資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
第04講 綜合實驗題型探究
目錄
01 考情透視·目標導(dǎo)航
02 知識導(dǎo)圖·思維引航
03考點突破·考法探究
考點一 物質(zhì)性質(zhì)探究類綜合實驗
知識點1探究型實驗的常見類型
知識點2探究型實驗的基本程序
考向1 驗證型綜合實驗
考向2 猜想型綜合實驗
考點二 定量測定類綜合實驗
知識點1 定量實驗數(shù)據(jù)的測定方法
知識點2 定量實驗中“數(shù)據(jù)”的采集和處理
考向1 滴定操作型在定量測定實驗中的應(yīng)用
考向2 氣體關(guān)聯(lián)型在定量測定實驗中的應(yīng)用
考點三 有機制備型實驗題
知識點1 有機制備實驗流程
知識點2 解有機綜合題基本策略
考向 有機物的制備
04真題練習(xí)·命題洞見
考點要求 考題統(tǒng)計 考情分析
常見物質(zhì)的制備 2023 湖南卷18題，15分；2023山東卷18題，12分；2023遼寧卷17題，14分；2022山東卷18題，12分；2022全國乙卷27題，14分；2021遼寧卷18題，13分 綜合實驗題是每年考查能力的綜合壓軸題，其綜合性強、難度大，是一道拉分的主要試題。本講試題將以元素化合物知識為依托，以陌生物質(zhì)制備為背景，充分體現(xiàn)了“源于教材，又不拘泥于教材”的命題指導(dǎo)思想，把化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識和基本操作技能準確遷移到類似的實驗中去，題目類型主要有物質(zhì)制備類、實驗探究類、定量測定類等，但并不拘泥于固定的形式，但由于物質(zhì)陌生、設(shè)問巧妙，在解題中，往往讓考生感到“老虎吃天、無從下口”的畏懼感。備考中要注意有機物的涉入，理清關(guān)系，熟記切入點——從安全、環(huán)保、可行、簡約等角度進行評價分析。
化學(xué)實驗條件的控制 2023浙江1月選考20題，10分；2022全國甲卷27題，15分；2022湖北卷18題，14分；2021湖北卷18題，14分
化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價 2023全國甲卷28題，14分；2023北京卷19題，14分；2022湖南卷15題，12分；2022北京卷19題，14分
探究型實驗方案 2023 廣東卷17題，14分；2021廣東卷17題，14分
定量測定實驗 2023全國乙卷26題，14分；2023山東卷18題，12分；2023湖北卷18題，14分；2023浙江6月選考20題，10分；2022山東卷18題，12分；2022廣東卷17題，14分；2022河北卷14題，14分；2021山東卷18題，12分；2021全國甲卷27題，14分
復(fù)習(xí)目標： 1．設(shè)計、評價、改進實驗方案； 2．正確選用實驗裝置； 3．掌握控制實驗條件的方法； 4．預(yù)測或描述實驗現(xiàn)象、分析或處理實驗數(shù)據(jù)、得出合理結(jié)論。
考點一 物質(zhì)性質(zhì)探究類綜合實驗
知識點1 探究型實驗的常見類型
1．對未知產(chǎn)物的探究
通過化學(xué)反應(yīng)原理猜測可能生成哪些物質(zhì)，對這些物質(zhì)逐一進行檢驗來確定究竟含有哪些物質(zhì)。雖然探究型實驗主要考查學(xué)生的探究能力，但在問題中常常包含了對實驗基礎(chǔ)知識的考查。例如：
(1)常見物質(zhì)分離的提純方法：結(jié)晶法、蒸餾法、過濾法、升華法、萃取法、滲析法等。
(2)常見氣體的制備、凈化、干燥、收集等方法。
(3)熟悉重點的操作：氣密性檢查、測量氣體體積、防倒吸、防污染等。
2．物質(zhì)性質(zhì)的探究
(1)在探究過程中往往可以利用對比實驗，即設(shè)置幾組平行實驗來進行對照和比較，從而研究和揭示某種規(guī)律，解釋某種現(xiàn)象形成的原因或證明某種反應(yīng)機理。
(2)無機物、有機物性質(zhì)的探究，必須在牢牢掌握元素化合物知識的基礎(chǔ)上，大膽猜想，細心論證。脫離元素化合物知識，獨立看待實驗問題是不科學(xué)的，只有靈活運用已有的元素化合物知識，才能變探究型實驗為驗證型實驗，使復(fù)雜問題簡單化。
【名師提醒】
1．物質(zhì)氧化性、還原性的判斷。如探究SO2具有還原性的方法是將氣體通入酸性KMnO4溶液中，通過酸性KMnO4溶液褪色或變淺來說明SO2的還原性；驗證Fe3+的氧化性強于I2時，可利用FeCl3與淀粉-KI溶液反應(yīng)，通過溶液變?yōu)樗{色的現(xiàn)象來說明Fe3+的氧化性強于I2。
2．同周期、同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律的驗證，一般通過設(shè)計比較元素金屬性、非金屬性強弱的實驗來完成。如通過比較Mg、Al與同濃度鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的快慢來比較Mg、Al的金屬活動性。
3．電解質(zhì)強弱的判斷。如探究一元酸HA是弱酸的方法是常溫下配制NaA溶液，測其pH，若pH>7，說明HA為弱酸。
4．物質(zhì)酸性強弱的判斷。如探究碳酸和硅酸的酸性強弱，可利用相對強的酸制備相對弱的酸的反應(yīng)原理，將CO2氣體通入Na2SiO3溶液，看是否有白色膠狀沉淀生成來判斷H2CO3與H2SiO3酸性的強弱。
5．鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的規(guī)律探究。可以通過控制鋼鐵是否與空氣接觸、所接觸的電解質(zhì)溶液的酸堿度、鋼鐵在腐蝕過程中體系內(nèi)的氣壓變化等設(shè)計實驗，找出規(guī)律。
知識點2 探究型實驗的基本程序
解答探究型實驗題的基本程序可用以下流程圖表示：
1．提出問題
要提出問題，首先得發(fā)現(xiàn)問題，對題給信息進行對比、質(zhì)疑，通過思考提出值得探究的問題。此外，實驗中出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象也是發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的重要契機。
2．提出猜想
所謂猜想就是根據(jù)已有知識對問題的解決提出的幾種可能的情況。有一些問題，結(jié)論有多種可能(這就是猜想)，只能通過實驗進行驗證。
3．設(shè)計驗證方案
提出猜想后，就要結(jié)合題給條件，設(shè)計出科學(xué)、合理、安全的實驗方案，對可能的情況進行探究。實驗設(shè)計中，關(guān)鍵點是對試劑的選擇和實驗條件的調(diào)控。
4．觀察實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論
考向1 驗證型綜合實驗
【例1】某小組探究鹵素參與的氧化還原反應(yīng)，從電極反應(yīng)角度分析物質(zhì)氧化性和還原性的變化規(guī)律。
(1)濃鹽酸與MnO2混合加熱生成氯氣。氯氣不再逸出時，固液混合物A中仍存在鹽酸和MnO2。
①反應(yīng)的離子方程式是 　。
②電極反應(yīng)：
ⅰ.還原反應(yīng)：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
ⅱ.氧化反應(yīng)： 　。
③根據(jù)電極反應(yīng)，分析A中仍存在鹽酸和MnO2的原因。
ⅰ.隨著c(H+)降低或c(Mn2+)升高，MnO2氧化性減弱。
ⅱ.隨著c(Cl-)降低， 　。
④補充實驗證實③中的分析。
實驗操作 試劑 產(chǎn)物
Ⅰ 較濃H2SO4 有氯氣
Ⅱ a 有氯氣
Ⅲ a+b 無氯氣
a是　　　　，b是　　　　。
(2)利用c(H+)對MnO2氧化性的影響，探究鹵素離子的還原性。相同濃度的KCl、KBr、KI溶液與MnO2反應(yīng)所需的最低c(H+)由大到小的順序是　　　　　　　　，從原子結(jié)構(gòu)角度說明理由：　 　。
(3)根據(jù)(1)中結(jié)論推測：酸性條件下，加入某種化合物可以增強溴的氧化性，將Mn2+氧化為MnO2。經(jīng)實驗證實了推測，該化合物是　　　　　　　　。
(4)Ag分別與1 mol·L-1的鹽酸、氫溴酸和氫碘酸混合，Ag只與氫碘酸發(fā)生置換反應(yīng)，試解釋原因： 　。
(5)總結(jié)：物質(zhì)氧化性和還原性變化的一般規(guī)律是 　。
【思維建模】
【變式訓(xùn)練】某研究性學(xué)習(xí)小組通過下列實驗驗證AgI沉淀的生成會使I2的氧化能力增強而將Fe2+氧化。
回答下列問題：
(1)由AgNO3固體配制50 mL 0.1 mol·L-1的AgNO3溶液，配制好的溶液應(yīng)轉(zhuǎn)移到　　　　　　試劑瓶中保存。
(2)步驟1的實驗現(xiàn)象是　　　　　　；步驟2無明顯現(xiàn)象；步驟3最終的實驗現(xiàn)象是溶液中生成黃色沉淀，　　　　　　　　。由此可知，步驟3反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)某同學(xué)在實驗時漏掉步驟2，直接加入過量AgNO3溶液，也觀察到與步驟3相同的實驗現(xiàn)象。該同學(xué)推測溶液中還有生成，并由此對I2氧化Fe2+的結(jié)論產(chǎn)生了質(zhì)疑。
(4)為了確證AgI的生成使I2的氧化能力增強而將Fe2+氧化，學(xué)習(xí)小組在上述實驗基礎(chǔ)上進行補充實驗：分別取少量的　　　　　　和步驟3試管中的上層清液于試管a和試管b中，往兩支試管中加入過量的　　　　，觀察到的現(xiàn)象為　 　。
考向2 猜想型綜合實驗
【例2】為更好地利用化學(xué)變化中的物質(zhì)變化和能量變化，在化學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中還需要關(guān)注化學(xué)反應(yīng)的快慢和進行程度等。
(1)研究小組向4.5mL1mol·L-1KCl溶液中加入0.50mL0.2mol·L-1 AgNO3溶液，產(chǎn)生AgCl沉淀，靜置，得到AgCl濾液；在AgCl濾液中放入5cm長的鎂條后，立即有無色氣泡產(chǎn)生，氣體可燃，濾液中逐漸出現(xiàn)白色渾濁。
【發(fā)現(xiàn)問題】對比發(fā)現(xiàn)，Mg+AgCl濾液反應(yīng)比Mg+H2O反應(yīng)速率快。研究小組對此實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進行了探究。
【查閱資料】Cl-類體積較小的陰離子，能夠“鉆入” Mg(OH)2膜，達到使其溶解的效果，稱作“離子鉆入效應(yīng)”，
【提出猜想】
猜想一：Cl-鉆入Mg(OH)2膜形成孔徑，增大了Mg和H2O的接觸面積，加快了Mg+H2O的反應(yīng)速率；
猜想二：在“離子鉆入效應(yīng)”基礎(chǔ)上，置換Ag+形成許多微小的Mg-Ag原電池，使Mg+H2O反應(yīng)速率進一步加快。
【實驗設(shè)計】用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，取表面積和質(zhì)量相同的鎂條(5cm)，用濃度分別為1 mol·L-1KCl、0.2 mol·L-1 AgNO3、0.2 mol·L-1 KNO3溶液，按照下表進行系列實驗，若有沉淀，先將沉淀過濾后，將濾液加入裝Mg條的試管，并觀察Mg條表面實驗現(xiàn)象。
實驗序號 V(KCl) V(AgNO3) V(KNO3) V(H2O) 實驗現(xiàn)象
1 / / / 5.00 微小氣泡附著
2 4.50 0.50 / / 大量氣泡放出
3 4.50 / / 0.50 少量氣泡放出
4 a / b / 少量氣泡放出
①根據(jù)表中信息，補充數(shù)據(jù)：a=_______，b=_______。
②由實驗1和實驗3對比可知：有加快Mg+H2O反應(yīng)速率的作用。
③由實驗_______和實驗_______對比可知：Ag+有加快Mg+H2O反應(yīng)速率的作用。
【實驗結(jié)論】猜想一和猜想二成立。
(2)為了進一步證明原電池能加快Mg+H2O+ Cl-體系中Mg+H2O的反應(yīng)速率，研究小組利用數(shù)字化實驗進行了驗證。
【實驗設(shè)計】選取實驗2和實驗4兩個實驗方案，將各實驗Mg條、溶液量等比例放大至30cm，，采集兩個實驗的時間、溫度-時間變化數(shù)據(jù)(先采集約10s時溶液的時間、溫度-時間數(shù)據(jù)，再投入Mg條繼續(xù)采集時間、溫度-時間數(shù)據(jù))。實驗數(shù)據(jù)如圖所示：
④由初始數(shù)據(jù)可知，曲線_______(填“a”或“b”)表示實驗2的pH-時間變化曲線，請你解釋原因_______。
⑤在左右，兩實驗的變化都明顯趨于平緩的原因_______。
⑥“溫度-時間”曲線分析：兩種溶液的初始溫度一致，投入鎂條后，實驗2溫度增幅明顯大于實驗4，說明相同反應(yīng)時間內(nèi)，_______(填“實驗2”或“實驗4”)放熱更多，因此速率更快。
【實驗結(jié)論2】結(jié)合pH-時間、溫度-時間曲線可知，Mg-Ag原電池能加快Mg+H2O+ Cl-體系中Mg+H2O的反應(yīng)速率。
【思維建模】
猜想型實驗題的解題模型
【變式訓(xùn)練】(2024·浙江省杭州學(xué)軍中學(xué)高三調(diào)研考試)某學(xué)習(xí)小組對Cu與HNO3的反應(yīng)進行了研究。
(1)銅與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______。
(2)利用下圖裝置完成Cu與HNO3制取氮氧化物的反應(yīng)。實驗可觀察到裝置B中液面上方為無色氣體，C中液面上為紅棕色氣體。
①盛稀硝酸的儀器名稱_______。
②為排盡整套裝置內(nèi)的空氣，先打開彈簧夾，通入_______(填化學(xué)式)，一段時間后關(guān)閉彈簧夾。
③C中液面上為紅棕色氣體，其原因是_______(用化學(xué)方程式表示)。
(3)下圖是學(xué)習(xí)小組在做銅與硝酸反應(yīng)的實驗時的操作和現(xiàn)象。圖中溶液A遇銅片立即產(chǎn)生氣泡，而相同條件下稀硝酸(溶液B)遇銅片短時間內(nèi)無明顯變化，一段時間后才有少量氣泡產(chǎn)生。分析溶液A的成分后，學(xué)習(xí)小組探究溶液A與銅片能夠立即發(fā)生反應(yīng)的原因。
①假設(shè)1：_______(填化學(xué)式)對該反應(yīng)有催化作用。
實驗驗證：向溶液B中加入少量硝酸銅固體，溶液呈淺藍色，放入銅片，沒有明顯變化。
結(jié)論：假設(shè)1不成立。
②假設(shè)2：NO2對該反應(yīng)有催化作用。
方案1：向放有銅片的溶液B中通入少量NO2，銅片表面立即產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)持續(xù)進行。有同學(xué)認為應(yīng)補充對比實驗：另取一份放有銅片的溶液B，向其中加入數(shù)滴5mol·L—1硝酸，無明顯變化。補充該實驗的目的是_______。
方案2：向A中鼓入N2數(shù)分鐘得溶液C．相同條件下，銅片與A、C溶液的反應(yīng)速率分別為、，當_______。(填“>”、“=”、“＜”)時，實驗?zāi)軌蜃C明假設(shè)2成立。
③經(jīng)檢驗，A溶液中還含有少量亞硝酸HNO2。
設(shè)計實驗證明HNO2也對該反應(yīng)有催化作用。操作和預(yù)期現(xiàn)象是：向含有銅片的B溶液中_______。
最后結(jié)論：NO2和HNO2對銅與硝酸的反應(yīng)都有催化作用。
考點二 定量測定類綜合實驗
知識點1 定量實驗數(shù)據(jù)的測定方法
知識點2 定量實驗中“數(shù)據(jù)”的采集和處理
1．稱量固體質(zhì)量時，中學(xué)一般用托盤天平，可估讀到0.1 g，精確度要求高的實驗中可以用電子天平。
2．測量液體體積時，一般實驗中選用適當規(guī)格的量筒，可估讀到0.1 mL，精確度要求高的定量實驗，如中和滴定中選用滴定管(酸式或堿式)，可估讀到0.01 mL。容量瓶作為精密的定容儀器，用于配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，一般不用于量取液體的體積。
3．氣體除了量取外，還可以稱量。稱氣體的質(zhì)量時一般有兩種方法：一種方法是稱反應(yīng)裝置在放出氣體前后的質(zhì)量減小值;另一種方法是稱吸收裝置前后的質(zhì)量增大值。
4．用pH試紙(測得整數(shù)值)或pH計(精密測量溶液的pH)直接測出溶液的pH，經(jīng)過計算可以得到溶液中H+或OH-的物質(zhì)的量濃度。
5．為了數(shù)據(jù)的準確性，要進行平行實驗，重復(fù)測定。如中和滴定實驗中要平行做2~3次滴定實驗，求算未知溶液的濃度再取平均值，但對于“離群”數(shù)據(jù)(指與其他數(shù)據(jù)有很大差異的數(shù)據(jù))要舍棄，因為數(shù)據(jù)“離群”的原因可能是操作中出現(xiàn)了較大的誤差。
名師提醒】
實驗數(shù)據(jù)處理時的“五看”
一看數(shù)據(jù)是否符合測量儀器的精度特點，如用托盤天平測得的質(zhì)量的精度為0.1 g，若精度值超過了這個范圍，說明所得數(shù)據(jù)是無效的；
二看數(shù)據(jù)是否在誤差允許范圍內(nèi)，若所得的數(shù)據(jù)明顯超出誤差允許范圍，要舍去；
