2010-2019十年高考化学真题分类汇编16实验方案的设计与评价（含解析Word版）

十年高考真题分类汇编（2010-2019） 化学 专题 16 实验方案的设计与评价 题 型 一 ： 制 备 实 验 方 案 的 设 计 与 评 价............................... ...............1 题型二：化学实验的基本操作...................................................83 题型一：制备实验方案的设计与评价 1.（2019·全国Ⅲ·12）下列实验不能达到目的的是 选项 目的 实验 B 加快氧气的生成速率 在过氧化氢溶液中加入少量MnO2 C 除去乙酸乙酯中的少量乙酸 加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液 D 制备少量二氧化硫气体 向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸 【答案】A 【解析】本题考查化学实验方案的评价，考查的核心素养是科学探究与创新意识。Cl2与 水反应生成 HCl 和 HClO，且该反应为可逆反应，Na2CO3水解使溶液呈碱性，水解产生的 OH- 能同时消耗 HCl 和 HClO，A 符合题意；向过氧化氢溶液中加入少量 MnO2 能加快 H2O2的 分解，从而加快氧气的生成速率，B 不符合题意；饱和碳酸钠溶液可除去乙酸乙酯中的少量 乙酸，而且能降低乙酸乙酯的溶解度，便于分液，C 不符合题意；向饱和亚硫酸钠溶液中滴 加浓硫酸，符合用强酸制备弱酸的原理，可制备少量二氧化硫气体，D 不符合题意。 2.（2019·江苏·13）室温下进行下列实验，根据实验操作和现象所得到的结论正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 向X溶液中滴加几滴新制氯水，振荡，再加入少量 KSCN溶液，溶液变为红色 X溶液中一定含有Fe2+ B 向浓度均为0.05mol·L−1的NaI、NaCl混合溶液中 滴加少量AgNO3溶液，有黄色沉淀生成 Ksp(AgI)>Ksp(AgCl) C 向3 mL KI溶液中滴加几滴溴水，振荡，再滴加1mL 淀粉溶液，溶液显蓝色 Br2的氧化性比I2的强 D 用pH试纸测得：CH3COONa溶液的pH约为9，NaNO 2 溶液的pH约为8 HNO2 电 离 出 H+ 的 能 力 比 CH3COOH的强 【答案】C 【解析】A.先滴加氯水，再加入 KSCN 溶液，溶液变红，说明加入 KSCN 溶液前溶液中存在 Fe3+， 而此时的 Fe3+是否由 Fe2+氧化而来是不能确定的，所以结论中一定含有 Fe2+是错误的，故 A 错误；B. 黄色沉淀 AgI，说明加入 AgNO3 溶液优先形成 AgI 沉淀，AgI 比 AgCl 更难溶，AgI 与 AgCl 属于同种类型，则说明 Ksp(AgI) H2CO3，NaHCO3+ H2C2O4 NaHC2O4+CO2↑+H2O C．H2C2O4 具有还原性，2 +5 +16H+ 2Mn2++10CO2↑+ 8H2O D．H2C2O4 可发生酯化反应，HOOCCOOH+2C2H5OH C2H5OOCCOOC2H5+2H2O 【答案】C 【解析】A.H2C2O4 为二元弱酸，能与氢氧化钙溶液发生中和反应，生成白色沉淀草酸钙和水， 因此含酚酞的氢氧化钙溶液碱性逐渐减弱，溶液红色退去，故 A 正确；B.产生气泡证明有 CO2 产生，因此可证明酸性 H2C2O4＞H2CO3，反应方程式为：H2C2O4+2NaHCO3=Na2C2O4+2CO2 +2H2O 或,H2C2O4+NaHCO3=NaHC2O4+2CO2 +2H2O，故 B 正确； C.0.1 mol·L−1 H2C2O4 的 pH=1.3,说明 草酸为弱酸，故在其参与的离子方程式中要写其化学式，不能用草酸根表示，故 C 不正确； D.草酸（又称乙二酸），其中含有羧基，因此其能发生酯化反应，反应方程式正确，故 D 正 确；本题选不正确的，应选 C。 【点睛】本题考查草酸的性质和离子反应方程式的书写，侧重考查学生的分析能力和元素化 合物知识的综合理解和运用。 4.（2019·天津·9）环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下： 回答下列问题： Ⅰ．环己烯的制备与提纯 （1）原料环己醇中若含苯酚杂质，检验试剂为____________，现象为__________________。 （2）操作 1 的装置如图所示（加热和夹持装置已略去）。 ①烧瓶 A 中进行的可逆反应化学方程式为________________________，浓硫酸也可作该反应 的催化剂，选择 而不用浓硫酸的原因为________________________（填序 号）。 4MnO− 2 2 4C O − 3 2FeCl 6H O⋅ a．浓硫酸易使原料炭化并产生 b． 污染小、可循环使用，符合绿色化学理念 c．同等条件下，用 比浓硫酸的平衡转化率高 ②仪器 B 的作用为____________。 （3）操作 2 用到的玻璃仪器是____________。 （4）将操作 3（蒸馏）的步骤补齐：安装蒸馏装置，加入待蒸馏的物质和沸石，____________， 弃去前馏分，收集 83℃的馏分。 Ⅱ．环己烯含量的测定 在一定条件下，向 环己烯样品中加入定量制得的 ，与环己烯充分反应后，剩 余的 与足量 作用生成 ，用 的 标准溶液滴定，终点时消耗 标准溶液 （以上数据均已扣除干扰因素）。 测定过程中，发生的反应如下： ① ② ③ （5）滴定所用指示剂为____________。样品中环己烯的质量分数为____________（用字母 表示）。 （6）下列情况会导致测定结果偏低的是____________（填序号）。 a．样品中含有苯酚杂质 b．在测定过程中部分环己烯挥发 c． 标准溶液部分被氧化 【答案】（1） 溶液（1 分） 溶液显紫色（1 分） （2）① （2 分） a、b（2 分） ②减少环己醇蒸出（2 分） （3）分液漏斗、烧杯（2 分）（4）通冷凝水，加热（2 分） 2SO 3 2FeCl 6H O⋅ 3 2FeCl 6H O⋅ ga 2mol Brb 2Br KI 2I 1mol Lc −⋅ 2 2 3Na S O 2 2 3Na S O mLv 2 2Br 2KI I 2KBr+ + 2 2 2 3 2 4 6I 2Na S O 2NaI Na S O+ + 2 2 3Na S O 3FeCl （5）淀粉溶液（1 分） （3 分）（6）b、c（2 分） 【解析】 I.（1）检验苯酚的首选试剂是 FeCl3 溶液，原料环己醇中若含有苯酚，加入 FeCl3 溶液后，溶液将显示紫色； （2）①从题给的制备流程可以看出，环己醇在 FeCl3·6H2O 的作用下，反应生成了环己烯， 对比环己醇和环己烯的结构，可知发生了消去反应，反应方程式为： ，注意生成的小分子水勿漏写，题目已明确提示该反应可逆，要 标出可逆符号，FeCl3·6H2O 是反应条件（催化剂）别漏标；此处用 FeCl3·6H2O 而不用浓 硫酸的原因分析中：a 项合理，因浓硫酸具有强脱水性，往往能使有机物脱水至炭化，该过 程中放出大量的热，又可以使生成的炭与浓硫酸发生反应：C+2H2SO4(浓) CO2↑+SO2↑ +2H2O；b 项合理，与浓硫酸相比，FeCl3·6H2O 对环境相对友好，污染小，绝大部分都可以 回收并循环使用，更符合绿色化学理念；c 项不合理，催化剂并不能影响平衡转化率； ②仪器 B 为球形冷凝管，该仪器 作用除了导气外，主要作用是冷凝回流，尽可能减少加热 时反应物环己醇的蒸出，提高原料环己醇的利用率； （3）操作 2 实现了互不相溶的两种液体的分离，应是分液操作，分液操作时需要用到的玻 璃仪器主要有分液漏斗和烧杯； （4）题目中已明确提示了操作 3 是蒸馏操作。蒸馏操作在加入药品后，要先通冷凝水，再 加热；如先加热再通冷凝水，必有一部分馏分没有及时冷凝，造成浪费和污染； II.（5）因滴定的是碘单质的溶液，所以选取淀粉溶液比较合适；根据所给的②式和③式， 可知剩余的 Br2 与反应消耗的 Na2S2O3 的物质的量之比为 1：2，所以剩余 Br2 的物质的量为： n(Br2)余= ×cmol·L-1×vmL×10-3L·mL-1= mol，反应消耗的 Br2 的物质的量为（b- ）mol，据反应①式中环己烯与溴单质 1：1 反应，可知环己烯的物质的量也为（b- ）mol，其质量为（b- ）×82g，所以 ag 样品中环己烯的质量分数为： 。 （6）a 项错误，样品中含有苯酚，会发生反应： ， 每反应 1molBr2，消耗苯酚的质量为 31.3g；而每反应 1mol Br2，消耗环己烯的质量为 82g； 所以苯酚的混入，将使耗 Br2 增大，从而使环己烯测得结果偏大；b 项正确，测量过程中如 果环己烯挥发，必然导致测定环己烯的结果偏低；c 项正确，Na2S2O3 标准溶液被氧化，必然 的 822000 cvb a  − ×   1 2 2000 cv 2000 cv 2000 cv 2000 cv ( ) 822000 cvb a − × 滴定时消耗其体积增大，即计算出剩余的溴单质偏多，所以计算得出与环己烯反应的溴单质 的量就偏低，导致最终环己烯的质量分数偏低。 【点睛】①向规范、严谨要分数。要注意题设所给的引导限定词语，如“可逆”、“玻璃” 等，这些是得分点，也是易扣分点。 ②要计算样品中环己烯的质量分数，只需要算出环己烯的物质的量即可顺利求解。从所给的 3 个反应方程式可以得出：2Na2S2O3~I2~Br2~ ，将相关已知数据代入计算即可。 ③对于 a 项 分析，要粗略计算出因苯酚的混入，导致单位质量样品消耗溴单质的量增加， 最终使测得环己烯的结果偏高。 5.（2019·江苏·19）实验室以工业废渣（主要含CaSO 4·2H2O，还含少量SiO2、Al2O3、 Fe2O3）为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体，其实验流程如下： （1）室温下，反应CaSO 4(s)+ (aq) CaCO3(s)+ (aq)达到平衡，则溶液中 = ▲ [Ksp(CaSO4)=4.8×10−5，Ksp(CaCO3)=3×10−9]。 （2）将氨水和NH4HCO3溶液混合，可制得(NH4)2CO3溶液，其离子方程式为 ▲ ；浸取 废渣时，向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是 ▲ 。 （3）废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70 ℃，搅拌，反应3小时。温 度过高将会导致CaSO4的转化率下降，其原因是 ▲ ；保持温度、反应时间、反应物 和溶剂的量不变，实验中提高CaSO4转化率的操作有 ▲ 。 （4）滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质 CaCO3 所需的 CaCl2 溶液。设计以水洗后的滤渣 为原料，制取 CaCl2 溶液的实验方案： ▲ [已知 pH=5 时 Fe(OH)3 和 Al(OH)3 沉淀完全； pH=8.5 时 Al(OH)3 开始溶解。实验中必须使用的试剂：盐酸和 Ca(OH)2]。  【答案】（1）1.6×104（3 分） （2） +NH3·H2O + +H2O(或 +NH3·H2O + +H2O) 增加溶液中 的浓度，促进CaSO4的转化（3分） （3）温度过高，(NH4)2CO3分解 （2分） 加快搅拌速率（2分） （4）在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣，待观察不到气泡产生后，过滤，向滤液中分 的 2 3CO − 2 4SO − ( ) ( ) 2 4 2 3 SO CO c c − − 3HCO− + 4NH 2 3CO − 3HCO− + 4NH 2 3CO − 2 3CO − 批加入少量Ca(OH)2，用pH试纸测量溶液pH，当pH介于5~8.5时，过滤（3分） 【解析】（1）反应 CaSO4（s）+CO32-（aq） CaCO3（s）+SO42-（aq）达到平衡时，溶液 中 = = = =1.6×104。答案：1.6×104 （2）NH4HCO3 属于酸式盐，与氨水反应生成（NH4）2CO3，反应的化学方程式为 NH4HCO3+NH3·H2O=（NH4）2CO3+H2O[或 NH4HCO3+NH3·H2O （NH4）2CO3+H2O]，离子方程式 为 HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O（或 HCO3-+NH3·H2O NH4++CO32-+H2O）；浸取废渣时， 加入的（NH4）2CO3 属于弱酸弱碱盐，溶液中存在水解平衡：CO32-+NH4++H2O HCO3-+NH3·H2O，加入适量浓氨水，水解平衡逆向移动，溶液中 CO32-的浓度增大，反应 CaSO4 （s）+CO32-（aq） CaCO3（s）+SO42-（aq）正向移动，促进 CaSO4 的转化。答案： HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O（或 HCO3-+NH3·H2O NH4++CO32-+H2O） 增加溶液中 CO32-的浓度，促进 CaSO4 的转化 （3）由于铵盐具有不稳定性，受热易分解，所以温度过高，（NH4）2CO3 分解，从而使 CaSO4 转化率下降；由于浸取过程中的反应属于固体与溶液的反应（或发生沉淀的转化），保持温 度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，提高 CaSO4 转化率即提高反应速率，结合外界条件 对化学反应速率的影响，实验过程中提高 CaSO4 转化率的操作为加快搅拌速率（即增大接触 面积，加快反应速率，提高浸取率）。答案：温度过高，（NH4）2CO3 分解 加快搅拌 速率 （4）工业废渣主要含 CaSO4·2H2O，还含有少量 SiO2、Al2O3 和 Fe2O3，加入（NH4）2CO3 溶液 浸取，其中 CaSO4 与（NH4）2CO3 反应生成 CaCO3 和（NH4）2SO4，SiO2、Al2O3 和 Fe2O3 都不反 应，过滤后所得滤渣中含 CaCO3、SiO2、Al2O3 和 Fe2O3；若以水洗后的滤渣为原料制取 CaCl2 溶液，根据题给试剂，首先要加入足量盐酸将 CaCO3 完全转化为 CaCl2，发生的反应为 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，与此同时发生反应 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，SiO2 不反应，经过滤除去 SiO2；得到的滤液中含 CaCl2、AlCl3、FeCl3， 根据“pH=5 时 Fe（OH）3 和 Al（OH）3 沉淀完全，pH=8.5 时 Al（OH）3 开始溶解”，为了将 滤液中 Al3+、Fe3+完全除去，应加入 Ca（OH）2 调节溶液的 pH 介于 5~8.5[加入 Ca（OH）2 的 过程中要边加边测定溶液的 pH]，然后过滤即可制得 CaCl2 溶液。答案：在搅拌下向足量稀 盐酸中分批加入滤渣，待观察不到气泡产生后，过滤，向滤液中分批加入少量 Ca（OH）2， 用 pH 试纸测得溶液 pH，当 pH 介于 5~8.5 时，过滤 【点睛】本题以工业废渣为原料制取轻质 CaCO3 和（NH4）2SO4 晶体的实验流程为载体，考查 溶度积的计算、影响盐类水解的因素、实验条件的控制、制备实验方案的设计和对信息的处 理能力等。难点是第（4）问实验方案的设计，设计实验方案时首先要弄清水洗后滤渣中的 成分，然后结合题给试剂和已知进行分析，作答时要答出关键点，如 pH 介于 5~8.5 等。 6.（2019·江苏·21B）丙炔酸甲酯（ ）是一种重要的有机化工原料，沸 点为 103~105 ℃。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为 实验步骤如下： 步骤1：在反应瓶中，加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL浓硫酸，搅拌，加热回流一段时间。 步骤2：蒸出过量的甲醇（装置见下图）。 步骤3：反应液冷却后，依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相。 步骤4：有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏，得丙炔酸甲酯。 2 4 2 3 c SO c CO − − （ ） （ ） 2 2 4 2 2 3 c Ca · SO c Ca · CO + − + − （ ）（ ） （ ）（ ） sp 4 sp 3 K CaSO K CaCO （ ） （ ） 5 9 4.8 10 3 10 − − × × （1）步骤1中，加入过量甲醇的目的是 ▲ 。 （2）步骤2中，上图所示的装置中仪器A的名称是 ▲ ；蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的 是 ▲ 。 （3）步骤3中，用5%Na2CO3溶液洗涤，主要除去的物质是 ▲ ；分离出有机相的操作名称 为 ▲ 。 （4）步骤 4 中，蒸馏时不能用水浴加热的原因是 ▲ 。 【答案】（每空 2 分）（1）作为溶剂、提高丙炔酸的转化率 （2）(直形)冷凝管 防止暴沸 （3）丙炔酸 分液 （4）丙炔酸甲酯的沸点比水的高 【解析】本题考查丙炔酸甲酯的制备实验，考查的核心素养是科学探究与创新意识。（1） 甲醇可作为溶剂，同时增加一种反应物的用量，可提高另一种反应物的转化率。（2）蒸馏 时用到的仪器 A 为直形冷凝管，蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是防止暴沸。 （3）Na2CO3 可以与丙炔酸反应。丙炔酸甲酯在 Na2CO3 溶液中的溶解度较小， 故可以用分液法分离有机相和无机相。 （4）丙炔酸甲酯的沸点比水高，若用水浴加热，则不能将丙炔酸甲酯蒸出来。 7.（2018·全国 I·26）醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·H2O］为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于 酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂， 将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示， 回答下列问题： （1）实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是 _________，仪器 a 的名称是_______。 （2）将过量锌粒和氯化铬固体置于 c 中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开 K1、 K2，关闭 K3。 ①c 中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为_________。 ②同时 c 中有气体产生，该气体的作用是_____________。 （3）打开 K3，关闭 K1 和 K2。c 中亮蓝色溶液流入 d，其原因是________；d 中析出砖红色 沉淀，为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是___________、_________、洗涤、干 燥。 （4）指出装置 d 可能存在的缺点______________。 【答案】 去除水中溶解氧 分液（或滴液）漏斗 Zn+2Cr3＋＝Zn2＋+2Cr2＋ 排除 c 中空气 c 中产生 H2 使压强大于大气压 （冰浴）冷却 过滤 敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接 触 【解析】 （3）打开 K3，关闭 K1 和 K2，由于锌继续与盐酸反应生成氢气，导致 c 中压强增大，所以 c 中亮蓝色溶液能流入 d 装置，与醋酸钠反应；根据题干信息可知醋酸亚铬难溶于水冷水，所 以为使沉淀充分析出并分离，需要采取的操作是（冰浴）冷却、过滤、洗涤、干燥。 （4）由于 d 装置是敞开体系，因此装置的缺点是可能使醋酸亚铬与空气接触被氧化而使产 品不纯。 8.（2018·北京·28）实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。 资料：K2FeO4 为紫色固体，微溶于 KOH 溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生 O2，在碱性溶液中较稳定。 （1）制备 K2FeO4（夹持装置略） ①A 为氯气发生装置。A 中反应方程式是________________（锰被还原为 Mn2+）。 ②将除杂装置 B 补充完整并标明所用试剂。_______ ③C 中得到紫色固体和溶液。C 中 Cl2 发生的反应有 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH 2K2FeO4+6KCl+8H2O，另外还有________________。 （2）探究 K2FeO4 的性质 ①取 C 中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液 a，经检验气体中含有 Cl2。 证明是否 K2FeO4 氧化了 Cl－而产生 Cl2，设计以下方案： 方案Ⅰ 取少量 a，滴加 KSCN 溶液至过量，溶液呈红色。 方案Ⅱ 用 KOH 溶液充分洗涤 C 中所得固体，再用 KOH 溶液 将 K2FeO4 溶出，得到紫色 溶液 b。取少量 b，滴加盐酸，有 Cl2 产生。 i．由方案Ⅰ中溶液变红可知 a 中含有______离子，但该离子的产生不能判断一定是 K2FeO4 将 Cl－氧化，还可能由________________产生（用方程式表示）。 ii．方案Ⅱ可证明 K2FeO4 氧化了 Cl－。用 KOH 溶液洗涤的目的是________________。 ②根据 K2FeO4 的制备实验得出：氧化性 Cl2________ （填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ 实验表明，Cl2 和 的氧化性强弱关系相反，原因是________________。 2 4FeO − 2 4FeO − ③资料表明，酸性溶液中的氧化性 ＞ ，验证实验如下：将溶液 b 滴入 MnSO4 和足量 H2SO4 的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象能否证明氧化性 ＞ 。若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。 理由或方案：________________。 【答案】2KMnO4+16HCl 2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H 2O Cl2+2OH− Cl−+ClO−+H2O Fe3+ 4FeO42−+20H+ 4Fe3++3O2↑+10H2O 排除 ClO−的干扰 > 溶液的酸碱性不同 若能，理由：FeO42−在过量酸的作用下完全转化为 Fe3+和 O2，溶液浅紫 色一定是 MnO4−的颜色（若不能，方案：向紫色溶液 b 中滴加过量稀 H2SO4，观察溶液紫色快 速褪去还是显浅紫色） （2）①根据制备反应，C 的紫色溶液中含有 K2FeO4、KCl，Cl2 还会与 KOH 反应生成 KCl、KClO 和 H2O。 I.加入 KSCN 溶液，溶液变红说明 a 中含 Fe3+。根据题意 K2FeO4 在酸性或中性溶液中快速产 生 O2，自身被还原成 Fe3+。 II.产生 Cl2 还可能是 ClO-+Cl- +2H+=Cl2↑+H2O，即 KClO 的存在干扰判断；K2FeO4 微溶于 KOH 溶液，用 KOH 洗涤除去 KClO、排除 ClO-的干扰，同时保持 K2FeO4 稳定存在。 ②根据同一反应中，氧化性：氧化剂 氧化产物。对比两个反应的异同，制备反应在碱性条 件下，方案 II 在酸性条件下，说明酸碱性的不同影响氧化性的强弱。 ③判断的依据是否排除 FeO42-的颜色对实验结论的干扰。 详解：（1）①A 为氯气发生装置，KMnO4 与浓盐酸反应时，锰被还原为 Mn2+，浓盐酸被氧化 成 Cl2，KMnO4 与浓盐酸反应生成 KCl、MnCl2、Cl2 和 H2O，根据得失电子守恒和原子守恒， 反应 的化学方程式为 2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl 2+5Cl2 ↑+8H 2O，离子方程式为 2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。 ②由于盐酸具有挥发性，所得 Cl2 中混有 HCl 和 H2O（g），HCl 会消耗 Fe（OH）3、KOH，用 饱和食盐水除去 HCl，除杂装置 B 为 。 ③ C 中 Cl2 发生的反应有 3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，还有 Cl2 与 KOH 的反 应 ， Cl2 与 KOH 反 应 的 化 学 方 程 式 为 Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O ， 反 应 的 离 子 方 程 式 为 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。 2 4FeO − 4MnO− 2 4FeO − 4MnO− > ②制备 K2FeO4 的原理为 3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，在该反应中 Cl 元素的 化合价由 0 价降至-1 价，Cl2 是氧化剂，Fe 元素的化合价由+3 价升至+6 价，Fe（OH）3 是还 原剂，K2FeO4 为氧化产物，根据同一反应中，氧化性：氧化剂 氧化产物，得出氧化性 Cl2 FeO42-；方案 II 的反应为 2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O，实验表明，Cl2 和 FeO42-氧 化性强弱关系相反；对比两个反应的条件，制备 K2FeO4 在碱性条件下，方案 II 在酸性条件 下；说明溶液的酸碱性的不同影响物质氧化性的强弱。 9.（2018·江苏·21B）3，4−亚甲二氧基苯甲酸是一种用途广泛的有机合成中间体，微溶 于水，实验室可用 KMnO4 氧化 3，4−亚甲二氧基苯甲醛制备，其反应方程式为 实验步骤如下： 步骤 1：向反应瓶中加入 3，4−亚甲二氧基苯甲醛和水，快速搅拌，于 70～80 ℃滴加 KMnO4 溶液。反应结束后，加入 KOH 溶液至碱性。学§科§网] 步骤 2：趁热过滤，洗涤滤饼，合并滤液和洗涤液。 步骤 3：对合并后的溶液进行处理。 步骤 4：抽滤，洗涤，干燥，得 3，4−亚甲二氧基苯甲酸固体。 （1）步骤 1 中，反应结束后，若观察到反应液呈紫红色，需向溶液中滴加 NaHSO3 溶液， 转化为________（填化学式）；加入 KOH 溶液至碱性的目的是_________________。 （2）步骤 2 中，趁热过滤除去的物质是__________________（填化学式）。 （3）步骤 3 中，处理合并后溶液的实验操作为__________________。 （4）步骤 4 中，抽滤所用的装置包括_______________、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。 【答案】（1）SO42− 将反应生成的酸转化为可溶性的盐（2）MnO2 （3）向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀（4）布氏漏斗 > > 【解析】（1）反应结束后，反应液呈紫红色，说明 KMnO4 过量，KMnO4 具有强氧化性将 HSO3- 氧化成 SO42-。根据中和反应原理，加入 KOH 将 转化为可溶于水的 。 （2）MnO2 难溶于水，步骤 2 中趁热过滤是减少 的溶解，步骤 2 中趁热过滤除去 的物质是 MnO2。 （3）步骤 3 中，合并后的滤液中主要成分为 ，为了制得 ，需要将合并 后的溶液进行酸化。 （4）回忆抽滤装置即可作答。 （2）MnO2 难溶于水，步骤 2 中趁热过滤是减少 的溶解，步骤 2 中趁热过滤除去 的物质是 MnO2。 （3）步骤 3 中，合并后的滤液中主要成分为 ，为了制得 ，需要将合并 后的溶液进行酸化；处理合并后溶液的实验操作为：向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀。 （4）抽滤所用的装置包括布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。 10.（2017·江苏·21B）1-溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为 71℃，密度为 1.36 g·cm−3。实验室制备少量 1−溴丙烷的主要步骤如下： 步骤 1： 在仪器 A 中加入搅拌磁子、12 g 正丙醇及 20 mL 水，冰水冷却下缓慢加入 28 mL 浓 H2 SO4 ；冷却至室温，搅拌下加入 24 g NaBr。 步骤 2： 如图所示搭建实验装置， 缓慢加热，直到无油状物馏出为止。 步骤 3： 将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。 步骤 4： 将分出的有机相转入分液漏斗，依次用 12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3 溶液和 12 mL H2O 洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得 1-溴丙烷。 （1）仪器 A 的名称是_____________；加入搅拌磁子的目的是搅拌和___________________。 （2）反应时生成的主要有机副产物有 2-溴丙烷和__________________________________。 （3）步骤 2 中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是___________________。 （4）步骤 2 中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是____________________________。 （5）步骤 4 中用 5%Na2CO3 溶液洗涤有机相的操作： 向分液漏斗中小心加入 12 mL 5% Na2CO3 溶液，振荡，____________，静置，分液。 【答案】（1）蒸馏烧瓶 防止暴沸（2）丙烯、正丙醚（3）减少 1-溴丙烷的挥发 （4）减少 HBr 挥发 （5）将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体 （5）萃取的操作：装液，振荡，将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体，静置，分 液。将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体目的是要使分液漏斗内外大气体压强平衡， 防止内部压强过高，将活塞冲开，使液体漏出。 11.（2017·上海·15）下列气体的制备和性质实验中，由现象得出的结论错误的是 选项 试剂 试纸或试液 现象 结论 A 浓氨水、 生石灰 红色石蕊试纸 变蓝 NH3 为碱性气体 B 浓盐酸、浓硫酸 pH 试纸 变红 HCl 为酸性气体 C 浓盐酸、二氧化锰 淀粉碘化钾试液 变蓝 Cl2 具有氧化性 D 亚硫酸钠 、硫酸 品红试液 褪色 SO2 具有还原性 【答案】D 12.（2016·浙江·29）无水 MgBr2 可用作催化剂。实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水 MgBr2，装置如图 1，主要步骤如下： 步骤 1 三颈瓶中装入 10 g 镁屑和 150 mL 无水乙醚；装置 B 中加入 15 mL 液溴。 步骤 2 缓慢通入干燥的氮气，直至溴完全导入三颈瓶中。 步骤 3 反应完毕后恢复至常温，过滤，滤液转移至另一干燥的烧瓶中，冷却至 0℃，析出 晶体，再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。 步骤 4 室温下用苯溶解粗品，冷却至 0℃，析出晶体，过滤，洗涤得三乙醚合溴化镁，加 热至 160℃分解得无水 MgBr2 产品。 已知：①Mg 和 Br2 反应剧烈放热；MgBr2 具有强吸水性。 ②MgBr2+3C2H5OC2H5 MgBr2·3C2H5OC2H5 请回答： （1）仪器 A 的名称是____________。 实验中不能用干燥空气代替干燥 N2，原因是___________。 （2）如将装置 B 改为装置 C（图 2），可能会导致的后果是___________。 （3）步骤 3 中，第一次过滤除去的物质是___________。 （4）有关步骤 4 的说法，正确的是___________。 A．可用 95%的乙醇代替苯溶解粗品 B．洗涤晶体可选用 0℃的苯 C．加热至 160℃的主要目的是除去苯 D．该步骤的目的是除去乙醚和可能残留的溴 （5）为测定产品的纯度，可用 EDTA（简写为 Y4-）标准溶液滴定，反应的离子方程式： Mg2++Y4-＝MgY2-[来 ①滴定前润洗滴定管的操作方法是__________。 ②测定时，先称取 0.2500g 无水 MgBr2 产品，溶解后，用 0.0500 mol·L-1 的 EDTA 标准溶液 滴定至终点，消耗 EDTA 标准溶液 26.50 mL，则测得无水 MgBr2 产品的纯度是________（以 质量分数表示）。 氧化剂，在空气中、受热时均易分解。实验室制备少量 Na2S2O5 的方法：在不断搅拌下，控 制反应温度在 40℃左右，向 Na2CO3 过饱和溶液中通入 SO2，实验装置如下图所示。 当溶液 pH 约为 4 时，停止反应，在 20℃左右静置结晶。生成 Na2S2O5 的化学方程式为 2NaHSO3===Na2S2O5+H2O （1）SO2 与 Na2CO3 溶液反应生成 NaHSO3 和 CO2，其离子方程式为___________。 （2）装置 Y 的作用是______________________________。 （3）析出固体的反应液经减压抽滤、洗涤、25℃～30℃干燥，可获得 Na2S2O5 固体。 ①组成减压抽滤装置的主要仪器是布氏漏斗、________________和抽气泵。 ②依次用饱和 SO2 水溶液、无水乙醇洗涤 Na2S2O5 固体。用饱和 SO2 水溶液洗涤的目的是 ______。 （4）实验制得的 Na2S2O5 固体中含有一定量的 Na2SO3 和 Na2SO4，其可能的原因是______。 【答案】（1）干燥管 防止镁屑与氧气反应，生成的 MgO 阻碍 Mg 与 Br2 的反应 （2）会将液溴快速压入三颈瓶，反应过快大量放热而存在安全隐患（3）镁屑 （4）BD （5）①从滴定管上口加入少量待装液，倾斜着转动滴定管，使液体润湿内壁，然后从下部 放出，重复 2～3 次 ②97.5% BD。（5）①滴定前润洗滴定管是需要从滴定管上口加入少量待装液，倾斜着转动滴定管， 使液体润湿内壁，然后从下部放出，重复 2-3 次。②根据方程式分析，溴化镁的物质的量为 0.0500×0.02650=0.001325mol，则溴化镁的质量为 0.001325×184=0.2438g，溴化镁的产 品的纯度=0.2438/0.2500=97.5%。 13.（2016·上海·六）乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业，中学化学实验常用 a 装置来制备。 完成下列填空： （1）实验时，通常加入过量的乙醇，原因是_________。加入数滴浓硫酸即能起催化作用， 但实际用量多于此量，原因是_________；浓硫酸用量又不能过多，原因是____________。 （2）饱和 Na2CO3 溶液的作用是___________、_____________、_____________。 （3）反应结束后，将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中，_______、______，然后分液。 （4）若用 b 装置制备乙酸乙酯，其缺点有________、________。由 b 装置制得的乙酸乙酯 粗产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后，还可能含有的有机杂质是________，分离乙 酸乙酯与该杂质的方法是____________。 【答案】（1）增大反应物浓度，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率。（合理即给 分）浓 H2SO4 能吸收生成的水，使平衡向生成酯的方向移 动，提高酯的产率。[。 浓 H2SO4 具有强氧化性和脱水性，会使有机物碳化，降低酯的产率。 （2）中和乙酸、溶解乙醇、减少乙酸乙酯在水中的溶解 （3）振荡、静置 （4）原料损失较大、易发生副反应乙醚；蒸馏[,网 Z,X,X,K] （3）乙酸乙酯不溶于水，因此反应结束后，将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中，振荡、 静置，然后分液即可。 （4）根据 b 装置可知由于不是水浴加热，温度不易控制，因此制备乙酸乙酯的缺点是原料 损失较大、易发生副反应。由于乙醇溶液发生分子间脱水生成乙醚，所以由 b 装置制得的乙 酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后，还可能含有的有机杂质是乙醚，乙醚和 乙酸乙酯的沸点相差较大，则分离乙酸乙酯与该杂质的方法是蒸馏。 14.（2016·四川·9）CuCl 广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解 CuCl2·2H2O 制备 CuCl，并进行相关探究。 【资料查阅】 【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器略）。 请回答下列问题： （1）仪器 X 的名称是__________。 （2）实验操作的先后顺序是 a→______→e（填操作的编号）。 a．检查装置的气密性后加入药品 b．熄灭酒精灯，冷却 c．在“气体入口”处通入干燥 HCl d．点燃酒精灯，加热 e．停止通入 HCl，然后通入 N2 （3）在实验过程中，观察到 B 中物质由白色变为蓝色，C 中试纸的颜色变化是_______。 （4）装置 D 中发生的氧化还原反应的离子方程式是________________。 （5）反应结束后，取出 CuCl 产品进行实验，发现其中含有少量的 CuCl2 或 CuO 杂质，根据 资料信息分析： ①若杂质是 CuCl2 ，则产生的原因是________________。 ②若杂质是 CuO，则产生的原因是________________。 【答案】（1）干燥管 （2）c d b （3）先变红，后褪色 （4）Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O （5）①加热时间不足或温度偏低 ②通入 HCl 的量不足 （3）B 中物质由白色变为蓝色，说明有水生成，产物中还有 Cl2，所以 C 中石蕊试纸先逐渐 变为红色，后褪色，答案为：先变红，后褪色。 （4）D 中是 Cl2 和 NaOH 反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为： Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，答案为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。 （5）①根据题给信息知若杂质是 CuCl2，说明 CuCl2 没有反应完全，原因为加热时间不足或 温度偏低，答案为：加热时间不足或温度偏低；②若杂质是氧化铜，说明 CuCl2 水解生成 Cu2(OH)2Cl2，进一步分解生成 CuO，原因是通入 HCl 的量不足，答案为：通入 HCl 的量不足。 15.（2016·天津·9）水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中 溶解氧分子的质量表示，单位 mg/L，我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用水源的 DO 不能低于 5mg/L。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略)，测定某河水的 DO。 1、测定原理： 碱性条件下，O2 将 Mn2+氧化为 MnO(OH)2：①2Mn2++O2+4OH−=2 MnO(OH)2↓ 酸性条件下，MnO(OH)2 将 I−氧化为 I2：②MnO(OH)2+I−+H+→Mn2++I2+H2O(未配平)，用 Na2S2O3 标准溶液滴定生成的 I2：③2S2O32−+I2=S4O62−+2I− 2、测定步骤 a.安装装置，检验气密性，充 N2 排尽空气后，停止充 N2。 b.向烧瓶中加入 200mL 水样。 c.向烧瓶中依次迅速加入 1mLMnSO4 无氧溶液(过量)、2mL 碱性 KI 无氧溶液(过量)，开启搅 拌器，至反应①完全。 d 搅拌并向烧瓶中加入 2mL 硫酸无氧溶液至反应②完全，溶液为中性或弱酸性。 e.从烧瓶中取出 40.00mL 溶液，以淀粉作指示剂，用 0.01000mol/L Na2S2O3 溶液进行滴定， 记录数据。 f.…… g.处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。 回答下列问题： (1)配置以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简单操作为__________。 (2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器为__________。 ①滴定管②注射器③量筒 (3)搅拌的作用是__________。 (4)配平反应②的方程式，其化学计量数依次为__________。 (5)步骤 f 为__________。 (6)步骤 e 中达到滴定终点的标志为__________。若某次滴定消耗 Na2S2O3 溶液 4.50mL，水 样的 DO=__________mg/L(保留一位小数)。作为饮用水源，此次测得 DO 是否达标： __________(填“是”或“否”) (7)步骤 d 中加入硫酸溶液反应后，若溶液 pH 过低，滴定时会产生明显的误差，写出产生此 误差的原因(用离子方程式表示，至少写出 2 个)__________。 【答案】（1）将溶剂水煮沸后冷却 （2）② （3）使溶液混合均匀，快速完成反应 （4）1，2，4，1，1，3 （5）重复步骤 e 的操作 2～3 次 （6）溶液蓝色褪去(半分钟内不变色) 9.0 是 （7）2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O；SO2+I2+2H2O=4H++SO42-+2I-；4H++4I-+O2=2I2+2H2O(任写其中 2 个) 【解析】（1）气体在水中的溶解度随着温度升高而减小，将溶剂水煮沸可以除去所用溶剂 水中氧，故答案为：将溶剂水煮沸后冷却； (6)碘离子被氧化为碘单质后，用 Na2S2O3 溶液滴定将碘还原为碘离子，因此滴定结束，溶液 的蓝色消失；n(Na2S2O3)＝0.01000mol/L×0.0045L＝4.5×10−5mol，根据反应①②③有 O2～ 2 MnO(OH)2↓～ 2I2～4S2O32−，n(O2)＝ n(Na2S2O3)＝1.125×10−5mol，该河水的 DO＝ ×1.125×10−5×32＝9×10−3g/L＝9.0 mg/L＞5 mg/L，达标，故答案为：溶液蓝色褪去(半分 钟内不变色)；9.0；是； （7）硫代硫酸钠在酸性条件下发生歧化反应，生成的二氧化硫也能够被生成的碘氧化，同 时空气中的氧气也能够将碘离子氧化，反应的离子方程式分别为：2H++S2O32-＝S↓+SO2↑+H2O； SO2+I2+2H2O＝4H++SO42-+2I-；4H++4I-+O2＝2I2+2H2O。 16.（2016·全国 I·26）过氧化钙微溶于水，溶于酸，可作分析试剂、医用防腐剂、消毒 1 4 1000 40 剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题： （一）碳酸钙的制备 （1）步骤①加入氨水的目的是_______。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于____。 （2）下图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是______（填标号）。 a．漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁 b．玻璃棒用作引流 c．将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁 d．滤纸边缘高出漏斗 e．用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度 (二)过氧化钙的制备 （3）步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈____性 （ 填 “ 酸 ” 、 “ 碱 ” 或 “ 中 ” ） 。 将 溶 液 煮 沸 ， 趁 热 过 滤 。 将 溶 液 煮 沸 的 作 用 是 ___________。 （4）步骤③中反应的化学方程式为________，该反应需要在冰浴下进行，原因是 _________。 （5）将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_______。 （6）制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得 到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是______，产品的缺点是_______。 【答案】（1）调节溶液 pH 使 Fe(OH)3 沉淀；过滤分离；（2）ade ；（3）酸；除去溶液中 溶解的 CO2；（4）CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2=CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O 或 CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2 ＋6H2O=CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl；温度过高时过氧化氢分解；（5）去除结晶表面水分；（6） 工艺简单、操作方便；纯度较低。 （3）步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，溶液中有二氧化碳 生成，因此溶液呈酸性。溶液中含有二氧化碳，而过氧化钙能与酸反应，因此将溶液煮沸的 作用是除去溶液中溶解的 CO2。 （4）根据原子守恒可知反应中还有氯化铵和水生成，则步骤③中反应的化学方程式为 CaCl2 ＋2NH3·H2O＋H2O2=CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O；双氧水不稳定，受热易分解，因此该反应需要在 冰浴下进行的原因是防止过氧化氢分解。 （5）过氧化钙不溶于乙醇，使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面的水分。 （6）制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得 到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是原料来源丰富、操作方便，产品的缺点是得到产品的 纯度较低。 17.（2015·全国 II·28）二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒 剂，回答下列问題： （1）工业上可用 KC1O3 与 Na2SO3 在 H2SO4 存在下制得 ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量 之比为。 （2）实验室用 NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备 ClO2： ①电解时发生反应的化学方程式为。 ②溶液 X 中大量存在的阴离子有__________。 ③除去 ClO2 中的 NH3 可选用的试剂是（填标号）。 a．水 b．碱石灰 C．浓硫酸 d．饱和食盐水 （3）用下图装置可以测定混合气中 ClO2 的含量： Ⅰ．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用 50 mL 水溶解后，再加入 3 mL 稀硫酸： Ⅱ．在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口； Ⅲ．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收； Ⅳ．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中： Ⅴ．用 0.1000 mol·L-1 硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I2+2S2O32-＝2I － +S4O62-），指示剂显示终点时共用去 20.00 mL 硫 代硫酸钠溶液。在此过程中： ①锥形瓶内 ClO2 与碘化钾反应的离子方程式为。 ②玻璃液封装置的作用是。 ③V 中加入的指示剂通常为 ，滴定至终点的现象是。 ④测得混合气中 ClO2 的质量为 g。 （4）用 ClO2 处理过的饮用水会含有一定最的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐，下列物 质最适宜的是_______（填标号）。 a．明矾 b．碘化钾 c．盐酸 d．硫酸亚铁 【答案】（1）2：1 （2）①NH4Cl＋2HCl 3H2↑＋NCl3 ②Cl—、OH— ③c （3）①2ClO2＋10I－＋8H＋＝2Cl－＋5I2＋4H2O ②吸收残余的二氧化氯气体（避免碘的逸 出）③淀粉溶液；溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变 ④0.02700 （4）d 【解析】（1）工业上可用 KC1O3 与 Na2SO3 在 H2SO4 存在下制得 ClO2，在反应中氯元素的化合 价从+5 价降低到+4 价，得到 1 个电子，氯酸钾是氧化剂。S 元素的化合价从+4 价升高到+6 价，失去 2 个电子，亚硫酸钠是还原剂，则根据电子得失守恒可知该反应中氧化剂与还原剂 物质的量之比为 2：1。 （2）①根据流程图可知电解时生成氢气和 NCl3，则电解时发生反应的化学方程式为 NH4Cl＋ 2HCl 3H2↑＋NCl3。 ②NCl3 与 NaClO2 反应生成 ClO2、NH3 和氯化钠、NaOH，反应的离子反应为 NCl3+3H2O+6ClO2— ＝6ClO2↑+3Cl-+3OH-+NH3↑，溶液中应该存在大量的氯离子和氢氧根离子。 ③a、ClO2 易溶于水，不能利用水吸收氨气，a 错误；b、碱石灰不能吸收氨气，b 错误；c、 浓硫酸可以吸收氨气，且不影响 ClO2，c 正确；d、ClO2 易溶于水，不能利用饱和食盐水吸 收氨气，d 错误，答案选 c。 ④根据方程式可知 2ClO2～5I2～10S2O32-，则测得混合气中 ClO2 的质量为 0.1mol/L×0.02L × 67.5g/mol/5＝0.02700 g。 （4）亚氯酸盐具有氧化性，明矾不能被氧化，碘化钾被氧化为碘，盐酸可能被氧化氯气， 因此若要除去超标的亚氯酸盐，最适宜的是硫酸亚铁，且产生的氧化产物铁离子能净水。 18.（2015·上海·13）实验室回收废水中苯酚的过程如图所示。下列分析错误的是 电解 电解 A．操作 I 中苯作萃取剂 B．苯酚钠在苯中的溶解度比在水中的大[源:Z,xx,k.Com] C．通过操作 II 苯可循环使用 D．三步操作均需要分液漏斗 【答案】B 【解析】A．苯酚容易溶于有机溶剂苯，而难溶于水，水与苯互不相溶，因此可用苯作萃取 剂将含有苯酚的废水中的苯萃取出来，操作 I 中苯作萃取剂，正确。B．苯酚钠容易溶于水， 而难溶于苯，因此在苯中的溶解度比在水中的小，错误。C．向萃取分液后的含有苯酚的溶 液中加入 NaOH 溶液，发生反应：NaOH+C6H5OH=C6H5ONa+H2O，C6H5ONa 容易溶于水，而与苯互 不相溶，然后分液，得到的苯可再应用于含有苯酚的废水的处理，故通过操作 II 苯可循环 使用，正确。D．再向含有苯酚钠的水层加入盐酸，发生 ：C6H5ONa+HCl=C6H5OH+NaCl，苯酚 难溶于水，密度比水大，在下层，通过分液与水分离开，通过上述分析可知在三步操作中都 要进行分液操作，因此要使用分液漏斗，正确。 19.（2015··）某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。 实验一 制取氯酸钾和氯水 利用下图所示的实验装置进行实验。 （1）制取实验结束后，取出 B 中试管冷却结晶、过滤、洗涤。该实验操作过程需要的玻璃 仪器有_____。 （2）若对调 B 和 C 装置的位置，___(填“能”或“不能”)提高 B 中氯酸钾的产率。 