大单元六 第十六章 第68讲 化工流程与物质制备实验综合题（教师用书word）-【步步高】2025年高考化学大一轮复习讲义（人教版 浙江专用）

第68讲　化工流程与物质制备实验综合题 [复习目标]　1.熟悉化工流程与物质制备实验综合题的命题特点。2.提升应用物质的转化及条件控制、分离提纯操作等相关知识解决实际问题的能力。3.掌握解答化工流程与物质制备实验综合题的一般思路。 1．化工流程的呈现形式与读图要领 读图要领： (1)箭头：进入的是投料(反应物)、出去的是含产品中元素的物质(流程方向)、副产物或杂质(支线方向)。 (2)三线：出线和进线均表示物质流向或操作流程，可逆线表示物质循环。 2．制备过程中控制反应条件的六种方法 方法 目的 调节溶液的 pH 常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀 调节 pH所需的物质一般应满足两点：①能与H＋反应，使溶液 pH变大；②不引入新杂质。例如若要除去Cu2＋中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的 pH，不可加入NaOH溶液、氨水等 控制温度 根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动 控制压强 改变反应速率，影响化学平衡 使用合适的催化剂 加快反应速率，缩短反应达到平衡所需要的时间 趁热过滤 防止某物质降温时析出 冰水洗涤 洗去固体表面的杂质离子，并减少固体在洗涤过程中的溶解损耗 3.化工流程与物质制备实验综合题中表述性词语的“八大答题方向” 化工生产流程和综合实验题中经常会出现一些表述性词语，这些表述性词语就是隐性信息，它可以暗示我们需要考虑的答题角度。常见的有： (1)“控制较低温度”——常考虑物质的挥发、物质的不稳定性和物质的转化等。 (2)“加过量试剂”——常考虑反应完全或增大转化率、产率等。 (3)“能否加其他物质”——常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯度。 (4)“在空气中或在其他气体中”——主要考虑O2、H2O(g)、CO2或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。 (5)“判断沉淀是否洗净”——常取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中滴加某试剂，以检验其中的某种离子。 (6)“检验某物质的设计方案”——通常取少量某液体于试管中，加入另一试剂产生某现象，然后得出结论。 (7)“控制pH”——常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。 (8)“用某些有机试剂清洗”——①降低物质溶解度，有利于产品析出；②洗涤沉淀：减少损耗和提高利用率等。 1．(2023·浙江6月选考，20)某研究小组用铝土矿为原料制备絮凝剂聚合氯化铝([Al2(OH)aClb]m，a＝1～5)，按如下流程开展实验。 已知：①铝土矿主要成分为Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2。用NaOH溶液溶解铝土矿过程中SiO2转变为难溶性的铝硅酸盐。 ②[Al2(OH)aClb]m的絮凝效果可用盐基度衡量，盐基度＝。当盐基度为0.60～0.85时，絮凝效果较好。 请回答： (1)步骤Ⅰ所得滤液中主要溶质的化学式是________________。 (2)下列说法不正确的是______________。 A．步骤Ⅰ，反应须在密闭耐高压容器中进行，以实现所需反应温度 B．步骤Ⅱ，滤液浓度较大时通入过量CO2有利于减少Al(OH)3沉淀中的杂质 C．步骤Ⅲ，为减少Al(OH)3吸附的杂质，洗涤时需对漏斗中的沉淀充分搅拌 D．步骤Ⅳ，控制Al(OH)3和AlCl3的投料比可控制产品盐基度 (3)步骤Ⅴ采用如图所示的蒸汽浴加热，仪器A的名称是________________；步骤Ⅴ不宜用酒精灯直接加热的原因是__________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (4)测定产品的盐基度。 