三看反應(yīng)是否完全，是否是過量反應(yīng)物作用下所得的數(shù)據(jù)，只有完全反應(yīng)時所得的數(shù)據(jù)，才能進行有效處理和應(yīng)用；
四看所得數(shù)據(jù)的測試環(huán)境是否一致，特別是氣體體積數(shù)據(jù)，只有在溫度、壓強一致的情況下才能進行比較、運算；
五看數(shù)據(jù)測量過程是否規(guī)范、合理，錯誤和違反測量規(guī)則的數(shù)據(jù)需要舍去。
考向1 滴定操作型在定量測定實驗中的應(yīng)用
【例1】(2024·天津市第七中學(xué)高三模擬)在科研和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，氮、氯、砷(As)、鐵、銅等元素形成的單質(zhì)及其化合物有著廣泛的應(yīng)用。請回答下列問題：
(1)As和N同族，基態(tài)砷原子的價層電子排布式為 。
(2) ClO3-的空間結(jié)構(gòu)名稱為 。
(3)氧化還原滴定原理同中和滴定原理相似，為了測定某未知濃度的NaHSO3溶液的濃度，現(xiàn)用0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液進行滴定，反應(yīng)原理為：5HSO3-+2 MnO4-+H+=2Mn2++3H2O+5SO42-。請回答下列問題：
①用KMnO4進行滴定時，判斷滴定終點的現(xiàn)象是 。
②下列操作會導(dǎo)致測定結(jié)果偏低的是 (填序號)。
A．酸式滴定管水洗后未用待測液潤洗
B．盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過，未用待測液潤洗
C．滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后消失
D．觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視
③根據(jù)下表中測定的實驗數(shù)據(jù)，計算NaHSO3溶液的物質(zhì)的量濃度 (寫出計算過程，結(jié)果保留4位有效數(shù)字)。
實驗編號 待測NaHSO3溶液的體積/mL KMnO4溶液的體積/mL
1 20.00 15.98
2 20.00 17.00
3 20.00 16.02
【變式訓(xùn)練】 (2024·河北滄州高三聯(lián)考)植物可滴定酸度是影響果實風(fēng)味品質(zhì)的重要因素，實驗室用滴定法測定葡萄可滴定酸度(以酒石酸計)。實驗步驟如下：
Ⅰ.配制標準NaOH溶液并標定：用托盤天平稱取mgNaOH固體，配成溶液，并用易于保存的基準物質(zhì)鄰苯二甲酸氫鉀溶液標定，測得標準NaOH溶液的準確濃度為。
Ⅱ.葡萄中有機酸含量的測定：剔除葡萄非可食用部分，切碎混勻，稱取250g放入高速組織搗碎機，并加入等質(zhì)量的水，搗碎1~2min。稱取勻漿50g并用水洗入250mL容量瓶，加水至刻度線。用標準NaOH溶液滴定樣液，計算葡萄可滴定酸度。
已知：①酒石酸是弱酸，結(jié)構(gòu)簡式為。
②酒石酸的電離平衡常數(shù)為Ka1=9.1×10-4，Ka2=4.3×10-5。
回答下列問題：
(1) g。NaOH溶液使用前需標定的原因是 。
(2)酒石酸與足量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為 。
(3)實驗過程中用不到的儀器有 (填標號)，還需要用到的硅酸鹽制品有 。
(4)用標準NaOH溶液滴定樣液的操作步驟為①標準量取樣液，以酚酞為指示劑，用標準NaOH溶液滴定，滴定終點的現(xiàn)象為 ，平行測定三組，平均消耗標準NaOH溶液V1 mL。
②葡萄可滴定酸度(質(zhì)量分數(shù)，以酒石酸計)為 (用含c、V0、V1的代數(shù)式表示)。
考向2 氣體關(guān)聯(lián)型在定量測定實驗中的應(yīng)用
【例2】(2024·浙江省紹興市高三下學(xué)期第二次模擬考試)氫化鈣可作為輕便的氫氣發(fā)生劑，也可用作還原劑、干燥劑。某興趣小組擬選用如下裝置制備氫化鈣。
請回答：
(1)請從圖1中選擇必要的裝置，按氣流方向連接順序為 。(填儀器接口的字母編號，裝置不可重復(fù)使用)
_________→__________，__________→d，__________→__________，k→__________
(2)利用所選裝置進行實驗，步驟如下：①檢查裝置氣密性后，裝入藥品；②打開啟普發(fā)生器活塞；__________(請按正確的順序填入下列步驟的標號)。
A．加熱反應(yīng)一段時間 B．收集氣體并檢驗其純度
C．關(guān)閉啟普發(fā)生器活塞 D．停止加熱，充分冷卻
(3)為驗證實驗確有CaH2生成。某同學(xué)取少量產(chǎn)物，小心加入水中，并滴加酚酞，觀察到有氣泡生成，加入酚酞后溶液顯紅色，該同學(xué)據(jù)此推斷有CaH2生成。該同學(xué)的推斷不正確，原因是 。
(4)某同學(xué)利用圖2裝置測定氫化鈣產(chǎn)品含量。他稱取所制得的氫化鈣樣品(假設(shè)唯一雜質(zhì)是鈣)，實驗前后量氣管中液面讀數(shù)分別為V1 mL、V2 mL。(上述氣體體積均已換算為標準狀況下)
①裝置中導(dǎo)管a的作用是 ， 。
②氫化鈣樣品的純度為 %。
【名師點睛】
定量實驗試題中，如何減小誤差的措施是必考點，常見的措施：
①定量儀器的使用(特別是讀數(shù)，如量氣裝置讀數(shù)時要保證液面相平)；
②減少固體產(chǎn)物的損失或除去雜質(zhì)，如洗滌沉淀以及選用合適的洗滌劑(沉淀完全及如何洗滌沉淀)；
③保證氣體產(chǎn)物全部被吸收，如向裝置中通入足量惰性氣體將氣體產(chǎn)物趕出等；
④沉淀劑的選用，如選用氫氧化鋇效果比選用氫氧化鈣效果好(因為碳酸鋇的相對分子質(zhì)量比碳酸鈣大，稱量誤差對結(jié)果造成影響小)；
⑤防止其他氣體物質(zhì)的干擾，如防止固體產(chǎn)物吸收空氣中的二氧化碳和水等；
⑥恒壓漏斗的使用；
⑦許多實驗中的數(shù)據(jù)處理，都是對多次測定結(jié)果求取平均值，但對于“離群”數(shù)據(jù)(指與其他測定數(shù)據(jù)有很大差異的數(shù)據(jù))要舍棄，因為數(shù)據(jù)離群的原因可能是在操作中出現(xiàn)了較大的失誤。
【變式訓(xùn)練】(2024·浙江省金華市十校高三下學(xué)期模擬考試)半水煤氣(含有、N2、H2、H2O，以及少量的H2S、CO2和O2)經(jīng)提純后可獲得工業(yè)合成氨所需的N2和H2混合氣。過程如下：
已知：①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) ΔH＞0。
②H2S與Na2CO3反應(yīng)的方程式為：Na2CO3+H2S= NaHS+ NaHCO3。
③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0。請回答：
(1)半水煤氣通過 溶液(填化學(xué)式)可證明有H2S氣體。
(2)在“催化轉(zhuǎn)化爐”的后半段補充通入120℃ H2O(g)作“冷激氣”，原因是 。
(3)已知：高壓下CO2極易溶于水；用醋酸亞銅氨溶液(易被氧化)溶液可吸收，堿性焦沒食子酸溶液(易受酸性氣體影響)可吸收O2。“精制過程”需除去混合氣體中的CO2、CO、O2和H2O，請排序 ： ____________________________________________。
(a) (b) (c) (d)
(4)通過測定“催化轉(zhuǎn)化爐”進出口氣體中體積分數(shù)以確定轉(zhuǎn)化率。取標況下進口或出口氣體，經(jīng)歷的實驗過程以及反應(yīng)前后每個裝置的質(zhì)量變化()如下：
①I、II的目的是
②體積分數(shù)為 (用含及的式子表示，忽略空氣影響)。
(5)下列說法正確的是___________
A．“煤氣發(fā)生爐”應(yīng)先通O2后通H2O(g)
B．采用飽和Na2CO3溶液吸收H2S會造成管道堵塞
C．吸收塔內(nèi)放置空心瓷環(huán)可提高H2S的吸收率
D．半水煤氣中的O2會導(dǎo)致催化劑失效
考點三 有機制備型實驗題
知識點1 有機制備實驗流程
1．分析制備流程
2．熟悉重要儀器
3．典型反應(yīng)裝置和蒸餾裝置
知識點2 解有機綜合題基本策略
1．找準答題思路
根據(jù)題給信息,初步判定物質(zhì)的性質(zhì) 有機化合物制備中一般會給出相應(yīng)的信息,通常會以表格的形式給出,表格中的數(shù)據(jù)主要是有機化合物的密度、沸點和在水中的溶解性,在分析這些數(shù)據(jù)時要多進行橫向和縱向的比較,密度主要是與水比較,沸點主要是表中各物質(zhì)的比較,溶解性主要是判斷溶還是不溶。主要是根據(jù)這些數(shù)據(jù)選擇分離、提純的方法
注意儀器名稱和作用 所給的裝置圖中有一些不常見的儀器,要明確這些儀器的作用,特別是無機制備實驗中不常見的三頸燒瓶、球形冷凝管等
關(guān)注有機反應(yīng)條件 大多數(shù)有機反應(yīng)的副反應(yīng)較多,且為可逆反應(yīng),因此設(shè)計有機化合物制備實驗方案時,要注意控制反應(yīng)條件,盡可能選擇步驟少、副產(chǎn)物少的反應(yīng);由于副產(chǎn)物多,所以需要進行除雜、凈化。另外,若為兩種有機化合物參加的可逆反應(yīng),應(yīng)考慮多加一些相對價廉的有機化合物,以提高另一種有機化合物的轉(zhuǎn)化率和生成物的產(chǎn)率
2．依據(jù)有機反應(yīng)特點作答
(1)有機物易揮發(fā)，反應(yīng)中通常采用冷凝回流裝置，以提高原料的利用率和產(chǎn)物的產(chǎn)率。
(2)有機反應(yīng)通常都是可逆反應(yīng)，且易發(fā)生副反應(yīng)，因此常使價格較低的反應(yīng)物過量，以提高另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的產(chǎn)率，同時在實驗中需要控制反應(yīng)條件，以減少副反應(yīng)的發(fā)生。
(3)根據(jù)產(chǎn)品與雜質(zhì)的性質(zhì)特點，選擇合適的分離提純方法。
【名師提醒】
1．溫度計水銀球的位置：若要控制反應(yīng)溫度，應(yīng)插入反應(yīng)液中，若要選擇收集某溫度下的的餾分，則應(yīng)放在蒸餾燒瓶支管口附近。
2．冷凝管的選擇：球形冷凝管只能用于冷凝回流，直形冷凝管既能用于冷凝回流，又能用于冷凝收集餾分。
3．冷凝管的進出水方向：下進上出。
4．加熱方式的選擇：
①酒精燈加熱。酒精燈的火焰溫度一般在400～500度，所以需要溫度不太高的實驗都可用酒精燈加熱。
②水浴加熱。水浴加熱的溫度不超過100度。
5．防暴沸：加碎瓷片，防止溶液暴沸，若開始忘加沸石，需冷卻后補加。
考向 有機物的制備
【例】(2024·湖北省普通高中高考狎題預(yù)測)環(huán)己酮()是重要的化工原料和有機溶劑，可用于制造合成橡膠、合成纖維和藥品等。實驗室用次氯酸鈉氧化法制備環(huán)已酮的原理與操作流程如下。
已知：
①環(huán)己酮的密度比水的密度小，能與水形成恒沸混合物，沸點為95℃。
②31℃時，環(huán)己酮在水中的溶解度為2.4 g。
回答下列問題：
(1)環(huán)己醇與次氯酸鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為 。
(2)“操作1”和“操作3”是蒸餾，其蒸餾裝置中用到的冷凝管是 (填字母)。
A． B． C．
(3)“操作2”是分液，分液時有機相應(yīng)從分液漏斗的 (選填“上口”或“下口”)放出。
(4)實驗中加入無水硫酸鎂的目的是 。
(5)制備環(huán)己酮粗品時：
①加入次氯酸鈉溶液后，用淀粉-碘化鉀試紙檢驗，試紙應(yīng)呈藍色，否則應(yīng)再補加次氯酸鈉溶液，其目的是 。
②次氯酸鈉溶液的濃度可用間接碘量法測定。用移液管移取10.00mL次氯酸鈉溶液于500mL容量瓶中，加蒸餾水至刻度線，搖勻后移取25.00mL該溶液于250mL錐形瓶中，加入50mL0.1 mol·L-1鹽酸和2g碘化鉀，用0.1mol·L-1硫代硫酸鈉標準溶液滴定析出的碘。在滴定接近終點時加入1mL0.2%淀粉溶液。析出碘的反應(yīng)的離子方程式為 ；滴定終點的實驗現(xiàn)象為 ；若三次滴定消耗硫代硫酸鈉標準溶液的平均體積為18.00mL，則原次氯酸鈉溶液的濃度為 。(已知I2+2Na2S2O3=2NaI+ Na2S4O6
(6)本實驗環(huán)己酮的產(chǎn)率最接近_______(填字母)。
A．50% B．60% C．70% D．80%
【變式訓(xùn)練】(2024·江西省多校聯(lián)考高三模擬)某小組設(shè)計實驗制備香豆素-3-羧酸乙酯并測定其產(chǎn)率。
試劑：2.5g(2.1mL，0.02mol)水楊醛、3.6g(3.4mL，0.0225mol)丙二酸二乙酯，無水乙醇，六氫吡啶，冰醋酸和無水氯化鈣。
實驗步驟：
①在圖1裝置中，加入2.1mL水楊醛、3.4mL丙二酸二乙酯、15mL無水乙醇、0.3mL六氫吡啶和1滴冰醋酸，放入幾粒沸石。
②在水浴上加熱回流2h。稍冷后將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，加入15mL水，置于冰浴中冷卻。待結(jié)晶完全后，抽濾，如圖2。用冰水冷卻過的50%乙醇洗滌晶體2 3次，每次用1 2mL。產(chǎn)品經(jīng)干燥后稱重約為3.0g。
回答下列問題：
(1)無水CaCl2的主要作用是 ；冷凝管中進水口是 (填“a”或“b”)。
(2)圖1中盛裝反應(yīng)物的儀器名稱是 ，該儀器宜選擇的規(guī)格是 (填字母)。
A．50mL B．100mL C．250mL D．500mL
(3)相對于用蒸餾水洗滌，用冰水冷卻過的50%乙醇洗滌產(chǎn)品的目的是 。
(4)相對普通過濾，利用圖2裝置抽濾，其主要優(yōu)點是 (答兩條)。
(5)洗滌產(chǎn)品的操作是 。
(6)本實驗制備的香豆素-3-羧酸乙酯的產(chǎn)率約為__________(填字母)。
A．56.4% B．58.6% C．65.8% D．68.8%
1．(2023 全國乙卷，26)元素分析是有機化合物的表征手段之一。按下圖實驗裝置(部分裝置略)對有機化合物進行C、H元素分析。
回答下列問題：
(1)將裝有樣品的Pt坩堝和CuO放入石英管中，先_______，而后將已稱重的U型管c、d與石英管連接，檢查_______。依次點燃煤氣燈_______，進行實驗。
(2)O2的作用有_______。CuO的作用是_______(舉1例，用化學(xué)方程式表示)。
(3)c和d中的試劑分別是_______、_______(填標號)。c和d中的試劑不可調(diào)換，理由是_______。
A．CaCl2 B．NaCl C．堿石灰(CaO+NaOH) D．Na2SO3
(4)Pt坩堝中樣品CxHyOz反應(yīng)完全后，應(yīng)進行操作：_______。取下c和d管稱重。
(5)若樣品CxHyOz為0.0236g，實驗結(jié)束后，c管增重0.0108g，d管增重0.0352g。質(zhì)譜測得該有機物的相對分子量為118，其分子式為_______。
2．(2023 山東卷，18)三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高純硅的重要原料，常溫下為無色液體，沸點為31.8℃，熔點為-126.5℃，易水解。實驗室根據(jù)反應(yīng)Si+3HClSiHCl3+H2，利用如下裝置制備SiHCl3粗品(加熱及夾持裝置略)。回答下列問題：
(1)制備SiHCl3時進行操作：(ⅰ)……；(ⅱ)將盛有砫粉的瓷舟置于管式爐中；(ⅲ)通入，一段時間后接通冷凝裝置，加熱開始反應(yīng)。操作(ⅰ)為_____；判斷制備反應(yīng)結(jié)束的實驗現(xiàn)象是_____。圖示裝置存在的兩處缺陷是_____。
(2)已知電負性Cl＞H＞Si，SiHCl3在濃溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。
(3)采用如下方法測定溶有少量的SiHCl3純度。
m1g樣品經(jīng)水解、干燥等預(yù)處理過程得硅酸水合物后，進行如下實驗操作：①_____，②_____(填操作名稱)，③稱量等操作，測得所得固體氧化物質(zhì)量為m2g，從下列儀器中選出①、②中需使用的儀器，依次為_____(填標號)。測得樣品純度為_____(用含m1、m2的代數(shù)式表示)。
3．(2023 遼寧省選擇性考試，17)2—噻吩乙醇(Mr=128)是抗血栓藥物氯吡格雷的重要中間體，其制備方法如下：
Ⅰ．制鈉砂。向燒瓶中加入300mL液體A和4.60g金屬鈉，加熱至鈉熔化后，蓋緊塞子，振蕩至大量微小鈉珠出現(xiàn)。
Ⅱ．制噻吩鈉。降溫至10℃，加入25mL噻吩，反應(yīng)至鈉砂消失。
Ⅲ．制噻吩乙醇鈉。降溫至-10℃，加入稍過量的環(huán)氧乙烷的四氫呋喃溶液，反應(yīng)30min。
Ⅳ．水解。恢復(fù)室溫，加入70mL水，攪拌；加鹽酸調(diào)pH至4~6，繼續(xù)反應(yīng)2 h，分液；用水洗滌有機相，二次分液。
Ⅴ．分離。向有機相中加入無水MgSO4，靜置，過濾，對濾液進行蒸餾，蒸出四氫呋喃、噻吩和液體A后，得到產(chǎn)品17.92g。
回答下列問題：
(1)步驟Ⅰ中液體A可以選擇_______。
a．乙醇 b．水 c．甲苯 d．液氨
(2)噻吩沸點低于吡咯()的原因是_______。
(3)步驟Ⅱ的化學(xué)方程式為_______。
