橙作指示剂，盐酸滴定氢氧化钾溶液，则滴定终点的现象为滴入最后半滴盐酸，溶液颜色由黄色变为橙色，且半分钟内不褪色。(6)不加入硫黄，消耗HCl标准溶液体积为V3 mL，因此原氢氧化钾的物质的量是0.001cV3 mol，反应后剩余氢氧化钾的物质的量是0.001cV2 mol，因此与硫黄反应的氢氧化钾的物质的量是0.001c(V3－V2)mol，所以根据方程式S＋2OH－＋3H2O2===SO＋4H2O可知硫单质的物质的量为0.000 5c(V3－V2)mol，所以单次样品测定中硫的质量分数可表示为×100%＝%。 【解题攻略】　实验操作目的与原因分析解题方法突破 (1)明确某一步的操作实验目的，分析局部和整体的关系；(2)掌握有关仪器或仪器组合的特点和使用方法；(3)提取题干中相关物质的特殊性质，据此确定具体的操作方法或目的，进而分析原因；(4)考虑原子的经济性、实验的安全性、物质的纯度和产率等。 (2025·湖北襄阳三模节选)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种易溶于水，易分解的强氧化剂。它的一种“常温结晶”制备方法的原理为2Na2CO3(s)＋3H2O2(l)===2Na2CO3·3H2O2(s)　ΔH<0，实验装置如图所示(夹持装置略去)。 已知：通常以活性氧质量分数[w(活性氧)＝×100%]来衡量过碳酸钠产品的优劣。 实验步骤： ⅰ.称取一定量无水碳酸钠，置于烧杯中，加蒸馏水溶解，将溶液转移到三颈烧瓶内，加入稳定剂，搅拌混匀。 ⅱ.控制温度为25 ℃，边搅拌边向三颈烧瓶中缓慢滴加30%的H2O2溶液。 ⅲ.再向三颈烧瓶中加入一定量的无水乙醇，反应一段时间。 ⅳ.静置、真空抽滤、干燥得粗产品，冷却称重。 回答下列问题： (1)仪器a的名称为________________。 (2)实验过程中产生的气体副产物是________(填化学式)，装置中玻璃导管的作用是______________________________________。 (3)步骤ⅱ中，可采取的控温措施是________________。滴加H2O2溶液速度不能太快，原因是___________________________________________。 (4)步骤ⅲ中，加入乙醇的目的是________________________________。 反应时间与产率、活性氧质量分数(w)的关系如图所示，最适宜的反应时间为________min左右。 【答案】　(1)分液漏斗　(2)O2　平衡气压，使得液体顺利滴下　(3)冷水浴　该反应为放热反应，加入H2O2溶液的速度过快会导致大量放热，造成过氧化氢的分解　(4)降低2Na2CO3·3H2O2的溶解度，使得2Na2CO3·3H2O2结晶析出　60 【解析】　该实验目的是制备过碳酸钠，即加入原料H2O2溶液和无水碳酸钠于三颈烧瓶中，在常温下反应得到目标产物。由于该反应为放热反应，所以应该控制H2O2溶液的滴加速度和采用冷水浴。原料之一H2O2易分解产生O2，为保证H2O2溶液能够顺利滴入，装置应接通空气，平衡装置内外压强。产物过碳酸钠易溶于水，应降低过碳酸钠在溶液中的溶解度，使产物顺利析出。(1)仪器a的名称为分液漏斗。(2)实验过程中会发生2H2O2===2H2O＋O2↑的副反应，故产生气体副产物的化学式为O2，装置中玻璃导管的作用是平衡气压，使液体顺利滴下。(3)步骤ⅱ中，可采取的控温措施是冷水浴；制备过碳酸钠的反应为放热反应，若滴加过氧化氢溶液的速度太快，会造成过氧化氢和过碳酸钠分解，故滴加过氧化氢溶液的速度不能太快。(4)步骤ⅱ中，过碳酸钠易溶于水，加入乙醇的目的是降低过碳酸钠的溶解度，便于产品析出；由题图可知在60 min时产率最高，活性氧质量分数较高，60 min后虽然活性氧质量分数升高，但产率急剧下降，故最适宜的反应时间为60 min左右。 分点突破(三)　综合实验中的数据分析和计算 定量实验数据的测定方法 (1)沉淀法：先将欲测定离子转化为沉淀，然后称量沉淀(经洗涤、干燥)的质量，再通过原子守恒进行计算。 (2)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体积，转化为标准状况下体积并进行计算。 ②测定气体的质量：一种是测定反应装置反应或分解释放出气体前后的质量差；另一种是根据气体性质选择恰当的吸收剂，计算吸收剂吸收前后的质量差，即为气体的质量。 (3)滴定法：通过酸碱中和滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定和配位滴定法等获得相应数据后再进行相关计算。 (4)热重分析法 【高考失分点】　定量实验数据的处理方法 1．看数据是否符合测量仪器的精度，如用托盘天平测得质量的精度为0.1 g，若精度值超过了这个范围，说明所得数据是无效的。 2．