实验二 氯酸钾与碘化钾反应的探究 （3）在不同条件下 KClO3 可将 KI 氧化为 I2 或 KIO3 。该小组设计了系列实验研究反应条件 对反应产物的影响，其中系列 a 实验的记录表如下(实验在室温下进行)： ①系列 a 实验的实验目的是_______。 ②设计 1 号试管实验的作用是___________。 ③若 2 号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色；假设氧化产物 唯一，还原产物为 KCl，则此反应的离子方程式为_________________。 实验三 测定饱和氯水中氯元素的总量 （4）该小组设计的实验方案为：使用下图装置，加热 15.0ml 饱和氯水试样，测定产生气体 的体积。此方案不可行的主要原因是_______。(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原 因) （5）根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节)：______ 资料：i.次氯酸会破坏酸碱指示剂； ii.次氯酸或氯水可被 SO2、H2O2、FeCl2 等物质还原成 Cl-。 【答案】（15 分）（1）烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管(不填“胶头滴管”也可)； （2）能；（3）①研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响； ②硫酸浓度为 0 的对照实验； ③ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O （4）因存在 Cl2 的重新溶解、HClO 分解等，此方案无法测算试样含氯总量(或其他合理答案)。 （5）量取一定量的试样，加入足量的 H2O2 溶液，加热除去过量的 H2O2，冷却，再加入足量 的硝酸银溶液，称量沉淀质量(或其他合理答案)。 改变的只有硫酸的体积和水的多少，二者的和相等，及硫酸的浓度不同，而溶液的体积相同。 可见该实验研究的目的就是研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响；②设计 1 号试管实 验的作用是硫酸溶液没有加入，即硫酸的浓度是 0，可以进行对照实验，比较硫酸不同浓度 的影响。③若 2 号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色，证明 产生了 I2；假设氧化产物唯一，还原产物为 KCl，根据氧化还原反应中电子守恒、电荷守恒 及原子守恒，可得该反应的离子方程式为 ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。（4）该小组设计的 实验方案为：使用右图装置，加热 15.0ml 饱和氯水试样，测定产生气体的体积。此方案不 可行，主要原因是在溶液中存在 Cl2 的重新溶解及 HClO 分解产生 HCl 和氧气等。（5）由于 次氯酸会破坏酸碱指示剂，因此实验设计时不用酸碱指示剂，可以利用氯水的强氧化性，向 该溶液中加入足量的足量的 H2O2 溶液，发生氧化还原反应产生 Cl-，H2O2 被氧化变为 O2，然 后加热除去过量的 H2O2，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，发生沉淀反应形成 AgCl 沉淀， 称量沉淀质量可根据物质的元素组成确定其中含有的氯元素的质量。 20.（2015·浙江·29）某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定和碘的制取。 实验(一) 碘含 量的测定 取 0.0100 mol·Lˉ1 的 AgNO3 标准溶液装入滴定管，取 100.00 mL 海带浸取原液至滴定池， 用电势滴定法测定碘含量。测得的电动势(E) 反映溶液中 c(Iˉ)的变化，部分数据如下表： V(AgNO3) /mL 15.00 19.00 19.80 19.98 20.00 20.02 21.00 23.00 25.00 E/mV －225 －200 －150 －100 50.0 175 275 300 325 实验(二) 碘的制取 另制海带浸取原液，甲、乙两种实验方案如下： 已知：3I2＋6NaOH＝5NaI＋NaIO3＋3H2O 。 请回答： （1）实验(一) 中的仪器名称：仪器 A， 仪器 B。 （2）①根据表中数据绘制滴定曲线： ②该次滴定终点时用去 AgNO3 溶液的体积为 mL，计算得海带中碘的百分含量为%。 （3）①分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为。 ②步骤 X 中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是。 ③下列有关步骤 Y 的说法，正确的是。 A．应控制 NaOH 溶液的浓度和体积 B．将碘转化成离子进入水层 C．主要是除去海带浸取原液中的有机杂质 D．NaOH 溶液可以由乙醇代替 ④实验(二) 中操作 Z 的名称是。 （4）方案甲中采用蒸馏不合理，理由是。 【答案】（1）坩埚 500mL 容量瓶（2） ① ② 20.00mL 0.635% （3）①向分液漏斗中加 入少量水，检查旋塞处是否漏水；将漏斗倒转过来，检查玻璃塞是否漏水 ②液体分上下两 层，下层呈紫红色 ③AB ④过滤 （4）主要由于碘易升华，会导致碘的损失 【解析】（1）A、B 两种仪器的名称分别为坩埚、500mL 容量瓶(须注明容量瓶的容量)。 （2）①根据表中数据描出各点，然后连成光滑的曲线即可。 ②从图像可知，有 20.00mL 附近滴定曲线发生突变，可判断滴定终点时用去 AgNO3 溶液的体 积为 20.00mL；根据关系式 Ag+～I－可计算求得海带中碘的百分含量 = 。 21.（2015·上海·七）甲醛是深受关注的有机化合物。甲醛含量的测定有多种方法，例如： 在调至中性的亚硫酸钠溶液中加入甲醛水溶液，经充分反应后，产生的氢氧化钠的物质的量 与甲醛的物质的量相等，然后用已知浓度的硫酸滴定氢氧化钠。完成下列填空： （1）将 4.00 mL 甲醛水溶液加入到经调至中性的亚硫酸钠溶液中，充分反应后，用浓度为 1.100 mol/L 的硫酸滴定，至终点时耗用硫酸 20.00 mL。甲醛水溶液的浓度为 mol/L。 （2）上述滴定中，若滴定管规格为 50mL，甲醛水溶液取样不能超过 mL。 （3）工业甲醛含量测定的另一种方法：在甲醛水溶液中加入过氧化氢，将甲醛氧化为甲酸， 然后用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定。 HCHO + H2O2 → HCOOH + H2O NaOH + HCOOH → HCOONa + H2O 已知 H2O2 能氧化甲酸生成二氧化碳和水。 如果 H2O2 用量不足，会导致甲醛含量的测定结果（选填“偏高”、“偏低”或“不受影 响”），因为；如果 H2O2 过量，会导致甲醛含量的测定结果（选填“偏高”、“偏低”或 “不受影响”），因为。 %635.0%10000.20 127100 5000200.00100.0 11 =× ⋅×××⋅ −− g molgmL mLLLmol （4）甲醛和新制氢氧化铜的反应显示了甲醛的还原性，发生反应的化学方程式通常表示如 下：HCHO + 2Cu(OH)2 HCOOH + Cu2O↓ + 2H2O 若向足量新制氢氧化铜中加入少量甲醛，充分反应，甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐，设 计一个简单实验验证这一判断。 ①主要仪器：试管 酒精灯 ②可供选用的试剂：硫酸铜溶液、甲醛、甲酸、氢氧化钠溶液 【答案】（1）11。（2）10. （3）偏低，未完全将甲醛氧化为甲酸，使消耗的 NaOH 标准溶 液少；偏低，将甲醛氧化的甲酸进一步氧化为二氧化碳和水，使消耗的 NaOH 标准溶液少。 （4）向试管中加入 2ml10％的 NaOH 溶液，然后向其中滴加 2％的硫酸铜溶液 CuSO4 溶液 4-6 滴，产生 Cu(OH)2 蓝色絮状沉淀，取少量反应后的溶液，加入到新制 Cu(OH)2 悬浊液中，加 热煮沸，观察有无砖红色沉淀产生，若有证明含有甲酸或甲酸盐，否则不含有甲酸或甲酸盐。 【解析】（1）n(H2SO4)= 1.100 mol/L×0.02L=0.022mol，由于 2NaOH+ H2SO4=Na2SO4+2H2O， 所以 n(NaOH)=2 n(H2SO4)=0.044mol,n(HCHO)= n(NaOH)= 0.044mol。则甲醛水溶液的浓度为 c(HCHO)= n(HCHO)÷V= 0.044mol÷0.004L=11mol/L。 （4）甲酸 HCOOH 或甲酸盐如 HCOONa 等都含有醛基，所以要证明向足量新制氢氧化铜中加 入少量甲醛，充分反应，甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐，只要证明在物质中不含有醛基 就可以。方法是向试管中加入 2ml10％的 NaOH 溶液，然后向其中滴加 2％的硫酸铜溶液 CuSO4 溶液 4-6 滴，产生 Cu(OH)2 蓝色絮状沉淀，取少量反应后的溶液，加入到新制 Cu(OH)2 悬浊液中，加热煮沸，观察有无砖红色沉淀产生，若有证明含有甲酸或甲酸盐，否则不含有 甲酸或甲酸盐。 21.（2015·上海·六）过氧化钙（CaO2）是一种白色、无毒、难溶于水的固体，能杀菌消 毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。工业生产过程如下： ①在 NH4Cl 溶液中加入 Ca(OH)2； ②不断搅拌的同时加入 30% H2O2，反应生成 CaO2·8H2O 沉淀； ③经过陈化、过滤，水洗得到 CaO2·8H2O，再脱水干燥得到 CaO2。 完成下列填空 （1）第①步反应的化学方程式为。第②步反应的化学方程式为。 （2）可循环使用的物质是。 工业上常采用 Ca(OH)2 过量而不是 H2O2 过量的方式来生产，这是因为。 （3）检验 CaO2·8H2O 是否洗净的方法是。 （4）CaO2·8H2O 加热脱水的过程中，需不断通入不含二氧化碳的氧气，目的是、。 （5）已知 CaO2 在 350℃迅速分解生成 CaO 和 O2。下图是实验室测定产品中 CaO2 含量的装置 （夹持装置省略）。 →△ 若所取产品质量是 m g，测得气体体积为 V mL（已换算成标准状况），则产品中 CaO2 的质量 分数为（用字母表示）。 过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有。 【答案】（1）2NH4Cl+ Ca(OH)2=CaCl2+2NH3∙H2O。CaCl2+H2O2+8H2O+2NH3＝CaO2·8H2O↓+2NH4Cl； （2）NH4Cl；溶液显碱性，就可以抑制 CaO2·8H2O 的溶解，从而提高产品的产率。H2O2 是弱 酸性，会促进 CaO2·8H2O 的溶解，对物质的制取不利。 （3）取 最后一次洗涤溶液，向其中加入 AgNO3 溶液，再滴加几滴稀硝酸，若无白色沉淀产 生，就证明洗涤干净，否则没有洗涤干净。 （4）防止 CO2 与 CaO2·8H2O 分解产生的 Ca(OH)2 反应，使反应逆向进行，得到更多的 CaO2。 （5） ％；加热前过氧化钙及加热后固体质量不再发生改变时试管中固体的质量。 （3）CaO2·8H2O 是从含有 NH4Cl 的溶液中过滤出来的，若 CaO2·8H2O 洗涤干净，则表明上 不含有 NH4Cl 电离产生的 NH4+或 Cl-，所以检验 CaO2·8H2O 是否洗净的方法是取最后一次洗 涤溶液，向其中加入 AgNO3 溶液，再滴加几滴稀硝酸，若无白色沉淀产生，就证明洗涤干净， 否则没有洗涤干净。 （4）CaO2·8H2O 加热脱水的过程中，会发生反应：CaO2·8H2O Ca(OH)2+H2O2+ 6H2O； 2H2O2 2H2O+ O2↑。若通入氧气中含有二氧化碳，就会与反应产生的 Ca(OH)2 反应，使 反应正向进行，同时通入氧气，就可以使是装置中 H2O2 分解率降低，因而可以得到更多的 CaO2。 （ 5 ） 已 知 CaO2 在 350 ℃ 迅 速 分 解 生 成 CaO 和 O2 。 反 应 的 方 程 式 是 。根据方程式可知，每有 2mol CaO2 发生反应，会产生 1mol O2，在 标准状况下体积是 22.4L。现在产生标准状况下的氧气体积是 V mL，则氧气的物质的量是 n(O2)=V×10-3L/22.4L/mol= V/22.4×10-3mol；则反应的 CaO2 的物质的量是 n(CaO2)= 2 n(O2)=V/11.2×10-3mol，则产品中 CaO2 的质量分数为 m V 7 5.4 φ=[n(CaO2)M÷m] ×100％= [V/11.2×10-3mol×72g/mol÷m] ×100％= ％. 过氧化钙 的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有灼烧前过氧化钙的质量及物质质量不再发生 改变时剩余固体的质量。 22.（2015·山东·31）毒重石的主要成分 BaCO3（含 Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质），实验室利 用毒重石制备 BaCl2·2H2O 的流程如下: （3）利用简洁酸碱滴定法可测定 Ba2+的含量，实验分两步进行。 已知：2CrO42—+2H+=Cr2O72—+H20 Ba2++CrO42—=BaCrO4↓ 步骤 I：移取 xml 一定浓度的 Na2CrO4 溶液与锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用 b mol·L－1 盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为 V0mL。 步骤 II：移取 y mLBaCl2 溶液于锥形瓶中，加入 x mL 与步骤Ⅰ相同浓度的 Na2CrO4 溶液，待 Ba2+完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用 bmol·L－1 盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸 的体积为 V1mL。 滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的（填“上方”或“下方”）。BaCl2 溶液的浓度为 mol·L－1，若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，Ba2+浓度测量值将 （填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（3）上方；（V0b—V1b）/y；偏小。 23.（2015·江苏·21B）实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛（实验装置见下图，相关 物质的沸点见附表）。其实验步骤为： 步骤 1：将三颈瓶中的一定配比的无水 AlCl3、1，2－二氯乙烷和苯甲醛充分混合后，升温 至 60℃，缓慢滴加经浓硫酸干燥过的液溴，保温反应一段时间，冷却。 步骤 2：将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中，搅拌、静置、分液。有机相用 10%NaHCO3 溶液洗涤。 步骤 3：经洗涤的有机相加入适量无水 MgSO4 固体，放置一段时间后过滤。 步骤 4：减压蒸馏有机相，收集相应馏分。 （1）实验装置中冷凝管的主要作用是________，锥形瓶中的溶液应为________。 （2）步骤 1 所加入的物质中，有一种物质是催化剂，其化学式为_________。 （3）步骤 2 中用 10%NaHCO3 溶液洗涤有机相，是为了除去溶于有机相的______(填化学式)。 m V 7 5.4 （4）步骤 3 中加入无水 MgSO4 固体的作用是_________。 （5）步骤 4 中采用减压蒸馏技术，是为了防止_____。 附表 相关物质的沸点（101kPa） 物质 沸点/℃[] 物质 沸点/℃[xx.k.Com] 溴 58．8 1，2-二氯乙烷 83．5 苯甲醛 179 间溴苯甲醛 229 【答案】（1）冷凝回流，NaOH；（2）AlCl 3；（3）Br 2、HCl；（4）除去有机相的水； （5）间溴苯甲醛被氧化。 24.（2015·江苏·19）实验室用下图所示装置制备 KClO 溶液，并通过 KClO 溶液与 Fe(NO3)3 溶液的反应制备高效水处理剂 K2FeO4。已知 K2FeO4 具有下列性质①可溶于水、微溶 于浓 KOH 溶液，②在 0℃～5℃、强碱性溶液中比较稳定，③在 Fe3＋和 Fe(OH)3 催化作用下 发生分解，④在酸性至弱碱性条件下，能与水反应生成 Fe(OH)3 和 O2。 （1）装置 A 中 KMnO4 与盐酸反应生成 MnCl2 和 Cl2，其离子方程式为_____________。将制 备的 Cl2 通过装置 B 可除去______________（填化学式）。 （2）Cl2 和 KOH 在较高温度下反应生成 KClO3。在不改变 KOH 溶液的浓度和体积的条件下， 控制反应在 0℃～5℃进行，实验中可采取的措施是_________。 （3）制备 K2FeO4 时，KClO 饱和溶液与 Fe(NO3)3 饱和溶液的混合方式为_______。 （4）提纯 K2FeO4 粗产品[含有 Fe(OH)3、KCl 等杂质]的实验方案为：将一定量的 K2FeO4 粗产 品溶于冷的 3mol·L－1KOH 溶液中，_____(实验中须使用的试剂有：饱和 KOH 溶液，乙醇； 除常用仪器外须使用的仪器有：砂芯漏斗，真空干燥箱)。 【答案】（1）2MnO4－＋16H＋＋10Cl－=2Mn2＋5Cl2↑＋8H2O，HCl；（2）缓慢滴加盐酸、装 置 C 加冰水浴；（3）在搅拌下，将 Fe(NO3)3 饱和溶液缓慢滴加到 KClO 饱和溶液中；（4） 用砂芯漏斗过滤，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和 KOH 溶液，搅拌、静置，再用砂 芯漏斗过滤，晶体用适量乙醇洗涤 2－3 次后，在真空干燥箱中干燥。 用砂芯漏斗过滤，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和 KOH 溶液，搅拌、静置，再用砂 芯漏斗过滤，晶体用适量乙醇洗涤 2－3 次后，在真空干燥箱中干燥。 25.（2015·海南·17）工业上，向 500～600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热 铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验。 回答下列问题： （1）制取无水氯化铁的实验中，A 中反应的化学方程式为，装置 B 中加入的试剂是。 （2）制取无水氯化亚铁的实验中，装置 A 用来制取。尾气的成分是。若仍用 D 的装置进行 尾气处理，存在的问题是、。 （3）若操作不当，制得的 FeCl2 会含有少量 FeCl3 ，检验 FeCl3 常用的试剂是。欲制得纯净 的 FeCl2 ，在实验操作中应先，再。 【答案】（1）MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O，浓硫酸。 （2）HCl；HCl 和 H2；发生倒吸、可燃性气体 H2 不能被吸收。 （3）KSCN 溶液；点燃 A 处的酒精灯，点燃 C 处的酒精灯。 26.（2014·福建·25）焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行 如下实验： 实验一 焦亚硫酸钠的制取 采用右图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取 Na2S2O5。装置 II 中有 Na2S2O5 晶体析出， =====△ 发生的反应为：Na2SO3＋SO2＝Na2S2O5 （1）装置 I 中产生气体的化学方程式为。 （2）要从装置 II 中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是。 （3）装置 III 用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为(填序号)。 实验二 焦亚硫酸钠的性质 Na2S2O5 溶于水即生成 NaHSO3。 （4）证明 NaHSO3 溶液中 HSO的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是(填序号)。 a．测定溶液的 pH b．加入 Ba(OH)2 溶液 c．加入盐酸 d．加入品红溶液 e．用蓝色石蕊试纸检测 （5）检验 Na2S2O5 晶体在空气中已被氧化的实验方案是。 实验三 葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定 （6）葡萄酒常用 Na2S2O5 作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离 SO2 计算) 的方案如下： (已知：滴定时反应的化学方程式为 SO2＋I2＋2H2O＝H2SO4＋2HI) ①按上述方案实验，消耗标准 I2 溶液 25.00 mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以 游离 SO2 计算)为 g·L －1。 ②在上述实验过程中，若有部分 HI 被空气氧化，则测得结果(填“偏高”“偏低”或“不 变”)。 【答案】（1）Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O（或 Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O） （2）过滤（3）d（4）a、e （5）取少量 Na2S2O5 晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶 液，有白色沉淀生成（6）① 0.16 ②偏低 【解析】（1）装置 1 是制备二氧化硫气体，反应方程式为 Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O （或 Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O） （2）要从装置 II 中得到晶体，可采取的措施是过滤； （3）装置 III 用于处理尾气，可选用的最合理装置是 d，a 装置缺少与外界相通，错误；b 易发生倒吸，错误；c 装置倒扣的漏斗进入水中，错误。 （4）证明 NaHSO3 溶液中 HSO的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是测定溶液的 pH，pH 小于 7，则电离程度大于水解程度，a 正确；加入氢氧化钡反应生成亚硫酸钡沉淀， 和盐酸反应生成气体二氧化硫；无法判断电离程度和水解程度；亚硫酸根和亚硫酸氢根都不 能使品红褪色，不能采用；用蓝色石蕊试纸检验，若变红则电离大于水解，e 正确。 （5）检验变质的方法是取少量 Na2S2O5 晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡， 再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成。 （6）根据反应方程式可得: SO 2＋I2＋2H2O＝H2SO4＋2HI。碘的物质的量为 0.0100×25× 10-3=2.5×10-4mol，则抗氧化剂的残留量为 2.5×10-4mol×64g/mol=0.16g；若碘化钾部分 被氧化，则需要二氧化硫的物质的量减少，则所求浓度偏低。 27.（2014·广东·32）（16 分）石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含 SiO 2 （7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和 MgO（0.5%）等杂质，设计的提纯与综合利用 工艺如下： （注：SiCl4 的沸点为 57.6℃，金属氯化物的沸点均高于 150℃） （1）向反应器中通入 Cl2 前，需通一段时间 N2，主要目的是_________________。 （2）高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体 I 中的碳氧化物主要为 _____________，由气体 II 中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_________________。 （3）步骤①为：搅拌、________、所得溶液 IV 中的阴离子有____________。 （4）由溶液 IV 生成沉淀 V 的总反应的离子方程式为_____________， 100kg 初级石墨最多可获得 V 的质量为___________kg。 （5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图 19 防腐示意图， 并作相应标注。 【答案】（16 分） （1）排出空气，作为保护气，防止石墨被空气中的氧气氧化而损耗（1 分）。 （2）CO（1 分） ， SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O（2 分） （3）过滤（1 分）。Cl—、AlO2—、OH—（3 分）。 （4）AlO2—+CH3COOCH2CH3+2H2O CH3COO— + Al(OH)3↓+CH3CH2OH （3 分），7.8Kg（2 分） (5) （3 分） 【解析】（1）开始前反应器中存在氧气，那么在加热的条件下，石墨与氧气发生反应，所 以在反应前必须排净反应器中的氧气，故通入 N2 的目的就是排出空气，作为保护气，防止 石墨被空气中的氧气氧化而损耗； （2）只能是 CO 不可能是 CO 2，因为石墨与 CO2 高温下也会转化 CO；根据题目中的信息 “SiCl4 的沸点为 57.6℃，金属氯化物的沸点均高于 150℃”，所以气体 II 的主要成分就是 SiCl4 ，SiCl 4 再与 NaOH 反应制备水玻璃（Na 2SiO3 ），故发生反应的化学方程式是 SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O； （3）固体Ⅲ含 AlCl 3、FeCl3、MgCl2 加过量 NaOH 溶液有沉淀 Mg(OH)2、Fe(OH)3 和溶液 NaAlO2、NaCl。要分离出沉淀的操作是过滤；因为 NaOH 过量，所以溶液中必存在的阴离子 是 AlO2—、OH—，反应由 NaCl 生成，则溶液中还存在阴离子 Cl—，那么所得溶液 IV 中的阴 离子有 Cl—、AlO2—、OH—； （4）溶液 IV 中的阴离子有 Cl—、AlO2—、OH—。