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第53講 化學實驗綜合題
【備考目標】1、掌握物質制備型綜合實驗的分析方法。2、掌握定量測定型綜合實驗的分析方法。3、掌握性質(或原理)探究型綜合實驗的分析方法。
化學實驗綜合題是高考必考題型，具有知識容量大、出題素材新、考查角度廣、綜合程度高、能力要求強等特點，充分體現了“源于教材，又不拘泥于教材”的命題指導思想。
考點1物質制備型綜合實驗
1．物質制備型實驗題常以制備某無機物或某有機物為背景進行設計。考查常見儀器的正確使用、物質間的反應、物質分離和提純的基本操作、實驗方案的評價與設計、實驗安全及事故處理方法等。涉及裝置的選擇、儀器的連接順序、物質的純化、尾氣的處理等等。
2．物質制備型綜合實驗的題型結構與解題流程
(1)無機物的制備
(2)有機物的制備
(3)解題流程
第1步：巧審題——明確實驗目的、原理
實驗原理可以從題給的化學情境(或題目所給的實驗目的)并結合元素化合物的有關知識獲取，在此基礎上，依據可靠性、簡潔性、安全性的原則，確定符合實驗目的、要求的實驗方案。
第2步：想過程——理清操作先后順序
根據由實驗原理所確定的實驗方案中的實驗過程，確定實驗操作的方法和步驟，把握各實驗步驟的要點，理清實驗操作的先后順序。
第3步：看準圖——分析裝置或流程的作用
若題目中給出裝置圖，在分析解答過程中，要認真細致地分析圖中的各部分裝置，并結合實驗目的和原理，確定它們在實驗中的作用。
第4步：細分析——得出正確的實驗結論
在定性實驗的基礎上研究量的關系，根據實驗現象和記錄的數據，對實驗數據進行篩選，通過分析、計算、推理等確定有關樣品含量及化學式。
例1.(2023·貴州貴陽五校聯考節選)二氯異氰尿酸鈉(NaC3N3O3Cl2)是一種高效廣譜殺菌消毒劑，常溫下為白色固體，難溶于冷水。其制備原理為2NaClO＋C3H3N3O3NaC3N3O3Cl2＋NaOH＋H2O。請選擇如圖所示部分裝置制備二氯異氰尿酸鈉并測定其純度。
請回答下列問題：
(1)儀器M的名稱是__________。若發現實際操作過程當中N中的濃鹽酸不易滴下，可將裝置N改為__________。
(2)裝置B的作用是______________________________________________。
(3)E中發生反應的化學方程式為__________________________________________________。
(4)選擇合適裝置，按氣流從左至右，導管連接順序為________(填序號)。
(5)實驗時，先向A中通入氯氣，生成高濃度的NaClO溶液后，才加入氰尿酸溶液，而且整個過程中不斷通入一定量的氯氣，其原因是________________________________________________。
(6)反應結束后，A中濁液經過濾、______、______得到粗產品。
【流程分析】
解析：(1)儀器M的名稱為三頸燒瓶；隨著反應進行，裝置中的氣體增多，壓強增大，使分液漏斗N中的液體無法順利滴下，該裝置可以改為恒壓滴液漏斗。(2)裝置B中為飽和NaCl溶液，可以除去氯氣中的氯化氫氣體。(3)裝置E中，次氯酸鈣和濃鹽酸反應可以生成氯化鈣、氯氣和水，化學方程式為：Ca(ClO)2＋4HCl(濃)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。(4)結合分析可知，按氣流從左到右，裝置的連接順序為EBCAD，則導管連接順序為hcdefabg。(5)實驗時，先向A中通入氯氣，生成高濃度的次氯酸鈉溶液后，再加入氰尿酸溶液，并在整個過程中不斷通入一定量的氯氣，其原因是通入的氯氣與生成的氫氧化鈉反應，有利于NaC3N3O3Cl2生成。(6)二氯異氰尿酸鈉難溶于冷水，故反應結束后，A中濁液經過過濾、冷水洗滌、干燥，獲得粗產品。
答案：(1)三頸燒瓶　恒壓滴液漏斗　(2)除去氯氣中的氯化氫
(3)Ca(ClO)2＋4HCl(濃)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O
(4)hcdefabg
(5)通入的氯氣與生成的氫氧化鈉反應，有利于NaC3N3O3Cl2的生成
(6)冷水洗滌　干燥
【對點練】 1.(2023·河南新鄉二模)苯甲酸可用于醫藥、染料載體、增塑劑、果汁飲料的保香劑和食品防腐劑等的生產。某化學興趣小組欲在實驗室制備苯甲酸、回收二氧化錳并測定其純度，進行如下實驗：
苯甲酸的實驗室制備原理為：
＋2KMnO4＋KOH＋2MnO2↓＋H2O
實驗裝置如圖所示。
已知：甲苯的密度是0.872 g·L－1；苯甲酸微溶于冷水，溶于熱水。
實驗步驟：
Ⅰ.在50 mL三頸燒瓶中加入1.5 mL甲苯、20 mL水和5.0 g高錳酸鉀，油浴加熱至反應結束。
Ⅱ.將反應液趁熱減壓過濾，得到濾渣1，濾液呈紫色，加入少量亞硫酸鈉使紫色褪去，進行二次減壓過濾，得到濾渣2；將濾液放入冰水浴中，然后加酸酸化，有晶體析出，減壓過濾、洗滌、干燥，得到苯甲酸晶體。
Ⅲ.回收二氧化錳：將濾渣2和濾紙一并轉移到坩堝中，加熱灼燒，所得固體與干燥后的濾渣1合并，稱重得2.5 g固體。
Ⅳ.二氧化錳純度的測定：稱取0.5 g回收的二氧化錳，放于燒杯中，再加入25 mL 0.3 mol·L－1草酸鈉溶液及50 mL 12 mol·L－1硫酸，加熱至二氧化碳不再產生，稀釋至250 mL，加熱至近沸。趁熱以濃度為0.05 mol·L－1的高錳酸鉀標準液滴定過量的草酸鈉，消耗高錳酸鉀的體積為16.0 mL。
已知：MnO2＋C2O＋4H＋===Mn2＋＋2CO2↑＋2H2O
2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
回答下列問題：
(1)儀器A的名稱為____________，該裝置的作用是____________________________________。
(2)步驟Ⅰ中，判斷反應結束的現象是___________________________________。
(3)步驟Ⅱ中加酸酸化，加的酸可以是______(填序號)。
①稀硫酸　　　　②鹽酸
濾液放入冰水浴的原因是_______________________________________________________。
(4)濾渣2的主要成分為MnO(OH)2，請寫出生成MnO(OH)2的離子方程式：_______________________________。
(5)用高錳酸鉀標準液滴定時，滴定終點的現象是________________________，二氧化錳的純度為________%。
解析：甲苯被酸性高錳酸鉀氧化為苯甲酸鹽，苯甲酸鹽與酸反應得到苯甲酸。圖示裝置中球形冷凝管的目的是使甲苯冷凝回流，增大反應物的利用率，苯甲酸在三頸燒瓶中生成，由于苯甲酸在冷水中的溶解度較低，冰水浴有利于其析出。
(1)儀器A的名稱為球形冷凝管，該裝置的作用是：冷凝回流，增大反應物的利用率。
(2)甲苯密度比水小且難溶于水，為油狀物，步驟Ⅰ中，甲苯完全反應，可以判斷反應結束，故判斷反應結束的現象是三頸燒瓶中無油狀物。
(3)根據制備原理，苯甲酸鹽與酸反應可得到苯甲酸晶體，鹽酸和硫酸均可，故選①②；苯甲酸微溶于冷水，溶于熱水，冷水浴的目的是降低苯甲酸的溶解度，使苯甲酸充分析出，提高產率。
(4)濾渣2的主要成分為MnO(OH)2，根據得失電子守恒，生成MnO(OH)2的離子方程式為：2MnO＋3SO＋3H2O===2MnO(OH)2 ↓＋3SO＋2OH－。
(5)草酸根能被酸性高錳酸鉀氧化，用高錳酸鉀標準液滴定時，滴定終點的現象是：當滴加最后半滴高錳酸鉀標準液時，溶液變為淺紫紅色，且半分鐘內不褪色；草酸根一部分與二氧化錳反應，過量的草酸根與高錳酸根反應，故二氧化錳消耗的草酸根的物質的量為：(0.025×0.3－×0.05×0.016)mol，二氧化錳的純度為：×100%＝95.7%。
答案：(1)球形冷凝管　冷凝回流，增大反應物的利用率
(2)三頸燒瓶中無油狀物
(3)①②　降低苯甲酸的溶解度，使苯甲酸充分析出，提高產率
(4)2MnO＋3SO＋3H2O===2MnO(OH)2 ↓＋3SO＋2OH－
(5)當滴加最后半滴高錳酸鉀標準液時，溶液變為淺紫紅色，且半分鐘內不褪色　95.7
考點2定量測定型綜合實驗
1．定量測定型實驗題是將化學實驗與化學計量有機地結合在一起測定物質化學組成與含量的探究性實驗，是近年高考命題的熱點題型。主要以一定物質的量濃度溶液的配制、中和滴定(包括滴定曲線)、中和熱測定等為基礎進行遷移，要求能預測或描述實驗現象，分析或處理實驗數據，得出合理結論。
2．實驗中的定量分析與計算
(1)定量測定的常用分析方法
①沉淀法：先將某種成分轉化為沉淀，然后稱量純凈、干燥的沉淀的質量，再進行相關計算。
②測氣體體積法：對于產生氣體的反應，可以通過測定氣體體積的方法測定樣品純度。氣體體積的測定既可通過測量氣體排出的液體體積來確定(二者體積值相等)，也可直接測量收集的氣體體積。
a．直接測量法
ⅰ.測量前，可先通過調整左右兩管的高度使左管(有刻度)充滿液體，且兩管液面相平ⅱ.讀數時先要等其恢復室溫后，再調整量氣裝置使兩側液面相平，最后讀數時要求視線與凹液面最低點相平
測量收集的氣體體積時，應先將氣體冷卻至室溫，再慢慢將量筒下移(或上移)，使量筒內外的液面高度相同，再讀取體積
將一種反應物置于倒置的漏斗中，另一反應物置于水槽中，二者反應產生的氣體的體積可以直接測量
用于測量混合氣體中被吸收(或不被吸收)的氣體的體積。讀數時，球形容器和量氣管液面相平，量氣管內增加的水的體積等于被反應管吸收后剩余氣體的體積
直接測量固液反應產生的氣體的體積，注意應恢復至室溫后，再讀取注射器中氣體的體積(一般適合滴加液體量比較少的氣體體積測量)
b.間接測量法：通過測量氣體排出的液體體積來確定氣體體積
③測量氣體質量法
方法1 稱量反應裝置在放出氣體前后的質量減小值
方法2 將生成的氣體通入足量的吸收劑中，通過稱量實驗前后吸收劑的質量，求得所吸收氣體的質量，然后進行相關計算
④滴定分析法：定量實驗中的滴定方法包括酸堿中和滴定、沉淀滴定、氧化還原滴定等，主要是根據滴定過程中標準溶液的消耗量來計算待測溶液的濃度。
連續滴定法 第一步滴定反應生成的產物還可以繼續參加第二步的滴定。根據第二步滴定的消耗量，可計算出第一步滴定的反應物的量
返滴定法 第一步用的滴定劑是過量的，第二步再用另一物質返滴定過量的物質。根據第一步加入的量減去第二步中過量的量，即可得出第一步所求物質的物質的量
碘量法測定 碘量法是氧化還原滴定中應用較為廣泛的一種方法。I2可作氧化劑，能被Sn2＋、H2S等還原劑還原；I－可作還原劑，能被IO、Cr2O、MnO等氧化劑氧化。碘量法分為直接碘量法和間接碘量法，直接碘量法是用碘滴定液直接滴定還原性物質的方法，在滴定過程中，I2被還原為I－；間接碘量法(又稱滴定碘法)，它是利用I－的還原性與氧化性物質反應產生I2，I2遇淀粉溶液顯藍色，再加入Na2S2O3標準溶液與I2反應，滴定終點的現象為藍色消失且半分鐘內不變色，從而測出氧化性物質的含量。如：用間接碘量法測定混合氣中ClO2的含量，有關的離子方程式為2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O和I2＋2S2O===2I－＋S4O，得關系式2ClO2～5I2～10S2O，然后根據已知條件進行計算
(2)定量測定中的相關計算
①常用的計算公式：n＝，n＝(標準狀況下、氣體)，n＝cV(aq)。
②常見的計算類型
a．物質的質量分數(或純度)＝×100%
b．產品的產率＝×100%
c．物質的轉化率＝×100%
d．物質組成的計算
③兩種常用的計算方法
守恒法 中學化學計算中的一種常用方法，它包括元素守恒、電荷守恒、電子守恒。它們都是抓住有關變化的始態和終態，淡化中間過程，利用某種不變量(如①某原子、離子或原子團不變；②溶液中陰、陽離子所帶電荷數相等；③氧化還原反應中得失電子數相等)建立關系式，從而達到簡化過程、快速解題的目的
關系式法 表示兩種或多種物質之間“物質的量”關系的一種簡化式子。在多步反應中，若第一步反應的產物，是下一步反應的反應物，可以根據化學方程式，將該物質作為“中介”，找出已知物質和所求物質之間量的關系
(3)確定物質組成的注意事項
①測定實驗中要消除干擾氣體
如用惰性氣體將干擾氣體排出，或用溶液吸收干擾氣體等。
②測定實驗中被測量氣體要全部被測量
如可采取反應結束后繼續向裝置中通入惰性氣體以使被測量氣體全部被吸收劑吸收的方法。
③測定實驗中的數據采集處理
a．稱量固體質量時，托盤天平可估讀到0.1 g，精確度要求高的實驗中可以用分析天平或電子天平。
b．測量液體體積時，量筒可估讀到0.1 mL，準確度要求高的定量實驗如中和滴定中選用滴定管，可估讀到0.01 mL。
c．氣體除了量取外，還可以稱量。稱氣體的質量時一般有兩種方法：一種方法是稱反應裝置在放出氣體前后的質量減小值；另一種方法是稱吸收裝置前后的質量增大值。
d．用pH試紙(測得整數值)或pH計(精確到0.01)直接測出溶液的pH，經過計算可以得到溶液中H＋或OH－的物質的量濃度。
(4)定量測定實驗的解題流程
例2.(2023·全國卷乙)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，用化學方程式表示)。
(3)c和d中的試劑分別是______、______(填字母)。c和d中的試劑不可調換，理由是__________________________________。
A．CaCl2　　　　　　　　　B．NaCl C．堿石灰(CaO＋NaOH) D．Na2SO3
(4)Pt坩堝中樣品CxHyOz反應完全后，應進行操作：______________________________________。取下c和d管稱重。
(5)若樣品CxHyOz為0.023 6 g，實驗結束后，c管增重0.010 8 g，d管增重0.035 2 g。質譜測得該有機物的相對分子量為118，其分子式為________。
解析：(1)將裝有樣品的Pt坩堝和CuO放入石英管中后，應先通入O2排出石英管中的空氣，再將已稱重的U型管c、d與石英管連接，以防止空氣中含有的CO2和水蒸氣對實驗產生干擾，然后檢查裝置的氣密性。為使有機物被充分氧化，應先點燃b處煤氣燈使CuO紅熱，再點燃a處煤氣燈使有機物燃燒。(2)O2可排出裝置中空氣，同時作為反應物氧化有機物使其生成CO2和H2O，還可以將生成的CO2和H2O趕入c和d裝置中使其被完全吸收。有機物氧化不充分時會生成CO，而CuO可將CO氧化為CO2，從而使有機物中的C元素完全被氧化。(3)應先吸收有機物燃燒產生的水(用CaCl2吸收)，再吸收產生的CO2[用堿石灰(CaO＋NaOH)吸收]。因堿石灰能同時吸收水和CO2，故不能將c、d中的藥品調換位置，否則無法測出H2O的質量。(4)樣品反應完全后，裝置內仍有殘留的CO2和H2O，故應繼續通入一段時間O2，將CO2和H2O趕入c、d裝置中。(5)c管增重的0.010 8 g為H2O的質量，則n(H)＝2×＝0.001 2 mol；d管增重的0.035 2 g為CO2的質量，則n(C)＝＝0.000 8 mol；故樣品中n(O)＝＝0.000 8 mol，則根據C、H、O元素的物質的量之比可知分子式為(C2H3O2)n，又因為該有機物的相對分子質量為118，所以n＝2，分子式是C4H6O4。
答案：(1)通入O2　裝置的氣密性　b、a　(2)排出裝置中空氣，氧化有機物，將生成的CO2和H2O趕入c和d裝置中完全吸收　CO＋CuOCO2＋Cu　(3)A　C　堿石灰會同時吸收水和CO2，若調換，則無法測出H2O的質量　(4)熄滅a處煤氣燈，繼續通入一段時間O2，然后熄滅b處煤氣燈，待石英管冷卻至室溫，停止通入O2　(5)C4H6O4
【對點練】 2.(2024·九省新高考適應性考試)某實驗小組對一種染料廢水進行處理，獲得Na2SO4并測定廢水的總有機碳(總有機碳是指單位體積水樣中溶解或懸浮的有機物碳元素質量總和，是水體評價的綜合指標之一)。
實驗步驟為：
①取100 mL廢水(假定有機成分只有萘磺酸鈉)，在35 ℃下加入等體積甲醇，充分混合后，冷卻、過濾，得到固體A和濾液B。
②經檢測，固體A主要成分為Na2SO4，并含有少量Na2SO3和萘磺酸鈉；濾液B含2.3 g萘磺酸鈉(C10H7O3NaS，M＝230 g·mol－1)。
③一定溫度下，從濾液B中回收甲醇；再蒸發濃縮析出萘磺酸鈉，過濾，得濾液C，向濾液C中加入適量的NaClO溶液去除少量的NH和NH3。
④按下圖實驗裝置(部分裝置略)對固體A進行處理，完全反應后Pt坩堝中固體為Na2SO4。
簡化的操作過程：先檢查裝置氣密性，再打開或關閉活塞1和活塞2，通入N2一段時間。再次打開或關閉活塞1和活塞2，改為通入O2，點燃煤氣燈，一定時間后，停止加熱，繼續通O2一段時間。
回答下列問題：
(1)實驗步驟①中加入甲醇的目的為__________________________________________。
(2)實驗步驟③中回收甲醇的操作名稱是________，去除NH3生成N2反應的離子方程式為________________________________________________________________________。
(3)通入N2的目的是____________________________________________________。
(4)酸性KMnO4溶液的作用是________________________________，試劑a是________。
(5)改為通入O2前，需________(填字母)。
A．打開活塞1 B．打開活塞2 C．關閉活塞1 D．關閉活塞2
(6)反應后U形管(含試劑)增重0.44 g，該廢水總有機碳＝________mg·L－1(用科學計數法表示)。