看数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要舍去。 3．看反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用。 4．看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下得出的数据才能进行比较、运算。 1．(2025·安徽高考)某白色晶体可能同时含有NaHCO3和Na2CO3·10H2O。称取0.42 g晾干后的白色晶体，加热至恒重，将产生的气体依次通过足量的无水CaCl2和NaOH溶液，NaOH溶液增重0.088 g，则白色晶体中NaHCO3的质量分数为________。 【答案】　80% 【解析】　某白色晶体可能同时含有NaHCO3和Na2CO3·10H2O。称取0.42 g晾干后的白色晶体，加热至恒重，将产生的气体依次通过足量的无水CaCl2和NaOH溶液。NaHCO3受热分解生成的气体中有H2O和CO2，而Na2CO3·10H2O分解产生的气体中只有H2O，无水CaCl2可以吸收分解产生的H2O，NaOH溶液可以吸收分解产生的CO2；NaOH溶液增重0.088 g，则分解产生的CO2的质量为0.088 g，其物质的量为＝0.002 mol，由分解反应可知，NaHCO3的物质的量为0.004 mol，则白色晶体中NaHCO3的质量为0.004 mol×84 g·mol－1＝0.336 g，故其质量分数为×100%＝80%。 2．(2025·云南高考节选)三氟甲基亚磺酸锂(Mr＝140)是我国科学家通过人工智能设计开发的一种锂离子电池补锂剂，其合成原理如下： 实验步骤如下： Ⅰ.向A中加入3.5 g NaHCO3、5.2 g Na2SO3和20.0 mL蒸馏水，搅拌下逐滴加入2.1 mL(3.3 g)三氟甲磺酰氯(Mr＝168.5)，有气泡产生(装置如图，夹持及加热装置省略)。80 ℃下反应3 h后，减压蒸除溶剂得浅黄色固体。 Ⅱ.向上述所得固体中加入10.0 mL四氢呋喃(THF)，充分搅拌后，加入无水Na2SO4，振荡，抽滤、洗涤。将所得滤液减压蒸除THF，得黏稠状固体。加入适量乙醇进行重结晶。 Ⅲ.将所得三氟甲基亚磺酸钠和3.0 mL THF加入圆底烧瓶中，搅拌溶解后逐滴加入足量浓盐酸，析出白色固体。抽滤、洗涤。 Ⅳ.将滤液转入圆底烧瓶中，加入2.0 mL蒸馏水和过量LiOH。室温搅拌反应1 h后，减压蒸除溶剂，得粗产品。加入适量乙醇进行重结晶，得产品1.1 g。 已知：THF是一种有机溶剂，与水任意比互溶。 则三氟甲基亚磺酸锂的产率为________。 【答案】　40% 【解析】　已知向A中加入3.5 g NaHCO3、5.2 g Na2SO3,2.1 mL(3.3 g)三氟甲磺酰氯(Mr＝168.5)，三氟甲磺酰氯量不足，以三氟甲磺酰氯计算理论产量为 g≈2.74 g，三氟甲基亚磺酸锂的产率为×100%≈40%。 【解题攻略】　实验题计算解题方法突破 (1)关系式法：多步反应是多个反应连续发生，各反应物、生成物之间存在确定的物质的量的关系，根据有关反应物、生成物之间物质的量的关系，找出已知物与所求物间的数量关系，列比例式求解，能简化计算过程。 (2)守恒法：在化学变化中有各种各样的守恒，如质量守恒、原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒等。根据守恒关系可列等式求解。 1．(2025·河北邯郸三模节选)蛋氨酸合锌螯合率的测定 已知：①蛋氨酸合锌在甲醇中的溶解度极小，游离Zn2＋能溶解于甲醇； ②Zn2＋与EDTA反应比例为1∶1； ③螯合率＝×100%。 步骤：称取蛋氨酸合锌试样1.0 g置于250 mL锥形瓶中，加5 mL盐酸溶液使试样溶解，加50 mL水，再加入掩蔽剂，溶解摇匀后加入15 mL乙酸—乙酸钠缓冲溶液和3滴二甲酚橙指示液，用EDTA标准溶液滴定至终点，消耗0.100 0 mol·L－1 EDTA溶液30.00 mL。另取蛋氨酸合锌试样1.0 g置于250 mL锥形瓶中，加50 mL甲醇，充分搅拌，过滤，沉淀用甲醇反复洗涤3次，按上述方法滴定，消耗0.100 0 mol·L－1 EDTA溶液1.50 mL。 根据以上结果可知蛋氨酸合锌的螯合率为________%。 【答案】　95 【解析】　溶液中Zn2＋与EDTA反应比例为1∶1，溶液中Zn2＋总的物质的量为0.1×30×10－3 mol，游离的Zn2＋的物质的量为0.1×1.5×10－3 mol，则螯合率为×100%＝95%。 2．(2025·河北唐山、廊坊二模节选)有机铜配合物蛋氨酸铜([Cu(Met)2]，Met表示蛋氨酸根)作为稳定性更好、安全性更高的高铜饲料添加剂，实验小组按如下方案测定产品含铜量。 