2021届高考化学二轮高频热点特训：物质制备综合实验(解析版)

物质制备综合实验

1.12020•江苏卷】羟基乙酸钠易溶于热水，微溶于冷水，不溶于醇、酸等

有机溶剂。制备少量羟基乙酸钠的反应为

C1CH2COOH+2NaOHTHOCH2coONa+NaCl+H2OAH<0

实验步骤如下：

NaOII溶液

电磁搅拌

步骤1：如图所示装置的反应瓶中，加入40g氯乙酸、50mL水，搅拌。逐步

加入40%Na0H溶液，在95c继续搅拌反应2小时，反应过程中控制pH约为9。

步骤2：蒸出部分水至液面有薄膜，加少量热水，趁热过滤。滤液冷却至15℃,

过滤得粗产品。

步骤3：粗产品溶解于适量热水中，加活性炭脱色，分离掉活性炭。

步骤4：将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中，冷却至15℃以下，结晶、

过滤、干燥，得羟基乙酸钠。

(1)步骤1中，如图所示的装置中仪器A的名称是；逐步加入

1

NaOH溶液的目的是o

（2）步骤2中，蒸储烧瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是o

（3）步骤3中，粗产品溶解于过量水会导致产率（填“增大”或“减

小”）；去除活性炭的操作名称是o

（4）步骤4中，将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中的目的是

_______________O

【答案】（1）（回流）冷凝管防止升温太快、控制反应体系pH

（2）防止暴沸（3）减小趁热过滤

（4）提高羟基乙酸钠的析出量（产率）

【解析】（D根据图中仪器得出仪器A的名称为冷凝管，根据题中信息可知

制备羟基乙酸钠的反应为放热反应，逐步加入NaOH溶液的目的是防止升温太快,

同时控制反应体系的pH；（2步骤2中烧瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是防止暴

沸；（3）粗产品溶于过量水，导致在水中溶解过多，得到的产物减少，因此导致

产率减小；由于产品易溶于热水，微溶于冷水，因此去除活性炭的操作名称是趁

热过滤；（4）根据信息，产品不溶于乙醇、乙醛等有机溶剂中，因此步骤4中，

将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中的目的是降低产品的溶解度，提高羟基乙

酸钠的析出量（产量）。

2.12020•山东卷】用软镒矿（主要成分为MiQ,含少量Fe3（X、AI2O3）和BaS

制备高纯MnC03的工艺流程如下:

2

已知：MnOz是一种两性氧化物；25℃时相关物质的Q见下表。

物

Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(0H)2

质

1x10-16.31x10-3861x10-32.31X1()T2.7

Ksp

回答下列问题

(1)软镒矿预先粉碎的目的是,MrA与BaS溶液反应转化为MnO

的化学方程式为O

(2)保持BaS投料量不变，随MnO2与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无

明显变化，而Ba(0H)2的量达到最大值后会减小，减小的原因是o

(3)滤液I可循环使用，应当将其导入到操作中(填操作单元的名称)。

(4)净化时需先加入的试剂X为(填化学式)。再使用氨水调溶液的

pH,则pH的理论最小值为(当溶液中某离子浓度G,LOxlO-5moi七।时，可

认为该离子沉淀完全)。

(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为。

3

【答案】(1)增大接触面积，充分反应，提高反应速率

MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S

(2)过量的MrQ消耗了产生的Ba(OH)2

⑶蒸发H2024.9

2+

(4)Mn+HC03+NH3・H20=MnC031+NHZ+H2O

【解析】软镒矿粉(主要成分为MiG,含少量Fes。,、AI2O3)加入硫化领溶液进

行反应，主要发生Mn02+BaS+H20=Ba(0H)2+MnO+S,过滤得到Ba(OH)2溶液，经蒸发

结晶、过滤、干燥得到氢氧化领；滤渣用硫酸溶解，得到的滤液中主要金属阳离

子有Mr?*、Fe2\Fe3\Al3+,得到的滤渣为不溶于稀硫酸的硫磺；之后向滤液中

加入合适的氧化剂将Fe*转化为Fe3+,然后加入氨水调节pH,使Fe3\A产转化为

沉淀除去，压滤得到的废渣为Fe(OH)3和A1(OH)3,此时滤液中的金属阳离子只有

Mn2+,向滤液中加入碳酸氢钱、氨水，Mr产和碳酸氢根电离出的碳酸根结合生成碳

酸镒沉淀，过滤、洗涤、干燥得到高纯碳酸镒。(1)软锦矿预先粉碎可以增大反

应物的接触面积，使反应更充分，提高反应速率；MiG与BaS反应转化为MnO,

Mn元素的化合价由+4价降低为+2价，根据元素价态规律可知-2价的S元素应被

氧化得到S单质，则Mn。?与BaS的系数比应为1:1,根据后续流程可知产物还有

Ba(OH)2,结合元素守恒可得化学方程式为：MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S；(2)

