2022高考化学大一轮复习讲义第10章第47讲　化学实验热点

第47讲化学实验热点复习目标根据化学实验的目的和要求，能做到：(1)设计、评价、改进实验方案；(2)正确选用实验装置；(3)掌握控制实验条件的方法；(4)预测或描述实验现象、分析或处理实验数据、得出合理结论。热点一无机物的制备综合实验题1．物质制备流程2．气体发生装置(1)设计原则：根据制备原理(化学方程式)、反应物状态和反应所需条件、制取气体的量等因素来设计反应装置。(2)气体发生装置的基本类型制取装置可用来制取的气体反应原理固＋固eq\o(→,\s\up7(△))气O22KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑NH32NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O固＋液eq\o(→,\s\up7(△))气Cl2MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2OHClNaCl＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))NaHSO4＋HCl↑固(块状)＋液→气H22H＋＋Zn=H2↑＋Zn2＋CO2CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O固＋液→气O2、H2、CO2、NH3、Cl2、SO2O2：H2O2与MnO2H2：Zn与稀硫酸CO2：CaCO3与稀盐酸NH3：浓氨水与CaOCl2：浓盐酸与KMnO4SO2：亚硫酸钠与硫酸3.气体的净化(干燥)装置(1)设计原则：根据主要气体及杂质气体的性质差异来选择除杂试剂及除杂装置。(2)除杂装置基本类型装置示意图适用范围试剂与杂质气体反应，与主要气体不反应；装置③用固体吸收还原性或氧化性杂质气体杂质气体被冷却后变为液体，主要气体不变为液体(3)吸收剂的选择选择吸收剂应根据被提纯气体的性质和杂质的性质而确定，一般情况如下：①易溶于水的气体杂质可用水来吸收；②酸性杂质可用碱性物质吸收；③碱性杂质可用酸性物质吸收；④水为杂质时，可用干燥剂来吸收；⑤能与杂质发生反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。4．尾气处理装置的选择a装置用于吸收溶解或反应速率不是很快的气体，如用NaOH溶液吸收Cl2、CO2等。b装置用于收集少量气体。c、d装置用于吸收极易溶且溶解很快的气体，如HCl、HBr、NH3等；其中d装置吸收量少。e装置用于处理难以吸收的可燃性气体，如H2、CO等。5．实验条件的控制(1)排气方法为了防止空气中的氧气、CO2、水蒸气等干扰实验，常用其他稳定的气体(如氮气)排尽装置中的空气；有时也可充分利用反应产物气体(如：氨气、氯气、二氧化硫)等排尽装置中的空气。(2)控制气体的流速及用量①用分液漏斗控制液体滴加的速度和用量。②观察气泡，控制气流速度，如图甲，可观察气泡得到N2、H2的体积比约为1∶3的混合气体。③平衡气压如图乙，用长玻璃管平衡气压，防堵塞。(3)压送液体根据装置的密封性，让反应生成气体或消耗气体，产生压强差，将液体压入或倒流入另一反应容器。(4)温度控制①控制低温的目的：减少某些反应物或产品分解，如H2O2、NH4HCO3等；减少某些反应物或产品挥发，如盐酸、氨水等；防止某物质水解，避免副反应发生等。②采取加热的目的：加快反应速率或使平衡移动，加速溶解等。③常考温度控制方式：a．水浴加热：均匀加热，反应温度100℃以下。b．油浴加热：均匀加热，反应温度100～260℃。c．冰水冷却：使某物质液化、降低产物的溶解度；减少其他副反应，提高产品纯度等。d．保温：如中和热测定时，两烧杯之间填泡沫，真空双层玻璃容器等。6．解答物质制备试题的思维流程(1)认真阅读题干，提取有用信息，包括实验目的、反应条件、陌生物质的性质、陌生反应原理等。(2)仔细观察装置图(或框图)，联想熟悉的实验，找出每件仪器(或步骤)与熟悉的某一实验相似的地方，分析每件仪器中所装药品的作用。(3)通读问题，整合信息，把所有的问题进行综合分析，运用题给信息和化学基础知识做出正确答案。答案(1)去除水中溶解氧分液漏斗(2)①Zn＋2Cr3＋=Zn2＋＋2Cr2＋②排除c中空气(3)c中产生H2使压强大于大气压(冰浴)冷却过滤(4)敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触1．过氧化锶(SrO2)通常用作分析试剂、氧化剂、漂白剂等。制备原理为Sr＋O2eq\o(=,\s\up7(△))SrO2。某兴趣小组利用下列装置在实验室中模拟制备过氧化锶。(1)选择必要仪器制备过氧化锶(气流按从左到右的流向)：________(填字母)。(2)该实验制备氧气的化学方程式为________________________________________________。(3)连接好装置进行实验，实验步骤如下，正确的操作顺序为____________(填序号)。①打开分液漏斗活塞，将水滴入烧瓶中②在相应装置中装入药品③检查装置气密性④加热⑤停止加热⑥关闭分液漏斗活塞(4)利用反应Sr2＋＋H2O2＋2NH3＋8H2O=SrO2·8H2O↓＋2NHeq\o\al(＋,4)制备过氧化锶，装置如下：①仪器X的作用是______________________________________________________________。②氨气在该反应中所起的作用是___________________________________________________。③实验结束后，得到SrO2·8H2O的操作为__________________________________________。(5)设计实验证明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性强：______________________________________________________________________________________________________________。答案(1)A→B→E→B(2)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑(3)③②①④⑤⑥(4)①防倒吸②中和生成的氢离子，促进反应正向进行③过滤、洗涤、干燥(5)在盐酸酸化的氯化亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液，无明显现象，再向其中加入少量过氧化锶，溶液变为红色，证明SrO2的氧化性比FeCl3的强解析(1)根据反应原理，需要制备氧气。由于锶是活泼金属，能与水发生反应，因此需要预先除去氧气中的水蒸气，然后通入玻璃管中与锶发生反应，同时防止空气中的水和二氧化碳进入E装置，因此装置的连接顺序是A→B→E→B。(3)由于有气体参加反应，所以首先要检查装置的气密性，然后加入药品。打开分液漏斗活塞，排尽装置内的空气，对玻璃管进行加热，发生反应，反应完全后，停止加热，关闭分液漏斗活塞，故实验操作的顺序是③②①④⑤⑥。(4)①氨气极易溶于水，因此仪器X的作用是防倒吸。②根据反应原理Sr2＋＋H2O2=SrO2＋2H＋，通入氨气可中和H＋，促进反应的正向进行。2．(2020·广东省执信中学高三上学期第二次月考)MnSO4晶体是一种易溶于水的微红色晶体，某校同学设计实验制备并检验MnSO4的性质。回答下列问题：(1)甲组同学设计用SO2和适量纯净的MnO2制备MnSO4，其装置如下：①A装置中固体药品X(正盐)通常是________________(填化学式)。②B装置中通SO2的导管末端接多孔球泡的目的是__________________________________。(2)乙组同学定性检验甲组同学的产品中Mn2＋的存在，取少量晶体溶于水，加入(NH4)2S2O8溶液，滴入硝酸银(作催化剂)，微热振荡，溶液显紫色，发生反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________。(3)丙组同学为检验无水MnSO4(接近白色)的热分解产物，将MnSO4晶体脱水后放入下图所示的装置中，打开K1和K2，缓慢通入N2，加热，硬质玻璃管中最后得到黑色固体。①检验分解的气态产物中是否有SO2及SO3，装置E、F中的溶液依次是____、____(填字母)。