取0.360 0 g产品于锥形瓶中，加入适量蒸馏水和稀盐酸，加热至全部溶解，冷却后加入NH3·H2O－NH4Cl缓冲溶液，加热至70 ℃左右，滴入2～3滴指示剂PAN，用0.050 00 mol·L－1乙二胺四乙酸二钠盐(Na2H2Y)标准溶液滴定，反应为Cu2＋＋H2Y2－===CuY2－＋2H＋。重复三次，平均消耗Na2H2Y标准溶液19.25 mL。 (1)下列有关滴定操作正确的是________(填字母代号)。 a．滴定管使用之前，应检查活塞是否漏水 b．滴定管洗涤干净之后，直接加入Na2H2Y标准液 c．调整滴定管中液面至“0”或“0”刻度以上，记录读数 d．滴定时，眼睛应时刻注视滴定管中液面变化 (2)产品中铜的质量分数为________%(保留小数点后两位)；若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 【答案】　(1)a　(2)17.11　偏大 【解析】　(1)滴定步骤包含检漏、洗涤、润洗、注液、调液、读数、滴定、滴定终点，即进行滴定操作前，先检查滴定管是否漏水；滴定管先用蒸馏水洗而后用标准液或是待测液润洗，该题的产品直接溶解于锥形瓶中，因此滴定管需要用标准溶液润洗；用标准溶液润洗滴定管2～3次，将乙二胺四乙酸二钠盐(Na2H2Y)标准溶液注入滴定管至“0”刻度以上1～2 cm；把盛有标准溶液的滴定管固定好，调节滴定管尖嘴使之充满溶液；调节液面至“0”或“0”以下某一刻度，记下读数；把锥形瓶放在滴定管的下面，用标准溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度即可，重复三次，由此可知，滴定前，必须先检验活塞是否漏水，故a正确；滴定管洗净后，需要先润洗才可以装入标准溶液，直接装入会使标准溶液的浓度减小，故b错误；根据分析可知，调节液面至“0”或“0”以下某一刻度，并非是以上，往上没有刻度线，故c错误；滴定时，眼睛关注的是锥形瓶内溶液颜色的变化，读数是滴定之后进行，故d错误。(2)根据题中反应为Cu2＋＋H2Y2－===CuY2－＋2H＋可知，n(Cu2＋)＝n(H2Y2－)＝0.050 00 mol·L－1×19.25×10－3 L，则w(Cu2＋)＝×100%＝×100%，即w(Cu2＋)＝×100%≈17.11%；滴定前有气泡，而滴定后气泡消失，那么会导致消耗的乙二胺四乙酸二钠盐标准溶液的体积偏大，从而使铜离子的物质的量偏大，最终测定的结果偏大。 分点突破(四)　实验方案的设计与评价 1．实验设计流程 2．变量控制型实验解答流程 3．物质性质探究型实验流程 【高考失分点】　不能准确地对实验设计做出评价或改进 1．实验的可行性：(1)实验操作是否安全、合理；(2)实验步骤是否简单、方便；(3)实验效果是否明显；(4)原料的成本、转化率、产率等。 2．实验的规范性：(1)仪器的安装与拆卸；(2)仪器的查漏、气密性检验；(3)试剂添加的顺序与用量；(4)温度计的规范使用；(5)仪器的读数等。 3．实验的安全性：(1)要防止液体倒吸；(2)要防爆炸；(3)要防氧化；(4)要尾气处理；(5)易水解的物质要防吸水等。 4．实验的绿色性：(1)反应原料是否安全无毒；(2)反应速率是否较大；(3)原料利用率以及合成物质的产率是否较高；(4)合成过程中是否造成环境污染等。 (2025·广东高考)酸及盐在生活生产中应用广泛。 (1)甲苯氧化可生成苯甲酸。向盛有2 mL甲苯的试管中，加入几滴酸性KMnO4溶液，振荡，观察到体系颜色________________。 (2)某苯甲酸粗品含少量泥沙和氯化钠。用重结晶法提纯该粗品过程中，需要的操作及其顺序为：加热溶解、________(填下列操作编号)。 (3)兴趣小组测定常温下苯甲酸饱和溶液的浓度c0和苯甲酸的Ka，实验如下：取50.00 mL苯甲酸饱和溶液，用0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定，用pH计测得体系的pH随滴入溶液体积V变化的曲线如图。据图可得： ①c0＝________mol/L。 ②苯甲酸的Ka＝________(列出算式，水的电离可忽略)。 (4)该小组继续探究取代基对芳香酸酸性的影响。 ①知识回顾　羧酸酸性可用Ka衡量。下列羧酸Ka的变化顺序为CH3COOH<CH2ClCOOH<CCl3COOH<CF3COOH。随着卤原子电负性________，羧基中的羟基________增大，酸性增强。 ②提出假设　甲同学根据①中规律推测下列芳香酸的酸性强弱顺序为 ③验证假设　甲同学测得常温下三种酸的饱和溶液的pH大小顺序为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，据此推断假设成立。但乙同学认为该推断依据不足，不能用所测得的pH直接判断Ka大小顺序，因为____________________________________。 乙同学用(3)中方法测定了上述三种酸的Ka，其顺序为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。 ④实验小结　假设不成立，芳香环上取代基效应较复杂，①中规律不可随意推广。 (5)该小组尝试测弱酸HClO的Ka。 ①丙同学认为不宜按照(3)中方法进行实验，其原因之一是次氯酸易分解。该分解反应的离子方程式为___________________________________。 ②小组讨论后，选用0.100 mol/L NaClO溶液(含少量NaCl)进行实验，以获得HClO的Ka。简述该方案__________________________________(包括所用仪器及数据处理思路)。 ③教师指导：设计实验方案时，需要根据物质性质，具体问题具体分析。 【答案】　(1)由紫色变为无色　(2)da　(3)①0.028　②　(4)①增大　极性　③常温下三种酸的饱和溶液的浓度不同　(5)①2HClO2H＋＋2Cl－＋O2↑　②实验方法：取适量0.100 mol/L NaClO溶液放入烧杯中，用pH计测得体系在25 ℃下的pH，记录数据；数据处理思路：由于NaClO溶液中存在ClO－的水解，故根据0.100 mol/L NaClO溶液在25 ℃下的pH可求得ClO－的水解平衡常数Kh，再利用公式Ka＝求出HClO的Ka 【解析】　(1)酸性KMnO4溶液具有强氧化性，可以将甲苯氧化生成苯甲酸，故向盛有2 mL甲苯的试管中，加入几滴酸性KMnO4溶液，振荡，观察到体系颜色由紫色变为无色。(2)重结晶法提纯苯甲酸的方法为，加热溶解、趁热过滤、冷却结晶，故操作编号为da。(3)①由图像可知，当加入14 mL NaOH溶液时，苯甲酸被完全中和，则可得苯甲酸饱和溶液的浓度c0＝＝0.028 mol/L；②由图像可知，苯甲酸饱和溶液的pH为2.89，说明苯甲酸饱和溶液中的c(H＋)＝c(苯甲酸根)＝10－2.89 mol/L，则苯甲酸的Ka＝。(4)①羧酸酸性的强弱取决于羧基中O—H键的极性大小，极性越大，酸性越强，卤素原子的电负性越大，吸电子能力越强，使得羧基中O—H键的极性越大，酸性越强。③由于常温下三种酸的饱和溶液的浓度不同，所以该推断依据不足。(5)①次氯酸在光照条件下易分解为HCl和O2，其分解反应的离子方程式为2HClO2H＋＋2Cl－＋O2↑；②实验方法：取适量0.100 mol/L NaClO溶液放入烧杯中，用pH计测得体系在25 ℃下的pH，记录数据；数据处理思路：由于NaClO溶液中存在ClO－的水解，故根据0.100 mol/L NaClO溶液在25 ℃下的pH可求得ClO－的水解平衡常数Kh，再利用公式Ka＝求出HClO的Ka。 【解题攻略】　探究型实验型解题方法突破 第一步，明确探究目的：从题干中信息，明确实验探究的目的或实验原理。 第二步，寻找影响因素：结合题干信息或已掌握的化学知识，寻找实验的影响因素，如温度、浓度、pH等。 第三步，分析原因、推理归纳：①对比分析已有实验(明确变量)或根据实验原理、物质性质等设计实验方案验证猜想或假设。②结合物质可能的性质，分析产生实验现象的原因，对比分析推理，归纳得出实验结论；或者根据题目给出的实验结果，反推假设是否合理。 (2025·广东肇庆二模节选)氯化铁在电镀、染料、照相和医药等领域均有广泛应用。 探究FeCl3溶液与Fe的反应：小组同学进行如图所示实验，观察到试管c充分静置后溶液红色褪去。 (1)为探究溶液红色褪去的原因，甲同学分别取少量试管d中溶液于两试管中，向其中一支中滴加几滴________(填化学式，后同)溶液，无明显变化；向另一支中滴加几滴________溶液，出现红色。甲同学得出结论：溶液红色褪去不是因为SCN－被消耗，而是因为Fe3＋被消耗。溶液红色褪去Fe3＋发生反应的离子方程式为____________________________________________。 (2)乙同学认为试管c中部分KSCN也发生了反应。他取试管b和d中的溶液，设计以下实验，并比较两组实验中溶液的颜色。 试管序号 待检验溶液体积/mL 蒸馏水/mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液/mL 现象 试管b 2.0 V1 0 红色较深 试管d 2.0 1.0 V2 红色较浅 上表中，V1＝________，V2＝________。 乙同学根据实验现象验证了其猜想。 (3)小组同学进一步发现，其他条件不变，增大加入的KSCN的浓度，试管c中溶液红色褪去变快。 查阅资料：①在酸性的FeCl3溶液中，铁粉能与SCN－反应生成CN－。 ②6CN－＋Fe3＋[Fe(CN)6]3－(浅黄色)K＝1.0×1042； 3SCN－＋Fe3＋Fe(SCN)3　K＝4.4×105。 根据以上信息分析，增大KSCN的浓度，试管c中溶液红色褪去变快可能的原因为_____________________________________。 (4)利用KSCN指示剂验证Fe与FeCl3发生了反应时，更合理的实验操作为________________________________________________。 【答案】　(1)KSCN　FeCl3　Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋　(2)1.05　0.05　(3)铁粉能与SCN－反应生成CN－，CN－与Fe3＋结合成稳定性更强的[Fe(CN)6]3－，SCN－浓度越大，相同时间内生成CN－的浓度越大，CN－与Fe3＋结合生成稳定配合物的速率越快，Fe3＋消耗的速率越快，因此溶液褪色越快　(4)先向FeCl3溶液中加入过量的铁粉，再取滤液，向滤液中滴加少量KSCN溶液 【解析】　(1)向一支试管中滴加KSCN溶液无明显变化，说明溶液中可能没有Fe3＋；向另一支中滴加FeCl3溶液出现红色，说明溶液中有SCN－，所以溶液红色褪去是因为Fe3＋被消耗，Fe与Fe3＋反应的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。(2)为保证溶液总体积相同便于对比，b和d中溶液总体积要相等。d中溶液总体积为2.0＋1.0＋V2，b中溶液总体积为2.0＋V1，且d中加入1.0 mL蒸馏水和V2 mL FeCl3溶液，b中不加入FeCl3溶液，为保证FeCl3总量一致(d中加入少量FeCl3溶液)，d中加入0.05 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液(可忽略体积变化)，则总体积为2.0 mL＋1.0 mL＋0.05 mL＝3.05 mL，所以V1＝3.05 mL－2.0 mL＝1.05 mL，V2＝0.05 mL。(3)铁粉能与SCN－反应生成CN－，CN－与Fe3＋结合成稳定性更强的[Fe(CN)6]3－，SCN－浓度越大，相同时间内生成CN－的浓度越大，CN－与Fe3＋结合生成稳定配合物的速率越快，Fe3＋消耗的速率越快，因此溶液褪色越快。(4)先向FeCl3溶液中加入过量铁粉，将Fe3＋充分反应，再取滤液，向滤液中滴加少量KSCN溶液，若溶液不变红，说明Fe3＋反应了，即Fe与FeCl3发生了反应。 主观大题突破训练 　化学实验综合 1．(2025·湖北襄阳三模)三氯三(四氢呋喃)合铬(Ⅲ)化学式为CrCl3(THF)3可催化烯烃加聚，制备的方法如下。 已知：①CrCl3易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化。 ②COCl2气体有毒，遇水发生水解产生两种酸性气体。 Ⅰ.制备无水CrCl3： 某化学小组用CCl4(沸点76.8 ℃)和1.52 g Cr2O3在高温下制备无水CrCl3，同时生成COCl2气体，实验装置如图所示： (1)装置A用于制备N2，实验装置合理的连接顺序为A→C→F→________→B(填装置字母标号，可重复使用)。 (2)装置D中粗导管的作用是___________________________________。 (3)尾气处理时发生反应的离子方程式：____________________________。 Ⅱ.合成CrCl3(THF)3： ①四氢呋喃(THF)为常见的有机溶剂，沸点66 ℃，易燃。 ②实验室在非水体系中合成CrCl3(THF)3原理为：CrCl3＋3THFCrCl3(THF)3 实验操作：按如图组装仪器，将步骤Ⅰ所得无水CrCl3和0.15 g锌粉放入滤纸套筒内，双颈烧瓶中加入100 mL无水四氢呋喃(THF)，通N2 5 min后关闭，接通冷却水，加热四氢呋喃至沸腾，在索氏提取器中发生反应，回流2.5 h后再通入N2冷却至室温；取下双颈烧瓶，在通风橱中蒸发至有较多固体析出，冷却、抽滤、干燥后称量即得产品4.50 g。 (4)该反应不能使用明火加热的原因______________________________。 (5)产品沿索氏提取器的管________(2或3)流回双颈烧瓶。 (6)已知Cr(Ⅱ)对该反应有催化作用，推断加入Zn粉发生反应的化学方程式为：_________________________________________。 (7)产品产率为________%(结果保留小数点后一位)[已知：Cr2O3的摩尔质量为152 g·mol－1；CrCl3(THF)3的摩尔质量为374.5 g·mol－1]。 【答案】　(1)EDC　(2)防止CrCl3冷凝为固体后发生堵塞　(3)COCl2＋4OH－===CO＋2Cl－＋2H2O　(4)THF易挥发，易燃，遇明火可能发生爆炸　(5)3　(6)Zn＋2CrCl3===2CrCl2＋ZnCl2　(7)60.1%或60.0% 【解析】　Ⅰ.