根据题目信息可知M11O2为两性氧化物，所以当MnOz过量时，会消耗反应产生的

Ba(OH)2,从而使Ba(OH)2的量达到最大值或会减小；(3)滤液I为结晶后剩余的

Ba(0H)2饱和溶液，所以可以导入到蒸发操作中循环使用；(4)净化时更好的除去

4

Fe元素需要将Fe?+氧化为Fe3+,为了不引入新的杂质，且不将Mn元素氧化，加

入的试剂X可以是庆。2；根据表格数据可知，Fe(0H)3和A1(OH)3为同种沉淀，而

A1(OH)3的离,稍大，所以当Al＞完全沉淀时，Fe，+也一定完全沉淀，当c(Al3+)=1.0

XlO'oi/L时，c(0H-)=回普黑L叵/moiL」=10T/oi/L,所以

V《AT)VlxIO-5

cGTAlOT/ol/L,pH=4.9,即pH的理论最小值为4.9；(5)碳化过程Mr产和碳酸

氢根电离出的碳酸根结合生成碳酸镒沉淀，促进碳酸氢根的电离，产生的氢离子

2+

和一水合氨反应生成彼根和水，所以离子方程式为Mn+HCO3+NH3・H20=MnC031

+

+NH4+H20O

3.12020•山东卷】某同学利用CL氧化及血。4制备KMrA的装置如下图所示(夹

持装置略)：

已知：铳酸钾(K2MnOD在浓强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应:

2-

3Mn04+2H20=2Mn04+Mn021+40H'

回答下列问题:

(1)装置A中a的作用是；装置C中的试剂为

5

;装置A中制备Cl2的化学方程为o

（2）上述装置存在一处缺陷，会导致KMnO,产率降低，改进的方法是

_____________________________________________O

（3）KMnO4常作氧化还原滴定的氧化剂，滴定时应将KMnO4溶液加入

（填“酸式”或“碱式”）滴定管中；在规格为50.00mL的滴定管中，

若KMnO4溶液起始读数为15.00mL,此时滴定管中KMrA溶液的实际体积为

______________（填标号）。

A.15.00mLB.35.00mLC.大于35.00mLD.小于15.00ml

（4）某FeC2（）4•240样品中可能含有的杂质为FezCODs、H2C2O4.2H20,采用

KMnO4滴定法测定该样品的组成，实验步骤如下：

I.取mg样品于锥形瓶中，加入稀H2sO,溶解，水浴加热至75℃。用cmol

.『的KMiA溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色，消耗KMrQ溶液

VimLo

II.向上述溶液中加入适量还原剂将Fe"完全还原为Fe2+,加入稀H2s0,酸化后,

在75℃继续用KMnO,溶液滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色，又消耗KMnO4

*1

溶液V2mL。样品中所含H2c2（）4・2H20（M=126g•moK）的质量分数表达式为

________________________________________________O

下列关于样品组成分析的说法，正确的是（填标号）。

A.9=3时，样品中一定不含杂质

*2

6

B.兴越大，样品中H2c2O4・2H20含量一定越高

V2

C.若步骤I中滴入KMnO4溶液不足，则测得样品中Fe元素含量偏低

D.若所用KMrQ溶液实际浓度偏低，则测得样品中Fe元素含量偏高

【答案】(1)平衡气压，使浓盐酸顺利滴下NaOH溶液

Ca(C10)2+4HCl=CaCl2+2Cl21+2H20

(2)在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶

⑶酸式C⑷°-315c(V「3V2)xlOO%BD

m

【解析】(D装置A为恒压分液漏斗，它的作用是平衡气压，使浓盐酸顺利滴

下，C的作用是吸收反应不完的CL可用NaOH溶液吸收，Ca(C10)2和浓盐酸在

A中发生归中反应产生Cl2,反应的化学方程式为Ca(C10)2+4HCl=CaCl2+2Cl21

+2H20；(2)镒酸钾在浓强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生

2

3Mn04+2H20=2Mn04+Mn021+40H",一部分MnC^-转化为了MnO2,导致最终KMnO4的

产率低，而浓盐酸易挥发，直接导致B中NaOH溶液的浓度减小，故改进措施是

在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶吸收挥发出来的HC1；(3)高铳酸

钾有强氧化性，强氧化性溶液加入酸式滴定管，滴定管的“0”刻度在上，规格

为50.00mL的滴定管中实际的体积大于(50.00-15.00)mL,即大于35.00mL；(4)