解析：步驟④為對固體A進行處理，完全反應后Pt坩堝中固體為Na2SO4，先關閉活塞2，打開活塞1，通入一段時間的N2，以排出裝置中的空氣防止其影響廢水中總有機碳含量的測量，然后再關閉活塞1，打開活塞2，通入O2，點燃煤氣燈，一定時間后，停止加熱繼續通O2至固體A冷卻，固體A中Na2SO3轉化為Na2SO4，有機物燃燒，未完全燃燒產生的CO被CuO繼續氧化，酸性高錳酸鉀溶液為除去CO2中的SO2，品紅溶液為檢驗SO2是否除干凈，試劑a為濃硫酸，可以干燥CO2和防止空氣中的CO2和水蒸氣進入U形管，影響實驗結果。(6)反應后U形管(含試劑)增重0.44 g，即固體A與O2反應放出的CO2的質量為0.44 g，即固體A中含有的C的質量為0.44 g×＝0.12 g，由題干信息可知，濾液B含2.3 g萘磺酸鈉，該有機物中含有C的質量為×10×12 g/mol＝1.2 g，故該廢水總有機碳＝＝1.32×104 mg·L－1。
答案：(1)使有機物充分溶解，減小Na2SO4等無機物在水中的溶解度，便于析出
(2)蒸餾　2NH3＋3ClO－===3Cl－＋N2＋3H2O
(3)排出裝置中的空氣，防止其影響廢水中總有機碳含量的測量
(4)除去CO2中的SO2　濃硫酸　(5)BC　(6)1.32×104
考點3 性質(或原理)探究型綜合實驗
1．性質(或原理)探究型實驗題要求原理準確、步驟簡捷、現象明顯、結論易得。中學化學性質實驗探究的主要角度有：物質氧化性和還原性強弱的判斷、同周期(或同主族)元素性質的遞變規律分析、電解質強弱的判斷、物質酸性強弱的判斷、鋼鐵發生電化學腐蝕的規律探究、熱分解產物的性質探究等，試題綜合性強，信息量大，覆蓋面較廣，旨在考查考生化學實驗與探究的能力及科學探究與創新意識的核心素養。
2．性質探究實驗的解題流程與答題規范
(1)尋求反應機理類探究型實驗的解題流程
(2)文字表述題的各種答題規范
①液體體積測量中讀數的答題關鍵
平視：視線與刻度線和凹液面最低處在同一水平線上
讀數：液面最低點(最底端、最底部、最低處)與刻度線相切
②實驗操作的原因、目的、作用的答題要點
操作：怎么“做”，為什么這樣“做”
作用：須有明確的結論、判斷、理由
③實驗現象的準確、全面描述
答題要素 現象描述要全面：看到的、聽到的、觸摸到的、聞到的
現象描述要準確：如“A試管中……，B處有……”
按“現象＋結論”格式描述，忌現象結論不分、由理論推現象、指出具體生成物的名稱
得分點及關鍵詞 溶液：顏色由……變成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶液變渾濁，生成(產生)……沉淀，溶液發生倒吸，產生大量氣泡(或有氣體從溶液中逸出)，有液體溢出等
固體：表面產生大量氣泡，逐漸溶解，體積逐漸變小，顏色由……變成……等
氣體：生成……色(味)氣體，氣體由……色變成……色，先變……后……(加深、變淺、褪色)等
④試劑的作用的答題模板
答題要素 試劑的作用是什么？要達到的目的是什么
得分點及關鍵詞 作用類：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要準確
作用—目的類：作用是……，目的是……，回答要準確全面
例3.(2023·北京高考)資料顯示，I2可以將Cu氧化為Cu2＋。某小組同學設計實驗探究Cu被I2氧化的產物及銅元素的價態。
已知：I2易溶于KI溶液，發生反應I2＋I－ I(紅棕色)；I2和I氧化性幾乎相同。
將等體積的KI溶液加入到m mol銅粉和n mol I2(n>m)的固體混合物中，振蕩。
實驗記錄如下：
c(KI) 實驗現象
實驗Ⅰ 0.01 mol/L 極少量I2溶解，溶液為淡紅色；充分反應后，紅色的銅粉轉化為白色沉淀，溶液仍為淡紅色
實驗Ⅱ 0.1 mol/L 部分I2溶解，溶液為紅棕色；充分反應后，紅色的銅粉轉化為白色沉淀，溶液仍為紅棕色
實驗Ⅲ 4 mol/L I2完全溶解，溶液為深紅棕色；充分反應后，紅色的銅粉完全溶解，溶液為深紅棕色
(1)初始階段，Cu被氧化的反應速率：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)2]＋(無色)容易被空氣氧化。用離子方程式解釋步驟b的溶液中發生的變化：__________________________________________________________。
(3)結合實驗Ⅲ，推測實驗Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，實驗Ⅰ中銅被氧化的化學方程式是________________________________________________________________________。
分別取實驗Ⅰ和Ⅱ充分反應后的固體，洗滌后得到白色沉淀，加入濃KI溶液，__________________________(填實驗現象)，觀察到少量紅色的銅。分析銅未完全反應的原因是____________________________。
(4)上述實驗結果，I2僅將Cu氧化為＋1價。在隔絕空氣的條件下進行電化學實驗，證實了I2能將Cu氧化為Cu2＋。裝置如圖所示，a、b分別是_________________________________________________________。
(5)運用氧化還原反應規律，分析在上述實驗中Cu被I2氧化的產物中價態不同的原因：
________________________________________________________________________。
解析：因I2溶解度較小，Cu與I2接觸不充分，將I2轉化為I可以提高Cu與I的接觸面積，提高反應速率。加入CCl4，I2＋I－ I平衡逆向移動，I2濃度減小，I－濃度增加，[CuI2]－濃度增加，加入氨水后轉化為[Cu(NH3)2]＋，被氧化為[Cu(NH3)4]2＋，故而產生無色溶液變為藍色溶液的現象。
(1)提高KI濃度，便于提高I的濃度，I與Cu接觸更加充分，Cu與I的反應速率加快，故實驗Ⅰ<實驗Ⅱ。
(2)加入CCl4，I2＋I－ I平衡逆向移動，I2濃度減小，I－濃度增加，其目的為：除去I，防止干擾后續實驗。加入濃氨水后[CuI2]－轉化為[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]－＋2NH3·H2O===[Cu(NH3)2]＋＋2H2O＋2I－、4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O 。
(4)要驗證I2能將Cu氧化為Cu2＋，需設計原電池負極材料為Cu，但I2在水中溶解度很小，I2的氧化性和I幾乎相同，則b為含n mol I2的4 mol·L－1的KI溶液。
(5)在原電池裝置中，I2能將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－結合生成CuI沉淀或[CuI2]－，Cu＋濃度減小使得Cu2＋氧化性增強，發生反應2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2和2Cu2＋＋6I－===2[CuI2]－＋I2。
答案：(1)<
(2)除去I，防止干擾后續實驗　[CuI2]－＋2NH3·H2O===[Cu(NH3)2]＋＋2H2O＋2I－、4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O
(3)2Cu＋I2===2CuI(或2Cu＋KI3===2CuI＋KI)　白色沉淀逐漸溶解，溶液變為無色　銅與碘的反應為可逆反應(或I濃度小，未能氧化全部的Cu)
(4)銅、含n mol I2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－結合生成CuI沉淀或[CuI2]－，Cu＋濃度減小使得Cu2＋氧化性增強，發生反應2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2和2Cu2＋＋6I－===2[CuI2]－＋I2
【對點練】 3.某課外小組探究Cu(Ⅱ)鹽與Na2S2O3溶液的反應。
[查閱資料]
i．2S2O＋Cu2＋ [Cu(S2O3)2]2－(綠色)
2S2O＋Cu＋ [Cu(S2O3)2]3－(無色)；
ii.2NH3＋Cu＋ [Cu(NH3)2]＋(無色)，[Cu(NH3)2]＋遇空氣容易被氧化成[Cu(NH3)4]2＋(藍色)；
iii.S2O易被氧化為S4O或SO。
[猜想假設]
同學們根據資料認為Cu(Ⅱ)鹽與Na2S2O3可能會發生兩種反應。
假設1：Cu2＋與S2O在溶液中發生絡合反應生成[Cu(S2O3)2]2－；
假設2：Cu(Ⅱ)有____________性，與S2O在溶液中發生氧化還原反應。
[實驗操作及現象分析]
實驗一：探究CuSO4與Na2S2O3溶液的反應。
實驗操作 實驗序號 V1/mL V2/mL 逐滴加入Na2S2O3溶液時的實驗現象
a 1.5 0.5 溶液逐漸變為綠色，靜置無變化
b 1.0 1.0 溶液先變為綠色，后逐漸變成淺綠色，靜置無變化
c 0 2.0 溶液先變為綠色，后逐漸變淺至無色，靜置無變化
(1)根據實驗a的現象可推測溶液中生成的含Cu微粒是____________(填化學符號)。
(2)甲同學認為實驗一能證明假設2成立，他的理由是___________________________________。
實驗二：探究CuCl2與Na2S2O3溶液的反應。
(3)乙同學利用已知資料進一步確證了實驗二的無色溶液中存在Cu(Ⅰ)。他的實驗方案是：取少量無色溶液，______________________________________________________。
(4)經檢驗白色沉淀為CuCl，從化學平衡的角度解釋繼續加Na2S2O3溶液后CuCl沉淀溶解的原因：
__________________________________________________________。
(5)經檢驗氧化產物以S4O形式存在。寫出Cu2＋與S2O發生氧化還原反應得到無色溶液的離子方程式：
____________________________________________________________。
[獲得結論]
綜合以上實驗，同學們認為Cu(Ⅱ)鹽與Na2S2O3在液中的反應與多種因素有關，得到實驗結論：
①隨n(S2O)∶n(Cu2＋)的增大，________________________________________；
②____________________________________________________________。
解析：(1)結合資料i.2S2O＋Cu2＋ [Cu(S2O3)2]2－(綠色)，根據實驗a的現象為溶液逐漸變為綠色，靜置無變化，可推測溶液中生成的含Cu微粒是[Cu(S2O3)2]2－。
(3)結合資料ii.2NH3＋Cu＋ [Cu(NH3)2]＋(無色)，[Cu(NH3)2]＋遇空氣容易被氧化成[Cu(NH3)4]2＋(藍色)，無色溶液中存在Cu(Ⅰ)，加入氨水，可先呈現無色，后變為藍色。
答案：氧化　(1)[Cu(S2O3)2]2－　(2)實驗b中，溶液先變為綠色，后逐漸變成淺綠色，說明先發生絡合反應之后又發生氧化還原反應(或實驗a到實驗c，最終溶液顏色逐漸變淺，說明發生了氧化還原反應)　(3)向其中滴加氨水，放置在空氣中，若溶液變為藍色，則說明含Cu(Ⅰ)
(4)CuCl(s) Cu＋(aq)＋Cl－(aq)，滴加Na2S2O3溶液后，2S2O＋Cu＋ [Cu(S2O3)2]3－，c(Cu＋)濃度降低，使平衡正向移動，沉淀溶解
(5)2Cu2＋＋6S2O===2[Cu(S2O3)2]3－＋S4O　①二者發生絡合反應的趨勢減弱，發生氧化還原反應的趨勢增強　②Cu(Ⅱ)鹽的陰離子為Cl－時能增大Cu2＋和S2O發生氧化還原反應的趨勢
高考真題
1．(2024·河北卷，15，15分)市售的溴(純度99%)中含有少量的Cl2和I2，某化學興趣小組利用氧化還原反應原理，設計實驗制備高純度的溴。回答下列問題：
(1)裝置如圖(夾持裝置等略)，將市售的溴滴入盛有濃CaBr2溶液的B中，水浴加熱至不再有紅棕色液體餾出。儀器C的名稱為_________；CaBr2溶液的作用為______________________；D中發生的主要反應的化學方程式為_________________________________________。
(2)將D中溶液轉移至____________________(填儀器名稱)中，邊加熱邊向其中滴加酸化的KMnO4 溶液至出現紅棕色氣體，繼續加熱將溶液蒸干得固體R。該過程中生成I2的離子方程式為_________________________。
(3)利用圖示相同裝置，將R和K2Cr2O7 固體混合均勻放入B中，D中加入冷的蒸餾水。由A向B中滴加適量濃H2SO4，水浴加熱蒸餾。然后將D中的液體分液、干燥、蒸餾，得到高純度的溴。D中蒸餾水的作用為____________________和____________________。
(4)為保證溴的純度，步驟(3)中K2Cr2O7 固體的用量按理論所需量的計算，若固體R質量為m克(以計)，則需稱取_______ g K2Cr2O7 (M=294 g·molˉ1) (用含m的代數式表示)。
(5)本實驗所用鉀鹽試劑均經重結晶的方法純化。其中趁熱過濾的具體操作為漏斗下端管口緊靠燒杯內壁，轉移溶液時用____________________，濾液沿燒杯壁流下。
答案：(1)①直形冷凝管 ②除去市售的溴中少量的Cl2
③Br2+K2C2O42KBr+2CO2↑
(2)①蒸發皿 ②2MnO4-+10I-+16H+Mn2++5I2+8H2O
(3)①液封 ②降低溫度
(4) 0.31m
(5)玻璃棒引流，玻璃棒下端靠在三層濾紙處
解析：市售的溴(純度99%)中含有少量的Cl2和I2，實驗利用氧化還原反應原理制備高純度的溴，市售的溴滴入盛有濃CaBr2溶液中，Cl2可與CaBr2發生氧化還原反應而除去，I2與Br2一起蒸餾入草酸鉀溶液中，并被草酸鉀還原為I-、Br-，并向溶液中滴加高錳酸鉀溶液氧化I-，加熱蒸干得KBr固體，將KBr固體和K2Cr2O7固體混合均勻加入冷的蒸餾水，同時滴加適量濃H2SO4，水浴加熱蒸餾，得到的液體分液、干燥、蒸餾，可得高純度的溴。(1)儀器C為直形冷凝管，用于冷凝蒸氣；市售的溴中含有少量的Cl2，Cl2可與CaBr2發生氧化還原反應而除去；水浴加熱時，Br2、I2蒸發進入裝置D中，分別與K2C2O4發生氧化還原反應，Br2+K2C2O42KBr+2CO2↑、I2+K2C2O42KI+2CO2↑，由于Br2為進入D的主要物質，故主要反應的化學方程式為Br2+K2C2O42KBr+2CO2↑；(2)將D中溶液轉移至蒸發皿中，邊加熱邊向其中滴加酸化的KMnO4 溶液至出現紅棕色氣體(Br2)，即說明KMnO4 已將KI全部氧化，發生反應的離子方程式為2MnO4-+10I-+16H+Mn2++5I2+8H2O；KBr幾乎未被氧化，繼續加熱將溶液蒸干所得固體R的主要成分為KBr；(3)密度Br2＞H2O，D中冷的蒸餾水起到液封的作用，同時冷的蒸餾水溫度較低，均可減少溴的揮發；(4)m克KBr固體的物質的量為，根據轉移電子相等可得關系式6KBr~6e-~ K2Cr2O7，則理論上需要K2Cr2O7 的物質的量為，實際所需稱取K2Cr2O7 的質量為；(5)趁熱過濾的具體操作：漏斗下端管口緊靠燒杯內壁，轉移溶液時用玻璃棒引流，玻璃棒下端靠在三層濾紙處，濾液沿燒杯壁流下。
2．(2024·浙江1月卷，20，10分)H2S可用于合成光電材料。某興趣小組用與MgCl2反應制備液態H2S，實驗裝置如圖，反應方程式為：CaS+MgCl2+2H2O= Ca Cl2+ Mg(OH)2+H2S↑。
已知：①H2S的沸點是，有毒：
②裝置A內產生的H2S氣體中含有酸性氣體雜質。
請回答：
(1)儀器X的名稱是 _____________ 。
(2)完善虛框內的裝置排序：A→B→ →F+G
(3)下列干燥劑，可用于裝置C中的是_______。
A．氫氧化鉀 B．五氧化二磷 C．氯化鈣 D．堿石灰
(4)裝置G中汞的兩個作用是：①平衡氣壓：② _____________ 。
(5)下列說法正確的是_______。
A．該實驗操作須在通風櫥中進行
B．裝置D的主要作用是預冷卻H2S
C．加入的MgCl2固體，可使MgCl2溶液保持飽和，有利于平穩持續產生H2S
D．該實驗產生的尾氣可用硝酸吸收
(6)取0.680g H2S產品，與足量CuSO4溶液充分反應后，將生成的CuS置于已恒重、質量為31.230 g的坩堝中，煅燒生成CuO，恒重后總質量為32.814 g。產品的純度為 。
答案：(1)圓底燒瓶 (2)E→C→D (3)BC (4)液封 (5)ABC (6)99%
解析：A作為H2S的發生裝置，由于不能驟冷，所以D、E都是冷卻H2S的裝置，C裝置干燥H2S，F冷卻并收集H2S，G作為平衡氣壓和尾氣處理裝置。(1)儀器X的名稱是圓底燒瓶；(2)制備氣體的裝置包括發生裝置，除雜裝置，收集裝置和尾氣處理，由于不能驟冷，要逐步冷卻，所以B連E，E連C，C連D，D連F；(3)H2S是酸性氣體，不可以用堿性干燥劑，所以不可以用氫氧化鉀和堿石灰，故選BC；(4)裝置G中汞的兩個作用是：①平衡氣壓：②液封；(5)A項，H2S有毒，該實驗操作須在通風櫥中進行，故A正確；B項，氣體不能驟冷，裝置D的主要作用是預冷卻H2S，故B正確；C項，加入的MgCl2固體，可使MgCl2溶液保持飽和，有利于平穩持續產生H2S，故C正確；D項，該實驗產生的尾氣不可用硝酸吸收，硝酸的氧化性雖然可以把H2S氧化為S單質，但是稀硝酸產生的NO或者濃硝酸產生的NO2，會污染空氣，故D錯誤；故選ABC。(6)根據銅守恒，氧化銅的質量為32.814 g-31.230 g=1.584g，則氧化銅物質的量為0.0198mol，，硫化銅物質的量為0.0198mol，則H2S物質的量為0.0198mol，H2S的質量為0.6732g，產品純度為。
3．(2024·甘肅卷，16)某興趣小組設計了利用MnO2和H2SO3生成MnS2O6，再與Na2CO3反應制備Na2S2O6·2H2O的方案：
(1)采用下圖所示裝置制備SO2，儀器a的名稱為 ；步驟I中采用冰水浴是為了 _____________ ；
(2)步驟Ⅱ應分數次加入MnO2，原因是 _______________________________________ ；