Cl－的定量测定：称取一定量样品，配成溶液，移取25.00 mL溶液于锥形瓶中，调pH＝6.5～10.5，滴加指示剂K2CrO4溶液。在不断摇动下，用0.100 0 mol·L－1 AgNO3标准溶液滴定至浅红色(有Ag2CrO4沉淀)，30秒内不褪色。平行测试3次，平均消耗AgNO3标准溶液22.50 mL。另测得上述样品溶液中c(Al3＋)＝0.100 0 mol·L－1。 ①产品的盐基度为______________________________________________________________。 ②测定Cl－过程中溶液pH过低或过高均会影响测定结果，原因是_____________________ ______________________________________________________________________________。 答案　(1)NaAlO2　(2)BC　(3)蒸发皿　温度升高，聚合氯化铝会分解　(4)①0.7　②pH过低，指示剂会与氢离子反应生成重铬酸根离子，会氧化氯离子，导致消耗的硝酸银偏少，而pH过高，氢氧根离子会与银离子反应，导致消耗的硝酸银偏多 解析　(2)步骤Ⅰ，反应所需温度高于100 ℃，因此反应须在密闭耐高压容器中进行，以实现所需反应温度，故A正确；步骤Ⅱ，滤液浓度较大时通入过量CO2生成氢氧化铝和碳酸氢钠沉淀，故B错误；步骤Ⅲ，洗涤时不能对漏斗中的沉淀充分搅拌，故C错误；可通过控制Al(OH)3和AlCl3的投料比来控制产品盐基度，故D正确。(4)①根据Cl－～AgNO3，样品溶液中氯离子物质的量浓度为＝0.09 mol·L－1，n(Al3＋)∶n(Cl－)＝10∶9，根据电荷守恒得到 [Al2(OH)4.2Cl1.8]m产品的盐基度为＝0.7。 2．(2023·浙江1月选考，20)某研究小组制备纳米ZnO，再与金属有机框架(MOF)材料复合制备荧光材料ZnO@MOF，流程如下： 已知：①含锌组分间的转化关系：Zn2＋Zn(OH)2[Zn(OH)4]2－ ②ε-Zn(OH)2是Zn(OH)2的一种晶型，39 ℃以下稳定。 请回答： (1)步骤Ⅰ，初始滴入ZnSO4溶液时，体系中主要含锌组分是_________________________。　　　　　　　 (2)下列有关说法不正确的是__________________________(填字母)。 A．步骤Ⅰ，搅拌的作用是避免反应物浓度局部过高，使反应充分 B．步骤Ⅰ，若将过量NaOH溶液滴入ZnSO4溶液制备ε-Zn(OH)2，可提高ZnSO4的利用率 C．步骤Ⅱ，为了更好地除去杂质，可用50 ℃的热水洗涤 D．步骤Ⅲ，控温煅烧的目的是为了控制ZnO的颗粒大小 (3)步骤Ⅲ，盛放样品的容器名称是________________________________________________。 (4)用Zn(CH3COO)2和过量(NH4)2CO3反应，得到的沉淀可直接控温煅烧得纳米ZnO，沉淀无需洗涤的原因是________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (5)为测定纳米ZnO产品的纯度，可用已知浓度的EDTA标准溶液滴定Zn2＋，从下列选项中选择合理的仪器和操作，补全如下步骤[“__________________________________________” 上填写一件最关键仪器，“(　　)”内填写一种操作，均用字母表示]。 用________(称量ZnO样品x g)→ 用烧杯(　　)→用________(　　)→用移液管(　　)→用滴定管(盛装EDTA标准溶液，滴定Zn2＋) 仪器：a.烧杯；b.托盘天平；c.容量瓶；d.分析天平；e.试剂瓶 操作：f.配制一定体积的Zn2＋溶液；g.酸溶样品；h.量取一定体积的Zn2＋溶液；i.装瓶贴标签 (6)制备的ZnO@MOF荧光材料可测Cu2＋浓度。已知ZnO@MOF的荧光强度比值与Cu2＋在一定浓度范围内的关系如图。 某研究小组取7.5×10－3 g人血浆铜蓝蛋白(相对分子质量1.5×105)，经预处理，将其中Cu元素全部转化为Cu2＋并定容至1 L。取样测得荧光强度比值为10.2，则1个血浆铜蓝蛋白分子中含________个铜原子。 