加入了反应物 CH3COOCH2CH3，能除去溶液中 的 OH—，且能促进偏铝酸根离子发生水解生成沉淀 Al(OH)3，则 V 是 Al(OH)3，所以反应的 方 程 式 是 AlO2—+CH3COOCH2CH3+2H2O CH3COO—+ Al(OH)3 ↓ +CH3CH2OH ； 由 Al2O3 ～ 2Al(OH)3 可以计算：Al(OH)3 的质量 m=100Kg×5.1%÷102×156＝7.8Kg （5）铜的化学性质比石墨活泼，所以应用外加电流的阴极保护法保护铜，所以石墨作阳极， 铜作阴极。防腐示意图如下： 28.（2014·全国 I·26）（13 分）乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有橡胶的 香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关信息如下： 相对分子质量 密度/（g·cm—3） 沸点/℃ 水中溶解度 异戊醇 88 0.8123 131 微溶 乙 酸 60 1.0492 118 溶 乙酸异戊酯 130 0.8670 142 难溶 实验步骤： 在 A 中加入 4.4 g 的异戊醇，6.0 g 的乙酸、数滴浓硫酸和 2～3 片碎瓷片，开始缓慢加热 A，回流 50 分钟，反应液冷至室温后，倒入分液漏斗中，分别用少量水，饱和碳酸氢钠溶液 和水洗涤，分出的产物加入少量无水硫酸镁固体，静置片刻，过滤除去硫酸镁固体，，进行 蒸馏纯化，收集 140～143 ℃馏分，得乙酸异戊酯 3.9 g。回答下列问题： （1）装置 B 的名称是： （2）在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是：； 第二次水洗的主要目的是：。 （3）在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后（填标号）， A．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出 B．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出 C．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出 D．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口放出 （4）本实验中加入过量乙酸的目的是： （5）实验中加入少量无水硫酸镁的目的是： （6）在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是：(填标号) a bc d （7）本实验的产率是： A、30℅ B、40℅ C、 50℅ D、60℅ （8）在进行蒸馏操作时，若从 130 ℃开始收集馏分，产率偏(填高或者低)原因是 【答案】（1）球形冷凝管（2）洗掉大部分浓硫酸和醋酸；洗掉碳酸氢钠。 （3）d。（4）提高异戊醇的转化率（5）干燥（6）b（7）c (8)高，会收集到少量未反应的异戊醇。 【解析】（1）仪器 B 是球形冷凝管 （2）第一次水洗主要是洗掉浓硫酸和过量的乙酸。第二次水洗则主要是洗去上一步加入的 饱和 NaHCO3。主要从物质的溶解性和存在的杂质考虑。 （3）乙酸异戊酯比水要轻，分液时下层必须从下口放出，上层液体从上口倒出。所以选 d。 （4）由于乙酸的沸点最低，所以会有较多的乙酸挥发损耗，加入过量的乙酸可以保证使异 戊醇更多的转化为产品 （5）无水 MgSO4 有较快的吸水性，且不与乙酸异戊酯反应，可以吸收水，便于下一步的蒸 馏。 （6）a、d 的温度计位置错误，冷凝管应该用直形冷凝管，若用球形冷凝管，冷凝的液体不 能全部流下，所以应该用 b。 （7）从反应方程式可以看到乙酸过量，则按异戊醇计算。理论上可以生成乙酸异戊酯 6.6g。则产率为：3.9g/6.5g×100%＝60%. (8)会使产率偏高，溶于乙酸异戊酯的异戊醇会进入到产品中。 29.（2014·山东·31）（20 分）工业上常利用含硫废水生产 Na2S2O3•5H2O，实验室可用如 下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程。 烧瓶 C 中发生反应如下： Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）=Na2SO3（aq）+H2S（aq） （I） 2H2S（aq）+SO2（g）=3S（s）+2H2O（l） （II） S（s）+Na2SO3（aq） Na2S2O3（aq） （III） （1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置 B 中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注， 若，则整个装置气密性良好。装置 D 的作用是 。装置 E 中为溶液。 （2）为提高产品纯度，应使烧瓶 C 中 Na2S 和 Na2SO3 恰好完全反应，则烧瓶 C 中 Na2S 和 Na2SO3 物质的量之比为。 （3）装置 B 的作用之一是观察 SO2 的生成速率，其中的液体最好选择。 a．蒸馏水 b．饱和 Na2SO3 溶液 c．饱和 NaHSO3 溶液 d．饱和 NaHCO3 溶液 实验中，为使 SO2 缓慢进入烧瓶 C，采用的操作是。已知反应（III）相对较慢，则烧瓶 C 中 反应达到终点的现象是。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶 A，实验室用酒精灯加热时必须 使用石棉网的仪器含有。 a .烧杯 b .蒸发皿 c.试管 d .锥形瓶 （4）反应终止后，烧瓶 C 中的溶液经蒸发浓缩即可析出 Na 2S2O3•5H2O，其中可能含有 Na2SO3、Na2SO4 等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在 Na2SO4，简要说明实 验操作，现象和结论：。 已知 Na2S2O3•5H2O 遇酸易分解：S2O32‾+2H+=S↓+SO2↑+H2O 供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2 溶液、AgNO3 溶液 【答案】（20 分）（1）液柱高度保持不变 ；防止倒吸；NaOH（合理即得分）（2）2:1 （3）c 控制滴加硫酸的速度（合理即得分） 溶液变澄清（或混浊消失）；a、d （4）取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液（或过滤，取滤液），滴加 BaCl2 溶 液，若出现沉淀则说明含有 Na2SO4 杂质。（合理即得分） 【解析】（1）装置 B 中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若液柱高度保持不变，则 说明装置气密性良好；D 瓶的作用相当于安全瓶，防止 E 瓶中的溶液倒吸；装置 E 放在最后 应该起到尾气处理的作用，因为尾气中含有 SO2、H2S 等酸性有害气体，所以用碱性溶液（比 如 NaOH 溶液、KOH 溶液等）来吸收； （2）根据烧瓶内发生的三个反应：Na 2S（aq）+H 2O（l）+SO 2（g）=Na 2SO3（aq）+H 2S （aq）、2H 2S（aq）+SO 2（g）=3S（s）+2H 2O（l）、S（s）+Na 2SO3（aq） Na 2S2O3 （aq），可以得出如下关系式： 2Na2S ~ 2H2S ~ 3S ~ 3Na2SO3，2mol Na2S 完全反应生成 2mol Na2SO3，所以还需要另外加入 1mol Na2SO3，则烧瓶 C 中 Na2S 和 Na2SO3 物质的量之比为 2:1； （3）要观察观察 SO2 的生成速率，第一不能吸收或溶解 SO2，第二不能和 SO2 发生反应， a．蒸馏水（SO2 易溶于水），b．饱和 Na2SO3 溶液（与 SO2 发生反应），c．饱和 NaHSO3 溶 液（溶解度较小且不发生反应）d．饱和 NaHCO3 溶液（与 SO2 发生反应），所以答案选 c；SO2 是由 70%H2SO4 和 Na2SO3 反应制取，所以为了 SO2 使缓慢进行烧瓶 C，采取的操作是控制滴加 硫酸的速度；可以直接加热的仪器有：蒸发皿和试管，垫石棉网加热的仪器有烧杯和锥形瓶。 （4）加入盐酸，Na2S2O3 与稀盐酸反应（Na2S2O3+2HCl→2NaCl+S↓+SO2↑+H2O），静置，取 上层清液（或过滤，取滤液），滴加 BaCl2 溶液，若出现沉淀则说明含有 Na2SO4 杂质。 30.（2013·全国 II·26）（15）正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正 丁醛。 发生的反应如下： CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CHO 反应物和产物的相关数据列表如下： 沸点/℃ 密度/(g·cm-3) 水中溶解性 正丁醇 11.72 0.8109 微溶 正丁醛 75.7 0.8017 微溶 实验步骤如下： 将 6.0gNa2Cr2O7 放入 100mL 烧杯中，加 30mL 水溶解，再缓慢加入 5mL 浓硫酸，将所得溶液 小心转移至 B 中。在 A 中加入 4.0g 正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸汽出现时，开始滴加 B 中溶液。滴加过程中保持反应温度为 90～95℃，在 E 中收集 90℃以下的馏分。将馏出物倒 入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集 75～77℃馏分，产量 2.0g。 回答下列问题： （1）实验中，能否将 Na2Cr2O7 溶液加到浓硫酸中，说明理由。 （2）加入沸石的作用是。若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是。 （3）上述装置图中，B 仪器的名称是，D 仪器的名称是。 （4）分液漏斗使用前必须进行的操作是（填正确答案标号）。 a.润湿 b.干燥 c.检漏 d.标定 （5）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时，水在层（填“上”或“下”）。 （6）反应温度应保持在 90～95℃，其原因是 。 （7）本实验中，正丁醛的产率为 %。 【答案】（1）不能；易迸溅。（2）防止暴沸；冷却后补加。（3）滴液漏斗；直形冷凝管。 （4）c（5）下 （6）既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化。（7）51% 【解析】以合成正丁醛为载体考察化学实验知识。涉及浓硫酸稀释、沸石作用、仪器名称、 分液操作、分层、原因分析和产率计算。 （1）不能将 Na2Cr2O7 溶液加到浓硫酸中，应该将浓硫酸加到 Na2Cr2O7 溶液，因为浓硫酸 溶于水会放出大量热，容易溅出伤人。 （2）沸石的作用是防止液体暴沸，若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法冷却后补加， 以避免加热时继续反应而降低产率。 （3）B 仪器是分液漏斗，D 仪器是直形冷凝管。 Na2Cr2O7H2SO4 加热 （4）分液漏斗使用前必须检查是否漏水。 （5）因为正丁醛的密度是 0.8017 g·cm-3，比水轻，水层在下层。 （6）反应温度应保持在 90～95℃，根据正丁醛的沸点和还原性，主要是为了将正丁醛及时 分离出来，促使反应正向进行，并减少正丁醛进一步氧化。 （7）按反应关系，正丁醛的理论产量是：4.0g× 72 74＝3.9g，实际产量是 2.0g,产率为： 2. 0 3. 9 ×100%=51.3%。 31.（2013·天津·9）FeCl3 在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业 生产流程制备无水 FeCl3，再用副产品 FeCl3 溶液吸收有毒的 H2S。 I.经查阅资料得知：无水 FeCl3 在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水 FeCl3 的实验方案，装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下： ①检查装置的气密性； ②通入干燥的 Cl2，赶尽装置中的空气； ③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成 ④…… ⑤体系冷却后，停止通入 Cl2，并用干燥的 N2 赶尽 Cl2，将收集器密封 请回答下列问题： 装置 A 中反应的化学方程式为_____________________________________。 第③步加热后，生成的烟状 FeCl3 大部分进入收集器，少量沉积在反应管 A 的右端。要使沉 积得 FeCl3 进入收集器，第④步操作是________________。 操作步骤中，为防止 FeCl3 潮解所采取的措施有（填步骤序号）_________________________。 装置 B 中的冷水浴的作用为__________________；装置 C 的名称为__________________；装 置 D 中 FeCl2 全部反应完后，因为失去吸收 Cl2 的作用而失效，写出检验 FeCl2 是否失效的 试剂：___________。 在虚线框内画出尾气吸收装置 E 并注明试剂。 II.该组同学用装置 D 中的副产品 FeCl3 溶液吸收 H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为 电极，在一定条件下电解滤液。 FeCl3 与 H2S 反应的离子方程式为________________。 电解池中 H+在阴极放电产生 H2，阳极的电极反应为__________。 综合分析实验 II 的两个反应，可知该实验有两个显著优点： ①H2S 的原子利用率 100%；②________________。 【答案】（1）2Fe＋3Cl2 2FeCl3；（2）在沉积的的 FeCl3 固体下方加热；（3）②⑤ （ 4 ） 冷 却 ， 使 FeCl3 沉 积 ， 便 于 收 集 产 品 ； 干 燥 管 ； K3[FeCN]6 溶 液 。 （ 5 ） △ 。 （6）2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋； （7）Fe2＋－3e－=Fe3＋；（8）FeCl3 得到循环 利用。 【解析】（1）A 中是制备氯化铁的，则反应的化学方程式为 2Fe＋3Cl2 2FeCl3。 （2）要使沉积的 FeCl3 进入收集器，根据 FeCl3 加热易升华的性质，第④的操作应该是： 在沉积的的 FeCl3 固体下方加热。 （3）为防止 FeCl3 潮解所采取的措施有②通入干燥的 Cl2，⑤用干燥的 N2 赶尽 Cl2，即答 案选②⑤。 （4）B 中的冷水作用为是冷却 FeCl3 使其沉积，便于收集产品；装置 C 的名称为干燥管。 装置 D 中 FeCl2 全部反应完后，因为失去吸收 Cl2 的作用而失效，检验 FeCl2 是否失效就是 检验二价铁离子，最好用 K3[FeCN]6 溶液，也可以用酸性高锰酸钾溶液检验。 （5）氯气有毒，应该有氢氧化钠溶液吸收 。由于吸收的是氯气，不 用考虑防倒吸。 （6）铁离子具有氧化性，能把 H2S 氧化生吃单质 S，所以反应的离子方程式是 2Fe3＋＋H2S ＝2Fe2＋＋S↓＋2H＋。 （7）阳极失去电子，发生氧化反应，所以阳极电极反应为 Fe2＋－3e－=Fe3＋。 （8）在实验中得到氯化铁，而氯化铁是可以循环使用的，即该实验的另一个优点是 FeCl3 可以循环利用。 32.（2013·全国 I·26）醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验 装置如下： 可能用到的有关数据如下： 相对分子质量 密度 沸点 溶解性 环己醇 100 0.9618 161 微溶于水 环己烯 82 0.8102 83 难溶于水 合成反应： 在 a 中加入 20 g 环己醇和 2 小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入 1 mL 浓硫酸。b 中通入冷却 水后，开始缓慢加热 a，控制馏出物的温度不超过 90 oC。 分离提纯： △ 反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量 5% 碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗 粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯 10 g。 (1)装置 b 的名称是_______________ (2)加入碎瓷片的作用是____________；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的 正确操作是____________(填正确答案标号)。 A.立即补加 B. 冷却后补加 C. 不需补加 D. 重新配料 (3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为_________________。 (4)分液漏斗在使用前必须清洗干净并________。在本实验分离过程中，产物应该从分液漏 斗的__________（填“上口倒出”或“下口倒出”）。 (5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_________________。 (6)在环已烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有_________(填正确答案标号)。 A.圆底烧瓶 B. 温度计 C. 吸滤瓶 D. 环形冷凝管 E. 接收器 (7)本实验所得到的环己烯产率是_________(填正确答案标号)。 A. 41% B. 50% C. 61% D. 70% 【答案】（1）直形冷凝管 （2）防止暴沸； B （3） （4）检漏；上口倒出； （5）干燥（或除水除醇）（6）CD （7）C 【解析】该题以醇的消去反应为知识载体考查了物质的分离和提纯的方法，以及实验数据的 处理能力。 （1）根据仪器的构造特点可知，装置 b 是直形冷凝管。 （2）实验中为了防止暴沸，应该加入碎瓷片；如果忘记加入碎瓷片，须冷却后再添加，若 立即添加液体会暴沸，答案选 B。 （3）联想到实验室制乙烯的反应，可以得出最可能的副反应就是醇分子间生成醚，即该反 应的副产物的结构简式应该是 。 （4）分液漏斗在使用前应该检查是否漏液。在分液时密度大的液体从漏斗下口倒出，密度 小的液体从山口倒出。 （5）无水氯化钙具有吸水性，可以除去粗产品中的少量水分。 （6）在环己烯的蒸馏过程中，用不到吸滤瓶和球形冷凝管，答案选 CD。 （7）根据反应式 可知，理论上生成 环己烯的质量是 ，所以环己烯的产率是 ，即答案选 C。 34.（2013·山东·30）TiO2 既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜 料。 （1）实验室利用反应 TiO2（s）+2CCl4（g）＝TiCl4（g）+CO2（g），在无水无氧条件下， 制取 TiCl4 实验装置示意图如下 g4.16100 82g20 ＝× %61%100g4.16 g10 ＝× 有关性质如下表 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 其他 CCl4 -23 76 与 TiCl4 互溶 TiCl4 -25 136 遇潮湿空气产生白雾 仪器 A 的名称是 ，装置 E 中的试剂是 。反应开始前依次进行如下 操作：①停止通氮气②熄灭酒精灯③冷却至室温。正确的顺序为 （填序号）。欲 分离 D 中的液态混合物，所采用操作的名称是 。 （2）工业上由钛铁矿（FeTiO3）(含 Fe2O3、SiO2 等杂质)制备 TiO2 的有关反应包括： 酸溶 FeTiO3（s）+2H2SO4（aq）＝FeSO4（aq）+ TiOSO4（aq）+ 2H2O（l） 水解 TiOSO4（aq）+ 2H2O（l） H2TiO3（s）+H2SO4（aq） 简要工艺流程如下： ― ― ―→ 冷却 ― ― ― ― ―→ 结晶 过滤 ①试剂 A 为。钛液Ⅰ需冷却至 70℃左右，若温度过高会导致产品收率降低，原因是。 ②取少量酸洗后的 H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴加 KSCN 溶液后无明显现象，再加 H2O2 后 出现微红色，说明 H2TiO3 中存在的杂质离子是。这种 H2TiO3 即使用水充分洗涤，煅烧后获 得的 TiO2 也会发黄，发黄的杂质是（填化学式）。 【答案】（1）干燥管；浓硫酸；检查气密性；②③①，分馏（或蒸馏） （2）①Fe；温度过高会导致 TiOSO4 提前水解，产生 H2TiO3 沉淀。 ②Fe2+，Fe2O3 【解析】（1）仪器 A 是干燥管，因为 TiCl4 遇到水蒸气会水解，所以 E 中可以用浓硫酸来 隔离空气。对于气体的制取性质实验应该：组装仪器、检验气密性、加装药品……。终止实 验时为防止倒吸，应先熄灭酒精灯，冷却到室温后再停止通入 N2。分离两种沸点不同的液 体混合物应该用蒸馏。 （2）①因为矿石经硫酸溶解后得到的 Fe2(SO4)3，而后面过滤得到的是 FeSO4·7H2O，所以 试剂 A 是铁粉，把 Fe3+还原为 Fe2+。由于 TiOSO4 容易水解，若温度过高，则会有较多 TiOSO4 水解为固体 H2TiO3 而经过滤进入 FeSO4·7H2O 中导致 TiO2 产率降低。 ②加 KSCN 溶液无现象，加 H2O2 后出现红色，说明存在 Fe2+。经加热后 Fe2+氧化为 Fe2O3 而使产品发黄。 35.（2013·安徽·27）二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过 程中产生大量的废玻璃粉末（含 SiO2、Fe2O3、CeO2）以及其它少量可溶于稀酸的物质）。 某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下： （1）洗涤滤渣 A 的目的是为了去除 （填离子符号），检验该离子是否洗涤的方法 是 。 （2）第②步反应的离子方程式是 ，滤渣 B 的主要成分是 。 （3）萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物 TBP 作为萃取剂能将铈离子从水溶液中 萃取出来，TBP （填“能”或“不能”）与水互溶。实验室进行萃取操作是用到的 主要玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒、量筒等。 （4）取上述流程中得到的 Ce(OH)4 产品 0.536g，加硫酸溶解后，用 0.1000mol/LFeSO4 标 准溶液滴定至终点时（铈被还原为 Cs3＋）,消耗 25.00mL 标准溶液，该产品中 Ce(OH)4 的 质量分数为 。 【答案】（1）Fe3+；取最后一次洗涤液，加入 KSCN 溶液，若不出现红色，则已洗净；反之， 未洗净。（2）2CeO2+H2O2+6H+＝2Ce3++O2 +4H2O；SiO2（3）不能；分液漏斗（4）97.01% 【解析】该反应过程为：①CeO2、SiO2、Fe2O3 等中加入稀盐酸，、Fe2O3 转化 FeCl3 存在 于滤液中，滤渣为 CeO2 和 SiO2。②加入稀硫酸和 H2O2，CeO2 转化为 Ce3+滤渣为 SiO2。③ 加入碱后 Ce3+转化为沉淀。④通入氧气将 Ce 从+3 氧化为+4，得到产品。 Ce（OH）4～FeSO4 N[Ce（OH）4]＝n(FeSO4)＝0.1000mol/L×0.025L＝0.0025mol M＝0.0025mol×208g/mol=0.52g 所以产品中 Ce(OH)4 的质量分数为 ＝97.01% 【考点定位】以工艺流程为基础，考察化学实验基本操作、元素及化合物知识、化学计算、 氧化还原反应等相关知识。 36.（2013·安徽·28）某酸性工业废水中含有 K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能将其中 的 Cr2O72－转化为 Cr3＋。某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe(SO4)2·24H2O]即可对该 反应堆起催化作用。 为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下： （1）在 25°C 下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始 pH 和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。 测得实验①和②溶液中的 Cr2O72－浓度随时间变化关系如图所示。 （2）上述反应后草酸被氧化为 （填化学式）。 ↑ %100536.0 52.0 × g g （3）实验①和②的结果表明 ；实验①中 0～t1 时间段反应速率 （Cr3＋）＝ _________________ mol·L－1·min－1 (用代数式表示)。 （4）该课题组队铁明矾[Al2Fe(SO4)2·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完 成假设二和假设三： 假设一：Fe2＋起催化作用； 假设二： ； 假设三： ； ………… (5)请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。 （除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有 K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、 Al2(SO4)3 等。溶液中 Cr2O72－的浓度可用仪器测定） 实验方案（不要求写具体操作过程） 预期实验结果和结论 【答案】（1） （2）CO2 （3）溶液 pH 对该反应的速率有影响； （4）Al3+起催化作用；SO42－起催化作用 （5）（本题属于开放性试题，合理答案均可） 实验方案（不要求写具体操作过程） 预期实验结果和结论 用等物质的量的 K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O 代 替实验①中的铁明矾，控制其它反应条件与实 验①相同，进行对比实验 反 应 进 行 相 同 时 间 后 ， 若 溶 液 中 c(Cr2O72－)大于实验①中 c(Cr2O72－)， 则假设一成立；若溶液中的 c(Cr2O72－) 相同，则假设一不成立 【解析】（1）实验①与实验②相比，初始 pH 不同，则实验②与实验③相比草酸溶液用量不 同，所以草酸溶液和蒸馏水的体积都是 20ml。 （2）草酸被氧化后的产物为二氧化碳。 （3）考查了从图像中获取数据并分析的能力。图像越陡，反应速率越快，即实验结论是溶 液 pH 对该反应的速率有影响。