(4)步驟Ⅲ中反應(yīng)放熱，為防止溫度過高引發(fā)副反應(yīng)，加入環(huán)氧乙烷溶液的方法是_______。
(5)步驟Ⅳ中用鹽酸調(diào)節(jié)pH的目的是_______。
(6)下列儀器在步驟Ⅴ中無需使用的是_______(填名稱)：無水MgSO4的作用為_______。
(7)產(chǎn)品的產(chǎn)率為_______(用計算，精確至0.1%)。
4．(2023 北京卷，19)資料顯示，I2可以將Cu氧化為Cu2+。某小組同學(xué)設(shè)計實驗探究Cu被I2氧化的產(chǎn)物及銅元素的價態(tài)。
已知：I2易溶于KI溶液，發(fā)生反應(yīng)I2+I-I3- (紅棕色)；I2和I3-氧化性幾乎相同。
I.將等體積的KI溶液加入到mmol銅粉和nmolI2(n＞m)的固體混合物中，振蕩。
實驗記錄如下：
c(KI) 實驗現(xiàn)象
實驗Ⅰ 0.01 mol·L-1 極少量I2溶解，溶液為淡紅色；充分反應(yīng)后，紅色的銅粉轉(zhuǎn)化為白色沉淀，溶液仍為淡紅色
實驗Ⅱ 0.1 mol·L-1 部分I2溶解，溶液為紅棕色；充分反應(yīng)后，紅色的銅粉轉(zhuǎn)化為白色沉淀，溶液仍為紅棕色
實驗Ⅲ 4 mol·L-1 I2完全溶解，溶液為深紅棕色；充分反應(yīng)后，紅色的銅粉完全溶解，溶液為深紅棕色
(1)初始階段，被氧化的反應(yīng)速率：實驗Ⅰ (填“>”“<”或“=”)實驗Ⅱ。
(2)實驗Ⅲ所得溶液中，被氧化的銅元素的可能存在形式有[Cu(H2O)4]2+ (藍色)或[CuI2]- (無色)，進行以下實驗探究：
步驟a．取實驗Ⅲ的深紅棕色溶液，加入CCl4，多次萃取、分液。
步驟b．取分液后的無色水溶液，滴入濃氨水。溶液顏色變淺藍色，并逐漸變深。
ⅰ．步驟a的目的是 。
ⅱ．查閱資料，2Cu2++4I-=2CuI↓+I2，[Cu(NH3)4]+ (無色)容易被空氣氧化。用離子方程式解釋步驟的溶液中發(fā)生的變化： 。
(3)結(jié)合實驗Ⅲ，推測實驗Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，實驗Ⅰ中銅被氧化的化學(xué)方程式是 。分別取實驗Ⅰ和Ⅱ充分反應(yīng)后的固體，洗滌后得到白色沉淀，加入濃溶液， (填實驗現(xiàn)象)，觀察到少量紅色的銅。分析銅未完全反應(yīng)的原因是 。
(4)上述實驗結(jié)果，I2僅將Cu氧化為價。在隔絕空氣的條件下進行電化學(xué)實驗，證實了I2能將Cu氧化為Cu2+。裝置如圖所示，分別是 。
(5)運用氧化還原反應(yīng)規(guī)律，分析在上述實驗中Cu被I2氧化的產(chǎn)物中價態(tài)不同的原因： 。
5．(2022 湖南選擇性考試，12)某實驗小組以溶液為原料制備BaCl2·2H2O，并用重量法測定產(chǎn)品中BaCl2·2H2O的含量。設(shè)計了如下實驗方案：
可選用試劑：NaCl晶體、BaS溶液、濃H2SO4、稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸餾水
步驟1. BaCl2·2H2O的制備
按如圖所示裝置進行實驗，得到BaCl2溶液，經(jīng)一系列步驟獲得BaCl2·2H2O產(chǎn)品。
步驟2，產(chǎn)品中BaCl2·2H2O的含量測定
①稱取產(chǎn)品0.5000g，用水溶解，酸化，加熱至近沸；
②在不斷攪拌下，向①所得溶液逐滴加入熱的0.100 mol·L-1H2SO4溶液，
③沉淀完全后，60℃水浴40分鐘，經(jīng)過濾、洗滌、烘干等步驟，稱量白色固體，質(zhì)量為0.4660g。
回答下列問題：
(1)Ⅰ是制取_______氣體的裝置，在試劑a過量并微熱時，發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______；
(2)Ⅰ中b儀器的作用是_______；Ⅲ中的試劑應(yīng)選用_______；
(3)在沉淀過程中，某同學(xué)在加入一定量熱的H2SO4溶液后，認為沉淀已經(jīng)完全，判斷沉淀已完全的方法是_______；
(4)沉淀過程中需加入過量的H2SO4溶液，原因是_______；
(5)在過濾操作中，下列儀器不需要用到的是_______(填名稱)；
(6)產(chǎn)品中BaCl2·2H2O的質(zhì)量分數(shù)為_______(保留三位有效數(shù)字)。
6．(2022 山東卷)實驗室利用FeCl2 4H2O和亞硫酰氯(SOCl2)制備無水FeCl2的裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。已知SOCl2沸點為76℃，遇水極易反應(yīng)生成兩種酸性氣體。回答下列問題：
(1)實驗開始先通N2。一段時間后，先加熱裝置_______(填“a”或“b”)。裝置b內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。裝置c、d共同起到的作用是_______。
(2)現(xiàn)有含少量雜質(zhì)的FeCl2 nH2O，為測定n值進行如下實驗：
實驗Ⅰ：稱取m1g樣品，用足量稀硫酸溶解后，用cmol·L-1K2Cr2O7標準溶液滴定達終點時消耗(滴定過程中Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+，不反應(yīng))。
實驗Ⅱ：另取m1g樣品，利用上述裝置與足量SOCl2反應(yīng)后，固體質(zhì)量為m2g。
則_______；下列情況會導(dǎo)致n測量值偏小的是_______(填標號)。
A．樣品中含少量雜質(zhì)
B．樣品與SOCl2反應(yīng)時失水不充分
C．實驗Ⅰ中，稱重后樣品發(fā)生了潮解
D．滴定達終點時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡生成
(3)用上述裝置、根據(jù)反應(yīng)TiO2+CCl4 =TiCl4+CO2制備TiCl4。已知TiCl4與CCl4分子結(jié)構(gòu)相似，與CCl4互溶，但極易水解。選擇合適儀器并組裝蒸餾裝置對TiCl4、CCl4混合物進行蒸榴提純(加熱及夾持裝置略)，安裝順序為①⑨⑧_______(填序號)，先餾出的物質(zhì)為_______。
7．(2022 全國乙卷)二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀(K2 Cu [(C2O4)2])可用于無機合成、功能材料制備。實驗室制備二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀可采用如下步驟：
Ⅰ.取已知濃度的CuSO4溶液，攪拌下滴加足量溶液，產(chǎn)生淺藍色沉淀。加熱，沉淀轉(zhuǎn)變成黑色，過濾。
Ⅱ.向草酸(H2C2O4)溶液中加入適量K2CO3固體，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。
Ⅲ.將Ⅱ的混合溶液加熱至80-85℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁熱過濾。
Ⅳ.將Ⅲ的濾液用蒸汽浴加熱濃縮，經(jīng)一系列操作后，干燥，得到二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀晶體，進行表征和分析。
回答下列問題：
(1)由CuSO4·5H2O配制Ⅰ中的CuSO4溶液，下列儀器中不需要的是________(填儀器名稱)。
(2)長期存放的CuSO4·5H2O中，會出現(xiàn)少量白色固體，原因是________。
(3)Ⅰ中的黑色沉淀是________(寫化學(xué)式)。
(4)Ⅱ中原料配比為n(H2C2O4)：n(K2CO3)=1.5：1，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式________。
(5)Ⅱ中，為防止反應(yīng)過于劇烈而引起噴濺，加入K2CO3應(yīng)采取________的方法。
(6)Ⅲ中應(yīng)采用________進行加熱。
(7)Ⅳ中“一系列操作”包括________。
8．(2022 河北省選擇性考試)某研究小組為了更準確檢測香菇中添加劑亞硫酸鹽的含量，設(shè)計實驗如下：
①三頸燒瓶中加入香菇樣品和水；錐形瓶中加入水、淀粉溶液，并預(yù)加的碘標準溶液，攪拌。
②以流速通氮氣，再加入過量磷酸，加熱并保持微沸，同時用碘標準溶液滴定，至終點時滴定消耗了碘標準溶液。
③做空白實驗，消耗了碘標準溶液。
④用適量Na2SO3替代香菇樣品，重復(fù)上述步驟，測得SO2的平均回收率為95%。
已知：，
回答下列問題：
(1)裝置圖中儀器a、b的名稱分別為_______、_______。
(2)三頸燒瓶適宜的規(guī)格為_______(填標號)。
A． B． C．
(3)解釋加入H3PO4，能夠生成SO2的原因：_______。
(4)滴定管在使用前需要_______、洗滌、潤洗；滴定終點時溶液的顏色為_______；滴定反應(yīng)的離子方程式為_______。
(5)若先加磷酸再通氮氣，會使測定結(jié)果_______(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
(6)該樣品中亞硫酸鹽含量為_______ mg kg -1 (以SO2計，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
9．(2021 遼寧選擇性考試，18)Fe/ Fe3O4磁性材料在很多領(lǐng)域具有應(yīng)用前景，其制備過程如下(各步均在N2氛圍中進行)：
①稱取9.95g FeCl2·4H2O(Mr=199)，配成溶液，轉(zhuǎn)移至恒壓滴液漏斗中。
②向三頸燒瓶中加入100 mL14mol·L-1KOH溶液。
③持續(xù)磁力攪拌，將FeCl2溶液以2mL·min-1的速度全部滴入三頸燒瓶中，100℃下回流3h。
④冷卻后過濾，依次用熱水和乙醇洗滌所得黑色沉淀，在干燥。
⑤管式爐內(nèi)焙燒2h，得產(chǎn)品3.24g。
部分裝置如圖：
回答下列問題：
(1)儀器a的名稱是_______；使用恒壓滴液漏斗的原因是_______。
(2)實驗室制取N2有多種方法，請根據(jù)元素化合物知識和氧化還原反應(yīng)相關(guān)理論，結(jié)合下列供選試劑和裝置，選出一種可行的方法，化學(xué)方程式為_______，對應(yīng)的裝置為_______(填標號)。
可供選擇的試劑：CuO(s)、NH3(g)、Cl2(g)、O2(g)、飽和NaNO2(aq)、飽和NH4Cl(aq)
可供選擇的發(fā)生裝置(凈化裝置略去)：
(3)三頸燒瓶中反應(yīng)生成了Fe和Fe3O4，離子方程式為_______。
(4)為保證產(chǎn)品性能，需使其粒徑適中、結(jié)晶度良好，可采取的措施有_______。
A．采用適宜的滴液速度 B．用鹽酸代替KOH溶液，抑制水解
C．在空氣氛圍中制備 D．選擇適宜的焙燒溫度
(5)步驟④中判斷沉淀是否已經(jīng)用水洗滌干凈，應(yīng)選擇的試劑為_______；使用乙醇洗滌的目的是_______。
(6)該實驗所得磁性材料的產(chǎn)率為_______(保留3位有效數(shù)字)。
10．(2021 山東卷)六氯化鎢(WCl6)可用作有機合成催化劑，熔點為283℃，沸點為340℃，易溶于CS2，極易水解。實驗室中，先將三氧化鎢(WO3)還原為金屬鎢(W)再制備WCl6，裝置如圖所示(夾持裝置略)。回答下列問題：
(1)檢查裝置氣密性并加入WO3。先通N2，其目的是________________________；一段時間后，加熱管式爐，改通H2，對B處逸出的H2進行后續(xù)處理。儀器A的名稱為________，證明WO3已被完全還原的現(xiàn)象是________________________________。
(2)WO3完全還原后，進行的操作為：①冷卻，停止通H2；②以干燥的接收裝置替換E；③在B處加裝盛有堿石灰的干燥管；④……；⑤加熱，通Cl2；⑥……。堿石灰的作用是___________________；操作④是________，目的是_______________________。
(3)利用碘量法測定WCl6產(chǎn)品純度，實驗如下：
①稱量：將足量CS2(易揮發(fā))加入干燥的稱量瓶中，蓋緊稱重為m1g；開蓋并計時1分鐘，蓋緊稱重為m2g；再開蓋加入待測樣品并計時1分鐘，蓋緊稱重為m3g，則樣品質(zhì)量為_________g(不考慮空氣中水蒸氣的干擾)。
②滴定：先將WCl6轉(zhuǎn)化為可溶的Na2WO4，通過IO3-離子交換柱發(fā)生反應(yīng)：WO42-+Ba(IO3)2=BaWO4+2IO3-；交換結(jié)束后，向所得含IO3-的溶液中加入適量酸化的KI溶液，發(fā)生反應(yīng)：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O；反應(yīng)完全后，用Na2S2O3標準溶液滴定，發(fā)生反應(yīng)：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-。滴定達終點時消耗cmol L-1的Na2S2O3溶液VmL，則樣品中WCl6(摩爾質(zhì)量為Mg mol-1)的質(zhì)量分數(shù)為________________。稱量時，若加入待測樣品后，開蓋時間超過1分鐘，則滴定時消耗Na2S2O3溶液的體積將______ (填“偏大”“偏小”或“不變”)，樣品中WCl6質(zhì)量分數(shù)的測定值將_____ (填“偏大”“偏小”或“不變”)。
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第04講 綜合實驗題型探究
目錄
01 考情透視·目標導(dǎo)航
02 知識導(dǎo)圖·思維引航
03考點突破·考法探究
考點一 物質(zhì)性質(zhì)探究類綜合實驗
知識點1探究型實驗的常見類型
知識點2探究型實驗的基本程序
考向1 驗證型綜合實驗
考向2 猜想型綜合實驗
考點二 定量測定類綜合實驗
知識點1 定量實驗數(shù)據(jù)的測定方法
知識點2 定量實驗中“數(shù)據(jù)”的采集和處理
考向1 滴定操作型在定量測定實驗中的應(yīng)用
考向2 氣體關(guān)聯(lián)型在定量測定實驗中的應(yīng)用
考點三 有機制備型實驗題
知識點1 有機制備實驗流程
知識點2 解有機綜合題基本策略
考向 有機物的制備
04真題練習(xí)·命題洞見
考點要求 考題統(tǒng)計 考情分析
常見物質(zhì)的制備 2023 湖南卷18題，15分；2023山東卷18題，12分；2023遼寧卷17題，14分；2022山東卷18題，12分；2022全國乙卷27題，14分；2021遼寧卷18題，13分 綜合實驗題是每年考查能力的綜合壓軸題，其綜合性強、難度大，是一道拉分的主要試題。本講試題將以元素化合物知識為依托，以陌生物質(zhì)制備為背景，充分體現(xiàn)了“源于教材，又不拘泥于教材”的命題指導(dǎo)思想，把化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識和基本操作技能準確遷移到類似的實驗中去，題目類型主要有物質(zhì)制備類、實驗探究類、定量測定類等，但并不拘泥于固定的形式，但由于物質(zhì)陌生、設(shè)問巧妙，在解題中，往往讓考生感到“老虎吃天、無從下口”的畏懼感。備考中要注意有機物的涉入，理清關(guān)系，熟記切入點——從安全、環(huán)保、可行、簡約等角度進行評價分析。
化學(xué)實驗條件的控制 2023浙江1月選考20題，10分；2022全國甲卷27題，15分；2022湖北卷18題，14分；2021湖北卷18題，14分
化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價 2023全國甲卷28題，14分；2023北京卷19題，14分；2022湖南卷15題，12分；2022北京卷19題，14分
探究型實驗方案 2023 廣東卷17題，14分；2021廣東卷17題，14分
定量測定實驗 2023全國乙卷26題，14分；2023山東卷18題，12分；2023湖北卷18題，14分；2023浙江6月選考20題，10分；2022山東卷18題，12分；2022廣東卷17題，14分；2022河北卷14題，14分；2021山東卷18題，12分；2021全國甲卷27題，14分
復(fù)習(xí)目標： 1．設(shè)計、評價、改進實驗方案； 2．正確選用實驗裝置； 3．掌握控制實驗條件的方法； 4．預(yù)測或描述實驗現(xiàn)象、分析或處理實驗數(shù)據(jù)、得出合理結(jié)論。
考點一 物質(zhì)性質(zhì)探究類綜合實驗
知識點1 探究型實驗的常見類型
1．對未知產(chǎn)物的探究
通過化學(xué)反應(yīng)原理猜測可能生成哪些物質(zhì)，對這些物質(zhì)逐一進行檢驗來確定究竟含有哪些物質(zhì)。雖然探究型實驗主要考查學(xué)生的探究能力，但在問題中常常包含了對實驗基礎(chǔ)知識的考查。例如：
(1)常見物質(zhì)分離的提純方法：結(jié)晶法、蒸餾法、過濾法、升華法、萃取法、滲析法等。
(2)常見氣體的制備、凈化、干燥、收集等方法。
(3)熟悉重點的操作：氣密性檢查、測量氣體體積、防倒吸、防污染等。
2．物質(zhì)性質(zhì)的探究
(1)在探究過程中往往可以利用對比實驗，即設(shè)置幾組平行實驗來進行對照和比較，從而研究和揭示某種規(guī)律，解釋某種現(xiàn)象形成的原因或證明某種反應(yīng)機理。