答案　(1)[Zn(OH)4]2－　(2)BC　(3)坩埚　(4)杂质中含有CH3COO－、CO、NH，在控温煅烧过程中分解或被氧化为气体而除去　(5)d　g　c　f　h　(6)8 3．(2022·浙江1月选考，30)某兴趣小组用四水醋酸锰[(CH3COO)2Mn·4H2O]和乙酰氯(CH3COCl)为原料制备无水二氯化锰，按如下流程开展了实验(夹持仪器已省略)： 已知：①无水二氯化锰极易吸水潮解，易溶于水、乙醇和醋酸，不溶于苯 ②制备无水二氯化锰的主要反应： (CH3COO)2Mn＋2CH3COClMnCl2↓＋2(CH3CO)2O ③乙酰氯遇水发生反应：CH3COCl＋H2O―→CH3COOH＋HCl 请回答： (1)步骤Ⅰ所获固体主要成分是________(用化学式表示)。 (2)步骤Ⅰ在室温下反应，步骤Ⅱ在加热回流下反应，目的分别是______________________ ______________________________________________________________________________。 (3)步骤Ⅲ：下列操作中正确的是________。 A．用蒸馏水润湿滤纸，微开水龙头，抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上 B．用倾析法转移溶液，开大水龙头，待溶液快流尽时再转移沉淀 C．用乙醇作为洗涤剂，在洗涤沉淀时，关小水龙头，使洗涤剂缓慢通过沉淀物 D．洗涤结束后，将固体迅速转移至圆底烧瓶进行后续操作 (4)步骤 Ⅳ：①将装有粗产品的圆底烧瓶接到纯化装置(图2)上，打开安全瓶上旋塞，打开抽气泵，关闭安全瓶上旋塞，开启加热器，进行纯化。请给出纯化完成后的操作排序：纯化完成→(____)→(____)→(____)→(____)→将产品转至干燥器中保存 a．拔出圆底烧瓶的瓶塞 b．关闭抽气泵 c．关闭加热器，待烧瓶冷却至室温 d．打开安全瓶上旋塞 ②图2装置中U形管内NaOH固体的作用是_______________________________________ ______________________________________________________________________________。 (5)用滴定分析法确定产品纯度。甲同学通过测定产品中锰元素的含量确定纯度；乙同学通过测定产品中氯元素的含量确定纯度。合理的是________(填“甲”或“乙”)同学的方法。 答案　(1)(CH3COO)2Mn　(2)步骤Ⅰ脱去四水醋酸锰的结晶水并防止生成MnCl2；步骤Ⅱ加热回流促进反应生成MnCl2　(3)BD　(4)①c　d　b　a　②防止可能产生的酸性气体进入抽气泵；防止外部水气进入样品　(5)乙 解析　(1)根据制备无水二氯化锰的主要反应：(CH3COO)2Mn＋2CH3COClMnCl2↓＋2(CH3CO)2O以及乙酰氯遇水发生反应：CH3COCl＋H2O―→CH3COOH＋HCl可判断步骤Ⅰ中利用CH3COCl吸水，因此所获固体主要成分是(CH3COO)2Mn。(3)用倾析法转移溶液，开大水龙头，待溶液快流尽时再转移沉淀，故B正确；由于无水二氯化锰极易吸水潮解，洗涤结束后，将固体迅速转移至圆底烧瓶进行后续操作，故D正确。(4)②由于可能混有酸性气体，且无水二氯化锰极易吸水潮解，因此图2装置中U形管内NaOH固体的作用是防止可能产生的酸性气体进入抽气泵，同时防止外部水气进入样品。(5)由于无水二氯化锰极易吸水潮解，且锰离子水解，所以应该通过测定产品中氯元素的含量确定纯度，所以合理的是乙同学的方法。 4．(2021·浙江1月选考，30)某兴趣小组用铬铁矿[Fe(CrO2)2]制备K2Cr2O7晶体，流程如下： 已知：4Fe(CrO2)2＋10Na2CO3＋7O28Na2CrO4＋4NaFeO2＋10CO2、2H＋＋2CrOCr2O＋H2O 相关物质的溶解度随温度变化如下图。 请回答下列问题： (1)步骤Ⅰ，将铬铁矿粉碎有利于加快高温氧化的速率，其理由是______________________。 (2)下列说法正确的是________(填字母)。 A．步骤Ⅱ，低温可提高浸取率 B．步骤Ⅱ，过滤可除去NaFeO2水解产生的Fe(OH)3 C．步骤Ⅲ，酸化的目的主要是使Na2CrO4转变为Na2Cr2O7 D．