根据图像可知，实验①中 0～t1 时间段内 c(Cr2O72－)的浓 度变化量是（ ），则 c(Cr3＋)的浓度变化量是 2（ ），所以 （Cr3＋）＝ υ 1 10 )(2 t cc − 10 cc − 10 cc − υ 。 （4）对于假设可以从加入的物质铁明矾中获取，故为 Al3+和 SO42－，然后根据上面的过程， 进行对比实验，即可以得到答案。 （5）要设计实验验证上述假设一，则可以选择不含有亚铁离子的 K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O 代替实验①中的铁明矾，控制其它反应条件与实验①相同，进行对比实验。 37.（2012·江苏·19）(15 分)废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。 实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu 总含量约为 99%)回收铜并制备 ZnO 的部分实验过程如 下： (1)①铜帽溶解时加入 H2O2 的目的是(用化学方程式表示)。 ②铜帽溶解后需将溶液中过量 H2O2 除去。除去 H2O2 的简便方法是。 (2)为确定加入锌灰(主要成分为 Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物)含量，实验中需测定除去 H2O2 后溶液中 Cu2＋的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有 Cu2＋的溶液于带塞锥 形瓶中，加适量水稀释，调节 pH=3～4，加入过量 KI，用 Na2S2O3 标准溶液滴定至终点。上 述过程中的离子方程式如下： 2Cu2＋＋4I－=2CuI(白色)↓＋I2 I2＋2S2O32－=2I－＋S4O62－ ①滴定选用的指示剂为，滴定终点观察到的现象为。 ②若滴定前溶液中 H2O2 没有除尽，所测定的 Cu2＋的含量将会(填“偏高”“偏低”“不 变”)。 (3)已知 pH＞11 时 Zn(OH)2 能溶于 NaOH 溶液生成[Zn(OH)4]2－。下表列出了 几种离子生成氢氧化物沉淀 pH(开始沉淀的 pH 按金属离子浓度为 1.0 mol·L－1 计算) 开始沉淀的 pH 完全沉淀的 pH Fe3＋ 1.1 3.2 Fe2＋ 5.8 8.8 Zn2＋ 5.9 8.9 实验中可选用的试剂：30% H2O2、1.0 mol·L－1HNO3、1.0 mol·L－1 NaOH。 由除去铜的滤液制备 ZnO 的实验步骤依次为：①；②； ③过滤；④；⑤过滤、洗涤、干燥⑥900℃煅烧。 【答案】(1)①Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O ②加热(至沸) (2)①淀粉溶液 蓝色褪去 ②偏高 (3)①向滤液中加入 30%的 H2O2 使其充分反应 ②滴加 1.0 moL· L－1 的氢氧化钠，调节 pH 约为 5(或 3.2≤pH＜5.9)，使 Fe3＋沉淀完全 ④向滤液中滴加 1.0 moL· L－1 的氢氧化钠，调节 pH 约为 10(或 8.9≤pH≤11)，使 Zn2＋沉淀完全 【解析】本题以实验室利用废弃旧电池的铜帽回收铜并制备 ZnO 制取和分析为背景的综合 实验题，涉及元素化合物知识、氧化还原滴定、指示剂选择、误差分析、实验步骤、pH 调 节等多方面内容，考查学生对综合实验处理能力。 1 10 )(2 t cc − 【备考提示】实验的基本操作、实验仪器的选择、实验误差分析、物质的除杂和检验等内容 依然是高三复习的重点，也是我们能力培养的重要目标之一。 38.（2012·江苏·21B）次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)在印染、医药以及原子能 工业中应用广泛。以 Na2SO3、SO2、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下： 步骤 1：在烧瓶中(装置如右图所示)加入一定量 Na2SO3 和水，搅拌溶解，缓慢通入 SO2， 至溶液 pH 约为 4，制得 NaHSO3 溶液。 步骤 2：将装置 A 中导气管换成橡皮塞。向烧瓶 中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液， 在 80～90 益下，反应约 3h，冷却至室温， 抽滤。 步骤 3：将滤液真空蒸发浓缩，冷却结晶。 (1)装置 B 的烧杯中应加入的溶液是 。 (2)①步骤 2 中，反应生成的 Zn(OH)2 会覆盖在锌粉表面阻止反应进行，防止该现象发生的 措施是 。 ②冷凝管中回流的主要物质除 H2O 外还有 (填化学式)。 (3)①抽滤装置所包含的仪器除减压系统外还有 、 (填仪器 名称)。 ②滤渣的主要成分有 、 (填化学式)。 (4)次硫酸氢钠甲醛具有强还原性，且在 120℃以上发生分解。步骤 3 中不在敞口容器中蒸 发浓缩的原因是 。 【答案】(1)NaOH 溶液(2)①快速搅拌 ②HCHO (3)①吸漏瓶 布氏漏斗 ②Zn(OH)2 Zn(4)防止产物被空气氧化 【解析】这是一道“实验化学”的基础性试题，通过次硫酸氢钠甲醛制备相关实验过程的一 些探究，着力考查学生对化学原理、化学实验方法的掌握程度，对实验方案的分析评价和运 用化学知识解决化学实验中的具体问题的能力。 39.（2012·海南·17）实验室制备 1，2-二溴乙烷的反应原理如下： 可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在 l40℃脱水生成乙醚。 用少量的溴和足量的乙醇制备 1,2—二溴乙烷的装置如下图所示： 有关数据列表如下： 乙醇 1,2-二溴乙烷 乙醚 状态 无色液体 无色液体 无色液体 密 度 ／ g · cm-3 0.79 2.2 0.71 沸点／℃ 78.5 132 34.6 熔点／℃ 一 l30 9 -1l6 回答下列问题： (1)在此制各实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到 170℃左右，其最主要目的是；(填 正确选项前的字母) a.引发反应 b.加快反应速度 c.防止乙醇挥发 d.减少副产物乙醚生成 (2)在装置 C 中应加入，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体：(填正确选项前的字母) a．水 b．浓硫酸 c．氢氧化钠溶液 d．饱和碳酸氢钠溶液 (3)判断该制各反应已经结束的最简单方法是； (4)将 1，2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在层(填“上”、 “下”)； (5)若产物中有少量未反应的 Br2，最好用洗涤除去；(填正确选项前的字母) a．水 b．氢氧化钠溶液 c．碘化钠溶液 d．乙醇 (6)若产物中有少量副产物乙醚．可用的方法除去； (7)反应过程中应用冷水冷却装置 D，其主要目的是；但又不能过度冷却(如用冰水)，其原 因是。 【答案】(1)d(2)c(2)溴的颜色完全褪去 (4)下 (5)b (6)蒸馏 (7)避免溴大量挥发；产品 1,2-二溴乙烷的熔点(凝固点)低，过度冷却会凝固而堵塞导管。 【解析】(1)因“乙醇在浓硫酸的存在下在 l40℃脱水生成乙醚”，故迅速地把反应温度提 高到 170℃左右的原因是减少副产物乙醚生成。 (2)因装置 C 的“目的是吸收反应中可能生成的酸性气体”，故应选碱性的氢氧化钠溶液。 (3)是用“少量的溴和足量的乙醇制备 1,2—二溴乙烷”，反应结束时溴已经反应完，明显 的现象是溴的颜色褪尽。 (4)由表中数据可知，1,2-二溴乙烷的密度大于水，因而在下层。 (5) Br2 能与氢氧化钠溶液反应，故可用氢氧化钠溶液洗涤；虽然也能与碘化钠溶液反应， 但生成的 I2 也溶于 1，2-二溴乙烷。 (6)根据表中数据，乙醚沸点低，可通过蒸馏除去(不能用蒸发，乙醚不能散发到空气中)。 (7)溴易挥发，冷水可减少挥发。但如果用冰水冷却会使产品凝固而堵塞导管。 40.（2012·安徽·27） 【答案】⑴SO2 碎瓷片（或沸石） 将生成的 SO2 全部赶出 ⑵SO2＋H2O2===2H＋＋SO2 －4 ⑶滴定管用蒸馏水洗涤干净后，加入少量 NaOH 标准液，将滴定管横放，轻轻转动，均 匀润洗滴定管内壁，然后将润洗液从下端尖嘴处放出，重复操作 2～3 次 ⑷无影响 ⑸ 【解析】本题为定量实验，主要考查化学实验基本操作、仪器的使用、实验方案的分析，同 时考查考生运用相关知识进行分析综合的能力，以及运用文字表达分析解决问题的过程，并 进行有关计算的能力。⑴亚硫酸盐与稀硫酸反应生成气体 SO2。为防止液体加热时暴沸，一 般可加入碎瓷片。因定量实验，需考查减小实验操作误差，通入 N2 可将生成的 SO2 全部赶 出，保证被吸收液全部吸收。⑵SO2 具有还原性，可被氧化剂 H2O2 所氧化，反应的离子方 程式为 SO2＋H2O2===2H＋＋SO2－4。⑶用标准液润洗滴定管时，务必注意最后将润洗液从 滴定管下端放出，而不是从上口倒出。⑷用盐酸代替硫酸，生成的 SO2 气体中混有少量 HCl，因 SO2 用碱液吸收后需再用盐酸调节溶液至弱酸性，因此混合气体中含有 HCl，对实 验结果无影响。⑸反应为 H2O＋SO2－3＋I2===SO2－4＋2I－＋2H＋，n(SO2)＝n(SO2－3)＝ n(I2)＝0.010 00 mol·L－1 ×V×10-3 L＝V×10-5 mol，因此 1 kg 样品中含 SO2 的质 量为： 。 41.（2012·安徽·28） 0.64V w 5 110 mol 64 g mol 0.641 000 g g g V V w w − −× × ⋅ × = 【答案】⑴ ⑵ Na2CO3 相同浓度的 Na2CO3 和 NaHCO3 溶液中，前者 c(CO2－3) 较大 ⑶全部为 PbCO3·Pb(OH)2 PbCO3 与 PbCO3·Pb(OH)2 的混合物 ⑷① 实验步骤 预期的实验现象和结论 取一定量样品充分干燥，然后将样品加热 分解，将产生的气体依次通过盛有无水硫 酸铜的干燥管和盛有澄清石灰水的烧瓶 若无水硫酸铜不变蓝色，澄清石灰水变浑浊， 说明样品全部是 PbCO3 ②同意 若全部为 PbCO3，26.7 g 完全分解后，其固体质量为 22.3 g 【解析】本题主要考查学生对化学反应原理的掌握及实验的设计与评价，旨在考查学生运用 所学知识综合分析、解决问题的能力，以及运用文字表达分析解决问题过程并做出合理解释 2 4 2 3 (SO ) (CO ) c c − − 的能力。⑴根据反应方程式容易写出反应的平衡常数表达式：K＝ 。⑵HCO－3 难电 离，相同浓度时，Na2CO3 溶液中 CO2－3 浓度远大于 NaHCO3 溶液中 CO2－3 的浓度，CO2－3 浓度越大，越有利于 PbSO4 的转化。⑶根据信息及假设一，不难得出假设二和假设三分别为 全部为 PbCO3·Pb(OH)2、PbCO3 与 PbCO3·Pb(OH)2 的混合物。⑷若全部为 PbCO3 根据 PbCO3 PbO＋CO2↑，26.7 g 全部分解得到的 PbO： 26. 7 푔 267 푔 · 푚 표 푙 －1×223 g·mol－1 ＝ 22.3 g，而实际质量为 22.4 g，因此假设一不成立。 42.（2012·福建·25）实验室常用 MnO2 与浓盐酸反应制备 Cl2(反应装置如右图所示)。 （1）制备实验开始时，先检查装置气密性，接下来的操作依次是（填序号）。 A．往烧瓶中加入 MnO2 粉末 B．加热 C．往烧瓶中加入浓盐酸 （2）制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同 学提出的下列实验方案： 甲方案：与足量 AgNO3 溶液反应，称量生成的 AgCl 质量。 乙方案：采用酸碱中和滴定法测定。 丙方案：与已知量 CaCO3(过量)反应，称量剩余的 CaCO3 质量。 丁方案：与足量 Zn 反应，测量生成的 H2 体积。 继而进行下列判断和实验： ①判定甲方案不可行，理由是。 ②进行乙方案实验：准确量取残余清液稀释一定的倍数后作为试样。 a．量取试样 20.00mL，用 0.1000 mol·L—1NaOH 标准溶液滴定，消耗 22.00mL，该次滴定 测的试样中盐酸浓度为 mol·L—1； b．平行滴定后获得实验结果。 ③判断丙方案的实验结果(填“偏大”、“偏小”或“准确”)。 [已知：Ksp(CaCO3)=2.8× 、Ksp(MnCO3)=2.3× ] ④进行丁方案实验：装置如右图所示（夹持器具已略去）。 （i）使 Y 形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将 转 移到中。 （ii）反应完毕，每间隔 1 分钟读取气体体积、气体体积逐渐减小， 直至不变。气体体积逐次减小的原因是（排除仪器和实验操作的影响因素）。 【答案】（1）ACB。 （2）①加入足量的硝酸银溶液只能求出氯离子的量，而不能求出剩余盐酸的浓度。 ②0.1100mol/L。③偏大。④使 Zn 粒进入残余清液中让其发生反应。该反应是放热的，气体 未冷却。 【解析】（1）加药顺序一般是先加入固体药品，再加入液药品，最后再加热。则依次顺序 是 ACB。考查实验的细节，看学生是否真的做过实验，引导实验课要真正地上，而不是在黑 板上画。 （2）①加入足量的硝酸银溶液只能求出氯离子的量，而不能求出剩余盐酸的浓度。 ②由 CHClVHCl=CNaOHVNaOH 可得出盐酸的浓度为 0.1100mol/L，这是简单的中和滴定计算。 ③根据题意碳酸锰的 Ksp 比碳酸钙小，其中有部分碳酸钙与锰离子反应转化成碳酸锰沉淀， 剩余的碳酸钙质量变小，多消耗了碳酸钙，但是由此计算得出盐酸的浓度就偏大了（疑 △ 2 4 2 3 (SO ) (CO ) c c − − 910− 1110− + 问）。如果将题目改成“称量剩余的固体质量”，由于部分碳酸钙与转化成碳酸锰沉淀，称 量剩余的固体质量会偏大，这样一来反应的固体减少，实验结果偏小！ ④使 Zn 粒进入残余清液中让其发生反应。这样残余清液就可以充分反应，如果反过来，残 余清液不可能全部转移到左边。反应完毕时，相同时间内则气体体积减少，又排除了其它影 响因素，只能从气体本身角度思考，联想到该反应是放热的，就可能想到气体未冷却了。 实验题总体比较基础简单，可能最后一问比较出人意料，难以想到。 43.（201·浙江·28）(14 分)过碳酸钠（2Na2CO3·3H2O2）是一种集洗涤、漂白、杀菌于 一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案和装置示意图如下： 已 知：主反应 2Na2CO3 (aq) + 3H2O2 (aq) 2Na2CO3·3H2O2 (s) ΔH < 0 副反应 2H2O2 = 2H2O + O2↑ 滴定反应 6KMnO4 + 5(2Na2CO3·3H2O2) +19H2SO4 = 3K2SO4 + 6MnSO4 +10Na2SO4 + 10CO2 ↑ + 15O2↑ + 34H2O 50 °C 时 2Na2CO3·3H2O2 (s) 开始分解 请回答下列问题： （1）图中支管的作用是。 （2）步骤①的关键是控制温度，其措施有、和。 （3）在滤液 X 中加入适量 NaCl 固体或无水乙醇， 均可析出过 碳酸钠，原因是。 （4）步骤③中选用无水乙醇洗涤产品的目的是。 （5）下列物质中，会引起过碳酸钠分解的有。 A．Fe2O3 B．CuO C．Na2SiO3 D．MgSO4 （6）准确称取 0.2000 g 过碳酸钠于 250 mL 锥形瓶中，加 50 mL 蒸馏水溶解，再加 50 mL 2.0 mol·L-1 H2SO4，用 2.000×10-2 mol·L-1 KMnO4 标准溶液滴定至终点时消耗 30.00 mL，则产品中 H2O2 的质量分数为。 【答案】(14 分) （1）平衡压强 （2）冷水浴 磁力搅拌 缓慢滴加 H2O2 溶液 （3）降低产品的溶解度（盐析作用或醇析作用） （4）洗去水份，利于干燥 （5）AB （6）25.50 % (或 0.2550 ) 【解析】（1）恒压滴液漏斗一般用于封闭体系，恒压滴液漏斗的支管是为了使反应体系的 压力不会由于滴加液体而增加。如果没有支管，反应体系只有一个口的话，不断加液体就会 造成反应体系压力增加，会使液体滴不下来。所以支管的作用是平衡压强。 （2）由于 50°C 时，2Na2CO3·3H2O2 (s) 开始分解，所以步骤①（控温反应）的关键是控 制温度，由于主反应是放热反应，所以控制温度的措施有：采用冷水浴、不断搅拌使反应产 生的热量快速地散去，缓慢地滴加 H2O2 溶液，使反应缓慢进行、缓慢放热。 （3）滤液 X 主要是过碳酸钠溶液，加入固体 NaCl（电解质）或无水乙醇，能降低过碳酸钠 的溶解度，使过碳酸钠析出（盐析作用或醇析作用）。 （4）步骤③是洗涤，选用无水乙醇洗涤产品的目的是：为了冲洗去固体表面的水分，有利 于干燥，可以防止产品溶解，降低产率。 （5）Fe2O3、CuO 是 H2O2 分解的催化剂，分析过碳酸钠的组成 2Na2CO3·3H2O2，可以推知 Fe2O3、CuO 它们也会引起过碳酸钠分解。 （6）根据关系式： 6KMnO4 ∽ 5(2Na2CO3·3H2O2) H2O2(aq) Na2CO3(aq) 控 温反应 静置30 min 过滤 滤液X 固体 洗涤 干燥① ② ③ ④ 2Na2CO3 3H2O2． 6mol 5mol （2.000×10-2 mol·L-1×30.00 mL×10-3 L/Ml） n n (2Na2CO3·3H2O2) = 0.0005mol m (2Na2CO3·3H2O2) = 0.0005mol×314g/mol = 0.517g 44.（2012·重庆·27）（15 分）氯离子插层镁铝水滑石 是以中 国新型离子交换材料，其在高温下完全分解为 和水蒸气，现用题 27 图 装置进行试验确定其化学式（固定装置略去）。 （1） 热分解的化学方程式为 。 （2）若只通过测定装置 C、D 的增重来确定 ,则装置的连接顺序为 （按气流 方向，用接口字母表示），其中 C 的作用是。装置连接后，首先要进行的操作名称是。 （3）加热前先通过 排尽装置中的空气，称取 C、D 的初始质量后，再持续通入 的作 用是 、等. (4)完全分解后测得 C 增重 3.65g 、D 增重 9.90g ，则 =.若取消冷却玻管 B 后进行试验， 测定 值将（填“偏高”或“偏低”） （5）上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成[Mg2Al(OH)6Cl(1-2y)(CO3)2•xH2O],该生 成物能发生类似的热分解反应，现以此物为样品，用（2）中连接的装置和试剂进行试验测 定 ，除测定 D 的增重外，至少还需测定. 【答案】（1）2[Mg2Al(OH)6Cl·XH2O] 4MgO+Al2O3+2HCl↑+(5+2x)H2O （2）a-e-d-b，吸收 HCl 气体，检验气密性 （3）将分解产生的气体全部带入装置 C、D 中完全吸收，防止产生倒吸（合理答案均给分） （4）3 、 偏低[中国教@^育*出版#网%] （5）装置 C 的增重及样品质量（样品质量后残余物质量或装置 C 的增重及样品分解后残余 物质量） [ ]2 6 2( )Mg AL OH CL xH O 2MgO AL HCL、 、 2 6 2)Mg AL OH CL xH O（ x 2N 2N x x z 45.（2012·广东·33）（17 分)苯甲酸广泛应用于制药和化工行业。某同学尝试用甲苯的 氧化反应制备苯甲酸。反应原理： 实验方法：一定量的甲苯和 KMnO4 溶液在 100℃反应一段时间后停止反应，按如下流程分离 出苯甲酸和回收未反应的甲苯。 已知：苯甲酸分子量是 122，熔点 122.4℃，在 25℃和 95℃时溶解度分别为 0.3g 和 6.9g； 纯净固体有机物一般都有固定熔点。 （1）操作Ⅰ为，操作Ⅱ为。 （2）无色液体 A 是，定性检验 A 的试剂是，现象是。 （3）测定白色固体 B 的熔点，发现其在 115℃开始熔化，达到 130℃时仍有少量不熔。该同 学推测白色固体 B 是苯甲酸与 KCl 的混合物，设计了如下方案进行提纯和检验，实验结果表 明推测正确。请在答题卡上完成表中内容。 序号 实验方案 实验现象 结论 ① ② ③ （4）纯度测定：称取 1.220g 产品，配成 100ml 甲醇溶液，移取 25.00ml 溶液，滴定，消耗 KOH 的物质的量为 2.40×10-3mol。产品中甲苯酸质量分数的计算表达式为，计算结果为（保 留两位有效数字）。 【答案】（1）分液，蒸馏。（2）甲苯，酸性 KMnO4 溶液，溶液褪色。 （3） （4）2.40×10-3×122×4)/1.22；96%。 46.（2012·山东·30）(14 分)实脸室采用 MgCl2、AlCl3 的混合溶液与过量氨水反应制备 MgAl2O4 二主要流程如下: (1)为使 Mg2＋、Al3＋同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入(填“A”或“B")，再滴加 另一反应物。 (2)如右图所示，过滤操作中的一处错误是。 (3)判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是。高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是。 (4)无水 AlCl3(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。 装置 B 中盛放饱和 NaCl 溶液,该装置的主要作用是。F 中试剂的作用是。用一件仪器装填适 序 号 实验方案 实验现象 结论 ① 将白色固体 B 加入水中，加热，溶 解， 冷却、过滤 得到白色晶体和无色溶液 ② 取少量滤液于试管中， 滴入 2-3 滴 AgNO3 溶液 生成白色沉淀 滤液含有 Cl- ③ 干燥白色晶体， 加热使其融化， 测其熔点； 熔点为 122.4℃ 白色晶体是苯 甲酸 沉淀反应器 过滤 洗涤沉淀 干燥 高温焙烧 MgAl2O4氨水(B)MgCl2、AlCl3 的混合溶液(A) A B C D E(收集瓶) F G浓盐酸MnO2 Al 粉 NaOH 溶液 当试剂后也可起到 F 和 G 的作用，所装填的试剂为。 【答案】(1)B (2)漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁 (3)AgNO3 溶液(或硝酸酸化的 AgNO3 溶 液)；坩埚(4)除去 HCl；吸收水蒸气；碱石灰(或 NaOH 与 CaO 混合物) 【解析】(1) Mg2＋、Al3＋同时生成沉淀，则先加入氨水。(2)过滤时漏斗末端没有紧靠烧 杯内壁。(3)检验沉淀是否洗净可向洗涤液加入氨水，观察是否有沉淀产生。高温焙烧在坩 埚中进行。(4)装置 B 中饱和 NaCl 溶液用于除去氯气中 HCl, F 盛装浓硫酸，防止水蒸气进 入 E。用干燥管盛装碱石灰可以起到 F 和 G 的作用。 47.（2012·四川·28）（17 分）甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个 数比，设计了如下实验流程： 试验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置， 立即加热氧化铜。反应完成后，黑色的氧化铜转化为红色的铜。 下图 A、B、C 为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D 为盛有浓硫酸的洗气瓶。 甲小组测得：反应前氧化铜的质量为 、氧化铜反应后剩余固体的质量为 、生成氮 气在标准状况下的体积 。 乙小组测得：洗气前装置 D 的质量 、洗气后装置后 D 的质量 、生成氮气在标准状 况下的体积 。 请回答下列问题： （1）写出仪器 a 的名称：。（2）检查 A 装置气密性的操作是。 （3）甲、乙两小组选择了不同方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在 下表空格中。 （4）甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为。 （5）乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值，其原因是。 为此，乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有药品的实验仪器，重新实验。根据实验前 实验装置 实验药品 制备原理 甲小组 A 氢氧化钙、硫酸铵 反应的化学方程式为① 乙小组 ② 浓氨水、氢氧化钠 用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用：③ 制 取 氧 气 装 有 足 量 干 燥 剂的干燥管 装 有 氧 化 铜 的硬质玻管 盛有足量浓 硫酸的洗气瓶 测定生成氮 气的体积 1m g 2m g 1V L 3m g 4m g 2V L 后该药品的质量变化及生成氮气的体积，得出合理的实验结果。该药品的名称是。 【答案】⑴圆底烧瓶（2 分） ⑵连接导管，将导管插入水中；加热事关，导管口有气泡产生；停止加热，导管内有水回流 并形成一段稳定的水柱（3 分） ⑶①(NH4)2SO4+Ca(OH)2 2NH3↑+2H2O+CaSO4（2 分） ②B（2 分） ③氢氧化钠溶于氨水后放热，增加氢氧根浓度，使 NH3+H2O NH3·H2O NH4＋+OH－ 向逆反应方向移动，加快氨气逸出（2 分） ⑷5V1:7(m1－m2) （2 分） ⑸浓硫酸吸收了未反应的氨气，从而使计算的氨的含量偏高（2 分） 碱石灰（氢氧化钠、氧化钙等）（2 分） 【解析】(1)仪器 a 是圆底烧瓶。 (2)连接导管，将导管的末端插入水中，轻轻加热试管，若导管口有气泡冒出，停止加热后， 在导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好。 (3)①仿照 NH4Cl 与碱石灰混合加热制取氨气，即可写出相应的化学方程式为(NH4)2SO4＋ Ca(OH)2 CaSO4＋2H2O＋2NH3↑。 ②浓氨水与固体 NaOH 混合即可制得氨气，且两种物质混合就无法控制反应随关随停，不需 要选用 C 装置，选用 B 装置即可。 ③固体 NaOH 溶于浓氨水后，放出大量的热，促使 NH3 的挥发，溶液中 OH－浓度的增加，这 两个因素都使 NH3＋H2O NH3·H2O NH4＋ ＋OH－向逆反应方向即生成 NH3 的方 向移动。 (4)由反应前后氧化铜减少的质量即可求得氨气被氧化生成水的质量为 (m1－m2)g，其中 氢原子的物质的量为 (m1－m2)mol；氮原子的物质的量为 ×2 mol，则氨分子中氮、 氢原子个数比为 ×2 mol： (m1－m2)mol＝5V1：7(m1－m2)。 (5)未参加反应的氨气与水蒸气一起被浓硫酸吸收了，导致计算中水的质量增大，求得氢原 子的物质的量增大，最终求得氨分子中氮、氢原子个数比明显比理论值偏小。可以选用只吸 收水分而不吸收氨气的药品(如碱石灰等)及相应的装置。 48.（2012·天津·9）（18 分）信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。 