(2)無機物、有機物性質(zhì)的探究，必須在牢牢掌握元素化合物知識的基礎(chǔ)上，大膽猜想，細心論證。脫離元素化合物知識，獨立看待實驗問題是不科學(xué)的，只有靈活運用已有的元素化合物知識，才能變探究型實驗為驗證型實驗，使復(fù)雜問題簡單化。
【名師提醒】
1．物質(zhì)氧化性、還原性的判斷。如探究SO2具有還原性的方法是將氣體通入酸性KMnO4溶液中，通過酸性KMnO4溶液褪色或變淺來說明SO2的還原性；驗證Fe3+的氧化性強于I2時，可利用FeCl3與淀粉-KI溶液反應(yīng)，通過溶液變?yōu)樗{色的現(xiàn)象來說明Fe3+的氧化性強于I2。
2．同周期、同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律的驗證，一般通過設(shè)計比較元素金屬性、非金屬性強弱的實驗來完成。如通過比較Mg、Al與同濃度鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的快慢來比較Mg、Al的金屬活動性。
3．電解質(zhì)強弱的判斷。如探究一元酸HA是弱酸的方法是常溫下配制NaA溶液，測其pH，若pH>7，說明HA為弱酸。
4．物質(zhì)酸性強弱的判斷。如探究碳酸和硅酸的酸性強弱，可利用相對強的酸制備相對弱的酸的反應(yīng)原理，將CO2氣體通入Na2SiO3溶液，看是否有白色膠狀沉淀生成來判斷H2CO3與H2SiO3酸性的強弱。
5．鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的規(guī)律探究。可以通過控制鋼鐵是否與空氣接觸、所接觸的電解質(zhì)溶液的酸堿度、鋼鐵在腐蝕過程中體系內(nèi)的氣壓變化等設(shè)計實驗，找出規(guī)律。
知識點2 探究型實驗的基本程序
解答探究型實驗題的基本程序可用以下流程圖表示：
1．提出問題
要提出問題，首先得發(fā)現(xiàn)問題，對題給信息進行對比、質(zhì)疑，通過思考提出值得探究的問題。此外，實驗中出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象也是發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的重要契機。
2．提出猜想
所謂猜想就是根據(jù)已有知識對問題的解決提出的幾種可能的情況。有一些問題，結(jié)論有多種可能(這就是猜想)，只能通過實驗進行驗證。
3．設(shè)計驗證方案
提出猜想后，就要結(jié)合題給條件，設(shè)計出科學(xué)、合理、安全的實驗方案，對可能的情況進行探究。實驗設(shè)計中，關(guān)鍵點是對試劑的選擇和實驗條件的調(diào)控。
4．觀察實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論
考向1 驗證型綜合實驗
【例1】某小組探究鹵素參與的氧化還原反應(yīng)，從電極反應(yīng)角度分析物質(zhì)氧化性和還原性的變化規(guī)律。
(1)濃鹽酸與MnO2混合加熱生成氯氣。氯氣不再逸出時，固液混合物A中仍存在鹽酸和MnO2。
①反應(yīng)的離子方程式是 　。
②電極反應(yīng)：
ⅰ.還原反應(yīng)：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
ⅱ.氧化反應(yīng)： 　。
③根據(jù)電極反應(yīng)，分析A中仍存在鹽酸和MnO2的原因。
ⅰ.隨著c(H+)降低或c(Mn2+)升高，MnO2氧化性減弱。
ⅱ.隨著c(Cl-)降低， 　。
④補充實驗證實③中的分析。
實驗操作 試劑 產(chǎn)物
Ⅰ 較濃H2SO4 有氯氣
Ⅱ a 有氯氣
Ⅲ a+b 無氯氣
a是　　　　，b是　　　　。
(2)利用c(H+)對MnO2氧化性的影響，探究鹵素離子的還原性。相同濃度的KCl、KBr、KI溶液與MnO2反應(yīng)所需的最低c(H+)由大到小的順序是　　　　　　　　，從原子結(jié)構(gòu)角度說明理由：　 　。
(3)根據(jù)(1)中結(jié)論推測：酸性條件下，加入某種化合物可以增強溴的氧化性，將Mn2+氧化為MnO2。經(jīng)實驗證實了推測，該化合物是　　　　　　　　。
(4)Ag分別與1 mol·L-1的鹽酸、氫溴酸和氫碘酸混合，Ag只與氫碘酸發(fā)生置換反應(yīng)，試解釋原因： 　。
(5)總結(jié)：物質(zhì)氧化性和還原性變化的一般規(guī)律是 　。
【答案】(1)①MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
②2Cl--2e-=Cl2↑　③Cl-的還原性減弱(或Cl2的氧化性增強)　④KCl固體(或KCl飽和溶液)　MnSO4固體(或MnSO4飽和溶液)
(2)KCl>KBr>KI　Cl、Br、I位于第ⅦA族，從上到下電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，陰離子的還原性逐漸增強
(3)AgNO3
(4)比較AgX的溶解度，AgI的溶解度最小，反應(yīng)Ag++I-=AgI↓使得Ag還原性增強得最多，使得反應(yīng)2Ag+2H+=2Ag++H2↑得以發(fā)生
(5)氧化劑(還原劑)的濃度越大，其氧化性(還原性)越強，還原產(chǎn)物(氧化產(chǎn)物)的濃度越大，氧化劑(還原劑)的氧化性(還原性)越弱
【解析】(1)①二氧化錳和濃鹽酸制氯氣的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。②氧化反應(yīng)中元素化合價升高，故氧化反應(yīng)為2Cl--2e-=Cl2↑。③反應(yīng)不能繼續(xù)發(fā)生也可能是因為還原劑的還原性減弱或氧化產(chǎn)物的氧化性增強。④可以從增大氯離子濃度的角度再結(jié)合實驗Ⅱ的產(chǎn)物分析，試劑a可以是KCl固體或KCl飽和溶液；實驗Ⅲ的產(chǎn)物沒有氯氣，且實驗Ⅲ也加入了試劑a，則一定是試劑b影響了實驗Ⅲ的產(chǎn)物，再結(jié)合原因ⅰ可知試劑b是MnSO4固體或MnSO4飽和溶液。(2)元素非金屬性越弱，其陰離子的還原性越強，反應(yīng)時所需的氫離子濃度越小，故相同濃度的KCl、KBr和KI溶液與MnO2反應(yīng)所需的最低c(H+)由大到小的順序是KCl>KBr>KI。(3)根據(jù)(1)中的結(jié)論推測：降低Br-濃度可以提高溴的氧化性，將Mn2+氧化為MnO2，故可以通過加入 AgNO3的方法來提高溴的氧化性。(4)根據(jù)本題的提示，若要使反應(yīng)2Ag+2H+=2Ag++H2↑發(fā)生，可以降低Ag+濃度，對比AgX的溶解度，AgI的溶解度最小，故Ag只與氫碘酸發(fā)生置換反應(yīng)的原因是AgI的溶解度最小。
【思維建模】
【變式訓(xùn)練】某研究性學(xué)習(xí)小組通過下列實驗驗證AgI沉淀的生成會使I2的氧化能力增強而將Fe2+氧化。
回答下列問題：
(1)由AgNO3固體配制50 mL 0.1 mol·L-1的AgNO3溶液，配制好的溶液應(yīng)轉(zhuǎn)移到　　　　　　試劑瓶中保存。
(2)步驟1的實驗現(xiàn)象是　　　　　　；步驟2無明顯現(xiàn)象；步驟3最終的實驗現(xiàn)象是溶液中生成黃色沉淀，　　　　　　　　。由此可知，步驟3反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)某同學(xué)在實驗時漏掉步驟2，直接加入過量AgNO3溶液，也觀察到與步驟3相同的實驗現(xiàn)象。該同學(xué)推測溶液中還有生成，并由此對I2氧化Fe2+的結(jié)論產(chǎn)生了質(zhì)疑。
(4)為了確證AgI的生成使I2的氧化能力增強而將Fe2+氧化，學(xué)習(xí)小組在上述實驗基礎(chǔ)上進行補充實驗：分別取少量的　　　　　　和步驟3試管中的上層清液于試管a和試管b中，往兩支試管中加入過量的　　　　，觀察到的現(xiàn)象為　 　。
【答案】(1)棕色細口　(2)溶液變藍　溶液藍色褪去　I2+2Fe2++2Ag+2AgI↓+2Fe3+　(4)步驟2試管中的溶液　NaOH溶液　試管a中溶液藍色褪去，先出現(xiàn)白色沉淀，然后迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，試管b中有白色沉淀(轉(zhuǎn)變?yōu)楹稚恋?和紅褐色沉淀生成(答案合理即可)
【解析】(1)硝酸銀見光易分解，故配制好的硝酸銀溶液應(yīng)轉(zhuǎn)移到棕色細口試劑瓶中保存。(2)步驟1中淀粉遇碘變藍，現(xiàn)象是溶液變藍；步驟2中再加入硫酸亞鐵銨溶液，無明顯現(xiàn)象，說明亞鐵離子和碘水不發(fā)生反應(yīng)；步驟3最終的實驗現(xiàn)象是溶液中生成黃色沉淀，該沉淀為AgI，則碘分子中碘元素化合價降低，溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，碘為氧化劑，亞鐵離子為還原劑，氧化產(chǎn)物為鐵離子，故反應(yīng)中還有另一個現(xiàn)象——溶液藍色褪去，由此可知，步驟3反應(yīng)的離子方程式為 I2+2Fe2++2Ag+2AgI↓+2Fe3+。(4)要確證AgI的生成使I2的氧化能力增強而將Fe2+氧化，只需證明步驟2的溶液中不存在鐵離子而步驟3的溶液中存在鐵離子即可。由實驗可知，步驟2的溶液中有碘、淀粉、亞鐵離子，步驟3中加入過量的硝酸銀溶液，則上層清液中銀離子與鐵離子共存，可以用氫氧化鈉溶液進行檢驗，補充實驗為分別取少量的步驟2試管中的溶液和步驟3試管中的上層清液于試管a和試管b中，往兩支試管中加入過量的氫氧化鈉溶液。試管a中，過量的氫氧化鈉溶液消耗了碘，使溶液藍色褪去，亞鐵離子轉(zhuǎn)化為白色氫氧化亞鐵沉淀，最終氧化為紅褐色氫氧化鐵沉淀；試管b中，過量的氫氧化鈉溶液與銀離子反應(yīng)生成白色氫氧化銀沉淀(不穩(wěn)定，分解為褐色氧化銀)，鐵離子轉(zhuǎn)化為紅褐色氫氧化鐵沉淀。
考向2 猜想型綜合實驗
【例2】為更好地利用化學(xué)變化中的物質(zhì)變化和能量變化，在化學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中還需要關(guān)注化學(xué)反應(yīng)的快慢和進行程度等。
(1)研究小組向4.5mL1mol·L-1KCl溶液中加入0.50mL0.2mol·L-1 AgNO3溶液，產(chǎn)生AgCl沉淀，靜置，得到AgCl濾液；在AgCl濾液中放入5cm長的鎂條后，立即有無色氣泡產(chǎn)生，氣體可燃，濾液中逐漸出現(xiàn)白色渾濁。
【發(fā)現(xiàn)問題】對比發(fā)現(xiàn)，Mg+AgCl濾液反應(yīng)比Mg+H2O反應(yīng)速率快。研究小組對此實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進行了探究。
【查閱資料】Cl-類體積較小的陰離子，能夠“鉆入” Mg(OH)2膜，達到使其溶解的效果，稱作“離子鉆入效應(yīng)”，
【提出猜想】
猜想一：Cl-鉆入Mg(OH)2膜形成孔徑，增大了Mg和H2O的接觸面積，加快了Mg+H2O的反應(yīng)速率；
猜想二：在“離子鉆入效應(yīng)”基礎(chǔ)上，置換Ag+形成許多微小的Mg-Ag原電池，使Mg+H2O反應(yīng)速率進一步加快。
【實驗設(shè)計】用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，取表面積和質(zhì)量相同的鎂條(5cm)，用濃度分別為1 mol·L-1KCl、0.2 mol·L-1 AgNO3、0.2 mol·L-1 KNO3溶液，按照下表進行系列實驗，若有沉淀，先將沉淀過濾后，將濾液加入裝Mg條的試管，并觀察Mg條表面實驗現(xiàn)象。
實驗序號 V(KCl) V(AgNO3) V(KNO3) V(H2O) 實驗現(xiàn)象
1 / / / 5.00 微小氣泡附著
2 4.50 0.50 / / 大量氣泡放出
3 4.50 / / 0.50 少量氣泡放出
4 a / b / 少量氣泡放出
①根據(jù)表中信息，補充數(shù)據(jù)：a=_______，b=_______。
②由實驗1和實驗3對比可知：有加快Mg+H2O反應(yīng)速率的作用。
③由實驗_______和實驗_______對比可知：Ag+有加快Mg+H2O反應(yīng)速率的作用。
【實驗結(jié)論】猜想一和猜想二成立。
(2)為了進一步證明原電池能加快Mg+H2O+ Cl-體系中Mg+H2O的反應(yīng)速率，研究小組利用數(shù)字化實驗進行了驗證。
【實驗設(shè)計】選取實驗2和實驗4兩個實驗方案，將各實驗Mg條、溶液量等比例放大至30cm，，采集兩個實驗的時間、溫度-時間變化數(shù)據(jù)(先采集約10s時溶液的時間、溫度-時間數(shù)據(jù)，再投入Mg條繼續(xù)采集時間、溫度-時間數(shù)據(jù))。實驗數(shù)據(jù)如圖所示：
④由初始數(shù)據(jù)可知，曲線_______(填“a”或“b”)表示實驗2的pH-時間變化曲線，請你解釋原因_______。
⑤在左右，兩實驗的變化都明顯趨于平緩的原因_______。
⑥“溫度-時間”曲線分析：兩種溶液的初始溫度一致，投入鎂條后，實驗2溫度增幅明顯大于實驗4，說明相同反應(yīng)時間內(nèi)，_______(填“實驗2”或“實驗4”)放熱更多，因此速率更快。
【實驗結(jié)論2】結(jié)合pH-時間、溫度-時間曲線可知，Mg-Ag原電池能加快Mg+H2O+ Cl-體系中Mg+H2O的反應(yīng)速率。
【答案】(1) 4.50 0.50 2 4
(2) a 實驗2溶液中存在Ag+，Ag+水解使溶液呈酸性，初始階段溶液pH＜7 大量的氫氧化鎂沉淀覆蓋在鎂條表面，阻礙了Mg和H2O反應(yīng)的繼續(xù)進行 實驗2
【解析】(1)①兩種猜想均有“離子鉆入效應(yīng)”，因此除實驗1為對照實驗不需要加Cl-之外，實驗中都需要有Cl-，故實驗4需要加KCl，為了保持Cl-濃度相同，a=4.50；由表格可知，實驗2、3加入的溶液總體積為5mL，為了保證體積相同，b=0.50；③由表格數(shù)據(jù)可知，實驗2加入AgNO3，產(chǎn)生氣泡較多，實驗4加KNO3，產(chǎn)生氣泡較少，說明NO3-對實驗沒有影響，是Ag+加快了反應(yīng)速率；(2)④實驗2加入AgNO3，Ag+水解生成H+，導(dǎo)致溶液顯酸性，初始的pH＜7，因此a曲線是實驗2的pH-時間變化曲線；⑤隨著反應(yīng)的進行，Mg與H2O反應(yīng)生成的Mg(OH)2逐漸增多，Mg(OH)2難溶于水，附著在Mg的表面阻礙Mg與H2O的進一步反應(yīng)，因此pH=11左右，兩實驗的pH變化都明顯趨于平緩；⑥由圖像可知，實驗2的曲線a溫度的增幅明顯大于實驗4的曲線b，因此相同時間內(nèi)實驗2放熱更多，反應(yīng)速率更快。
【思維建模】
猜想型實驗題的解題模型
【變式訓(xùn)練】(2024·浙江省杭州學(xué)軍中學(xué)高三調(diào)研考試)某學(xué)習(xí)小組對Cu與HNO3的反應(yīng)進行了研究。
(1)銅與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______。
(2)利用下圖裝置完成Cu與HNO3制取氮氧化物的反應(yīng)。實驗可觀察到裝置B中液面上方為無色氣體，C中液面上為紅棕色氣體。
①盛稀硝酸的儀器名稱_______。
②為排盡整套裝置內(nèi)的空氣，先打開彈簧夾，通入_______(填化學(xué)式)，一段時間后關(guān)閉彈簧夾。
③C中液面上為紅棕色氣體，其原因是_______(用化學(xué)方程式表示)。
(3)下圖是學(xué)習(xí)小組在做銅與硝酸反應(yīng)的實驗時的操作和現(xiàn)象。圖中溶液A遇銅片立即產(chǎn)生氣泡，而相同條件下稀硝酸(溶液B)遇銅片短時間內(nèi)無明顯變化，一段時間后才有少量氣泡產(chǎn)生。分析溶液A的成分后，學(xué)習(xí)小組探究溶液A與銅片能夠立即發(fā)生反應(yīng)的原因。
①假設(shè)1：_______(填化學(xué)式)對該反應(yīng)有催化作用。
實驗驗證：向溶液B中加入少量硝酸銅固體，溶液呈淺藍色，放入銅片，沒有明顯變化。
結(jié)論：假設(shè)1不成立。
②假設(shè)2：NO2對該反應(yīng)有催化作用。
方案1：向放有銅片的溶液B中通入少量NO2，銅片表面立即產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)持續(xù)進行。有同學(xué)認為應(yīng)補充對比實驗：另取一份放有銅片的溶液B，向其中加入數(shù)滴5mol·L—1硝酸，無明顯變化。補充該實驗的目的是_______。
方案2：向A中鼓入N2數(shù)分鐘得溶液C．相同條件下，銅片與A、C溶液的反應(yīng)速率分別為、，當_______。(填“>”、“=”、“＜”)時，實驗?zāi)軌蜃C明假設(shè)2成立。
③經(jīng)檢驗，A溶液中還含有少量亞硝酸HNO2。
設(shè)計實驗證明HNO2也對該反應(yīng)有催化作用。操作和預(yù)期現(xiàn)象是：向含有銅片的B溶液中_______。
最后結(jié)論：NO2和HNO2對銅與硝酸的反應(yīng)都有催化作用。
【答案】(1)3Cu+8HNO3 (稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)分液漏斗或滴液漏斗 N2、CO2、稀有氣體等 NO+2HNO3 (濃)=3NO2+H2O