制备无水CrCl3的过程为：利用A装置产生N2，通入浓硫酸中进行干燥，继续通入F中，在热水浴的作用下将气态CCl4带出，进入E中制备CrCl3，反应在高温下进行，CrCl3以气态生成，在D中进行冷凝收集，再通入浓硫酸，防止右边的水蒸气进入D中，最后用B装置吸收产生的COCl2气体；Ⅱ.根据装置图，首先在双颈烧瓶中加入无水四氢呋喃，在纸质反应管加入无水CrCl3和锌粉，开始加热四氢呋喃蒸气通过联接管进入提取管在冷凝管中冷凝回流到纸质反应管中进行反应，从而生成产物。(1)实验装置合理的连接顺序为A→C→F→E→D→C→B。(2)CrCl3易升华，故装置D中粗导管的作用是防止CrCl3冷凝为固体后发生堵塞。(3)尾气处理时用NaOH溶液吸收COCl2，发生反应的离子方程式为COCl2＋4OH－===CO＋2Cl－＋2H2O。(4)该反应不能使用明火加热的原因：THF易挥发，易燃，遇明火可能发生爆炸。(5)根据虹吸原理，产品沿索氏提取器的管3流回双颈烧瓶。(6)已知Cr(Ⅱ)对该反应有催化作用，加入Zn粉可以把三价铬还原为二价铬，发生反应的化学方程式为Zn＋2CrCl3===2CrCl2＋ZnCl2。(7)1.52 g Cr2O3物质的量为0.01 mol，根据铬元素守恒，理论可生成0.02 mol CrCl3(THF)3，即0.02 mol×374.5 g/mol＝7.49 g，其产率：×100%＝60.1%。 2．(2025·江西九江三模)环己酮是一种重要的有机化工中间体和有机溶剂，采用重铬酸钾—硫酸氧化法制备环己酮的反应原理和步骤如下： ＋K2Cr2O7＋5H2SO4＋Cr2(SO4)3＋2KHSO4＋7H2O 已知：①酮遇强氧化剂时可被氧化，温度升高，氧化速率明显加快。 ②环己醇、环己酮、饱和食盐水、水的相对分子质量和部分物理性质如下表： 物质 相对分子质量 密度(20 ℃，g·cm－3) 溶解性 环己醇 100 0.96 能溶于水 环己酮 98 0.95 微溶于水，易溶于乙醇等有机溶剂 饱和食盐水 — 1.33 — 水 18 1.00 — Ⅰ.向100 mL圆底烧瓶中加入25 mL水，一边摇动烧瓶，一边慢慢地加入3.3 mL浓硫酸，再加入3.5 mL环己醇，将所得溶液用冰水浴冷却至15 ℃。 Ⅱ.称取3.4 g K2Cr2O7，分批加入混合液中，振摇烧瓶，控制反应温度在55～60 ℃，待固体全部消失且溶液颜色呈墨绿色，反应温度下降时结束反应，加入一定量甲醇。 Ⅲ.烧瓶内加入15 mL水及沸石，水蒸气蒸馏出环己酮和水，收集95～100 ℃的馏分约13 mL。加入过量NaCl固体，将此溶液静置分液，分离出有机层，水层用7 mL甲基叔丁基醚萃取3次，合并有机层，干燥。 Ⅳ.蒸馏干燥后的有机层，蒸出甲基叔丁基醚，再用空气冷凝管蒸出环己酮，收集150～156 ℃的馏分约2.1 mL。 回答下列问题： (1)步骤Ⅱ中，控制反应温度在55～60 ℃的原因为_____________________。 (2)步骤Ⅱ中，加入一定量甲醇的目的是_______________________。 (3)本实验利用K2Cr2O7替代传统实验的Na2Cr2O7，其优点为________(填标号)。 a．氧化效果好 b．价格便宜，易购买 c．用量少 (4)为使含铬废液再生利用，可在废液中加入强氧化剂过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]，S2O中π键与σ键数目之比为________，发生再生反应的离子方程式为______________________________________。 (5)步骤Ⅲ中，加过量NaCl固体的作用为___________________________。 (6)下列仪器在步骤Ⅳ中无需使用的是________(填序号)。 (7)本次产品的产率为________(精确至0.1%)。 【答案】　(1)温度低于55 ℃，反应速率慢；温度高于60 ℃，副产物增多　(2)除去未反应的重铬酸钾　(3)b　(4)4∶9　2Cr3＋＋3S2O＋7H2O===Cr2O＋6SO＋14H＋　(5)降低环己酮在水中的溶解度；增加水层的密度，有利于分层　(6)①④⑤　(7)60.6% 【解析】　向100 mL圆底烧瓶中加入25 mL水，一边摇动烧瓶，一边慢慢地加入3.3 mL浓硫酸，再加入3.5 mL环己醇，将所得溶液用冰水浴冷却至15 ℃。称取3.4 g K2Cr2O7，分批加入混合液中，振摇烧瓶，控制反应温度在55～60 ℃，待固体全部消失且溶液颜色呈墨绿色，反应温度下降时结束反应，加入一定量甲醇。烧瓶内加入15 mL水及沸石，水蒸气蒸馏出环己酮和水，收集95～100 ℃的馏分约13 mL，加入NaCl颗粒的目的是增加水层的密度，使其从水中析出；将此溶液静置分液，分离出有机层，水层用7 mL甲基叔丁基醚萃取3次，合并有机层，干燥。蒸馏干燥后的有机层，蒸出甲基叔丁基醚，再用空气冷凝管蒸出环己酮，收集150～156 ℃的馏分约2.1 mL，以此解答。(1)已知酮遇强氧化剂时可被氧化，温度升高，氧化速率明显加快会产生副产物。