2021届高考化学考点突破：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+2NaOHfHOCH.COONa+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

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。

（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】（1）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（h、A处和BaS

制备高纯MnCOs的工艺流程如下:

已知：MnOz是一种两性氧化物；25℃时相关物质的L见下表。

物

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

质

_1631x10-3861x10-3231X1()T2.7

KspIxlO-

回答下列问题

(1)软镒矿预先粉碎的目的是，MnO2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MnO?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)o

(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c,,10x10-5moi【T时，可

认为该离子沉淀完全)。

【答案】(1)增大接触面积，充分反应，提高反应速率

Mn02+BaS+H20=Ba(OH)2+MnO+S

(2)过量的MnOz消耗了产生的Ba(0H)2

⑶蒸发H2024.9

2++

(4)Mn+HC03+NH3・H20=MnC031+NH4+H2O

【解析】软镒矿粉(主要成分为MnOz,含少量Fe3(h、AI2O3)加入硫化钢溶液进

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\AlA转化为

沉淀除去，压滤得到的废渣为Fe(OH)3和Al(0H)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?*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)软镒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；MnOz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MnO2与BaS的系数比应为1:1,根据后续流程可知产物还有

Ba(0H)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MrA过量时，会消耗反应产生的

Ba(0H)2,从而使Ba(0H)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

Fe元素需要将Fe2+氧化为Fe*为了不引入新的杂质，且不将Mn元素氧化，加

入的试剂X可以是上。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8p稍大，所以当A1"完全沉淀时，Fe3+也一定完全沉淀，当c(Al3+)=1.0

XKTmol/L时，c(0H-)=L-'=10-91mol/L,所以

［《AT)VlxIO5

c(H+)=10-49mol/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镀根和水，所以离子方程式为Mn+HCO3+NH3•H2O=MnCO31

+NH4++H2O。

3.12020•山东卷】某同学利用CL氧化K2MnO4制备KMnO’的装置如下图所示(夹

持装置略)：

已知：镒酸钾(LMnOD在浓强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应:

2

3MnO4+2H2O=2MnO4+MnO21+40E

回答下列问题:

(1)装置A中a的作用是;装置C中的试剂为

;装置A中制备C12的化学方程为o

（2）上述装置存在一处缺陷，会导致KMnCh产率降低，改进的方法是

（3）KMnO4常作氧化还原滴定的氧化剂，滴定时应将KMnCh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KMnO,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（h.240样品中可能含有的杂质为Fe2（C20D3、H2C2O4.2H20,采用

KMnO,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H2s。4溶解，水浴加热至75℃。用cmol

.r1的KMnO,溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色，消耗KMnO,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KM11O4溶液滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色，又消耗KMnO4

溶液VzmL。样品中所含H2c204-240但=126g-mol-1）的质量分数表达式为

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

V2

B.9越大，样品中H2c2。4・2H2。含量一定越高

*2

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KMnCh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(CIO)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C⑷O-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C12,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Mn(V一转化为了MnO2,导致最终KMrA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)高镒酸

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FeC204•2H20的物质的量为xmoLFe2(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：

io

2+

2KMnO：5H2czOKCzC"-),KMnO4"5Fe,所以3x+?x+3y+z尸巴xio^,步骤n中Fe?+

被氧化，由KMnO「5Fe2+可知，g(x+2y尸cV?xio,,联立二个方程解得：z=2.5(cV-3V2)

3

X10,所以H2c2(X・2H2O的质量分数=至曳0立吧竺xioo%=

m

0.315(cV,-3VI)xi00%o关于样品组成分析如下：A项，$3时，H2c2。4-240的质

mv2

3

量分数=O.315(cV「3VJx100%=0,样品中不含H2c2。4•2H2。，由2x+1(x+3y+z)=cY*10-

m35

1V

和£(X+2y)=cV2X103可知，ywo,样品中含Fez©。，杂质，A错误；B项，才越大，

3V2

由H2c204・2乩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=；仪+2丫)0101=八犷103[1101,若步骤I中KMn()4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CVZXKT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KMnO4溶液浓度偏低，则消耗