a．Ba(NO3)2溶液 b．BaCl2溶液c．品红溶液 d．浓硫酸②若D中得到的黑色粉末为Mn3O4，E、F中均有明显现象，则D中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(4)丁组同学设计实验，以丙组同学得到的黑色粉末为原料，利用铝热反应原理将其还原为金属锰，所需的药品除氯酸钾外，还需要__________________________________。答案(1)①Na2SO3②增大SO2与液体的接触面积(2)2Mn2＋＋5S2Oeq\o\al(2－,8)＋8H2Oeq\o(=,\s\up7(AgNO3))2MnOeq\o\al(－,4)＋10SOeq\o\al(2－,4)＋16H＋(3)①bc②3MnSO4eq\o(=,\s\up7(高温))Mn3O4＋SO2↑＋2SO3↑(4)铝粉、镁条解析(1)①A装置制备二氧化硫气体，实验室一般用亚硫酸盐与浓硫酸制备，固体药品X通常是Na2SO3。②B装置中通SO2的导管末端接多孔球泡的目的是增大SO2与液体的接触面积。(2)根据题意，Mn2＋与(NH4)2S2O8溶液以硝酸银作催化剂，微热振荡反应，溶液显紫色，说明生成高锰酸根离子，锰元素化合价升高，则硫元素化合价降低生成硫酸根离子，故反应的离子方程式为：2Mn2＋＋5S2Oeq\o\al(2－,8)＋8H2Oeq\o(=,\s\up7(AgNO3))2MnOeq\o\al(－,4)＋10SOeq\o\al(2－,4)＋16H＋。(3)①检验分解的气态产物中是否有SO2及SO3，检验三氧化硫时，为防止二氧化硫的干扰，用氯化钡溶液检验，二氧化硫用品红溶液检验，装置E、F中的溶液依次是BaCl2溶液、品红溶液。②D中得到的黑色粉末为Mn3O4，E、F中均有明显现象，说明生成SO2及SO3，反应的化学方程式为：3MnSO4eq\o(=,\s\up7(高温))Mn3O4＋SO2↑＋2SO3↑。(4)利用铝热反应原理将其还原为金属锰，所需的药品有铝粉，氯酸钾作供氧剂，还需要点燃的镁条提供高温条件。热点二有机物的制备综合实验题把握三个关键，突破有机物制备实验1．有机物制备的思维流程2．有机物制备的注意要点(1)熟知常用仪器及用途(2)依据物质性质和反应特点选择加热或冷却方式①加热：酒精灯的火焰温度一般在400～500℃，乙酸乙酯的制取、石油的蒸馏等实验选用酒精灯加热，若温度要求更高，可选用酒精喷灯或电炉加热。除上述加热方式外还可以根据加热的温度要求选择水浴、油浴、沙浴加热。②冷凝回流有机物易挥发，因此在反应中通常要采用冷凝回流装置，以减少有机物的挥发，提高原料的利用率和产物的产率。如图1、图3中的冷凝管，图2中的长玻璃管B的作用都是冷凝回流。③防暴沸：加沸石(或碎瓷片)，防止溶液暴沸；若开始忘加沸石(或碎瓷片)，需冷却后补加。3．常见有机物分离提纯的方法(1)分液：用于分离两种互不相溶(密度也不同)的液体。(2)蒸馏：用于分离沸点不同的互溶液体。分馏的原理与此相同。(3)洗气：用于除去气体混合物中的杂质，如乙烷中的乙烯可通过溴水洗气除去。(4)萃取分液：如分离溴水中的溴和水，可用四氯化碳或苯进行萃取，然后分液。(2014·全国卷Ⅰ，26)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味，实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下：相对分子质量密度/(g·cm－3)沸点/℃水中溶解性异戊醇880.8123131微溶乙酸601.0492118溶乙酸异戊酯1300.8670142难溶实验步骤：在A中加入4.4g异戊醇、6.0g乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片，开始缓慢加热A，回流50min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO4固体，静置片刻，过滤除去MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集140～143℃馏分，得乙酸异戊酯3.9g。回答下列问题：(1)仪器B的名称是________。(2)在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是_________________________________________，第二次水洗的主要目的是________________________________________________________。(3)在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后________(填字母)。a．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出b．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出c．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出d．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出(4)本实验中加入过量乙酸的目的是____________________________________。(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是________________________________。(6)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是______(填字母)。(7)本实验的产率是________(填字母)。a．30% b．40%c．60% d．90%(8)在进行蒸馏操作时，若从130℃开始收集馏分，会使实验的产率偏____(填“高”或“低”)，其原因是______________________________________________________。命题点研究与答题规范第(1)问考查仪器的名称仪器B为球形冷凝管第(2)问考查除杂方案的设计依据各物质的溶解性确定乙酸异戊酯中混有的杂质是乙酸、异戊醇、浓硫酸、水等。除杂的方案设计为：第(3)问考查分液的实验操作乙酸异戊酯难溶于水且密度比水小，故分层后，先将下层液体从下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出第(4)问考查平衡移动原理的应用乙酸与异戊醇的反应为可逆反应，增大乙酸的用量，可以使平衡正向移动，提高异戊醇的转化率第(5)问考查除杂知识[参见第(2)问]第(6)问考查蒸馏的实验操作蒸馏时温度计水银球应处于蒸馏烧瓶的支管口处，且应使用直形冷凝管，若使用球形冷凝管会造成蒸馏液残留而损失第(7)问考查产品纯度(即产率)的计算由反应方程式：4.4g异戊醇完全反应消耗3.0g乙酸，生成6.5g乙酸异戊酯，则可求得该反应的产率为eq\f(3.9g,6.5g)×100%＝60%第(8)问考查除杂知识[参见第(2)问]答案(1)球形冷凝管(2)洗掉大部分硫酸和乙酸洗掉碳酸氢钠溶液(3)d(4)提高异戊醇的转化率(5)干燥(6)b(7)c(8)高会收集少量未反应的异戊醇1．(2020·全国卷Ⅱ，27)苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸，其反应原理简示如下：名称相对分子质量熔点/℃沸点/℃密度/(g·mL－1)溶解性甲苯92－95110.60.867不溶于水，易溶于乙醇苯甲酸122122.4(100℃左右开始升华)248—微溶于冷水，易溶于乙醇、热水实验步骤：高锰酸钾，慢慢开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。(2)停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，并将反应混合物趁热过滤，用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水浴上干燥。称量，粗产品为1.0g。溶液，用0.01000mol·L－1的KOH标准溶液滴定，三次滴定平均消耗21.50mL的KOH标准溶液。