步骤Ⅳ，所得滤渣的主要成分是Na2SO4和Na2CO3 (3)步骤Ⅴ，重结晶前，为了得到杂质较少的K2Cr2O7粗产品，从下列选项中选出合理的操作(操作不能重复使用)并排序：溶解KCl→(____)→(____)→(____)→(____)→重结晶。 a．50 ℃蒸发溶剂　b．100 ℃蒸发溶剂　c．抽滤 d．冷却至室温　e．蒸发至溶液出现晶膜，停止加热　f．蒸发至溶液中出现大量晶体，停止加热 (4)为了测定K2Cr2O7产品的纯度，可采用氧化还原滴定法。 ①下列关于滴定分析的操作，不正确的是___________(填字母)。 A．用量筒量取25.00 mL待测液转移至锥形瓶 B．滴定时要适当控制滴定速度 C．滴定时应一直观察滴定管中溶液体积的变化 D．读数时应将滴定管从架上取下，捏住管上端无刻度处，使滴定管保持垂直 E．平行滴定时，须重新装液并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下 ②在接近终点时，使用“半滴操作”可提高测量的准确度。其方法是：将旋塞稍稍转动，使半滴溶液悬于管口，用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落，________________________，继续摇动锥形瓶，观察颜色变化(请在横线上补全操作)。 (5)该小组用滴定法准确测得产品中K2Cr2O7的质量分数为98.50%。某同学还用分光光度法测定产品纯度(K2Cr2O7溶液的吸光度与其浓度成正比)，但测得的质量分数明显偏低。分析其原因，发现配制K2Cr2O7待测溶液时少加了一种试剂。该试剂是________，添加该试剂的理由是__________________________________________________________________________。 答案　(1)增大反应物的接触面积　(2)BC　(3)a　e　d　c　(4)①AC　②再用洗瓶以少量蒸馏水吹洗锥形瓶内壁　(5)稀H2SO4　抑制Cr2O转化为CrO，且与Cr2O不反应 解析　(1)将铬铁矿粉碎可以增大反应物的接触面积，从而加快反应速率。 (2)根据溶解度随温度变化的关系，Na2CrO4在低温时溶解度小，低温不能提高其浸取率，A错误；NaFeO2的水解反应为NaFeO2＋2H2O===NaOH＋Fe(OH)3↓，因此过滤可除去NaFeO2水解生成的Fe(OH)3，B正确；加硫酸酸化时发生的主要反应为2H＋＋2CrOCr2O＋H2O，C正确；步骤Ⅲ中，酸化时会使过量的Na2CO3反应生成Na2SO4，因此步骤Ⅳ中所得滤渣的主要成分是Na2SO4，D错误。 (3)蒸发溶剂时应选择50 ℃而不是100 ℃，因为50 ℃时K2Cr2O7的溶解度小于Na2Cr2O7和KCl的溶解度，有利于Na2Cr2O7转化为K2Cr2O7，在蒸发至出现晶膜停止加热后，应冷却至室温，然后抽滤。 (4)①量筒的精确度不能满足25.00 mL的需要，应选用酸式滴定管或移液管量取K2Cr2O7溶液，A错误；滴定时要适当控制滴定速度，先快后慢，B正确；滴定时眼睛要注视锥形瓶中溶液颜色的变化，便于判断滴定终点，C错误；读数时要取下滴定管，使滴定管保持垂直，平视读数，D正确；平行滴定时，须重新装液并正确调整液面刻度，E正确。 ②由于沾落的半滴溶液在锥形瓶内壁上，没有进入溶液，所以要用洗瓶以少量蒸馏水吹洗锥形瓶内壁。 (5)所测质量分数明显偏低，说明滴定时参加反应的K2Cr2O7偏少，溶液中存在K2CrO4，因此应再加稀H2SO4，以促进CrO转化为Cr2O：2H＋＋2CrOCr2O＋H2O。 课时精练 1．(2023·杭州模拟)某研究小组，利用Cl2氧化法高效制备KMnO4。制备流程如下： 已知：3MnO2＋KClO3＋6KOH3K2MnO4＋KCl＋3H2O(K2MnO4呈墨绿色)，Cl2＋2K2MnO4===2KMnO4＋2KCl。 请回答下列问题： (1)KClO3需过量的目的是________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (2)下列说法不正确的是________(填字母)。 A．过程1应在瓷坩埚中进行 B．MnO2应分批加入，以防止熔融物溢出 C．