设FeC2O4-2H20的物质的量为xmol,Fe2(C204)3的物质的量为ymol,H2C204•2H20

的物质的量为zmoL步骤I中草酸根和Fe*均被氧化，结合得失电子守恒有：

7

i2

2_2+

2KMn04"5H2C204（C204）,KMnO?5Fe,所以《x+《（x+3y+z）=cYxi（）3,步骤口中Fe?+

3

被氧化，由KMnO4~5Fe2+可知，1（x+2y）=cV2xio,联立二个方程解得：z=2.5（cV「3V2）

X10\所以H2c2（）4・2H20的质量分数=2.5（cY-3Vjxl（）3xl26x10（）%=

m

0-315（CV,-3V2）x100%o关于样品组成分析如下：A项，9=3时，H2c・2上0的质

mv2

量分数=（）•315（cV「3K）*］00%=0,样品中不含H2c204・2庆0,ilx+|（x+3y+z）=cV,xlO-3

m55

1V

和£（x+2y）=cV2xio,可知，yWO,样品中含Fe?（C2O4）3杂质，A错误；B项，甘越大，

由H2c204・2%0的质量分数表达式可知，其含量一定越大，B正确；C项，Fe元

素的物质的量=（（x+2y）mol=cV2xl03mo1,若步骤I中KMrQ溶液不足，则步骤I中

有一部分Fe?+没有被氧化，不影响V2的大小，则cVzXlOT不变，则对于测得Fe

元素的含量无影响，C错误；D项，结合C可知：若KMnCh溶液浓度偏低，则消耗

KMra溶液的体积V1、V2均偏大，Fe元素的物质的量偏大，则测得样品中Fe元素

含量偏高，D正确。

4.12019•新课标I卷】硫酸铁钱［NHFefOj・犯2。］是一种重要铁盐。为

充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铁，具体流

程如下：

回答下列问题:

8

(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是

(2)步骤②需要加热的目的是,温度保持80~95℃,采用的

合适加热方式是o铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需

要净化处理，合适的装置为(填标号)。

(3)步骤③中选用足量的乩。2,理由是o分批加入H2O2,同时为

了,溶液要保持pH小于0.5。

(4)步骤⑤的具体实验操作有,经干燥得到硫酸铁镀晶体样品。

(5)采用热重分析法测定硫酸铁核晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃

时，失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁镀晶体的化学式为o

【答案】(1)碱煮水洗

(2)加快反应热水浴C

(3)将Fe?+全部氧化为Fe/；不引入杂质防止Fe”水解

(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)