某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含 70％Cu、25％Al、4 ％Fe 及少量 Au、Pt 等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线： 请回答下列问题： ⑴ 第①步 Cu 与酸反应的离子方程式为_______；得到滤渣 1 的主要成分为_______。 ⑵ 第②步加 H2O2 的作用是______，使用 H2O2 的优点是______；调溶液 pH 的目的是使_____ △ △ 8 9 8 1 22.4 V1 22.4 V1 8 1 生成沉淀。 ⑶ 用第③步所得 CuSO4·5H2O 制备无水 CuSO4 的方法是_________。 ⑷ 由滤渣 2 制取 Al2(SO4)3·18H2O ，探究小组设计了三种方案： 上述三种方案中，__________方案不可行，原因是_______________： 从原子利用率角度考虑，___________方案更合理。 ⑸ 探究小组用滴定法测定 CuSO4·5H2O （Mr＝250）含量。取 a g 试样配成 100 mL 溶液， 每次取 20.00 mL，消除干扰离子后，用 c mol LL－1 EDTA（H2Y2－）标准溶液滴定至终点， 平均消耗 EDTA 溶液 6 mL。滴定反应如下：Cu2+ + H2Y2－ ＝ CuY2－ + 2H+ 写出计算 CuSO4·5H2O 质量分数的表达式ω＝ _____________________________ ； 下列操作会导致 CuSO4·5H2O 含量的测定结果偏高的是_____________。 a．未干燥锥形瓶 b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡 c．未除净可与 EDTA 反应的干扰离子 【答案】 或 ，氢氧化铁和氢氧化铝。 （2）把 Fe2+氧化为 Fe3+，不引入杂质，产物对环境物污染，Fe3+和 Al3+形成沉淀。第③ （3）再坩埚中加热脱水 （4）甲方案在滤渣中只加硫酸会生成硫酸铁和硫酸铝，冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶 体中混有大量硫酸铁杂质，乙 （5） ，造 c. 【解析】该实验题是物质制备的工艺流程式试题。在天津第一次以这种形式考查。全国各地 已多年多次出现。 第①加稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热，Cu、Al、Fe 发生反应生成 Cu2+、Al3+、Fe2+。所以 滤渣 1 的成分是 Pt 和 Au，滤液 1 中的离子是 Cu2+、Al3+、Fe2+。Cu 和酸反应的离子方程 式为 或 第②步加 H2O2 的作用是把 Fe2+氧化为 Fe3+，该氧化剂的优点是不引入杂质，产物对环境物 污染。调溶液 PH 的目的是使 Fe3+和 Al3+形成沉淀。所以滤液 2 的成分是 Cu2+，滤渣 2 的 成分为氢氧化铁和氢氧化铝。 第③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是再坩埚中加热脱水 制备硫酸铝晶体的甲、乙、丙三种方法中，甲方案在滤渣中只加硫酸会生成硫酸铁和硫酸铝， 冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质，方法不可行。乙和丙方法均可 行。乙方案先在滤渣中加 H2SO4，生成 Fe2(SO4)3 和 Al2(SO4)3,再加 Al 粉和 Fe2(SO4)3 生 成 Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体。 丙方案先在滤渣中加 NaOH,和 Al(OH)3 反应生成 NaAlO2，再在滤液中加 H2SO4 生成 Al2(SO4)3, 蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体。但从原子利用角度考虑方案乙更合 理，因为丙加的 NaOH 和制备的 Al2(SO4)3 的原子组成没有关系，造成原子浪费。 （ 5 ） 考 查 中 和 滴 定 的 简 单 计 算 和 误 差 的 分 析 。 ，造成偏高的选 c. 49.（2012·全国 I·28）（15 分）（注意：在试题卷上作答无效）现拟用下图所示装置 （尾气处理部分略）来制取一氧化碳，并用以测定某铜粉样品（混有 CuO 粉末）中金属铜的 含量。 （1）制备一氧化碳的化学方程式是； （2）试验中，观察到反应管中发生的现象时；尾气的主要成分是； （3）反应完成后，正确的操作顺序为（填字母） a.关闭漏斗开关 b.熄灭酒精 1 c.熄灭酒精灯 2 （4）若试验中称取铜粉样品 5.0g，充分反应后，反应管中剩余固体的质量为 4.8g，则原样 品中单质铜的质量分数为； （5）从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水、双氧水中选用合适的试剂，设计一个测定样品中金属铜 质量分数的方案； ①设计方案的主要步骤是（不必描述操作过程的细节） ； ②写出有关反应的化学方程式 。 【答案】（1）HCOOH CO +H2O(2)黑色粉末变红，CO CO2（3）cba（4）0.96 （5）①将浓硫酸用蒸馏水稀释，将样品与稀硫酸充分反应后，过滤，干燥，称量剩余固体 铜的质量 ②CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 【解析】（1）制备一氧化碳的化学方程式是 HCOOH CO +H2O （2）试验中，观察到反应管中发生的现象时黑色粉末变红；尾气的主要成分是 CO CO2；  实验步骤: 先通入 CO 一会儿后 加热后 停止加热 然后继续通入 CO 到玻璃管冷却为止故反应 完成后，正确的操作顺序为 熄灭酒精灯 2，然后关闭漏斗开关 ，最后熄灭酒精 1 。 （4）若试验中称取铜粉样品 5.0g，充分反应后，反应管中剩余固体的质量为 4.8g， 剩余 固体全部为铜，原样品中单质铜的质量分数为 4.8÷5=0.96 ； （5）要测定铜的质量分数，可以把浓硫酸稀释，铜和稀硫酸不反应，氧化铜和稀硫酸反应， 即可求出铜的质量分数。设计方案的主要步骤是将浓硫酸用蒸馏水稀释，将样品与稀硫酸充 分 反 应 后 ， 过 滤 ， 干 燥 ， 称 量 剩 余 固 体 铜 的 质 量 即 可 。 反 应 的 化 学 方 程 式 为 CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 【考点】化学是以实验为基础的自然科学。实验是高考题的重要内容。要解好实验题首先必 须要认真做好实验化学实验，在教学中要重视实验的操作与原理，好的实验考题就是应该让 那些不做实验的学生得不到分；让那些认真做实验的学生得好分。从题目的分析也可以看出， 实验题目中的很多细节问题光靠讲学生是会不了的。必须去做实验学生才能会真正领悟。 【点评】这是一道“实验化学”的基础性试题，通过 CO 制备，考查学生对化学原理、化学 实验方法的掌握程度，对实验方案的分析评价和运用化学知识解决化学实验中的具体问题的 能力。 50.（2012·全国 I·29）(15 分 ) （注意：在试题卷上作答无效）氯化钾样品中含有少量 碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后 过滤，在将滤液按下图所示步骤进行操作。 回答下列问题： 起 始 滤 液 的 pH________7 （ 填 “ 大 于 ” 、 “ 小 于 ” 或 “ 等 于 ” ） ， 其 原 因 是 _________________。 试剂 I 的化学式为______，①中发生反应的离子方程式为_______________。 试剂Ⅱ的化学式为______，②中加入试剂Ⅱ的目的是_________________； 试剂Ⅲ的名称是_______，③中发生反应的离子方程式为______________； 某同学称取提纯的产品 0.7759g，溶解后定定容在 100mL 容量瓶中，每次取 25.00mL 溶液， 用 0.1000mol·L-1 的硝酸银标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为 25.62mL， 该产品的纯度为________。（列式并计算结果） 【答案】（1）大于 碳酸根离子水解呈碱性 （2）BaCl2 Ba2++SO42-=BaSO4 ↓ Ba2++CO32-=BaCO3↓ (3)K2CO3 除去多余的钡离子 （4）盐酸 2H++ CO32-=H2O+CO2↑ (5)0.02562×0.1×74.5×4／0.7759=0.9840 【解析】（1）起始滤液中含有碳酸钾，碳酸根水解呈碱性，故溶液的 PH 大于 7；（2）要 除掉杂质离子硫酸根和碳酸根，应加入过量的钡离子；（3）要除掉多余的钡离子，要加入 碳酸钾，（4）要除掉多余的碳酸根，要滴加适量的盐酸；（5）计算样品的纯度，注意 0.7759g 样品配成 100ml 溶液，每次只取 25ml。 【考点】溶液呈酸碱性的原因，除杂的方法，步骤，酸碱中和滴定的原理及简单计算。 【点评】本题以无机框图，除杂中的实验步骤为素材，考查学生对实验操作的熟悉程度和实 验原理的应用能力，试图引导中学化学教学关注化学实验操作的真实性。 51.（2012·北京·27）（15 分）有文献记载:在强碱条件下，加热银氨溶液可能析出银镜。 某同学进行如下验证和对比实验。 装置 实验序号 试管中的药品 现象 实验Ⅰ 2mL 银氨溶液和数 滴较浓 NaOH 溶液 有气泡产生: 一段时间后，溶液 逐渐变黑:试管壁 附着银镜 实验Ⅱ 2mL 银氮溶液和 数滴浓氨水 有气泡产生: 一段时间后，溶液 无明显变化 该同学欲分析实验Ⅰ和实验Ⅱ的差异，查阅资料: a． b．AgOH 不稳定，极易分解为黑色 Ag2O (I)配制银氨溶液所需的药品是。 (2)经检验，实验Ⅰ的气体中有 NH3,黑色物质中有 Ag2O. ①用湿润的红色石蕊试纸检验 NH3 产生的现象是 。 ②产生 Ag2O 的原因是。 (3)该同学对产生银镜的原因提出瑕设:可能是 NaOH 还原 Ag2O。实验及现象:向 AgNO3 溶液 中加入，出现黑色沉淀;水浴加热，未出现 银镜。 (4)重新假设:在 NaOH 存在下.可能是 NH3， 还原 Ag2O。用右图所示装置进行实验.现象: 出现银镜。在虚线框内画出用生石灰和浓 氨水制取 NH3 的装置简图(夹持仪器略)。 (5) 该 同 学 认 为 在 (4) 的 实 验 中 会 有 Ag(NH3)2OH 生成.由此又提出假设:在 NaOH 存在下，可能是 Ag(NH3)2OH 也参与了 NH3，还原 Ag2O 的反应.进行如下实验: 有部分 Ag2O 溶解在氨水中，该反应的化学方程式是 。验结果证实假设成立，依据的现象是。 用 HNO3,消洗试管壁上的 Ag，该反应的化学方程式是 。 【答案】⑴AgNO3 溶液和氨水(2 分) ⑵①试纸变蓝(1 分) ② 在 NaOH 存 在 下 , 加 热 促 进 NH3 • H2O 分 解 , 逸 出 氨 气 , 促 使 平衡向正向移动,c(Ag+)增大,Ag+与 OH-反 应立即转化为 Ag2O:2OH-+2Ag+=Ag2O↓+H2O(2 分) ⑶过量 NaOH 溶液(2 分) ⑷ (2 分) ⑸①Ag2O+4NH3•H2O=Ag(NH3)2OH+3H2O(2 分) ②与溶液接触的试管壁上析出银镜(2 分) ⑹Ag+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2↑+H2O(2 分) 【解析】（1）实验室实用 AgNO3 溶液和氨水配置银氨溶液。（2）氨气遇湿润的红色石蕊试 纸 会 变 蓝 色 ； 由 于 银 氨 溶 液 中 存 在 如 下 平 衡 ： ，加热会促使 分解，生成物浓度减 小，平衡向右移动，Ag+与氢氧化钠反应生成不稳定的 AgOH，AgOH 分解为黑色 Ag2O。（3） 既然假设 NaOH 还原 Ag2O，那么溶液中必然要存在 NaOH，所以向 AgNO3 溶液中加入应该加入 过量的 NaOH 溶液，才可能验证假设是否成立。（4）实验室用生石灰和浓氨水制取 NH3 的装 置应该是固液不加热的装置。（5）依据题意 Ag2O 溶解在氨水中应该形成 Ag(NH3)2OH；假 设成立必然会在试管上形成银镜。 62.（2012·全国 II·28）（15 分）溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图 及有关数据如下： 按以下合称 步骤回答问 题： (1)在 a 中加入 15 mL 无水苯和少量铁屑。在 b 中小心加入 4.0 mL 液态溴。向 a 中滴入几滴 溴，有白雾产生，是因为生成了气体。继续滴加至液溴滴完。装置 d 的作用是。 (2)液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯： ①向 a 中加入 10 mL 水，然后过滤除去未反应的铁屑； ②滤液依次用 10 mL 水、8 mL10％的 NaOH 溶液、10 mL 水洗涤。NaOH 溶液洗涤的作用是； ③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。加入氯化钙的目的是 。 (3)经过上述分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为，要进一步提纯，下列操作中必须 的是（填入正确选项前的字母）： A．重结晶 B．过滤 C．蒸馏 D．萃取 (4)在该实验中，a 的容积最适合的是（填入正确选项前的字母）： 苯 溴 溴苯 密 度 /g·cm-3 0.88 3.10 1.50 沸点/℃ 80 59 156 水中溶解度 微溶 微溶 微溶 A．25 mL B．50 mL C．250 mL D．500 mL 【答案】(1) HBr。 吸收 HBr 和 Br2； (2) ②除去 HBr 和未反应的 Br2； ③干燥 (3) 苯； C (4) B 【解析】此题为基础题。学生在学习苯与液溴的反应时，上述问题老师基本上都会讲到，不 知命题人的命题意图是什么？高考化学中学生较为顾忌的实验题反成了拿高分的试题，很怪 异的感觉。 63.（2011·江苏·10）高氯酸铵（NH4ClO4）是复合火箭推进剂的重要成分，实验室可通过 下列反应制取 (1)若 NH4Cl 用氨气和浓盐酸代替，上述反应不需要外界供热就能进行，其原因是。 (2）反应得到的混合溶液中 NH4ClO4 和 NaCl 的质量分数分别为 0.30 和 0.l5（相关物质的 溶解度曲线见图 9）。从混合溶液中获得较多 NH4ClO4 晶体的实验操作依次为（填操作名 称）、干燥。 (3）样品中 NH4ClO4 的含量可用蒸馏法进行测定，蒸馏装置如图 10 所示（加热和仪器固定 装置已略去），实验步骤如下： 步骤 1：按图 10 所示组装仪器，检查装置气密性。 步骤 2：准确称取样品 a g（约 0.5g）于蒸馏烧瓶中，加入约 150mL 水溶解。 步骤 3：准确量取 40.00mL 约 0.1 mol·L－1H2SO4 溶解于锥形瓶中。 步骤 4：经滴液漏斗向蒸馏瓶中加入 20mL3 mol·L－1NaOH 溶液。 步骤 5：加热蒸馏至蒸馏烧瓶中剩余约 100mL 溶液。 步骤 6：用新煮沸过的水冲洗冷凝装置 2～3 次，洗涤液并入锥形瓶中。 步骤 7：向锥形瓶中加入酸碱指示剂，用 c mol·L－1NaOH 标准溶液滴定至终点，消耗 NaOH 标准溶液 V1mL。 步骤 8.将实验步骤 1～7 重复 2 次 ①步骤 3 中，准确量取 40.00mlH2SO4 溶液的玻璃仪器是。 ②步骤 1～7 中确保生成的氨被稀硫酸完全吸收的实验是（填写步骤号）。 ③为获得样品中 NH4ClO4 的含量，还需补充的实验是。 【答案】（1）氨气与浓盐酸反应放出热量（2）蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，冰水洗涤 （3）①酸式滴定管②1、5、6③用 NaOH 标准溶液标定 H 2SO4 溶液的浓度（或不加高氯酸铵 样品，保持其他条件相同，进行蒸馏和滴定实验） 【备考提示】本题以复合火箭推进剂的重要成分制取和分析为背景的综合实验题，涉及理论 分析、阅读理解、读图看图、沉淀制备、沉淀洗涤、含量测定等多方面内容，考查学生对综 合实验处理能力。实验的基本操作、实验仪器的选择、实验误差分析、物质的除杂和检验等 内容依然是高三复习的重点，也是我们能力培养的重要目标之一。 64.（2011·江苏·10）草酸是一种重要的化工产品。实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草 酸的装置如图 14 所示（加热、搅拌和仪器固定装置均已略去）实验过程如下： ①将一定量的淀粉水解液加入三颈瓶中 ②控制反应液温度在 55～60℃条件下，边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸 （65%HNO3 与 98%H2SO4 的质量比为 2：1.5）溶液 ③反应 3h 左右，冷却，抽滤后再重结晶得草酸晶体。 硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应： C6H12O6＋12HNO3→3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2OC6H12O6＋8HNO3→6CO2＋8NO↑＋10H2O 3H2C2O4＋2HNO3→6CO2＋2NO↑＋4H2O (1)检验淀粉是否水解完全所需用的试剂为。 (2)实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产率下降，其原因是。 (3)装置 C 用于尾气吸收，当尾气中 n(NO2):n(NO)＝1：1 时，过量的 NaOH 溶液能将 NOx 全 部吸收，原因是（用化学方程式表示） (4)与用 NaOH 溶液吸收尾气相比较，若用淀粉水解液吸收尾气，其优、缺点是 。 (5)草酸重结晶的减压过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用属于硅酸盐材料的仪器 有。 【分析】这是一道“实验化学”的基础性试题，通过草酸制备，考查学生对化学原理、化学 实验方法的掌握程度，对实验方案的分析评价和运用化学知识解决化学实验中的具体问题的 能力。 【答案】(1) 碘水或 KI-I2 溶液 (2)由于温度过高、硝酸浓度过大，导致 C6H12O6 和 H2C2O4 进一步被氧化 (3)NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O(4)优点：提高 HNO3 利用率缺点：NOx 吸收不完全 (5)布氏漏斗、吸漏瓶 65.（2011·浙江·28）二苯基乙二酮常用作医药中间体及紫外线固化剂，可由二苯基羟乙 酮氧化制得，反应的化学方程式及装置图(部分装置省略)如下： ＋2FeCl3 ＋2FeCl2＋2HCl 在反应装置中，加入原料及溶剂，搅拌下加热回流。反应结束后加热煮沸，冷却后即有二苯 基乙二酮粗产品析出，用 70％乙醇水溶液重结晶提纯。重结晶过程： 加热溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥 请回答下列问题： （1）写出装置图中玻璃仪器的名称：a___________，b____________。 （2）趁热过滤后，滤液冷却结晶。一般情况下，下列哪些因素有利于得到较大的晶体： ____。 A．缓慢冷却溶液 B．溶液浓度较高 C．溶质溶解度较小 D．缓慢蒸发溶剂 如果溶液中发生过饱和现象，可采用__________等方法促进晶体析出。 （3）抽滤所用的滤纸应略_______（填“大于”或“小于”）布氏漏斗内径，将全部小孔盖 住。烧杯中的二苯基乙二酮晶体转入布氏漏斗时，杯壁上往往还粘有少量晶体，需选用液体 C O CH OH C O C O 将杯壁上的晶体冲洗下来后转入布氏漏斗，下列液体最合适的是________。 A．无水乙醇 B．饱和 NaCl 溶液 C．70％乙醇水溶液 D．滤液 （4）上述重结晶过程中的哪一步操作除去了不溶性杂质：___________。 （5）某同学采用薄层色谱(原理和操作与纸层析类同)跟踪反应进程，分别在反应开始、回 流 15min、30min、45min 和 60min 时，用毛细管取样、点样、薄层色谱展开后的斑点如图所 示。该实验条件下比较合适的回流时间是________。 A．15min B．30min C．45min D．60min 【答案】（1）三颈瓶 球形冷凝器（或冷凝管） （2）AD 用玻璃棒摩擦容器内壁 加入晶种（3）小于 D（4）趁热过滤 C 【解析】（1）熟悉化学实验仪器，特别是有机合成的仪器比较特殊。（2）溶液浓度越高， 溶质溶解度越小，蒸发或冷却越快，结晶越小；过饱和主要是缺乏晶种，用玻璃棒摩擦，加 入晶体或将容器进一步冷却能解决。[（3）抽滤涉及的仪器安装，操作细则颇多，要能实际 规范操作，仔细揣摩，方能掌握。用滤液（即饱和溶液）洗涤容器能减少产品的溶解损失。 （4）趁热过滤除不溶物，冷却结晶，抽滤除可溶杂质。（5）对照反应开始斑点，下面斑点 为反应物，上面为生成物，45min 反应物基本无剩余。 66.（2011·安徽·27）MnO2 是一种重要的无机功能材料，粗 MnO2 的提纯是工业生产的重要 环节。某研究性学习小组设计了将粗 MnO2（含有较多的 MnO 和 MnCO3）样品转化为纯 MnO2 实 验，其流程如下： （1）第①步加稀 H2SO4 时，粗 MnO2 样品中的（写化学式）转化为可溶性物质。 （2）第②步反应的离子方程式 + ClO3－+ ＝ MnO2+ Cl2↑+ 。 （3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、、、，已知蒸发得到的固体中有 NaClO3 和 NaOH，则一定还有含有（写化学式）。 （4）若粗 MnO2 样品的质量为 12.69g，第①步反应后，经过滤得到 8.7g MnO2，并收集到 0.224LCO2（标准状况下），则在第②步反应中至少需要 mol NaClO3 【答案】（1）MnO 和 MnCO3；（2）5Mn2＋＋2ClO3－＋4H2O=5MnO2＋Cl2↑＋8H＋； （3）酒精灯、蒸发皿、玻璃棒；NaCl；（4）0.02mol。       【解析】本题通过 MnO2 的提纯综合考察了常见的基本实验操作、氧化还原方程式的配平、 产物的判断及有关计算。 （1）MnO2 不溶于硫酸，所以加稀硫酸时样品中的 MnO 和 MnCO3 分别和硫酸反应生成可溶性 的 MnSO4，所以答案是粗 MnO2 样品中的 MnO 和 MnCO3 转化为可溶性物质； （2）MnSO4 要转化为 MnO2，需失去电子，故需要加入 NaClO3 做氧化剂，依据得失电子守恒 可以配平，所以反应的化学方程式是：5MnSO4＋2NaClO3＋4H2O=5MnO2＋Cl2↑＋Na2SO4＋4H2SO4， 因此反应的离子方程式是：5Mn2＋＋2ClO3－＋4H2O=5MnO2＋Cl2↑＋8H＋； （3）第③属于蒸发，所以所需的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒；Cl2 通入热的 NaOH 溶液中一定发生氧化还原反应，且氯气既做氧化剂又做还原剂，NaClO3 属于 氧化产物，因此一定有还原产物 NaCl； （4）由题意知样品中的 MnO 和 MnCO 3 质量为 12.69g－8.7 g＝3.99g。由方程式 H 2SO4＋ MnCO3=MnSO4＋H2O＋CO2↑可知 MnCO3 的物质的量为 0.01mol，质量为 115g/mol×0.01mol ＝ 1.15g，所以 MnO 的质量为 3.99g－1.15g＝2.84g，其物质的量为 ，因 此与稀硫酸反应时共生成 MnSO4 的物质的量为 0.05mol，根据方程式 5MnSO4＋2NaClO3＋ 4H2O=5MnO2＋Cl2↑＋Na2SO4＋4H2SO4，可计算出需要 NaClO3 的物质的量为 0.02mol。 67.（2011·北京·27）甲、乙两同学为探究 SO 2 与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色 BaSO3沉淀，用下图所示装置进行实验（夹持装置和 A 中加热装置已略，气密性已检验） 实验操作和现象： 操作 现象 关闭弹簧夹，滴加一定量浓硫酸，加 热 A 中有白雾生成，铜片表面产生气泡 B 中有气泡冒出，产生大量白色沉淀 C 中产生白色沉淀，液面上方略显浅棕色并逐渐 消失 打开弹簧夹，通入 N2, 停止加热，一段时间后关闭 ___________________ 从 B、C 中分别取少量白色沉淀，加稀 盐酸 均未发现白色沉淀溶解 (1)A 中反应的化学方程式是_________________。 (2)C 中白色沉淀是__________________，该沉淀的生成表明 SO2 具有___________性。 (3)C 中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是_____________________。 mol04.071g/mol 2.84g = (4)分析 B 中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反应，乙认为是白雾参与 反应。○1 为证实各自的观点，在原实验基础上：甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是 _____________;乙在 A、B 间增加洗气瓶 D，D 中盛放的试剂是_____________。 ○2 进行实验，B 中现象： 甲 大量白色沉淀 乙 少量白色沉淀 检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因：______。 (5)合并（4）中两同学的方案进行试验。B 中无沉淀生成，而 C 中产生白色沉淀，由此得出 的结论是_______________。 【答案】（1）2H2SO4(浓)＋Cu C uSO4＋2H2O＋2SO2↑；（2）BaSO4 还原 （3）2NO+O2=2NO2； （4）①通 N2 一段时间，排除装置的空气 饱和的 NaHSO3 溶液 ②甲：SO42－＋Ba2＋=BaSO4↓；乙：2Ba2＋＋2SO2＋O2＋2H2O=2BaSO4＋4H＋；白雾的量要远多 于装置中氧气的量 （5）SO2 与可溶性钡的强酸盐不能反应生成 BaSO3沉淀 【解析】（1）浓硫酸具有强氧化性，在加热时可以氧化单质铜，生成硫酸铜、二氧化硫和 水，方程式为 2H2SO4(浓)＋Cu CuSO4＋2H2O＋2SO2↑； （2）SO2 溶于水显酸性，而在酸性条件下 NO3－具有氧化性可将 SO2 氧化成硫酸，从而生成既 不溶于水也不溶于酸的硫酸钡沉淀，这说明 SO2 具有还原性；而 NO3－被还原成 NO 气体，由 于试剂瓶中的空气将 NO 氧化成 NO2，因此会出现浅棕色气体，方程式为 2NO+O2=2NO2； （3）见解析（2） （4）①要排除空气参与反应，可在反应之前先通入氮气一段时间，将装置中的空气排出； 由于铜和浓硫酸反应放热，因此产生的白雾中含有硫酸，为防止硫酸干扰后面的反应，需要 饱和的 NaHSO3 溶液除去二氧化硫中混有的硫酸杂质；②甲仅仅是排除了空气，但并没有除 去二氧化硫中混有的硫酸，因此会产生大量沉淀，方程式为 SO42－＋Ba2＋=BaSO4↓；而乙虽 然排除了二氧化硫中混有的硫酸，但没有排尽空气，由于在溶液中空气可氧化二氧化硫生成 硫酸，所以也会生成硫酸钡沉淀，方程式为 2Ba2＋＋2SO2＋O2＋2H2O=2BaSO4＋4H＋。