可用酒精洗涤，得到较干燥的产品 D．该实验表明，在强碱性环境下Cl2的氧化性强于KMnO4 (3)为检验过程1是否反应完全，应采取的实验操作是________________________________。 (4)将纯化后的KMnO4配成溶液，并应用于废水中化学需氧量(COD)测定。化学需氧量(COD)是在一定条件下，用强氧化剂氧化一定体积水中的还原剂及有机物时所消耗氧化剂的量，折算成氧气的量。单位为m g·L－1。 ①从下列选项选择合适操作(操作不能重复)并排序：(__________)→(_________)→(________)→(__________)→f a．取废水样100 mL加稀硝酸酸化 b．取废水样100 mL加稀硫酸酸化 c．用0.010 00 mol·L－1的KMnO4标准溶液滴定 d．加10.00 mL 0.010 00 mol·L－1的KMnO4标准溶液，煮沸，冷却 e．加入0.010 00 mol·L－1的Na2C2O4标准溶液至过量，消耗10.00 mL f．记录。滴定时，KMnO4标准溶液消耗量为8.20 mL ②水样中COD为________。 答案　(1)补偿KClO3在MnO2催化下分解所造成的损失，使MnO2充分反应 (2)AC (3)取少量反应物，冷却，加到水中，若完全溶解，则已经反应完全反应，则未反应完全 (4)①b　d　e　c　②56.8 mg·L－1 解析　(2)瓷器中含有SiO2，可以和碱反应，过程1需在铁坩埚中进行，故A错误；MnO2应分批加入，以防止反应过于激烈，熔融物溢出，故B正确；高锰酸钾具有氧化性，可以氧化乙醇，不能用酒精洗涤，故C错误；根据氧化剂的氧化性大于氧化产物，在强碱性环境下Cl2的氧化性强于KMnO4，故D正确。(4)①纯化后的KMnO4配成溶液，并应用于废水中化学需氧量(COD)测定：取废水样100 mL加稀硫酸酸化→加10.00 mL 0.010 00 mol·L－1的KMnO4标准溶液，煮沸，冷却→加入0.010 00 mol·L－1的Na2C2O4标准溶液至过量，消耗10.00 mL→用0.010 00 mol·L－1的KMnO4标准溶液滴定→f记录，具体排序为b→d→e→c→f。②草酸钠与高锰酸钾反应的化学方程式为5Na2C2O4＋2KMnO4＋8H2SO4===10CO2↑＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O＋5Na2SO4，根据得失电子守恒，KMnO4～1.25O2，水样中COD为＝56.8 mg·L－1。 2．我国是稀土储量大国，氧化铈(CeO2)是一种应用广泛的稀土氧化物。一种用氟碳铈矿(CeFCO3，含BaO、SiO2等杂质)为原料制备CeO2的工艺如图。 已知：①Ce3＋可形成难溶于水的复盐[Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O]，其氢氧化物也难溶于水。 ②硫脲的结构简式为CS(NH2)2，在酸性条件下易被氧化为(CSN2H3)2。 请回答： (1)实验室常用如图所示仪器进行固体物质的粉碎，该仪器的名称是__________。 (2)焙烧后加入稀硫酸浸出，Ce元素的浸出率和稀硫酸浓度、温度的关系如图所示，下列说法正确的是________(填字母)。 A．固体A的成分是SiO2 B．步骤①和步骤②均包含过滤、洗涤操作，洗涤的目的相同 C．步骤②加入硫脲的目的将CeF 还原为Ce3＋ D．根据上图，焙烧后加入稀硫酸浸出时，适宜的条件为85 ℃，c(H2SO4)＝2.5 mol·L－1 (3)步骤④发生的离子方程式为____________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (4)取a g所制CeO2，溶解后配制成250 mL溶液。取b mL该溶液用0.01 mol·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定，滴定时发生反应：Fe2＋＋Ce4＋===Fe3＋＋Ce3＋，达到滴定终点时消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液V mL。 