(5)NH4Fe(SO4)2•12H20

【解析】(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，油污在碱性条件下容易

9

水解，所以工业上常常用热的碳酸钠溶液清洗，即碱煮水洗；（2）步骤②需要加热

的目的是为了加快反应速率；温度保持80~95°C,由于保持温度比较恒定且低于

水的沸点，故采用的合适加热方式是水浴加热（热水浴）；铁屑中含有少量硫化物,

硫化物与硫酸反应生成硫化氢气体，可以用氢氧化钠溶液吸收，为了防止倒吸可以

加装倒置的漏斗，故选择C装置；（3）步骤③中选用足量的H2O2,H2O2可以将Fe2+氧

化为Fe。且H2O2的还原产物为40,不会引入新的杂质，故理由是：将Fe"全部氧

化为Fe*不引入新的杂质。因为本身易分解，所以在加入时需分量加入，同

时为了防止Fe?+水解，溶液要保持pH小于0.5；（4）为了除去可溶性的硫酸核、铁

离子等，需要经过的步骤为：加热浓缩、冷却结晶、过滤（洗涤）；（5）设硫酸铁钱

的化学式为NHFefOjxHzO,其相对分子质量为266+18x,1.5个水分子的相对分

子质量为1.5X18=27,则27/（266+18x）=5.6%,解得x=12,则硫酸铁钱的化学式

^NH4Fe（S04）2-12H20o

5.12019•新课标II卷】咖啡因是一种生物碱（易溶于水及乙醇,熔点234.5℃,

100C以上开始升华），有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约

单宁酸（々约为10;易溶于水及乙醇）约3%~10乐还含有色素、纤维素等。实验

室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。

索氏提取,

茶叶末

索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发，蒸汽沿蒸汽导管2上升

至球形冷凝管，冷凝后滴入滤纸套筒1中，与茶叶末接触，进行萃取。萃取液液面

10

达到虹吸管3顶端时，经虹吸管3返回烧瓶，从而实现对茶叶末的连续萃取。回答

下列问题：

索氏提取器

2-

1.滤纸套筒

2.蒸汽导管

3.虹吸管

甲

(1)实验时需将茶叶研细，放入滤纸套筒1中，研细的目的是

圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂，加热前还要加几粒-

(2)提取过程不可选用明火直接加热，原因是,与常规的萃取

相比，采用索氏提取器的优点是o

(3)提取液需经“蒸储浓缩”除去大部分溶剂。与水相比，乙醇作为萃取剂的

优点是o“蒸储浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸储头、温度

计、接收管之外，还有(填标号)。

A.直形冷凝管B.球形冷凝管C.接收瓶D.烧杯

(4)浓缩液加生石灰的作用是中和和吸收o

(5)可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小

火加热，咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结，该分离提纯方法的名称是

11

上棉花

一扎有小孔

NK的滤纸

【答案】（1）增加固液接触面积，提取充分沸石

（2）乙醇易挥发，易燃使用溶剂量少，可连续萃取（萃取效率高）

（3）乙醇沸点低，易浓缩AC（4）单宁酸水（5）升华

【解析】（1）萃取时将茶叶研细可以增加固液接触面积，从而使提取更充分；

由于需要加热，为防止液体暴沸，加热前还要加入几粒沸石；（2）由于乙醇易挥发，

易燃烧，为防止温度过高使挥发出的乙醇燃烧，因此提取过程中不可选用明火直接

加热；根据题干中的已知信息可判断与常规的萃取相比较，采用索式提取器的优点

是使用溶剂量少，可连续萃取（萃取效率高）；（3）乙醇是有机溶剂，沸点低，因此

与水相比较乙醇作为萃取剂的优点是乙醇沸点低，易浓缩；蒸储浓缩时需要冷凝管,

为防止液体残留在冷凝管中，应该选用直形冷凝管，而不需要球形冷凝管，A正确，

B错误；为防止液体挥发，冷凝后得到的储分需要有接收瓶接收储分，而不需要烧

杯，C正确，D错误，故选AC。（4）由于茶叶中还含有单宁酸，且单宁酸也易溶于

水和乙醇，因此浓缩液中加入氧化钙的作用是中和单宁酸，同时也吸收水；（5）根

据已知信息可知咖啡因在100C以上时开始升华，因此该分离提纯方法的名称是升

华。

6.乙酰水杨酸（阿司匹林）是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰

12

化制备阿司匹林的一种方法如下:

COOHCOOH

浓H2sO4/k1TxOCOCH3

+(CH3CO)2O.，-+CH3COOH

水杨酸醋酸酎乙酰水杨酸

水杨酸醋酸好乙酰水杨

酸

熔点/℃157~159-72^-74135~138

相对密度1.441.101.35

/(g,cm-3)