KMrQ溶液的体积％、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。

4.12020•天津卷】为测定C11SO4溶液的浓度，甲、乙两同学设计了两个方案。

回答下列问题：

I.甲方案

实验原理：CuSO4+BaCl2=BaSO41+CuCl2

实验步骤:

(1)判断so4”沉淀完全的操作为

(2)步骤②判断沉淀是否洗净所选用的试剂为

(3)步骤③灼烧时盛装样品的仪器名称为o

(4)固体质量为wg,则c(CuS04)=mol-L\

(5)若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯，则测得

c(CuS04)(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)o

II.乙方案

实验原理：Zn+CuS04=ZnS04+Cu,Zn+H2s。4=ZnS04+H2t

实验步骤：

①按右图安装装置(夹持仪器略去)

②……

③在仪器A、B、C、D、E…中加入图示的试剂

④调整D、E中两液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，读

数并记录。

⑤将CuS04溶液滴入A中搅拌，反应完成后，再滴加稀硫酸至体系不再有气

体产生

⑥待体系恢复到室温，移动E管，保持D、E中两液面相平，读数并记录

⑦处理数据

(6)步骤②为。

(7)步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是(填序号)。

a.反应热受温度影响b.气体密度受温度影响c.反应速率受温度

影响

(8)Zn粉质量为ag,若测得乩体积为bmL,已知实验条件下P(H2)=dgxU,

则c(CuSO。mol-1/(列出计算表达式)。

(9)若步骤⑥E管液面高于D管，未调液面即读数，则测得

c(CuS04)(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

(10)是否能用同样的装置和方法测定MgS(X溶液的浓度:(填“是”

或“否”)o

【答案】(1)向上层清液中继续滴加BaCL溶液，无白色沉淀生成，则沉淀完

全

(2)AgN03溶液(3)地期(4)—(5)偏低

abdxlO3

(6)检查装置气密性(7)b(8)65-2(9)偏高(10)否

25xl0-3

【解析】I.(1)硫酸根离子的检验是滴加氯化钢溶液，若产生白色沉淀，

证明溶液中含有硫酸根离子，故判断s(V-沉淀完全的操作向上层清液中继续滴加

BaCb溶液，无白色沉淀生成，则沉淀完全；(2)步骤②判断沉淀是否洗净所选用

的试剂为AgNOs溶液,硫酸锹沉淀中可能附着有氯化领，为了证明还有没氯离子，

需要加入硝酸银溶液，若产生白色沉淀，证明没有洗净；(3)步骤③灼烧时盛装

样品的仪器为生蜗；(4)固体质量为wg,为硫酸钢的质量，硫酸钢的物质的量为

炉4qcl,根据硫酸根守恒可知，CuSOjBaSO,，则c(CuS04)=9=233g/mol=*

一名0,025L

mol-L-1；(5)若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯，会使固体的质量偏小，

物质的量偏小，根据。=令可知，则测得c(CuS04)偏低。

II.(6)加入药品之前需检查装置的气密性；步骤②为检查装置气密性；(7)

气体的体积受温度和压强的影响较大，气体的质量不随温度和压强的变化而改变,

密度也受温度和压强的影响，步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是气体密度受

温度影响；反应热不受温度的影响，只与反应物和生成物自身的能量有关，不随

温度压强而改变；反应速率受温度影响，温度越高，反应速率越快，步骤⑥需保

证体系恢复到室温与反应速率无关；(8)Zn粉质量为ag,若测得乩体积为bmL,

已知实验条件下P(H2)=dgxL\氢气的质量=p(H2)VHbxl(f3g,利用氢气的质量得

到氢气的物质的量止d：b：10；g=dX11°二mol,根据Zn+H2s04=ZnS0+Ht,与

2g/mol242

酸反应的锌的物质的量为*Qmol,锌的总物质的量为就瑞，与硫酸铜反

1

应的锌的物质的量为/H一9筲"™"根据Zn+CuS04=ZnSO4+Cu,则

65g/mol2

agdbxlO3

mo1

c(CuSO4)=esgTmol^；(9)若步骤⑥E管液面高于D管，未调液面即读

25XW3L

数，得到氢气的体积偏小，与硫酸反应的锌的质量偏小，与硫酸铜反应的锌的质

量偏大，则测得c(CuS04)偏高；(10)不能用同样的装置和方法测定MgS04溶液的

浓度，硫酸镁不和锌发生置换反应。

5.12019•新课标I卷】硫酸铁核［NILFeCODz・加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镀，具体流程