步骤Ⅱ中，控制反应温度在55～60 ℃的原因为：温度低于55 ℃，反应速率慢；温度高于60 ℃，副产物增多。(2)甲醇能够和重铬酸钾发生氧化反应，步骤Ⅱ中，加入一定量甲醇的目的是除去未反应的重铬酸钾。(3)K2Cr2O7和Na2Cr2O7的氧化效果相同，本实验利用K2Cr2O7替代传统实验的Na2Cr2O7，其优点为价格便宜，易购买，故选b。(4)H2S2O8的结构简式为，双键中含有1个π键与1个σ键，单键是σ键，则S2O中含有4个π键与9个σ键，则π键与σ键数目之比为4∶9，为使含铬废液再生利用，可在废液中加入强氧化剂过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]，S2O将Cr3＋氧化为Cr2O，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为2Cr3＋＋3S2O＋7H2O===Cr2O＋6SO＋14H＋。(5)由分析可知，步骤Ⅲ中，加过量NaCl固体的作用为降低环己酮在水中的溶解度；增加水层的密度，有利于分层。(6)蒸馏实验中不需要用到球形冷凝管、烧杯和分液漏斗，故选①④⑤。(7)3.5 mL环己醇的物质的量为 mol＝0.033 6 mol，理论上生成的环己酮也为0.033 6 mol，质量为0.033 6 mol×98 g/mol＝3.292 8 g，则环己酮的产率约为×100%＝60.6%。 3．(2025·湖北高考)某小组在探究Cu2＋的还原产物组成及其形态过程中，观察到的实验现象与理论预测有差异。根据实验描述，回答下列问题： (1)向2 mL 10% NaOH溶液加入5滴5% CuSO4溶液，振荡后加入2 mL 10%葡萄糖溶液，加热。 ①反应产生的砖红色沉淀为________(写化学式)，葡萄糖表现出________(填“氧化”或“还原”)性。 ②操作时，没有加入葡萄糖溶液就加热，有黑色沉淀生成。用化学反应方程式说明该沉淀产生的原因：_________________________________。 (2)向20 mL 0.5 mol·L－1 CuSO4溶液中加入Zn粉使蓝色完全褪去，再加入盐酸并加热至溶液中无气泡产生为止。过滤得固体，洗涤并真空干燥。 ①加入盐酸的目的是___________________________________。 ②同学甲一次性加入1.18 g Zn粉，得到0.78 g红棕色固体，其组成是________(填标号)。 a．Cu b．Cu包裹Zn c．CuO d．Cu和Cu2O ③同学乙搅拌下分批加入1.18 g Zn粉，得到黑色粉末X。分析结果表明，X中不含Zn和Cu(Ⅰ)。关于X的组成提出了三种可能性：ⅠCuO；ⅡCuO和Cu；ⅢCu，开展了下面2个探究实验： 由实验结果可知，X的组成是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。从物质形态角度分析，X为黑色的原因是___________________________。 【答案】　(1)①Cu2O　还原　②Cu(OH)2CuO＋H2O　(2)①除去过量的锌粉　②b　③Ⅲ　光线进入后被多次反射吸收，所以呈黑色 【解析】　向2 mL 10% NaOH溶液加入5滴5% CuSO4溶液，制得新制氢氧化铜悬浊液，振荡后加入2 mL 10%葡萄糖溶液，加热，新制氢氧化铜悬浊液和葡萄糖中的醛基反应；向20 mL 0.5 mol·L－1 CuSO4溶液中加入Zn粉使蓝色完全褪去，Cu2＋全部被还原，再加入盐酸并加热至溶液中无气泡产生为止，过量的Zn粉全部转化为Zn2＋，过滤得固体，洗涤并真空干燥，该固体是Cu2＋的还原产物，可能含Cu、Cu2O等。(1)①向2 mL 10% NaOH溶液加入5滴5% CuSO4溶液制得新制氢氧化铜悬浊液，振荡后加入2 mL 10%葡萄糖溶液，加热，新制氢氧化铜悬浊液与葡萄糖中的醛基反应产生的砖红色沉淀为Cu2O，Cu被葡萄糖从＋2价还原为＋1价，葡萄糖表现出还原性；②操作时，没有加入葡萄糖溶液就加热，有黑色沉淀生成，该黑色沉淀为CuO，用化学反应方程式说明该沉淀产生的原因：Cu(OH)2CuO＋H2O。(2)①由题干加入盐酸并加热至溶液中无气泡产生为止可知加入盐酸的作用是除去过量的锌粉；②先加Zn粉、后加盐酸，得到固体为红棕色，则一定有Cu(Cu2O和HCl发生歧化反应生成Cu)，20 mL 0.5 mol/L CuSO4中n(Cu2＋)＝0.5 mol/L×20 mL＝0.01 mol，Cu的最大物质的量为0.01 mol，质量为0.64 g，生成Cu2O的最大质量为0.72 g，实际固体质量为0.78 g；若只有Cu，则固体质量应小于等于0.64 g，a不符合题意；若是Cu包裹Zn，则0.64＜固体质量＜1.18 g，b符合题意；若是CuO，则不可能为红棕色，c不符合题意；若是Cu和Cu2O，固体质量应介于0.64～0.72 g之间，d不符合题意；③实验1得到的溶液呈无色，说明一定无CuO，那么X的组成只能是Cu，选Ⅲ；从物质形态角度分析，X为黑色的原因是金属固体Cu呈粉末状时，光线进入后被多次反射吸收，所以呈黑色。 