回答下列问题：(1)根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶的最适宜规格为________(填标号)。A．100mL B．250mLC．500mL D．1000mL(2)在反应装置中应选用________冷凝管(填“直形”或“球形”)，当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成，其判断理由是__________________________________________________。(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是________________________；该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理，请用反应的离子方程式表达其原理：_______________________________。(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是________________________________。(5)干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，可能出现的结果是________________________________。(6)本实验制备的苯甲酸的纯度为________；据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于________(填标号)。A．70% B．60%C．50% D．40%(7)若要得到纯度更高的苯甲酸，可通过在水中________的方法提纯。答案(1)B(2)球形无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化(3)除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O(4)MnO2(5)苯甲酸升华而损失(6)86.0%C(7)重结晶解析(1)该反应需要向三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g高锰酸钾，所以三颈烧瓶的最适宜规格为250mL。(2)反应中应选用球形冷凝管，球形冷凝管散热面积大，冷凝效果好；回流液中不再出现油珠，说明不溶于水的甲苯(油状液体)已经被KMnO4完全氧化。(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的：NaHSO3与KMnO4(H＋)发生氧化还原反应除去过量的KMnO4(H＋)，防止用盐酸酸化时，KMnO4把盐酸中的Cl－氧化为Cl2；该过程也可用草酸在酸性条件下与KMnO4反应除去KMnO4，反应的离子方程式为2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。(4)用少量热水洗涤滤渣的目的是使生成的尽可能溶于水，故滤渣的主要成分是KMnO4在中性条件下的还原产物MnO2。(5)苯甲酸在100℃左右开始升华，干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，苯甲酸易升华而损失。(6)根据反应＋KOH→＋H2O可知，n(KOH)＝0.01000mol·L－1×21.50×10－3L×4，m()＝0.01000mol·L－1×21.50×10－3L×4×122g·mol－1＝0.10492g，制备的苯甲酸的纯度为eq\f(0.10492g,0.122g)×100%＝86.0%。在理论上，1mol甲苯反应后生成1mol苯甲酸，则：～921221.5mL×0.867g·mL－1m苯甲酸的理论产量m≈1.72g苯甲酸的产率为eq\f(1.0g×86.0%,1.72g)×100%＝50%。(7)根据苯甲酸的水溶性可知，若要得到纯度更高的苯甲酸，需要利用重结晶的方法进行提纯。2．(2019·天津，9)环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下：回答下列问题：Ⅰ.环己烯的制备与提纯(1)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FeCl3·6H2O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SO2b．FeCl3·6H2O污染小、可循环使用，符合绿色化学理念c．同等条件下，用FeCl3·6H2O比浓硫酸的平衡转化率高②仪器B的作用为_______________________________________________________________。(3)操作2用到的玻璃仪器是_______________________________________________________。(4)将操作3(蒸馏)的步骤补齐：安装蒸馏装置，加入待蒸馏的物质和沸石，________________，弃去前馏分，收集83℃的馏分。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bmolBr2，与环己烯充分反应后，剩余的Br2与足量KI作用生成I2，用cmol·L－1的Na2S2O3标准溶液滴定，终点时消耗Na2S2O3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：②Br2＋2KI=I2＋2KBr③I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6(5)滴定所用指示剂为________。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．Na2S2O3标准溶液部分被氧化答案(1)FeCl3溶液溶液显紫色(2)①eq\o(,\s\up7(FeCl3·6H2O),\s\do5(△))＋H2Oab②冷凝回流，减少环己醇蒸出(3)分液漏斗、烧杯(4)通冷凝水，加热(5)淀粉溶液eq\f(b－\f(cv,2000)×82,a)×100%(6)bc解析(1)利用苯酚遇FeCl3溶液显紫色，检验环己醇中含有的苯酚。(2)①烧瓶A中进行的可逆反应为eq\o(,\s\up7(FeCl3·6H2O),\s\do5(△))＋H2O。a项，浓硫酸易使原料炭化并产生SO2，会降低原料利用率，正确；b项，使用FeCl3·6H2O不产生有毒气体，污染小，可以循环使用，符合绿色化学理念，正确；c项，同等条件下，浓硫酸能吸收反应生成的水，促进反应向右进行，故用浓硫酸比用FeCl3·6H2O的平衡转化率高，错误。②仪器B的作用为冷凝回流，减少环己醇蒸出。(3)操作2得到有机相和水相，为分液操作，用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯。(4)蒸馏实验开始时，先通冷凝水，后加热。(5)达到滴定终点时，单质碘完全被消耗，可用淀粉溶液作指示剂。根据测定过程中发生的反应可知，n(Br2)＝n(环己烯)＋n(I2)＝n(环己烯)＋eq\f(1,2)n(Na2S2O3)，则n(环己烯)＝n(Br2)－eq\f(1,2)n(Na2S2O3)＝(b－eq\f(1,2)cv×10－3)mol，故样品中环己烯的质量分数为(b－eq\f(1,2)cv×10－3)mol×82g·mol－1÷ag×100%＝eq\f(b－\f(cv,2000)×82,a)×100%。(6)a项，样品中含有苯酚杂质，苯酚能与溴反应，会导致样品消耗的Br2偏多，剩余的Br2偏少，最终消耗的Na2S2O3溶液偏少，测定结果偏高，错误；b项，在测定过程中部分环己烯挥发，会导致样品消耗的Br2偏少，剩余的Br2偏多，最终消耗的Na2S2O3溶液偏多，导致测定结果偏低，正确；c项，Na2S2O3标准溶液部分被氧化，最终消耗的Na2S2O3溶液偏多，导致测定结果偏低，正确。3．(2019·江苏，21B)丙炔酸甲酯(CH≡C—COOCH3)是一种重要的有机化工原料，沸点为103～eq\o(→,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(△))CH≡C—COOCH3＋H2O。实验步骤如下：步骤1：在反应瓶中，加入14g丙炔酸、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(装置如图)。