(3) Cu2+或Cu(NO3)2 排除通NO2帶來的硝酸濃度增大的影響 > 加入少量的固體NaNO2，B中銅片上立即生成氣泡，反應(yīng)持續(xù)進行
【解析】(1)稀硝酸是氧化劑，銅是還原劑，銅和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，配平后方程式為3Cu+8HNO3 (稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；(2)裝置A中稀硝酸和銅反應(yīng)生成NO，裝置B除去NO中的硝酸，裝置C中NO和濃硝酸反應(yīng)生成了NO2，裝置D除去尾氣，避免污染空氣。①根據(jù)裝置圖，可得盛稀硝酸的儀器名稱為分液漏斗或滴液漏斗；②為了排除裝置內(nèi)的空氣，需要通入不與產(chǎn)生氣體反應(yīng)的氣體，可通入N2、CO2、稀有氣體等；③根據(jù)裝置B中為無色氣體，可知通入C中的氣體為NO，裝置C中液面上為紅棕色氣體，可知NO和濃硝酸反應(yīng)生成了NO2，所以方程式為NO+2HNO3 (濃)=3NO2+H2O；(3)①由驗證性實驗加少量硝酸銅固體可得，該假設(shè)是探究Cu2+或Cu(NO3)2 對該反應(yīng)有催化作用；②因為NO2會和水反應(yīng)產(chǎn)生硝酸，致使硝酸濃度增大，避免濃度對反應(yīng)的影響，故需增加對照實驗；向A中鼓入N2數(shù)分鐘，使得溶液中NO2的濃度下降，得溶液C，當>時，實驗?zāi)軌蜃C明假設(shè)2成立；③欲設(shè)計實驗證明HNO2也對該反應(yīng)有催化作用，只需證明往含有銅片的B溶液中加入少量的固體NaNO2比沒加的速率快就行。
考點二 定量測定類綜合實驗
知識點1 定量實驗數(shù)據(jù)的測定方法
知識點2 定量實驗中“數(shù)據(jù)”的采集和處理
1．稱量固體質(zhì)量時，中學(xué)一般用托盤天平，可估讀到0.1 g，精確度要求高的實驗中可以用電子天平。
2．測量液體體積時，一般實驗中選用適當規(guī)格的量筒，可估讀到0.1 mL，精確度要求高的定量實驗，如中和滴定中選用滴定管(酸式或堿式)，可估讀到0.01 mL。容量瓶作為精密的定容儀器，用于配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，一般不用于量取液體的體積。
3．氣體除了量取外，還可以稱量。稱氣體的質(zhì)量時一般有兩種方法：一種方法是稱反應(yīng)裝置在放出氣體前后的質(zhì)量減小值;另一種方法是稱吸收裝置前后的質(zhì)量增大值。
4．用pH試紙(測得整數(shù)值)或pH計(精密測量溶液的pH)直接測出溶液的pH，經(jīng)過計算可以得到溶液中H+或OH-的物質(zhì)的量濃度。
5．為了數(shù)據(jù)的準確性，要進行平行實驗，重復(fù)測定。如中和滴定實驗中要平行做2~3次滴定實驗，求算未知溶液的濃度再取平均值，但對于“離群”數(shù)據(jù)(指與其他數(shù)據(jù)有很大差異的數(shù)據(jù))要舍棄，因為數(shù)據(jù)“離群”的原因可能是操作中出現(xiàn)了較大的誤差。
名師提醒】
實驗數(shù)據(jù)處理時的“五看”
一看數(shù)據(jù)是否符合測量儀器的精度特點，如用托盤天平測得的質(zhì)量的精度為0.1 g，若精度值超過了這個范圍，說明所得數(shù)據(jù)是無效的；
二看數(shù)據(jù)是否在誤差允許范圍內(nèi)，若所得的數(shù)據(jù)明顯超出誤差允許范圍，要舍去；
三看反應(yīng)是否完全，是否是過量反應(yīng)物作用下所得的數(shù)據(jù)，只有完全反應(yīng)時所得的數(shù)據(jù)，才能進行有效處理和應(yīng)用；
四看所得數(shù)據(jù)的測試環(huán)境是否一致，特別是氣體體積數(shù)據(jù)，只有在溫度、壓強一致的情況下才能進行比較、運算；
五看數(shù)據(jù)測量過程是否規(guī)范、合理，錯誤和違反測量規(guī)則的數(shù)據(jù)需要舍去。
考向1 滴定操作型在定量測定實驗中的應(yīng)用
【例1】(2024·天津市第七中學(xué)高三模擬)在科研和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，氮、氯、砷(As)、鐵、銅等元素形成的單質(zhì)及其化合物有著廣泛的應(yīng)用。請回答下列問題：
(1)As和N同族，基態(tài)砷原子的價層電子排布式為 。
(2) ClO3-的空間結(jié)構(gòu)名稱為 。
(3)氧化還原滴定原理同中和滴定原理相似，為了測定某未知濃度的NaHSO3溶液的濃度，現(xiàn)用0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液進行滴定，反應(yīng)原理為：5HSO3-+2 MnO4-+H+=2Mn2++3H2O+5SO42-。請回答下列問題：
①用KMnO4進行滴定時，判斷滴定終點的現(xiàn)象是 。
②下列操作會導(dǎo)致測定結(jié)果偏低的是 (填序號)。
A．酸式滴定管水洗后未用待測液潤洗
B．盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過，未用待測液潤洗
C．滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后消失
D．觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視
③根據(jù)下表中測定的實驗數(shù)據(jù)，計算NaHSO3溶液的物質(zhì)的量濃度 (寫出計算過程，結(jié)果保留4位有效數(shù)字)。
實驗編號 待測NaHSO3溶液的體積/mL KMnO4溶液的體積/mL
1 20.00 15.98
2 20.00 17.00
3 20.00 16.02
【答案】(1)4s24p3 (2)三角錐形
(3)當?shù)稳胱詈蟀氲胃咤i酸鉀溶液時，溶液由無色變?yōu)闇\紅色，且30s保持不變
D 0.2000
【解析】(1)基態(tài)砷原子的價層電子排布式為：4s24p3。(2)ClO3-的價層電子對個數(shù)為且含有一個孤電子對，所以其幾何分布呈正四面體形，離子空間構(gòu)型為三角錐形。(3)滴定完成時NaHSO3溶液沒有剩余，溶液會呈高錳酸鉀溶液的顏色淺紅色，且半分鐘內(nèi)顏色不褪去，就說明NaHSO3溶液已完全被氧化；A項，酸式滴定管水洗后未用待測液潤洗，會導(dǎo)致酸性高錳酸鉀濃度偏小，需要高錳酸鉀體積偏大，測定值偏大，A錯誤；B項，盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過，未用待測液潤洗，對實驗無影響，B錯誤；C項，滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后消失，會導(dǎo)致測定高錳酸鉀體積偏大，測定值偏大，C錯誤；D項，觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視，導(dǎo)致測定高錳酸鉀體積偏小，測定值偏小，D正確；故選D。實驗2中KMnO4溶液的體積的偏離較大，舍去不用，由實驗1和3取平均值，KMnO4溶液體積的平均值，設(shè)NaHSO3的物質(zhì)的量濃度xmol/L，由5HSO3-+2 MnO4-+H+=2Mn2++3H2O+5SO42-，可知：
x=0.2000mol/L。
【變式訓(xùn)練】 (2024·河北滄州高三聯(lián)考)植物可滴定酸度是影響果實風(fēng)味品質(zhì)的重要因素，實驗室用滴定法測定葡萄可滴定酸度(以酒石酸計)。實驗步驟如下：
Ⅰ.配制標準NaOH溶液并標定：用托盤天平稱取mgNaOH固體，配成溶液，并用易于保存的基準物質(zhì)鄰苯二甲酸氫鉀溶液標定，測得標準NaOH溶液的準確濃度為。
Ⅱ.葡萄中有機酸含量的測定：剔除葡萄非可食用部分，切碎混勻，稱取250g放入高速組織搗碎機，并加入等質(zhì)量的水，搗碎1~2min。稱取勻漿50g并用水洗入250mL容量瓶，加水至刻度線。用標準NaOH溶液滴定樣液，計算葡萄可滴定酸度。
已知：①酒石酸是弱酸，結(jié)構(gòu)簡式為。
②酒石酸的電離平衡常數(shù)為Ka1=9.1×10-4，Ka2=4.3×10-5。
回答下列問題：
(1) g。NaOH溶液使用前需標定的原因是 。
(2)酒石酸與足量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為 。
(3)實驗過程中用不到的儀器有 (填標號)，還需要用到的硅酸鹽制品有 。
(4)用標準NaOH溶液滴定樣液的操作步驟為①標準量取樣液，以酚酞為指示劑，用標準NaOH溶液滴定，滴定終點的現(xiàn)象為 ，平行測定三組，平均消耗標準NaOH溶液V1 mL。
②葡萄可滴定酸度(質(zhì)量分數(shù)，以酒石酸計)為 (用含c、V0、V1的代數(shù)式表示)。
【答案】(1) 4.0 NaOH易潮解、易吸收CO2變質(zhì)
(2)+2OH-=+2H2O
(3) CG 玻璃棒、膠頭滴管
(4)最后半滴標準NaOH溶液加入，溶液由無色變成淺紅色，且半分鐘不褪色
【解析】(1)應(yīng)稱取NaOH固體的質(zhì)量，托盤天平精確到0.1g；NaOH固體易潮解、易吸收空氣中的CO2變質(zhì)，因此使用前需標定。(2)酒石酸是二元有機酸，羧基可與NaOH反應(yīng)﹐離子方程式為+2OH-=+2H2O。(3)該實驗配制NaOH溶液時使用的儀器有1000mL容量瓶，燒杯、玻璃棒、托盤天平、膠頭滴管，滴定時使用的儀器有酸式滴定管、堿式滴定管、錐形瓶、燒杯，實驗過程中用不到的儀器有C和G，還需要使用的硅酸鹽制品有玻璃棒和膠頭滴管。(4)①酒石酸是弱酸，滴定終點溶質(zhì)是強堿弱酸鹽酒石酸鈉，溶液呈堿性，以酚酞為指示劑，當最后半滴標準NaOH溶液加入，溶液由無色變成淺紅色，且半分鐘不褪色，即為滴定終點；②可滴定酸度。
考向2 氣體關(guān)聯(lián)型在定量測定實驗中的應(yīng)用
【例2】(2024·浙江省紹興市高三下學(xué)期第二次模擬考試)氫化鈣可作為輕便的氫氣發(fā)生劑，也可用作還原劑、干燥劑。某興趣小組擬選用如下裝置制備氫化鈣。
請回答：
(1)請從圖1中選擇必要的裝置，按氣流方向連接順序為 。(填儀器接口的字母編號，裝置不可重復(fù)使用)
_________→__________，__________→d，__________→__________，k→__________
(2)利用所選裝置進行實驗，步驟如下：①檢查裝置氣密性后，裝入藥品；②打開啟普發(fā)生器活塞；__________(請按正確的順序填入下列步驟的標號)。
A．加熱反應(yīng)一段時間 B．收集氣體并檢驗其純度
C．關(guān)閉啟普發(fā)生器活塞 D．停止加熱，充分冷卻
(3)為驗證實驗確有CaH2生成。某同學(xué)取少量產(chǎn)物，小心加入水中，并滴加酚酞，觀察到有氣泡生成，加入酚酞后溶液顯紅色，該同學(xué)據(jù)此推斷有CaH2生成。該同學(xué)的推斷不正確，原因是 。
(4)某同學(xué)利用圖2裝置測定氫化鈣產(chǎn)品含量。他稱取所制得的氫化鈣樣品(假設(shè)唯一雜質(zhì)是鈣)，實驗前后量氣管中液面讀數(shù)分別為V1 mL、V2 mL。(上述氣體體積均已換算為標準狀況下)
①裝置中導(dǎo)管a的作用是 ， 。
②氫化鈣樣品的純度為 %。
【答案】(1)i→e，f，c→j，a (2)BADC
(3)Ca單質(zhì)也可以和水反應(yīng)，生成氫氧化鈣，溶液顯堿性
(4)平衡壓強，使分液漏斗中的水順利滴下 消除由于加入水引起的氫氣體積誤差
【解析】先制取氫氣，經(jīng)過氫氧化鈉溶液除HCl、再用濃硫酸干燥后與金屬鈣反應(yīng)，最后防止空氣中水蒸氣與產(chǎn)品反應(yīng)，再加上干燥裝置。(1)氣流方向連接順序：i→e→f→d→c→j →k→a→b；(2)打開啟普發(fā)生器活塞后，鋅粒與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣，收集氣體并檢驗其純度后通入盛有金屬鈣的硬質(zhì)玻璃管，加熱反應(yīng)一段時間，停止加熱，繼續(xù)在氫氣氛圍中充分冷卻，最后關(guān)閉啟普發(fā)生器活塞，所以為BADC；(3)因為Ca單質(zhì)也可以和水反應(yīng)，生成氫氧化鈣，溶液顯堿性，也能觀察到有氣泡生成，加入酚酞后溶液顯紅色，所以該同學(xué)的推斷不正確。(4)裝置中導(dǎo)管a的作用是平衡壓強，使分液漏斗中的水順利滴下；消除由于加入水引起的氫氣體積誤差；設(shè)產(chǎn)品中CaH2為xg,則Ca為(m-x)g，xgCaH2為，生成氫氣，(m-x)g Ca為，生成氫氣，則，則，所以氫化鈣樣品的純度為：。
【名師點睛】
定量實驗試題中，如何減小誤差的措施是必考點，常見的措施：
①定量儀器的使用(特別是讀數(shù)，如量氣裝置讀數(shù)時要保證液面相平)；
②減少固體產(chǎn)物的損失或除去雜質(zhì)，如洗滌沉淀以及選用合適的洗滌劑(沉淀完全及如何洗滌沉淀)；
③保證氣體產(chǎn)物全部被吸收，如向裝置中通入足量惰性氣體將氣體產(chǎn)物趕出等；
④沉淀劑的選用，如選用氫氧化鋇效果比選用氫氧化鈣效果好(因為碳酸鋇的相對分子質(zhì)量比碳酸鈣大，稱量誤差對結(jié)果造成影響小)；
⑤防止其他氣體物質(zhì)的干擾，如防止固體產(chǎn)物吸收空氣中的二氧化碳和水等；
⑥恒壓漏斗的使用；
⑦許多實驗中的數(shù)據(jù)處理，都是對多次測定結(jié)果求取平均值，但對于“離群”數(shù)據(jù)(指與其他測定數(shù)據(jù)有很大差異的數(shù)據(jù))要舍棄，因為數(shù)據(jù)離群的原因可能是在操作中出現(xiàn)了較大的失誤。
【變式訓(xùn)練】(2024·浙江省金華市十校高三下學(xué)期模擬考試)半水煤氣(含有、N2、H2、H2O，以及少量的H2S、CO2和O2)經(jīng)提純后可獲得工業(yè)合成氨所需的N2和H2混合氣。過程如下：
已知：①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) ΔH＞0。
②H2S與Na2CO3反應(yīng)的方程式為：Na2CO3+H2S= NaHS+ NaHCO3。
③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0。請回答：
(1)半水煤氣通過 溶液(填化學(xué)式)可證明有H2S氣體。
(2)在“催化轉(zhuǎn)化爐”的后半段補充通入120℃ H2O(g)作“冷激氣”，原因是 。
(3)已知：高壓下CO2極易溶于水；用醋酸亞銅氨溶液(易被氧化)溶液可吸收，堿性焦沒食子酸溶液(易受酸性氣體影響)可吸收O2。“精制過程”需除去混合氣體中的CO2、CO、O2和H2O，請排序 ： ____________________________________________。
(a) (b) (c) (d)
(4)通過測定“催化轉(zhuǎn)化爐”進出口氣體中體積分數(shù)以確定轉(zhuǎn)化率。取標況下進口或出口氣體，經(jīng)歷的實驗過程以及反應(yīng)前后每個裝置的質(zhì)量變化()如下：
①I、II的目的是
②體積分數(shù)為 (用含及的式子表示，忽略空氣影響)。
(5)下列說法正確的是___________
A．“煤氣發(fā)生爐”應(yīng)先通O2后通H2O(g)
B．采用飽和Na2CO3溶液吸收H2S會造成管道堵塞
C．吸收塔內(nèi)放置空心瓷環(huán)可提高H2S的吸收率
D．半水煤氣中的O2會導(dǎo)致催化劑失效
【答案】(1) CuSO4溶液
(2)降低反應(yīng)氣體的溫度，促進平衡右移，提高CO的轉(zhuǎn)化率
(3)a→c→b→d
(4)除去CO2并確定CO2已完全除去
(5)ABC
【解析】經(jīng)①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)反應(yīng)半水煤氣含有CO、N2、H2、H2O，以及少量的H2S、CO2和O2；吸收塔內(nèi)發(fā)生②H2S與反應(yīng)的方程式為：Na2CO3+H2S= NaHS+ NaHCO3；轉(zhuǎn)化爐內(nèi)發(fā)生③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，提純后可獲得工業(yè)合成氨所需的N2和H2混合氣。(1)硫化氫能與重金屬生成沉淀，所以將半水煤氣樣品通入CuSO4溶液中，出現(xiàn)黑色沉淀可以證明有硫化氫存在。(2)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)為放熱反應(yīng)，補充通入120℃ H2O(g)作“冷激氣”降低反應(yīng)氣體的溫度，促進平衡右移，提高CO的轉(zhuǎn)化率。(3)先除去二氧化碳，高壓下CO2極易溶于水，選擇裝置a；堿性焦沒食子酸溶液(易受酸性氣體影響)可吸收氧氣，故在除去CO2后選擇c裝置吸收O2且防止氧化CO；b裝置除去CO，最后用濃硫酸除去水蒸氣，故順序為：a→c→b→d。(4)①半水煤氣中含有二氧化碳，首先利用堿液除去二氧化碳，干燥后再通過氧化銅反應(yīng)，利用濃硫酸吸收產(chǎn)生的水蒸氣，利用堿液吸收產(chǎn)生的二氧化碳，進而計算體積分數(shù)，I、II的目的是除去CO2并確定CO2已完全除去。②氫氣還原氧化銅生成水蒸氣，濃硫酸吸收水蒸氣，CO還原氧化銅生成水，步驟Ⅲ用濃硫酸吸收了水，步驟Ⅳ中剩余的為轉(zhuǎn)化后CO2的質(zhì)量，根據(jù)CO+CuOCu+ CO2，可知CO的物質(zhì)的量為：，CO體積分數(shù)為。(5)A項， C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) ΔH＞0，為吸熱反應(yīng)，“煤氣發(fā)生爐”應(yīng)先通O2與燃料燃燒提供熱量，后通H2O(g)，A正確；B項，Na2CO3+H2S= NaHS+ NaHCO3，采用飽和Na2CO3溶液吸收H2S會有碳酸氫鈉析出，造成管道堵塞，B正確；C項，吸收塔內(nèi)放置空心瓷環(huán)可提高H2S的吸收率，增大了反應(yīng)面積，C正確；D項，半水煤氣中的O2不會導(dǎo)致Cu催化劑失效，在與Cu催化劑接觸之前就被消耗了，D錯誤。故選ABC。