相对分子质量138102180

实验过程：在100mL锥形瓶中加入水杨酸6.9g及醋酸酎10mL,充分摇动

使固体完全溶解。缓慢滴加0.5mL浓硫酸后加热，维持瓶内温度在70℃左右，

充分反应。稍冷后进行如下操作。

①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100mL冷水中，析出固体，过滤。

②所得结晶粗品加入50mL饱和碳酸氢钠溶液，溶解、过滤。

③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。

④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4go

回答下列问题：

(1)该合成反应中应采用加热。(填标号)A.热水浴B.酒精灯

13

C.煤气灯D.电炉

⑵下列玻璃仪器中，①中需使用的有（填标号），不需使用的

___________（填名称）。

0

（3）①中需使用冷水，目的是o

（4）②中饱和碳酸氢钠的作用是，以

便过滤除去难溶杂质。

（5）④采用的纯化方法为。

（6）本实验的产率是%o

【答案】（DA（2）BD分液漏斗、容量瓶

（3）充分析出乙酰水杨酸固体（结晶）（4）生成可溶的乙酰水杨酸钠

（5）重结晶（6）60

【解析】（1）因为反应温度在70℃,低于水的沸点，且需维温度不变，故

采用热水浴的方法加热；（2）操作①需将反应物倒入冷水，需要用烧杯量取和存

放冷水，过滤的操作中还需要漏斗，则答案为：BD；分液漏斗主要用于分离互不

相容的液体混合物，容量瓶用于配制一定•浓度的溶液，这两个仪器用不到。（3）

14

反应时温度较高，所以用冷水的目的是使得乙酰水杨酸晶体充分析出；(4)乙酰

水杨酸难溶于水，为了除去其中的杂质，可将生成的乙酰水杨酸与碳酸氢钠反应

生成可溶性的乙酰水杨酸钠，以便过滤除去杂质；(5)每次结晶过程中会有少量

杂质一起析出，可以通过多次结晶的方法进行纯化，也就是重结晶；(6)水杨酸

分子式为C7H6。3,乙酰水杨酸分子式为C9Hs0”根据关系式法计算得：

C7H6。3~C9H8。4

138180

6.9gm

m(C9HaO4)=(6.9gX180)/138=9g,则产率为辛、100%=60%。

7.某班同学用如下实验探究Fe?+、Fe＞的性质。回答下列问题：

(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.lmol/L的溶液.在

FeCb溶液中需加入少量铁屑，其目的是o

(2)甲组同学取2mLFeCk溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶

液变红，说明CL可将Fe2+氧化。FeCL溶液与氯水反应的离子方程式为

_____O

(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeC12溶液中先加入

0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油

的作用是。

15

（4）丙组同学取10mLO.lmol/LKI溶液，加入6mL0.Imol/LFeCL溶液混合。

分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验：

①第一支试管中加入ImLCCL充分振荡、静置，CCL层呈紫色；

②第二只试管中加入1滴K3[Fe（CN”]溶液，生成蓝色沉淀：

③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。

实验②检验的离子是（填离子符号）；实验①和③说明：在「过量的情

况下，溶液中仍含有（填离子符号），由此可以证明该氧化还原反应为—

_______O

（5）丁组同学向盛有庆。2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCL溶液，溶液变成

棕黄色，发生反应的离子方程式为；一段时间后.溶液中有气泡出现,

并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是；生成沉淀的原因是

（用平衡移动原理解释）。

2+3+

【答案】28.（1）防止Fe?+被氧化（2）2Fe+Cl2=2Fe+2Cr

（3）隔绝空气（排除氧气对实验的影响）（4）Fe?+；Fe3+；可逆反应

2++3+s

（5）H202+2Fe+2H=2Fe+2H20,Fe*催化H202分解产生02；

庆。2分解反应放热，促进Fe时的水解平衡正向移动。

【解析】（1）亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的

FeCL溶液中加入少量铁属的目的是防止Fe"被氧化。（2）Cb可将Fe?+氧化成铁离

16

2+3+

子，自身得电子生成氯离子，反应的离子方程式为2Fe+Cl2=2Fe+2Cro（3）防

止空气中的氧气将Fe2+氧化，产生干扰，所以煤油的作用是隔绝空气。（4）根据

Fe?+的检验方法，向溶液中加入1滴K31Fe（CN）6］溶液，生成蓝色沉淀，一定含

有亚铁离子；则实验②检验的离子是Fe，碘易溶于CCL,在CCL中呈紫色，Fe3+

遇KSCN溶液显血红色,实验①和③说明，在「过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,

由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。（5）4。2溶液中加入几滴酸化的FeCl3

2+3+

溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为H202+2Fe+2H=2Fe+2H20,

铁离子的溶液呈棕黄色；一段时间后.溶液中有气泡出现，并放热。随后有红褐

色沉淀生成，产生气泡的原因是玲。2分解放出氧气，而反应放热，促进Fe3+的水

解平衡正向移动。

8.过氧化钙微溶于水，溶于酸，可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下

是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题：

（一）碳酸钙的制备

石灰石盐咚双氧水和氨水过调「滤渣

（含少量铁的氧化物）一»小常沸"L滤液或鳖譬速JcaCC>3

（1）步骤①加入氨水的目的是0小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,

有利于—O

（2）右图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是（填标号）。

17

a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁

b.玻璃棒用作引流

c.将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁

d.滤纸边缘高出漏斗

e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度

(二)过氧化钙的制备

CaCOs稀盐除铲'过滤>滤液氨黎鬻水)3^白色晶体

(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时

溶液呈—性(填“酸”、“碱”或“中将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的

作用是o

(4)步骤③中反应的化学方程式为,该反应需要在冰浴下进行，原

因是。

(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸储水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目

的是o

(6)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煨烧后，直接加入双氧水反应，

18

过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是，产品的缺点是

【答案】（1）调节溶液pH使Fe（0H）3沉淀；过滤分离（2）ade

（3）酸；除去溶液中溶解的CO?

（4）CaCl2+2NH3«H2O+H2O2=CaO21+2^01+2^0；温度过高时过氧化氢分解;

（5）去除结晶表面水分（6）工艺简单、操作简单；纯度较低

【解析】（D石灰石中含少量铁的氧化物，加入盐酸后生成CaCL及铁的氯化

物，加入双氧水可将Fe2+氧化成Fe?+,加入氨水的目的是中和剩余盐酸，调节溶

液的pH,使Fe?+转化为Fe（0H）3沉淀，再通过过滤除去杂质。小火煮沸的作用是

使沉淀颗粒长大，有利于过滤分离。（2）过滤操作中要求“一贴、二低、三靠”,

图中漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁，a错误；过滤时，玻璃棒用作引流，b正确；

将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁，防止存在气泡，c正确；滤纸边缘要低于漏斗边

缘，液面要低于滤纸边缘，d错误；用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动，容易使滤纸破

损，e错误。（3）步骤②中逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，该固体

为CaC03,溶液中含有CaCl2,由于溶解了生成的C02,溶液呈弱酸性。将溶液煮

沸，可排出溶解的CO2,防止与后续加入的氨水及生成的CaOz反应。（4）滤液中含

有CaCk,加入氨水和双氧水在冰浴条件下反应，经过滤得到白色晶体（Ca02）,

结合元素守恒推知步骤③中反应还生成NH4C1和H20,化学方程式为CaCl2+

2NH3•H204-H2024-6H20=Ca02•8H20I+2NH4cl或CaCl2+2NH3•H20+H202=Ca02

I+2NHG+2H2O。H2O2不稳定，受热易分解生成呢和故该反应在冰浴条件

下进行，其目的是防止受热分解。（5）过氧化钙微溶于水，能溶于酸，白色

结晶（CaO”可依次使用蒸镭水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面

水分。（6）将石灰石燃烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。

与第一种方法相比，其优点是工艺简单、操作方便；产品的缺点是纯度较低。

19

9.某废催化剂含58.2%的Si02>21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS»