步骤3：反应液冷却后，依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相。步骤4：有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏，得丙炔酸甲酯。(1)步骤1中，加入过量甲醇的目的是________________________________________________。(2)步骤2中，如图所示的装置中仪器A的名称是________________；蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是________________。(3)步骤3中，用5%Na2CO3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，蒸馏时不能用水浴加热的原因是________________。答案(1)作为溶剂、提高丙炔酸的转化率(2)(直形)冷凝管防止暴沸(3)丙炔酸分液(4)丙炔酸甲酯的沸点比水的高解析(1)甲醇可作为溶剂，同时增加一种反应物的用量，可提高另一种反应物的转化率。(2)蒸馏时用到的仪器A为直形冷凝管，蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是防止暴沸。(3)Na2CO3可以与丙炔酸反应。丙炔酸甲酯在Na2CO3溶液中的溶解度较小，故可以用分液法分离有机相和无机相。(4)丙炔酸甲酯的沸点比水高，若用水浴加热，则不能将丙炔酸甲酯蒸出来。热点三物质组成探究综合实验1．物质(离子)检验的基本原则和方法(1)物质检验的“三原则”：一看(颜色、状态)、二嗅(气味)、三实验(加试剂)。(2)物质检验的基本方法根据实验时生成物所表现的现象不同，检验离子的方法可归纳为四类：①生成气体，如NHeq\o\al(＋,4)、COeq\o\al(2－,3)的检验。②生成沉淀，如Cl－、SOeq\o\al(2－,4)的检验。③显现特殊颜色，如Fe3＋、苯酚的检验。④焰色反应，检验金属或金属离子。(3)物质检验的注意事项①选取试剂要最佳：选取的试剂对试剂组中的各物质反应现象：溶液颜色的改变、沉淀的生成或溶解、气体的产生等要专一，使之一目了然。②尽可能选择特效反应以减少干扰，如用品红溶液检验SO2，用KSCN溶液检验Fe3＋，用湿润的红色石蕊试纸检验NH3。③一定要注意避免离子间的相互干扰，如检验COeq\o\al(2－,3)时，HCOeq\o\al(－,3)会造成干扰；Fe2＋遇氧化剂转化对Fe3＋的检验造成干扰。④注意离子检验所要求的环境，如酸碱性、浓度、温度的选择。2．定量测定的常用方法(1)沉淀法先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。(2)测气体体积法对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。量气装置的设计：下列装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的量气装置。(3)测气体质量法将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。(4)滴定法利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相应数据后再进行相关计算。(5)热重法只要物质受热时发生质量变化，都可以用热重法来研究物质的组成。热重法是在控制温度的条件下，测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。3．物质组成计算的常用方法类型解题方法物质含量计算根据关系式法、得失电子守恒法、滴定法等，求出混合物中某一成分的量，再除以样品的总量，即可得出其含量确定物质化学式的计算①根据题给信息，计算出有关物质的物质的量。②根据电荷守恒，确定出未知离子的物质的量。③根据质量守恒，确定出结晶水的物质的量。④各粒子的物质的量之比即为物质化学式的下标比热重曲线计算①设晶体为1mol。②失重一般是先失水、再失气态非金属氧化物。③计算每步的m余，eq\f(m余,m1mol晶体质量)＝固体残留率。④晶体中金属质量不减少，仍在m余中。⑤失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得mO，由n金属∶nO即可求出失重后物质的化学式多步滴定计算复杂的滴定可分为两类：(1)连续滴定法：第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量(2)返滴定法：第一步用的滴定剂是过量的，二步再用另一物质返滴定过量的物质。根据第一步加入的量减去第二步中过量的量，即可得出第一步所求物质的物质的量(2016·天津理综，9)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－1。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·L－1。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DO。Ⅰ.测定原理：碱性条件下，O2将Mn2＋氧化为MnO(OH)2：①2Mn2＋＋O2＋4OH－=2MnO(OH)2↓酸性条件下，MnO(OH)2将I－氧化为I2：②MnO(OH)2＋I－＋H＋→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平)用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2：③2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－Ⅱ.测定步骤：a．安装装置，检验气密性，充N2排尽空气后，停止充N2。b．向烧瓶中加入200mL水样。c．向烧瓶中依次迅速加入1mLMnSO4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2mLH2SO4无氧溶液，至反应②完全，溶液为中性或弱酸性。e．从烧瓶中取出40.00mL溶液，以淀粉作指示剂，用0.01000mol·L－1Na2S2O3溶液进行滴定，记录数据。f．……g．处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。回答下列问题：(1)配制以上无氧溶液时，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________。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_____________________________。(5)步骤f为______________________________________________________。(6)步骤e中达到滴定终点的标志为______。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL，水样的DO＝________mg·L－1(保留一位小数)。作为饮用水源，此次测得DO是否达标：________(填“是”或“否”)。(7)步骤d中加入H2SO4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)：___________________________________。