但由于 白雾的量要远多于装置中氧气的量，所以产生的沉淀少。 （5）通过以上分析不难得出 SO2 与可溶性钡的强酸盐不能反应生成白色 BaSO3沉淀。 68.（2011·天津·20）某研究性学习小组为合成 1-丁醇，查阅资料得知一条合成路线： CO 的制备原理：HCOOH CO↑+H2O，并设计出原料气的制备装置（如下图） △ △ 浓硫酸 △ 请填写下列空白： （1）实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、 丙烯。写出化学方程式： ，。 （2）若用以上装置制备干燥纯净的 CO，装置中 a 和 b 的作用分别是，； C 和 d 中承装的试剂分别是，。若用以上装置制备 H2， 气体发生装置中必需的玻璃仪器名 称是 ；在虚线框内画出收集干燥 H2 的装置图。 （3）制丙烯时，还产生少量 SO2、CO2 及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合 气体通过试剂的顺序是_________（填序号） ①饱和 Na2SO3 溶液 ②酸性 KMnO4 溶液 ③石灰水④无水 CuSO4 ⑤品红溶液 （4）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率， 你认为应该采用的适宜反应条件是______________。 a. 低温、高压、催化剂 b. 适当的温度、高压、催化剂 c. 常温、常压、催化剂 d. 适当的温度、常压、催化剂 （5）正丁醛经催化剂加氢得到含少量正丁醛的 1—丁醇粗品，为纯化 1—丁醇，该小组查阅 文献得知：①R—CHO+NaHSO3（饱和）→RCH(OH)SO3Na↓；②沸点：乙醚 34℃，1—丁醇 118 ℃，并设计出如下提纯路线： 试剂 1 为_________，操作 1 为________，操作 2 为_______，操作 3 为_______。 【答案】（1）Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑；(CH3)2CHOH CH2＝CHCH3↑+H2O； （2）恒压 防倒吸 NaOH 溶液 浓硫酸 分液漏斗 蒸馏烧瓶 （3）④⑤①②③（或④⑤①③②）；（4）b（5）饱和 NaHSO3 溶液 过滤 萃取 蒸馏 催化剂 △ 【解析】（1）氢气可用活泼金属锌与非氧化性酸盐酸通过置换反应制备，氧化性酸如硝酸 和浓硫酸与锌反应不能产生氢气，方程式为 Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑；2-丙醇通过消去反应即 到达丙烯，方程式为： (CH3)2CHOH CH2＝CHCH3↑+H2O； （2）甲酸在浓硫酸的作用下通过加热脱水即生成 CO，由于甲酸易挥发，产生的 CO 中必然 会混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用 NaOH 溶液吸收甲酸。又因为甲酸易 溶于水，所以必需防止液体倒流，即 b 的作用是防止倒吸，最后通过浓硫酸干燥 CO。为了 使产生的气体能顺利的从发生装置中排出，就必需保持压强一致，因此 a 的作用是保持恒压； 若用以上装置制备氢气，就不再需要加热，所以此时发生装置中的玻璃仪器名称是分液漏斗 和蒸馏烧瓶；氢气密度小于空气的，因此要收集干燥的氢气，就只能用向下排空气法，而不 能用排水法收集； （3）检验丙烯可以用酸性 KMnO4 溶液，检验 SO2 可以用酸性 KMnO4 溶液褪色、品红溶液或石 灰水，检验 CO2 可以石灰水，检验水蒸气可以无水 CuSO4，所以在检验这四种气体必需考虑 试剂的选择和顺序。只要通过溶液，就会产生水蒸气，因此先检验水蒸气；然后检验 SO2 并 在检验之后除去 SO2，除 SO2 可以用饱和 Na2SO3 溶液，最后检验 CO2 和丙烯，因此顺序为④ ⑤①②③（或④⑤①③②）； （4）由于反应是一个体积减小的可逆反应，所以采用高压，有利于增大反应速率和提高原 料气的转化率；正向反应是放热反应，虽然低温有利于提高原料气的转化率，但不利于增大 反应速率，因此要采用适当的温度；催化剂不能提高原料气的转化率，但有利于增大反应速 率，缩短到达平衡所需要的时间，故正确所选项是 b； （5）粗品中含有正丁醛，根据所给的信息利用饱和 NaHSO3 溶液形成沉淀，然后通过过滤即 可除去；由于饱和 NaHSO3 溶液是过量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的 1—丁醇。因 为 1—丁醇，和乙醚的沸点相差很大，因此可以利用蒸馏将其分离开。 69.（2011·重庆·21）固态化合物 A 由两种短周期元素组成，可与水发生复分解反应，甲 组同学用题 27 图装置（夹持装置略）对其进行探究实验。 （1）仪器 B 的名称是____________。 （2）试验中，Ⅱ中的试纸变蓝，Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色并有 M 生成，则Ⅲ中的试剂为 _______；Ⅳ发生反应的化学方程式为_______；Ⅴ中的试剂为____________________。 （3）乙组同学进行同样实验，但装置连接顺序为Ⅰ——Ⅲ——Ⅳ——Ⅱ——Ⅴ——Ⅵ，此 时Ⅱ中现象为________，原因是__________________。 （4）经上述反应，2.5g 化合物 A 理论 上可得 0.56L（标准状况）M；则 A 的化学式为 ________。 催化剂 △ 【答案】（1）分液漏斗（2）碱石灰 CuO＋2NH3 3Cu＋3H2O＋N2↑ （3）试纸变蓝 CuO 与氨气反应生成的水和未反应的氨气形成氨水，使试纸变蓝（4）Mg3N2 【解析】本题考察常见仪器的识别、试剂的选择、装置的连接以及有关计算和判断。 （1）由图不难看出 B 是分液漏斗； （2）使干燥红色石蕊试纸变蓝的是碱性气体，中学化学中涉及到的只有氨气，即 A 与水反 应生成氨气，因此 A 中含有 N 元素。Ⅳ中黑色 CuO 粉末逐渐变为红色，说明 CuO 被还原生成 单质铜，因为在高温下氨气可以被氧化生成气体 M，而 M 可用排水法收集，因此 M 为氮气， 反应的方程式为 3CuO＋2NH3 3Cu＋3H2O＋N2↑。氨气在通过 CuO 之前必需进行干燥，干 燥氨气只能用碱石灰，即Ⅲ中的试剂为碱石灰。因为氨气是过量的，因此在收集氮气之前需 要先除去氨气，可用浓硫酸吸收多于的氨气，即Ⅴ中的试剂为浓硫酸。 （3）如果氨气先干燥然后再通过热的 CuO，氧化还原反应照样发生，由于成为有水生成， 因此过量的氨气和水照样会使干燥红色石蕊试纸变蓝。 （4）2.5g 化合物 A 生成氨气的物质的量为 0.025mol，所含 N 原子的质量是 0.025mol× 28g·mol－1＝0.7g，因此另一种元素原子的质量是 2.5g－0.7g＝1.8g。若该元素显+1 价， 则其原子的式量是 ；若该元素显+2 价，则其原子的式量是 ；若该元素显+3 价，则 其原子的式量是 。显然只有第二种情况成立，即该化合物是 Mg3N2。 70.（2011·全国 I·22）氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用 如下装置制备氢化钙。 请回答下列问题： （1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为________(填仪器接口的字母编号) （2）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开 分液漏斗活塞；_________（请按正确的顺序填入下列步骤的标号）。 A.加热反应一段时间 B.收集气体并检验其纯度 C.关闭分液漏斗活塞 D.停止加热，充分冷却 （3）实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚 酞后显红色，该同学据此断，上述实验确有 CaH2 生成。 ① 写出 CaH2 与水反应的化学方程式___________________ ②该同学的判断不正确，原因是_________________ （4）请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象 _____。 △ △ 12305.0 8.1 =× 24305.0 28.1 =× × 3605.0 8.1 = （5）登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是____________。 ①H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l) △H＝-285.8kJ·mol-1； 【答案】（1）→e，f→d，c→j，k（或 k，j）→a；（2）BADC； （3）①CaH2＋2H2O=Ca(OH)2＋H2↑； ②金属钙与水反应也有类似现象； （4）取适量氢化钙，在加热条件下与干燥氧气反应，将反应气相产物通过装有无水硫酸铜 的干燥管，观察到白色变为蓝色；取钙做类似实验，观察不到白色变为蓝色。 （5）氢化钙是固体，携带方便。 【解析】（1）钙属于极活泼的金属，极易与水反应生成氢氧化钙和氢气，而制备的氢气中 会混有水蒸气和氯化氢，所以在与钙化合之前需要除杂和干燥，分别选用试剂是氢氧化钠和 浓硫酸；同时为防止空气中水蒸气进入，最后还需要连接干燥管，所以正确的顺序为：i→ e，f→d，c→j，k（或 k，j）→a； （2）由于多余的氢气需要燃烧反应掉，所以应该先收集一部分气体并检验其纯度，反应结 束后还需要使氢化钙在氢气的氛围中冷却，所以应该最后关闭分液漏斗活塞，因此正确的顺 序为 BADC； （3）氢化钙中 H 显－1 价，极易与水反应生成氢氧化钙和氢气，方程式为：CaH 2＋ 2H2O=Ca(OH)2＋H2↑；因为金属钙与水反应也会生成氢氧化钙和氢气，同样会出现上述现象， 所以该同学的判断不正确。 （4）由于氢化钙中含有氢元素，因此氢化钙的燃烧产物有水，所以可以利于无水硫酸铜进 行检验其燃烧产物。 （5）氢气是气体不方便携带，而氢化钙是固体，便于携带。 71.（2011·海南·23）硫酸亚铁铵[（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体，实验室中常 以废铁屑为原料来制备，其步骤如下： 步骤 1 将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，分离出液体，用水洗净铁屑。 步骤 2 向处理过的铁屑中加入过量的 3mol·L-1H2SO4 溶液，在 60℃左右使其反应到不再产 生气体，趁热过滤，得 FeSO4 溶液。 步骤 3 向所得 FeSO4 溶液中加入饱和（NH4）2SO4 溶液，经过“一系列操作”后得到硫酸亚 铁铵晶体。 请回答下列问题： （1）在步骤 1 的操作中，下列仪器中不必用到的有__________（填仪器编号） ①铁架台 ②燃烧匙 ③锥形瓶 ④广口瓶 ⑤研钵 ⑥ 玻璃棒 ⑦ 酒精灯 （2）在步骤 2 中所加的硫酸必 须过量，其原因是_______； （3）在步骤 3 中，“一系列 操作”依次为______、_______和过滤； （4）本实验制得的硫酸亚铁铵晶体常含有 Fe3+杂质。检验 Fe3+常用的试剂是______，可以 观察到得现象是________。 【答案】（1）②④⑤；（2）抑制亚铁离子的水解和氧化；（3）加热浓缩、冷却结晶； （4）KSCN 溶液，溶液显血红色 【解析】步骤 1 是溶液加热和过滤操作，用不到②④⑤；亚铁离子在加热过程中有水解，因 而要加酸抑制亚铁离子的水解；步骤 3 是抑制亚铁离子的水解下的蒸发与结晶过程； 【思维拓展】实验综合能力考查，本题考查点有溶液加热、过滤、固体溶解、蒸发（防水 解）、结晶等一系列实验。实验综合题不仅仅要考查操作方面的内容，也考查一些理论知识 在实验过程中的运用，因而实验综合题历来是高考中的难点。操作要点在平时复习中注意积 累，分析过程中可能要注意的问题，要紧扣实验目的，多方面考虑，才可确保万无一失。 72.（2011·全国 II·29）（15 分）（注意：在试题卷上作答无效） (1）下图是用 KMnO4 与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。 装置 B、C、D 的作用分别是： B___________；C___________；D___________； (2）在实验室欲制取适量 NO 气体。 ①下图中最适合完成该实验的简易装置是_________（填序号）； ②根据所选的装置完成下表（不需要的可不填）： 应加入的物质 所起的作用 A B C D ③简单描述应观察到的实验现象______________________________________________。 【答案】(1)向上排气收集氯气 安全作用，防止 D 中的液体倒吸进入集气管 B 中 吸 收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境 (2)①I ② 应加入的物质 所起的作用 A 铜屑和稀硝酸 发生 NO 气体 B 水 排水收集 NO 气体 C 主要是接收 B 中排出的水 ③反应开始时，A 中铜表面出现无色小气泡，反应速率逐渐加快；A 管 上部空间由无色逐渐 变为浅棕红色，随反应的进行又逐渐变为无色；A 中的液体由无色变为浅蓝色；B 中的水面 逐渐下降，B 管中的水逐渐流入烧杯 C 中。 73.（2011·四川·28） 三草酸合铁酸钾晶体（K3[Fe(C2O4)3]·xH2O）是一种光敏材料，在 110℃可完全失去结晶水。 为测定该晶体中铁的含量和结晶水的含量，某实验小组做了如下实验： （1）铁含量的测定 步骤一：称量 5.00g 三草酸合铁酸钾晶体，配制成 250ml 溶液。 步骤二：取所配溶液 25.00ml 于锥形瓶中，加稀 H2SO4 酸化，滴加 KMnO4 溶液至草酸根恰好 全部氧化成二氧化碳，同时，MnO4-被还原成 Mn2+。向反应后的溶液中加入一小匙锌粉，加 热至黄色刚好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时，溶液仍呈 酸性。 步骤三：用 0.010mol/L KMnO4 溶液滴定步骤二所得溶液至终点，消耗 KMnO4 溶液 20.02ml， 滴定中 MnO4-，被还原成 Mn2+ 。 重复步骤二、步骤三操作，滴定消耗 0.010mol/L KMnO4 溶液 19.98ml 请回答下列问题： （1）①配制三草酸合铁酸钾溶液的操作步骤依次是：称量、_______、转移、洗涤并转移、 ________摇匀。 ②加入锌粉的目的是________。 A B C D NaOH 溶液 A B C A B C DA B CDA B CI Ⅱ Ⅲ Ⅳ ③写出步骤三中发生反应的离子方程式________。 ④实验测得该晶体中铁的质量分数为__________。在步骤二中，若加入的 KMnO4 的溶液的量 不够，则测得的铁含量__________。（选填“偏低”“偏高”“不变”） （2）结晶水的测定 将坩埚洗净，烘干至恒重，记录质量；在坩埚中加入研细的三草酸合铁酸钾晶体，称量并记 录质量；加热至 110℃，恒温一段时间，置于空气中冷却，称量并记录质量；计算结晶水含 量。请纠正实验过程中的两处错误；_________;_____ ____。 【答案】（1）①溶解 定容②将 Fe3＋还原成 Fe2＋ ③5Fe2+＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ④11.20%或 0.112 偏高 （2）加热后在干燥器中冷却，对盛有样品的坩埚进行多次加热，干燥器中冷却、称量并记 录质量，直至称量质量几乎相等。 74.（2011·上海·27）CuSO 4 ·5H2O 是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是 CuSO4·5H2O 的实验室制备流程图。 根据题意完成下列填空： （1）向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸，在铜粉溶解时可以观察到的实验现象：、。 （2）如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，则制得的 CuSO4·5H2O 中可能存在的杂质是，除 去这种杂质的实验操作称为。 （3）已知：CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+ Na2SO4 称取 0.1000 g 提纯后的 CuSO4·5H2O 试样于锥形瓶中，加入 0.1000 mol/L 氢氧化钠溶液 28.00 mL，反应完全后，过量的氢氧化钠用 0.1000 mol/L 盐酸滴定至终点，耗用盐酸 20.16 mL，则 0.1000 g 该试样中含 CuSO4·5H2O g。 （4）上述滴定中，滴定管在注入盐酸之前，先用蒸馏水洗净，再用。 在滴定中，准确读数应该是滴定管上蓝线所对应的刻度。 （5）如果采用重量 法测定 CuSO4·5H2O 的含量，完成下列步骤： ①②加水溶解③加氯化钡溶液，沉淀④过滤（其余步骤省略） 在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其操作是 （6）如果 1.040 g 提纯后的试样中含 CuSO4·5H2O 的准确值为 1.015 g，而实验测定结果是 l.000 g 测定的相对误差为。 【答案】（1）溶液呈蓝色，有红棕色气体生成（2）Cu(NO3)2 重结晶（3）0.0980 （4）标准盐酸溶液润洗 2～3 次 粗细交界点 （5）称取样品 在上层清液中继续滴加加氯化钡溶液，观察有无沉淀产生 （6）－1.5%（－1.48%） 75.（2011·福建·25）化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含 量进行以下探究： 查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成。 Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验 取适量牙膏样品，加水成分搅拌、过滤。 （1）往滤渣中加入过量 NaOH 溶液，过滤。氢氧化铝与 NaOH 溶液反应的离子方程式是 _______。 （2）往（1）所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察到的现象是 ________。 Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定 利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定 C 中生成的 BaCO3 沉 淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。 依据实验过程回答下列问题： （3）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌 B、C 中的反应物外，还有： ______。 （4）C 中反应生成 BaCO3 的化学方程式是________________________________。 （5）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是_____________（填标号）。 a.在加入盐酸之前，应排净装置内的 CO2 气体 b.滴加盐酸不宜过快 c.在 A—B 之间增添盛有浓硫酸的洗气装置 d.在 B—C 之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置 （6）实验中准确称取 8.00g 样品三份，进行三次测定，测得 BaCO3 平均质量为 3.94g 。则 样品中碳酸钙的质量分数为_________。 （7）有人认为不必测定 C 中生成的 BaCO3 质量，只要测定装置 C 在吸收 CO2 前后的质量差， 一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是_____。 【答案】（1）Al(OH)3＋OH－＝[Al(OH)4]－或 Al(OH)3 ＋OH－＝AlO2－＋2H2O （2）通入 CO2 气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体生成、沉淀溶解； （3）把生成的 CO2 气体全部排入 C 中，使之完全被 Ba(OH)2 溶液吸收 （4）CO2＋Ba(OH)2＝BaCO3↓＋H2O（5）c、d（6）25% （7）B 中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置 C 中（或其他合理答案）[来 【解析】（1）氢氧化铝与 NaOH 溶液反应的离子方程式书写，要求基础。 Al(OH)3＋OH－＝[Al(OH)4]－或 Al(OH)3 ＋OH－＝AlO2－＋2H2O （2）生成的是 NaAlO2 溶液，通入 CO2 气体有 Al(OH)3 白色沉淀生成，并且生成 NaHCO3，加 入盐酸有 CO2 气体产生、Al(OH)3 沉淀溶解。学生完整描述实验现象要比较扎实的基本功。 （3）实验过程中需持续缓缓通入空气，把生成的 CO2 全部排入 C 中，使之完全被 Ba(OH)2 溶 液吸收。这样设问学生经常接触。 （4）CO2＋Ba(OH)2＝BaCO3↓＋H2O，基础简单的方程式书写。 （5）在加入盐酸之前，应排净装置内的 CO2 气体，会影响测量，滴加盐酸不宜过快，保证 生成的 CO2 完全被吸收。在 A—B 之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，因为整个装置中不需要 干燥，有水份不会影响 CO2 吸收。在 B—C 之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，C 瓶 中是足量 Ba(OH)2，可以吸收 CO2 中的 HCl，而不影响 CO2 吸收，所以不需要除去 CO2 中的 HCl，选 cd。 （6）BaCO3 质量为 3.94g ，n(BaCO3)=0.0200mol， 则 n(CaCO3)=0.0200mol，质量为 2.00g， 则样品中碳酸钙的质量分数为 25%。此问计算比较简单。 （7）Ba(OH)2 溶液还吸收了水蒸气、氯化氢气体等，造成质量偏大，所以可以回答 B 中的水 蒸气、氯化氢气体等进入装置 C 中。 本题取材牙膏摩擦剂的探究实验，其中第（5）（7）小问出的不错，第（5）小问考查影响 实验准确度的因素探讨，对学生的能力有较高的要求。第（7）小问设置有台阶，降低了难 度，若将“结果明显偏高增加”设置成填空可能会更好。 76.（2011·广东·33）某同学进行实验研究时，欲配制 1.0mol•L-1Ba(OH)2 溶液，但只找到 在空气中暴露已久的 Ba(OH)2·8H2O 试剂（化学式量：315）。在室温下配制溶液时发现所 取试剂在水中仅部分溶解，烧杯中存在大量未溶物。为探究原因，该同学查得 Ba(OH)2·8H2O 在 283K、293K 和 303K 时的溶解度（g/100g H2O）分别为 2.5、3.9 和 5.6。 （1）烧杯中未溶物可能仅为 BaCO3，理由是。 （2）假设试剂由大量 Ba(OH)2·8H2O 和少量 BaCO3 组成，设计实验方案，进行成分检验。在 答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。（不考虑结晶水的检验；室温时 BaCO3 饱和溶液 的 pH=9.6） 限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硫酸、NaOH 溶液、澄清石灰水、pH 计、烧杯、试管、带塞导 气管、滴管 实验步骤 预期现象和结论 步骤 1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分 搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀。 步骤 2：取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸。 步骤 3：取适量步骤 1 中的沉淀于是试管中，。 步骤 4： （3）将试剂初步提纯后，准确测定其中 Ba(OH)2·8H2O 的含量。实验如下： ①配制 250ml 约 0.1mol•L-1Ba(OH)2 溶液：准确称取 w 克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏 水，，将溶液转入，洗涤，定 容，摇匀。 ②滴定：准确量取 25.00ml 所配制 B a ( O H ) 2 溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将 （填 “0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”）mol•L - 1 盐酸装入 50ml 酸式滴定管，滴定 至终点，记录数据。重复滴定 2 次。平均消耗盐酸 Vml。 ③ 计算 Ba(OH)2·8H2O 的质量分数=（只列出算式，不做运算） （4）室温下，(填“能”或“不能”) 配制 1.0 mol•L-1Ba(OH)2 溶液 【答案】（1）由于 Ba(OH)2·8H2O 与收空气中的 CO2 反，所取试剂大部分已变质为 BaCO3， 未变质的 Ba(OH)2·8H2O 在配制溶液时能全部溶解。 （2） 实验步骤 预期现象和结论 步骤 1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水， 充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀。 步骤 2：取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸。 出现白色沉淀，说明该 试剂中有 Ba2+存在 步骤 3：取适量步骤 1 中的沉淀于是试管中，滴加稀盐 酸，连接带塞导气管将产生的气体导 入澄清石灰水中。 澄清石灰水变混浊。说 明该试剂中含有 BaCO3 步骤 4：取步骤 1 中的滤液于烧杯中，用 pH 计测定其 pH 值。 PH 值明显大于 9.6，说 明该试剂中含有 Ba(OH)2。 （3）①搅拌溶解 250ml 容量瓶中 ②0.1980③ （4）不能。 【解析】本题考察常见的实验步骤的设计、仪器和试剂的选择、一定物质的量浓度的配制以 及有关计算。 （1）Ba(OH)2 属于强碱，易吸收 空气中的水蒸气和 CO2 形成难溶的 BaCO3 沉淀，因此长时间 暴露在空气中时 Ba(OH)2 就有可能转化为 BaCO3。 （2）Ba(OH)2 易溶于水，所以滤液中含有 Ba2＋，因此滴加稀硫酸使会产生白色沉淀 BaSO4； 要想验证沉淀为 BaCO3，可以利用其能与酸反应产生能使澄清石灰水变浑浊的 CO2 气体；为 进一步证明试剂是是否还有 Ba(OH)2·8H2O，可以取步骤 1 中的滤液，用 pH 计测其 pH 值， 若 pH＞9.6，即证明滤液不是纯 BaCO3 溶液，即证明是由大量 Ba(OH)2·8H2O 和少量 BaCO3 组 %10000.252 315101980.0250 3 ××× ×××× − w V 成，假设成立。 （3）①由于试样中含有难溶性的 BaCO3，因此加水溶解后要过滤，且冷却后在转移到 250ml 容量瓶中； ②B a ( O H ) 2 溶液的浓度约为 0.1mol•L-1，体积是 25ml，由于酸式滴定管的容量是 50ml，因 此盐酸的浓度至少应该是 0.1 mol•L-1 的，若盐酸的浓度过大，反应过快，不利于控制滴定 终点，所以选择 0.1980 mol•L-1 的盐酸最恰当。 ③消耗盐酸的物质的量是 0.1980×V×10－3mol，所以 25.00ml 溶液中含有 B a ( O H ) 2 的物 质 的 量 是 ， 所 以 w 克 试 样 中 B a ( O H ) 2 的 质 量 是 ， 故 Ba(OH)2 · 8H2O 的 质 量 分 数 = 。 （4）若配制 1L1.0 mol•L-1Ba(OH)2 溶液，则溶液中溶解的 Ba(OH)2·8H2O 的质量是 315g， 所以此时的溶解度约是 g/100g H2O，而在常温下 Ba(OH)2·8H2O 是 3.9 g/100g H2O，显然不可能配制出 1.0 mol•L-1Ba(OH)2 溶液。 77.（2011·山东·30）实验室以含有 Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO42－、Br－等离子的卤水为主要 原料制备无水 CaCl2 和 Br2，流程如下： （1）操作Ⅰ使用的试剂是，所用主要仪器的名称是 。 （2）加入溶液 W 的目的是。用 CaO 调节溶液 Y 的 pH，可以除去 Mg2＋。由表中数据可知，理 论上可选择 pH 最大范围是 。酸化溶液 Z 时，使用的试剂为 。 开始沉淀时的 pH 沉淀完全时的 pH Mg2 ＋ 9.6 11.0 Ca2 ＋ 12.2[ c(OH－)＝1.8mol·L －1 (3)实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集 CO2 气体，下列装置中合理的是。 molV 2 101980.0 3−×× gV 31525 250 2 101980.0 3 ×××× − %10000.252 315101980.0250 3 ××× ×××× − w V 5.311001000 315 =× （4）常温下，H 2SO3 的电离常数 ， ，H2CO3 的电 离常数 ， 。某同学设计实验验证 H2SO3 酸性强于 H2CO3：将 SO2 和 CO2 气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测两溶液的 pH，若前者的 pH 小于后者，则 H2SO3 酸性强于 H2CO3。该实验设计不正确，错误在于。 设计 合理实验验证 2SO3 酸性强于 H2CO3（简要说明实验步骤、现象和结论）。。仪器器自选。 供选的试剂：CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、KMnO4、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性 KMnO4 溶液、品红溶液、pH 试纸。 【答案】（1）四氯化碳；分液漏斗（2）除去溶液中的 SO42－；11.0≤pH＜12.2；盐酸 （3）b、d（4）用于比较 pH 的两种酸的物质的量浓度不相等；参考方案如下： 方案一：配制相同物质的量浓度的 NaHSO3 和 NaHCO3 溶液，用酸度计(或 pH 试纸)测两溶液的 pH。前者的 pH 小于后者，证明 H2SO3 酸性强于 H2CO3。 方案二：将 SO2 气体依次通过 NaHCO3（Na2CO3)溶液、酸性 KMnO4 溶液、品红溶液、澄清石灰 水。品红溶液不褪色、且澄清石灰水变混浊，证明 H2SO3 酸性强于 H2CO3。 方案三：将 CO2 气体依次通过 NaHSO3（Na2SO3)溶液、品红溶液。品红溶液不褪色，证明 H2SO3 酸性强于 H2CO3。 【解析】本题主要考察常见的基本实验操作、仪器的使用、离子的除杂和实验方案设计，综 合性强。 （1）氯气具有强氧化性，通入氯气后可以将溶液中的 Br－氧化溴单质，因为单质溴极易溶 于有机溶剂，所以可以采用萃取的方法，萃取的主要仪器是分液漏斗。由流程图可知单质溴 在下层，因此该有机溶剂的密度要比水的大且不溶于水，所以该试剂是 CCl4； （2）由于 SO42－会与 Ca2＋结合形成微溶性的硫酸钙而影响氯化钙的制备，因此必需除去； 由表中数据可知 pH 大于 11 时 Mg2＋沉淀完全，pH 大于 12.2 时，Ca2＋开始沉淀，所以理论上 可选择 pH 最大范围是 11.0≤pH＜12.2；因为不能引入新的杂质，所以酸化溶液 Z 时，使用 的试剂应该为盐酸。 （3）实验室制取 CO2 的特点是固体和液体反应且不需要加热，由于盐酸易挥发，因此在收 集之前需要出去挥发出 HCl 气体，因为 CO2 的密度大于空气中的，所以采用向上排空气发收 集 CO2 气体。若采用长颈漏斗时，长颈漏斗的下端必需插入到溶液中，以防止 CO2 气体从长 颈漏斗中挥发出来，因此选项 b、d 正确。 （4）H2SO3 和 H2CO3 均属于二元酸，要想通过比较二者的 pH 来验证二者的酸性强弱，必需使 二者的浓度相同，但是 SO2 和 CO2 气体溶于水后的饱和溶液其浓度显然不相等（因为二者的 溶解度不同），所以该实验设计不正确；要检验酸性强弱，可以采用多种方法，例如利用水 解原理（酸越弱相应的强碱盐就越易水解），也可以利用较强的酸制取较弱的酸来检验。由 于 SO2 和 CO2 气体均可以使饱和石灰水编混浊，所以 CO2 气体在通入饱和石灰水之前必需除 去 CO2 气体中混有的 SO2 气体。 2 1 1.2 10aK −= × 3 2 6.3 10aK −= × 7 1 4.5 10aK −= × 11 2 4.7 10aK −= × 78.（2010·全国 I·29）请设计 CO2 在高温下与木炭反应生成 CO 的实验。 (1)在下面方框中，A 表示有长颈漏斗和锥形瓶组成的气体发生器，请在答题卡上的 A 后完 成该反应的实验装置示意图(夹持装置,连接胶管及尾气处理不分不必画出，需要加热的仪器 下方用△标出)，按气流方向在每件仪器下方标出字母 B、C……；其他可选用的仪器(数量 不限)简易表示如下： (2)根据方框中的装置图，在答题卡上填写该表 (3)有人对气体发生器作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管 中。改进后的优点是； (4)验证 CO 的方法是。 【答案】 (3)可以通过控制加酸的量，来控制气体产生的快慢；同时小试管中充满盐酸，可以起到液 封的作用，防止反应剧烈时气体经漏斗冲出 (4)点燃气体，火焰呈蓝色，再用一个内壁附着有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上，烧杯内壁 的石灰水变浑浊 【解析】（1）这里与一般的物质制备思路是一致的，思路是先制备 CO2，再净化除杂，干 燥，接着再与 C 在高温下反应制 CO，再除去未反应完的 CO2，我们这里只需要画装置简图即 可，这是自 1998 年高考科研测试首次出现，至今高考终于再现了！（见答案） （2）与 2009 年 27 题相似这在今年的训练题中比较流行，如湖北省部分重点中学联考，黄 冈中学模拟题等均再现了，不难学生能够作答和得分（见答案） （3）这在以前题目中出现了多次，一般学生能答对 仪器符号 仪器中所加物质 作用 A 石灰石、稀盐酸 石灰石与盐酸生成 CO2 （4）此问答案很多可以点燃，看火焰看产物；也可以 E 后面再接个灼热 CuO 的玻璃管后面 再接个放澄清石灰水的洗气瓶,看玻璃管和石灰水的现象；也可应直接用 PdCl2 溶液等 【命题意图】实验综合能力考查，主要考查实验方案的设计，仪器的组装，装置图的绘制， 试剂的合理选择，装置的改进及评价，物质的的检验等 【点评】前面已经说过本题与 2009 年的 27 题思路一致，不过能力要求更高，学生最不会就 是这种设计型的实验，去年的是个雏形，改革不彻底，实验原理早在前些年高考里面考过两 次，并且学生都能动笔！今年提供的题目原理并不复杂，思路显然不唯一，因而提供的参考 答案并不完美，例如（1）E 后面再连接其他算不算错？（2）E 中吸收 CO2 用澄清石灰石似 乎不合理（考过多遍，浓度低，效果差，应用 NaOH 之类强碱），考生用用其他得不得分？ （4）检验 CO 超纲，且答案不唯一，学生用其他合理答案能否得分？这些都是大家所关注的， 希望能够引起命题人的注意，不要人为的制造不公平，一些优秀考生反而不能得分！ 79.（2010·天津·28）（18 分）纳米 TiO 2 在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛 的应用。制备纳米 TiO2 的方法之一是 TiCl4 水解生成 TiO2·x H 2 O ，经过滤、水洗除去其中 的 Cl，再烘干、焙烧除去水分得到粉体 TiO2 。用现代分析仪器测定 TiO2 粒子的大小。用氧 化还原滴定法测定 TiO2 的质量分数：一定条件下，将 TiO2 溶解并还原为 Ti3+ ，再以 KSCN 溶液作指示剂，用 NH4Fe(SO4)2 标准溶液滴定 Ti3+至全部生成 Ti4+。 请回答下列问题： ⑴ TiCl4 水解生成 TiO2·x H 2 O 的化学方程式为_______________________________。 ⑵ 检验 TiO2·x H 2 O 中 Cl－是否被除净的方法是______________________________。 ⑶ 下列可用于测定 TiO2 粒子大小的方法是_____________________（填字母代号）。 a．核磁共振法 b．红外光谱法 c．质谱法 d．透射电子显微镜法 ⑷ 配制 NH4Fe(SO4)2 标准溶液时，加入一定量 H 2 S O 4 的原因是_________________；使用的 仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量简外，还需要下图中的_____（填字母代号）。 a b c d e ⑸ 滴定终点的现象是___________________________________________________。 ⑹ 滴定分析时，称取 TiO2（摩尔质量为 M g·mol－1）试样 w g，消耗 c mol·L－1 NH4Fe(SO4)2 标准溶液 V mL，则 TiO2 质量分数表达式为_________________________。 ⑺ 判断下列操作对 TiO2 质量分数测定结果的影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”） ① 若在配制标准溶液过程中，烧杯中的 NH4Fe(SO4)2 溶液有少量溅出，使测定结果_________。 ② 若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，使测定结果_________。 【答案】(1) TiCl4+(2+x) H2O TiO2·xH2O+4HCl (2)取少量水洗液，滴加 AgNO3 溶液，不产生白色沉淀，说明 Cl-已除净。 (3)d(4)抑制 NH4Fe(SO4)2 水解 a c(5)溶液变成红色(6) (7)偏高 偏低 【解析】本题是围绕化学实验设计的综合性试题，主要考点有：化学方程式配平、沉淀的洗 涤、颗粒大小的测量方法，和溶液的配制、滴定操作及误差分析，质量分数的计算等。(1) 设 TiCl4 的系数为 1，根据元素守恒，TiO2·xH2O 的系数为 1，HCl 的系数为 4；再根据 O 元 素守恒，可知 H2O 的系数为(2+x)。 (2)检验沉淀是否洗净的方法是，取少量洗涤液，检验溶液中溶解的离子是否还存在。 (3)核磁共振谱用于测有机物中含有多少种氢原子；红外光谱分析有机物含有何种化学键 和官能团；质谱法常用于测有机物相对分子质量；透射电子显微镜可以观察到微粒的大小。 (4)NH4Fe(SO4)2 易水解，故需加入一定量的稀硫酸抑制水解；配制一定物质的量浓度的溶液， 还需要容量瓶和胶头滴管。 (5)因为是用 KSCN 作指示剂，终点时 NH4Fe(SO4)2 不再反应，生成血红色的 Fe(SCN)3。 (6)根据得失电子守恒，有：1Ti3+～1Fe3+,故 n(Fe3+)= n(Ti3+)= n(TiO2)=cV×10-3mol，其质 量分数为 。 (7)NH4Fe(SO4)2 溶液溅出，其物质的量浓度减小，消耗的体积增大，百分含量偏大；若终点 俯视滴定管，读取的体积比实际消耗的体积偏小，质量分数偏小。 80.（2010·山东·30）（16）聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为 ， 广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量 FeS、SiO2 等） 制备聚铁和绿矾（FeSO4·7H2O ）过程如下： （1）验证固体 W 焙烧后产生的气体含有 SO2 的方法是_____。 （2）实验室制备、收集干燥的 SO2 ，所需仪器如下。装置 A 产生 SO2 ，按气流方向连接各 仪器接口，顺序为 a f 装置 D 的作用是_____，装置 E 中 NaOH 溶液的作用是 ______。 （3）制备绿矾时，向溶液 X 中加入过量_____，充分反应后，经_______操作得到溶液 Y， 再经浓缩，结晶等步骤得到绿矾。 （4）溶液 Z 的 pH 影响聚铁中铁的质量分数，用 pH 试纸测定溶液 pH 的操作方法为______。 若溶液 Z 的 pH 偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏_______。 【答案】(1)将气体通入品红溶液中，如品红褪色，加热后又变红，证明有 SO2。 w cVM 310−× 2 4 3 0.5( ) ( )n n mFe OH SO −[ ] → → → → → (2)d e b c；安全瓶，防止倒吸；尾气处理，防止污染（3）铁粉 过滤 （4）将试纸放到表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点到试纸的中央，然后跟标准比色卡对比。 低 【解析】(1)检验 SO2 的方法一般是：将气体通入品红溶液中，如品红褪色，加热后又变红。 (2)收集干燥的 SO2，应先干燥，再收集(SO2 密度比空气的大，要从 b 口进气)，最后进行尾 气处理；因为 SO2 易与 NaOH 反应，故Ｄ的作用是安全瓶，防止倒吸。 (3)因为在烧渣中加入了硫酸和足量氧气，故溶液 Y 中含有 Fe3+，故应先加入过量的铁粉， 然后过滤除去剩余的铁粉。 (4)用 pH 试纸测定溶液 pH 的操作为：将试纸放到表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点到试纸 的中央，然后跟标准比色卡对比。 Fe(OH)3 的含铁量比 Fe2(SO4)3 高，若溶液 Z 的 pH 偏小，则生成的聚铁中 OH-的含量减少，SO42- 的含量增多，使铁的含量减少。 81.（2010·安徽·27）（14 分）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题： 某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源 回收研究，设计实验流程如下： （1）第②步反应得到的沉淀 X 的化学式为。 （2）第③步反应的离子方程式是。 （3）第④步反应后，过滤 Li2CO3 所需的玻璃仪器有。 若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：、。 （ 4 ） 若 废 旧 锂 离 子 电 池 正 极 材 料 含 LiNB2O4 的 质 量 为 18.1 g 第 ③ 步 反 应 中 加 入 20.0mL3.0mol·L-1 的 H2SO4 溶液。定正极材料中的锂经反应③和④完全为 Li2CO3,剩至少有 Na2CO3 参加了反应。 【解析】（1）Al(OH)3(2)4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O (3) 漏斗 玻璃棒 烧杯 ； 滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等（4）5.3 【解析】第一步就是铝溶解在氢氧化钠溶液中 第二步就是偏铝酸钠与二氧化碳生成氢氧化 铝，第三步是氧化还原反应，注意根据第一步反应 LiMn2O4 不溶于水。 第（4）小题计算时要通过计算判断出硫酸过量。 82.（2010·浙江·27）（15 分）一水硫酸四氨合铜（Ⅱ）的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O 是一种重要的染料及农药中间体。某学习小组在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质，设 计的合成路线为： 相关信息如下： ①[Cu(NH3)4]SO4·H2O 在溶液中存在以下电离（解离）过程： [Cu(NH3)4]SO4·H2O＝[Cu(NH3)4]2++ +H2O[Cu(NH3)4]2+ Cu2++4NH3 2 4so − ②（NH4）2SO4 在水中可溶，在乙醇中难溶。 ③[Cu(NH3)4]SO4·H2O 在乙醇·水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线示意图 如下： 请根据以下信息回答下列问题： 图 3 （1）方案 1 的实验步骤为： a. 加热蒸发 b. 冷却结晶 c. 抽滤 d. 洗涤 e. 干燥 ①步骤 1 的抽滤装置如图 3 所示，该装置中的错误之处是；抽滤完毕或中途停止抽滤时，应 先，然后。 ②该方案存在明显缺陷，因为得到的产物晶体中往往含有杂质，产生该杂质的原因是。 （2）方案 2 的实验步骤为： a. 向溶液 C 中加入适量，b.，c. 洗涤，d. 干燥 ①请在上述内填写合适的试剂或操作名称。 ②下列选项中，最适合作为步骤 c 的洗涤液是。 A. 乙醇 B. 蒸馏水 C. 乙醇和水的混合液 D. 饱和硫酸钠溶液 ③步骤 d 不宜采用加热干燥的方法，可能的原因是。 【答案】（1）①漏斗口斜面反转；断开漏斗与安全瓶的连接，关闭水龙头。 ② 含 有 CuSO4 晶 体 杂 质 ； 加 热 蒸 发 时 促 进 了 [Cu(NH3)4]2+ 电 离 产 生 Cu2+ 。 和 [Cu(NH3)4]SO4·H2O 电离产生的硫酸根离子在冷却结晶时析出 CuSO4 晶体杂质。 （2）a.（NH4）2SO4,b.过滤。②A③加热干燥可以导致失去结晶水。 【解析】本题所示的制取过程和课本的银铵溶液的配置过程类似。综合考察了过滤、抽滤实 验、沉淀洗涤与干燥及结晶等实验操作与原理。 （1）①漏斗口斜面反转才正确；先断开漏斗与安全瓶的连接，然后关闭水龙头。 ② 含 有 CuSO4 晶 体 杂 质 ； 加 热 蒸 发 时 促 进 了 [Cu(NH3)4]2+ 电 离 产 生 Cu2+ 。 和 [Cu(NH3)4]SO4·H2O 电离产生的硫酸根离子在冷却结晶时析出 CuSO4 晶体杂质。 （2）a. 向溶液 C 中加入适量（NH4）2SO4, 目的：促使 NH3+H2O NH3H2O NH4++OH 向生成更多 NH3 的方向移动，抑制[Cu(NH3)4]2+ Cu2++4NH3.b.过滤。只要一般的过滤就可以。 抽滤针对含结晶水的化合物不适用。 ②因[Cu(NH3)4]SO4·H2O 在水溶液中可以完全电离，故选择的洗涤剂为 A. 乙醇。 ③加热干燥可以导致失去结晶水。 【教与学提示】实验、化学平衡移动、结晶方式这些内容都是和实验有密切联系的。在高考 复习的教学中尽量还原、复原课本实验，尽量将课本实验综合化是重要的复习思路。 83.（2010·上海·26）CaCO3 广泛存在于自然界，是一种重要的化工原料。大理石主要成 分为 CaCO3，另外有少量的含硫化合物。实验室用大理石和稀盐酸反应制备 CO2 气体。下列 装置可用于 CO2 气体的提纯和干燥。 完成下列填空： 1)用浓盐酸配制 1:1(体积比)的稀盐酸(约 6 mol.L-1)，应选用的仪器是。 a．烧杯 b．玻璃棒 c．量筒 d．容量瓶 2)上述装置中，A 是溶液，NaHCO3 溶液可以吸收。 3)上述装置中，b 物质是。用这个实验得到的气体测定 CO2 的分子量，如果 B 物质失效，测 定结果 (填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)。 4)一次性饭盒中石蜡(高级烷烃)和 CaCO3 在食物中的溶出量是评价饭盒质量的指标之一，测 定溶出量的主要实验步骤设计如下： 剪碎、称重→浸泡溶解→过滤→残渣烘干→冷却、称重→恒重 为了将石蜡和碳酸钙溶出，应选用的试剂是。 a．氯化钠溶液 b．稀醋酸 c．稀硫酸 d 正已烷 5)在溶出量测定实验中，为了获得石蜡和碳酸钙的最大溶出量，应先溶出后溶出。 6)上述测定实验中，连续，说明样品已经恒重。 【答案】1）abc；2）CuSO4 溶液或酸性 KMnO4 溶液；吸收 HCl 气体或吸收酸性气体；3）无 水 CaCl2；偏低；4）bd；5）石蜡；CaCO3；6）两次称量的结果相差不超过（或小于） 0.001g。 【解析】此题考查了溶液的配制、气体的除杂、实验设计和评价、蒸发等化学实验知识。1） 配制一定体积比的溶液时，应选用烧杯、玻璃棒和量筒；2）根据实验所用药品，制得的气 体中可能含有 H2S、HCl 和水蒸气；根据除杂的要求，除去 H2S 是可选用 CuSO4 溶液或酸性 KMnO4 溶液；碳酸氢钠溶液用于吸收 HCl 气体或吸收酸性气体；3）B 物质用于干燥制得的 CO2， 可选用无水 CaCl2；其失效时，会造成测定结果偏低；4）根据实验步骤，为将石蜡和碳酸 钙溶出，可选用稀醋酸溶出碳酸钙、正己烷溶出石蜡；5）由于醋酸中的乙酸也是有机物， 为防止石蜡损失，一般先溶出石蜡再溶出 CaCO3；6）称重时，当两次称量的结果相差不超 过（或小于）0.001g，说明达到恒重。 【知识归纳】此题很好的将化学实验与其他化学知识有机地结合于一体，综合考查学生的能 力和素质；考查知识也是从简单到复杂、从单一到综合。 84.（2010·上海·27）工业生产纯碱的工艺流程示意图如下： 完成下列填空： 1）粗盐水加入沉淀剂 A、B 除杂质（沉淀剂 A 来源于石灰窑厂），写出 A、B 的化学式。 A B 2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为： 取样、 、沉淀、 、 、冷却结晶、 、烘干。 3）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其 原因是。 4）碳酸化后过滤，滤液 D 最主要的成分是（填写化学式），检验这一成分的阴离子的具体 方法是： 。 5）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液 D 加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的 反应的离子方程式为：滤液 D 加石灰水前先要加热，原因是。 6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯 碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：（注明你的表达式中所用的有关符号的含义） 【答案】1）Ca(OH)2 或 CaO；Na2CO3；2）溶解；过滤；蒸发；过滤；3）有晶体析出（或出 现浑浊）；碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大；4）NH4Cl；取样，加硝酸酸化，加硝酸银，有白色 沉淀，该阴离子是氯离子；5）NH4++OH-→NH3↑+H2O；防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀；6） 。 【解析】此题考查了物质的提纯、化学实验基本操作、实验结果的处理等知识。1）沉淀剂 A 源于石灰窑，说明其是生石灰或熟石灰；粗盐中的镁离子和钙离子一般用碳酸钠除去；2） 实验室提纯粗盐的整个操作过程为：取样、溶解、沉淀、过滤、蒸发、冷却结晶、过滤、烘 干几步；3）纯碱生产中碳酸化时，会看到溶液中析出晶体，这是由于碳酸钠的溶解度大于 碳酸氢钠；4）根据操作过程，碳酸后溶液中主要是 NH4Cl；检验其中的氯离子时，要经过 取样，加硝酸酸化，加硝酸银，有白色沉淀，该阴离子是氯离子；5）滤液中主要含有的是 氯化铵，其和石灰水反应时：NH4++OH-→NH3↑+H2O；由于滤液中还含有一定量的碳酸氢钠， 故此加石灰水前先加热，是为防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀；6）假设加热前纯碱的质量 为 m1，加热后的质量为 m2，则加热损失的质量为：m1-m2，则纯碱中碳酸氢钠的质量为：84 （m1-m2）/31；故纯碱中含有的碳酸氢钠的质量分数为： 。 【技巧点拨】解答实验问题时，要首先理清实验目的和实验原理，从实验的安全性、科学性 和简约型入手进行解答。对化学实验数据进行处理时，要注意处理的合理性。 85.（2010·江苏·19）高纯 是制备高性能磁性材料的 主要原料。实验室以 为原料制备少量高纯 的操作 步骤如下：（1）制备 溶液： 在烧瓶中（装置见右图）加入一定量 和水，搅拌，通入 和 混合气体，反应 3h 。停止通入 ，继续反应片刻，过滤 （已知 ）。 ①石灰乳参与反应的化学方程式为。 ②反应过程中，为使 尽可能转化完全，在通入 和 比 例一定、不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有、。 ③若实验中将 换成空气，测得反应液中 、 的浓度随反应时间 t 变化如右图。 导致溶液中 、 浓度变化产生明显差异的原因是。 （2）制备高纯 固体：已知 难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开 3MnCO 2MnO 3MnCO 4MnSO 2MnO 2SO 2N 2SO 2 2 3 4 2MnO H SO MnSO H O+ = + 2SO 2SO 2N 2N 2Mn + 2 4SO − 2Mn + 2 4SO − 3MnCO 3MnCO 始分解； 开始沉淀时 。请补充由（1 ）制得的 溶液制备高纯 的操作步骤[实验中可选用的试剂： 、 、 、 ]。 ①；②；③；④；⑤低于 100℃干燥。 【答案】（1）①Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2O②控制适当的温度 缓慢通入混合气体 ③Mn2+催化 O2 与 H2SO3,反应生成 H2S04 （2）①边搅拌边加入 NaHCO3(Na2CO3),并控制溶液 PH