某同学用15.0g该废催化剂为原料，回收其中的锌和铜。采用的实验方案如下:

废萼粤*粗ZnS04•7.H2O

滤液

催结晶

5mol•L-1H2SO4

化

滤渣2

剂浸出1.0mol•L->H2SO4

滤渣1

6%H2O2加热浸出浓缩

滤液粗CuSOq•5H2O

回答下列问题:

(1)在下列装置中，第一次浸出必须用,第二次浸出应选用

____________o(填标号)

(2)第二次浸出时，向盛有滤液1的反应器中加入稀硫酸，后滴入过氧化

氢溶液。若顺序相反，会造成o滤渣2的主要成分是

(3)浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是o

⑷某同学在实验完成之后，得到1.5gCuS(\•540,则铜的回收率为

【答案】(1)DA(2)乩。2与固体颗粒接触分解Si02(3)蒸发皿

20

(4)30%

【解析】（1）根据题目化学工艺流程知，第一次浸出发生反应：

Zn0+H2S04=ZnS04+H20>ZnS+H2S04=ZnS04+H2Sf,有有毒的生成，必须用氢氧化钠溶

液进行尾气处理，选D装置，第二次浸出时发生反应：

CUS++H202+H2S04=CUS04+S+2H20,不产生有毒气体，可以选用A装置；（2）第二次浸

出时，向盛有滤液1的反应器中加入稀硫酸,后滴入过氧化氢溶液.若顺序相反，

会造成H2O2与固体颗粒接触分解，二氧化硅不与硫酸反应，滤渣2的主要成分是

Si02；（3）浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用仪器为蒸发皿；（4）废催化剂中Cu的物

质的量为15.0gX12.8%4-96g/mol=0.02moL1.5gCuS04.5H20中Cu的物质含量

0.006mol

的为1.5g4-250g/mol=0.006mol,则铜的回收率为砥而X100%=30%o

10.焦亚硫酸钠（Na2s2O5）是常用的抗氧化剂，在空气中、受热时均易分解。

实验室制备少量Na2s2O5的方法：在不断搅拌下，控制反应温度在40c左右，向

Na2c过饱和溶液中通入SO2,实验装置如下图所示。

当溶液pH约为4时，停止反应，在20℃左右静置结晶。生成Na2s2O5的化学

方程式为

2NaHS03==Na2s2O5+H2O

21

(l)S02与Na2c。3溶液反应生成NaHS03和C02,其离子方程式为

________________________________________________________O

(2)装置Y的作用是。

(3)析出固体的反应液经减压抽滤、洗涤、25c〜30℃干燥，可获得Na2s2O5

固体。

①组成减压抽滤装置的主要仪器是布氏漏斗、和抽气

泵。

②依次用饱和S02水溶液、无水乙醇洗涤Na2s2。5固体。用饱和S02水溶液

洗涤的目的是O

(4)实验制得的Na2s2O5固体中含有一定量的Na2s和Na2s0,，其可能的原因

是O

【答案】(l)2S02+C(V-+H20==2HS(V+C02(2)防止倒吸

(3)①吸滤瓶②减少Na2s2O5在水中的溶解

(4)在制备过程中Na2s2O5分解生成生Na2S03,Na2S03被氧化生成Na2s0’