(3)步驟Ⅲ滴加飽和Ba(OH)2溶液的目的是 _______________________________________ ；
(4)步驟Ⅳ生成MnCO3沉淀，判斷已沉淀完全的操作是 __________________；
(5)將步驟Ⅴ中正確操作或現象的標號填入相應括號中 。
A．蒸發皿中出現少量晶體 B．使用漏斗趁熱過濾 C．利用蒸發皿余熱使溶液蒸干
D．用玻璃棒不斷攪拌 E．等待蒸發皿冷卻
答案：(1)恒壓滴液漏斗 增大SO2的溶解度、增大H2SO3的濃度，同時為步驟Ⅱ提供低溫
(2)防止過多的MnO2與H2SO3反應生成MnSO4，同時防止反應太快、放熱太多、不利于控制溫度低于10℃
(3)除去過量的SO2(或H2SO3)
(4)靜置，向上層清液中繼續滴加幾滴飽和Na2CO3溶液，若不再產生沉淀，說明Mn2+已沉淀完全
(5)D、A、E
解析：步驟Ⅱ中MnO2與H2SO3在低于10℃時反應生成MnS2O6，反應的化學方程式為MnO2+2H2SO3=MnS2O6+2H2O，步驟Ⅲ中滴加飽和Ba(OH)2除去過量的SO2(或H2SO3)，步驟Ⅳ中滴入飽和Na2CO3溶液發生反應MnS2O6+Na2CO3=MnCO3↓+Na2S2O6，經過濾得到Na2S2O6溶液，步驟Ⅴ中Na2S2O6溶液經蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到Na2S2O6 2H2O。(1)根據儀器a的特點知，儀器a為恒壓滴液漏斗；步驟Ⅰ中采用冰水浴是為了增大SO2的溶解度、增大H2SO3的濃度，同時為步驟Ⅱ提供低溫；(2)由于MnO2具有氧化性、SO2(或H2SO3)具有還原性，步驟Ⅱ應分數次加入MnO2，原因是：防止過多的MnO2與H2SO3反應生成MnSO4，同時防止反應太快、放熱太多、不利于控制溫度低于10℃；(3)步驟Ⅲ中滴加飽和Ba(OH)2溶液的目的是除去過量的SO2(或H2SO3)，防止后續反應中SO2與Na2CO3溶液反應，增加飽和Na2CO3溶液的用量、并使產品中混有雜質；(4)步驟Ⅳ中生成MnCO3沉淀，判斷Mn2+已沉淀完全的操作是：靜置，向上層清液中繼續滴加幾滴飽和Na2CO3溶液，若不再產生沉淀，說明Mn2+已沉淀完全；(5)步驟Ⅴ的正確操作或現象為：將濾液倒入蒸發皿中→用酒精燈加熱→用玻璃棒不斷攪拌→蒸發皿中出現少量晶體→停止加熱→等待蒸發皿冷卻→過濾、洗滌、干燥得到Na2S2O6 2H2O，依次填入D、A、E。
4．(2024·湖南卷，15，3分)亞銅配合物廣泛用作催化劑。實驗室制備[Cu(CH3CN)4]ClO4的反應原理如下：Cu(ClO4)2·6H2O+Cu+8CH3CN=2[Cu(CH3CN)4]ClO4+6H2O
實驗步驟如下：
分別稱取3.71g Cu(ClO4)2·6H2O和0.76gCu粉置于乙腈(CH3CN)中應，回流裝置圖和蒸餾裝置圖(加熱、夾持等裝置略)如下：
已知：①乙腈是一種易揮發的強極性配位溶劑；
②相關物質的信息如下：
化合物 [Cu(CH3CN)4]ClO4 Cu(ClO4)2·6H2O
相對分子質量 327.5 371
在乙腈中顏色 無色 藍色
回答下列問題：
(1)下列與實驗有關的圖標表示排風的是 (填標號)；
A． B． C． D． E．
(2)裝置Ⅰ中儀器M的名稱為 ；
(3)裝置Ⅰ中反應完全的現象是 ；
(4)裝置Ⅰ和Ⅱ中N2氣球的作用是 ；
(5) [Cu(CH3CN)4]ClO4不能由步驟c直接獲得，而是先蒸餾至接近飽和，再經步驟d冷卻結晶獲得。這樣處理的目的是
(6)為了使母液中的[Cu(CH3CN)4]ClO4結晶，步驟e中向母液中加入的最佳溶劑是 (填標號)；
A．水 B．乙醇 C．乙醚
(7)合并步驟d和e所得的產物，總質量為5.32g，則總收率為 (用百分數表示，保留一位小數)。
答案：(1)D
(2)球形冷凝管
(3)溶液藍色褪去變為無色
(4)排出裝置內空氣，防止制備的產品被氧化
(5)冷卻過程中降低[Cu(CH3CN)4]ClO4在水中的溶解度
(6)B
(7)81.2%
解析：將Cu(ClO4)2·6H2O和Cu粉以及乙腈(CH3CN)加入兩頸燒瓶中，經水浴加熱并回流進行充分反應，反應結束后過濾除去未反應完全的Cu，然后利用乙腈的揮發性進行蒸餾除去乙腈，將剩余溶液進行冷卻結晶分離出[Cu(CH3CN)4]ClO4。(1)表示需佩戴護目鏡，表示當心火災，表示注意燙傷，表示排風，表示必須洗手，故選D。(2)裝置Ⅰ中儀器M的名稱為球形冷凝管。(3) Cu(ClO4)2·6H2O在乙腈中為藍色，[Cu(CH3CN)4]ClO4在乙腈中為無色，因此裝置Ⅰ中反應完全的現象是溶液藍色褪去變為無色，可證明Cu(ClO4)2·6H2O已充分反應完全。(4)由于制備的[Cu(CH3CN)4]ClO4中Cu元素為+1價，具有較強的還原性，容易被空氣中氧氣氧化，因此裝置Ⅰ和Ⅱ中N2氣球的作用是排出裝置內空氣，防止制備的產品被氧化。(5) [Cu(CH3CN)4]ClO4為離子化合物，具有強極性，在水中溶解度較大，在溫度較高的環境下蒸餾難以分離，若直接將水蒸干難以獲得晶體狀固體，因此需先蒸餾至接近飽和，再經步驟d冷卻結晶，從而獲得晶體。(6)為了使母液中的[Cu(CH3CN)4]ClO4結晶，可向母液中加入極性較小的溶劑，與水混溶的同時擴大與[Cu(CH3CN)4]ClO4的極性差，進而使[Cu(CH3CN)4]ClO4析出，因此可選用的溶劑為乙醇，故選B。(7) 3.71g Cu(ClO4)2·6H2O的物質的量為，理論制得[Cu(CH3CN)4]ClO4的質量為，總收率為。
5．(2024·遼吉黑卷，17，14分)某實驗小組為實現乙酸乙酯的綠色制備及反應過程可視化，設計實驗方案如下：
I．向50 mL燒瓶中分別加入5.7 mL乙酸(100mmol)、8.8 mL乙醇(150mmol)、1.4 g NaHSO4固體及4~6滴甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中裝入變色硅膠。
II．加熱回流50 min后，反應液由藍色變為紫色，變色硅膠由藍色變為粉紅色，停止加熱。
III．冷卻后，向燒瓶中緩慢加入飽和Na2CO3溶液至無CO2逸出，分離出有機相。
IV．洗滌有機相后，加入無水MgSO4，過濾。
V．蒸餾濾液，收集73~78℃餾分，得無色液體6.60 g，色譜檢測純度為98.0%。
回答下列問題：
(1) NaHSO4在反應中起__________作用，用其代替濃H2SO4的優點是________________(答出一條即可)。
(2)甲基紫和變色硅膠的顏色變化均可指示反應進程。變色硅膠吸水，除指示反應進程外，還可_________________________________________________。
(3)使用小孔冷凝柱承載，而不向反應液中直接加入變色硅膠的優點是_______(填標號)。
A．無需分離 B．增大該反應平衡常數
C．起到沸石作用，防止暴沸 D．不影響甲基紫指示反應進程
(4)下列儀器中，分離有機相和洗滌有機相時均需使用的是__________(填名稱)。
(5)該實驗乙酸乙酯的產率為__________(精確至0.1%)。
(6)若改用C2H518OH作為反應物進行反應，質譜檢測目標產物分子離子峰的質荷比數值應為_______(精確至1)。
答案：(1) 催化劑 無有毒氣體二氧化硫產生
(2)吸收生成的水，使平衡正向移動，提高乙酸乙酯的產率
(3)AD (4)分液漏斗 (5)73.5% (6)90
解析：乙酸與過量乙醇在一定溫度下、硫酸氫鈉作催化劑、甲基紫的乙醇溶液和變色硅膠作指示劑的條件下反應制取乙酸乙酯，用飽和碳酸鈉溶液除去其中的乙酸至無二氧化碳逸出，分離出有機相、洗滌、加無水硫酸鎂后過濾，濾液蒸餾時收集73~78℃餾分，得純度為98.0%的乙酸乙酯6.60 g。(1)該實驗可實現乙酸乙酯的綠色制備及反應過程可視化，用濃H2SO4時，濃硫酸的作用是催化劑和吸水劑，所以NaHSO4在反應中起催化劑作用；濃硫酸還具有強氧化性和脫水性，用濃H2SO4在加熱條件下反應時，可能發生副反應，且濃硫酸的還原產物二氧化硫有毒氣體，所以用其代替濃H2SO4的優點是副產物少，可綠色制備乙酸乙酯，無有毒氣體二氧化硫產生；(2)變色硅膠吸水，除指示反應進程外，還可吸收加熱時生成的水，使平衡正向移動，提高乙酸乙酯的產率；(3)A項，若向反應液中直接加入變色硅膠，則反應后需要過濾出硅膠，而使用小孔冷凝柱承載則無需分離，A正確；B項，反應的平衡常數只與溫度有關，使用小孔冷凝柱承載不能增大該反應平衡常數，B錯誤；C項，小孔冷凝柱承載并沒有投入溶液中，不能起到沸石作用，不能防止暴沸，C錯誤；D項，由題中“反應液由藍色變為紫色，變色硅膠由藍色變為粉紅色，停止加熱”可知，若向反應液中直接加入變色硅膠，則變色硅膠由藍色變為粉紅色，會影響觀察反應液由藍色變為紫色，所以使用小孔冷凝柱承載不影響甲基紫指示反應進程，D正確；故選AD；(4)容量瓶用于配制一定物質的量濃度的溶液，分離有機相和洗滌有機相不需要容量瓶；漏斗用于固液分離，分離有機相和洗滌有機相不需要漏斗；分離液態有機相和洗滌液態有機相也不需要洗氣瓶；分離有機相和洗滌有機相時均需使用的是分液漏斗；(5)由反應CH3COOH+CH3CH2OHeq \o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do6(△))CH3COOCH2CH3+H2O可知，100 mmol乙酸與150mmol乙醇反應時，理論上可獲得的乙酸乙酯的質量為0.1mol×88g/mol=8.8g，則該實驗乙酸乙酯的產率為；(6)若改用C2H518OH作為反應物進行反應，則因為CH3COOH+CH3CH218OHeq \o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do6(△))CH3CO18OCH2CH3+H2O，生成的乙酸乙酯的摩爾質量為90g/mol，所以質譜檢測目標產物分子離子峰的質荷比數值應為90。
6．(2024·全國新課標卷，9，15分)吡咯類化合物在導電聚合物、化學傳感器及藥物制劑上有著廣泛應用。一種合成1-(4-甲氧基苯基)-2，5-二甲基吡咯(用吡咯X表示)反應和方法如下：
實驗裝置如圖所示，將100 mmol己-2，5-二酮(熔點：-5.5℃，密度：)與100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔點：57℃)放入①中，攪拌。
待反應完成后，加入50%的乙醇溶液，析出淺棕色固體。加熱至65℃，至固體溶解，加入脫色劑，回流20 min，趁熱過濾。濾液靜置至室溫，冰水浴冷卻，有大量白色固體析出。經過濾、洗滌、干燥得到產品。
回答下列問題：
(1)量取己-2，5-二酮應使用的儀器為_______(填名稱)。
(2)儀器①用鐵夾固定在③上，③的名稱是_______________；儀器②的名稱是________________。
(3)“攪拌”的作用是_______________________________。
(4)“加熱”方式為___________________。
(5)使用的“脫色劑”是_______________________。
(6)“趁熱過濾”的目的是_______________________________；用___________洗滌白色固體。
(7)若需進一步提純產品，可采用的方法是___________________________________________。
答案：(1)酸式滴定管
(2) ①鐵架臺 ②球形冷凝管
(3)使固液充分接觸，加快反應速率
(4)水浴加熱 (5)活性炭
(6)①防止產品結晶損失，提高產率 ②50%的乙醇溶液
(7)重結晶
解析：將100 mmol己-2，5-二酮(熔點：-5.5℃，密度：0.737 g· cm-3)與100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔點：57℃)放入兩頸燒瓶中，利用球形冷凝管進行冷凝回流提高原料利用率，通過攪拌來提高反應速率，反應完成后，加入50%的乙醇溶液，析出淺棕色固體(即含雜質的產品)，加熱至65℃，至固體溶解，加入脫色劑(脫色劑為不溶于水和乙醇等溶劑的固體，如：活性炭)，回流20min，趁熱過濾，使產品盡可能多地進入濾液，濾液靜置至室溫，冰水浴冷卻，有大量白色固體析出，經過濾、洗滌、干燥得到產品。(1)己-2，5-二酮的摩爾質量為114 g·molˉ1，根據題中所給數據可知，所需己-2，5-二酮的體積為，又因為酮類對橡膠有腐蝕性，所以選用酸式滴定管。(2)③為鐵架臺；儀器②用于冷凝回流，為球形冷凝管。(3)己-2，5-二酮的熔點為-5.5℃，常溫下為液體，4-甲氧基苯胺的熔點為57℃，常溫下為固體，攪拌可使固液反應物充分接觸，加快反應速率。(4)由題給信息“加熱至65℃”可知，應用水浴加熱，這樣便于控制溫度，且受熱更均勻。(5)“脫色劑”的作用是吸附反應過程中產生的有色物質，結合題中信息，加入脫色劑后回流，趁熱過濾，保留濾液，即脫色劑為不溶于水和乙醇等溶劑的固體，所以可以選用活性炭作脫色劑。(6)由題給信息可知，產品吡咯X為白色固體，加熱至65℃可溶解在50%的乙醇溶液中，所以需趁熱過濾，使產品盡可能多地進入濾液，防止產品結晶損失，提高產率；由加入50%的乙醇溶液，析出淺棕色固體(即含雜質的產品)可知，常溫下產品不溶于50%的乙醇溶液，所以為減少溶解損失，洗滌時可用50%的乙醇溶液。(7)由產品的分離提純過程可知，若需進一步提純，可采用的方法為重結晶。
7．(2024·浙江6月卷，20，10分)某小組采用如下實驗流程制備AlI3：
已知：AlI3是一種無色晶體，吸濕性極強，可溶于熱的正己烷，在空氣中受熱易被氧化。
請回答：
(1)如圖為步驟I的實驗裝置圖(夾持儀器和尾氣處理裝置已省略)，圖中儀器A的名稱是 ，判斷步驟I反應結束的實驗現象是 。
(2)下列做法不正確的是_______。
A．步驟I中，反應物和溶劑在使用前除水
B．步驟I中，若控溫加熱器發生故障，改用酒精燈(配石棉網)加熱
C．步驟Ⅲ中，在通風櫥中濃縮至蒸發皿內出現晶膜
D．步驟Ⅳ中，使用冷的正己烷洗滌
(3)所得粗產品呈淺棕黃色，小組成員認為其中混有碘單質，請設計實驗方案驗證 。
(4)純化與分析：對粗產品純化處理后得到產品，再采用銀量法測定產品中含量以確定純度。滴定原理為：先用過量AgNO3標準溶液沉淀I-，再以NH4SCN標準溶液回滴剩余的Ag+。已知：
難溶電解質 AgI(黃色) AgSCN (白色) Ag2CrO4 (紅色)
溶度積常數Ksp 8.5×10-17 1.0×10-12 1.1×10-12
①從下列選項中選擇合適的操作補全測定步驟：
稱取產品，用少量稀酸A溶解后轉移至容量瓶，加水定容得待測溶液。取滴定管檢漏、水洗→_______→裝液、趕氣泡、調液面、讀數→用移液管準確移取待測溶液加入錐形瓶→_______→_______→加入稀酸B→用1.00×10-2mol·L-1NH4SCN標準溶液滴定→_______→讀數。
a．潤洗，從滴定管尖嘴放出液體
b．潤洗，從滴定管上口倒出液體
c．滴加指示劑K2CrO4溶液
d．滴加指示劑硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2]溶液
e．準確移取25.00mL4.00×10-2mol·L-1AgNO3標準溶液加入錐形瓶
f．滴定至溶液呈淺紅色
g．滴定至沉淀變白色
②加入稀酸B的作用是 。
③三次滴定消耗NH4SCN標準溶液的平均體積為25.60mL，則產品純度為 。[M(AlI3)=408 g·molˉ1]
答案：(1) 球形冷凝管 溶液由紫紅色恰好變為無色(或溶液褪為無色)
(2)BC
(3)取少量粗產品置于少量冷的正己烷中充分攪拌，靜置后，取少量上層清液，向其中滴加淀粉溶液，觀察液體是否變藍，若變藍則其中混有碘單質，否則沒有
(4) a e d f 抑制Fe3+發生水解反應，保證滴定終點的準確判斷 99.20%
解析：由流程信息可知，鋁、碘和正己烷一起加熱回流時，鋁和碘發生反應生成AlI3，過濾后濾液經濃縮、結晶、過濾、洗滌、干燥后得到粗產品。(1)由實驗裝置圖中儀器的結構可知，圖中儀器A的名稱是球形冷凝管，其用于冷凝回流；碘溶于正己烷使溶液顯紫紅色，AlI3是無色晶體，當碘反應完全后，溶液變為無色，因此，判斷步驟I反應結束的實驗現象是：溶液由紫紅色恰好變為無色(或溶液褪為無色)。(2)A項，AlI3吸濕性極強，因此在步驟I中，反應物和溶劑在使用前必須除水，A正確；B項，使用到易烯的有機溶劑時，禁止使用明火加熱，因此在步驟I中，若控溫加熱器發生故障，不能改用酒精燈(配石棉網)加熱，B不正確；C項，AlI3在空氣中受熱易被氧化，因此在步驟Ⅲ中蒸發濃縮時，要注意使用有保護氣(如持續通入氮氣的蒸餾燒瓶等)的裝置中進行，不能直接在蒸發皿濃縮，C不正確；D項，AlI3在空氣中受熱易被氧化、可溶于熱的正己烷因此，為了減少溶解損失，在步驟Ⅳ中要使用冷的正己烷洗滌，D正確；故BC。(3)碘易溶于正己烷，而AlI3可溶于熱的正己烷、不易溶于冷的正己烷，因此，可以取少量粗產品置于少量冷的正己烷中充分攪拌，靜置后，取少量上層清液，向其中滴加淀粉溶液，觀察液體是否變藍，若變藍則其中混有碘單質，否則沒有。(4)①潤洗時，滴定管尖嘴部分也需要潤洗；先加25.00mL待測溶液，后加25.00mL4.00×10-2mol·L-1AgNO3標準溶液，兩者充分分反應后，剩余的Ag+濃度較小，然后滴加指示劑硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2]溶液作指示劑，可以防止生成Ag2SO4沉淀； Ag2CrO4的溶度積常數與AgSCN非常接近，因此，K2CrO4溶液不能用作指示劑，應該選用[NH4Fe(SO4)2]溶液，其中的Fe3+可以與過量的半滴[NH4Fe(SO4)2]溶液中的SCN-反應生成溶液呈紅色的配合物，故滴定至溶液呈淺紅色；綜上所述，需要補全的操作步驟依次是：a e d f。②Fe3+和Al3+均易發生水解，[NH4Fe(SO4)2]溶液中含有Fe3+，為防止影響滴定終點的判斷，必須抑制其發生水解，因此加入稀酸B的作用是：抑制Fe3+發生水解反應，保證滴定終點的準確判斷。③由滴定步驟可知，25.00mL4.00×10-2mol·L-1AgNO3標準溶液分別與AlI3溶液中的I-、1.00×10-2mol·L-1NH4SCN標準溶液中的SCN-發生反應生成AgI和AgSCN；由Ag+守恒可知，，則；三次滴定消耗NH4SCN標準溶液的平均體積為25.60mL，則=，由I守恒可知，因此，產品純度為。