如下：

回答下列问题：

(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是o

(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。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H2O2,理由是o分批加入乩。2,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镀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%。硫酸铁钱晶体的化学式为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(S04)2•12H2O

【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

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℃,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的还原产物为上0,不会引入新的杂质，故理由是：将Fe2+全部氧

化为Fe*不引入新的杂质。因为上。2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镀、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）设硫酸铁锭

的化学式为NH,FelSOjxHzO,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

6.咖啡因是一种生物碱（易溶于水及乙醇，熔点234.5C,100℃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1%~5%、单宁酸（去约为

10工易溶于水及乙醇）约还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提

取咖啡因的流程如下图所示。

|茶叶残渣|

I，一।索氏提取,生石灰

|茶叶末|-------1

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

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

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o

(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“蒸镭浓缩”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

棉花

扎有小孔

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100℃以上时开始升华，因此该分离提纯方法的名称是升

华。

7.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

化制备阿司匹林的一种方法如下:

COOHCOOH

浓H2SO4/k^ococ%

+(CH3co)2。.rJj+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,cm3)

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70c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

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

0

cD

（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o

（6）本实验的产率是%0

【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）

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：

C7HC9H8。4

138180

6.9gm

m(€9^04)=(6.9gX180)/138=9g,贝！］产率为菅xioo%=6O%。

8.干燥的二氧化碳和氨气反应可生成氨基甲酸钱固体，化学方程式为：

2NH3(g)+C02(g)NH2C00NH4(S)AH<0,在四氯化碳中通入二氧化碳和氨制备氨

基甲酸铁的实验装置如下图所示，回答下列问题：

(1)装置1用来制备二氧化碳气体：将块状石灰石放置在试管中的带孔塑

料板上，漏斗中所加试剂为—；装置2中所加试剂为—；

⑵装置4中试剂为固体NH4C1和Ca(0H)2,发生反应的化学方程式为

；试管口不能向上倾斜的原因是o装置3中试剂为K0H,其

作用为O

(3)反应时三颈瓶需用冷水浴冷却，其目的是o

【答案】(1)稀盐酸浓H2s。4

(2)Ca(0H)2+2NH4CiqCaC12+2NH3t+2H20

防止冷凝水倒流到管底部使试管破裂干燥剂(干燥氨气)

(3)降低温度，使平衡正向移动提高产量

【解析】(1)装置1用来制备二氧化碳气体，反应方程式为

CaC03+2HCl=CaCl2+C021+H20,在试管的带孔塑料板上放置块状CaCO3,在长颈漏

斗中放置稀盐酸；装置2中所加试剂为浓硫酸，作用是干燥CO?气体；(2)在装置

4中试剂为固体NH4cl和Ca(0H)2,二者混合加热发生反应制取氨气，发生反应的

化学方程式为Ca(0H)z+2NH4cl金CaCb+2NH3t+2H2。；试管口不能向上倾斜的原

因是：防止冷凝水倒流到管底部使试管破裂。装置3中试剂为KOH,其作用为干

燥氨气。(3)反应时三颈瓶需用冷水浴冷却，原因是2NH3(g)+CO2(g)

NH2COONH4(S)△取0的正反应是放热反应，降低温度，化学平衡向放热的正反应

方向移动，从而可提高产物的产量。

9.丙块酸甲酯(CH三C—COOH)是一种重要的有机化工原料，沸点为

103~105℃o实验室制备少量丙焕酸甲酯的反应为

浓H£O*

CH=C~COOH+CH30H—式一＞CH=C—COOCH3+H2O

实验步骤如下:

步骤1：在反应瓶中，加入14g丙快酸、50mL甲醇和2mL浓硫酸，搅拌,

加热回流一段时间。

步骤2：蒸出过量的甲醇(装置见下图)。

步骤3：反应液冷却后，依次用饱和NaCl溶液、5%Na2c溶液、水洗涤。分

离出有机相。

步骤4：有机相经无水Na2sO,干燥、过滤、蒸储，得丙快酸甲酯。

(1)步骤1中，加入过量甲醇的目的是▲。

(2)步骤2中，上图所示的装置中仪器A的名称是▲；蒸储烧瓶中加

入碎瓷片的目的是▲。

(3)步骤3中，用5%Na2c溶液洗涤，主要除去的物质是▲；分离出有

机相的操作名称为▲。

(4)步骤4中，蒸储时不能用水浴加热的原因是▲。

【答案】(1)作为溶剂、提高丙焕酸的转化率

(2)(直形)冷凝管防止暴沸

（3）丙快酸分液

（4）丙烘酸甲酯的沸点比水的高

【解析】（D一般来说，酯化反应为可逆反应，加入过量的甲醇，提高丙

快酸的转化率，丙焕酸溶解于甲醇，甲醇还作为反应的溶剂；（2）根据装置图，

仪器A为直形冷凝管；加热液体时，为防止液体暴沸，需要加入碎瓷片或沸石,

因此本题中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸；（3）丙快酸甲酯的沸点为103C

~105℃,制备丙焕酸甲酯采用水浴加热，因此反应液中除含有丙焕酸甲酯外，还

含有丙块酸、硫酸；通过饱和NaCl溶液可吸收硫酸；5%的Na2c溶液的作用是

除去丙焕酸，降低丙焕酸甲酯在水中的溶解度，使之析出；水洗除去NaCl、Na2c

然后通过分液的方法得到丙快酸甲酯；（4）水浴加热提供最高温度为100C,而

丙焕酸甲酯的沸点为103℃~105℃,采用水浴加热，不能达到丙焕酸甲酯的沸点，

不能将丙快酸甲酯蒸出，因此蒸馆时不能用水浴加热。

10.化学小组实验探究SO?与AgNOs溶液的反应。

（1）实验一：用如下装置（夹持、加热仪器略）制备S02,将足量S02通入AgNO3

溶液中，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B。

①浓H2sO,与Cu反应的化学方程式是

②试剂a是o

(2)对体系中有关物质性质分析得出：沉淀B可能为Ag2s。3、Ag2sO’或二者

混合物。(资料：Ag2s(X微溶于水；Ag2s难溶于水)

实验二：验证B的成分

滤液E

6moLL」氨水过量Ba(NO)溶液尔泞i.洗涤干净

沉淀B--------------------►溶液C-----------------------------•沉施3讯过量稀盐酸

沉淀F

①写出Ag2s溶于氨水的离子方程式：

②加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaS03,

进而推断B中含有Ag2sO3。向滤液E中加入一种试剂,可进一步证实B中含有Ag2sO3。

所用试剂及现象是。

(3)根据沉淀F的存在，推测s。；的产生有两个途径：

途径1：实验一中，S02在AgNOs溶液中被氧化生成Ag2SO4,随沉淀B进入Do

途径2：实验二中，so；被氧化为so：进入D。

实验三：探究so：的产生途径

①向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有：

取上层清液继续滴加BaCb溶液，未出现白色沉淀，可判断B中不含Ag2sO,。做

出判断的理由：。

②实验三的结论：o

(4)实验一中SO?与AgNOs溶液反应的离子方程式是。

(5)根据物质性质分析，SO?与AgNOs溶液应该可以发生氧化还原反应。将

实验一所得混合物放置一段时间，有Ag和sof生成。

(6)根据上述实验所得结论：o

【答案】⑴①Cu+2H2sOK浓)=CuS04+S021+2H20②饱和NaHSOs溶液

+2

(2)©Ag2SO3+4NH3•H20=2Ag(NH3)2+SO3+4H2O

②H2O2溶液，产生白色沉淀

(3)①Ag+Ag2sO,溶解度大于BaSO”没有BaSO,沉淀时，必定没有Ag2s04

2

②途径1不产生S0?,途径2产生S04-

+

(4)2Ag+S02+H20=Ag2sO31+2H

(6)实验条件下：SO?与AgNCh溶液生成Ag2s。3的速率大于生成Ag和SO,"的

速率

2

碱性溶液中更易被氧化为so4-

【解析】(1)①铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和

水，化学方程式为：Cu+2H2s0式浓)©CuSCVSOzt+2H2。。②试剂a为饱和NaHSOs

溶液，用于观察气体流速，且在SO?饱和NaHSCh溶液中溶解度很小，可防止倒吸。

++

⑵①Ag2s溶于氨水得到Ag(NH3)2,离子方程式为：Ag2SO3+4NH3-H20-2Ag(NH3)2

2

+S03+4H20；②沉淀D洗涤干净后，加入过量稀盐酸，BaSOs与稀盐酸反应生成

BaCb和SO?、H20,贝嗨液E中含有BaCb和溶解在水中的SO2形成的即。3,可向

E中加入小。2溶液，H2O2将H2s。3氧化生成SCV,S(V-和Ba?+反应产生白色BaS(X沉

淀，进一步证实B中含有Ag2s(3)向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，

该沉淀为AgCL证明溶液A中含有A/；取上层清液继续滴加BaCL溶液，未出

现白色沉淀，证明溶液A中不含SO"由于Ag2s(X微溶于水，则B中不含Ag2SO4,

从而确定途径1不产生SO4?，途径2产生SO,、(4)由(3)推知，”实验一中SO?与

AgNOs溶液反应生成Ag2s。3,离子方程式为2Ag++S02+H20=Ag2so31+2H+。(6)对比

分析(4)(5)可知,SO?与AgNOs溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和S(V-的速率，

再结合实验二可知，碱性溶液中SO3”更易被氧化为S0?o

11.环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下：

「♦有机相中

环己烯饱和食盐水干燥

粗产品操作2（沸点83°C）

一水相(弃去)

（沸点161℃）

回答下列问题:

I.环己烯的制备与提纯

⑴原料环己醇中若含苯酚杂质，检验试剂为，现象为

(2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。

①烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为,浓

硫酸也可作该反应的催化剂，选择FeCl3•6H20而不用浓硫酸的原因为

_________________（填序号）。

a.浓硫酸易使原料炭化并产生SO2

b.FeCb・6H2。污染小、可循环使用，符合绿色化学理念

c.同等条件下，用FeCh・6丛0比浓硫酸的平衡转化率高

②仪器B的作用为o

（3）操作2用到的玻璃仪器是。

（4）将操作3（蒸储）的步骤补齐：安装蒸储装置,加入待蒸馆的物质和沸石,

,弃去前偏分，收集83℃的微分。

II.环己烯含量的测定

在一定条件下，向ag环己烯样品中加入定量制得的与环己烯充

分反应后，剩余的皿与足量KI作用生成L，用cmolL的Na2s2O3标准溶液滴定,

终点时消耗NaSO,标准溶液vmL（以上数据均已扣除干扰因素）。

测定过程中，发生的反应如下:

(2)Br2+2KI-I,+2KBr

③L+2Na2s2O3-2NaI+Na2sQ

(5)滴定所用指示剂为o样品中环己烯的质量分数为

(用字母表示)。

(6)下列情况会导致测定结果偏低的是(填序号)。

a.样品中含有苯酚杂质

b.在测定过程中部分环己烯挥发

c.Na2sa,标准溶液部分被氧化

【答案】(DFej溶液溶液显紫色

人FeCI「6Hq、八

⑵①。△O+H-'°a、b

②减少环己醇蒸出

(3)分液漏斗、烧杯

(4)通冷凝水，加热

b—―x82

(5)淀粉溶液2000

a

(6)b、c

【解析】I.(1)检验苯酚的首选试剂是FeCL溶液，原料环己醇中若含有苯

酚，加入FeCh溶液后，溶液将显示紫色；

(2)①从题给的制备流程可以看出，环己醇在FeC13・6H2。的作用下，反应

生成了环己烯，对比环己醇和环己烯的结构，可知发生了消去反应，反应方程式

为：」注意生成的小分子水勿漏写，题目已明确提示该反应

可逆，要标出可逆符号，FeCl3-6H20是反应条件(催化剂)别漏标；此处用

FeC13・6H2。而不用浓硫酸的原因分析中：a项合理，因浓硫酸具有强脱水性，往

往能使有机物脱水至炭化，该过程中放出大量的热，又可以使生成的炭与浓硫酸

发生反应：C+2H2s0式浓)=A=C02t+S02t+2H20；b项合理，与浓硫酸相比，

FeCl3•6H20对环境相对友好，污染小，绝大部分都可以回收并循环使用，更符

合绿色化学理念；c项不合理，催化剂并不能影响平衡转化率；②仪器B为球形

冷凝管，该仪器的作用除了导气外，主要作用是冷凝回流，尽可能减少加热时反

应物环己醇的蒸出，提高原料环己醇的利用率；(3)操作2实现了互不相溶的两

种液体的分离，应是分液操作，分液操作时需要用到的玻璃仪器主要有分液漏斗

和烧杯；(4)题目中已明确提示了操作3是蒸储操作。蒸储操作在加入药品后，

要先通冷凝水，再加热；如先加热再通冷凝水，必有一部分福分没有及时冷凝,

造成浪费和污染；

IL（5）因滴定的是碘单质的溶液，所以选取淀粉溶液比较合适；根据所给

的②式和③式，可知剩余的近2与反应消耗的Na2s2O3的物质的量之比为1：2,所

以剩余B。的物质的量为：n（Br2b=；Xcmol•LXvmLX10"•mL-

反应消耗的Bn的物质的量为（b-就）mol,据反应①式中环己烯与澳单质1：1

反应，可知环己烯的物质的量也为（b-赢）mol,其质量为（b-磊）X82g,所

,CV

以ag样品中环己烯的质量分数为：配丽”82。（6）a项错误，样品中含有苯

酚，会发生反应:每反应ImolB0,消耗苯酚的

质量为31.3g；而每反应ImolBr2,消耗环己烯的质量为82g；所以苯酚的混入，

将使耗B/增大，从而使环己烯测得结果偏大；b项正确，测量过程中如果环己

烯挥发，必然导致测定环己烯的结果偏低；c项正确，Na2s2O3标准溶液被氧化，

必然滴定时消耗其体积增大，即计算出剩余的溟单质偏多，所以计算得出与环己

烯反应的漠单质的量就偏低，导致最终环己烯的质量分数偏低。

12.醋酸亚倍［（CLCOObCr-240］为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸,

在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还

原剂，将三价倍还原为二价铭；二价倍再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铭。

实验装置如图所示。回答下列问题：

(1)实验中所用蒸储水均需经煮沸后迅速冷却，目的是0仪器a

的名称是o

(2)将过量锌粒和氯化铝固体置于c中，加入少量蒸储水，按图连接好装

置，打开KI、K2,关闭K3。

①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为O

②同时c中有气体产生，该气体的作用是o

(3)打开K3,关闭K1和K2oc中亮蓝色溶液流入d,其原因是；

d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是、

、洗涤、干燥。

(4)指出装置d可能存在的缺点o

【答案】(D去除水中溶解氧分液(或滴液)漏斗

(2)①Zn+2Cr"=Zn2++2C/②排除c中空气

(3)c中产生也使压强大于大气压(冰浴)冷却过滤

(4)敞开体系，可能使醋酸亚铝与空气接触

【解析】（1）由于醋酸亚铝易被氧化，所以需要尽可能避免与氧气接触，

因此实验中所用蒸馆水均需煮沸后迅速冷却，目的是去除水中溶解氧；根据仪器

构造可知仪器a是分液（或滴液）漏斗；（2）①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，

说明Cr时被锌还原为Cr2+,反应的离子方程式为Zn+2Cr3+=Zn2++2Cr2+；②锌还

能与盐酸反应生成氢气，由于装置中含有空气，能氧化cd+,所以氢气的作用是

排除c中空气；（3）打开K3,关闭K1和K2,由于锌继续与盐酸反应生成氢气，

导致c中压强增大，所以c中亮蓝色溶液能流入d装置，与醋酸钠反应；根据题

干信息可知醋酸亚铭难溶于冷水，所以为使沉淀充分析出并分离，需要采取的操

作是（冰浴）冷却、过滤、洗涤、干燥。（4）由于d装置是敞开体系，因此装置的

缺点是可能使醋酸亚将与空气接触被氧化而使产品不纯。

13.K3[Fe（C2O4）3]・3&0（三草酸合铁酸钾）为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。

回答下列问题：

（1）晒制蓝图时，用K3[Fe（C2O4）3]・3H20作感光剂，以及[Fe（CN）61溶液为

显色剂。其光解反应的化学方程式为：2K3[Fe（C2（）4）3]工典2FeC2（X+3K2c2（X+2C02

t;显色反应的化学方程式为o

（2）某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实

验。

①通入氮气的目的是0

②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红

色,由此判断热分解产物中一定含有、。

③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是

④样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和FezOs,检验FezOs存在

的方法是：。

(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。

①称量mg样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2s酸化，用cmol・广KMnO4

溶液滴定至终点。滴定终点的现象是o

②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤

液全部收集到锥形瓶中。加稀H2s(X酸化，用cmol-L1KMrA溶液滴定至终点，

消耗KMnO4溶液Vmlo该晶体中铁的质量分数的表达式为

________________________________O

[答案】⑴3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4

(2)①隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置

②CO2CO

③先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气

④取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入「2滴KSCN溶液，溶

液变红色，证明含有FezOs

(3)①粉红色出现②胃泮1°°%

【解析】⑴光解反应的化学方程式为2K3[Fe(C204)3]且丝

2FeC204+3K2C204+2C02t,反应后有草酸亚铁产生，所以显色反应的化学方程式为

3FeC204+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C204o(2)①装置中的空气在高温下能氧

化金属铜，能影响E中的反应，所以反应前通入氮气的目的是隔绝空气排尽装置

中的空气；反应中有气体生成，不会全部进入后续装置。②实验中观察到装置B、

F中澄清石灰水均变浑浊，说明反应中一定产生二氧化碳。装置E中固体变为红

色，说明氧化铜被还原为铜，即有还原性气体CO生成，由此判断热分解产物中

一定含有CO?、CO；③为防止倒吸，必须保证装置中保持一定的压力，所以停止

实验时应进行的操作是先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气即可。

④要检验FezOs存在首先要转化为可溶性铁盐，因此方法是取少许固体粉末于试

管中，加稀硫酸溶解，滴入1〜2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有FezOs。

(3)①高镒酸钾氧化草酸根离子，其溶液显红色，所以滴定终点的现象是粉红色

出现。②锌把铁离子还原为亚铁离子，酸性高锌酸钾溶液又把亚铁离子氧化为铁

离子。反应中消耗高镒酸钾是O.OOlcVmol,Mn元素化合价从+7价降低到+2价,

所以根据电子得失守恒可知铁离子的物质的量是0.005cVmol,则该晶体中铁的

质量分数的表达式为°0°5cV>56*]0G%=主—,100%。

m1000m

14.硫代硫酸钠晶体(Na2s2()3・5H2O,游248g-moV)可用作定影剂、还原

剂。回答下列问题:

-10

(1)已知：A：p(BaS04)=l.1X1O,XP(BaS203)=4.IXlO^o市售硫代硫酸钠中

常含有硫酸根杂质，选用下列试剂设计实验方案进行检验：

试剂：稀盐酸、稀H2sO,、BaCb溶液、Na2cCh溶液、溶液

实验步骤现象

①取少量样品，加入除氧蒸②固体完全溶解得无色澄

储水清溶液

③___________④___________,有刺激性

气体产生

⑤静置，___________⑥___________

(2)利用标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下：

①溶液配制：称取1.2000g某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸

储水在中溶解，完全溶解后，全部转移至100mL的中，加

蒸储水至。

②滴定：取0.00950mol・L_1的K2C0O7标准溶液20.00mL,硫酸酸化后加

23+

入过量KL发生反应：Cr207+6r+14