备考2025届高考化学一轮复习强化训练第十章化学实验基础第2讲物质的检验分离和提纯素养：模型建构-实验中“语言描述”类问题的思维模型

素养：模型建构——试验中“语言描述”类问题的思维模型命题特点：“缘由说明型”“目的操作型”“现象描述型”等，语言描述需科学、精确。（1）“缘由说明型”→书写反应方程式→从影响因素分析缘由；（2）“目的操作型”→学科核心素养→从变量角度分析目的；（3）“现象描述型”→“海、陆、空”找消逝的现象→“海、陆、空”找产生的现象。1.“操作”模型（1）蒸发结晶的操作：将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒不断搅拌，待有大量晶体析出时停止[1]加热，利用[2]余热蒸干剩余水分。（2）测溶液pH的操作：取一小块pH试纸放在表面皿或玻璃片上，用蘸有待测液的玻璃棒点在（或用胶头滴管吸取待测液滴在）[3]试纸中部，视察试纸颜色变更，并与[4]标准比色卡对比。（3）滴定操作：滴定时，[5]左手限制滴定管活塞，[6]右手摇动锥形瓶，眼睛凝视[7]锥形瓶内溶液颜色的变更。（4）证明沉淀完全的操作：静置，取沉淀后的上清液，滴加少量××试剂（沉淀剂），若没有沉淀生成，说明沉淀完全。（5）洗涤沉淀的操作：沿玻璃棒向漏斗（过滤器）中的沉淀上加洗涤剂至[8]全部浸没沉淀，静置使其全部滤出，重复操作2～3次。（6）检验沉淀是否洗涤干净的操作：取最终一次洗涤液，滴加少量××试剂（依据沉淀可能吸附的杂质离子，选择合适的检验试剂），若没有××（特征现象）出现，证明沉淀已洗涤干净。2.“仪器或试剂作用”模型（1）反应容器中和大气相通的玻璃管的作用：避开反应容器中压强过大。（2）有机物分别过程中加无水氯化钙的作用：干燥（除水）。（3）制备气体的装置中恒压滴液漏斗上的支管的作用：保证反应容器（一般为圆底烧瓶）内压强与恒压滴液漏斗内压强相等（平衡压强），使恒压滴液漏斗内的液体顺当滴下。3.“目的或缘由”模型（1）冷凝回流的作用及目的：防止××蒸气逸出而脱离反应体系，提高××物质的转化率。（2）加入氧化性试剂的目的：使××（还原性）物质转化为××物质。（3）沉淀的目的：除去杂质××。（4）沉淀用乙醇洗涤的目的：①减小固体的溶解损失；②除去固体表面吸附的杂质；③乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥。（5）限制溶液pH的目的：防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××物质溶解等。（6）加热的目的：增大反应速率或促进平衡向××方向（一般是有利于生成目标产物的方向）移动。（7）水浴加热的目的：便于限制反应温度，使受热匀整。（8）反应前通入××气体的目的：排尽空气，避开对反应造成干扰或发生副反应；反应后通入××气体的目的：将产生的气体全部吹出，被后续装置完全吸取。（9）“趁热过滤”后，先向滤液中加入少量水，加热至沸腾，然后再“冷却结晶”出目标产物的缘由：稀释溶液，防止降温过程中杂质析出，提高产品的纯度。（10）加过量A试剂的缘由：使B物质反应完全或提高B物质的转化率等。（11）温度不高于××℃的缘由：温度过低反应速率较小，温度过高××物质（如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等）分解或××物质（如浓盐酸）挥发或促进××物质（如AlCl3等）水解等。（12）减压蒸馏（减压蒸发）的缘由：减小压强，使液体沸点降低，防止××物质（如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等）受热分解。（13）在××气体氛围中蒸发、反应的缘由：抑制××离子的水解（如蒸发AlCl3溶液得无水AlCl3时需在HCl气流中进行，加热MgCl2·6H2O得MgCl2时需在HCl气流中进行等）。（14）配制××溶液时事先煮沸蒸馏水的缘由：除去溶解在蒸馏水中的氧气，防止××物质被氧化。4.“试验现象”模型描述现象时要留意语言的全面性、精确性，全面性要包括看到的、听到的、触摸到的、闻到的；精确性要指明产生这种现象的部位。按“现象＋结论”模式描述时，忌现象、结论不分，正确的思维是依据××现象推诞生成了××物质或发生了××反应。溶液由××色变成××色；液面上升（或下降）；溶液变浑浊；生成××色沉淀；产生大量气泡固体固体表面产生大量气泡；渐渐溶解；由××色变成××色气体生成××色××味气体；气体由××色变成××色1.[天津高考改编]为测定CuSO4溶液的浓度，某同学设计了如下方案。回答下列问题：试验原理：CuSO4＋BaCl2BaSO4＋CuCl2试验步骤：（1）推断SO42－沉淀完全的操作为向上层清液中接着滴加BaCl（2）步骤②推断沉淀是否洗净所选用的试剂为AgNO3溶液。（3）步骤③灼烧时盛装样品的仪器名称为坩埚。（4）固体质量为wg，则c（CuSO4）＝40w233mol·L－（5）若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯，则测得c（CuSO4）偏低（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。解析（1）加入BaCl2溶液后，若SO42－已经完全沉淀，则向上层清液中接着加入BaCl2溶液时就不会产生新的沉淀，故相应的检验方法是向上层清液中接着加入BaCl2溶液，没有白色沉淀出现，说明SO42－沉淀完全。（2）BaSO4沉淀中所含有的杂质为Cu2＋、Cl－，可用AgNO3溶液检验最终一次洗涤液中是否含有Cl－的方法达到目的。（3）灼烧固体时通常在坩埚中进行。（4）wgBaSO4的物质的量是w233mol，由“SO42－”守恒可知n（CuSO4）＝w233mol，c（CuSO4）＝w233mol÷0.025L＝40w233mol·L－1。（5）由于烧杯内壁会沾有命题拓展（1）步骤②洗涤沉淀的操作是沿玻璃棒向漏斗（过滤器）中的沉淀上加蒸馏水至全部浸没沉淀，静置使其全部滤出，重复操作数次。（2）步骤②检验沉淀是否洗涤干净的操作是取最终一次洗涤液，滴加少量AgNO3溶液，若无白色沉淀产生，证明沉淀已洗涤干净，若有白色沉淀产生，证明沉淀没有洗涤干净。2.[2024辽宁锦州质检改编]硫代硫酸钠（Na2S2O3）是常见的分析试剂和还原剂，常温下为无色晶体，易溶于水，遇酸反应。某学习小组在试验室利用高温加热绿矾（FeSO4·7H2O）生成的SO2气体制备Na2S2O3的试验装置如图所示。回答下列问题。（1）试验过程的操作步骤包括：a.检查装置气密性，加入药品；b.在m处连接盛有NaOH溶液的容器，关闭活塞K3，打开活塞K1、K2通入一段时间N2；c.打开活塞K1、K2，关闭活塞K3，通入一段时间N2；d.装置C中的溶液pH约为8时停止加热；e.关闭活塞K1、K2，打开活塞K3，加热绿矾；f.将锥形瓶中的溶液进行一系列操作，得到纯净的Na2S2O3晶体。以上步骤的正确排序为a→c→e→d→b（填标号）→f。（2）装置B中运用冰水浴的作用是将SO3冷凝，除去SO3。（3）Na2S和Na2CO3的混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制，煮沸的目的是除去蒸馏水中溶解的氧气，防止Na2S被氧气氧化。（4）装置C中发生反应的化学方程式为2Na2S＋2Na2CO3＋4SO2＋H2O3Na2S2O3＋2NaHCO3。装置C中的溶液pH约为8时停止加热的缘由是若溶液pH＞8，通入SO2的量少，Na2S和Na2CO3未充分反应，Na2S2O3的产量削减；若溶液pH＜8，过量的SO2溶于水使溶液呈酸性，酸性条件下Na2S2O3不稳定，导致Na2S2O3的产量降低。解析装置A为气体发生装置，用于制备SO2，发生反应2FeSO4·7H2O高温Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O↑。装置B为除杂装置，用于除去SO3，接受冰水浴可将SO3冷凝，将SO3与SO2气体分别。装置C为物质制备装置，用于制备Na2S2O3，发生反应2Na2S＋2Na2CO3＋4SO2＋H2O3Na2S2O3＋2NaHCO3，其中Na2S和Na2CO3的混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制，是因为Na2S具有还原性，煮沸可以除去蒸馏水中溶解的氧气，防止Na2S被氧气氧化。装置D为尾气处理装置，用于除去SO2，利用倒置的漏斗可防止倒吸。（1）试验起从前，应检查装置的气密性，加入药品；然后打开活塞K1、K2，关闭活塞K3，通入一段时间N2，赶尽装置内的空气；然后关闭活塞K1、K2，打开活塞K3，加热绿矾，制备SO2气体；当装置C中的溶液pH约为8时停止加热，