命题点研究与答题规范第(1)问考查化学实验的基本操作气体的溶解度随温度升高而减小，故可将水加热煮沸除去溶解在水中的O2第(2)问考查实验仪器的选择测定步骤中加入的试剂为无氧溶液，且加入的水样要防止空气中氧气的干扰，故需要隔绝空气，所以选用密封性较好的注射器第(3)问考查化学实验基本操作的作用搅拌使物质混合均匀，加快化学反应的进行第(4)问考查氧化还原方程式的配平MnO(OH)2中Mn的化合价为＋4，能将I－氧化成I2，依据氧化还原方程式配平的方法配平化学方程式：MnO(OH)2＋2I－＋4H＋=Mn2＋＋I2＋3H2O第(5)(6)问考查中和滴定的实验操作及滴定终点的判断中和滴定一般采用重复滴定2～3次来减小滴定误差，用Na2S2O3溶液进行滴定时，I2的量逐渐减小至消失时为滴定终点，此时的现象是溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复第(6)问考查多步反应方程式的计算根据题中所给的反应方程式得出关系式：2Mn2＋～O2～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O314n(O2)0.0045L×0.01000mol·L－1则n(O2)＝eq\f(1,4)×0.0045L×0.01000mol·L－1DO＝eq\f(\f(1,4)×0.0045L×0.01000mol·L－1×32g·mol－1,0.04L)＝9.0×10－3g·L－1＝9.0mg·L－1高于5mg·L－1，故此次测得DO达标第(7)问考查氧化还原滴定的误差分析Na2S2O3在酸性条件下可以发生歧化反应生成S和SO2，且生成的SO2可被I2氧化，另外，I－也可被O2氧化答案(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)溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色9.0是(7)2H＋＋S2Oeq\o\al(2－,3)=S↓＋SO2↑＋H2O，SO2＋I2＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2I－，4H＋＋4I－＋O2=2I2＋2H2O(任写其中2个)1．[2020·新高考全国卷Ⅰ(山东)，20]某同学利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如下图所示(夹持装置略)：已知：锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应：3MnOeq\o\al(2－,4)＋2H2O=2MnOeq\o\al(－,4)＋MnO2↓＋4OH－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Cl2的化学方程式为__________________________________。(2)上述装置存在一处缺陷，会导致KMnO4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KMnO4溶液的实际体积为______________(填标号)。A．15.00mL B．35.00mLC．大于35.00mL D．小于15.00mL(4)某FeC2O4·2H2O样品中可能含有的杂质为Fe2(C2O4)3、H2C2O4·2H2O，采用KMnO4滴定法测定该样品的组成，实验步骤如下：Ⅰ.称取mg样品于锥形瓶中，加入稀H2SO4溶解，水浴加热至75℃。用cmol·L－1的KMnO4溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色，消耗KMnO4溶液V1mL。Ⅱ.向上述溶液中加入适量还原剂将Fe3＋完全还原为Fe2＋，加入稀H2SO4酸化后，在75℃继续用KMnO4溶液滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色，又消耗KMnO4溶液V2mL。样品中所含H2C2O4·2H2O(M＝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.eq\f(V1,V2)＝3时，样品中一定不含杂质B.eq\f(V1,V2)越大，样品中H2C2O4·2H2O含量一定越高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KMnO4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(ClO)2＋4HCl(浓)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O(2)在装置A、B之间加装盛有饱和NaCl溶液的洗气瓶(3)酸式C(4)eq\f(0.315cV1－3V2,m)×100%BD解析(1)装置A中恒压分液漏斗a的作用是平衡气压，使浓盐酸顺利滴下。Cl2有毒，装置C用于Cl2的尾气处理，盛装的试剂为NaOH溶液。装置A中利用浓盐酸与漂白粉反应制取Cl2，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋4HCl(浓)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。(2)浓盐酸易挥发，装置A中制得的Cl2中混有挥发出的HCl，易与KMnO4发生氧化还原反应，导致其产率降低，改进方法是在装置A、B之间加装盛有饱和NaCl溶液的洗气瓶。(3)KMnO4溶液具有强氧化性，易腐蚀碱式滴定管下端的橡胶管，故应选择酸式滴定管。酸式滴定管下端有一段未标注刻度，规格为50.00mL的滴定管，液面在“0”刻度时，溶液的体积大于50.00mL，故KMnO4溶液起始读数为15.00mL时，滴定管中KMnO4溶液的实际体积大于35.00mL。(4)设样品中FeC2O4·2H2O为xmol，Fe2(C2O4)3为ymol，H2C2O4·2H2O为zmol，它们分别和KMnO4反应的关系式为：5FeC2O4·2H2O～3KMnO45H2C2O4·2H2O～2KMnO4xeq\f(3,5)xzeq\f(2,5)z5Fe2(C2O4)3～6KMnO4yeq\f(6,5)y所以过程Ⅰ中消耗的KMnO4的物质的量(单位为mol)为eq\f(3,5)x＋eq\f(2,5)z＋eq\f(6,5)y＝cV1×10－3①过程Ⅱ溶液中Fe2＋的物质的量为(x＋2y)molFe2＋和MnOeq\o\al(－,4)的关系式为5Fe2＋～MnOeq\o\al(－,4)x＋2yeq\f(1,5)(x＋2y)过程Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量(单位为mol)为eq\f(1,5)(x＋2y)＝cV2×10－3②由①式得：3x＋6y＋2z＝5cV1×10－3由②式得：3x＋6y＝15cV2×10－3两式相减得：z＝eq\f(5,2)×10－3×c(V1－3V2)所以样品中H2C2O4·2H2O的质量分数表达式为eq\f(\f(5,2)×10－3×cV1－3V2×126,m)×100%＝eq\f(0.315cV1－3V2,m)×100%eq\f(V1,V2)＝3时，H2C2O4·2H2O的质量分数为0，则不含H2C2O4·2H2O；由eq\f(3,5)x＋eq\f(6,5)y＝cV1×10－3和eq\f(1,5)(x＋2y)＝cV2×10－3可知，不论y是否为0，均有V1＝3V2，即当eq\f(V1,V2)＝3时，样品中可能含有Fe2(C2O4)3，A错误；eq\f(V1,V2)越大，加还原剂后所得溶液中Fe2＋含量越低，则样品中H2C2O4·2H2O含量越高，B正确；若步骤Ⅰ中滴入KMnO4溶液不足，H2C2O4未被完全氧化，引起V2偏大，则样品中Fe元素含量偏高，C错误；若所用KMnO4溶液实际浓度偏低，消耗KMnO4溶液体积V2实际偏大，故测得样品中Fe元素含量偏高，D正确。2．(2020·天津，15)为测定CuSO4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=BaSO4↓＋CuCl2实验步骤：(1)判断SOeq\o\al(2－,4)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______________________。(4)固体质量为wg，则c(CuSO4)＝______________________mol·L－1。(5)若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯，则测得c(CuSO4)__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。Ⅱ.乙方案实验原理：Zn＋CuSO4=ZnSO4＋CuZn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑实验步骤：①按图安装装置(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CuSO4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____________________(填字母)。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H2体积为bmL，已知实验条件下ρ(H2)＝dg·L－1，则c(CuSO4)________mol·L－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(CuSO4)__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(10)是否能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度：__________(填“是”或“否”)。答案(1)向上层清液中(或取上层清液少许于试管中)继续滴加BaCl2溶液，无白色沉淀生成，则沉淀完全(2)AgNO3溶液(3)坩埚(4)eq\f(40w,233)(5)偏低(6)检查装置气密性(7)b(8)eq\f(\f(a,65)－\f(bd×10－3,2),25×10－3)(9)偏高(10)否解析(2)BaSO4沉淀表面附着的离子是Cu2＋、Ba2＋和Cl－，可向洗涤液中加入AgNO3溶液，若没有沉淀生成，则证明BaSO4沉淀已洗净。(3)步骤③灼烧的是BaSO4固体，灼烧固体选择的仪器是坩埚。(4)wg为BaSO4的质量，BaSO4的物质的量为eq\f(w,233)mol，由化学方程式：CuSO4＋BaCl2=BaSO4↓＋CuCl2可知，CuSO4的物质的量等于BaSO4的物质的量，所以CuSO4溶液的浓度为c(CuSO4)＝eq\f(\f(w,233)mol,0.025L)＝eq\f(40w,233)mol·L－1。(5)若步骤①中，转移沉淀时未洗涤烧杯，会造成BaSO4沉淀的质量减少，所以使测得的c(CuSO4)偏低。(7)步骤⑥中保证体系恢复到室温的原因是气体密度受温度影响较大，温度过高或过低都会造成气体密度的改变。(8)Zn粉的物质的量为eq\f(a,65)mol，反应产生H2的物质的量为eq\f(dg·L－1×b×10－3L,2g·mol－1)＝eq\f(bd×10－3,2)mol，由Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑知，与H2SO4反应的Zn的物质的量等于产生H2的物质的量，为eq\f(bd×10－3,2)mol，与CuSO4反应消耗Zn的物质的量为(eq\f(a,65)－eq\f(bd×10－3,2))mol。由化学方程式Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu可知，与CuSO4反应消耗的Zn的物质的量等于CuSO4的物质的量，所以c(CuSO4)＝eq\f(\f(a,65)－\f(bd×10－3,2),25.00×10－3)mol·L－1。(9)若步骤⑥E管液面高于D管，则D管内气体压强高于外界大气压，造成气体体积b的数值偏小，由c(CuSO4)＝eq\f(\f(a,65)－\f(bd×10－3,2),25.00×10－3)mol·L－1可知，会使c(CuSO4)偏高。(10)因为Zn和MgSO4溶液不反应，所以不能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度。3．(2020·长沙市雅礼中学月考)三氯氧磷(POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料，实验室制备POCl3并测定产品含量的实验过程如下：Ⅰ.制备POCl3采用氧气氧化液态PCl3法制取POCl3，实验装置(加热及夹持仪器略)如图所示：已知：①Ag＋＋SCN－=AgSCN↓；Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)；磷酸银溶于硝酸。②PCl3和POCl3的相关信息如下表：物质熔点/℃沸点/℃相对分子质量性质PCl3－112.076.0137.5两者互溶，均为无色液体，遇水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢POCl32.0106.0153.5(1)POCl3遇水反应的化学方程式为_________________________________________________。(2)装置B的作用除干燥O2外，还有：_______________________________________________。(3)反应温度要控制在60～65℃，原因是___________________________________________。Ⅱ.测定POCl3产品的含量实验步骤：①制备POCl3实验结束后，待三颈烧瓶中的液体冷却至室温，准确称取14.55gPOCl3产品，置于盛有60.00mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解，将水解液配成100.00mL溶液。②取10.00mL溶液于锥形瓶中，加入10.00mL3.2mol·L－1AgNO3标准溶液。③加入少许硝基苯用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。④以NH4Fe(SO4)2为指示剂，用0.2mol·L－1KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液，达到滴定终点时共用去10.00mLKSCN溶液。(4)步骤③中加入硝基苯的作用是_________________________________________________。(5)产品中POCl3的质量分数为________(保留四位有效数字)。答案(1)POCl3＋3H2O=H3PO4＋3HCl(2)平衡压强、观察O2的流速(3)温度过低，反应速率太慢；温度过高，PCl3易挥发，利用率低(4)防止在滴加KSCN溶液时，将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀(5)52.75%解析(5)滴定过程中消耗KSCN为10.00×10－3L×0.2mol·L－1＝0.002mol，AgNO3的物质的量为10.00×10－3L×3.2mol·L－1＝0.032mol；POCl3＋3H2O＋6AgNO3=Ag3PO4↓＋3AgCl↓＋6HNO3，AgNO3＋KSCN=AgSCN↓＋KNO3，设10mL溶液中溶解了xmolPOCl3；POCl3～6AgNO3KSCN～AgNO31611x6x0.0020.0020．002＋6x＝0.032得x＝0.005，则100mL溶液中溶解了0.05molPOCl3，POCl3的质量百分含量为eq\f(0.05mol×153.5g·mol－1,14.55g)×100%≈52.75%。热点四实验探究与创新意识的综合《新课程标准》对化学学科的核心素养“实验探究与创新意识”提出明确的要求如下：应具有较强的问题意识，能发现和提出有探究价值的化学问题，能依据探究目的设计并优化实验方案，完成实验操作，能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论；能和同学交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进实验的设想；能尊重事实和证据，不迷信权威，具有独立思考、敢于质疑和批判的创新精神。[思维流程](2016·北京理综，28)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。实验试剂现象滴管试管0.2mol·L－1Na2SO3溶液饱和Ag2SO4溶液Ⅰ.产生白色沉淀0.2mol·L－1CuSO4溶液Ⅱ.溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀0.1mol·L－1Al2(SO4)3溶液Ⅲ.开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀(1)经检验，现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象Ⅰ：____________。