考點三 有機制備型實驗題
知識點1 有機制備實驗流程
1．分析制備流程
2．熟悉重要儀器
3．典型反應(yīng)裝置和蒸餾裝置
知識點2 解有機綜合題基本策略
1．找準答題思路
根據(jù)題給信息,初步判定物質(zhì)的性質(zhì) 有機化合物制備中一般會給出相應(yīng)的信息,通常會以表格的形式給出,表格中的數(shù)據(jù)主要是有機化合物的密度、沸點和在水中的溶解性,在分析這些數(shù)據(jù)時要多進行橫向和縱向的比較,密度主要是與水比較,沸點主要是表中各物質(zhì)的比較,溶解性主要是判斷溶還是不溶。主要是根據(jù)這些數(shù)據(jù)選擇分離、提純的方法
注意儀器名稱和作用 所給的裝置圖中有一些不常見的儀器,要明確這些儀器的作用,特別是無機制備實驗中不常見的三頸燒瓶、球形冷凝管等
關(guān)注有機反應(yīng)條件 大多數(shù)有機反應(yīng)的副反應(yīng)較多,且為可逆反應(yīng),因此設(shè)計有機化合物制備實驗方案時,要注意控制反應(yīng)條件,盡可能選擇步驟少、副產(chǎn)物少的反應(yīng);由于副產(chǎn)物多,所以需要進行除雜、凈化。另外,若為兩種有機化合物參加的可逆反應(yīng),應(yīng)考慮多加一些相對價廉的有機化合物,以提高另一種有機化合物的轉(zhuǎn)化率和生成物的產(chǎn)率
2．依據(jù)有機反應(yīng)特點作答
(1)有機物易揮發(fā)，反應(yīng)中通常采用冷凝回流裝置，以提高原料的利用率和產(chǎn)物的產(chǎn)率。
(2)有機反應(yīng)通常都是可逆反應(yīng)，且易發(fā)生副反應(yīng)，因此常使價格較低的反應(yīng)物過量，以提高另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的產(chǎn)率，同時在實驗中需要控制反應(yīng)條件，以減少副反應(yīng)的發(fā)生。
(3)根據(jù)產(chǎn)品與雜質(zhì)的性質(zhì)特點，選擇合適的分離提純方法。
【名師提醒】
1．溫度計水銀球的位置：若要控制反應(yīng)溫度，應(yīng)插入反應(yīng)液中，若要選擇收集某溫度下的的餾分，則應(yīng)放在蒸餾燒瓶支管口附近。
2．冷凝管的選擇：球形冷凝管只能用于冷凝回流，直形冷凝管既能用于冷凝回流，又能用于冷凝收集餾分。
3．冷凝管的進出水方向：下進上出。
4．加熱方式的選擇：
①酒精燈加熱。酒精燈的火焰溫度一般在400～500度，所以需要溫度不太高的實驗都可用酒精燈加熱。
②水浴加熱。水浴加熱的溫度不超過100度。
5．防暴沸：加碎瓷片，防止溶液暴沸，若開始忘加沸石，需冷卻后補加。
考向 有機物的制備
【例】(2024·湖北省普通高中高考狎題預(yù)測)環(huán)己酮()是重要的化工原料和有機溶劑，可用于制造合成橡膠、合成纖維和藥品等。實驗室用次氯酸鈉氧化法制備環(huán)已酮的原理與操作流程如下。
已知：
①環(huán)己酮的密度比水的密度小，能與水形成恒沸混合物，沸點為95℃。
②31℃時，環(huán)己酮在水中的溶解度為2.4 g。
回答下列問題：
(1)環(huán)己醇與次氯酸鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為 。
(2)“操作1”和“操作3”是蒸餾，其蒸餾裝置中用到的冷凝管是 (填字母)。
A． B． C．
(3)“操作2”是分液，分液時有機相應(yīng)從分液漏斗的 (選填“上口”或“下口”)放出。
(4)實驗中加入無水硫酸鎂的目的是 。
(5)制備環(huán)己酮粗品時：
①加入次氯酸鈉溶液后，用淀粉-碘化鉀試紙檢驗，試紙應(yīng)呈藍色，否則應(yīng)再補加次氯酸鈉溶液，其目的是 。
②次氯酸鈉溶液的濃度可用間接碘量法測定。用移液管移取10.00mL次氯酸鈉溶液于500mL容量瓶中，加蒸餾水至刻度線，搖勻后移取25.00mL該溶液于250mL錐形瓶中，加入50mL0.1 mol·L-1鹽酸和2g碘化鉀，用0.1mol·L-1硫代硫酸鈉標準溶液滴定析出的碘。在滴定接近終點時加入1mL0.2%淀粉溶液。析出碘的反應(yīng)的離子方程式為 ；滴定終點的實驗現(xiàn)象為 ；若三次滴定消耗硫代硫酸鈉標準溶液的平均體積為18.00mL，則原次氯酸鈉溶液的濃度為 。(已知I2+2Na2S2O3=2NaI+ Na2S4O6
(6)本實驗環(huán)己酮的產(chǎn)率最接近_______(填字母)。
A．50% B．60% C．70% D．80%
【答案】(1)+ ClO- →+ Cl- + H2O
(2)A (3)上口 (4)干燥
(5) 確保環(huán)己醇被完全氧化 ClO-+I-+2H+=Cl-+I2+H2O
當?shù)稳胱詈蟀氲瘟虼蛩徕c標準溶液時，溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色 1.8 mol·L-1
(6)C
【解析】5.3mL環(huán)己醇與25mL冰醋酸、38mL次氯酸鈉溶液混合后，往其中再加30mL水、3gAlCl3和沸石，反應(yīng)后經(jīng)過蒸餾得環(huán)己酮粗品，往粗品中依次加無水碳酸鈉和食鹽后分液，在所得到的有機相中加無水硫酸鎂干燥后，經(jīng)過操作3即得環(huán)己酮精品。(1)次氯酸根離子具有較強的氧化性，能將環(huán)己醇氧化為環(huán)己酮，自身被還原為Cl-，其反應(yīng)的離子方程式為+ ClO- →+ Cl-+ H2O；(2)直形冷凝管適用于沸點在140℃以下的物質(zhì)的蒸餾、分餾；當物質(zhì)的沸點超過140℃，蒸餾時一般用空氣冷凝管，以免直形冷凝管通水冷卻時，玻璃因溫差太大而炸裂；球形冷凝管一般用于有機物的冷凝回流，由題已知條件①可知，實驗蒸餾過程中應(yīng)使用直形冷凝管，不用球形冷凝管或空氣冷凝管；(3)有機相中主要含環(huán)己酮，由題中所給信息①可知，環(huán)己酮的密度比水的密度小，所以分液時有機相在分液漏斗的上層，即應(yīng)從分液漏斗的上口放出；(4)分液后的有機相中仍含有少量的水，為了除去有機相中的水分，可加入無水硫酸鎂進行干燥，即實驗中加入無水硫酸鎂的目的是干燥；(5)①加入次氯酸鈉溶液后，用淀粉-碘化鉀試紙檢驗，試紙應(yīng)呈藍色，若試紙不呈藍色，則說明溶液中不含次氯酸鈉，環(huán)己醇可能未完全反應(yīng)，為了確保環(huán)己醇被完全氧化，應(yīng)加入過量的次氯酸鈉溶液；②次氯酸鈉溶液與碘離子在酸性條件下反應(yīng)析出I2，次氯酸根被還原為Cl-，析出碘的反應(yīng)的離子方程式為ClO-+I-+2H+=Cl-+I2+H2O；在滴定接近終點時加入1mL0.2%淀粉溶液，滴定終點的實驗現(xiàn)象為：當?shù)稳胱詈蟀氲瘟虼蛩徕c標準溶液時，溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色；由ClO-+I-+2H+=Cl-+I2+H2O、I2+2Na2S2O3=2NaI+ Na2S4O6可得：ClO-~ I2~2Na2S2O3，若三次滴定消耗硫代硫酸鈉標準溶液的平均體積為18.00mL，則原次氯酸鈉溶液的濃度為；(6)本實驗環(huán)己酮的理論產(chǎn)量為0.05mol×98g/mol=4.9g，實際產(chǎn)量為3.4g，則產(chǎn)率為，即最接近70%，故選C。
【變式訓(xùn)練】(2024·江西省多校聯(lián)考高三模擬)某小組設(shè)計實驗制備香豆素-3-羧酸乙酯并測定其產(chǎn)率。
試劑：2.5g(2.1mL，0.02mol)水楊醛、3.6g(3.4mL，0.0225mol)丙二酸二乙酯，無水乙醇，六氫吡啶，冰醋酸和無水氯化鈣。
實驗步驟：
①在圖1裝置中，加入2.1mL水楊醛、3.4mL丙二酸二乙酯、15mL無水乙醇、0.3mL六氫吡啶和1滴冰醋酸，放入幾粒沸石。
②在水浴上加熱回流2h。稍冷后將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，加入15mL水，置于冰浴中冷卻。待結(jié)晶完全后，抽濾，如圖2。用冰水冷卻過的50%乙醇洗滌晶體2 3次，每次用1 2mL。產(chǎn)品經(jīng)干燥后稱重約為3.0g。
回答下列問題：
(1)無水CaCl2的主要作用是 ；冷凝管中進水口是 (填“a”或“b”)。
(2)圖1中盛裝反應(yīng)物的儀器名稱是 ，該儀器宜選擇的規(guī)格是 (填字母)。
A．50mL B．100mL C．250mL D．500mL
(3)相對于用蒸餾水洗滌，用冰水冷卻過的50%乙醇洗滌產(chǎn)品的目的是 。
(4)相對普通過濾，利用圖2裝置抽濾，其主要優(yōu)點是 (答兩條)。
(5)洗滌產(chǎn)品的操作是 。
(6)本實驗制備的香豆素-3-羧酸乙酯的產(chǎn)率約為__________(填字母)。
A．56.4% B．58.6% C．65.8% D．68.8%
【答案】(1) 做干燥劑，促進反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，提高產(chǎn)率 b
(2)三頸燒瓶 A
(3)降低產(chǎn)品溶解度，減少損失
(4)過濾快、產(chǎn)品較干燥、固體和液體易分離等
(5)向布氏漏斗中加入用冰水冷卻過的50%乙醇溶液，浸沒產(chǎn)品，待液體流出后，重復(fù)操作2~3次
(6)D
【解析】(1)根據(jù)反應(yīng)物組成和結(jié)構(gòu)可知，制備過程中有水生成，用無水氯化鈣吸收水蒸氣，有利于促進產(chǎn)物生成，提高產(chǎn)率；冷凝水下進上出，可以增大冷凝效果，因此冷凝水從b口進。(2)實驗時燒瓶中液體占容積三分之一與三分之二之間，反應(yīng)中加入2.1mL水楊醛、3.4mL丙二酸二乙酯、15mL無水乙醇、0.3mL六氫吡啶和1滴冰醋酸，共有20.8mL，因此宜選擇50 mL三頸燒瓶。(3)冰水浴可以快速降低溫度，降低晶體溶解度，使香豆素-3-羧酸酯快速析出，乙醇易揮發(fā)，洗滌后容易除去。(4)抽濾是在減壓條件下過濾，具有過濾速率較快、固體較干燥等優(yōu)點。(5)類似洗滌操作：向過濾器中加入液體，浸沒固體，待液體流出后重復(fù)操作2~3 次。(6)根據(jù)起始投入量可知，丙二酸二乙酯過量，以水楊醛的物質(zhì)的量為計算依據(jù)，水楊醛的物質(zhì)的量=0.02mol，理論上可制備0.02mol香豆素-3-羧酸乙酯，理論產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)率=，故選D。
1．(2023 全國乙卷，26)元素分析是有機化合物的表征手段之一。按下圖實驗裝置(部分裝置略)對有機化合物進行C、H元素分析。
回答下列問題：
(1)將裝有樣品的Pt坩堝和CuO放入石英管中，先_______，而后將已稱重的U型管c、d與石英管連接，檢查_______。依次點燃煤氣燈_______，進行實驗。
(2)O2的作用有_______。CuO的作用是_______(舉1例，用化學(xué)方程式表示)。
(3)c和d中的試劑分別是_______、_______(填標號)。c和d中的試劑不可調(diào)換，理由是_______。
A．CaCl2 B．NaCl C．堿石灰(CaO+NaOH) D．Na2SO3
(4)Pt坩堝中樣品CxHyOz反應(yīng)完全后，應(yīng)進行操作：_______。取下c和d管稱重。
(5)若樣品CxHyOz為0.0236g，實驗結(jié)束后，c管增重0.0108g，d管增重0.0352g。質(zhì)譜測得該有機物的相對分子量為118，其分子式為_______。
【答案】(1) 通入一定的O2 裝置氣密性 b、a
(2)為實驗提供氧化劑、提供氣流保證反應(yīng)產(chǎn)物完全進入到U型管中 CO+CuOCu+CO2
(3) A C 堿石灰可以同時吸收水蒸氣和二氧化碳
(4)繼續(xù)吹入一定量的O2，冷卻裝置
(5)C4H6O4
【解析】利用如圖所示的裝置測定有機物中C、H兩種元素的含量，這是一種經(jīng)典的李比希元素測定法，將樣品裝入Pt坩堝中，后面放置一CuO做催化劑，用于催化前置坩堝中反應(yīng)不完全的物質(zhì)，后續(xù)將產(chǎn)物吹入道兩U型管中，稱量兩U型管的增重計算有機物中C、H兩種元素的含量，結(jié)合其他技術(shù)手段，從而得到有機物的分子式。(1)實驗前，應(yīng)先通入一定的O2吹空石英管中的雜質(zhì)氣體，保證沒有其他產(chǎn)物生成，而后將已U型管c、d與石英管連接，檢查裝置氣密性，隨后先點燃b處酒精燈后點燃a處酒精燈，保證當a處發(fā)生反應(yīng)時產(chǎn)生的CO能被CuO反應(yīng)生成CO2；(2)實驗中O2的作用有：為實驗提供氧化劑、提供氣流保證反應(yīng)產(chǎn)物完全進入到U型管中；CuO的作用是催化a處產(chǎn)生的CO，使CO反應(yīng)為CO2，反應(yīng)方程式為CO+CuOCu+CO2；(3)有機物燃燒后生成的CO2和H2O分別用堿石灰和無水CaCl2吸收，其中c管裝有無水CaCl2，d管裝有堿石灰，二者不可調(diào)換，因為堿石灰能同時吸收水蒸氣和二氧化碳，影響最后分子式的確定；(4)反應(yīng)完全以后應(yīng)繼續(xù)吹入一定量的O2，保證石英管中的氣體產(chǎn)物完全吹入兩U行管中，使裝置冷卻；(5)c管裝有無水CaCl2，用來吸收生成的水蒸氣，則增重量為水蒸氣的質(zhì)量，由此可以得到有機物中H元素的物質(zhì)的量n(H)===0.0012mol；d管裝有堿石灰，用來吸收生成的CO2，則增重量為CO2的質(zhì)量，由此可以得到有機物中C元素的物質(zhì)的量n(C)===0.0008mol；有機物中O元素的物質(zhì)的量為0.0128g，其物質(zhì)的量n(O)===0.0008mol；該有機物中C、H、O三種元素的原子個數(shù)比為0.0008：0.0012：0.0008=2：3：2；質(zhì)譜測得該有機物的相對分子質(zhì)量為118，則其化學(xué)式為C4H6O4。
2．(2023 山東卷，18)三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高純硅的重要原料，常溫下為無色液體，沸點為31.8℃，熔點為-126.5℃，易水解。實驗室根據(jù)反應(yīng)Si+3HClSiHCl3+H2，利用如下裝置制備SiHCl3粗品(加熱及夾持裝置略)。回答下列問題：
(1)制備SiHCl3時進行操作：(ⅰ)……；(ⅱ)將盛有砫粉的瓷舟置于管式爐中；(ⅲ)通入，一段時間后接通冷凝裝置，加熱開始反應(yīng)。操作(ⅰ)為_____；判斷制備反應(yīng)結(jié)束的實驗現(xiàn)象是_____。圖示裝置存在的兩處缺陷是_____。
(2)已知電負性Cl＞H＞Si，SiHCl3在濃溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。
(3)采用如下方法測定溶有少量的SiHCl3純度。
m1g樣品經(jīng)水解、干燥等預(yù)處理過程得硅酸水合物后，進行如下實驗操作：①_____，②_____(填操作名稱)，③稱量等操作，測得所得固體氧化物質(zhì)量為m2g，從下列儀器中選出①、②中需使用的儀器，依次為_____(填標號)。測得樣品純度為_____(用含m1、m2的代數(shù)式表示)。
【答案】(1) 檢查裝置氣密性 當管式爐中沒有固體剩余時 C、D之間沒有干燥裝置，沒有處理氫氣的裝置
(2)SiHCl3+5NaOH =Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O
(3) 高溫灼燒 冷卻 AC
【解析】氯化氫氣體通入濃硫酸干燥后，在管式爐中和硅在高溫下反應(yīng)，生成三氯甲硅烷和氫氣，由于三氯甲硅烷沸點為31.8℃，熔點為-126.5℃，在球形冷凝管中可冷卻成液態(tài)，在裝置C中收集起來，氫氣則通過D裝置排出同時D可處理多余吸收的氯化氫氣體。(1)制備SiHCl3時，由于氯化氫、SiHCl3和氫氣都是氣體，所以組裝好裝置后，要先檢查裝置氣密性，然后將盛有硅粉的瓷舟置于管式爐中，通入氯化氫氣體，排出裝置中的空氣，一段時候后，接通冷凝裝置，加熱開始反應(yīng)，當管式爐中沒有固體剩余時，即硅粉完全反應(yīng)，SiHCl3易水解，所以需要在C、D之間加一個干燥裝置，防止D中的水蒸氣進入裝置C中，另外氫氧化鈉溶液不能吸收氫氣，需要在D后面加處理氫氣的裝置；(2)已知電負性Cl＞H＞Si，則SiHCl3中氯元素的化合價為-1，H元素的化合價為-1，硅元素化合價為+4，所以氫氧化鈉溶液和SiHCl3反應(yīng)時，要發(fā)生氧化還原反應(yīng)，得到氯化鈉、硅酸鈉和氫氣，化學(xué)方程式為：SiHCl3+5NaOH =Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O；(3)m1g樣品經(jīng)水解，干燥等預(yù)處理過程得到硅酸水合物后，高溫灼燒，在干燥器中冷卻后，稱量，所用儀器包括坩堝和干燥器，所得固體氧化物為二氧化硅，質(zhì)量為m2g，則二氧化硅的物質(zhì)的量為n(SiO2)=，樣品純度為=。
3．(2023 遼寧省選擇性考試，17)2—噻吩乙醇(Mr=128)是抗血栓藥物氯吡格雷的重要中間體，其制備方法如下：
Ⅰ．制鈉砂。向燒瓶中加入300mL液體A和4.60g金屬鈉，加熱至鈉熔化后，蓋緊塞子，振蕩至大量微小鈉珠出現(xiàn)。
Ⅱ．制噻吩鈉。降溫至10℃，加入25mL噻吩，反應(yīng)至鈉砂消失。
Ⅲ．制噻吩乙醇鈉。降溫至-10℃，加入稍過量的環(huán)氧乙烷的四氫呋喃溶液，反應(yīng)30min。
Ⅳ．水解。恢復(fù)室溫，加入70mL水，攪拌；加鹽酸調(diào)pH至4~6，繼續(xù)反應(yīng)2 h，分液；用水洗滌有機相，二次分液。
Ⅴ．分離。向有機相中加入無水MgSO4，靜置，過濾，對濾液進行蒸餾，蒸出四氫呋喃、噻吩和液體A后，得到產(chǎn)品17.92g。
回答下列問題：
(1)步驟Ⅰ中液體A可以選擇_______。
a．乙醇 b．水 c．甲苯 d．液氨
(2)噻吩沸點低于吡咯()的原因是_______。
(3)步驟Ⅱ的化學(xué)方程式為_______。
(4)步驟Ⅲ中反應(yīng)放熱，為防止溫度過高引發(fā)副反應(yīng)，加入環(huán)氧乙烷溶液的方法是_______。
(5)步驟Ⅳ中用鹽酸調(diào)節(jié)pH的目的是_______。
(6)下列儀器在步驟Ⅴ中無需使用的是_______(填名稱)：無水MgSO4的作用為_______。
(7)產(chǎn)品的產(chǎn)率為_______(用計算，精確至0.1%)。
【答案】(1)c (2)中含有N原子，可以形成分子間氫鍵，氫鍵可以使熔沸點升高
(3)2+2Na→2+H2↑
(4)將環(huán)氧乙烷溶液沿?zé)诰従徏尤耄诉^程中不斷用玻璃棒進行攪拌來散熱
(5)將NaOH中和，使平衡正向移動，增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率
(6)①球形冷凝管和分液漏斗 ②除去水
(7)70.0%
【解析】(1)步驟Ⅰ制鈉砂過程中，液體A不能和Na反應(yīng)，而乙醇、水和液氨都能和金屬Na反應(yīng)，故選c。(2)噻吩沸點低于吡咯()的原因是：中含有N原子，可以形成分子間氫鍵，氫鍵可以使熔沸點升高。(3)步驟Ⅱ中和Na反應(yīng)生成2-噻吩鈉和H2，化學(xué)方程式為：2+2Na→2+H2↑。(4)步驟Ⅲ中反應(yīng)放熱，為防止溫度過高引發(fā)副反應(yīng)，加入環(huán)氧乙烷溶液的方法是：將環(huán)氧乙烷溶液沿?zé)诰従徏尤耄诉^程中不斷用玻璃棒進行攪拌來散熱。(5)2-噻吩乙醇鈉水解生成-噻吩乙醇的過程中有NaOH生成，用鹽酸調(diào)節(jié)pH的目的是將NaOH中和，使平衡正向移動，增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。(6)步驟Ⅴ中的操作有過濾、蒸餾，蒸餾的過程中需要直形冷凝管不能用球形冷凝管，無需使用的是球形冷凝管和分液漏斗；向有機相中加入無水MgSO4的作用是：除去水。(7)步驟Ⅰ中向燒瓶中加入300mL液體A和4.60g金屬鈉，Na的物質(zhì)的量為，步驟Ⅱ中Na完全反應(yīng)，根據(jù)方程式可知，理論上可以生成0.2mol2-噻吩乙醇，產(chǎn)品的產(chǎn)率為=70.0%。
4．(2023 北京卷，19)資料顯示，I2可以將Cu氧化為Cu2+。某小組同學(xué)設(shè)計實驗探究Cu被I2氧化的產(chǎn)物及銅元素的價態(tài)。
已知：I2易溶于KI溶液，發(fā)生反應(yīng)I2+I-I3- (紅棕色)；I2和I3-氧化性幾乎相同。
I.將等體積的KI溶液加入到mmol銅粉和nmolI2(n＞m)的固體混合物中，振蕩。
實驗記錄如下：
c(KI) 實驗現(xiàn)象
實驗Ⅰ 0.01 mol·L-1 極少量I2溶解，溶液為淡紅色；充分反應(yīng)后，紅色的銅粉轉(zhuǎn)化為白色沉淀，溶液仍為淡紅色
實驗Ⅱ 0.1 mol·L-1 部分I2溶解，溶液為紅棕色；充分反應(yīng)后，紅色的銅粉轉(zhuǎn)化為白色沉淀，溶液仍為紅棕色
實驗Ⅲ 4 mol·L-1 I2完全溶解，溶液為深紅棕色；充分反應(yīng)后，紅色的銅粉完全溶解，溶液為深紅棕色
(1)初始階段，被氧化的反應(yīng)速率：實驗Ⅰ (填“>”“<”或“=”)實驗Ⅱ。
(2)實驗Ⅲ所得溶液中，被氧化的銅元素的可能存在形式有[Cu(H2O)4]2+ (藍色)或[CuI2]- (無色)，進行以下實驗探究：
步驟a．取實驗Ⅲ的深紅棕色溶液，加入CCl4，多次萃取、分液。
步驟b．取分液后的無色水溶液，滴入濃氨水。溶液顏色變淺藍色，并逐漸變深。
ⅰ．步驟a的目的是 。
ⅱ．查閱資料，2Cu2++4I-=2CuI↓+I2，[Cu(NH3)4]+ (無色)容易被空氣氧化。用離子方程式解釋步驟的溶液中發(fā)生的變化： 。
(3)結(jié)合實驗Ⅲ，推測實驗Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，實驗Ⅰ中銅被氧化的化學(xué)方程式是 。分別取實驗Ⅰ和Ⅱ充分反應(yīng)后的固體，洗滌后得到白色沉淀，加入濃溶液， (填實驗現(xiàn)象)，觀察到少量紅色的銅。分析銅未完全反應(yīng)的原因是 。
(4)上述實驗結(jié)果，I2僅將Cu氧化為價。在隔絕空氣的條件下進行電化學(xué)實驗，證實了I2能將Cu氧化為Cu2+。裝置如圖所示，分別是 。
(5)運用氧化還原反應(yīng)規(guī)律，分析在上述實驗中Cu被I2氧化的產(chǎn)物中價態(tài)不同的原因： 。
【答案】(1)<
(2)除去I3-，防止干擾后續(xù)實驗
[CuI2]- +2 NH3·H2O=[Cu(NH3)2]++2H2O+2I-、4[Cu(NH3)2]++O2 +8NH3·H2O=4[Cu(NH3)4]2++2H2O+4OH-+6H2O
(3) 2Cu+I2=2CuI或2Cu+KI3=2CuI+KI 白色沉淀逐漸溶解 溶液變?yōu)闊o色銅與碘的反應(yīng)為可逆反應(yīng)(或I3-濃度小未能氧化全部的Cu)
(4)銅、含nmolI2的4 mol·L-1的KI溶液
(5)在實驗Ⅰ、實驗Ⅱ、實驗Ⅲ中Cu+可以進一步與I-結(jié)合生成CuI沉淀或[CuI2]-，Cu+濃度減小使得Cu2+氧化性增強，發(fā)生反應(yīng)2Cu2++4I-=2CuI↓+I2和2Cu2++6I-= 2[CuI2]- +I2
【解析】因I2溶解度較小，Cu與I2接觸不充分，將轉(zhuǎn)化為I3-可以提高Cu與I3-的接觸面積，提高反應(yīng)速率。加入CCl4，I2+I-I3-平衡逆向移動，I2濃度減小，I-濃度增加，[CuI2]-濃度增加，加入氨水后轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)2]+，被氧化為[Cu(NH3)4]2+，故而產(chǎn)生無色溶液變?yōu)樗{色溶液的現(xiàn)象。(1)提高KI濃度，便于提高I3-的濃度，與Cu接觸更加充分，Cu與I3-的反應(yīng)速率加快，故實驗Ⅰ<實驗Ⅱ。(2)加入CCl4，I2+I-I3-平衡逆向移動，I2濃度減小，I-濃度增加，其目的為：除去I3-，防止干擾后續(xù)實驗。加入氨水[CuI2]-濃后轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)2]+，無色的[Cu(NH3)2]+被氧化為藍色的[Cu(NH3)4]2+，方程式為[CuI2]- +2 NH3·H2O=[Cu(NH3)2]++2H2O+2I-、4[Cu(NH3)2]++O2 +8NH3·H2O=4[Cu(NH3)4]2++2H2O+4OH-+6H2O。(3)結(jié)合實驗Ⅲ，推測實驗Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，實驗Ⅰ中銅被氧化的化學(xué)方程式是2Cu+I2=2CuI或2Cu+KI3=2CuI+KI；2Cu+I2=2CuI反應(yīng)為可逆反應(yīng)，加入濃KI溶液，I2濃度減小，CuI轉(zhuǎn)化為Cu和I2，故產(chǎn)生白色沉淀溶解，出現(xiàn)紅色固體的過程。(4)要驗證I2能將Cu氧化為Cu2+，需設(shè)計原電池負極材料為Cu，b為含nmolI2的4 mol·L-1的KI溶液。(5)含nmolI2的4 mol·L-1的KI溶液銅與碘反應(yīng)的體系在原電池裝置中，I2將Cu氧化為Cu2+；而在實驗Ⅰ、實驗Ⅱ和實驗Ⅲ中Cu以Cu+形式存在，這是由于在實驗Ⅰ、實驗Ⅱ、實驗Ⅲ中Cu+可以進一步與I-結(jié)合生成CuI沉淀或[CuI2]-，Cu+濃度減小使得Cu2+氧化性增強，發(fā)生反應(yīng)2Cu2++4I-=2CuI↓+I2和2Cu2++6I-= 2[CuI2]- +I2。
5．(2022 湖南選擇性考試，12)某實驗小組以溶液為原料制備BaCl2·2H2O，并用重量法測定產(chǎn)品中BaCl2·2H2O的含量。設(shè)計了如下實驗方案：
可選用試劑：NaCl晶體、BaS溶液、濃H2SO4、稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸餾水
步驟1. BaCl2·2H2O的制備
按如圖所示裝置進行實驗，得到BaCl2溶液，經(jīng)一系列步驟獲得BaCl2·2H2O產(chǎn)品。
步驟2，產(chǎn)品中BaCl2·2H2O的含量測定
①稱取產(chǎn)品0.5000g，用水溶解，酸化，加熱至近沸；
②在不斷攪拌下，向①所得溶液逐滴加入熱的0.100 mol·L-1H2SO4溶液，
③沉淀完全后，60℃水浴40分鐘，經(jīng)過濾、洗滌、烘干等步驟，稱量白色固體，質(zhì)量為0.4660g。
回答下列問題：
(1)Ⅰ是制取_______氣體的裝置，在試劑a過量并微熱時，發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______；
(2)Ⅰ中b儀器的作用是_______；Ⅲ中的試劑應(yīng)選用_______；
(3)在沉淀過程中，某同學(xué)在加入一定量熱的H2SO4溶液后，認為沉淀已經(jīng)完全，判斷沉淀已完全的方法是_______；
(4)沉淀過程中需加入過量的H2SO4溶液，原因是_______；
(5)在過濾操作中，下列儀器不需要用到的是_______(填名稱)；
(6)產(chǎn)品中BaCl2·2H2O的質(zhì)量分數(shù)為_______(保留三位有效數(shù)字)。
【答案】(1) HCl H2SO4(濃)+NaClNaHSO4+HCl↑
(2)防止倒吸 CuSO4溶液
(3)靜置，取上層清液于一潔凈試管中，繼續(xù)滴加硫酸溶液，無白色沉淀生成，則已沉淀完全
(4)使鋇離子沉淀完全 (5)錐形瓶 (6)97.6%
【解析】裝置I中濃硫酸和氯化鈉共熱制備HCl，裝置II中氯化氫與BaS溶液反應(yīng)制備BaCl2·2H2O，裝置III中硫酸銅溶液用于吸收生成的H2S，防止污染空氣。(1)由分析可知，裝置I為濃硫酸和氯化鈉共熱制取HCl氣體的裝置，在濃硫酸過量并微熱時，濃硫酸與氯化鈉反應(yīng)生成硫酸氫鈉和氯化氫，發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H2SO4(濃)+NaClNaHSO4+HCl↑。(2)氯化氫極易溶于水，裝置II中b儀器的作用是：防止倒吸；裝置II中氯化氫與BaS溶液反應(yīng)生成H2S，H2S有毒，對環(huán)境有污染，裝置III中盛放CuSO4溶液，用于吸收H2S。(3)硫酸與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，因此判斷沉淀已完全的方法是靜置，取上層清液于一潔凈試管中，繼續(xù)滴加硫酸溶液，無白色沉淀生成，則已沉淀完全。(4)為了使鋇離子沉淀完全，沉淀過程中需加入過量的硫酸溶液。(5)過濾用到的儀器有：鐵架臺、燒杯、漏斗、玻璃棒，用不到錐形瓶。(6)由題意可知，硫酸鋇的物質(zhì)的量為：=0.002mol，依據(jù)鋇原子守恒，產(chǎn)品中BaCl2·2H2O的物質(zhì)的量為0.002mol，質(zhì)量為0.002mol×244g/mol=0.488g，質(zhì)量分數(shù)為：100%=97.6%。
6．(2022 山東卷)實驗室利用FeCl2 4H2O和亞硫酰氯(SOCl2)制備無水FeCl2的裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。已知SOCl2沸點為76℃，遇水極易反應(yīng)生成兩種酸性氣體。回答下列問題：
(1)實驗開始先通N2。一段時間后，先加熱裝置_______(填“a”或“b”)。裝置b內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。裝置c、d共同起到的作用是_______。
(2)現(xiàn)有含少量雜質(zhì)的FeCl2 nH2O，為測定n值進行如下實驗：
實驗Ⅰ：稱取m1g樣品，用足量稀硫酸溶解后，用cmol·L-1K2Cr2O7標準溶液滴定達終點時消耗(滴定過程中Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+，不反應(yīng))。
實驗Ⅱ：另取m1g樣品，利用上述裝置與足量SOCl2反應(yīng)后，固體質(zhì)量為m2g。
則_______；下列情況會導(dǎo)致n測量值偏小的是_______(填標號)。
A．樣品中含少量雜質(zhì)
B．樣品與SOCl2反應(yīng)時失水不充分
C．實驗Ⅰ中，稱重后樣品發(fā)生了潮解
D．滴定達終點時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡生成
(3)用上述裝置、根據(jù)反應(yīng)TiO2+CCl4 =TiCl4+CO2制備TiCl4。已知TiCl4與CCl4分子結(jié)構(gòu)相似，與CCl4互溶，但極易水解。選擇合適儀器并組裝蒸餾裝置對TiCl4、CCl4混合物進行蒸榴提純(加熱及夾持裝置略)，安裝順序為①⑨⑧_______(填序號)，先餾出的物質(zhì)為_______。
【答案】(1) a FeCl2 4H2O+4SOCl2FeCl2+4SO2↑+8HCl↑ 冷凝回流SOCl2
(2) AB (3) ⑥⑩③⑤ CCl4
【解析】SOCl2與H2O反應(yīng)生成兩種酸性氣體，F(xiàn)eCl2 4H2O與SOCl2制備無水FeCl2的反應(yīng)原理為：SOCl2吸收FeCl2 4H2O受熱失去的結(jié)晶水生成SO2和HCl，HCl可抑制FeCl2的水解，從而制得無水FeCl2。(1)實驗開始時先通N2，排盡裝置中的空氣，一段時間后，先加熱裝置a，產(chǎn)生SOCl2氣體充滿b裝置后再加熱b裝置，裝置b中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeCl2 4H2O+4SOCl2FeCl2+4SO2↑+8HCl↑；裝置c、d的共同作用是冷凝回流SOCl2；(2)滴定過程中Cr2O72-將Fe2+氧化成Fe3+，自身被還原成Cr3+，反應(yīng)的離子方程式為6Fe2++ Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，則m1g樣品中n(FeCl2)=6n(Cr2O72-)=6cV×10-3mol；m1g樣品中結(jié)晶水的質(zhì)量為(m1-m2)g，結(jié)晶水物質(zhì)的量為mol，n(FeCl2)：n(H2O)=1：n=(6cV×10-3mol)：mol，解得n=；A項，樣品中含少量FeO雜質(zhì)，溶于稀硫酸后生成Fe2+，導(dǎo)致消耗的K2Cr2O7溶液的體積V偏大，使n的測量值偏小，A項選；B項，樣品與SOCl2反應(yīng)時失水不充分，則m2偏大，使n的測量值偏小，B項選；C項，實驗I稱重后，樣品發(fā)生了潮解，樣品的質(zhì)量不變，消耗的K2Cr2O7溶液的體積V不變，使n的測量值不變，C項不選；D項，滴定達到終點時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡生成，導(dǎo)致消耗的K2Cr2O7溶液的體積V偏小，使n的測量值偏大，D項不選；故選AB。(3)組裝蒸餾裝置對TiCl4、CCl4混合物進行蒸餾提純，按由下而上、從左到右的順序組裝，安裝順序為①⑨⑧，然后連接冷凝管，蒸餾裝置中應(yīng)選擇直形冷凝管⑥、不選用球形冷凝管⑦，接著連接尾接管⑩，TiCl4極易水解，為防止外界水蒸氣進入，最后連接③⑤，安裝順序為①⑨⑧⑥⑩③⑤；由于TiCl4、CCl4分子結(jié)構(gòu)相似，TiCl4的相對分子質(zhì)量大于CCl4，TiCl4分子間的范德華力較大，TiCl4的沸點高于CCl4，故先蒸出的物質(zhì)為CCl4。
7．(2022 全國乙卷)二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀(K2 Cu [(C2O4)2])可用于無機合成、功能材料制備。實驗室制備二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀可采用如下步驟：
Ⅰ.取已知濃度的CuSO4溶液，攪拌下滴加足量溶液，產(chǎn)生淺藍色沉淀。加熱，沉淀轉(zhuǎn)變成黑色，過濾。
Ⅱ.向草酸(H2C2O4)溶液中加入適量K2CO3固體，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。
Ⅲ.將Ⅱ的混合溶液加熱至80-85℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁熱過濾。
Ⅳ.將Ⅲ的濾液用蒸汽浴加熱濃縮，經(jīng)一系列操作后，干燥，得到二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀晶體，進行表征和分析。
回答下列問題：
(1)由CuSO4·5H2O配制Ⅰ中的CuSO4溶液，下列儀器中不需要的是________(填儀器名稱)。
(2)長期存放的CuSO4·5H2O中，會出現(xiàn)少量白色固體，原因是________。
(3)Ⅰ中的黑色沉淀是________(寫化學(xué)式)。
(4)Ⅱ中原料配比為n(H2C2O4)：n(K2CO3)=1.5：1，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式________。
(5)Ⅱ中，為防止反應(yīng)過于劇烈而引起噴濺，加入K2CO3應(yīng)采取________的方法。
(6)Ⅲ中應(yīng)采用________進行加熱。
(7)Ⅳ中“一系列操作”包括________。
【答案】(1)分液漏斗和球形冷凝管
(2) CuSO4·5H2O風(fēng)化失去結(jié)晶水生成無水硫酸銅
(3)CuO
(4)3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑
(5)分批加入并攪拌
(6)水浴
(7)冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌
【解析】取已知濃度的CuSO4溶液，攪拌下滴加足量NaOH溶液，產(chǎn)生淺藍色沉淀氫氧化銅，加熱，氫氧化銅分解生成黑色的氧化銅沉淀，過濾，向草酸(H2C2O4)溶液中加入適量K2CO3固體，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液，將KHC2O4和K2C2O4混合溶液加熱至80-85℃，加入氧化銅固體，全部溶解后，趁熱過濾，將濾液用蒸汽浴加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，得到二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀晶體。(1)由CuSO4·5H2O固體配制硫酸銅溶液，需用天平稱量一定質(zhì)量的CuSO4·5H2O固體，將稱量好的固體放入燒杯中，用量筒量取一定體積的水溶解CuSO4·5H2O，因此用不到的儀器有分液漏斗和球形冷凝管。(2)CuSO4·5H2O含結(jié)晶水，長期放置會風(fēng)化失去結(jié)晶水，生成無水硫酸銅，無水硫酸銅為白色固體。(3)硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成藍色的氫氧化銅沉淀，加熱，氫氧化銅分解生成黑色的氧化銅沉淀。(4)草酸和碳酸鉀以物質(zhì)的量之比為1.5：1發(fā)生非氧化還原反應(yīng)生成KHC2O4、K2C2O4、CO2和水，依據(jù)原子守恒可知，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑。(5)為防止草酸和碳酸鉀反應(yīng)時反應(yīng)劇烈，造成液體噴濺，可減緩反應(yīng)速率，將碳酸鉀進行分批加入并攪拌。(6)Ⅲ中將混合溶液加熱至80-85℃，應(yīng)采取水浴加熱，使液體受熱均勻。(7)從溶液獲得晶體的一般方法為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，因此將Ⅲ的濾液用蒸汽浴加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，得到二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀晶體。
8．(2022 河北省選擇性考試)某研究小組為了更準確檢測香菇中添加劑亞硫酸鹽的含量，設(shè)計實驗如下：
①三頸燒瓶中加入香菇樣品和水；錐形瓶中加入水、淀粉溶液，并預(yù)加的碘標準溶液，攪拌。
②以流速通氮氣，再加入過量磷酸，加熱并保持微沸，同時用碘標準溶液滴定，至終點時滴定消耗了碘標準溶液。
③做空白實驗，消耗了碘標準溶液。
④用適量Na2SO3替代香菇樣品，重復(fù)上述步驟，測得SO2的平均回收率為95%。
已知：，
回答下列問題：
(1)裝置圖中儀器a、b的名稱分別為_______、_______。
(2)三頸燒瓶適宜的規(guī)格為_______(填標號)。
A． B． C．
(3)解釋加入H3PO4，能夠生成SO2的原因：_______。
(4)滴定管在使用前需要_______、洗滌、潤洗；滴定終點時溶液的顏色為_______；滴定反應(yīng)的離子方程式為_______。
(5)若先加磷酸再通氮氣，會使測定結(jié)果_______(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
(6)該樣品中亞硫酸鹽含量為_______ mg kg -1 (以SO2計，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
【答案】(1) (球形)冷凝管 (恒壓)滴液漏斗 (2)C
(3)加入H3PO4后，溶液中存在化學(xué)平衡H2SO3SO2+H2O，SO2的溶解度隨著溫度升高而減小，SO2逸出后，促進了化學(xué)平衡H2SO3SO2+H2O向右移動
(4)檢驗其是否漏水 藍色 加入H3PO4后，溶液中存在化學(xué)平衡H2SO3 SO2+H2O，SO2的溶解度隨著溫度升高而減小，SO2逸出后，促進了化學(xué)平衡H2SO3SO2+H2O向右移動
(5)偏低 (6)80.8
【解析】由題中信息可知，檢測香菇中添加劑亞硫酸鹽的含量的原理是：用過量的磷酸與其中的亞硫酸鹽反應(yīng)生成SO2，用氮氣將SO2排入到錐形瓶中被水吸收，最后用碘標準溶液滴定，測出樣品中亞硫酸鹽含量。(1)根據(jù)儀器a、b的結(jié)構(gòu)可知，裝置圖中儀器a、b的名稱分別為球形冷凝管和恒壓滴液漏斗；(2)三頸燒瓶中加入10.00g香菇樣品和400 mL水，向其中加入H3PO4的體積不超過10 mL。在加熱時，三頸燒瓶中的液體不能超過其容積的，因此，三頸燒瓶適宜的規(guī)格為1000 mL 選C。(3)雖然Ka1(H3PO4)=7.1×10-3＜K a1 (H2SO3) =1.3×10-2，但是H3PO4為難揮發(fā)性的酸，而H2SO3易分解為SO2和水，SO2的溶解度隨著溫度升高而減小，SO2逸出后，促進了化學(xué)平衡H2SO3SO2+H2O向右移動，因此，加入H3PO4能夠生成SO2的原因是：加入H3PO4后，溶液中存在化學(xué)平衡H2SO3SO2+H2O，SO2的溶解度隨著溫度升高而減小，SO2逸出后，促進了化學(xué)平衡H2SO3SO2+H2O向右移動；(4)滴定管在使用前需要檢驗其是否漏水、洗滌、潤洗；滴定前，溶液中的碘被SO2還原為碘離子，溶液的顏色為無色，滴加終點時，過量的1滴或半滴標準碘液使淀粉溶液變?yōu)樗{色且半分鐘點之內(nèi)不變色，因此，滴定終點時溶液為藍色；滴定反應(yīng)的離子方程式為I2+ SO2+2H2O=2I—+4H++SO42-；(5)若先加磷酸再通氮氣，則不能將裝置中的空氣及時排出，有部分亞硫酸鹽和SO2被裝置中的氧氣氧化，碘的標準液的消耗量將減少，因此會使測定結(jié)果偏低。(6)實驗中SO2消耗的標準碘液的體積為0.30 mL+1.00 mL=1.30 mL，減去空白實驗消耗的0.10 mL，則實際消耗標準碘液的體積為1.20mL，根據(jù)反應(yīng)I2+ SO2+2H2O=2I—+4H++ SO42-可以計算出n(SO2)= n(I2)= 1.20mL×10-3L·mL-1×0.010 00 mol· L-1=1.2010-5 mol，由于SO2的平均回收率為95%，則實際生成的n(SO2)= ，則根據(jù)S元素守恒可知，該樣品中亞硫酸鹽含量為mg kg -1。
9．(2021 遼寧選擇性考試，18)Fe/ Fe3O4磁性材料在很多領(lǐng)域具有應(yīng)用前景，其制備過程如下(各步均在N2氛圍中進行)：
①稱取9.95g FeCl2·4H2O(Mr=199)，配成溶液，轉(zhuǎn)移至恒壓滴液漏斗中。
②向三頸燒瓶中加入100 mL14mol·L-1KOH溶液。
③持續(xù)磁力攪拌，將FeCl2溶液以2mL·min-1的速度全部滴入三頸燒瓶中，100℃下回流3h。
④冷卻后過濾，依次用熱水和乙醇洗滌所得黑色沉淀，在干燥。
⑤管式爐內(nèi)焙燒2h，得產(chǎn)品3.24g。
部分裝置如圖：
回答下列問題：
(1)儀器a的名稱是_______；使用恒壓滴液漏斗的原因是_______。
(2)實驗室制取N2有多種方法，請根據(jù)元素化合物知識和氧化還原反應(yīng)相關(guān)理論，結(jié)合下列供選試劑和裝置，選出一種可行的方法，化學(xué)方程式為_______，對應(yīng)的裝置為_______(填標號)。
可供選擇的試劑：CuO(s)、NH3(g)、Cl2(g)、O2(g)、飽和NaNO2(aq)、飽和NH4Cl(aq)
可供選擇的發(fā)生裝置(凈化裝置略去)：
(3)三頸燒瓶中反應(yīng)生成了Fe和Fe3O4，離子方程式為_______。
(4)為保證產(chǎn)品性能，需使其粒徑適中、結(jié)晶度良好，可采取的措施有_______。
A．采用適宜的滴液速度 B．用鹽酸代替KOH溶液，抑制水解
C．在空氣氛圍中制備 D．選擇適宜的焙燒溫度
(5)步驟④中判斷沉淀是否已經(jīng)用水洗滌干凈，應(yīng)選擇的試劑為_______；使用乙醇洗滌的目的是_______。
(6)該實驗所得磁性材料的產(chǎn)率為_______(保留3位有效數(shù)字)。
【答案】(1)(球形)冷凝管 平衡氣壓，便于液體順利流下
(2)2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O(或NH4Cl+ NaNO2NaCl+N2+2H2O) A(或B)
(3)4Fe2++8OH-=Fe↓+Fe3O4↓+4H2O (4)AD
(5)稀硝酸和硝酸銀溶液 除去晶體表面水分，便于快速干燥
(6)90.0%
【解析】(1)根據(jù)儀器的構(gòu)造與用途可知，儀器a的名稱是(球形)冷凝管；恒壓滴液漏斗在使用過程中可保持氣壓平衡，使液體順利流下。(2)實驗室中制備少量氮氣的基本原理是用適當?shù)难趸瘎被蜾@鹽氧化，常見的可以是將氨氣通入灼熱的氧化銅中反應(yīng)，其化學(xué)方程式為：2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O ；可選擇氣體通入硬質(zhì)玻璃管與固體在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)，即選擇A裝置。還可利用飽和NaNO2(aq)和飽和NH4Cl(aq)在加熱下發(fā)生氧化還原反應(yīng)制備氮氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NH4Cl+ NaNO2NaCl+N2+2H2O，可選擇液體與液體加熱制備氣體型，所以選擇B裝置；(3)三頸燒瓶中FeCl2溶液與100 mL14mol·L-1KOH溶液發(fā)生反應(yīng)生成了Fe和Fe3O4，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律可知，該反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++8OH-=Fe↓+Fe3O4↓+4H2O；(4)結(jié)晶度受反應(yīng)速率與溫度的影響，所以為保證產(chǎn)品性能，需使其粒徑適中、結(jié)晶度良好，可采取的措施有采用適宜的滴液速度、選擇適宜的焙燒溫度，AD項符合題意，若用鹽酸代替KOH溶液，生成的晶體為Fe和Fe3O4，均會溶解在鹽酸中，因此得不到該晶粒，故B不選；若在空氣氛圍中制備，則亞鐵離子容易被空氣氧化，故D不選；故選AD；(5)因為反應(yīng)后溶液中有氯離子，所以在步驟④中判斷沉淀是否已經(jīng)用水洗滌干凈，需取最后一次洗滌液，加入稀硝酸酸化后，再加入硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，則證明已洗滌干凈；乙醇易溶于水，易揮發(fā)，所以最后使用乙醇洗滌的目的是除去晶體表面水分，便于快速干燥；(6)9.95g FeCl2·4H2O(Mr=199)的物質(zhì)的量為，根據(jù)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：4Fe2++8OH-=Fe↓+Fe3O4↓+4H2O，可知理論上所得的Fe和Fe3O4的物質(zhì)的量各自為0.0125mol，所以得到的黑色產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)為，實際得到的產(chǎn)品3.24g，所以其產(chǎn)率為。
10．(2021 山東卷)六氯化鎢(WCl6)可用作有機合成催化劑，熔點為283℃，沸點為340℃，易溶于CS2，極易水解。實驗室中，先將三氧化鎢(WO3)還原為金屬鎢(W)再制備WCl6，裝置如圖所示(夾持裝置略)。回答下列問題：
(1)檢查裝置氣密性并加入WO3。先通N2，其目的是________________________；一段時間后，加熱管式爐，改通H2，對B處逸出的H2進行后續(xù)處理。儀器A的名稱為________，證明WO3已被完全還原的現(xiàn)象是________________________________。
(2)WO3完全還原后，進行的操作為：①冷卻，停止通H2；②以干燥的接收裝置替換E；③在B處加裝盛有堿石灰的干燥管；④……；⑤加熱，通Cl2；⑥……。堿石灰的作用是___________________；操作④是________，目的是_______________________。
(3)利用碘量法測定WCl6產(chǎn)品純度，實驗如下：
①稱量：將足量CS2(易揮發(fā))加入干燥的稱量瓶中，蓋緊稱重為m1g；開蓋并計時1分鐘，蓋緊稱重為m2g；再開蓋加入待測樣品并計時1分鐘，蓋緊稱重為m3g，則樣品質(zhì)量為_________g(不考慮空氣中水蒸氣的干擾)。
②滴定：先將WCl6轉(zhuǎn)化為可溶的Na2WO4，通過IO3-離子交換柱發(fā)生反應(yīng)：WO42-+Ba(IO3)2=BaWO4+2IO3-；交換結(jié)束后，向所得含IO3-的溶液中加入適量酸化的KI溶液，發(fā)生反應(yīng)：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O；反應(yīng)完全后，用Na2S2O3標準溶液滴定，發(fā)生反應(yīng)：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-。滴定達終點時消耗cmol L-1的Na2S2O3溶液VmL，則樣品中WCl6(摩爾質(zhì)量為Mg mol-1)的質(zhì)量分數(shù)為________________。稱量時，若加入待測樣品后，開蓋時間超過1分鐘，則滴定時消耗Na2S2O3溶液的體積將______ (填“偏大”“偏小”或“不變”)，樣品中WCl6質(zhì)量分數(shù)的測定值將_____ (填“偏大”“偏小”或“不變”)。
【答案】(1)排除裝置中的空氣 直形冷凝管 淡黃色固體變?yōu)殂y白色
(2)吸收多余氯氣，防止污染空氣；防止空氣中的水蒸氣進入E 再次通入N2 排除裝置中的H2
(3)①( m3+m1- 2m2) ②% 不變 偏大
【解析】(1)用H2還原WO3制備W，裝置中不能有空氣，所以先通N2，其目的是排除裝置中的空氣；由儀器構(gòu)造可知儀器A的名稱為直形冷凝管；WO3為淡黃色固體，被還原后生成W為銀白色，所以能證明WO3已被完全還原的現(xiàn)象是淡黃色固體變?yōu)殂y白色；(2) 由信息可知WCl6極易水解，W與Cl2反應(yīng)制取WCl6時，要在B處加裝盛有堿石灰的干燥管，防止空氣中的水蒸氣進入E中，所以堿石灰的作用其一是吸收多余氯氣，防止污染空氣；其二是防止空氣中的水蒸氣進入E；在操作⑤加熱，通Cl2之前，裝置中有多余的H2，需要除去，所以操作④是再次通入N2，目的是排除裝置中的H2；(3) ①根據(jù)分析，稱量時加入足量的CS2，蓋緊稱重為m1g，由于CS2易揮發(fā)，開蓋時要揮發(fā)出來，稱量的質(zhì)量要減少，開蓋并計時1分鐘，蓋緊稱重m2g，則揮發(fā)出的CS2的質(zhì)量為(m1- m2)g，再開蓋加入待測樣品并計時1分鐘，又揮發(fā)出(m1- m2)g的CS2，蓋緊稱重為m3g，則樣品質(zhì)量為：m3g+2(m1- m2)g-m1g=( m3+m1- 2m2)g；②滴定時，根據(jù)關(guān)系式：WO42-~2IO3-~6I2~12 S2O32-，樣品中n(WCl6)=n(WO42-)=n(S2O32-)=cV10-3mol，m(WCl6)=cV10-3molMg/mol=g，則樣品中WCl6的質(zhì)量分數(shù)為：100%=%；根據(jù)測定原理，稱量時，若加入待測樣品后，開蓋時間超過1分鐘，揮發(fā)的CS2的質(zhì)量增大，m3偏小，但WCl6的質(zhì)量不變，則滴定時消耗Na2S2O3溶液的體積將不變，樣品中WCl6質(zhì)量分數(shù)的測定值將偏大。
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