8．(2024·湖北卷，18，14分)學習小組為探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相關性質，室溫下進行了實驗I~Ⅳ。
實驗I 實驗Ⅱ 實驗Ⅲ
無明顯變化 溶液變為紅色，伴有氣泡產生 溶液變為墨綠色，并持續產生能使帶火星木條復燃的氣體
已知：[Co(H2O)6]2+為粉紅色、[Co(H2O)6]3+為藍色、[Co(CO3)2]2-為紅色、[Co(CO3)2]3-為墨綠色。回答下列問題：
(1)配制1.00mol·L-1的CoSO4溶液，需要用到下列儀器中的 (填標號)。
a． b． c． d．
(2)實驗I表明[Co(H2O)6]2+ (填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。實驗Ⅱ中HCO3-大大過量的原因是 。實驗Ⅲ初步表明[Co(CO3)2]3-能催化H2O2的分解，寫出H2O2在實驗Ⅲ中所發生反應的離子方程式 、 。
(3)實驗I表明，反應2[Co(H2O)6]2++H2O2+2H+2[Co(H2O)6]3++2H2O難以正向進行，利用化學平衡移動原理，分析Co3+、Co2+分別與CO32-配位后，正向反應能夠進行的原因 。
實驗Ⅳ：
(4)實驗Ⅳ中，A到B溶液變為藍色，并產生氣體；B到C溶液變為粉紅色，并產生氣體。從A到C所產生的氣體的分子式分別為 、 。
答案：(1)bc
(2)不能 HCO3-與Co2+按物質的量之比4：1發生反應4HCO3- +Co2+=[Co(CO3)2]2-+2CO2↑+2H2O，實驗中HCO3-與Co2+的物質的量之比為32：3 10HCO3- +2Co2++H2O2=2[Co(CO3)3]3- +4CO2↑+6H2O 2H2O22H2O+O2↑
(3)實驗Ⅲ的現象表明，Co3+、Co2+分別與CO32-配位時，[Co(H2O)6]3+更易與CO32-反應生成[Co(CO3)2]3- (該反應為快反應)，導致[Co(H2O)6]2+幾乎不能轉化為[Co(CO3)2]2-，這樣使得[Co(H2O)6]3+的濃度減小的幅度遠遠大于[Co(H2O)6]2+減小的幅度，根據化學平衡移動原理，減小生成物濃度能使化學平衡向正反應方向移動，因此，上述反應能夠正向進行
(4) CO2 O2
解析：本題探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相關性質。實驗Ⅰ中無明顯變化，證明[Co(H2O)6]2+不能催化H2O2的分解；實驗Ⅱ中溶液變為紅色，證明[Co(H2O)6]2+易轉化為[Co(CO3)2]2-；實驗Ⅲ中溶液變為墨綠色，說明[Co(H2O)6]3+更易與CO32-反應生成[Co(CO3)3]3-，并且初步證明[Co(H2O)6]2+在HCO3-的作用下易被H2O2氧化為[Co(CO3)3]3-；實驗Ⅳ中溶液先變藍后變紅，并且前后均有氣體生成，證明在酸性條件下，[Co(CO3)3]3-易轉化為[Co(H2O)6]3+，[Co(H2O)6]3+氧化性強，可以把H2O氧化為O2。 (1)配制1.00 mol·L-1的CoSO4溶液，需要用到容量瓶、膠頭滴管等等，因此選bc。(2)CoSO4溶液中存在大量的[Co(H2O)6]2+，向其中加入30%的H2O2后無明顯變化，因此，實驗I表明[Co(H2O)6]2+不能催化H2O2的分解。實驗Ⅱ中發生反應的離子方程式為4HCO3- +Co2+=[Co(CO3)2]2-+2CO2↑+2H2O，實驗中HCO3-與Co2+的物質的量之比為32：3，因此，HCO3-大大過量的原因是：HCO3-與Co2+按物質的量之比4：1發生反應4HCO3- +Co2+=[Co(CO3)2]2-+2CO2↑+2H2O，實驗中HCO3-與Co2+的物質的量之比為32：3。實驗Ⅲ的實驗現象表明在H2O2的作用下Co2+能與HCO3-反應生成[Co(CO3)3]3-，然后[Co(CO3)3]3-能催化H2O2的分解，因此，H2O2在實驗Ⅲ中所發生反應的離子方程式為10HCO3- +2Co2++H2O2=2[Co(CO3)2]3- +4CO2↑+6H2O、2H2O22H2O+O2↑ 。(3)實驗I表明，反應2[Co(H2O)6]2++H2O2+2H+2[Co(H2O)6]3++2H2O難以正向進行。實驗Ⅲ的現象表明，Co3+、Co2+分別與CO32-配位時，[Co(H2O)6]3+更易與CO32-反應生成[Co(CO3)3]3- (該反應為快反應)，導致[Co(H2O)6]2+幾乎不能轉化為[Co(CO3)2]2-，這樣使得[Co(H2O)6]3+的濃度減小的幅度遠遠大于[Co(H2O)6]2+減小的幅度，根據化學平衡移動原理，減小生成物濃度能使化學平衡向正反應方向移動，因此，上述反應能夠正向進行。(4)實驗Ⅳ中，A到B溶液變為藍色，并產生氣體，說明發生了[Co(CO3)3]3- +6H++3H2O=[Co(H2O)6]3+ +3CO2↑；B到C溶液變為粉紅色，并產生氣體，說明發生了4[Co(H2O)6]3+ +2H2O=4[Co(H2O)6]2+ +O2↑+4H+，因此從A到C所產生的氣體的分子式分別為CO2和O2。
9．(2024·北京卷，19)某小組同學向pH=1的的FeCl3溶液中分別加入過量的Cu粉、粉和粉，探究溶液中氧化劑的微粒及其還原產物。
(1)理論分析
依據金屬活動性順序，Cu、Zn、Mg中可將Fe3+還原為Fe的金屬是 。
(2)實驗驗證
實驗 金屬 操作、現象及產物
I 過量Cu 一段時間后，溶液逐漸變為藍綠色，固體中未檢測到Fe單質
Ⅱ 過量Zn 一段時間后有氣泡產生，反應緩慢，pH逐漸增大，產生了大量紅褐色沉淀后，無氣泡冒出，此時溶液為3~4，取出固體，固體中未檢測到單質
Ⅲ 過量Mg 有大量氣泡產生，反應劇烈，pH逐漸增大，產生了大量紅褐色沉淀后，持續產生大量氣泡，當溶液為3~4時，取出固體，固體中檢測到單質
①分別取實驗I、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，證明都有生成，依據的現象是 。
②實驗Ⅱ、Ⅲ都有紅褐色沉淀生成，用平衡移動原理解釋原因 ____________ __ 。
③對實驗Ⅱ未檢測到Fe單質進行分析及探究。
i．a．甲認為實驗Ⅱ中，當Fe3+、H+濃度較大時，即使與Fe2+反應置換出少量Fe，Fe也會被Fe3+、H+消耗。寫出Fe與Fe3+、H+反應的離子方程式 __________ ___________ 。
b．乙認為在pH為3~4的溶液中即便生成Fe也會被H+消耗。設計實驗 (填實驗操作和現象)。
證實了此條件下可忽略H+對Fe的消耗。
c．丙認為產生的紅褐色沉淀包裹在粉上，阻礙了與Fe2+的反應。實驗證實了粉被包裹。
ii．查閱資料：0.5mol·L-1 Fe3+開始沉淀的pH約為1.2，完全沉淀的pH約為3。
結合a、b和c，重新做實驗Ⅱ，當溶液pH為3~4時，不取出固體，向固-液混合物中持續加入鹽酸，控制pH＜1.2， (填實驗操作和現象)，待pH為3~4時，取出固體，固體中檢測到單質。
(3)對比實驗Ⅱ和Ⅲ，解釋實驗Ⅲ的固體中檢測到單質的原因 。
答案：(1) Mg、Zn
(2) 產生藍色沉淀 Fe3+水解方程式為Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入的Mg或Zn會消耗H+，促進Fe3+水解平衡正向移動，使其轉化為Fe(OH)3沉淀 2Fe3++2Fe+2H+=4Fe2++H2↑或2Fe3++ Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑ 向pH為3~4的稀鹽酸中加鐵粉，一段時間后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不產生藍色沉淀 加入幾滴KSCN溶液，待溶液紅色消失后，停止加入鹽酸
(3)加入鎂粉后產生大量氣泡，使鎂粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹
解析：實驗Ⅰ中，加入過量的Cu，Cu與Fe3+發生反應2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，一段時間后，溶液逐漸變為藍綠色，固體中未檢測到Fe單質；實驗Ⅱ中，加入過量的Zn，發生反應Zn +2H+= Zn2++H2↑，有氣泡產生，pH逐漸增大，使得Fe3+轉化為紅褐色沉淀Fe(OH)3，固體中未檢測到Fe單質，原因可能是Fe3+的干擾以及Fe(OH)3沉淀對鋅粉的包裹；實驗Ⅲ中，加入過量Mg，發生反應Mg +2H+= Mg 2++H2↑，由于Mg很活潑，該反應非常劇烈，pH逐漸增大，產生了大量紅褐色沉淀后，持續產生大量氣泡，當溶液pH為3~4時，取出固體，固體中檢測到Fe單質，對比實驗Ⅱ和Ⅲ，加入鎂粉后產生大量氣泡，使鎂粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，實驗Ⅲ的固體中檢測到Fe單質。(1)在金屬活動性順序表中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排在Fe之后，因此Mg、Zn可將Fe3+還原為Fe；(2)①Fe2+與K3[Fe(CN)6]會生成藍色的KFe[Fe(CN)6]沉淀；②Fe3+水解方程式為Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入的Mg或Zn會消耗H+，促進Fe3+水解平衡正向移動，使其轉化為Fe(OH)3沉淀；③i．a．Fe與Fe3+、H+反應的離子方程式為：2Fe3++2Fe+2H+=4Fe2++H2↑或2Fe3++ Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑；b．要證實在pH為3~4的溶液中可忽略H+對Fe的消耗，可向pH為3~4的稀鹽酸中加鐵粉，一段時間后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不產生藍色沉淀，即說明此條件下Fe未與H+反應生成Fe2+；ⅱ．結合a，b和c可知，實驗Ⅱ未檢測到Fe單質的原因可能是Fe3+的干擾以及Fe(OH)3沉淀對鋅粉的包裹，因此可控制反應條件，在未生成Fe(OH)3沉淀時將Fe3+還原，即可排除兩個干擾因素，具體操作為：重新做實驗Ⅱ，當溶液pH為3~4時，不取出固體，向固-液混合物中持續加入鹽酸，控制pH<1.2，加入幾滴KSCN溶液，待溶液紅色消失后，停止加入鹽酸，待pH為3~4時，取出固體，固體中檢測到Fe單質；(3)對比實驗Ⅱ和Ⅲ，加入鎂粉后產生大量氣泡，使鎂粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，實驗Ⅲ的固體中檢測到Fe單質。
10．(2024·全國甲卷，9，15分)CO(NH2)2·H2O2 (俗稱過氧化脲)是一種消毒劑，實驗室中可用尿素與過氧化氫制取，反應方程式如下：CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2
(一)過氧化脲的合成
燒杯中分別加入25 mL30% H2O2 (ρ=1.11g· cm-3)、40 mL蒸餾水和12.0 g尿素，攪拌溶解。下反應，冷卻結晶、過濾、干燥，得白色針狀晶體9.4 g。
(二)過氧化脲性質檢測
I．過氧化脲溶液用稀H2SO4 酸化后，滴加KMnO4溶液，紫紅色消失。
Ⅱ．過氧化脲溶液用稀H2SO4酸化后，加入溶液和四氯化碳，振蕩，靜置。
(三)產品純度測定
溶液配制：稱取一定量產品，用蒸餾水溶解后配制成溶液。
滴定分析：量取過氧化脲溶液至錐形瓶中，加入一定量稀H2SO4，用準確濃度的KMnO4溶液滴定至微紅色，記錄滴定體積，計算純度。
回答下列問題：
(1)過濾中使用到的玻璃儀器有 (寫出兩種即可)。
(2)過氧化脲的產率為 。
(3)性質檢測Ⅱ中的現象為 。性質檢則I和Ⅱ分別說明過氧化脲具有的性質是 。
(4)下圖為“溶液配制”的部分過程，操作a應重復3次，目的是 ，定容后還需要的操作為 。
(5)“滴定分析”步驟中，下列操作錯誤的是_____(填標號)。
A．KMnO4溶液置于酸式滴定管中
B．用量筒量取過氧化脲溶液
C．滴定近終點時，用洗瓶沖洗錐形瓶內壁
D．錐形瓶內溶液變色后，立即記錄滴定管液面刻度
(6)以下操作導致氧化脲純度測定結果偏低的是_____(填標號)。
A．容量瓶中液面超過刻度線
B．滴定管水洗后未用KMnO4溶液潤洗
C．搖動錐形瓶時KMnO4溶液滴到錐形瓶外
D．滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消失
答案：(1)燒杯、漏斗、玻璃棒，可任選兩種作答
(2)50%
(3)液體分層，上層為無色，下層為紫紅色 還原性、氧化性
(4)避免溶質損失 蓋好瓶塞，反復上下顛倒、搖勻
(5)BD
(6)A
解析：(1)過濾操作需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，可任選兩種作答。(2)實驗中加入尿素的質量為12.0g，物質的量為0.2mol，過氧化氫的質量為，物質的量約為0.245mol，過氧化氫過量，產率應按照尿素的質量計算，理論上可得到過氧化脲0.2mol，質量為0.2mol×94g/mol=18.8g，實驗中實際得到過氧化脲9.4g，故過氧化脲的產率為。(3)在過氧化脲的性質檢測中，檢測Ⅰ用稀硫酸酸化，加入高錳酸鉀溶液，紫紅色消失，說明過氧化脲被酸性高錳酸鉀氧化，體現了過氧化脲的還原性；檢測Ⅱ用稀硫酸酸化，加入KI溶液和四氯化碳溶液，過氧化脲會將KI氧化為I2單質，體現了過氧化脲的氧化性，生成的I2在四氯化碳中溶解度大，會溶于四氯化碳溶液，且四氯化碳密度大于水，振蕩，靜置后出現的現象為：液體分層，上層為無色，下層為紫紅色。(4)操作a為洗滌燒杯和玻璃棒，并將洗滌液轉移到容量瓶中，目的是避免溶質損失；定容后應蓋好瓶塞，反復上下顛倒、搖勻。(5)A項，KMnO4溶液是強氧化性溶液，應置于酸式滴定管中，A正確；B項，量筒的精確度不能達到0.01mL，量取25.00mL的溶液應選用滴定管，B錯誤；C項，滴定過程中，待測液有可能會濺到錐形瓶內壁，滴定近終點時，為了使結果更精確，可用洗瓶沖洗錐形瓶內壁，C正確；D項，錐形瓶內溶液變色后，應等待30s，觀察溶液不再恢復原來的顏色后，才能記錄滴定管液面刻度，D錯誤；故選BD。(6)A項，在配制過氧化脲溶液時，容量瓶中頁面超過刻度線，會使溶液體積偏大，配制溶液的濃度偏低，會使滴定過程中消耗的KMnO4溶液體積偏低，導致測定結果偏低，A項符合題意；B項，滴定管水洗后未用KMnO4溶液潤洗，會導致KMnO4溶液濃度偏低，會使滴定過程中消耗的KMnO4溶液體積偏高，導致測定結果偏高，B項不符合題意；C項，搖動錐形瓶時KMnO4溶液滴到錐形瓶外，會使滴定過程中消耗的KMnO4溶液體積偏高，導致測定結果偏高，C項不符合題意；D項，滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消失，會使滴定過程中消耗的KMnO4溶液體積偏高，導致測定結果偏高，D項不符合題意；故選A。
11．(2024·廣東卷，17)含硫物質種類繁多，在一定條件下可相互轉化。
(1)實驗室中，濃硫酸與銅絲反應，所產生的尾氣可用 (填化學式)溶液吸收。
(2)工業上，煙氣中的SO2可在通空氣條件下用石灰石的漿液吸收，生成石膏。該過程中， (填元素符號)被氧化。
(3)工業鍋爐需定期除水垢，其中的硫酸鈣用純堿溶液處理時，發生反應：CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)(Ⅰ)。興趣小組在實驗室探究Na2CO3溶液的濃度對反應(Ⅰ)的反應速率的影響。
①用Na2CO3固體配制溶液，以滴定法測定其濃度。
i．該過程中用到的儀器有 。
ii．滴定數據及處理：Na2CO3溶液，消耗鹽酸(滴定終點時，CO32-轉化為HCO3-)，則c(Na2CO3)=_________mol·L-1。
②實驗探究：取①中的Na2CO3溶液，按下表配制總體積相同的系列溶液，分別加入硫酸鈣固體，反應后，過濾，取濾液，用鹽酸參照①進行滴定。記錄的部分數據如下表(忽略CO32-水解的影響)。
序號
a 100.0 0
b 80.0 x
則 ，測得的平均反應速率之比 。
(4)興趣小組繼續探究反應(Ⅰ)平衡的建立，進行實驗。
①初步實驗 將1.00 g硫酸鈣(M=136g·molˉ1)加入100.0 mL0.100mol·L-1Na2CO3溶液中，在和攪拌條件下，利用計測得體系的隨時間的變化曲線如圖。
②分析討論 甲同學根據后不改變，認為反應(Ⅰ)已達到平衡；乙同學認為證據不足，并提出如下假設：
假設1 硫酸鈣固體已完全消耗；
假設2 硫酸鈣固體有剩余，但被碳酸鈣沉淀包裹。
③驗證假設，乙同學設計如下方案，進行實驗。
步驟 現象
ⅰ．將①實驗中的反應混合物進行固液分離 /
ⅱ．取少量分離出的沉淀置于試管中，滴加 ，沉淀完全溶解
ⅲ．繼續向ⅱ的試管中滴加 無白色沉淀生成
④實驗小結 假設1成立，假設2不成立。①實驗中反應(Ⅰ)平衡未建立。
⑤優化方案、建立平衡 寫出優化的實驗方案，并給出反應(Ⅰ)平衡已建立的判斷依據： 。
答案：(1)NaOH(其他合理答案也可)
(2)S
(3) BD 20.0 6：5
(4) 過量稀鹽酸 有氣體產生 BaCl2溶液 將最少1.36 g硫酸鈣加入100.0 mL0.100mol·L-1Na2CO3溶液中，在25℃和攪拌條件下，利用pH計測得體系的pH，當pH不變時，加入Na2SO4固體，若pH值變大，說明反應Ⅰ平衡已建立
解析：探究反應CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq) (Ⅰ)中Na2CO3溶液的濃度對反應速率的影響，通過HCl與Na2CO3的滴定反應，來測量Na2CO3濃度的變化量，從而計算平均反應速率；探究反應CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq) 平衡的建立，利用CO32-水解呈堿性的性質，通過測定pH來判斷CO32-離子濃度的變化情況，從而判斷反應是否平衡。(1)濃硫酸與銅絲反應方程式為：Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，所產生的尾氣為SO2，可用NaOH溶液吸收(其他合理答案也可)；(2)SO2生成石膏(主要成分CaSO4)，S元素的化合價由+4價上升到+6價，失去電子，被氧化；(3)①用Na2CO3固體配制溶液，以滴定法測定其濃度，該過程用到下列儀器中的燒杯、酸式滴定管，故選BD；根據離子方程式CO32-+H+=HCO3-可知，；②總體積應相同，x為20.0mL；a中消耗的鹽酸體積為，即，同理可得，b中，由于，；(4)由結論假設1成立，假設2不成立，說明①實驗中的沉淀均為CaCO3，要驗證沉淀中無CaSO4，可酸溶后滴加BaCl2將①實驗中的反應混合物進行固液分離后，取少量分離出的沉淀置于試管中，滴加過量稀鹽酸，有氣體產生，沉淀完全溶解，繼續滴加BaCl2溶液，無白色沉淀生成，說明沉淀均為CaCO3，無CaSO4；由方程式CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq) 可知，假設正反應100%進行，，質量為0.01mol×136g/mol=1.36g，實驗方案為：將最少1.36 g硫酸鈣加入100.0 mL0.100mol·L-1Na2CO3溶液中，在25℃和攪拌條件下，利用pH計測得體系的pH，當pH不變時，加入Na2SO4固體，若pH值變大，說明反應Ⅰ平衡已建立。
12．(2024·山東卷，19，12分)利用“燃燒—碘酸鉀滴定法”測定鋼鐵中硫含量的實驗裝置如下圖所示(夾持裝置略)。
實驗過程如下：
①加樣，將a mg樣品加入管式爐內瓷舟中(瓷舟兩端帶有氣孔且有蓋)，聚四氟乙烯活塞滴定管G內預裝c(KIO3)：c(KI)略小于1：5的KIO3堿性標準溶液，吸收管F內盛有鹽酸酸化的淀粉水溶液。向F內滴入適量KIO3堿性標準溶液，發生反應：KIO3+5KI+6 HCl =6KCl +3I2+3H2O，使溶液顯淺藍色。
②燃燒：按一定流速通入O2，一段時間后，加熱并使樣品燃燒。
③滴定：當F內溶液淺藍色消退時(發生反應：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI)，立即用KIO3堿性標準溶液滴定至淺藍色復現。隨SO2不斷進入F，滴定過程中溶液顏色“消退-變藍”不斷變換，直至終點。
回答下列問題：
(1)取20.00mL 0.1000mol·Lˉ1 KIO3的堿性溶液和一定量的固體，配制1000 mL KIO3堿性標準溶液，下列儀器必須用到的是_______(填標號)。
A．玻璃棒 B．1000 mL錐形瓶 C．500 mL容量瓶 D．膠頭滴管
(2)裝置B和C的作用是充分干燥O2，B中的試劑為_____________。裝置F中通氣管末端多孔玻璃泡內置一密度小于水的磨砂浮子(見放大圖)，目的是_____________________________________。
(3)該滴定實驗達終點的現象是___________________________________________；滴定消耗KIO3堿性標準溶液VmL，樣品中硫的質量分數是_______(用代數式表示)。
(4)若裝置D中瓷舟未加蓋，會因燃燒時產生粉塵而促進SO3的生成，粉塵在該過程中的作用是_____________________________________；若裝置E冷卻氣體不充分，可能導致測定結果偏大，原因是___________________________________________；若滴定過程中，有少量IO3-不經I2直接將SO2氧化成H2SO4，測定結果會_____________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
答案：(1)AD (2) ①濃硫酸 ②防止倒吸
(3) ①當加入最后半滴KIO3堿性標準溶液后，溶液由無色突變為藍色且30s內不變色 ②
(4)①催化劑 ②通入F的氣體溫度過高，導致部分I2升華，從而消耗更多的KIO3堿性標準溶液 ③不變
解析：由題中信息可知，利用“燃燒—碘酸鉀滴定法”測定鋼鐵中硫含量的實驗中，將氧氣經干燥、凈化后通入管式爐中將鋼鐵中硫氧化為SO2，然后將生成的SO2導入碘液中吸收，通過消耗KIO3堿性標準溶液的體積來測定鋼鐵中硫的含量。(1)取20.00mL 0.1000mol·Lˉ1 KIO3的堿性溶液和一定量的固體，配制1000 mL KIO3堿性標準溶液(稀釋了50倍后KIO3的濃度為0.0020000 mol·Lˉ1)，需要用堿式滴定管或移液管量取20.00mL 0.1000mol·Lˉ1 KIO3的堿性溶液，需要用一定精確度的天平稱量一定質量的KI固體，需要在燒杯中溶解KI固體，溶解時要用到玻璃棒攪拌，需要用1000 mL容量瓶配制標準溶液，需要用膠頭滴管定容，因此，下列儀器必須用到的是AD。(2)裝置B和C的作用是充分干燥O2，濃硫酸具有吸水性，常用于干燥某些氣體，因此B中的試劑為濃硫酸。裝置F中通氣管末端多孔玻璃泡內置一密度小于水的磨砂浮子，其目的是防止倒吸，因為磨砂浮子的密度小于水，若球泡內水面上升，磨砂浮子也隨之上升，磨砂浮子可以作為一個磨砂玻璃塞將導氣管的出氣口堵塞上，從而防止倒吸。(3)該滴定實驗是利用過量的1滴或半滴標準溶液來指示滴定終點的，因此，該滴定實驗達終點的現象是當加入最后半滴KIO3堿性標準溶液后，溶液由無色突變為藍色且30s內不變色；由S元素守恒及SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI、KIO3+5KI+6 HCl =6KCl+3I2+3H2O可得關系式3S~3SO2~3I2~KIO3，若滴定消耗KIO3堿性標準溶液VmL，則，，樣品中硫的質量分數是。(4)若裝置D中瓷舟未加蓋，燃燒時產生粉塵中含有鐵的氧化物，鐵的氧化物能催化SO2的氧化反應從而促進SO3的生成，因此，粉塵在該過程中的作用是催化劑；若裝置E冷卻氣體不充分，則通入F的氣體溫度過高，可能導致部分I2升華，這樣就要消耗更多KIO3堿性標準溶液，從而可能導致測定結果偏大；若滴定過程中，有少量IO3-不經I2直接將SO2氧化成H2SO4，從電子轉移守恒的角度分析，IO3-得到6e-被還原為I-，仍能得到關系式3S~3SO2~ KIO3，測定結果會不變。
13．(2024·安徽卷，16，15分)測定鐵礦石中鐵含量的傳統方法是SnCl2-HgCl2- K2Cr2O7滴定法。研究小組用該方法測定質量為的某赤鐵礦試樣中的鐵含量。
【配制溶液】
①cmol·L-1 K2Cr2O7標準溶液
②SnCl2溶液：稱取6gSnCl2·2H2O溶于10 mL濃鹽酸，加水至100 mL，加入少量錫粒。
【測定含量】按下圖所示(加熱裝置路去)操作步驟進行實驗。
已知：氯化鐵受熱易升華；室溫時HgCl2，可將Sn2+氧化為Sn4+。難以氧化Fe2+；Cr2O72-可被Fe2+還原為Cr3+。回答下列問題：
(1)下列儀器在本實驗中必須用到的有_____________(填名稱)。
(2)結合離子方程式解釋配制SnCl2溶液時加入錫粒的原因：_______________________________。
(3)步驟I中“微熱”的原因是_____________________________________。
(4)步琛Ⅲ中，若未“立即滴定”，則會導致測定的鐵含量_____________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
(5)若消耗cmol·L-1 K2Cr2O7標準溶液V mL，則試樣中的質量分數為_____________ (用含a、c、V的代數式表示)。
(6) SnCl2- TiCl3- KMnO4滴定法也可測定鐵的含量，其主要原理是利用SnCl2和TiCl3將鐵礦石試樣中Fe3+還原為Fe2+，再用KMnO4標準溶液滴定。
①從環保角度分析，該方法相比于SnCl2-HgCl2- K2Cr2O7，滴定法的優點是_________________________________________________。
②為探究KMnO4溶液滴定時，Cl-在不同酸度下對Fe2+測定結果的影響，分別向下列溶液中加入1滴0.1 mol·L-1KMnO4溶液，現象如下表：
溶液 現象
空白實驗 2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL試劑X 紫紅色不褪去
實驗I 2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL 0.1mol·L-1硫酸 紫紅色不褪去
實驗ⅱ 2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL 6mol·L-1硫酸 紫紅色明顯變淺
表中試劑X為_____________；根據該實驗可得出的結論是_______________________________________________________。
答案：(1)容量瓶、量筒
(2)Sn2+易被空氣氧化為Sn4+，離子方程式為2Sn2++O2+4H+=2 Sn4++2H2O，加入Sn，發生反應Sn4++ Sn=2 Sn2+，可防止Sn2+氧化
(3)增大SnCl2·2H2O的溶解度，促進其溶解
(4)偏小
(5)
(6) 更安全，對環境更友好 H2O 酸性越強，KMnO4的氧化性越強，Cl-被KMnO4氧化的可能性越大，對Fe2+測定結果造成干擾的可能性越大，因此在KMnO4標準液進行滴定時，要控制溶液的pH值
解析：濃鹽酸與試樣反應，使得試樣中Fe元素以離子形式存在，滴加稍過量的SnCl2使Fe3+還原為Fe2+，冷卻后滴加HgCl2，將多余的Sn2+氧化為Sn4+，加入硫酸和磷酸混合液后，滴加指示劑，用K2Cr2O7進行滴定，將Fe2+氧化為Fe3+，化學方程式為6Fe2++Cr2O72-+14H+=6 Fe3++2Cr3++7H2O。(1)配制SnCl2溶液需要用到容量瓶和量筒，滴定需要用到酸式滴定管，但給出的為堿式滴定管，因此給出儀器中，本實驗必須用到容量瓶、量筒；(2)Sn2+易被空氣氧化為Sn4+，離子方程式為2Sn2++O2+4H+=2 Sn4++2H2O，加入Sn，發生反應Sn4++ Sn=2 Sn2+，可防止Sn2+氧化；(3)步驟I中“微熱”是為了增大SnCl2·2H2O的溶解度，促進其溶解；(4)步琛Ⅲ中，若未“立即滴定”，Fe2+易被空氣中的O2氧化為Fe3+，導致測定的鐵含量偏小；(5)根據方程式6Fe2++Cr2O72-+14H+=6 Fe3++2Cr3++7H2O可得：，ag試樣中Fe元素的質量為，質量分數為。(6)①SnCl2-HgCl2- K2Cr2O7方法中，HgCl2氧化Sn2+的離子方程式為：Sn2++Hg2+= Sn4++Hg，生成的Hg有劇毒，因此SnCl2- TiCl3- KMnO4相比于SnCl2-HgCl2- K2Cr2O7的優點是：更安全，對環境更友好；②2mL0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL試劑X，為空白試驗，因此X為H2O；由表格可知，酸性越強，KMnO4的氧化性越強，Cl-被KMnO4氧化的可能性越大，對Fe2+測定結果造成干擾的可能性越大，因此在KMnO4標準液進行滴定時，要控制溶液的pH值。
鞏固練習
非選擇題(共4題，共75分)
1．(17分)(2023·全國卷甲)鈷配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于熱水，在冷水中微溶，可通過如下反應制備：
2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O22[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O
具體步驟如下：
Ⅰ.稱取2.0 g NH4Cl，用 5 mL水溶解。
Ⅱ.分批加入3.0 g CoCl2·6H2O后，將溶液溫度降至10 ℃以下，加入1 g活性炭、7 mL 濃氨水，攪拌下逐滴加入10 mL 6%的雙氧水。
Ⅲ.加熱至55～60 ℃反應20 min。冷卻，過濾。
Ⅳ.將濾得的固體轉入含有少量鹽酸的25 mL 沸水中，趁熱過濾。
Ⅴ.濾液轉入燒杯，加入4 mL濃鹽酸，冷卻、過濾、干燥，得到橙黃色晶體。
回答下列問題：
(1)步驟Ⅰ中使用的部分儀器如下。
儀器a的名稱是________。加快NH4Cl溶解的操作有___________________________________。(4分)
(2)步驟Ⅱ中，將溫度降至10 ℃以下以避免________________、________________；可選用________降低溶液溫度。(6分)
(3)指出下列過濾操作中不規范之處：__________________________________________。(2分)
(4)步驟Ⅳ中，趁熱過濾，除掉的不溶物主要為_______________________________。(2分)
(5)步驟Ⅴ中加入濃鹽酸的目的是______________________________________。(3分)
解析：(1)儀器a的名稱為錐形瓶，根據題給步驟Ⅰ中使用的部分儀器可知，加快NH4Cl溶解所采用的操作有：用玻璃棒攪拌、用酒精燈加熱。(2)在加入熱穩定性差的濃氨水和H2O2前降低溫度，主要是考慮反應物的分解會使原料利用率降低，將溫度降至10 ℃以下可以避免濃氨水分解和揮發、H2O2受熱分解；將溫度降低到10 ℃以下的方法是將反應容器放入冰水浴中。(4)該反應中活性炭作催化劑(反應前后不變)，[Co(NH3)6]Cl3在冷水中微溶，則步驟Ⅲ過濾得到的固體為[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的混合物，步驟Ⅳ中[Co(NH3)6]Cl3溶于含有少量鹽酸的沸水中，趁熱過濾得到的固體為活性炭。(5)根據同離子效應可知，向濾液中加入濃鹽酸，可以增大Cl －濃度，能抑制[Co(NH3)6]Cl3溶解，利于析出橙黃色晶體。
答案：(1)錐形瓶　用玻璃棒攪拌、用酒精燈加熱
(2)H2O2受熱分解　濃氨水分解和揮發　冰水浴
(3)玻璃棒末端沒有靠在三層濾紙處、漏斗下端尖嘴部分沒有緊貼燒杯內壁　(4)活性炭　(5)利用同離子效應，促進[Co(NH3)6]Cl3結晶析出
2．(19分)(2022·湖北高考)高技術領域常使用高純試劑。純磷酸(熔點為42 ℃，易吸潮)可通過市售85%磷酸溶液減壓蒸餾除水、結晶除雜得到，純化過程需要嚴格控制溫度和水分，溫度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O(熔點為30 ℃)，高于100 ℃則發生分子間脫水生成焦磷酸等。某興趣小組為制備磷酸晶體設計的實驗裝置如下(夾持裝置略)：
回答下列問題：
(1)A的名稱是____________。B的進水口為____(填“a”或“b”)。(4分)
(2)P2O5的作用是______________________________________________。(2分)
(3)空氣流入毛細管的主要作用是防止____________________________________，還具有攪拌和加速水逸出的作用。(3分)
(4)升高溫度能提高除水速度，實驗選用水浴加熱的目的是_________________________________。(3分)
(5)磷酸易形成過飽和溶液，難以結晶，可向過飽和溶液中加入____________促進其結晶。(2分)
(6)過濾磷酸晶體時，除了需要干燥的環境外，還需要控制溫度為____________(填標號)。(2分)
A．<20 ℃　 　B．30～35 ℃　 　C．42～100 ℃
(7)磷酸中少量的水極難除去的原因是____________________________________。(3分)
解析：(2)純磷酸制備過程中要嚴格控制溫度和水分，因此五氧化二磷的作用為干燥氣體。
(3)空氣流入毛細管可以對燒瓶中的溶液進行攪拌，使受熱均勻，同時還具有加速水逸出和防止溶液沿毛細管上升而倒吸的作用。
(4)升高溫度能提高除水速度，而純磷酸制備過程中要嚴格控制溫度，水浴加熱可以避免直接加熱造成的過度劇烈與溫度的不可控性，使溶液受熱均勻。
(5)過飽和溶液暫時處于亞穩態，當加入一些固體的晶體或晃動時可使此狀態失去平衡，過多的溶質就會結晶，因此可向磷酸的過飽和溶液中加入磷酸晶體促進其結晶。
(6)純磷酸純化過程中，溫度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O(熔點為30 ℃)，高于100 ℃則發生分子間脫水生成焦磷酸，純磷酸的熔點為42 ℃，因此過濾磷酸晶體時，除了需要干燥的環境外，還需要控制溫度為30～35 ℃。
(7)磷酸的結構式為：，分子中含O—H鍵，可與水分子間形成氫鍵，因此磷酸中少量的水極難除去。
答案：(1)圓底燒瓶　b(2)干燥氣體　(3)液體暴沸和倒吸(4)使溶液受熱均勻　(5)磷酸晶體(6)B　(7)磷酸可與水分子間形成氫鍵
3．(16分)(2023·四川自貢二模)己二酸在有機合成工業等方面都有重要作用，以環己醇(，M＝100，ρ＝0.95 g/mL)為原料制取己二酸[HOOC(CH2)4COOH，M＝146]。
[實驗原理]
已知：3＋8KMnO43KOOC(CH2)4COOK＋8MnO2＋2KOH＋5H2O　ΔH<0
[實驗步驟]向250 mL三頸燒瓶中加入攪拌磁子、50 mL 1.0%的KOH溶液和9.0 g高錳酸鉀，按圖1所示安裝裝置，控制滴速維持溫度在45 ℃左右，滴加環己醇共2.0 mL，滴加結束時需啟動加熱裝置加熱一段時間。趁熱分離出氧化液中的MnO2，再用約4 mL濃HCl溶液，使溶液呈酸性，加熱濃縮使溶液體積減少至10 mL，經過冷卻、脫色得到1.46 g產品。
(1)圖1中冷卻水從冷凝管________(填“a”或“b”)口流入，攪拌磁子的作用是_____________________________________。(4分)
(2)“氧化”過程，三頸燒瓶中溶液溫度逐漸升高，其原因是_______________________________________；
在環己醇不同滴加速度下，溶液溫度隨滴加時間變化曲線如圖2，為了實驗安全，應選擇的滴速為________滴/min。(4分)
(3)完成“氧化”后，用玻璃棒蘸取一滴反應混合液點在濾紙上，在黑色圓點周圍出現紫色環。該現象說明________________________________________________________________________；
向溶液中加入適量的KHSO3，直到點滴實驗呈負性為止，如果KHSO3用量不足，在己二酸“制備”過程中會觀察到________(填顏色)的氣體逸出。(4分)
(4)分離出MnO2的裝置為________(填字母)；己二酸的產率是____________(用最簡的分數表示)。(4分)
解析：(1)圖1中冷卻水應下進上出，從冷凝管b口流入；反應為放熱反應且需維持溫度在45 ℃左右，故攪拌磁子的作用是使反應物混合均勻加速反應，且可以散熱防止溫度過高。
(2)反應焓變小于零為放熱反應，故三頸燒瓶中溶液溫度逐漸升高；由題干可知，反應需維持溫度在45 ℃左右，結合圖像可知，為了實驗安全，應選擇的滴速為5滴/min。
(3)高錳酸鉀溶液為紫紅色，出現紫色環，該現象說明高錳酸鉀過量；KHSO3具有還原性，可以除去過量的高錳酸鉀，如果KHSO3用量不足，在己二酸“制備”過程中加入鹽酸后，氯離子會被高錳酸鉀氧化為氯氣，會觀察到生成黃綠色氣體。
(4)二氧化錳為固體，分離固液選擇過濾操作，故分離出MnO2的裝置為C；由題干可知，高錳酸鉀過量，環己醇2.0 mL為＝0.019 mol，則理論生成0.019 mol己二酸，故己二酸的產率是×100%＝。
答案：(1)b　使反應物混合均勻加速反應，且可以散熱防止溫度過高
(2)反應焓變小于零為放熱反應　5　(3)高錳酸鉀過量　黃綠色　(4)C　
4．(23分)(2023·重慶沙坪壩模擬)甘氨酸亞鐵晶體是一種新型的固體螯合補鐵劑。其實驗室合成路線為：
鐵片FeSO4FeCO3甘氨酸亞鐵晶體粗品甘氨酸亞鐵晶體純品
已知：
①相關物質的信息如下表所示
物質 化學式 摩爾質量 性質
甘氨酸 H2NCH2COOH 75g/mol 兩性物質，易溶于水，微溶于乙醇
甘氨酸亞鐵晶體 － － 易溶于水，溶解度隨溫度升高而增大；難溶于乙醇，在潮濕的空氣中易被氧化
②含有多個配位原子的配體與同一中心離子通過螯合配位成環而形成的配合物稱為螯合物。
(一)FeCO3固體的制備
(1)實驗開始時應先打開K1和______，關閉______(填“K2”或“K3”)；一段時間后，改變開關狀態，生成FeCO3。(4分)
(2)三頸燒瓶中生成FeCO3沉淀的離子方程式為____________________________________________。(3分)
(二)甘氨酸亞鐵的制備
(3)用如圖裝置制備甘氨酸亞鐵。反應開始時，先通過滴液口滴入適量的NaOH溶液調節pH為5左右，pH過高或過低都會使產率下降，原因是______________________________________________。(2分)
(4)當FeCO3固體完全溶解后，再通過滴液口加入乙醇，其作用是_____________________________________________。(2分)
(5)反應結束后，過濾出產品粗品，依次用______、________(填字母)洗滌，再經過一系列操作得純品。(4分)
a．熱水　　　b．冰水　　　c．乙醇
(三)甘氨酸亞鐵晶體結構的分析
步驟1：準確稱取甘氨酸亞鐵晶體純品0.480 0 g于錐形瓶中，加3 mol/L H2SO4溶液15 mL將樣品溶解完全后，加入指示劑，立即用0.100 0 mol/L(NH4)2Ce(SO中小學教育資源及組卷應用平臺
第53講 化學實驗綜合題
【備考目標】1、掌握物質制備型綜合實驗的分析方法。2、掌握定量測定型綜合實驗的分析方法。3、掌握性質(或原理)探究型綜合實驗的分析方法。
化學實驗綜合題是高考必考題型，具有知識容量大、出題素材新、考查角度廣、綜合程度高、能力要求強等特點，充分體現了“源于教材，又不拘泥于教材”的命題指導思想。
考點1物質制備型綜合實驗
1．物質制備型實驗題常以制備某無機物或某有機物為背景進行設計。考查常見儀器的正確使用、物質間的反應、物質分離和提純的基本操作、實驗方案的評價與設計、實驗安全及事故處理方法等。涉及裝置的選擇、儀器的連接順序、物質的純化、尾氣的處理等等。
2．物質制備型綜合實驗的題型結構與解題流程
(1)無機物的制備
(2)有機物的制備
(3)解題流程
第1步：巧審題——明確實驗目的、原理
實驗原理可以從題給的化學情境(或題目所給的實驗目的)并結合元素化合物的有關知識獲取，在此基礎上，依據可靠性、簡潔性、安全性的原則，確定符合實驗目的、要求的實驗方案。
第2步：想過程——理清操作先后順序
根據由實驗原理所確定的實驗方案中的實驗過程，確定實驗操作的方法和步驟，把握各實驗步驟的要點，理清實驗操作的先后順序。
第3步：看準圖——分析裝置或流程的作用
若題目中給出裝置圖，在分析解答過程中，要認真細致地分析圖中的各部分裝置，并結合實驗目的和原理，確定它們在實驗中的作用。
第4步：細分析——得出正確的實驗結論
在定性實驗的基礎上研究量的關系，根據實驗現象和記錄的數據，對實驗數據進行篩選，通過分析、計算、推理等確定有關樣品含量及化學式。
例1.(2023·貴州貴陽五校聯考節選)二氯異氰尿酸鈉(NaC3N3O3Cl2)是一種高效廣譜殺菌消毒劑，常溫下為白色固體，難溶于冷水。其制備原理為2NaClO＋C3H3N3O3NaC3N3O3Cl2＋NaOH＋H2O。請選擇如圖所示部分裝置制備二氯異氰尿酸鈉并測定其純度。
請回答下列問題：
(1)儀器M的名稱是__________。若發現實際操作過程當中N中的濃鹽酸不易滴下，可將裝置N改為__________。
(2)裝置B的作用是______________________________________________。
(3)E中發生反應的化學方程式為__________________________________________________。
(4)選擇合適裝置，按氣流從左至右，導管連接順序為________(填序號)。
(5)實驗時，先向A中通入氯氣，生成高濃度的NaClO溶液后，才加入氰尿酸溶液，而且整個過程中不斷通入一定量的氯氣，其原因是________________________________________________。
(6)反應結束后，A中濁液經過濾、______、______得到粗產品。
【流程分析】
【對點練】 1.(2023·河南新鄉二模)苯甲酸可用于醫藥、染料載體、增塑劑、果汁飲料的保香劑和食品防腐劑等的生產。某化學興趣小組欲在實驗室制備苯甲酸、回收二氧化錳并測定其純度，進行如下實驗：
苯甲酸的實驗室制備原理為：
＋2KMnO4＋KOH＋2MnO2↓＋H2O
實驗裝置如圖所示。
已知：甲苯的密度是0.872 g·L－1；苯甲酸微溶于冷水，溶于熱水。
實驗步驟：
Ⅰ.在50 mL三頸燒瓶中加入1.5 mL甲苯、20 mL水和5.0 g高錳酸鉀，油浴加熱至反應結束。
Ⅱ.將反應液趁熱減壓過濾，得到濾渣1，濾液呈紫色，加入少量亞硫酸鈉使紫色褪去，進行二次減壓過濾，得到濾渣2；將濾液放入冰水浴中，然后加酸酸化，有晶體析出，減壓過濾、洗滌、干燥，得到苯甲酸晶體。
Ⅲ.回收二氧化錳：將濾渣2和濾紙一并轉移到坩堝中，加熱灼燒，所得固體與干燥后的濾渣1合并，稱重得2.5 g固體。
Ⅳ.二氧化錳純度的測定：稱取0.5 g回收的二氧化錳，放于燒杯中，再加入25 mL 0.3 mol·L－1草酸鈉溶液及50 mL 12 mol·L－1硫酸，加熱至二氧化碳不再產生，稀釋至250 mL，加熱至近沸。趁熱以濃度為0.05 mol·L－1的高錳酸鉀標準液滴定過量的草酸鈉，消耗高錳酸鉀的體積為16.0 mL。
已知：MnO2＋C2O＋4H＋===Mn2＋＋2CO2↑＋2H2O
2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
回答下列問題：
(1)儀器A的名稱為____________，該裝置的作用是____________________________________。
(2)步驟Ⅰ中，判斷反應結束的現象是___________________________________。
(3)步驟Ⅱ中加酸酸化，加的酸可以是______(填序號)。
①稀硫酸　　　　②鹽酸
濾液放入冰水浴的原因是_______________________________________________________。
(4)濾渣2的主要成分為MnO(OH)2，請寫出生成MnO(OH)2的離子方程式：_______________________________。
(5)用高錳酸鉀標準液滴定時，滴定終點的現象是________________________，二氧化錳的純度為________%。
考點2定量測定型綜合實驗
1．定量測定型實驗題是將化學實驗與化學計量有機地結合在一起測定物質化學組成與含量的探究性實驗，是近年高考命題的熱點題型。主要以一定物質的量濃度溶液的配制、中和滴定(包括滴定曲線)、中和熱測定等為基礎進行遷移，要求能預測或描述實驗現象，分析或處理實驗數據，得出合理結論。
2．實驗中的定量分析與計算
(1)定量測定的常用分析方法
①沉淀法：先將某種成分轉化為沉淀，然后稱量純凈、干燥的沉淀的質量，再進行相關計算。
②測氣體體積法：對于產生氣體的反應，可以通過測定氣體體積的方法測定樣品純度。氣體體積的測定既可通過測量氣體排出的液體體積來確定(二者體積值相等)，也可直接測量收集的氣體體積。
a．直接測量法
ⅰ.測量前，可先通過調整左右兩管的高度使左管(有刻度)充滿液體，且兩管液面相平ⅱ.讀數時先要等其恢復室溫后，再調整量氣裝置使兩側液面相平，最后讀數時要求視線與凹液面最低點相平
測量收集的氣體體積時，應先將氣體冷卻至室溫，再慢慢將量筒下移(或上移)，使量筒內外的液面高度相同，再讀取體積
將一種反應物置于倒置的漏斗中，另一反應物置于水槽中，二者反應產生的氣體的體積可以直接測量
用于測量混合氣體中被吸收(或不被吸收)的氣體的體積。讀數時，球形容器和量氣管液面相平，量氣管內增加的水的體積等于被反應管吸收后剩余氣體的體積
直接測量固液反應產生的氣體的體積，注意應恢復至室溫后，再讀取注射器中氣體的體積(一般適合滴加液體量比較少的氣體體積測量)
b.間接測量法：通過測量氣體排出的液體體積來確定氣體體積
③測量氣體質量法
方法1 稱量反應裝置在放出氣體前后的質量減小值
方法2 將生成的氣體通入足量的吸收劑中，通過稱量實驗前后吸收劑的質量，求得所吸收氣體的質量，然后進行相關計算
④滴定分析法：定量實驗中的滴定方法包括酸堿中和滴定、沉淀滴定、氧化還原滴定等，主要是根據滴定過程中標準溶液的消耗量來計算待測溶液的濃度。
連續滴定法 第一步滴定反應生成的產物還可以繼續參加第二步的滴定。根據第二步滴定的消耗量，可計算出第一步滴定的反應物的量
返滴定法 第一步用的滴定劑是過量的，第二步再用另一物質返滴定過量的物質。根據第一步加入的量減去第二步中過量的量，即可得出第一步所求物質的物質的量
碘量法測定 碘量法是氧化還原滴定中應用較為廣泛的一種方法。I2可作氧化劑，能被Sn2＋、H2S等還原劑還原；I－可作還原劑，能被IO、Cr2O、MnO等氧化劑氧化。碘量法分為直接碘量法和間接碘量法，直接碘量法是用碘滴定液直接滴定還原性物質的方法，在滴定過程中，I2被還原為I－；間接碘量法(又稱滴定碘法)，它是利用I－的還原性與氧化性物質反應產生I2，I2遇淀粉溶液顯藍色，再加入Na2S2O3標準溶液與I2反應，滴定終點的現象為藍色消失且半分鐘內不變色，從而測出氧化性物質的含量。如：用間接碘量法測定混合氣中ClO2的含量，有關的離子方程式為2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O和I2＋2S2O===2I－＋S4O，得關系式2ClO2～5I2～10S2O，然后根據已知條件進行計算
(2)定量測定中的相關計算
①常用的計算公式：n＝，n＝(標準狀況下、氣體)，n＝cV(aq)。
②常見的計算類型
a．物質的質量分數(或純度)＝×100%
b．產品的產率＝×100%
c．物質的轉化率＝×100%
d．物質組成的計算
③兩種常用的計算方法
守恒法 中學化學計算中的一種常用方法，它包括元素守恒、電荷守恒、電子守恒。它們都是抓住有關變化的始態和終態，淡化中間過程，利用某種不變量(如①某原子、離子或原子團不變；②溶液中陰、陽離子所帶電荷數相等；③氧化還原反應中得失電子數相等)建立關系式，從而達到簡化過程、快速解題的目的
關系式法 表示兩種或多種物質之間“物質的量”關系的一種簡化式子。在多步反應中，若第一步反應的產物，是下一步反應的反應物，可以根據化學方程式，將該物質作為“中介”，找出已知物質和所求物質之間量的關系
(3)確定物質組成的注意事項
①測定實驗中要消除干擾氣體
如用惰性氣體將干擾氣體排出，或用溶液吸收干擾氣體等。
②測定實驗中被測量氣體要全部被測量
如可采取反應結束后繼續向裝置中通入惰性氣體以使被測量氣體全部被吸收劑吸收的方法。
③測定實驗中的數據采集處理
a．稱量固體質量時，托盤天平可估讀到0.1 g，精確度要求高的實驗中可以用分析天平或電子天平。
b．測量液體體積時，量筒可估讀到0.1 mL，準確度要求高的定量實驗如中和滴定中選用滴定管，可估讀到0.01 mL。
c．氣體除了量取外，還可以稱量。稱氣體的質量時一般有兩種方法：一種方法是稱反應裝置在放出氣體前后的質量減小值；另一種方法是稱吸收裝置前后的質量增大值。
d．用pH試紙(測得整數值)或pH計(精確到0.01)直接測出溶液的pH，經過計算可以得到溶液中H＋或OH－的物質的量濃度。
(4)定量測定實驗的解題流程
例2.(2023·全國卷乙)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，用化學方程式表示)。
(3)c和d中的試劑分別是______、______(填字母)。c和d中的試劑不可調換，理由是__________________________________。
A．CaCl2　　　　　　　　　B．NaCl C．堿石灰(CaO＋NaOH) D．Na2SO3
(4)Pt坩堝中樣品CxHyOz反應完全后，應進行操作：______________________________________。取下c和d管稱重。
(5)若樣品CxHyOz為0.023 6 g，實驗結束后，c管增重0.010 8 g，d管增重0.035 2 g。質譜測得該有機物的相對分子量為118，其分子式為________。
【對點練】 2.(2024·九省新高考適應性考試)某實驗小組對一種染料廢水進行處理，獲得Na2SO4并測定廢水的總有機碳(總有機碳是指單位體積水樣中溶解或懸浮的有機物碳元素質量總和，是水體評價的綜合指標之一)。
實驗步驟為：
①取100 mL廢水(假定有機成分只有萘磺酸鈉)，在35 ℃下加入等體積甲醇，充分混合后，冷卻、過濾，得到固體A和濾液B。
②經檢測，固體A主要成分為Na2SO4，并含有少量Na2SO3和萘磺酸鈉；濾液B含2.3 g萘磺酸鈉(C10H7O3NaS，M＝230 g·mol－1)。
③一定溫度下，從濾液B中回收甲醇；再蒸發濃縮析出萘磺酸鈉，過濾，得濾液C，向濾液C中加入適量的NaClO溶液去除少量的NH和NH3。
④按下圖實驗裝置(部分裝置略)對固體A進行處理，完全反應后Pt坩堝中固體為Na2SO4。
簡化的操作過程：先檢查裝置氣密性，再打開或關閉活塞1和活塞2，通入N2一段時間。再次打開或關閉活塞1和活塞2，改為通入O2，點燃煤氣燈，一定時間后，停止加熱，繼續通O2一段時間。
回答下列問題：
(1)實驗步驟①中加入甲醇的目的為__________________________________________。
(2)實驗步驟③中回收甲醇的操作名稱是________，去除NH3生成N2反應的離子方程式為________________________________________________________________________。
(3)通入N2的目的是____________________________________________________。
(4)酸性KMnO4溶液的作用是________________________________，試劑a是________。
(5)改為通入O2前，需________(填字母)。
A．打開活塞1 B．打開活塞2 C．關閉活塞1 D．關閉活塞2
(6)反應后U形管(含試劑)增重0.44 g，該廢水總有機碳＝________mg·L－1(用科學計數法表示)。
考點3 性質(或原理)探究型綜合實驗
1．性質(或原理)探究型實驗題要求原理準確、步驟簡捷、現象明顯、結論易得。中學化學性質實驗探究的主要角度有：物質氧化性和還原性強弱的判斷、同周期(或同主族)元素性質的遞變規律分析、電解質強弱的判斷、物質酸性強弱的判斷、鋼鐵發生電化學腐蝕的規律探究、熱分解產物的性質探究等，試題綜合性強，信息量大，覆蓋面較廣，旨在考查考生化學實驗與探究的能力及科學探究與創新意識的核心素養。
2．性質探究實驗的解題流程與答題規范
(1)尋求反應機理類探究型實驗的解題流程
(2)文字表述題的各種答題規范
①液體體積測量中讀數的答題關鍵
平視：視線與刻度線和凹液面最低處在同一水平線上
讀數：液面最低點(最底端、最底部、最低處)與刻度線相切
②實驗操作的原因、目的、作用的答題要點
操作：怎么“做”，為什么這樣“做”
作用：須有明確的結論、判斷、理由
③實驗現象的準確、全面描述
答題要素 現象描述要全面：看到的、聽到的、觸摸到的、聞到的
現象描述要準確：如“A試管中……，B處有……”
按“現象＋結論”格式描述，忌現象結論不分、由理論推現象、指出具體生成物的名稱
得分點及關鍵詞 溶液：顏色由……變成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶液變渾濁，生成(產生)……沉淀，溶液發生倒吸，產生大量氣泡(或有氣體從溶液中逸出)，有液體溢出等
固體：表面產生大量氣泡，逐漸溶解，體積逐漸變小，顏色由……變成……等
氣體：生成……色(味)氣體，氣體由……色變成……色，先變……后……(加深、變淺、褪色)等
④試劑的作用的答題模板
答題要素 試劑的作用是什么？要達到的目的是什么
得分點及關鍵詞 作用類：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要準確
作用—目的類：作用是……，目的是……，回答要準確全面
例3.(2023·北京高考)資料顯示，I2可以將Cu氧化為Cu2＋。某小組同學設計實驗探究Cu被I2氧化的產物及銅元素的價態。
已知：I2易溶于KI溶液，發生反應I2＋I－ I(紅棕色)；I2和I氧化性幾乎相同。
將等體積的KI溶液加入到m mol銅粉和n mol I2(n>m)的固體混合物中，振蕩。
實驗記錄如下：
c(KI) 實驗現象
實驗Ⅰ 0.01 mol/L 極少量I2溶解，溶液為淡紅色；充分反應后，紅色的銅粉轉化為白色沉淀，溶液仍為淡紅色
實驗Ⅱ 0.1 mol/L 部分I2溶解，溶液為紅棕色；充分反應后，紅色的銅粉轉化為白色沉淀，溶液仍為紅棕色
實驗Ⅲ 4 mol/L I2完全溶解，溶液為深紅棕色；充分反應后，紅色的銅粉完全溶解，溶液為深紅棕色
(1)初始階段，Cu被氧化的反應速率：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)2]＋(無色)容易被空氣氧化。用離子方程式解釋步驟b的溶液中發生的變化：__________________________________________________________。
(3)結合實驗Ⅲ，推測實驗Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，實驗Ⅰ中銅被氧化的化學方程式是________________________________________________________________________。
分別取實驗Ⅰ和Ⅱ充分反應后的固體，洗滌后得到白色沉淀，加入濃KI溶液，__________________________(填實驗現象)，觀察到少量紅色的銅。分析銅未完全反應的原因是____________________________。
(4)上述實驗結果，I2僅將Cu氧化為＋1價。在隔絕空氣的條件下進行電化學實驗，證實了I2能將Cu氧化為Cu2＋。裝置如圖所示，a、b分別是_________________________________________。
(5)運用氧化還原反應規律，分析在上述實驗中Cu被I2氧化的產物中價態不同的原因：
________________________________________________________________________。
【對點練】 3.某課外小組探究Cu(Ⅱ)鹽與Na2S2O3溶液的反應。
[查閱資料]
i．2S2O＋Cu2＋ [Cu(S2O3)2]2－(綠色)
2S2O＋Cu＋ [Cu(S2O3)2]3－(無色)；
ii.2NH3＋Cu＋ [Cu(NH3)2]＋(無色)，[Cu(NH3)2]＋遇空氣容易被氧化成[Cu(NH3)4]2＋(藍色)；
iii.S2O易被氧化為S4O或SO。
[猜想假設]
同學們根據資料認為Cu(Ⅱ)鹽與Na2S2O3可能會發生兩種反應。
假設1：Cu2＋與S2O在溶液中發生絡合反應生成[Cu(S2O3)2]2－；
假設2：Cu(Ⅱ)有____________性，與S2O在溶液中發生氧化還原反應。
[實驗操作及現象分析]
實驗一：探究CuSO4與Na2S2O3溶液的反應。
實驗操作 實驗序號 V1/mL V2/mL 逐滴加入Na2S2O3溶液時的實驗現象
a 1.5 0.5 溶液逐漸變為綠色，靜置無變化
b 1.0 1.0 溶液先變為綠色，后逐漸變成淺綠色，靜置無變化
c 0 2.0 溶液先變為綠色，后逐漸變淺至無色，靜置無變化
(1)根據實驗a的現象可推測溶液中生成的含Cu微粒是____________(填化學符號)。
(2)甲同學認為實驗一能證明假設2成立，他的理由是___________________________________。
實驗二：探究CuCl2與Na2S2O3溶液的反應。
(3)乙同學利用已知資料進一步確證了實驗二的無色溶液中存在Cu(Ⅰ)。他的實驗方案是：取少量無色溶液，______________________________________________________。
(4)經檢驗白色沉淀為CuCl，從化學平衡的角度解釋繼續加Na2S2O3溶液后CuCl沉淀溶解的原因：
__________________________________________________________。
(5)經檢驗氧化產物以S4O形式存在。寫出Cu2＋與S2O發生氧化還原反應得到無色溶液的離子方程式：
____________________________________________________________。
[獲得結論]
綜合以上實驗，同學們認為Cu(Ⅱ)鹽與Na2S2O3在液中的反應與多種因素有關，得到實驗結論：
①隨n(S2O)∶n(Cu2＋)的增大，________________________________________；
②____________________________________________________________。
高考真題
1．(2024·河北卷，15，15分)市售的溴(純度99%)中含有少量的Cl2和I2，某化學興趣小組利用氧化還原反應原理，設計實驗制備高純度的溴。回答下列問題：
(1)裝置如圖(夾持裝置等略)，將市售的溴滴入盛有濃CaBr2溶液的B中，水浴加熱至不再有紅棕色液體餾出。儀器C的名稱為_________；CaBr2溶液的作用為______________________；D中發生的主要反應的化學方程式為_________________________________________。
(2)將D中溶液轉移至____________________(填儀器名稱)中，邊加熱邊向其中滴加酸化的KMnO4 溶液至出現紅棕色氣體，繼續加熱將溶液蒸干得固體R。該過程中生成I2的離子方程式為_________________________。
(3)利用圖示相同裝置，將R和K2Cr2O7 固體混合均勻放入B中，D中加入冷的蒸餾水。由A向B中滴加適量濃H2SO4，水浴加熱蒸餾。然后將D中的液體分液、干燥、蒸餾，得到高純度的溴。D中蒸餾水的作用為____________________和____________________。
(4)為保證溴的純度，步驟(3)中K2Cr2O7 固體的用量按理論所需量的計算，若固體R質量為m克(以計)，則需稱取_______ g K2Cr2O7 (M=294 g·molˉ1) (用含m的代數式表示)。
(5)本實驗所用鉀鹽試劑均經重結晶的方法純化。其中趁熱過濾的具體操作為漏斗下端管口緊靠燒杯內壁，轉移溶液時用____________________，濾液沿燒杯壁流下。
2．(2024·浙江1月卷，20，10分)H2S可用于合成光電材料。某興趣小組用與MgCl2反應制備液態H2S，實驗裝置如圖，反應方程式為：CaS+MgCl2+2H2O= Ca Cl2+ Mg(OH)2+H2S↑。
已知：①H2S的沸點是，有毒：
②裝置A內產生的H2S氣體中含有酸性氣體雜質。
請回答：
(1)儀器X的名稱是 _____________ 。
(2)完善虛框內的裝置排序：A→B→ →F+G
(3)下列干燥劑，可用于裝置C中的是_______。
A．氫氧化鉀 B．五氧化二磷 C．氯化鈣 D．堿石灰
(4)裝置G中汞的兩個作用是：①平衡氣壓：② _____________ 。
(5)下列說法正確的是_______。
A．該實驗操作須在通風櫥中進行
B．裝置D的主要作用是預冷卻H2S
C．加入的MgCl2固體，可使MgCl2溶液保持飽和，有利于平穩持續產生H2S
D．該實驗產生的尾氣可用硝酸吸收
(6)取0.680g H2S產品，與足量CuSO4溶液充分反應后，將生成的CuS置于已恒重、質量為31.230 g的坩堝中，煅燒生成CuO，恒重后總質量為32.814 g。產品的純度為 。
3．(2024·甘肅卷，16)某興趣小組設計了利用MnO2和H2SO3生成MnS2O6，再與Na2CO3反應制備Na2S2O6·2H2O的方案：
(1)采用下圖所示裝置制備SO2，儀器a的名稱為 ；步驟I中采用冰水浴是為了 _____________ ；
(2)步驟Ⅱ應分數次加入MnO2，原因是 _______________________________________ ；
(3)步驟Ⅲ滴加飽和Ba(OH)2溶液的目的是 _______________________________________ ；
(4)步驟Ⅳ生成MnCO3沉淀，判斷已沉淀完全的操作是 __________________；
(5)將步驟Ⅴ中正確操作或現象的標號填入相應括號中 。
A．蒸發皿中出現少量晶體 B．使用漏斗趁熱過濾 C．利用蒸發皿余熱使溶液蒸干
D．用玻璃棒不斷攪拌 E．等待蒸發皿冷卻
4．(2024·湖南卷，15，3分)亞銅配合物廣泛用作催化劑。實驗室制備[Cu(CH3CN)4]ClO4的反應原理如下：Cu(ClO4)2·6H2O+Cu+8CH3CN=2[Cu(CH3CN)4]ClO4+6H2O
實驗步驟如下：
分別稱取3.71g Cu(ClO4)2·6H2O和0.76gCu粉置于乙腈(CH3CN)中應，回流裝置圖和蒸餾裝置圖(加熱、夾持等裝置略)如下：
已知：①乙腈是一種易揮發的強極性配位溶劑；
②相關物質的信息如下：
化合物 [Cu(CH3CN)4]ClO4 Cu(ClO4)2·6H2O
相對分子質量 327.5 371
在乙腈中顏色 無色 藍色
回答下列問題：
(1)下列與實驗有關的圖標表示排風的是 (填標號)；
A． B． C． D． E．
(2)裝置Ⅰ中儀器M的名稱為 ；
(3)裝置Ⅰ中反應完全的現象是 ；
(4)裝置Ⅰ和Ⅱ中N2氣球的作用是 ；
(5) [Cu(CH3CN)4]ClO4不能由步驟c直接獲得，而是先蒸餾至接近飽和，再經步驟d冷卻結晶獲得。這樣處理的目的是
(6)為了使母液中的[Cu(CH3CN)4]ClO4結晶，步驟e中向母液中加入的最佳溶劑是 (填標號)；
A．水 B．乙醇 C．乙醚
(7)合并步驟d和e所得的產物，總質量為5.32g，則總收率為 (用百分數表示，保留一位小數)。
5．(2024·遼吉黑卷，17，14分)某實驗小組為實現乙酸乙酯的綠色制備及反應過程可視化，設計實驗方案如下：
I．向50 mL燒瓶中分別加入5.7 mL乙酸(100mmol)、8.8 mL乙醇(150mmol)、1.4 g NaHSO4固體及4~6滴甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中裝入變色硅膠。
II．加熱回流50 min后，反應液由藍色變為紫色，變色硅膠由藍色變為粉紅色，停止加熱。
III．冷卻后，向燒瓶中緩慢加入飽和Na2CO3溶液至無CO2逸出，分離出有機相。
IV．洗滌有機相后，加入無水MgSO4，過濾。
V．蒸餾濾液，收集73~78℃餾分，得無色液體6.60 g，色譜檢測純度為98.0%。
回答下列問題：
(1) NaHSO4在反應中起__________作用，用其代替濃H2SO4的優點是________________(答出一條即可)。
(2)甲基紫和變色硅膠的顏色變化均可指示反應進程。變色硅膠吸水，除指示反應進程外，還可_________________________________________________。
(3)使用小孔冷凝柱承載，而不向反應液中直接加入變色硅膠的優點是_______(填標號)。
A．無需分離 B．增大該反應平衡常數
C．起到沸石作用，防止暴沸 D．不影響甲基紫指示反應進程
(4)下列儀器中，分離有機相和洗滌有機相時均需使用的是__________(填名稱)。
(5)該實驗乙酸乙酯的產率為__________(精確至0.1%)。
(6)若改用C2H518OH作為反應物進行反應，質譜檢測目標產物分子離子峰的質荷比數值應為_______(精確至1)。
6．(2024·全國新課標卷，9，15分)吡咯類化合物在導電聚合物、化學傳感器及藥物制劑上有著廣泛應用。一種合成1-(4-甲氧基苯基)-2，5-二甲基吡咯(用吡咯X表示)反應和方法如下：
實驗裝置如圖所示，將100 mmol己-2，5-二酮(熔點：-5.5℃，密度：)與100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔點：57℃)放入①中，攪拌。
待反應完成后，加入50%的乙醇溶液，析出淺棕色固體。加熱至65℃，至固體溶解，加入脫色劑，回流20 min，趁熱過濾。濾液靜置至室溫，冰水浴冷卻，有大量白色固體析出。經過濾、洗滌、干燥得到產品。
回答下列問題：
(1)量取己-2，5-二酮應使用的儀器為_______(填名稱)。
(2)儀器①用鐵夾固定在③上，③的名稱是_______________；儀器②的名稱是________________。
(3)“攪拌”的作用是_______________________________。
(4)“加熱”方式為___________________。
(5)使用的“脫色劑”是_______________________。
(6)“趁熱過濾”的目的是_______________________________；用___________洗滌白色固體。
(7)若需進一步提純產品，可采用的方法是___________________________________________。
7．(2024·浙江6月卷，20，10分)某小組采用如下實驗流程制備AlI3：
已知：AlI3是一種無色晶體，吸濕性極強，可溶于熱的正己烷，在空氣中受熱易被氧化。
請回答：
(1)如圖為步驟I的實驗裝置圖(夾持儀器和尾氣處理裝置已省略)，圖中儀器A的名稱是 ，判斷步驟I反應結束的實驗現象是 。
(2)下列做法不正確的是_______。
A．步驟I中，反應物和溶劑在使用前除水
B．步驟I中，若控溫加熱器發生故障，改用酒精燈(配石棉網)加熱
C．步驟Ⅲ中，在通風櫥中濃縮至蒸發皿內出現晶膜
D．步驟Ⅳ中，使用冷的正己烷洗滌
(3)所得粗產品呈淺棕黃色，小組成員認為其中混有碘單質，請設計實驗方案驗證 。
(4)純化與分析：對粗產品純化處理后得到產品，再采用銀量法測定產品中含量以確定純度。滴定原理為：先用過量AgNO3標準溶液沉淀I-，再以NH4SCN標準溶液回滴剩余的Ag+。已知：
難溶電解質 AgI(黃色) AgSCN (白色) Ag2CrO4 (紅色)
溶度積常數Ksp 8.5×10-17 1.0×10-12 1.1×10-12
①從下列選項中選擇合適的操作補全測定步驟：
稱取產品，用少量稀酸A溶解后轉移至容量瓶，加水定容得待測溶液。取滴定管檢漏、水洗→_______→裝液、趕氣泡、調液面、讀數→用移液管準確移取待測溶液加入錐形瓶→_______→_______→加入稀酸B→用1.00×10-2mol·L-1NH4SCN標準溶液滴定→_______→讀數。
a．潤洗，從滴定管尖嘴放出液體
b．潤洗，從滴定管上口倒出液體
c．滴加指示劑K2CrO4溶液
d．滴加指示劑硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2]溶液
e．準確移取25.00mL4.00×10-2mol·L-1AgNO3標準溶液加入錐形瓶
f．滴定至溶液呈淺紅色
g．滴定至沉淀變白色
②加入稀酸B的作用是 。
③三次滴定消耗NH4SCN標準溶液的平均體積為25.60mL，則產品純度為 。[M(AlI3)=408 g·molˉ1]
8．(2024·湖北卷，18，14分)學習小組為探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相關性質，室溫下進行了實驗I~Ⅳ。
實驗I 實驗Ⅱ 實驗Ⅲ
無明顯變化 溶液變為紅色，伴有氣泡產生 溶液變為墨綠色，并持續產生能使帶火星木條復燃的氣體
已知：[Co(H2O)6]2+為粉紅色、[Co(H2O)6]3+為藍色、[Co(CO3)2]2-為紅色、[Co(CO3)2]3-為墨綠色。回答下列問題：
(1)配制1.00mol·L-1的CoSO4溶液，需要用到下列儀器中的 (填標號)。
a． b． c． d．
(2)實驗I表明[Co(H2O)6]2+ (填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。實驗Ⅱ中HCO3-大大過量的原因是 。實驗Ⅲ初步表明[Co(CO3)2]3-能催化H2O2的分解，寫出H2O2在實驗Ⅲ中所發生反應的離子方程式 、 。
(3)實驗I表明，反應2[Co(H2O)6]2++H2O2+2H+2[Co(H2O)6]3++2H2O難以正向進行，利用化學平衡移動原理，分析Co3+、Co2+分別與CO32-配位后，正向反應能夠進行的原因 。
實驗Ⅳ：
(4)實驗Ⅳ中，A到B溶液變為藍色，并產生氣體；B到C溶液變為粉紅色，并產生氣體。從A到C所產生的氣體的分子式分別為 、 。
9．(2024·北京卷，19)某小組同學向pH=1的的FeCl3溶液中分別加入過量的Cu粉、粉和粉，探究溶液中氧化劑的微粒及其還原產物。
(1)理論分析
依據金屬活動性順序，Cu、Zn、Mg中可將Fe3+還原為Fe的金屬是 。
(2)實驗驗證
實驗 金屬 操作、現象及產物
I 過量Cu 一段時間后，溶液逐漸變為藍綠色，固體中未檢測到Fe單質
Ⅱ 過量Zn 一段時間后有氣泡產生，反應緩慢，pH逐漸增大，產生了大量紅褐色沉淀后，無氣泡冒出，此時溶液為3~4，取出固體，固體中未檢測到單質
Ⅲ 過量Mg 有大量氣泡產生，反應劇烈，pH逐漸增大，產生了大量紅褐色沉淀后，持續產生大量氣泡，當溶液為3~4時，取出固體，固體中檢測到單質
①分別取實驗I、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，證明都有生成，依據的現象是 。
②實驗Ⅱ、Ⅲ都有紅褐色沉淀生成，用平衡移動原理解釋原因 ____________ __ 。
③對實驗Ⅱ未檢測到Fe單質進行分析及探究。
i．a．甲認為實驗Ⅱ中，當Fe3+、H+濃度較大時，即使與Fe2+反應置換出少量Fe，Fe也會被Fe3+、H+消耗。寫出Fe與Fe3+、H+反應的離子方程式 __________ ___________ 。
b．乙認為在pH為3~4的溶液中即便生成Fe也會被H+消耗。設計實驗 (填實驗操作和現象)。
證實了此條件下可忽略H+對Fe的消耗。
c．丙認為產生的紅褐色沉淀包裹在粉上，阻礙了與Fe2+的反應。實驗證實了粉被包裹。
ii．查閱資料：0.5mol·L-1 Fe3+開始沉淀的pH約為1.2，完全沉淀的pH約為3。
結合a、b和c，重新做實驗Ⅱ，當溶液pH為3~4時，不取出固體，向固-液混合物中持續加入鹽酸，控制pH＜1.2， (填實驗操作和現象)，待pH為3~4時，取出固體，固體中檢測到單質。
(3)對比實驗Ⅱ和Ⅲ，解釋實驗Ⅲ的固體中檢測到單質的原因 。
10．(2024·全國甲卷，9，15分)CO(NH2)2·H2O2 (俗稱過氧化脲)是一種消毒劑，實驗室中可用尿素與過氧化氫制取，反應方程式如下：CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2
(一)過氧化脲的合成
燒杯中分別加入25 mL30% H2O2 (ρ=1.11g· cm-3)、40 mL蒸餾水和12.0 g尿素，攪拌溶解。下反應，冷卻結晶、過濾、干燥，得白色針狀晶體9.4 g。
(二)過氧化脲性質檢測
I．過氧化脲溶液用稀H2SO4 酸化后，滴加KMnO4溶液，紫紅色消失。
Ⅱ．過氧化脲溶液用稀H2SO4酸化后，加入溶液和四氯化碳，振蕩，靜置。
(三)產品純度測定
溶液配制：稱取一定量產品，用蒸餾水溶解后配制成溶液。
滴定分析：量取過氧化脲溶液至錐形瓶中，加入一定量稀H2SO4，用準確濃度的KMnO4溶液滴定至微紅色，記錄滴定體積，計算純度。
回答下列問題：
(1)過濾中使用到的玻璃儀器有 (寫出兩種即可)。
(2)過氧化脲的產率為 。
(3)性質檢測Ⅱ中的現象為 。性質檢則I和Ⅱ分別說明過氧化脲具有的性質是 。
(4)下圖為“溶液配制”的部分過程，操作a應重復3次，目的是 ，定容后還需要的操作為 。
(5)“滴定分析”步驟中，下列操作錯誤的是_____(填標號)。
A．KMnO4溶液置于酸式滴定管中
B．用量筒量取過氧化脲溶液
C．滴定近終點時，用洗瓶沖洗錐形瓶內壁
D．錐形瓶內溶液變色后，立即記錄滴定管液面刻度
(6)以下操作導致氧化脲純度測定結果偏低的是_____(填標號)。
A．容量瓶中液面超過刻度線
B．滴定管水洗后未用KMnO4溶液潤洗
C．搖動錐形瓶時KMnO4溶液滴到錐形瓶外
D．滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消失
11．(2024·廣東卷，17)含硫物質種類繁多，在一定條件下可相互轉化。
(1)實驗室中，濃硫酸與銅絲反應，所產生的尾氣可用 (填化學式)溶液吸收。
(2)工業上，煙氣中的SO2可在通空氣條件下用石灰石的漿液吸收，生成石膏。該過程中， (填元素符號)被氧化。
(3)工業鍋爐需定期除水垢，其中的硫酸鈣用純堿溶液處理時，發生反應：CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)(Ⅰ)。興趣小組在實驗室探究Na2CO3溶液的濃度對反應(Ⅰ)的反應速率的影響。
①用Na2CO3固體配制溶液，以滴定法測定其濃度。
i．該過程中用到的儀器有 。
ii．滴定數據及處理：Na2CO3溶液，消耗鹽酸(滴定終點時，CO32-轉化為HCO3-)，則c(Na2CO3)=_________mol·L-1。
②實驗探究：取①中的Na2CO3溶液，按下表配制總體積相同的系列溶液，分別加入硫酸鈣固體，反應后，過濾，取濾液，用鹽酸參照①進行滴定。記錄的部分數據如下表(忽略CO32-水解的影響)。
序號
a 100.0 0
b 80.0 x
則 ，測得的平均反應速率之比 。
(4)興趣小組繼續探究反應(Ⅰ)平衡的建立，進行實驗。
①初步實驗 將1.00 g硫酸鈣(M=136g·molˉ1)加入100.0 mL0.100mol·L-1Na2CO3溶液中，在和攪拌條件下，利用計測得體系的隨時間的變化曲線如圖。
②分析討論 甲同學根據后不改變，認為反應(Ⅰ)已達到平衡；乙同學認為證據不足，并提出如下假設：
假設1 硫酸鈣固體已完全消耗；
假設2 硫酸鈣固體有剩余，但被碳酸鈣沉淀包裹。
③驗證假設，乙同學設計如下方案，進行實驗。
步驟 現象
ⅰ．將①實驗中的反應混合物進行固液分離 /
ⅱ．取少量分離出的沉淀置于試管中，滴加 ，沉淀完全溶解
ⅲ．繼續向ⅱ的試管中滴加 無白色沉淀生成
④實驗小結 假設1成立，假設2不成立。①實驗中反應(Ⅰ)平衡未建立。
⑤優化方案、建立平衡 寫出優化的實驗方案，并給出反應(Ⅰ)平衡已建立的判斷依據： 。
12．(2024·山東卷，19，12分)利用“燃燒—碘酸鉀滴定法”測定鋼鐵中硫含量的實驗裝置如下圖所示(夾持裝置略)。
實驗過程如下：
①加樣，將a mg樣品加入管式爐內瓷舟中(瓷舟兩端帶有氣孔且有蓋)，聚四氟乙烯活塞滴定管G內預裝c(KIO3)：c(KI)略小于1：5的KIO3堿性標準溶液，吸收管F內盛有鹽酸酸化的淀粉水溶液。向F內滴入適量KIO3堿性標準溶液，發生反應：KIO3+5KI+6 HCl =6KCl +3I2+3H2O，使溶液顯淺藍色。
②燃燒：按一定流速通入O2，一段時間后，加熱并使樣品燃燒。
③滴定：當F內溶液淺藍色消退時(發生反應：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI)，立即用KIO3堿性標準溶液滴定至淺藍色復現。隨SO2不斷進入F，滴定過程中溶液顏色“消退-變藍”不斷變換，直至終點。
回答下列問題：
(1)取20.00mL 0.1000mol·Lˉ1 KIO3的堿性溶液和一定量的固體，配制1000 mL KIO3堿性標準溶液，下列儀器必須用到的是_______(填標號)。
A．玻璃棒 B．1000 mL錐形瓶 C．500 mL容量瓶 D．膠頭滴管
(2)裝置B和C的作用是充分干燥O2，B中的試劑為_____________。裝置F中通氣管末端多孔玻璃泡內置一密度小于水的磨砂浮子(見放大圖)，目的是_____________________________________。
(3)該滴定實驗達終點的現象是___________________________________________；滴定消耗KIO3堿性標準溶液VmL，樣品中硫的質量分數是_______(用代數式表示)。
(4)若裝置D中瓷舟未加蓋，會因燃燒時產生粉塵而促進SO3的生成，粉塵在該過程中的作用是_____________________________________；若裝置E冷卻氣體不充分，可能導致測定結果偏大，原因是___________________________________________；若滴定過程中，有少量IO3-不經I2直接將SO2氧化成H2SO4，測定結果會_____________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
13．(2024·安徽卷，16，15分)測定鐵礦石中鐵含量的傳統方法是SnCl2-HgCl2- K2Cr2O7滴定法。研究小組用該方法測定質量為的某赤鐵礦試樣中的鐵含量。
【配制溶液】
①cmol·L-1 K2Cr2O7標準溶液
②SnCl2溶液：稱取6gSnCl2·2H2O溶于10 mL濃鹽酸，加水至100 mL，加入少量錫粒。
【測定含量】按下圖所示(加熱裝置路去)操作步驟進行實驗。
已知：氯化鐵受熱易升華；室溫時HgCl2，可將Sn2+氧化為Sn4+。難以氧化Fe2+；Cr2O72-可被Fe2+還原為Cr3+。回答下列問題：
(1)下列儀器在本實驗中必須用到的有_____________(填名稱)。
(2)結合離子方程式解釋配制SnCl2溶液時加入錫粒的原因：_______________________________。
(3)步驟I中“微熱”的原因是_____________________________________。
(4)步琛Ⅲ中，若未“立即滴定”，則會導致測定的鐵含量_____________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
(5)若消耗cmol·L-1 K2Cr2O7標準溶液V mL，則試樣中的質量分數為_____________ (用含a、c、V的代數式表示)。
(6) SnCl2- TiCl3- KMnO4滴定法也可測定鐵的含量，其主要原理是利用SnCl2和TiCl3將鐵礦石試樣中Fe3+還原為Fe2+，再用KMnO4標準溶液滴定。
①從環保角度分析，該方法相比于SnCl2-HgCl2- K2Cr2O7，滴定法的優點是_________________________________________________。
②為探究KMnO4溶液滴定時，Cl-在不同酸度下對Fe2+測定結果的影響，分別向下列溶液中加入1滴0.1 mol·L-1KMnO4溶液，現象如下表：
溶液 現象
空白實驗 2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL試劑X 紫紅色不褪去
實驗I 2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL 0.1mol·L-1硫酸 紫紅色不褪去
實驗ⅱ 2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL 6mol·L-1硫酸 紫紅色明顯變淺
表中試劑X為_____________；根據該實驗可得出的結論是_______________________________________________________。
鞏固練習
非選擇題(共4題，共75分)
1．(17分)(2023·全國卷甲)鈷配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于熱水，在冷水中微溶，可通過如下反應制備：
2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O22[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O
具體步驟如下：
Ⅰ.稱取2.0 g NH4Cl，用 5 mL水溶解。
Ⅱ.分批加入3.0 g CoCl2·6H2O后，將溶液溫度降至10 ℃以下，加入1 g活性炭、7 mL 濃氨水，攪拌下逐滴加入10 mL 6%的雙氧水。
Ⅲ.加熱至55～60 ℃反應20 min。冷卻，過濾。
Ⅳ.將濾得的固體轉入含有少量鹽酸的25 mL 沸水中，趁熱過濾。
Ⅴ.濾液轉入燒杯，加入4 mL濃鹽酸，冷卻、過濾、干燥，得到橙黃色晶體。
回答下列問題：
(1)步驟Ⅰ中使用的部分儀器如下。
儀器a的名稱是________。加快NH4Cl溶解的操作有___________________________________。(4分)
(2)步驟Ⅱ中，將溫度降至10 ℃以下以避免________________、________________；可選用________降低溶液溫度。(6分)
(3)指出下列過濾操作中不規范之處：__________________________________________。(2分)
(4)步驟Ⅳ中，趁熱過濾，除掉的不溶物主要為_______________________________。(2分)
(5)步驟Ⅴ中加入濃鹽酸的目的是______________________________________。(3分)
2．(19分)(2022·湖北高考)高技術領域常使用高純試劑。純磷酸(熔點為42 ℃，易吸潮)可通過市售85%磷酸溶液減壓蒸餾除水、結晶除雜得到，純化過程需要嚴格控制溫度和水分，溫度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O(熔點為30 ℃)，高于100 ℃則發生分子間脫水生成焦磷酸等。某興趣小組為制備磷酸晶體設計的實驗裝置如下(夾持裝置略)：
回答下列問題：
(1)A的名稱是____________。B的進水口為____(填“a”或“b”)。(4分)
(2)P2O5的作用是______________________________________________。(2分)
(3)空氣流入毛細管的主要作用是防止____________________________________，還具有攪拌和加速水逸出的作用。(3分)
(4)升高溫度能提高除水速度，實驗選用水浴加熱的目的是_________________________________。(3分)
(5)磷酸易形成過飽和溶液，難以結晶，可向過飽和溶液中加入____________促進其結晶。(2分)
(6)過濾磷酸晶體時，除了需要干燥的環境外，還需要控制溫度為____________(填標號)。(2分)
A．<20 ℃　 　B．30～35 ℃　 　C．42～100 ℃
(7)磷酸中少量的水極難除去的原因是____________________________________。(3分)
3．(16分)(2023·四川自貢二模)己二酸在有機合成工業等方面都有重要作用，以環己醇(，M＝100，ρ＝0.95 g/mL)為原料制取己二酸[HOOC(CH2)4COOH，M＝146]。
[實驗原理]
已知：3＋8KMnO43KOOC(CH2)4COOK＋8MnO2＋2KOH＋5H2O　ΔH<0
[實驗步驟]向250 mL三頸燒瓶中加入攪拌磁子、50 mL 1.0%的KOH溶液和9.0 g高錳酸鉀，按圖1所示安裝裝置，控制滴速維持溫度在45 ℃左右，滴加環己醇共2.0 mL，滴加結束時需啟動加熱裝置加熱一段時間。趁熱分離出氧化液中的MnO2，再用約4 mL濃HCl溶液，使溶液呈酸性，加熱濃縮使溶液體積減少至10 mL，經過冷卻、脫色得到1.46 g產品。
(1)圖1中冷卻水從冷凝管________(填“a”或“b”)口流入，攪拌磁子的作用是_____________________________________。(4分)
(2)“氧化”過程，三頸燒瓶中溶液溫度逐漸升高，其原因是_______________________________________；
在環己醇不同滴加速度下，溶液溫度隨滴加時間變化曲線如圖2，為了實驗安全，應選擇的滴速為________滴/min。(4分)
(3)完成“氧化”后，用玻璃棒蘸取一滴反應混合液點在濾紙上，在黑色圓點周圍出現紫色環。該現象說明________________________________________________________________________；
向溶液中加入適量的KHSO3，直到點滴實驗呈負性為止，如果KHSO3用量不足，在己二酸“制備”過程中會觀察到________(填顏色)的氣體逸出。(4分)
(4)分離出MnO2的裝置為________(填字母)；己二酸的產率是____________(用最簡的分數表示)。(4分)
4．(23分)(2023·重慶沙坪壩模擬)甘氨酸亞鐵晶體是一種新型的固體螯合補鐵劑。其實驗室合成路線為：
鐵片FeSO4FeCO3甘氨酸亞鐵晶體粗品甘氨酸亞鐵晶體純品
已知：
①相關物質的信息如下表所示
物質 化學式 摩爾質量 性質
甘氨酸 H2NCH2COOH 75g/mol 兩性物質，易溶于水，微溶于乙醇
甘氨酸亞鐵晶體 － － 易溶于水，溶解度隨溫度升高而增大；難溶于乙醇，在潮濕的空氣中易被氧化
②含有多個配位原子的配體與同一中心離子通過螯合配位成環而形成的配合物稱為螯合物。
(一)FeCO3固體的制備
(1)實驗開始時應先打開K1和______，關閉______(填“K2”或“K3”)；一段時間后，改變開關狀態，生成FeCO3。(4分)
(2)三頸燒瓶中生成FeCO3沉淀的離子方程式為____________________________________________。(3分)
(二)甘氨酸亞鐵的制備
(3)用如圖裝置制備甘氨酸亞鐵。反應開始時，先通過滴液口滴入適量的NaOH溶液調節pH為5左右，pH過高或過低都會使產率下降，原因是______________________________________________。(2分)
(4)當FeCO3固體完全溶解后，再通過滴液口加入乙醇，其作用是_____________________________________________。(2分)
(5)反應結束后，過濾出產品粗品，依次用______、________(填字母)洗滌，再經過一系列操作得純品。(4分)
a．熱水　　　b．冰水　　　c．乙醇
(三)甘氨酸亞鐵晶體結構的分析
步驟1：準確稱取甘氨酸亞鐵晶體純品0.480 0 g于錐形瓶中，加3 mol/L H2SO4溶液15 mL將樣品溶解完全后，加入指示劑，立即用0.100 0 mol/L(NH4)2Ce(SO4)3標準液滴定至終點，用去標準液20.20 mL(反應為Ce4＋＋Fe2＋===Ce3＋＋Fe3＋)。
步驟2：不加產品，重復步驟1操作，滴定至終點，用去標準液0.20 mL。
回答下列問題：
(6)滴定時應選擇________滴定管。(2分)
(7)甘氨酸亞鐵晶體中Fe的質量分數為________%(保留小數點后一位)。(3分)
(8)進一步分析表明：甘氨酸亞鐵晶體中，陰、陽離子只有H2NCH2COO－和Fe2＋；Fe2＋的配位數為6，且存在五元螯合環；該配合物整體量中心對稱，甘氨酸亞鐵晶體的結構簡式為____________________。(3分)
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