【解析】(DSO2与Na2cO3溶液反应生成NaHS03和CO2,根据原子守恒、电荷

守恒，可得反应的离子方程式为2s02+C032-+H20===2HS(V+C02；(2)在装置X中用

来发生反应制取Na2s2O5；由于S02是大气污染物，因此最后盛有NaOH溶液的Z装

置的NaOH溶液是尾气处理装置,防止SO2造成大气污染。由于二氧化硫易溶于水,

因此装置Y的作用防止倒吸。(3)②制取得到的Na2s2O5固体依次用饱和SO2水溶

22

液、无水乙醇洗涤Na2s2O5固体，用饱和SO2水溶液洗涤的目的是减少Na2s2O5的在

水中的溶解；⑷实验制得的Na2s2O5固体中常含有一定量的Na2SO3和Na2s04，可

能的原因是在制备过程中Na2s2O5分解生成生Na2sNa2s被氧化生成Na2s(X。

11.以Na2sO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和

盐溶液间反应的多样性。

试剂现象

实验

滴管试管

I.产生白色沉

饱和Ag2s溶液

淀

In.溶液变绿，继

0.2moli

D.-1

0.2mol,LCuSO4续滴加产生棕黄

tNa2sO3

色沉淀

溶液

2mLm.开始无明显

-1

0.1mol・LAl2(S04)3

变化，继续滴加

溶液

产生白色沉淀

(1)经检验，现象I中的白色沉淀是Ag2s用离子方程式解释现象I：

(2)经检验，现象n的棕黄色沉淀中不含scv,含有c/、和s(v-。

23

2+2+

已知：C/稀硫酸>Cu+Cu,Cu^-^CuII（白色）+L。

①用稀硫酸证实沉淀中含有Ctf的实验现象是

2-

②通过下列实验证实，沉淀中含有C/+和S03O

一

日无明显现象

KI溶液n-上层清一一

"g分成两份试剂1,

白色沉淀

一-A

洗净的D棕黄色沉淀白色沉淀■-

a.白色沉淀A是BaS04,试剂1是。

b.证实沉淀中含有Cif和S(V-的理由是

(3)已知：Ab(SO3)3在水溶液中不存在。经检验，现象m的白色沉淀中无S(V

一，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMiQ溶液褪色。

①推测沉淀中含有亚硫酸根和o

②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设：

i.被A1(OH)3所吸附；

ii.存在于铝的碱式盐中。

对假设ii设计了对比实验，证实了假设ii成立。

a.将对比实验方案补充完整。

24

(

.n•拄曾过量1口分一、洗n滴加-NaOH洛液一

*：UNa：SO,溶液y保用固体U至沉淀恰好溶辞D

2mL0.lmolLTAMSO》溶液白色沉淀白色固体'

步骤二：（按上图形式呈现）。

（4）根据实验，亚硫酸盐的性质有o盐溶液间反应的多样性与

__________有关。

【答案】（l）2Ag++S（V—=Ag2S0j。（2）①加入稀硫酸后，有红色固体生成;

②a.HC1和BaCk溶液。

b.在「的作用下，Cd转化为白色沉淀Cui,S（V-转化为SO,:（3）①Al?卡、

OITo

一

滴加NH,•H：O分离、洗濠_「|湎加稀、HOH溶液

m保用固体—*至沉淀恰好溶解

控制pH

“记录数据工

②a、2ml.0.11Po1溶液b、片明显大于

V2O

（4）还原性、水解溶液显碱性；两种盐溶液中阴阳离子的性质和反应条件。

【解析】（1）实验I中0.2mol•I?Na2sO3溶液饱和Ag2s0,溶液发生反应生

成白色沉淀Ag2s。3,离子方程式为2Ag++S（V—==Ag2so41。（2）①根据反应：Cu+

+C/+可知若沉淀中含有Cu+,加入稀硫酸会发生歧化反应生成铜单质,

2+

实验现象是有红色固体生成;②分析实验流程知实验原理为2CU+4I-=2CUI+I2>

22-+22+

I2+S03+H20=S04+2r+2H,SO4+Ba==BaSO41,贝!）：a.白色沉淀A是BaSO4,

试剂1是盐酸酸化的BaCk溶液。b.证实沉淀中含有Cif和S（V-的理由是棕黄色沉

25

淀与KI溶液反应生成白色沉淀（Cui）,证明含有Cu+,白色沉淀A为硫酸领，证

明含有S（V，（3）①根据题意可知实验m的白色沉淀中无SO’?，该白色沉淀既能

溶于强酸,又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色，贝11：①推测沉淀中含有

亚硫酸根和氢氧化铝。②a、铝的酸式盐与氢氧化钠反应消耗的氢氧化钠的含量

大于氢氧化铝，所以反应应该设计一个定量对比试验，根据白色固体消耗氢氧化

钠的量不同来证实假设五成立，即实验方案设计步骤二为：

-加NH,♦分离、洗涤滴加格NaCH溶液

--控制pH'保m固体至沉淀恰好溶解

记录数据力

2ml,0.1moDl七卬必。工溶液

且％明显大于V2,可说明沉淀中亚硫酸根存在于碱式盐中。（4）根据实验白

色沉淀能使酸性高镒酸钾溶液褪色，说明亚硫酸盐具有还原性，另外亚硫酸根水

解呈碱性。根据实验现象可得盐溶液间反应的多样性与盐的性质和溶液的酸碱性

有关。

12.水中溶氧量（DO）是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶解

氧分子的质量表示，单位mg/L,我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用

水源的DO不能低于5mg/Lo某化学小组同学设计了下列装置（夹持装置略），测

定某河水的DOo

26

1、测定原理：

碱性体积下，。2将Mr?.氧化为Mn0（0H）2：①2面2++（）2+40田=2MnOSHbl,酸性

条件下，Mn0（0H）2将I-氧化为I2：②Mn0（0H）2+「+H+fMn2++I2+H20（未配平），用

Na2s2O3标准溶液滴定生成的12,③2s

2、测定步骤

a.安装装置，检验气密性，充总排尽空气后，停止充Mo

b.向烧瓶中加入200ml水样

c.向烧瓶中依次迅速加入ImlMnSO,无氧溶液（过量）2ml碱性KI无氧溶液（过

量），开启搅拌器，至反应①完全。

d搅拌并向烧瓶中加入2ml硫酸无氧溶液至反应②完全，溶液为中性或若酸

性。

e.从烧瓶中取出40.00ml溶液，以淀粉作指示剂，用0.001000mol/LNa2S2O3

溶液进行滴定，记录数据。

f........