实验室配制250 mL 0.01 mol·L－1的(NH4)2Fe(SO4)2溶液的过程如下(未排序)： ①将已恢复至室温的溶液沿玻璃棒注入250 mL容量瓶中； ②盖好容量瓶瓶塞，反复上下颠倒，摇匀； ③用天平称取n g(NH4)2Fe(SO4)2固体并放入烧杯中，加入约30 mL蒸馏水充分搅拌、溶解； ④用30 mL蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2～3次，并将每次洗涤液转入容量瓶中，轻轻振荡； ⑤定容：用胶头滴管滴加至凹液面和刻度线相切； ⑥将配置好的溶液倒入试剂瓶中，贴好标签； 实验操作顺序依次为__________(填序号)。滴定过程中，接近终点时需采用半滴操作，具体操作是__________。 (5)该产品的质量分数为__________(列出表达式)。 答案　(1)研钵 (2)C (3)2Ce3＋＋6HCO===Ce2(CO)3↓＋3H2O＋3CO2↑ (4)③①④⑤②⑥　慢慢旋转滴定管旋塞，使滴定管口悬挂液滴而不滴落，用锥形瓶内壁靠落液滴，并用蒸馏水将液滴冲入溶液中，振荡锥形瓶使溶液充分混合 (5)% 解析　氟碳铈矿在空气中焙烧，Ce3＋在空气中氧化为四价Ce，用硫酸浸取，四价Ce进入溶液得到含CeF的溶液，SiO2不反应，BaO与硫酸反应生成BaSO4沉淀，过滤分离，滤渣A为SiO2、BaSO4，含CeF的溶液中加入硫脲将四价Ce还原为Ce3＋，Ce2(SO4)3与Na2SO4形成复盐沉淀Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O，过滤分离，复盐沉淀加入碱，再加入酸，Ce3＋被转移到溶液中，再加入碳酸氢铵使Ce3＋沉淀为Ce2(CO3)3，最后灼烧分解生成CeO2。(2)由分析可知，固体A的成分是SiO2、BaSO4，A项错误；步骤①和步骤②均为分离固液的操作，包含过滤，但是步骤①洗涤沉淀的目的是回收残留的Ce4＋，而步骤②洗涤的目的是去除残留在沉淀B表面的杂质残液，B项错误；步骤②加入硫脲的目的将CeF还原为Ce3＋，C项正确；根据题图，焙烧后加入稀硫酸浸出时，适宜的条件为85 ℃、氢离子浓度约为2.5 mol·L－1，则c(H2SO4)＝1.25 mol·L－1，D项错误。(4)配制一定物质的量浓度的溶液，所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签；因此顺序为③①④⑤②⑥。(5)滴定时发生反应：Fe2＋＋Ce4＋===Fe3＋＋Ce3＋，则该产品中CeO2物质的量为0.01 mol·L－1×V×10－3L×，该产品的质量分数为×100%＝%。 3．实验室以液态环己醇()为原料制取己二酸[HOOC(CH2)4COOH]晶体的实验流程如图： 反应原理：HOOC(CH2)4COOH 已知每100 g水中己二酸的溶解度如表： 温度/℃ 15 25 50 70 100 溶解度/g 1.44 2.3 8.48 34.1 160 环己醇被高锰酸钾氧化时的实验装置如图，请回答： (1)①仪器a的名称是________________。 ②用仪器b滴加环己醇时，需逐滴加入的原因是 ________________________________________________________________________。 ③若发现b中有环己醇残留偏多，可以向b中加入________(填“水”或“乙醇”)稀释从而降低黏性，防止产率降低。 (2)加盐酸的目的是________________________________________________________。 (3)用重结晶法提纯己二酸，提纯过程中需要用活性炭脱色，请从下列选项中选出合理的操作并排序：(　　　　　)→(　　　　　)→(　　　　　)→(　　　　　)→(　　　　　)→i。 a．用冷水洗涤晶体 b．把粗产品配成热的浓溶液 c．用乙醇洗涤晶体 d．冷却至室温，过滤 e．把粗产品溶于水 f．蒸发至有大量晶体析出，过滤 g．趁热过滤 h．加入活性炭脱色 i．干燥 (4)己二酸纯度测定 将0.500 0 g己二酸样品配制成100 mL溶液，每次取25.00 mL试样溶液于锥形瓶中，滴入几滴酚酞试液，用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定至终点，平均消耗NaOH溶液16.00 mL(己二酸被完全中和)。 ①下列说法正确的是________。 A．用100 mL容量瓶配制成溶液后，最好用25 mL规格的量筒量取待测液于锥形瓶中 B．润洗滴定管时，待液体润湿全部滴定管内壁后，应将液体从滴定管上口倒入预置的烧杯中 C．接近滴定终点时，应控制活塞，改为滴加半滴标准溶液，直至溶液变为粉红色，且半分钟内不变色 D．若滴定前滴定管尖嘴部分气泡未赶走，滴定后气泡消失，则测定结果偏高 ②己二酸的纯度为________%。 答案　(1)①直形冷凝管　②防止反应过于剧烈　③水 (2)把己二酸盐转化为己二酸 (3)b　h　g　d　a (4)①CD　②93.44 解析　(1)②KMnO4具有强氧化性，与乙二醇能发生剧烈反应，③因为乙醇也能被KMnO4碱性溶液氧化，若发现b中环己醇残留偏多，可以向b中加入水稀释从而降低黏性，防止产率降低。(2)盐酸的酸性比己二酸的酸性强，加盐酸的目的是：把己二酸盐转化为己二酸。(4)①量取25.00 mL待测液于锥形瓶中时，最好用25 mL规格的酸式滴定管，A不正确；润洗滴定管时，滴定管内壁、橡皮管、尖嘴管都需要润洗，所以，液体润湿全部滴定管内壁后，应将液体从滴定管下口流入预置的烧杯中，B不正确；看到溶液变红后又变为无色，表明接近滴定终点，此时应控制活塞，改为滴加半滴标准溶液，直至溶液变为粉红色，且半分钟内不变色，C正确；若滴定前滴定管尖嘴部分气泡未赶走，滴定后气泡消失，则读取的所用标准液的体积偏大，测定结果偏高，D正确。②由反应可以建立如下关系式：HOOC(CH2)4COOH～2NaOH，则己二酸的纯度为×100%≈93.44%。 4．(2020·浙江1月选考，30)碘化锂(LiI)在能源、医药等领域有重要应用，某兴趣小组制备LiI·3H2O和LiI，流程如下： 已知： a．LiI·3H2O在75～80 ℃转变成LiI·2H2O，80～120 ℃转变成LiI·H2O，300 ℃以上转变成无水LiI。 b．LiI易溶于水，溶解度随温度升高而增大。 c．LiI在空气中受热易被氧化。 请回答： (1)步骤Ⅱ，调pH＝7，为避免引入新的杂质，适宜加入的试剂为________。 (2)步骤Ⅲ，包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等多步操作。下列说法正确的是______(填字母)。 A．为得到较大的LiI·3H2O晶体颗粒，宜用冰水浴快速冷却结晶 B．为加快过滤速度，得到较干燥的晶体，可进行抽滤 C．宜用热水洗涤 D．可在80 ℃鼓风干燥 (3)步骤Ⅳ，脱水方案为：将所得LiI·3H2O置入坩埚中，300 ℃加热，得LiI样品。用沉淀滴定法分别测定所得LiI·3H2O、LiI样品纯度，测定过程如下：称取一定量样品，溶解，定容于容量瓶，将容量瓶中的溶液倒入烧杯，用移液管定量移取烧杯中的溶液加入锥形瓶，调pH＝6，用滴定管中的AgNO3标准溶液滴定至终点，根据消耗的AgNO3标准溶液体积计算，得LiI·3H2O、LiI的纯度分别为99.96%、95.38%，LiI纯度偏低。 ①上述测定过程提及的下列仪器，在使用前一定不能润洗的是________(填字母)。 A．容量瓶 B．烧杯 C．锥形瓶 D．滴定管 ②测定过程中使用到移液管，选出其正确操作并按序列出字母： 蒸馏水洗涤→待转移溶液润洗→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→洗涤，放回管架。 a．移液管尖与锥形瓶内壁接触，边吹气边放液 b．放液完毕，停留数秒，取出移液管 c．移液管尖与锥形瓶内壁接触，松开食指放液 d．洗耳球吸溶液至移液管标线以上，食指堵住管口 e．放液完毕，抖动数下，取出移液管 f．放液至凹液面最低处与移液管标线相切，按紧管口 ③LiI纯度偏低，可能的主要杂质是________。 (4)步骤Ⅳ，采用改进的实验方案(装置如图)，可以提高LiI纯度。 ①设备X的名称是________。 ②请说明采用该方案可以提高LiI纯度的理由_______________________________________ ______________________________________________________________________________。 