4．(2025·安徽高考)侯氏制碱法以NaCl、CO2和NH3为反应物制备纯碱。某实验小组在侯氏制碱法基础上，以NaCl和NH4HCO3为反应物，在实验室制备纯碱，步骤如下： ①配制饱和食盐水； ②在水浴加热下，将一定量研细的NH4HCO3，加入饱和食盐水中，搅拌，使NH4HCO3溶解，静置，析出NaHCO3晶体； ③将NaHCO3晶体减压过滤、煅烧，得到Na2CO3固体。 回答下列问题： (1)步骤①中配制饱和食盐水，下列仪器中需要使用的有________(填名称)。 (2)步骤②中NH4HCO3需研细后加入，目的是________________________。 (3)在实验室使用NH4HCO3代替CO2和NH3制备纯碱，优点是___________________________________。 (4)实验小组使用滴定法测定了产品的成分。滴定过程中溶液的pH随滴加盐酸体积变化的曲线如下图所示。 ①到达第一个滴定终点B时消耗盐酸V1 mL，到达第二个滴定终点C时又消耗盐酸V2 mL。V1＝V2，所得产品的成分为________(填标号)。 a．Na2CO3 b．NaHCO3 c．Na2CO3和NaHCO3 d．Na2CO3和NaOH ②到达第一个滴定终点前，某同学滴定速度过快，摇动锥形瓶不均匀，致使滴入盐酸局部过浓。该同学所记录的V1′________V1(填“>”“<”或“＝”)。 (5)已知常温下Na2CO3和NaHCO3的溶解度分别为30.7 g和10.3 g。向饱和Na2CO3溶液中持续通入CO2气体会产生NaHCO3晶体。实验小组进行相应探究： 实验 操作 现象 a 将CO2匀速通入置于烧杯中的20 mL饱和Na2CO3溶液，持续20 min，消耗600 mL CO2 无明显现象 b 将20 mL饱和Na2CO3溶液注入充满CO2的500 mL矿泉水瓶中，密闭，剧烈摇动矿泉水瓶1～2 min，静置 矿泉水瓶变瘪，3 min后开始有白色晶体析出 实验a无明显现象的原因是______________________________________。 【答案】　(1)烧杯、玻璃棒　(2)加快NH4HCO3溶解、加快NH4HCO3与NaCl反应　(3)工艺简单、绿色环保、制备产品的效率较高、原料利用率较高　(4)①a　②>　(5)CO2在饱和Na2CO3溶液中的溶解速率小、溶解量小，且两者发生反应的速率也较小，生成的NaHCO3的量较少，NaHCO3在该溶液中没有达到过饱和状态，故不能析出晶体 【解析】　本题以NaCl和NH4HCO3为反应物，在实验室制备纯碱。考查了配制饱和溶液的方法及所用的试剂；用NH4HCO3代替CO2和NH3，使工艺变得简单易行，原料利用率较高，且环保、制备效率较高；滴定分析中利用了碳酸钠与盐酸反应分步进行，根据两个滴定终点所消耗的盐酸用量分析产品的成分；通过对比实验可以发现CO2的充分溶解对NaHCO3的生成有利。(1)步骤①中配制饱和食盐水，要在烧杯中放入一定量的食盐，然后向其中加入适量的水并用玻璃棒搅拌使其恰好溶解，因此需要使用的有烧杯和玻璃棒。(2)固体的颗粒越小，其溶解速率越大，且其与其他物质反应的速率越大，因此，步骤②中NH4HCO3需研细后加入，目的是加快NH4HCO3溶解、加快NH4HCO3与NaCl反应。(3)CO2和NH3在水中可以发生反应生成NH4HCO3，但是存在气体不能完全溶解、气体的利用率低且对环境会产生不好的影响，因此，在实验室使用NH4HCO3代替CO2和NH3制备纯碱，其优点是工艺简单、绿色环保、制备产品的效率较高、原料利用率较高。(4)①根据图中的曲线变化可知，到达第一个滴定终点B时，发生的反应为Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，消耗盐酸V1 mL；到达第二个滴定终点C时，发生的反应为NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，又消耗盐酸V2 mL，因为V1＝V2，说明产品中不含NaHCO3和NaOH，因此，所得产品的成分为Na2CO3，故选a。②到达第一个滴定终点前，某同学滴定速度过快，摇动锥形瓶不均匀，致使滴入盐酸局部过浓，其必然会使一部分Na2CO3与盐酸反应生成CO2，从而使得V1偏大、V2偏小，因此，该同学所记录的V1′>V1。(5)实验a无明显现象的原因是：CO2在饱和Na2CO3溶液中的溶解速率小、溶解量小，且两者发生反应的速率也较小，生成的NaHCO3的量较少，NaHCO3在该溶液中没有达到过饱和状态，故不能析出晶体。 学科网（北京）股份有限公司 $