27

g.处理数据(忽略氧气从水样中的溢出量和加入试剂后水样体积的变化)。

回答下列问题：

(1)配置以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简单操作为。

(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器为o

①滴定管②注射器③量筒

(3)搅拌的作用是•—-

(4)配平反应②的方程式，其化学计量数依次为o

(5)步骤f为o

(6)步骤e中达到滴定终点的标志为o若某次滴定消耗Na2s2O3溶

液4.50mL水样的D0=mg/L(保留一位小数)。作为饮用水源，此次测

得D0是否达标：(填是或否)

(7)步骤d中加入硫酸溶液反应后，若溶液pH过低，滴定时会产生明显的误

差，写出产生此误差的原因(用离子方程式表示，至少写出2个)o

【答案】(1)将溶剂水煮沸后冷却

(2)②(3)使溶液混合均匀，快速完成反应

(4)1,2,4,1,1,3

(5)重复步骤e的操作2-3次(6)溶液蓝色褪去(半分钟内部变色)9.0

是

28

2+2

(7)2^+8203=8I+S021+H20；S02+l2+2H20=4H+S04'+2r；

4H任写其中2个)

【详解】(D气体在水中的溶解度随着温度升高而减小，将溶剂水煮沸可以

除去所用溶剂水中氧，故答案为将溶剂水煮沸后冷却；(2)在橡胶塞处加入水样

及有关试剂应选择注射器，故选②；(3)搅拌可以使溶液混合均匀，加快反应的

速率，故答案为使溶液混合均匀，快速完成反应；(4)根据化合价升降守恒，反

应②配平得Mn0(0H)2+2r+4H+=Mn*+l2+3H20,故答案为1,2,4,1,1,3；(5)滴

定操作一般需要重复进行2~3次，以便减小实验误差，因此步骤f为重复步骤e

的操作2~3次，故答案为重复步骤e的操作2~3次；(6)碘离子被氧化为碘单质

后，用Na2s2O3溶液滴定将碘还原为碘离子，因此滴定结束，溶液的蓝色消失；

n(Na2s2O3)=0.01000mol/LX0.0045L=4.5XlO^mol,根据反应①②③有02"2

Mn0(0H)2「2l2~4S2()32-,n(02)=^n(Na2S203)=l.125X10^mol,该河水的D0=^X

1.125X10-5X32=9X10_3g/L="9.0"mg/L>5mg/L,达标；(7)硫代硫酸钠在酸性

条件下发生歧化反应，生成的二氧化硫也能够被生成的碘氧化，同时空气中的氧

气也能够将碘离子氧化，反应的离子方程式分别为：2W+S20/-=SI+S02f+H20；

+2+

S02+I2+2H20=4H+S04+2r；4H+4I'+02=2I2+2H20o

13.无水MgBR可用作催化剂。实验室采用镁屑与液漠为原料制备无水MgBr2,

装置如图1,主要步骤如下：

29

步骤1三颈瓶中装入10g镁屑和150mL无水乙醛；装置B中加入15mL

液漠。

步骤2缓慢通入干燥的氮气，直至溟完全导入三颈瓶中。

步骤3反应完毕后恢复至室温，过滤，滤液转移至另一干燥的烧瓶中，冷

却至0℃,析出晶体，再过滤得三乙醛合漠化镁粗品。

步骤4常温下用苯溶解粗品，冷却至0℃,析出晶体，过滤，洗涤得三乙

酸合漠化镁，加热至160℃分解得无水MgB。产品。

已知：①Mg和Be反应剧烈放热；MgB。具有强吸水性。

②MgBG+3C2H50c2H5『"MgBr2.3c2H50c2H5

请回答：

(1)仪器A的名称是o

实验中不能用干燥空气代替干燥用，原因是o

(2)如将装置B改为装置C(图2),可能会导致的后果是o

30

(3)步骤3中，第一次过滤除去的物质是o

(4)有关步骤4的说法，正确的是o

A.可用95%的乙醇代替苯溶解粗品B.洗涤晶体可选用0℃的苯

C.加热至160℃的主要目的是除去苯D.该步骤的目的是除去乙酸和可能

残留的溟

(5)为测定产品的纯度，可用EDTA(简写为丫上)标准溶液滴定，反应的离子方

程式：

Mg2++Y+=MgY2"

①滴定前润洗滴定管的操作方法是o

②测定前，先称取0.2500g无水MgBo产品，溶解后，用0.0500mol•L

的EDTA标准溶液滴定至终点，消耗EDTA标准溶液26.50mL,则测得无水MgBr2

产品的纯度是(以质量分数表示)。

【答案】(D干燥管防止镁屑与氧气反应，生成的MgO阻碍Mg和比2的

反应

(2)会将液滨快速压入三颈瓶，反应