答案　(1)LiOH　(2)B　(3)①AC　②d　f　c　b　③Li2O　(4)①抽气泵　②抽除空气，避免LiI被氧化；减压，有利于脱水 解析　(1)将酸性溶液调节成中性，又不引入新的杂质，可选用LiOH调节pH。(2)用冰水浴快速冷却结晶得到的是较小颗粒的晶体，故A错误；抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的晶体，故B正确；LiI易溶于水，溶解度随温度升高而增大，故C错误；LiI·3H2O在75～80 ℃转变成LiI·2H2O，80～120 ℃转变成LiI·H2O，故D错误。(3)①润洗容量瓶会使浓度偏大；润洗锥形瓶消耗更多的标准液，测定的待测液浓度偏大。③LiI在空气中受热易被氧化生成Li2O。(4)①设备X的作用是将仪器内的空气抽出，其名称为抽气泵。②该方案抽出空气且瓶内压强较低，抽除空气，避免LiI被氧化；减压，有利于脱水。 5．(2023·湖州中学模拟)过硼酸钠是一种用途广泛的无机过氧化物，可用作织物的漂白、染色，医药上可作为消毒剂和杀菌剂。一种由硼镁矿(Mg2B2O5·H2O)制取过硼酸钠(NaBO3·4H2O)的工艺流程如图所示。 已知： ①B(OH)3H4B2O5HBO2H2B4O7，若pH>10时，以BO形式存在；若pH<9.6时，以B4O形式存在。 ②过硼酸钠为白色晶体，微溶于水，其水溶液不稳定，存在于冷的溶液中，难溶于乙醇。 ③硼砂(Na2B4O7·10H2O)为白色晶体，溶于水吸热，在水中溶解度如图1所示。 回答下列问题： (1)步骤Ⅰ中为加快硼镁矿浸出，除粉碎矿石、升高温度外，还可采取的措施是________________(填一项操作即可)。 (2)写出步骤Ⅰ中的化学方程式____________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (3)下列说法不正确的是__________(填字母)。 A．步骤Ⅱ中通入CO2的目的是降低溶液pH使BO转为B4O B．步骤Ⅰ、Ⅱ中操作①为过滤，操作②为蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤 C．步骤Ⅲ发生化学反应生成过硼酸钠(其阴离子结构如图所示)，其中硼元素的化合价未发生变化 D．步骤Ⅳ中宜选用的洗涤剂和干燥方式分别为蒸馏水和减压干燥 (4)步骤Ⅲ的回流反应过程需要控制恒温水浴(0 ℃左右)的理由是_______________________ ______________________________________________________________________________。 请选出正确的操作排序完成装置A中的回流反应：按图2组装好装置→(　　　　　)→(　　　　　)→打开磁力搅拌器→打开冷凝水→(　　　　　　)→(　　　　　　)→(　　　　　　)。 ①用纸槽向c处加入硼砂；②用漏斗向c处加入硼砂；③打开a处旋塞加入双氧水；④调高恒温水浴温度；⑤调低恒温水浴温度；⑥c处加入氢氧化钠溶液。 (5)硼砂水溶液具有缓冲溶液(指酸和盐的混合体系，如醋酸和醋酸钠)的作用，请用离子方程式表示该缓冲溶液的形成过程：__________________________________________________。 答案　(1)提高NaOH溶液的浓度、搅拌等　(2)Mg2B2O5·H2O＋2NaOH===2NaBO2＋2Mg(OH)2　(3)BD　(4)防止过氧化氢和过硼酸钠分解，以及降低过硼酸钠的溶解度，便于析出晶体　①　⑥　④　⑤　③　(5)2H＋＋B4O＋5H2O4H3BO3，加入少量碱：2OH－＋B4O＋7H2O4B(OH) 解析　硼镁矿与氢氧化钠溶液反应，过滤除去杂质，NaBO2溶液中，通入过量的二氧化碳，得到Na2B4O7·10H2O与NaHCO3，过滤分离，由于硼酸的酸性小于硫酸，符合复分解反应由强酸制弱酸的原理，且硼酸的溶解度较小，步骤Ⅲ中Na2B4O7·10H2O在双氧水、NaOH溶液作用下生成过硼酸钠：Na2B4O7＋2NaOH＋4H2O2＋11H2O===4NaBO3·4H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $