資源簡介

第9題　綜合實(shí)驗(yàn)題
復(fù)習(xí)建議：4課時(題型突破2課時　習(xí)題2課時)
考向1　制備性綜合實(shí)驗(yàn)
1.(2022·全國乙卷)二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀(K2[Cu(C2O4)2])可用于無機(jī)合成、功能材料制備。實(shí)驗(yàn)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NaOH溶液，產(chǎn)生淺藍(lán)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(jìn)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(jìn)行加熱。
(7)Ⅳ中“一系列操作”包括_______________________________________。
答案　(1)分液漏斗、球形冷凝管
(2)CuSO4·5H2O部分風(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　(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(lán)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。
2.(2021·全國乙卷)氧化石墨烯具有穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在能源、材料等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。通過氧化剝離石墨制備氧化石墨烯的一種方法如下(裝置如圖所示)：
Ⅰ.將濃H2SO4、NaNO3、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中。劇烈攪拌下，分批緩慢加入KMnO4粉末，塞好瓶口。
Ⅱ.轉(zhuǎn)至油浴中，35 ℃攪拌1小時。緩慢滴加一定量的蒸餾水，升溫至98 ℃并保持1小時。
Ⅲ.轉(zhuǎn)移至大燒杯中，靜置冷卻至室溫。加入大量蒸餾水，而后滴加H2O2至懸濁液由紫色變?yōu)橥咙S色。
Ⅳ.離心分離，稀鹽酸洗滌沉淀。
Ⅴ.蒸餾水洗滌沉淀。
Ⅵ.冷凍干燥，得到土黃色的氧化石墨烯。
回答下列問題：
(1)裝置圖中，儀器a、c的名稱分別是_____________、________，儀器b的進(jìn)水口是________(填字母)。
(2)步驟Ⅰ中，需分批緩慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴，原因是_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)步驟Ⅱ中的加熱方式采用油浴，不使用熱水浴，原因是_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(4)步驟Ⅲ中，H2O2的作用是________________________________________
_________________________________________________________________(以離子方程式表示)。
(5)步驟Ⅳ中，洗滌是否完全，可通過檢測洗出液中是否存在SO來判斷。檢測的方法是__________________________________________
_________________________________________________________________。
(6)步驟Ⅴ可用pH試紙檢測來判斷Cl－是否洗凈，其理由是_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
答案　(1)滴液漏斗　三頸燒瓶　d
(2)控制反應(yīng)速率，防止因體系溫度過高而發(fā)生爆炸
(3)需要控制反應(yīng)體系溫度為98 ℃，該溫度接近水的沸點(diǎn)，為了使反應(yīng)物受熱均勻，且便于控制反應(yīng)溫度，采取油浴
(4)2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O
(5)取最后一次洗滌液于試管中，向其中加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則已洗凈，反之，則未洗凈
(6)固體表面沾有的Cl－全部來自第Ⅳ步洗滌固體時加入的稀鹽酸，依據(jù)溶液呈電中性可知，若固體表面無H＋(即最后一次洗滌液的pH＝7)，則無Cl－
解析　(1)由題給實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，a為滴液漏斗，c為三頸燒瓶，為保證冷凝效果，應(yīng)從球形冷凝管的下口進(jìn)水，即d口為進(jìn)水口。(2)步驟Ⅰ中，分批緩慢加入KMnO4粉末是為了控制反應(yīng)速率，防止因體系溫度過高而發(fā)生爆炸。(3)該裝置需控制反應(yīng)體系溫度為98 ℃，該溫度接近水的沸點(diǎn)，為了使反應(yīng)物受熱均勻，且便于控制反應(yīng)溫度，故采取油浴，不使用熱水浴。(4)為了保證石墨粉末盡可能地全部轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯，應(yīng)加入足量的KMnO4粉末，在反應(yīng)結(jié)束后滴加H2O2是為了消耗過量的KMnO4粉末，此時H2O2做還原劑，將KMnO4還原為Mn2＋，反應(yīng)的離子方程式為2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O。(5)判斷固體是否洗滌干凈的具體操作為取最后一次洗滌液于試管中，向其中加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則已洗凈，反之，則未洗凈。(6)固體表面沾有的Cl－全部來自第Ⅳ步洗滌固體時加入的稀鹽酸，依據(jù)溶液呈電中性可知，若固體表面無H＋(即最后一次洗滌液的pH＝7)，則無Cl－。
考向2　分離、提純類綜合實(shí)驗(yàn)
3.(2022·全國甲卷)硫化鈉可廣泛用于染料、醫(yī)藥行業(yè)。工業(yè)生產(chǎn)的硫化鈉粗品中常含有一定量的煤灰及重金屬硫化物等雜質(zhì)。硫化鈉易溶于熱乙醇，重金屬硫化物難溶于乙醇。實(shí)驗(yàn)室中常用95%乙醇重結(jié)晶純化硫化鈉粗品。回答下列問題：
(1)工業(yè)上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高溫下生產(chǎn)硫化鈉，同時生成CO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)溶解回流裝置如圖所示，回流前無需加入沸石，其原因是_________________________________________________________________。
回流時，燒瓶內(nèi)氣霧上升高度不宜超過冷凝管高度的。若氣霧上升過高，可采取的措施是_______________________________________________。
(3)回流時間不宜過長，原因是__________________________________。
回流結(jié)束后，需進(jìn)行的操作有①停止加熱　②關(guān)閉冷凝水　③移去水浴，正確的順序?yàn)開_____(填標(biāo)號)。
A.①②③ B.③①②
C.②①③ D.①③②
(4)該實(shí)驗(yàn)熱過濾操作時，用錐形瓶而不能用燒杯接收濾液，其原因是_________________________________________________________________。
過濾除去的雜質(zhì)為__________。若濾紙上析出大量晶體，則可能的原因是_________________________________________________________________。
(5)濾液冷卻、結(jié)晶、過濾，晶體用少量__________洗滌，干燥，得到Na2S·xH2O。
答案　(1)Na2SO4·10H2O＋4CNa2S＋4CO↑＋10H2O　(2)硫化鈉粗品中常含有一定量的煤灰及重金屬硫化物等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)可以直接作沸石　降低溫度　(3)硫化鈉易溶于熱乙醇，若回流時間過長，Na2S會直接析出在冷凝管上，使提純率降低，同時易造成冷凝管下端堵塞，圓底燒瓶內(nèi)氣壓過大，發(fā)生爆炸　D　(4)防止濾液冷卻　重金屬硫化物　溫度逐漸恢復(fù)至室溫
(5)冷水
解析　(1)工業(yè)上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高溫下生產(chǎn)硫化鈉，同時生成CO，根據(jù)得失電子守恒，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO4·10H2O＋4CNa2S＋4CO↑＋10H2O。(2)由題干信息，生產(chǎn)的硫化鈉粗品中常含有一定量的煤灰及重金屬硫化物等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)可以直接作沸石，因此回流前無需加入沸石，若氣流上升過高，可直接降低溫度，使氣壓降低。(3)硫化鈉易溶于熱乙醇，若回流時間過長，Na2S會直接析出在冷凝管上，使提純率降低，同時易造成冷凝管下端堵塞，圓底燒瓶內(nèi)氣壓過大，發(fā)生爆炸；回流結(jié)束后，先停止加熱，再移去水浴，最后關(guān)閉冷凝水，故正確的順序?yàn)棰佗邰凇?4)硫化鈉易溶于熱乙醇，使用錐形瓶可有效防止濾液冷卻，重金屬硫化物難溶于乙醇，故過濾除去的雜質(zhì)為重金屬硫化物，由于硫化鈉易溶于熱乙醇，過濾后溫度逐漸恢復(fù)至室溫，濾紙上便會析出大量晶體。(5)乙醇與水互溶，硫化鈉易溶于熱乙醇，因此將濾液冷卻、結(jié)晶、過濾后，晶體可用少量冷水洗滌，再干燥，即可得到Na2S·xH2O。
考向3　定量實(shí)驗(yàn)
4.(2021·全國甲卷)膽礬(CuSO4·5H2O)易溶于水，難溶于乙醇。某小組用工業(yè)廢銅焙燒得到的CuO(雜質(zhì)為氧化鐵及泥沙)為原料與稀硫酸反應(yīng)制備膽礬，并測定其結(jié)晶水的含量。回答下列問題：
(1)制備膽礬時，用到的實(shí)驗(yàn)儀器除量筒、酒精燈、玻璃棒、漏斗外，還必須使用的儀器有________(填標(biāo)號)。
A.燒杯 B.容量瓶
C.蒸發(fā)皿 D.移液管
(2)將CuO加入到適量的稀硫酸中，加熱，其主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________
_________________________________________________________________，
與直接用廢銅和濃硫酸反應(yīng)相比，該方法的優(yōu)點(diǎn)是_________________________________________________________________。
(3)待CuO完全反應(yīng)后停止加熱，邊攪拌邊加入適量H2O2，冷卻后用NH3·H2O調(diào)pH為3.5～4，再煮沸10 min，冷卻后過濾。濾液經(jīng)如下實(shí)驗(yàn)操作：加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、________、乙醇洗滌、________，得到膽礬。其中，控制溶液pH為3.5～4的目的是__________________________________________________，
煮沸10 min的作用是______________________________________________。
(4)結(jié)晶水測定：稱量干燥坩堝的質(zhì)量為m1，加入膽礬后總質(zhì)量為m2。將坩堝加熱至膽礬全部變?yōu)榘咨糜诟稍锲髦欣渲潦覝睾蠓Q量，重復(fù)上述操作，最終總質(zhì)量恒定為m3。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，膽礬分子中結(jié)晶水的個數(shù)為________(寫表達(dá)式)。
(5)下列操作中，會導(dǎo)致結(jié)晶水?dāng)?shù)目測定值偏高的是________(填標(biāo)號)。
①膽礬未充分干燥
②坩堝未置于干燥器中冷卻
③加熱時有少量膽礬迸濺出來
答案　(1)AC
(2)CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O　不產(chǎn)生SO2(硫酸利用率高)
(3)過濾　干燥　除盡鐵和抑制CuSO4水解　破壞Fe(OH)3膠體易于過濾
(4)
(5)①③
解析　(1)CuO與稀H2SO4在燒杯中進(jìn)行反應(yīng)，為了得到膽礬，需要對溶液進(jìn)行蒸發(fā)，在蒸發(fā)皿中蒸發(fā)溶液，故選AC。(2)CuO與稀H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式是CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O；該方法的優(yōu)點(diǎn)是不會產(chǎn)生污染空氣的SO2，且H2SO4的用量是Cu與濃H2SO4反應(yīng)時的一半，即硫酸的利用率高。(3)CuO與稀H2SO4加熱反應(yīng)后，溶液中存在Fe3＋和Cu2＋，加NH3·H2O調(diào)節(jié)溶液pH為3.5～4，目的是使Fe3＋沉淀并抑制Cu2＋水解，再煮沸10 min的目的是使Fe3＋全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，防止有Fe(OH)3膠體生成影響膽礬的純度，且便于過濾除去。具體操作步驟是將濾液加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾、乙醇洗滌、干燥，最終得到膽礬。(4)由題意知，結(jié)晶水的質(zhì)量為m2－m3，硫酸銅的質(zhì)量為m3－m1，設(shè)膽礬的化學(xué)式為CuSO4·xH2O，根據(jù)分子個數(shù)比等于物質(zhì)的量之比，則x＝＝
。(5)膽礬未充分干燥，會使測定的水的質(zhì)量偏高，則會導(dǎo)致結(jié)晶水?dāng)?shù)目測定值偏高，①符合題意；坩堝未置于干燥器中冷卻，會使測定的水的質(zhì)量偏低，則會導(dǎo)致結(jié)晶水?dāng)?shù)目測定值偏低，②不符合題意；加熱時有少量膽礬迸濺出來，會使測定的水的質(zhì)量偏高，則會導(dǎo)致結(jié)晶水?dāng)?shù)目測定值偏高，③符合題意。
考向4　探究性綜合實(shí)驗(yàn)
5.(2020·全國卷Ⅰ)為驗(yàn)證不同化合價鐵的氧化還原能力，利用下列電池裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
回答下列問題：
(1)由FeSO4·7H2O固體配制0.10 mol·L－1 FeSO4溶液，需要的儀器有藥匙、玻璃棒、________(從下列圖中選擇，寫出名稱)。
(2)電池裝置中，鹽橋連接兩電極電解質(zhì)溶液。鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且電遷移率(u∞)應(yīng)盡可能地相近。根據(jù)下表數(shù)據(jù)，鹽橋中應(yīng)選擇________作為電解質(zhì)。
陽離子 u∞×108/(m2·s－1·V－1) 陰離子 u∞×108/(m2·s－1·V－1)
Li＋ 4.07 HCO 4.61
Na＋ 5.19 NO 7.40
Ca2＋ 6.59 Cl－ 7.91
K＋ 7.62 SO 8.27
(3)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極。可知，鹽橋中的陽離子進(jìn)入________電極溶液中。
(4)電池反應(yīng)一段時間后，測得鐵電極溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1。石墨電極上未見Fe析出。可知，石墨電極溶液中c(Fe2＋)＝________。
(5)根據(jù)(3)、(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知石墨電極的電極反應(yīng)式為_________________________________________________________________
_________________________________________________________________，
鐵電極的電極反應(yīng)式為_________________________________________
_________________________________________________________________。
因此，驗(yàn)證了Fe2＋氧化性小于________、還原性小于________。
(6)實(shí)驗(yàn)前需要對鐵電極表面活化。在FeSO4溶液中加入幾滴Fe2(SO4)3溶液，將鐵電極浸泡一段時間，鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗(yàn)活化反應(yīng)完成的方法是_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
答案　(1)燒杯、量筒、托盤天平
(2)KCl　(3)石墨　(4)0.09 mol·L－1
(5)Fe3＋＋e－===Fe2＋　Fe－2e－===Fe2＋　Fe3＋　Fe
(6)取少量活化后溶液于試管，滴入KSCN溶液，不出現(xiàn)血紅色
解析　(1)利用固體配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時需要用托盤天平稱量固體，用燒杯溶解固體，用量筒量取蒸餾水。(2)根據(jù)鹽橋中陰、陽離子不能參與反應(yīng)，及Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑、Ca2＋＋SO===CaSO4↓，可排除HCO、Ca2＋，再根據(jù)FeSO4溶液顯酸性，而NO在酸性溶液中具有氧化性，可排除NO。最后根據(jù)陰、陽離子的電遷移率應(yīng)盡可能地接近，知選擇KCl作鹽橋中電解質(zhì)較合適。(3)電子由負(fù)極流向正極，結(jié)合電子由鐵電極流向石墨電極，可知鐵電極為負(fù)極，石墨電極為正極。鹽橋中的陽離子流向正極(石墨電極)溶液中。(4)由題意知負(fù)極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，正極反應(yīng)為Fe3＋＋e－===Fe2＋，則鐵電極溶液中c(Fe2＋)增加0.02 mol·L－1時，石墨電極溶液中c(Fe2＋)增加0.04 mol·L－1，故此時石墨電極溶液中c(Fe2＋)＝0.09 mol·L－1。(5)石墨電極的電極反應(yīng)式為Fe3＋＋e－===Fe2＋，鐵電極的電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，故驗(yàn)證了氧化性：Fe3＋>Fe2＋，還原性：Fe>Fe2＋。(6)該活化反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故通過檢驗(yàn)Fe3＋可說明活化反應(yīng)是否完成，具體操作為取少量活化后溶液于試管，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液不變血紅色，則說明活化反應(yīng)已完成。
考情預(yù)測：實(shí)驗(yàn)綜合題主要考查以物質(zhì)制備和性質(zhì)探究為主，通常為考生提供一個真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓考生用已有的化學(xué)原理和實(shí)驗(yàn)技能，結(jié)合新信息、新問題去研究和解決問題，預(yù)計(jì)2023年難度會有所增大，可能涉及到方案設(shè)計(jì)、定量分析等較高層次的要求。
智能點(diǎn)一　實(shí)驗(yàn)儀器的識別及連接
1.儀器的識別
裝置 儀器名稱
儀器A球形冷凝管 儀器B恒壓滴液漏斗 儀器C三頸燒瓶
a圓底燒瓶 b分液漏斗
a球形干燥管 b長頸漏斗
2.儀器或接口的連接順序
(1)儀器的連接
(2)接口的連接
總體原則：“自下而上，從左到右”。
量氣裝置應(yīng)：“短”進(jìn)“長”出
凈化裝置應(yīng)：“長”進(jìn)“短”出
干燥管應(yīng)：“粗”進(jìn)“細(xì)”出
[微練1]　(2022·濮陽摸底，節(jié)選)無水氯化鋁是白色固體，易吸水潮解，178 ℃時升華，常用作有機(jī)合成和石油化工的催化劑。某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置制備無水AlCl3；
回答下列問題：
(1)按氣流從左到右的方向，合理的裝置連接順序?yàn)閍→________(填儀器接口字母，裝置不可重復(fù)使用)。
(2)裝置D的名稱是________，盛放的藥品是________，其作用是_________________________________________________________________。
答案　(1)f→e→b→c→g(h)→h(g)
(2)U形(干燥)管　堿石灰(或NaOH固體等堿性干燥劑)　吸收多余的Cl2，防止外界水蒸氣進(jìn)入產(chǎn)品收集瓶中
智能點(diǎn)二　實(shí)驗(yàn)裝置分析
1.典型實(shí)驗(yàn)裝置的作用
實(shí)驗(yàn)裝置 主要作用
①中橡皮管的作用：平衡壓強(qiáng)，使液體能順利滴下；降低液體體積對氣體體積測量的干擾
②的作用：干燥或除去氣體中的雜質(zhì)
③的作用：吸收尾氣，防止污染空氣
④的作用：干燥氣體或吸收氣體；防止空氣中二氧化碳、水蒸氣對實(shí)驗(yàn)的影響
⑤的作用：安全瓶，防止瓶內(nèi)壓強(qiáng)過大
⑥的作用：混合氣體；干燥氣體；通過觀察氣泡速率控制流量
⑦的作用：測量氣體體積。讀數(shù)時注意：裝置冷卻到室溫，上下移動量氣管使兩液面高度一致，平視量氣管內(nèi)凹液面最低處讀出數(shù)值
⑧中儀器名稱與作用：a為布氏漏斗，b為抽濾瓶或吸濾瓶，兩者組合配合抽氣，使抽濾瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，加快過濾的速率
[微練2]　(2021·山東卷)六氯化鎢(WCl6)可用作有機(jī)合成催化劑，熔點(diǎn)為283 ℃，沸點(diǎn)為340 ℃，易溶于CS2，極易水解。實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(jìn)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____________。
答案　(1)排除裝置中的空氣　直形冷凝管　不再有水凝結(jié)　(2)吸收多余氯氣，防止污染空氣；防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E　再次通入N2　排除裝置中的H2
2.氣壓原理在實(shí)驗(yàn)裝置中的運(yùn)用
(1)(檢查裝置的氣密性)某實(shí)驗(yàn)小組利用如下裝置(部分固定裝置略)制備氮化鈣(Ca3N2)，并探究其實(shí)驗(yàn)式。
按圖連接實(shí)驗(yàn)裝置。檢查裝置的氣密性，方法是關(guān)閉活塞K，微熱反應(yīng)管，試管A中有氣泡冒出，停止加熱。冷卻后若末端導(dǎo)管中水柱上升且高度保持不變，則說明裝置氣密性良好。
(2)(防倒吸，平衡氣壓)工業(yè)上常用水蒸氣蒸餾的方法(蒸餾裝置如圖)從植物組織中獲取
揮發(fā)性成分。某興趣小組用該裝置提取檸檬烯的實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
①將1～2個橙子皮剪成細(xì)碎的碎片，投入乙裝置中，加入約30 mL水。
②打開活塞K，加熱水蒸氣發(fā)生器甲至水沸騰，活塞K的支管口有大量水蒸氣冒出時旋緊，打開冷凝水，水蒸氣蒸餾即開始進(jìn)行，可觀察到在餾出液的水面上有一層很薄的油層。
長導(dǎo)管的作用：長導(dǎo)管作安全管，平衡氣壓，防止由于導(dǎo)管堵塞引起爆炸。
(3)(壓送液體)凱氏定氮法的實(shí)驗(yàn)裝置如圖，清洗儀器的操作如下：g中加蒸餾水；打開k1，關(guān)閉k2、k3，加熱b，蒸氣充滿管路；停止加熱，關(guān)閉k1，g中蒸餾水倒吸進(jìn)入c，原因是溫度降低，裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，在大氣壓作用下，g中蒸餾水倒吸入c中；
打開k2放掉水，重復(fù)操作2～3次。
智能點(diǎn)三　實(shí)驗(yàn)操作分析
1.操作目的分析
(1)通入N2或其他惰性氣體：除去裝置中的空氣，排除氧氣的干擾
(2)末端放置干燥管：防止空氣中的水蒸氣或二氧化碳干擾實(shí)驗(yàn)
(3)冷凝回流的作用及目的：防止××蒸氣逸出脫離反應(yīng)體系，提高××物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率
(4)①水洗：通常是為了除去晶體表面水溶性的雜質(zhì)
②“冰水洗滌”：能洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，同時防止晶體在洗滌過程中的溶解損耗
③用特定有機(jī)試劑清洗晶體：洗去晶體表面的雜質(zhì)，降低晶體的溶解度、有利于析出，減少損耗等
2.基本操作規(guī)范答題
基本操作 答題規(guī)范
滴定操作 滴定時，左手控制滴定管活塞，右手振蕩錐形瓶，眼睛注視錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化
證明沉淀完全的操作 靜置，取沉淀后的上層清液，加入××試劑(沉淀劑)，若沒有沉淀生成，說明沉淀完全
洗滌沉淀的操作 沿玻璃棒向過濾器中的沉淀上加蒸餾水至沒過沉淀，靜置使其全部濾出，重復(fù)操作2～3次
檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的操作 取最后一次洗滌液，加入××試劑(根據(jù)沉淀可能吸附的雜質(zhì)離子，選擇合適的檢驗(yàn)試劑)，若沒有××(特征現(xiàn)象)出現(xiàn)，證明沉淀已洗滌干凈
從溶液中得到晶體的操作 蒸發(fā)濃縮→冷卻結(jié)晶→過濾→洗滌(包括水洗、冰水洗、熱水洗、乙醇洗等)→干燥
[微練3]　(2021·海南卷)亞硝酰氯(NOCl)可作為有機(jī)合成試劑。
已知：①2NO＋Cl22NOCl
②沸點(diǎn)：NOCl為－6 ℃，Cl2為－34 ℃，NO為－152 ℃。
③NOCl易水解，能與O2反應(yīng)。
某研究小組用NO和Cl2在如圖所示裝置中制備NOCl，并分離回收未反應(yīng)的原料。
回答問題：
(1)通入Cl2和NO前先通入氬氣，作用是
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________；
儀器D的名稱是________。
(2)將催化劑負(fù)載在玻璃棉上而不是直接平鋪在玻璃管中，目的是_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)為分離產(chǎn)物和未反應(yīng)的原料，低溫浴槽A的溫度區(qū)間應(yīng)控制在_________________________________________________________________，
儀器C收集的物質(zhì)是________。
答案　(1)排盡裝置中的空氣，防止與空氣中的氧氣反應(yīng)，防止遇空氣中的水而水解　干燥管
(2)增大與氣體的接觸面積，加快反應(yīng)速率
(3)－34 ℃【創(chuàng)新微點(diǎn)】　獲得數(shù)據(jù)的典型方法——碘量法
(1)原理：碘量法是氧化還原滴定中應(yīng)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(zhì)的方法，在滴定過程中，I2被還原為I－。
(2)應(yīng)用：高考試題中經(jīng)常涉及的是間接碘量法(又稱滴定碘法)，它是利用I－的還原性與氧化性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生I2，遇淀粉溶液顯藍(lán)色，再加入Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液與I2反應(yīng)，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為藍(lán)色消失且半分鐘內(nèi)不變色，從而測出氧化性物質(zhì)的含量。
[微練4]　利用碘量法測定WCl6產(chǎn)品純度，實(shí)驗(yàn)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m1 g；開蓋并計(jì)時1分鐘，蓋緊稱重為m2 g；再開蓋加入待測樣品并計(jì)時1分鐘，蓋緊稱重為m3 g，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IO離子交換柱發(fā)生反應(yīng)：WO＋Ba(IO3)2===BaWO4＋2IO；交換結(jié)束后，向所得含IO的溶液中加入適量酸化的KI溶液，發(fā)生反應(yīng)：IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O；反應(yīng)完全后，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，發(fā)生反應(yīng)：I2＋2S2O===2I－＋S4O。滴定達(dá)終點(diǎn)時消耗c mol·L－1的Na2S2O3溶液V mL，則樣品中WCl6(摩爾質(zhì)量為M g·mol－1)的質(zhì)量分?jǐn)?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?jǐn)?shù)的測定值將________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
答案　(1)(m3＋m1－2m2)
(2)%　不變　偏大
解析　(1)根據(jù)分析，稱量時加入足量的CS2，蓋緊稱重為m1 g，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(jì)時1分鐘，蓋緊稱重m2 g，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(jì)時1分鐘，又揮發(fā)出(m1－m2) g的CS2，蓋緊稱重為m3 g，則樣品質(zhì)量為：m3 g－m1 g＋2(m1－m2) g＝(m3＋m1－2m2) g；(2)滴定時，根據(jù)關(guān)系式：WO～2IO～6I2～12S2O，樣品中n(WCl6)＝n(WO)＝n(S2O)＝cV×10－3 mol，m(WCl6)＝cV×10－3 mol×M g/mol＝ g，則樣品中WCl6的質(zhì)量分?jǐn)?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?jǐn)?shù)的測定值將偏大。
【題型建模】
[典例]　碘化鈉可用作甲狀腺腫瘤防治劑、祛痰劑和利尿劑等。
實(shí)驗(yàn)室用NaOH、單質(zhì)碘和水合肼(N2H4·H2O)為原料可制備碘化鈉。
資料顯示：水合肼有還原性，能消除水中溶解的氧氣；NaIO3是一種氧化劑。
回答下列問題：
(1)水合肼的制備原理：NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。
①用如圖所示裝置制取水合肼，其連接順序?yàn)開_______(按氣流方向，用小寫字母表示)。
②開始實(shí)驗(yàn)時，先向氧化鈣中滴加濃氨水，一段時間后再向裝置B的三口燒瓶中緩慢滴加NaClO溶液。滴加NaClO溶液時不能過快的理由：_________________________________________________________________。
(2)碘化鈉的制備
ⅰ.向三口燒瓶中加入8.4 g NaOH及30 mL水，攪拌、冷卻，加入25.4 g碘單質(zhì)，打開恒溫磁力攪拌器，保持60～70 ℃至反應(yīng)完全；
ⅱ.繼續(xù)加入稍過量的N2H4·H2O，還原NaIO和NaIO3，得NaI溶液粗品，同時釋放一種空氣中含有的氣體；
ⅲ.向上述反應(yīng)液中加入1.0 g活性炭，煮沸半小時，然后將溶液與活性炭分離；
ⅳ.將步驟ⅲ中分離出的溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，得產(chǎn)品24.0 g。
①步驟ⅰ反應(yīng)完全的現(xiàn)象是__________________________________________。
②步驟ⅱ中IO參與反應(yīng)的離子方程式為
_________________________________________________________________。
③步驟ⅲ中將溶液與活性炭分離的方法是
_________________________________________________________________。
④本次實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為________。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水合肼實(shí)際用量比理論值偏高，可能的原因是_____________________________________________________。
⑤某同學(xué)檢驗(yàn)產(chǎn)品NaI中是否混有NaIO3雜質(zhì)。取少量固體樣品于試管中，加水溶解，滴加少量淀粉溶液后再滴加適量稀硫酸，片刻后溶液變藍(lán)，由此得出NaI中含有NaIO3雜質(zhì)。請?jiān)u價該實(shí)驗(yàn)結(jié)論的合理性：________(填寫“合理”或“不合理”)，_____________________________________________
_______________________________________________________。
(若認(rèn)為合理寫出離子方程式，若認(rèn)為不合理說明理由)。
?思維程序指導(dǎo)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?制備碘化鈉
實(shí)驗(yàn)原理 (1)制備NH3：由“先向氧化鈣中滴加濃氨水”可知，反應(yīng)為NH3·H2O＋CaO===Ca(OH)2＋NH3↑
(2)制備N2H4·H2O：由“一段時間后再向裝置B的三口燒瓶中緩慢滴加NaClO溶液”可知，反應(yīng)為NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl
(3)制備NaI：由“向三口燒瓶中加入8.4 g NaOH及30 mL水，攪拌、冷卻，加入25.4 g碘單質(zhì)”可知，反應(yīng)為I2＋2NaOH===NaI＋NaIO＋H2O、3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O。由“繼續(xù)加入稍過量的N2H4·H2O，還原NaIO和NaIO3，得NaI溶液粗品，同時釋放一種空氣中含有的氣體”可知，反應(yīng)為2IO＋3N2H4·H2O===3N2↑＋2I－＋9H2O、2IO－＋N2H4·H2O===N2↑＋2I－＋3H2O
實(shí)驗(yàn)裝置 裝置的連接順序：制備NH3→安全瓶→制備N2H4·H2O→尾氣處理，所以裝置的連接順序?yàn)閒、a、b、c、d、e(a和b的順序可互換)
實(shí)驗(yàn)操作 (1)制備N2H4·H2O時，滴加NaClO溶液時不能過快的理由：滴加NaClO溶液過快，過量的NaClO溶液會繼續(xù)氧化生成的水合肼(N2H4·H2O)，降低其產(chǎn)率 (2)步驟ⅲ中將溶液與活性炭分離的方法：將固體與液體分離的操作為過濾
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 步驟ⅰ反應(yīng)完全的現(xiàn)象：由步驟ⅰ的原料I2可知，當(dāng)固體I2完全消失，且溶液顏色變?yōu)闊o色時，即可判斷I2已反應(yīng)完全
計(jì)算及評價 根據(jù)碘原子守恒：I2　～　2NaI 254 300 25.4 g m(NaI) ＝，解得m(NaI)＝30.0 g NaI的產(chǎn)率為24.0 g÷30.0 g×100%＝80%
(1)由“水合肼有還原性，能消除水中溶解的氧氣”可知，消耗水合肼的量偏大的原因是水合肼能與溶液中的氧氣反應(yīng) (2)在酸性環(huán)境中，除了NaI與NaIO3反應(yīng)可生成I2外，NaI與溶液中的O2還可以生成I2，故該實(shí)驗(yàn)結(jié)論不合理
答案　(1)①f、a、b、c、d、e(a和b的順序可互換)　②滴加NaClO溶液過快，過量的NaClO溶液會繼續(xù)氧化水合肼，降低其產(chǎn)率
(2)①無固體殘留且溶液呈無色　②2IO＋3N2H4·H2O===3N2↑＋2I－＋9H2O
③過濾　④80%　水合肼能與水中的溶解氧反應(yīng)　⑤不合理　可能是I－在酸性環(huán)境中被O2氧化成I2而使淀粉變藍(lán)
?解題建模
五步解題
1.明確探究目的。
2.弄清實(shí)驗(yàn)原理(根據(jù)化學(xué)情境或題目所給的實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟⒔Y(jié)合元素化合物的有關(guān)知識獲取)。
3.理清操作過程(由實(shí)驗(yàn)原理確定的實(shí)驗(yàn)方案，根據(jù)方案確定實(shí)驗(yàn)操作的方法和步驟)。
4.弄懂裝置作用(根據(jù)題目給出的裝置圖，細(xì)致地分析圖中的各部分裝置，結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚_定它們在實(shí)驗(yàn)中的作用)。
5.得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
【分點(diǎn)突破】
微題型1　物質(zhì)制備類綜合實(shí)驗(yàn)題
[精練1]　(2022·湖南卷)某實(shí)驗(yàn)小組以BaS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(jì)了如下實(shí)驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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0.500 0 g，用100 mL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－1 H2SO4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0.466 0 g。
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)Ⅱ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(rèn)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?jǐn)?shù)為__________(保留3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)滴加熱的硫酸溶液，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　(1)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)滴加熱的H2SO4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＝0.002 mol，依據(jù)鋇原子守恒，產(chǎn)品中BaCl2·2H2O的物質(zhì)的量為0.002 mol，質(zhì)量為0.002 mol×244 g·mol－1＝0.488 g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%＝97.6%。
[精練2]　(2022·山東卷)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)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(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：稱取m1 g樣品，用足量稀硫酸溶解后，用c mol·L－1K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Fe2＋達(dá)終點(diǎn)時消耗V mL(滴定過程中Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3＋，Cl－不反應(yīng))。
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：另取m1 g樣品，利用上述裝置與足量SOCl2反應(yīng)后，固體質(zhì)量為m2 g。
則n＝________；下列情況會導(dǎo)致n測量值偏小的是________(填標(biāo)號)。
A.樣品中含少量FeO雜質(zhì)
B.樣品與SOCl2反應(yīng)時失水不充分
C.實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，稱重后樣品發(fā)生了潮解
D.滴定達(dá)終點(diǎn)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＋CCl4TiCl4＋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(jìn)行蒸餾提純(加熱及夾持裝置略)，安裝順序?yàn)棰佗幄郷_______(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)①　②AB　(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(shí)驗(yàn)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Cr2O將Fe2＋氧化成Fe3＋，自身被還原成Cr3＋，反應(yīng)的離子方程式為6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，則m1 g樣品中n(FeCl2)＝6n(Cr2O)＝6cV×10－3 mol；m1 g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×10－3 mol)： mol，解得n＝；A.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(xiàng)選；B.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(xiàng)選；C.實(shí)驗(yàn)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(xiàng)不選；D.滴定達(dá)到終點(diǎn)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(xiàng)不選；答案選AB。(3)組裝蒸餾裝置對TiCl4、CCl4混合物進(jìn)行蒸餾提純，按由下而上、從左到右的順序組裝，安裝順序?yàn)棰佗幄啵缓筮B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(jìn)入，最后連接③⑤，安裝順序?yàn)棰佗幄啖蔻猗邰荩挥捎赥iCl4、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(diǎn)高于CCl4，故先蒸出的物質(zhì)為CCl4。
[精練3]　(2022·寶雞一模)無水FeCl2是重要的污水處理劑，不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2，易溶于乙醇，易吸水和易被氧化。某實(shí)驗(yàn)小組利用無水FeCl3和C6H5Cl(氯苯，無色液體，沸點(diǎn)132 ℃)制備少量無水FeCl2。實(shí)驗(yàn)原理：2FeCl3＋C6H5Cl2FeCl2＋C6H4Cl2＋HCl↑，回答以下問題：
(1)先按圖1所示組裝好裝置，再________后，最后向三頸燒瓶A中加入一定量的無水FeCl3和氯苯(加熱裝置略去)。
(2)工業(yè)氮?dú)庵谐：蠬2O、O2、CO2，需用下圖儀器和試劑提純后才可通入三頸燒瓶A中進(jìn)行相關(guān)反應(yīng)。
①請從圖2中選擇必要的裝置，按氣流方向其合理的連接順序：a→________→j。
②在反應(yīng)開始之前先通一段時間N2的目的是_________________________________________________________________。
(3)裝置C中的試劑是________(填試劑名稱)，其作用是_________________________________________________________________。
(4)控制溫度在128～139 ℃條件下對三頸燒瓶A加熱2 h，混合物顏色逐漸變淺，黏度降低。該步驟中加熱溫度已經(jīng)接近或超過C6H5Cl沸點(diǎn)，但氯苯實(shí)際損失量卻非常小，其原因是______________________________________________
_________________________________________________________________。
(5)下列裝置中與D的作用相同的是_________________________________
_________________________________________________________________。
(6)冷卻后，將三頸瓶內(nèi)物質(zhì)經(jīng)過濾、洗滌干燥后，得到粗產(chǎn)品。簡述回收濾液中C6H5Cl的實(shí)驗(yàn)方案_______________________________________________
_________________________________________________________________。
答案　(1)檢查裝置的氣密性
(2)①d→e→b→c→f→g　②排盡裝置內(nèi)的空氣，防止FeCl2被氧化
(3)無水氯化鈣(或五氧化二磷)　防止E中的水蒸氣進(jìn)入裝置A中使FeCl2、FeCl3水解
(4)球形冷凝管可使揮發(fā)的氯苯冷凝回流
(5)②④⑤⑥
(6)蒸餾濾液，并收集132 ℃餾分
解析　(1)本裝置需要通氣體，要保證氣密性良好，先按圖1所示組裝好裝置，再檢查裝置的氣密性；(2)①NaOH除去二氧化碳，然后用濃硫酸除去水，除水后再除氧氣，防止還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣，故連接順序?yàn)閐→e→b→c→f→g；②無水FeCl2易吸水和易被氧化，在反應(yīng)開始之前先通一段時間N2的目的是排盡裝置內(nèi)的空氣，防止FeCl2被氧化；(3)裝置C中的試劑是無水氯化鈣(或五氧化二磷)，其作用是防止E中的水蒸氣進(jìn)入裝置A中使FeCl2、FeCl3水解；(4)步驟中加熱溫度已經(jīng)接近或超過氯苯沸點(diǎn)，但氯苯實(shí)際損失量卻非常小，原因?yàn)槁缺浇?jīng)冷凝回流到反應(yīng)器中，球形冷凝管可使揮發(fā)的氯苯冷凝回流；(5)D裝置是防倒吸裝置，①會引起倒吸，②中倒扣的漏斗可以防倒吸，③倒扣的漏斗沒入水中太多，不能防倒吸，④HCl不溶于有機(jī)溶劑，可以防倒吸，⑤多孔球泡增大接觸面積可以防倒吸，⑥雙球管可以防倒吸；(6)C6H5Cl(氯苯，無色液體，沸點(diǎn)132 ℃)，回收濾液中的氯苯可以蒸餾并收集132 ℃餾分。
微題型2　定量綜合實(shí)驗(yàn)題
[精練4]　(2022·遼寧卷)某研究小組為了更準(zhǔn)確檢測香菇中添加劑亞硫酸鹽的含量，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：
①三頸燒瓶中加入10.00 g香菇樣品和400 mL水；錐形瓶中加入125 mL水、1 mL淀粉溶液，并預(yù)加0.30 mL 0.010 00 mol·L－1的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液，攪拌。
②以0.2 L·min－1流速通氮?dú)猓偌尤脒^量磷酸，加熱并保持微沸，同時用碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，至終點(diǎn)時滴定消耗了1.00 mL碘標(biāo)準(zhǔn)溶液。
③做空白實(shí)驗(yàn)，消耗了0.10 mL碘標(biāo)準(zhǔn)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：Ka1(H3PO4)＝7.1×10－3，
Ka1(H2SO3)＝1.3×10－2
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(biāo)號)。
A.250 mL　　B.500 mL　　C.1 000 mL
(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(diǎn)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?dú)猓瑫箿y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(jì)，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H2SO3??SO2＋H2O，SO2的溶解度隨著溫度升高而減小，SO2逸出后，促進(jìn)了化學(xué)平衡H2SO3??SO2＋H2O向右移動
(4)檢驗(yàn)其是否漏水　藍(lán)色　I2＋SO2＋2H2O===2I－＋4H＋＋SO
(5)偏低　(6)80.8
解析　(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10.00 g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1 000 mL，選C；(3)雖然Ka1(H3PO4)＝7.1×10－3＜Ka1(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(jìn)了化學(xué)平衡H2SO3??SO2＋H2O向右移動，因此，加入H3PO4能夠生成SO2；(4)滴定管在使用前需要檢驗(yàn)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，滴定終點(diǎn)時，過量的1滴標(biāo)準(zhǔn)碘液使淀粉溶液變?yōu)樗{(lán)色且半分鐘之內(nèi)不變色，因此，滴定終點(diǎn)時溶液為藍(lán)色；滴定反應(yīng)的離子方程式為I2＋ SO2＋2H2O===2I－＋4H＋＋SO；(5)若先加磷酸再通氮?dú)猓瑒t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(biāo)準(zhǔn)液的消耗量將減少，因此會使測定結(jié)果偏低；(6)實(shí)驗(yàn)中SO2消耗的標(biāo)準(zhǔn)碘液的體積為0.30 mL＋1.00 mL＝1.30 mL，減去空白實(shí)驗(yàn)消耗的0.10 mL，則實(shí)際消耗標(biāo)準(zhǔn)碘液的體積為1.20 mL，根據(jù)反應(yīng)I2＋ SO2＋2H2O===2I－＋4H＋＋SO可以計(jì)算出n(SO2)＝n(I2)＝1.20 mL×10－3 L·mL－1×0.010 00 mol· L－1＝1.20×10－5 mol，由于SO2的平均回收率為95%，則實(shí)際生成的n(SO2)＝ ≈1.263×10－5 mol，則根據(jù)S元素守恒可知，該樣品中亞硫酸鹽含量為
≈80.8 mg·kg －1。
[精練5]　(2022·蚌埠質(zhì)檢)測定某明礬樣品(含砷酸鹽)中砷的含量，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
實(shí)驗(yàn)一：配制砷標(biāo)準(zhǔn)溶液
①取一定質(zhì)量的As2O3，用NaOH溶液完全溶解后，配制成1 L Na3AsO3溶液(此溶液1.0 mL相當(dāng)于0.10 g砷)。
②取一定量上述溶液，配制500 mL含砷量為1.0 g·L－1的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液。
(1)為得到②中砷標(biāo)準(zhǔn)溶液需取用①中Na3AsO3溶液________ mL。
實(shí)驗(yàn)二：測定樣品中砷含量(實(shí)驗(yàn)裝置如圖，夾持裝置已略去)
①往B瓶中加入20.00 mL砷標(biāo)準(zhǔn)溶液，再依次加入一定量的鹽酸、KI試液和SnCl2溶液，室溫放置10 min，使砷元素全部轉(zhuǎn)化為H3AsO3。
②往B瓶中加入足量鋅粒(含有ZnS雜質(zhì))，立即塞上裝有乙酸鉛棉花的導(dǎo)氣管C，并使C管右側(cè)末端插入比色管D中銀鹽吸收液的液面下，控制反應(yīng)溫度25～40 ℃。45 min后，打開K1通入N2，生成的砷化氫氣體被完全吸收，Ag＋被還原為紅色膠態(tài)銀。
③用明礬樣品代替20.00 mL砷標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，相同條件下生成相同量紅色膠態(tài)銀，需要5.0 g明礬樣品。
(2)量取20.00 mL砷標(biāo)準(zhǔn)溶液使用的定量儀器為________，乙酸鉛棉花的作用是_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)寫出Zn與H3AsO3生成砷化氫反應(yīng)的離子方程式并用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目__________________________________________________。
(4)控制B瓶中反應(yīng)溫度的方法是_________________________________，
反應(yīng)中通入N2的作用是_______________________________________。
(5)明礬樣品中砷的含量為________%。
答案　(1)5
(2)酸式滴定管　除去H2S，以免干擾D中反應(yīng)
(3) ＋6H＋===AsH3↑＋3Zn2＋＋3H2O
(4)水浴加熱　將砷化氫氣體完全帶入D中，使其完全反應(yīng)
(5)0.4
解析　(1)根據(jù)質(zhì)量守恒，配制500 mL含砷量為1.0 g·L－1的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液，需取用Na3AsO3溶液＝5 mL。(2)量取20.00 mL砷標(biāo)準(zhǔn)溶液使用的定量儀器為酸式滴定管，乙酸鉛和H2S反應(yīng)生成PbS沉淀，乙酸鉛棉花的作用是吸附H2S。(3)Zn與H3AsO3生成砷化氫，砷元素化合價由＋3價降低為－3價、鋅元素化合價由0價升高為＋3價，反應(yīng)的離子方程式為＋6H＋===AsH3↑＋3Zn2＋＋3H2O，并用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為H3AsO3＋3Zn6e－＋6H＋===AsH3↑＋3Zn2＋＋3H2O。(4)控制反應(yīng)溫度25～40 ℃，控制B瓶中反應(yīng)溫度的方法是水浴加熱；打開K1通入N2，使生成的砷化氫氣體被D中銀鹽完全吸收。(5)20.00 mL砷標(biāo)準(zhǔn)溶液含砷量為0.02 L×1.0 g·L－1＝0.02 g，明礬樣品中砷的含量為×100%＝0.4%。
微題型3　探究類綜合實(shí)驗(yàn)題
[精練6]　(2022·廣東卷)食醋是烹飪美食的調(diào)味品，有效成分主要為醋酸(用HAc表示)。HAc的應(yīng)用與其電離平衡密切相關(guān)。25 ℃時，HAc的Ka＝1.75×10－5≈10－4.76。
(1)配制250 mL 0.1 mol·L－1的HAc溶液，需5 mol·L－1HAc溶液的體積為__________ mL。
(2)下列關(guān)于250 mL容量瓶的操作，正確的是______________。
(3)某小組研究25 ℃下HAc電離平衡的影響因素。
提出假設(shè)　稀釋HAc溶液或改變Ac－濃度，HAc電離平衡會發(fā)生移動。
設(shè)計(jì)方案并完成實(shí)驗(yàn)　用濃度均為0.1 mol·L－1的HAc和NaAc溶液，按下表配制總體積相同的系列溶液，測定pH，記錄數(shù)據(jù)。
序 號 V(HAc) /mL V(NaAc) /mL V(H2O) /mL n(NaAc) ∶n(HAc) pH
Ⅰ 40.00 / / 0 2.86
Ⅱ 4.00 / 36.00 0 3.36
… … … … … …
Ⅶ 4.00 a b 3∶4 4.53
Ⅷ 4.00 4.00 32.00 1∶1 4.65
①根據(jù)表中信息，補(bǔ)充數(shù)據(jù)：a＝________，b＝________。
②由實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ可知，稀釋HAc溶液，電離平衡______(填“正”或“逆”)向移動；結(jié)合表中數(shù)據(jù)，給出判斷理由：_______________________________
_________________________________________________________________。
③由實(shí)驗(yàn)Ⅱ～Ⅷ可知，增大Ac－濃度，HAc電離平衡逆向移動。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論　假設(shè)成立。
(4)小組分析上表數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：隨著的增加，c(H＋)的值逐漸接近HAc的Ka。
查閱資料獲悉：一定條件下，按＝1配制的溶液中，c(H＋)的值等于HAc的Ka。
對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)Ⅷ中pH＝4.65與資料數(shù)據(jù)Ka＝10－4.76存在一定差異；推測可能由物質(zhì)濃度準(zhǔn)確程度不夠引起，故先準(zhǔn)確測定HAc溶液的濃度再驗(yàn)證。
①移取20.00 mL HAc溶液，加入2滴酚酞溶液，用0.100 0 mol·L－1NaOH溶液滴定至終點(diǎn)，消耗體積為22.08 mL，則該HAc溶液的濃度為__________ mol·L－1。畫出上述過程的滴定曲線示意圖并標(biāo)注滴定終點(diǎn)__________。
②用上述HAc溶液和0.100 0 mol·L－1NaOH溶液，配制等物質(zhì)的量的HAc與NaAc混合溶液，測定pH，結(jié)果與資料數(shù)據(jù)相符。
(5)小組進(jìn)一步提出：如果只有濃度均約為0.1 mol·L－1的HAc和NaOH溶液，如何準(zhǔn)確測定HAc的Ka？小組同學(xué)設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請完成下表中Ⅱ的內(nèi)容。
Ⅰ 移取20.00 mL HAc溶液，用NaOH溶液滴定至終點(diǎn)，消耗NaOH溶液V1 mL
Ⅱ __________，測得溶液的pH為4.76
實(shí)驗(yàn)總結(jié)　得到的結(jié)果與資料數(shù)據(jù)相符，方案可行。
(6)根據(jù)Ka可以判斷弱酸的酸性強(qiáng)弱。寫出一種無機(jī)弱酸及其用途：_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
答案　(1)5.0　(2)C　(3)①3.00　33.00
②正　實(shí)驗(yàn)Ⅱ相較于實(shí)驗(yàn)Ⅰ，醋酸溶液稀釋了10倍，而實(shí)驗(yàn)Ⅱ的pH增大值小于1
(4)①0.110 4　　(5)向滴定后的混合液中加入20 mL HAc溶液　(6)HClO：漂白劑和消毒液(或H2SO3：還原劑、防腐劑或H3PO4：食品添加劑、制藥、生產(chǎn)肥料)
解析　(1)溶液稀釋過程中，溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，因此250 mL×0.1 mol·L－1＝V×5 mol·L－1，解得V＝5.0 mL。(2)容量瓶使用過程中，不能用手等觸碰瓶口，以免污染試劑，故A錯誤；定容時，視線應(yīng)與溶液凹液面和刻度線“三線相切”，不能仰視或俯視，故B錯誤；向容量瓶中轉(zhuǎn)移液體，需用玻璃棒引流，玻璃棒下端位于刻度線以下，同時玻璃棒不能接觸容量瓶瓶口，故C正確；定容完成后，蓋上瓶塞，左手食指抵住瓶塞，防止瓶塞脫落，右手扶住容量瓶底部，防止容量瓶從左手掉落，將容量瓶來回顛倒，將溶液搖勻，故D錯誤。(3)①實(shí)驗(yàn)Ⅶ的溶液中n(NaAc)∶n(HAc)＝3∶4，V(HAc)＝4.00 mL，因此V(NaAc)＝3.00 mL，即a＝3.00，由實(shí)驗(yàn)Ⅰ可知，溶液最終的體積為40.00 mL，因此V(H2O)＝40.00 mL－4.00 mL－3.00 mL＝33.00 mL，即b＝33.00。②實(shí)驗(yàn)Ⅰ所得溶液的pH＝2.86，實(shí)驗(yàn)Ⅱ的溶液中c(HAc)為實(shí)驗(yàn)Ⅰ的，稀釋過程中，若不考慮電離平衡移動，則實(shí)驗(yàn)Ⅱ所得溶液的pH＝2.86＋1＝3.86，但實(shí)際溶液的pH＝3.36<3.86，說明稀釋過程中，溶液中n(H＋)增大，即電離平衡正向移動。(4)①滴定過程中發(fā)生反應(yīng)：HAc＋NaOH===NaAc＋H2O，由反應(yīng)方程式可知，滴定至終點(diǎn)時，n(HAc)＝n(NaOH)，因此22.08 mL×0.100 0 mol·L－1＝20.00 mL×c(HAc)，解得c(HAc)＝0.110 4 mol·L－1。滴定過程中，當(dāng)V(NaOH)＝0時，c(H＋)＝≈ mol·L－1＝10－2.88 mol·L－1，溶液的pH＝2.88，當(dāng)V(NaOH)＝11.04 mL時，n(NaAc)＝n(HAc)，溶液的pH＝4.76，當(dāng)V(NaOH)＝22.08 mL時，達(dá)到滴定終點(diǎn)，溶液中溶質(zhì)為NaAc溶液，Ac－發(fā)生水解，溶液呈弱堿性，當(dāng)NaOH溶液過量較多時，c(NaOH)無限接近0.1 mol·L－1，溶液pH接近13，因此滴定曲線如圖：
。
(5)向20.00 mL的HAc溶液中加入V1 mL NaOH溶液達(dá)到滴定終點(diǎn)，滴定終點(diǎn)的溶液中溶質(zhì)為NaAc，當(dāng)＝1時，溶液中c(H＋)的值等于HAc的Ka，因此可再向溶液中加入20.00 mL HAc溶液，使溶液中n(NaAc)＝n(HAc)。(6)不同的無機(jī)弱酸在生活中應(yīng)用廣泛，如HClO具有強(qiáng)氧化性，在生活中可用于漂白和消毒；H2SO3具有還原性，可用作還原劑，在葡萄酒中添加適量H2SO3可用作防腐劑；H3PO4是中強(qiáng)酸，可用作食品添加劑，同時在制藥、生產(chǎn)肥料等行業(yè)有廣泛用途。
[精練7]　(2021·廣東卷)含氯物質(zhì)在生產(chǎn)生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究軟錳礦(主要成分是MnO2)的過程中，將它與濃鹽酸混合加熱，產(chǎn)生了一種黃綠色氣體。1810年，戴維確認(rèn)這是一種新元素組成的單質(zhì)，并命名為chlorine(中文命名“氯氣”)。
(1)實(shí)驗(yàn)室沿用舍勒的方法制取Cl2的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)實(shí)驗(yàn)室制取干燥Cl2時，凈化與收集Cl2所需裝置的接口連接順序?yàn)開________________________________________________________________。
(3)某氯水久置后不能使品紅溶液褪色，可推測氯水中________已分解。檢驗(yàn)此久置氯水中Cl－存在的操作及現(xiàn)象是____________________________。
(4)某合作學(xué)習(xí)小組進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)探究。
①實(shí)驗(yàn)任務(wù)　通過測定溶液電導(dǎo)率，探究溫度對AgCl溶解度的影響。
②查閱資料　電導(dǎo)率是表征電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的物理量。溫度一定時，強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液的電導(dǎo)率隨溶液中離子濃度的增大而增大；離子濃度一定時，稀溶液電導(dǎo)率隨溫度的升高而增大。25 ℃時，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。
③提出猜想　猜想a：較高溫度的AgCl飽和溶液的電導(dǎo)率較大。
猜想b：AgCl在水中的溶解度S(45 ℃)>S(35 ℃)>S(25 ℃)。
④設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證猜想　取試樣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同溫度下配制的AgCl飽和溶液)，在設(shè)定的測試溫度下，進(jìn)行表1中實(shí)驗(yàn)1～3，記錄數(shù)據(jù)。
表1
實(shí)驗(yàn)序號 試樣 測試溫度/ ℃ 電導(dǎo)率/(μS·cm－1)
1 Ⅰ：25 ℃的 AgCl飽和溶液 25 A1
2 Ⅱ：35 ℃的AgCl飽和溶液 35 A2
3 Ⅲ：45 ℃的AgCl飽和溶液 45 A3
⑤數(shù)據(jù)分析、交流討論　25 ℃的AgCl飽和溶液中，c(Cl－)＝________mol·L－1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為A3>A2>A1。小組同學(xué)認(rèn)為，此結(jié)果可以證明③中的猜想a成立，但不足以證明猜想b成立。結(jié)合②中信息，猜想b不足以成立的理由有_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
⑥優(yōu)化實(shí)驗(yàn)　小組同學(xué)為進(jìn)一步驗(yàn)證猜想b，在實(shí)驗(yàn)1～3的基礎(chǔ)上完善方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)4和5。請?jiān)诖痤}卡上完成表2中內(nèi)容。
表2
實(shí)驗(yàn)序號 試樣 測試溫度/ ℃ 電導(dǎo)率/(μS·cm－1)
4 Ⅰ B1
5 B2
⑦實(shí)驗(yàn)總結(jié)　根據(jù)實(shí)驗(yàn)1～5的結(jié)果，并結(jié)合②中信息，小組同學(xué)認(rèn)為猜想b也成立。猜想b成立的判斷依據(jù)是_______________________________________
_________________________________________________________________。
答案　(1)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　(2)cdbae
(3)HClO　取少量樣品于試管中，加入幾滴AgNO3溶液，若有AgCl白色沉淀生成，則該久置氯水中存在Cl－
(4)⑤×10－5(或1.34×10－5) 　存在兩個變量(溫度與濃度)，溫度升高的同時，溶液的濃度也在增大
⑥
45
Ⅱ 45
⑦A3＞B2＞B1
解析　(1)實(shí)驗(yàn)室沿用舍勒的方法制取Cl2的化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)實(shí)驗(yàn)室制得的Cl2中含有HCl、H2O，可依次通過飽和食鹽水、濃硫酸分別除去HCl、H2O，再收集Cl2并進(jìn)行尾氣處理，因此裝置的接口連接順序?yàn)閏dbae。(3)氯水中能使品紅溶液褪色的物質(zhì)是HClO，氯水久置后不能使品紅溶液褪色，可推測氯水中HClO已分解。檢驗(yàn)Cl－存在的方法是取少量樣品于試管中，加入幾滴AgNO3溶液，若有AgCl白色沉淀生成，則該久置氯水中存在Cl－。(4)⑤由于AgCl飽和溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)，因此25 ℃時，c(Cl－)＝＝ mol·L－1＝×10－5 mol·L－1≈1.34×10－5 mol·L－1。由于不同溫度下的飽和溶液的濃度不同，因此實(shí)驗(yàn)1、2、3中，存在兩個變量(溫度與濃度)，因此不足以證明猜想b成立。⑥需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明AgCl在水中的溶解度S(45 ℃)>S(35 ℃)>S(25 ℃)，可以設(shè)計(jì)不相同溫度下的飽和溶液在相同溫度下測試，如果溫度較高下的飽和溶液電導(dǎo)率比溫度較低的飽和溶液的電導(dǎo)率高，則可以得出溫度升高飽和溶液中離子濃度高，所以可以設(shè)計(jì)試樣Ⅰ、Ⅱ在45 ℃測試與實(shí)驗(yàn)3比較。⑦猜想b成立的判斷依據(jù)是A3>B2>B1。
題型特訓(xùn)
題型特訓(xùn)1　以物質(zhì)制備為主線的綜合實(shí)驗(yàn)題
1.(2022·宣城調(diào)研)亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效含氯消毒劑和漂白劑。下圖為制備亞氯酸鈉的裝置圖(夾持裝置省略)。
已知：NaClO2飽和溶液在低于38 ℃時會析出NaClO2·3H2O，高于38 ℃時析出NaClO2，高于60 ℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl。試回答下列問題：
(1)裝置A用來制取ClO2，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________________________________。
(2)裝置B的作用是________________________________________________。
(3)研究測得C裝置吸收液中c(NaOH)、對粗產(chǎn)品中NaClO2含量的影響如下圖所示。則最佳條件為c(NaOH)＝________ mol·L－1，＝________。
(4)C裝置中生成NaClO2的反應(yīng)，n(氧化劑)∶n(還原劑)＝________；C裝置采用“冰水浴”防止溫度過高的目的是_______________________________。
(5)充分反應(yīng)后，為從產(chǎn)品溶液中獲取NaClO2晶體，從下列選項(xiàng)中選出合理的操作并排序：________→________→________→干燥(填字母序號)。
a.趁熱過濾
b.50 ℃水洗滌
c.加熱蒸發(fā)結(jié)晶
d.冰水洗滌
e.55 ℃恒溫減壓蒸發(fā)結(jié)晶
答案　(1)2ClO＋H2O2＋2H＋===O2↑＋2ClO2↑＋2H2O　(2)防止倒吸　(3)4　0.8
(4)2∶1　防止NaClO2分解成NaClO3和NaCl，同時防止過氧化氫分解加快
(5)e　a　b
解析　裝置A用來制取二氧化氯，過氧化氫與氯酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，裝置B用作安全瓶，生成的二氧化氯與裝置C中的過氧化氫和氫氧化鈉反應(yīng)制得亞氯酸鈉，裝置D用來處理尾氣，防止污染空氣。(1)裝置A用來制取二氧化氯，過氧化氫與氯酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：2ClO＋H2O2＋2H＋===O2↑＋2ClO2↑＋2H2O。(2)由圖可知，裝置B的作用是防止倒吸，起到安全瓶的作用。(3)由圖像所示信息可知，氫氧化鈉的濃度由4 mol/L增大到5 mol/L時對亞氯酸鈉的含量沒有影響，所以最佳條件為c(NaOH)＝4 mol/L，由0.8到0.9對亞氯酸鈉的含量沒有影響，所以＝0.8。(4)裝置C中發(fā)生反應(yīng)：2NaOH＋2ClO2＋H2O2===2NaClO2＋2H2O＋O2，其中二氧化氯是氧化劑，過氧化氫是還原劑，則氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1；由已知信息可知，NaClO2飽和溶液在低于38 ℃時會析出NaClO2·3H2O，高于38 ℃時析出NaClO2，高于60 ℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl，同時過氧化氫受熱分解加快，所以裝置C采取“冰水浴”防止溫度過高的目的是：防止NaClO2分解成NaClO3和NaCl，同時防止過氧化氫分解加快。(5)由分析可知，充分反應(yīng)后，為從產(chǎn)品溶液中獲取NaClO2晶體，從下列選項(xiàng)中選出合理的操作順序?yàn)椋?5 ℃恒溫減壓蒸發(fā)結(jié)晶→趁熱過濾→50 ℃水洗滌→干燥，因此答案為eab。
2.(2022·開封名校聯(lián)盟押題)乙酸硅[(CH3COO)4Si，熔點(diǎn)：110 ℃，沸點(diǎn)：148 ℃]是白色至米色晶體。某校同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)先制備SiCl4(熔點(diǎn)：－70 ℃，沸點(diǎn)：57.6 ℃，極易水解)，再由SiCl4與乙酸酐[(CH3CO)2O，熔點(diǎn)：－73 ℃，沸點(diǎn)：140 ℃]反應(yīng)制備乙酸硅。回答下列問題：
(1)制備SiCl4裝置(部分夾持儀器已省略)如下：
①A中制取Cl2反應(yīng)的離子方程式為________________________________
_________________________________________________________________。
②B中盛放的試劑是________。
③F中收集到的氣體是CO，制備SiCl4的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________。
④上述設(shè)計(jì)的裝置有一處明顯不妥，改進(jìn)的方法是_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)制備(CH3COO)4Si的反應(yīng)裝置如圖所示。將一定量的SiCl4放入儀器a中，在電磁攪拌下，由滴液漏斗滴入過量的乙酸酐，關(guān)閉活塞。SiCl4和(CH3CO)2O的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)后反應(yīng)混合物帶色，并開始析出(CH3COO)4Si晶體。
①儀器a的名稱為________；圖中支管的作用是_________________________________________________________________。
②寫出生成(CH3COO)4Si的化學(xué)方程式：
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________(生成物有兩種)。
③完成反應(yīng)后，將反應(yīng)混合液放置數(shù)日，再用干冰－丙酮浴冷卻后，將導(dǎo)管伸入液面以下，__________________________________________________
(結(jié)合裝置圖填寫操作)，獲得(CH3COO)4Si晶體粗品，若得到較純 (CH3COO)4Si，則下一步操作為______________________________________________
_________________________________________________________________。
答案　(1)①2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O　②飽和食鹽水　③SiO2＋2C＋2Cl2SiCl4＋2CO
④SiCl4極易水解，故裝置E、F之間需連接盛有濃硫酸的集氣瓶裝置
(2)①三頸燒瓶　平衡壓強(qiáng)，使液體能夠順利滴落　②SiCl4＋4(CH3CO)2O―→(CH3COO)4Si＋4CH3COCl　③打開活塞，抽真空，以除去燒瓶中多余的液體　重結(jié)晶
解析　(1)①裝置A中，高錳酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)，制取氯氣，離子方程式為：2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O；②裝置A中所制備的氯氣中含有水蒸氣和氯化氫，故需先除去氯化氫，后除去水蒸氣，則裝置B用于除去氯化氫，即B中盛放飽和食鹽水；③由題意可知，裝置D中氯氣、二氧化硅和C反應(yīng)，生成SiCl4和CO，化學(xué)方程式為SiO2＋2C＋2Cl2SiCl4＋2CO；④由于SiCl4極易水解，故裝置E、F之間需連接盛有濃硫酸的集氣瓶裝置，防止裝置F中的水蒸氣進(jìn)入裝置E中，降低SiCl4產(chǎn)率；(2)①儀器a的名稱為三頸燒瓶；恒壓漏斗中的支管作用為平衡壓強(qiáng)，使液體能夠順利滴落；②SiCl4和(CH3CO)2O 反應(yīng)，生成(CH3COO)4Si和CH3COCl，化學(xué)方程式為：SiCl4＋4(CH3CO)2O―→(CH3COO)4Si＋4CH3COCl；③由題意中SiCl4和(CH3CO)2O的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)后反應(yīng)混合物帶色，并開始析出(CH3COO)4Si，則完成反應(yīng)后，將反應(yīng)混合液放置數(shù)日，再用干冰－丙酮浴冷卻后，此時(CH3COO)4Si析出，將導(dǎo)管伸入液面以下，打開活塞，抽真空，以除去燒瓶中多余的液體；若得到較純的(CH3COO)4Si，下一步的操作為重結(jié)晶。
3.(2022·黃山測試)氮化鍶(Sr3N2)是工業(yè)上生產(chǎn)熒光粉的原材料。已知：鍶與氮?dú)庠诩訜釛l件下可生成氮化鍶，氮化鍶遇水劇烈反應(yīng)產(chǎn)生氨氣。
Ⅰ.利用裝置A和B制備Sr3N2
(1)裝置A中儀器a的名稱為________，裝置B中洗氣瓶盛放的試劑是________(填名稱)。
(2)由裝置A制備N2的化學(xué)方程式為_________________________________
_________________________________________________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)時先點(diǎn)燃裝置________處酒精燈(填“A”或“B”)，一段時間后，點(diǎn)燃另一只酒精燈；其原因是___________________________________________
_________________________________________________________________。
Ⅱ.已知Mr(Sr3N2)＝292，測定Sr3N2產(chǎn)品的純度
稱取3.2 g產(chǎn)品，放入干燥的三頸瓶中，然后加入蒸餾水，通入水蒸氣，將產(chǎn)生的氨全部蒸出，用200.0 mL 1.0 mol/L的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液完全吸收(吸收液體體積變化忽略不計(jì))。從燒杯中量取20.00 mL的吸收液放入錐形瓶中，用1.0 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過剩的HCl，到終點(diǎn)時消耗18.00 mL NaOH溶液(圖中夾持裝置略)。
(4)三頸瓶中發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氨氣的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(5)通過計(jì)算可知產(chǎn)品純度為________。
(6)下列實(shí)驗(yàn)操作可能使氮化鍶(Sr3N2)測定結(jié)果偏高的是________(填標(biāo)號)。
A.錐形瓶洗滌干凈后未干燥，直接裝入待測液
B.滴定時未用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗滴定管
C.滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定結(jié)束后氣泡消失
D.讀數(shù)時，滴定前平視，滴定后俯視
答案　(1)蒸餾燒瓶　濃硫酸　(2)NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O
(3)A　為防止鍶被氧氣氧化，要先用A中生成的氮?dú)馀懦鯞中的空氣后，再加熱金屬鍶
(4)Sr3N2＋6H2O3Sr(OH)2＋2NH3↑
(5)91.25%　(6)D
解析　(1)裝置A中的儀器a為蒸餾燒瓶；氮化鍶遇水強(qiáng)烈水解，為了防止水蒸氣進(jìn)入石英管中，洗氣瓶的主要作用為干燥氮?dú)猓涫⒎旁噭闈饬蛩幔?2)裝置A為氮?dú)獍l(fā)生裝置，其反應(yīng)為：NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O；
(3)實(shí)驗(yàn)時，先點(diǎn)燃裝置A處的酒精燈，利用其產(chǎn)生的氮?dú)馀懦b置B中的氧氣，防止加熱金屬Sr時，金屬Sr被氧化；(4)根據(jù)題意，氮化鍶與水反應(yīng)生成氨氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Sr3N2＋6H2O3Sr(OH)2＋2NH3↑；(5)總的HCl的物質(zhì)的量為：n＝cV＝0.2×1＝0.2 mol，從燒杯中取出20.00 mL吸收液，用NaOH滴定，則消耗的NaOH的物質(zhì)的量為：n＝cV＝0.018×1＝0.018 mol，即20 mL中HCl的含量為0.018 mol，則原燒瓶中HCl剩余量為：0.018×10＝0.18 mol，與氨氣反應(yīng)的HCl為：0.2－0.18＝0.02 mol，即生成氨氣的含量為0.02 mol。根據(jù)反應(yīng)：Sr3N2＋6H2O3Sr(OH)2＋2NH3↑，可計(jì)算出參與反應(yīng)的氮化鍶的量為：0.02×＝0.01 mol，其質(zhì)量為：m＝nM＝0.01×292＝2.92 g，其純度為：×100%＝91.25%；(6)該方法為間接法測定氮化鍶含量，根據(jù)題意，氮化鍶的量與剩余HCl的量有關(guān)，即剩余HCl越多，氮化鍶的量越少，反之亦然。A.錐形瓶洗凈后干燥與否不影響待測液的含量，對結(jié)果無影響；B.滴定時未用NaOH標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，使得標(biāo)準(zhǔn)液濃度偏低，滴定時消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏大，計(jì)算時按原濃度計(jì)算，剩余HCl的量偏大，使得結(jié)果偏小；C.滴定前尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消失，讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，同理可得結(jié)果偏低；D.讀數(shù)時，滴定前平視，滴定后俯視，標(biāo)準(zhǔn)液讀數(shù)偏小，同理，計(jì)算出的剩余HCl偏低，結(jié)果偏高，故D正確。
4.(2022·龍巖一中月考)富馬酸亞鐵(結(jié)構(gòu)簡式為)對胃黏膜刺激較小，是一種治療缺鐵性貧血的安全有效的鐵制劑。某實(shí)驗(yàn)小組制備富馬酸亞鐵并測定產(chǎn)品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
(1)制備富馬酸(實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，夾持裝置已略去)
將NaClO3和V2O5置于三頸燒瓶中，滴加糠醛，在90～100 ℃條件下持續(xù)加熱3～4 h，制得富馬酸。
①儀器A的名稱是________。
②冷卻液宜從________(填“a”或“b”)口進(jìn)入。
③實(shí)驗(yàn)中球形冷凝管的作用是_________________________________
_________________________________________________________。
(2)合成富馬酸亞鐵
①取精制后的富馬酸
(HOOC—CH===CH—COOH)溶于適量水中，加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH為6.5～6.7，加熱、攪拌，產(chǎn)生大量氣泡。產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________。
②將硫酸亞鐵溶液和適量的Na2SO3溶液緩慢加入上述反應(yīng)液中，維持溫度為100 ℃并充分?jǐn)嚢?～4 h。加入適量的Na2SO3溶液的目的是_________________________________________________________________。
③經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等得到產(chǎn)品。
(3)測定產(chǎn)品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
準(zhǔn)確稱取產(chǎn)品a g，加入新煮沸過的3 mol·L－1 H2SO4溶液15 mL，待樣品完全溶解后，再加入新煮沸過的冷水50 mL和4滴鄰二氮菲—亞鐵指示劑，此時溶液呈紅色；立即用c mol·L－1 (NH4)2Ce(SO4)3標(biāo)準(zhǔn)液滴定(Ce4＋＋Fe2＋===Ce3＋＋Fe3＋，假設(shè)雜質(zhì)不反應(yīng))，滴定到終點(diǎn)(溶液變?yōu)闇\藍(lán)色)時消耗標(biāo)準(zhǔn)液V mL。
①(NH4)2Ce(SO4)3標(biāo)準(zhǔn)液適宜盛放在________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。
②該實(shí)驗(yàn)中能否用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液代替(NH4)2Ce(SO4)3標(biāo)準(zhǔn)液滴定Fe2＋，說明理由_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
③產(chǎn)品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(用含c、a、V的代數(shù)式表示)。
④若滴定前平視讀數(shù)，終點(diǎn)時仰視讀數(shù)會導(dǎo)致測量結(jié)果偏________(填“小”或“大”)。
答案　(1)①分液漏斗　②a　③冷凝回流，提高糠醛的轉(zhuǎn)化率和減少富馬酸的揮發(fā)
(2)①HOOC—CH===CH—COOH＋Na2CO3 NaOOC—CH===CH—COONa＋CO2↑＋H2O　②防止富馬酸亞鐵被氧化(Fe2＋或富馬酸根離子被氧化)
(3)①酸式　②不能，高錳酸鉀會氧化碳碳雙鍵　③×100%　④大
解析　(1)①儀器A的名稱是分液漏斗。②為了增加冷凝效果，冷卻液宜從下而上流入，故從a口進(jìn)入。③實(shí)驗(yàn)中球形冷凝管的作用是冷凝回流，提高糠醛的轉(zhuǎn)化率和減少富馬酸的揮發(fā)。(2)①富馬酸和碳酸鈉加熱反應(yīng)生成富馬酸鈉、CO2和H2O(也可以生成酸式鹽)，反應(yīng)方程式為：HOOC—CH===CH—COOH＋Na2CO3NaOOC—CH===CH—COONa＋CO2↑＋H2O。②亞鐵離子容易被空氣中氧氣氧化，加入適量的Na2SO3溶液的目的是防止富馬酸亞鐵被氧化(Fe2＋或富馬酸根離子被氧化)。(3)①銨根離子、Ce4＋水解溶液顯酸性，且Ce4＋有較強(qiáng)氧化性，故(NH4)2Ce(SO4)3標(biāo)準(zhǔn)液適宜盛放在酸式滴定管中。②富馬酸亞鐵中含有碳碳雙鍵，可以被高錳酸鉀氧化，故該實(shí)驗(yàn)中不能用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液代替(NH4)2Ce(SO4)3標(biāo)準(zhǔn)液滴定Fe2＋。③反應(yīng)為Ce4＋＋Fe2＋===Ce3＋＋Fe3＋，由反應(yīng)體現(xiàn)的關(guān)系可知，反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量為c mol·L－1×V×10－3 L＝cV×10－3 mol，則產(chǎn)品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%＝×100%。④若滴定前平視讀數(shù)，終點(diǎn)時仰視讀數(shù)會導(dǎo)致讀數(shù)偏大，計(jì)算出消耗標(biāo)準(zhǔn)液的量偏大，使得測量結(jié)果偏大。
5.(2022·沈陽質(zhì)檢)氯化亞錫(SnCl2)用途廣泛，在無機(jī)工業(yè)中用作還原劑(Sn2＋易被氧化為Sn4＋)，在鉀化藍(lán)生產(chǎn)中能防止硫酸亞鐵被氧化成高價鐵。由錫渣廢料(主要成分為Sn和SnO)制備氯化亞錫晶體(SnCl2·2H2O)的部分裝置如圖，過程如下：
①向電鍍錫渣中加入適量的濃鹽酸并充分?jǐn)嚢瑁?br/>②加熱到一定溫度，反應(yīng)約30分鐘；
③反應(yīng)完成后冷卻至室溫，水洗，抽濾；
④用鹽酸淋洗，向?yàn)V液中加入少許單質(zhì)錫，調(diào)pH＜2，在CO2氣流下進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得氯化亞錫晶體。
表1　錫渣在酸性條件下轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系
電鍍錫渣 質(zhì)量/g 濃鹽酸 用量/mL 反應(yīng)溫 度/℃ 轉(zhuǎn)化率/%
10 8 室溫 －
10 8 50～60 10～15
10 8 100～120 30～40
10 8 200～250 70
表2　pH對Sn2＋存在形式的影響
pH Sn2＋存在形式
＜2 SnCl2溶液
2～13 Sn(OH)2沉淀
＞13 H2SnO2溶液
(1)儀器a的名稱是________。
(2)使用恒壓滴液漏斗的原因是___________________________________
_________________________________________________________________。
(3)制備過程中通入N2的目的是_______________________________________
_________________________________________________________________。
(4)②加熱到一定溫度，最適宜的溫度范圍為________。
(5)④向?yàn)V液中加入少許單質(zhì)錫的目的是______________________________
_________________________________________________________________。
(6)④調(diào)pH＜2的原因是_____________________________________________
_________________________________________________________________。
(7)產(chǎn)品含量的測定：準(zhǔn)確稱取產(chǎn)品2.26 g，在酸性條件下，用硫酸鐵銨氧化Sn2＋，在硫酸－磷酸混酸條件下，以二苯胺磺酸鈉作指示劑，用0.100 mol·L－1標(biāo)準(zhǔn)酸性重鉻酸鉀溶液滴定Fe2＋，消耗標(biāo)準(zhǔn)酸性重鉻酸鉀溶液32.30 mL。產(chǎn)品中氯化亞錫晶體(SnCl2·2H2O)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。
答案　(1)球形冷凝管　(2)平衡氣壓，使液體順利滴下　(3)防止Sn2＋被空氣中氧氣氧化　(4)200～250 ℃　(5)一方面可以防止Sn2＋被氧化，另一方面還可以與剩余鹽酸繼續(xù)反應(yīng)，充分利用原料　(6)抑制Sn2＋水解或防止生成Sn(OH)2沉淀　(7)96.9%
解析　(3)由題意可知，Sn2＋容易被氧化，因此需通入N2排除裝置中的空氣。(4)由表1可知，相同條件下，溫度為200～250 ℃時，錫渣轉(zhuǎn)化率較高。(6)由pH對Sn2＋存在形式的影響知，當(dāng)pH介于2～13時，Sn2＋會轉(zhuǎn)化為Sn(OH)2沉淀，pH＞13時，Sn2＋會以H2SnO2溶液的形式存在，因此應(yīng)控制pH＜2。(7)由題意可得關(guān)系式：3Sn2＋～6Fe2＋～K2Cr2O7，則n(SnCl2·2H2O)＝n(Sn2＋)＝3n(K2Cr2O7)＝3×0.100 mol·L－1×32.30×10－3 L＝9.69×10－3 mol，故產(chǎn)品中SnCl2·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝×100%＝96.9%。
題型特訓(xùn)2　定量及探究綜合實(shí)驗(yàn)題
1.(2022·昌吉三模)為測定某氟化稀土樣品中氟元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。利用高氯酸(高沸點(diǎn)酸)將樣品中的氟元素轉(zhuǎn)化為氟化氫(低沸點(diǎn)酸)蒸出，再進(jìn)行吸收滴定來測定含量。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)裝置c的名稱是________。玻璃管a的作用為_________________________________________________________________。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟：①連接好實(shí)驗(yàn)裝置，檢查裝置氣密性；②往c中加入m g氟化稀土樣品和一定體積的高氯酸，f中加入滴加酚酞的NaOH溶液；③加熱裝置b、c。
①下列物質(zhì)可代替高氯酸的是________(填字母)。
A.硫酸 B.鹽酸 C.硝酸
②水蒸氣發(fā)生裝置的作用是______________________________________
_________________________________________________________________。
(3)問題討論：若觀察到f中溶液紅色褪去，可采用的最簡單的補(bǔ)救措施是_________________________________________________________________
_________________________________________________________________，
否則可能會使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低。實(shí)驗(yàn)中除有HF氣體外，可能還有少量SiF4(易水解)氣體生成。若有SiF4生成，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將________(填“偏高”、“偏低”或“不受影響”)，理由是____________________________________________。
答案　(1)三頸燒瓶　平衡壓強(qiáng)
(2)①A　②水蒸氣進(jìn)入到c中，可以把有揮發(fā)性的HF帶出反應(yīng)體系
(3)補(bǔ)充氫氧化鈉溶液　不受影響　SiF4氣體進(jìn)入到f中進(jìn)行水解，重新生成HF，被溶液吸收，氟元素沒有損失
解析　(1)根據(jù)裝置圖可知，裝置c是三頸燒瓶。玻璃管a與外界連通，能平衡燒瓶內(nèi)外壓強(qiáng)；(2)①實(shí)驗(yàn)原理是用高沸點(diǎn)酸將樣品中的氟元素轉(zhuǎn)化為氟化氫(低沸點(diǎn)酸)，硫酸是高沸點(diǎn)酸，硫酸可以代替高氯酸，故選A；②水蒸氣進(jìn)入到c中，可以把有揮發(fā)性的HF帶出反應(yīng)體系；(3)若觀察到f中溶液紅色褪去，說明氫氧化鈉不足，可采用的最簡單的補(bǔ)救措施是補(bǔ)充氫氧化鈉溶液。SiF4氣體進(jìn)入到f中進(jìn)行水解，重新生成HF，被溶液吸收，氟元素沒有損失，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果將不受影響。
2.(2022·福建名校聯(lián)盟聯(lián)考)室溫下，將去氧化膜的鎂條投入0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液中，產(chǎn)生大量氣泡。某興趣小組對產(chǎn)生氣泡的化學(xué)原理設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。
實(shí)驗(yàn)Ⅰ　驗(yàn)證氣體的成分
用小試管收集氣體，移近酒精燈火焰，產(chǎn)生爆鳴聲，從而確認(rèn)了氣體的成分。
實(shí)驗(yàn)Ⅱ　探究產(chǎn)生氣體的原理
[提出假設(shè)]
i.大量氣泡由Mg與H2O分子反應(yīng)而產(chǎn)生
ii.大量氣泡由Mg與NH水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)而產(chǎn)生
iii.大量氣泡由Mg與NH反應(yīng)而產(chǎn)生
[驗(yàn)證假設(shè)]甲同學(xué)按照編號順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：
編號 操作 現(xiàn)象 結(jié)論
1 將5 mm長的去氧化膜鎂條投入滴有酚酞的蒸餾水中 鎂條表面變紅，振蕩后紅色擴(kuò)散；一段時間后鎂條表面又變紅；氣泡不明顯 假設(shè)i不成立
2 將5 mm長的去氧化膜鎂條投入滴有酚酞的0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液中 鎂條表面不變紅，產(chǎn)生大量氣泡，隨著鎂條溶解逐漸出現(xiàn)紅色渾濁 假設(shè)ii或假設(shè)iii成立
3 鎂條表面不變紅，產(chǎn)生大量氣泡，隨著鎂條溶解逐漸出現(xiàn)紅色渾濁 假設(shè)iii成立
回答下列問題：
(1)NH水解的方程式為__________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)現(xiàn)象1“鎂條表面變紅”以及現(xiàn)象2“紅色渾濁”均表明生成了________(填化學(xué)式)；鎂條與0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液產(chǎn)生的氣體為________(填化學(xué)式)。
(3)已知：Kb(NH3·H2O)＝Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5，則濃度均為0.1 mol/L的
①NH4Cl溶液　②CH3COOH溶液　
③CH3COONH4溶液，pH由小到大的順序?yàn)開_______(填標(biāo)號)。
(4)操作3為_____________________________________________
_________________________________________________________________。
(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，甲同學(xué)認(rèn)為假設(shè)iii成立，即鎂條會使NH4Cl的水解平衡________(填“左移”、“右移”或“不移”)。
(6)乙同學(xué)認(rèn)為，甲同學(xué)的推理不夠嚴(yán)密，還有一種可能是_________________________________________________________________。
(7)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)等pH的鹽酸、稀硫酸與鎂反應(yīng)時，鹽酸速率更快，丙同學(xué)從中得到啟發(fā)，認(rèn)為操作1不夠嚴(yán)密應(yīng)改為：“將5 mm長的去氧化膜鎂條投入_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。”
答案　(1)NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋
(2)Mg(OH)2　H2
(3)②＜①＜③
(4)將5 mm長的去氧化膜鎂條投入滴有酚酞的0.1 mol·L－1 CH3COONH4溶液中
(5)左移
(6)假設(shè)ii成立，也能觀察到相同現(xiàn)象
(7)滴有酚酞的0.1 mol·L－1 NaCl溶液中
解析　 (1)銨根離子在溶液中發(fā)生水解反應(yīng)生成一水合氨，使溶液呈酸性，水解的離子方程式為NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋；(2)由鎂條表面變紅和紅色渾濁可知鎂與氯化銨溶液反應(yīng)有氫氧化鎂生成；由用小試管收集氣體，移近酒精燈火焰，產(chǎn)生爆鳴聲可知鎂與氯化銨溶液反應(yīng)生成的氣體為氫氣；(3)由電離常數(shù)可知，氯化銨溶液中銨根離子水解使溶液呈酸性，醋酸溶液中醋酸電離使溶液呈酸性，醋酸銨溶液中醋酸根離子和銨根離子都水解，但水解程度相當(dāng)，溶液呈中性，則濃度均為0.1 mol/L的三種溶液的pH由小到大的順序?yàn)棰冢饥伲饥郏?4)由操作3說明假設(shè)iii成立可知，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)選擇醋酸銨中性溶液探究大量氣泡產(chǎn)生是鎂與銨根離子反應(yīng)而產(chǎn)生，則實(shí)驗(yàn)操作為將5 mm長的去氧化膜鎂條投入滴有酚酞的0.1 mol/L醋酸銨溶液中；(5)銨根離子在溶液中存在水解平衡：NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋，若假設(shè)iii成立，加入的鎂與銨根離子反應(yīng)，反應(yīng)物的濃度減小，平衡向左移動；(6)銨根離子在溶液中存在水解平衡：NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋，若假設(shè)ii成立，鎂與水解生成的氫離子反應(yīng)生成氫氣和鎂離子，鎂離子與一水合氨反應(yīng)也能生成氫氧化鎂沉淀，則乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的推理不夠嚴(yán)密的原因是假設(shè)ii成立也能觀察到相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；(7)由等pH的鹽酸、稀硫酸與鎂反應(yīng)時，鹽酸速率更快可知，氯離子能促使鎂與氫離子反應(yīng)速率加快，為探究鎂與氯化銨溶液反應(yīng)與溶液中氯離子無關(guān)，應(yīng)將5 mm長的去氧化膜鎂條投入滴有酚酞的0.1 mol/L氯化鈉溶液中排出氯離子對反應(yīng)的影響。
3.(2022·廣東四校聯(lián)考)氯氣是一種重要的非金屬單質(zhì)，某小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室研究氯氣的制備和性質(zhì)。
第一部分：小組同學(xué)用二氧化錳與過量濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣過程中發(fā)現(xiàn)，二氧化錳仍有剩余時就觀察到反應(yīng)停止，該小組同學(xué)進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)探究二氧化錳仍有剩余時反應(yīng)停止的原因。
【提出猜想】ⅰ.隨著反應(yīng)進(jìn)行，c(Cl－)降低，不能被二氧化錳氧化。
ⅱ.隨著反應(yīng)進(jìn)行，……
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】將反應(yīng)后的固液混合物倒出，平均分在兩個試管中，分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了猜想i不成立。
(1)請將表中的實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象補(bǔ)充完整。
序號 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
Ⅰ 將濕潤的淀粉碘化鉀試紙放置于試管口，加熱試管；①________，充分振蕩，繼續(xù)加熱 試紙未變藍(lán)
Ⅱ 將濕潤的淀粉碘化鉀試紙放置于試管口，加熱試管；滴入2滴濃硫酸，充分振蕩，繼續(xù)加熱 滴入濃硫酸前，②________；滴入濃硫酸后，③________。
【進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)】設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探究。
序號 Ⅲ Ⅳ
實(shí)驗(yàn) 裝置
實(shí)驗(yàn) 操作 向左側(cè)燒杯中滴加2滴濃硫酸 向右側(cè)燒杯中滴加2滴濃硫酸
現(xiàn)象 滴加濃硫酸前，電流表指針不偏轉(zhuǎn)：滴加濃硫酸后，電流表指針偏轉(zhuǎn) 電流表指針始終不偏轉(zhuǎn)
(2)實(shí)驗(yàn)Ⅲ中滴加濃硫酸后，左邊燒杯中的電極反應(yīng)式是_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)依據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅰ～Ⅳ，解釋“二氧化錳仍有剩余時就觀察到反應(yīng)停止”的原因是_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
第二部分：制備SnCl4
SnCl4在工業(yè)上常用作媒染劑和有機(jī)合成上的氯化催化劑，其熔點(diǎn)是－33 ℃，沸點(diǎn)是114 ℃，在常溫常壓下為無色液體，在潮濕的空氣中易水解。該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖裝置制備SnCl4。
回答下列問題：
(4)裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________
_________________________________________________________________，
裝置F的作用是______________________________________________。
(5)利用該方法制備的SnCl4中含有少量SnCl2雜質(zhì)，可利用Fe3＋與Sn2＋反應(yīng)生成Fe2＋與Sn4＋，測定產(chǎn)物中SnCl4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，具體操作如下：取反應(yīng)后的固體7.600 g于試管中，加適量的鹽酸溶解，加入少量KSCN溶液做指示劑，用0.100 0 mol/L FeCl3標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，用去FeCl3溶液的體積為20.00 mL。
①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為___________________________________________。
②SnCl4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________(保留四位有效數(shù)字)。
答案　(1)加入NaCl固體　試紙不變藍(lán)　試紙變藍(lán)
(2)MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O
(3)c(H＋)減少，降低了MnO2的氧化性，不能繼續(xù)氧化Cl－
(4)2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O　吸收未反應(yīng)完的氯氣，防止污染空氣；防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置使SnCl4水解
(5)當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲蜦eCl3溶液時，溶液恰好變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)(或30秒內(nèi))不褪色　97.50%
解析　(1)Ⅰ中驗(yàn)證氯離子不能氧化碘化鉀，則將Ⅰ中操作補(bǔ)充內(nèi)容為加入氯化鈉固體，與Ⅱ作對比試驗(yàn)。Ⅱ中滴入濃硫酸前，試紙不變藍(lán)，滴入濃硫酸后，試紙變藍(lán)，說明酸性溶液中產(chǎn)生了氯氣，氯氣氧化了碘化鉀，從而證明猜想i不成立。(2)滴加濃硫酸后，由于氫離子濃度改變，增加了二氧化錳的氧化性，左邊燒杯中的電極反應(yīng)式是：MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O。(3)“二氧化錳仍有剩余時就觀察到反應(yīng)停止”的原因是：c(H＋)減少，降低了MnO2的氧化性，不能繼續(xù)氧化Cl－。制備SnCl4：A裝置用濃鹽酸和高錳酸鉀反應(yīng)制取氯氣，B裝置中的飽和食鹽水用來除去氯氣中的氯化氫，C裝置中的濃硫酸用來除去氯氣中的水，干燥、純凈的氯氣在D裝置中與錫反應(yīng)制備SnCl4，E用來收集生成的SnCl4，F(xiàn)用來吸收未反應(yīng)完的氯氣，并防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置使SnCl4水解。(4)裝置A用濃鹽酸和高錳酸鉀反應(yīng)制取氯氣，其化學(xué)方程式為：2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O；氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，SnCl4在潮濕的空氣中易水解，因此裝置F的作用是：吸收未反應(yīng)完的氯氣，防止污染空氣；防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置使SnCl4水解。(5)①鐵離子遇KSCN溶液變?yōu)榧t色，則達(dá)到滴定終點(diǎn)時，現(xiàn)象為：當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲蜦eCl3溶液時，溶液恰好變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)(或30秒內(nèi))不褪色。②依據(jù)得失電子守恒，有關(guān)系式：2Fe3＋～SnCl2，n(SnCl2)＝1/2n(Fe3＋)＝1/2×0.100 0 mol/L×0.02 L＝0.001 mol，則SnCl4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%＝97.50%。
4.(2022·義馬聯(lián)考)探究SO2與NaNO3溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。回答下列問題。
(1)儀器A在使用前應(yīng)________。裝置連接完成后，先檢查裝置氣密性，再加入試劑，通入CO2，通入CO2的目的是_______________________________，
直至裝置④中現(xiàn)象為_____________________________________，
停止通入CO2。
(2)將裝置④中盛放NaOH溶液的燒杯替換，打開A儀器活塞，向裝置①中滴加濃硫酸，使SO2緩慢通入裝置②中，直至裝置②中反應(yīng)完全，停止通入SO2。將裝置③注射器中氧氣注入廣口瓶，觀察到________，說明裝置②中反應(yīng)生成了NO，寫出裝置②中反應(yīng)的離子方程式_____________________________________。
(3)為測定某亞硫酸鈉樣品的純度，對上述裝置進(jìn)行如下改進(jìn)。
稱取10.0 g固體，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
a.通入氬氣排凈裝置①、②中的空氣；
b.將盛有堿石灰的干燥管(總質(zhì)量w g)和裝置④連接好；
c.打開分液漏斗活塞，向裝置①中滴加濃硫酸；
d.持續(xù)通入氬氣，直至裝置④收集到的Ar純凈；
e.拆除裝置，稱量裝置③的總質(zhì)量為(w＋4.8) g。
該樣品中亞硫酸鈉的純度為________；若實(shí)驗(yàn)中缺少步驟d，會使測定結(jié)果________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
答案　(1)檢查是否漏液　排凈裝置中的空氣　溶液變渾濁
(2)紅棕色氣體　3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO＋4H＋
(3)94.5%　偏低
解析　由實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，探究二氧化硫與硝酸鈉溶液反應(yīng)時，應(yīng)先通入二氧化碳?xì)怏w排盡裝置中的空氣，其中裝置①為濃硫酸與亞硫酸鈉粉末反應(yīng)制備二氧化硫裝置，裝置②為二氧化硫與硝酸鈉溶液反應(yīng)的裝置，裝置③為檢驗(yàn)一氧化氮生成的裝置，裝置④為排盡裝置中空氣的檢驗(yàn)裝置；測定某亞硫酸鈉樣品的純度時，應(yīng)先通入氬氣排盡裝置中的空氣。(1)分液漏斗是帶有瓶塞和活塞的裝置，為防止實(shí)驗(yàn)時漏液影響實(shí)驗(yàn)，使用前應(yīng)檢查分液漏

展開更多......

收起↑