(2)经检验，现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SOeq\o\al(2－,4)，含有Cu＋、Cu2＋和SOeq\o\al(2－,3)。已知：Cu＋eq\o(→,\s\up7(稀硫酸))Cu＋Cu2＋，Cu2＋eq\o(→,\s\up7(I－))CuI↓(白色)＋I2。①用稀H2SO4证实沉淀中含有Cu＋的实验现象是_______________________________。②通过下列实验证实，沉淀中含有Cu2＋和SOeq\o\al(2－,3)。a．白色沉淀A是BaSO4，试剂1是________________。b．证实沉淀中含有Cu2＋和SOeq\o\al(2－,3)的理由是__________________________________。(3)已知：Al2(SO3)3在水溶液中不存在。经检验，现象Ⅲ的白色沉淀中无SOeq\o\al(2－,4)，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。①推测沉淀中含有亚硫酸根和_____________________________________________________。②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设：a．将对比实验方案补充完整。步骤一：步骤二：________________________________________________________(按上图形式呈现)。b．假设ⅱ成立的实验证据是______________________________________________。(4)根据实验，亚硫酸盐的性质有___________________________________________。盐溶液间反应的多样性与_______________________________________________有关。命题点研究与答题规范第(1)问考查离子方程式的书写Na2SO3溶液与Ag2SO4溶液反应生成Ag2SO3白色沉淀，离子方程式为SOeq\o\al(2－,3)＋2Ag＋=Ag2SO3↓第(2)①问考查Cu＋信息反应的应用依据题目信息：Cu＋eq\o(→,\s\up7(稀硫酸))Cu＋Cu2＋，故往沉淀中加入稀H2SO4，若有红色固体物质生成，则证实沉淀中含有Cu＋第(2)②问考查SOeq\o\al(2－,4)的检验及I2的氧化性因白色沉淀为BaSO4，故上层清液中含有SOeq\o\al(2－,4)，检验SOeq\o\al(2－,4)所用的试剂是盐酸酸化的BaCl2溶液。实验流程中发生的反应：2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2I2＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2I－＋2H＋上层清液中加入淀粉溶液不变蓝，说明I2被SOeq\o\al(2－,3)还原成I－，SOeq\o\al(2－,3)被氧化成SOeq\o\al(2－,4)第(3)①问考查Al(OH)3的两性及SOeq\o\al(2－,3)的还原性由题意知现象Ⅲ的白色沉淀中无SOeq\o\al(2－,4)，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，则沉淀中一定有Al(OH)3，可知沉淀中含有Al3＋和OH－，该沉淀能使酸性KMnO4溶液褪色，即沉淀中含有还原性离子，即含有SOeq\o\al(2－,3)第(3)②问考查对比实验方案设计方法设计实验步骤二如下：若SOeq\o\al(2－,3)存在于铝的碱式盐中，相对比步骤一的实验方案，滴加NaOH溶液至沉淀恰好溶解时消耗NaOH的量大，即V1>V2第(4)问考查由实验观察得出实验结论根据实验，亚硫酸盐具有溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性。盐溶液间反应的多样性与两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件有关答案(1)2Ag＋＋SOeq\o\al(2－,3)=Ag2SO3↓(2)①析出红色固体②a.HCl和BaCl2溶液b．在I－的作用下，Cu2＋转化为白色沉淀CuI，SOeq\o\al(2－,3)转化为SOeq\o\al(2－,4)(3)①Al3＋、OH－②a.b．V1明显大于V2(4)溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件1．(2020·北京，19)探究Na2SO3固体的热分解产物。资料：①4Na2SO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2S＋3Na2SO4。②Na2S能与S反应生成Na2Sx，Na2Sx与酸反应生成S和H2S。③BaS易溶于水。隔绝空气条件下，加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A，过程中未检测到气体生成。黄色固体A加水得到浊液，放置得无色溶液B。(1)检验分解产物Na2S取少量溶液B，向其中滴加CuSO4溶液，产生黑色沉淀，证实有S2－。反应的离子方程式是________________________________________________________________________。(2)检验分解产物Na2SO4取少量溶液B，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，沉淀增多(经检验该沉淀含S)，同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S)，由于沉淀增多对检验造成干扰，另取少量溶液B，加入足量盐酸，离心沉降(固液分离)后，________(填操作和现象)，可证实分解产物中含有SOeq\o\al(2－,4)。(3)探究(2)中S的来源来源1：固体A中有未分解的Na2SO3，在酸性条件下与Na2S反应生成S。来源2：溶液B中有Na2Sx，加酸反应生成S。针对来源1进行如图实验：①实验可证实来源1不成立。实验证据是__________________________________________。②不能用盐酸代替硫酸的原因是________________________________________________。③写出来源2产生S的反应的离子方程式：______________________________________。(4)实验证明Na2SO3固体热分解有Na2S、Na2SO4和S产生。运用氧化还原反应规律分析产物中S产生的合理性：_____________________________________________________________。答案(1)S2－＋Cu2＋=CuS↓(2)滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀(3)①向溶液2中加入KMnO4溶液，溶液没有褪色②盐酸中Cl元素为－1价，是Cl元素的最低价，具有还原性，会与KMnO4溶液发生氧化还原反应，使KMnO4溶液褪色，干扰实验现象和实验结论③Seq\o\al(2－,x)＋2H＋=H2S↑＋(x－1)S↓(4)根据反应4Na2SO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2S＋3Na2SO4可知，Na2SO3发生歧化反应，其中S元素的化合价既可升高也可降低，能从＋4价降为－2价，也可以降到0价生成硫单质解析(1)Na2S和CuSO4溶液反应生成硫化铜和硫酸钠，反应的离子方程式是S2－＋Cu2＋=CuS↓。(2)根据题干资料：Na2S能与S反应生成Na2Sx，Na2Sx与酸反应生成S和H2S，取少量溶液B，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，沉淀增多(经检验该沉淀含S)，同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S)，说明B溶液中含有Na2Sx，Na2Sx与酸反应生成S和H2S，由于沉淀增多对检验造成干扰，另取少量溶液B，加入足量盐酸，离心沉降(固液分离)后，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，可证实分解产物中含有SOeq\o\al(2－,4)。(3)①实验可证实来源1不成立。根据分析，溶液2为H2SO3，向溶液2中加入少量KMnO4溶液，H2SO3具有还原性，酸性条件下KMnO4具有强氧化性，二者混合后应发生氧化还原反应，KMnO4溶液应该褪色，但得到的仍为紫色，说明溶液B中不含Na2SO3。③来源2认为溶液B中有Na2Sx，加酸反应生成S，反应的离子方程式：Seq\o\al(2－,x)＋2H＋=H2S↑＋(x－1)S↓。(4)根据已知资料：4Na2SO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2S＋3Na2SO4，亚硫酸钠中硫为＋4价，硫酸钠中硫为＋6价，硫化钠中硫为－2价，根据反应可知Na2SO3发生歧化反应，其中S元素的化合价既可升高也可降低，能从＋4价降为－2价，也可以降到0价生成硫单质。2．[2020·全国卷Ⅰ，27(2)(3)(4)(5)(6)]为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。回答下列问题：(2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择_______作为电解质。阳离子u∞×108/(m2·s－1·V－1)阴离子u∞×108/(m2·s－1·V－1)Li＋4.07HCOeq\o\al(－,3)4.61Na＋5.19NOeq\o\al(－,3)7.40Ca2＋6.59Cl－7.91K＋7.62SOeq\o\al(2－,4)8.27(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。(4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02mol·L－1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝________。(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为___________________________，铁电极的电极反应式为________________。因此，验证了Fe2＋氧化性小于________，还原性小于________。(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是_________________________。答案(2)KCl(3)石墨(4)0.09mol·L－1(5)Fe3＋＋e－=Fe2＋Fe－2e－=Fe2＋Fe3＋Fe(6)取活化后溶液少许于试管中，加入KSCN溶液，溶液不出现红色解析(2)盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生反应，两烧杯溶液中含有Fe2＋、Fe3＋和SOeq\o\al(2－,4)，Ca2＋与SOeq\o\al(2－,4)生成微溶于水的CaSO4，Fe2＋、Fe3＋均与HCOeq\o\al(－,3)反应，酸性条件下NOeq\o\al(－,3)与Fe2＋发生反应，故盐桥中不能含有Ca2＋、HCOeq\o\al(－,3)和NOeq\o\al(－,3)。盐桥中阴、阳离子的电迁移率(u∞)尽可能相近，分析表中阳离子和阴离子的电迁移率(u∞)数据，K＋和Cl－的电迁移率(u∞)相差较小，故盐桥中应选择KCl作为电解质。(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，则铁电极是负极，石墨电极是正极，盐桥中阳离子向正极移动，故阳离子进入石墨电极溶液中。(4)假设两个烧杯中溶液体积均为VL，铁电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，一段时间后，铁电极溶液中c(Fe2＋)增加0.02mol·L－1，则电路中通过电子为0.02mol·L－1×VL×2＝0.04Vmol。石墨电极上未见Fe析出，则石墨电极反应式为Fe3＋＋e－=Fe2＋，据得失电子守恒可知，石墨电极生成Fe2＋为0.04Vmol，故石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝eq\f(0.05mol·L－1×VL＋0.04Vmol,VL)＝0.09mol·L－1。(5)由(4)分析可知，石墨电极反应式为Fe3＋＋e－=Fe2＋，据此得出Fe2＋的氧化性小于Fe3＋；铁电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，据此得出Fe2＋的还原性小于Fe。(6)铁电极表面被刻蚀活化，Fe与Fe2(SO4)3溶液发生反应：Fe＋Fe2(SO4)3=3FeSO4，活化反应完成后，溶液中不含Fe3＋，可向FeSO4溶液中滴加KSCN溶液，若溶液不变红色，证明活化反应完成。3．(2021·辽宁省开原市第二高级中学模拟)已知乙二酸(HOOC—COOH，可简写为H2C2O4)俗称草酸，易溶于水，属于二元中强酸(为弱电解质)，且酸性强于碳酸，其熔点为101.5℃，在157℃升华。某校研究性学习小组为探究草酸的部分化学性质，进行了如下实验：(1)向盛有1mL饱和NaHCO3溶液的试管中加入足量乙二酸溶液，观察到有无色气泡产生。该反应的离子方程式为______________________________________________________。(2)向盛有少量乙二酸饱和溶液的试管中滴入用硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，发现其溶液的紫红色褪去，说明乙二酸具有________(填“氧化性”“还原性”或“酸性”)，请配平该反应的离子方程式：MnOeq\o\al(－,4)＋____H2C2O4＋____H＋=____Mn2＋＋____CO2↑＋____H2O(3)将一定量的乙二酸放于试管中，按下图所示装置进行实验(夹持装置未标出)：实验发现，装置C、G中澄清石灰水变浑浊，B中CuSO4粉末变蓝，F中CuO粉末变红，据此，乙二酸分解的产物为______。上述装置中，D的作用是___________________________。装置F中发生反应的化学方程式为：______________________________________________。答案(1)HCOeq\o\al(－,3)＋H2C2O4=HC2Oeq\o\al(－,4)＋CO2↑＋H2O(2)还原性2562108(3)CO、CO2、H2O除去混合气体中的CO2CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2解析(1)乙二酸中含有羧基，具有酸性，酸性比碳酸强，与碳酸氢钠反应的离子方程式为：HCOeq\o\al(－,3)＋H2C2O4=HC2Oeq\o\al(－,4)＋CO2↑＋H2O。(2)酸性KMnO4溶液具有强氧化性，向盛有少量乙二酸饱和溶液的试管中滴入用硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，发现其溶液的紫红色褪去，说明乙二酸被酸性高锰酸钾氧化，具有还原性，根据氧化还原反应方程式的配平原则：得失电子守恒、质量守恒和电荷守恒配平该反应的离子方程式：2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。(3)加热乙二酸，反应物通入B，使CuSO4粉末变蓝，说明有水生成，装置C中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成；装置D中二氧化碳和氢氧化钠反应除去混合气体中的二氧化碳，F中CuO粉末变红、G中澄清石灰水变浑浊说明有一氧化碳生成，所以乙二酸的分解产物为CO、CO2、H2O；装置F中发生的反应为一氧化碳还原氧化铜，化学方程式为：CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2。综合实验冲关(一)——无机物、有机物制备的分析应用1．某校同学设计实验以MgCl2卤液(主要含MgCl2)为原料制取活性MgO。回答下列问题：(1)甲组设计下列装置制取氨气和二氧化碳。①用生石灰和浓氨水制取NH3，可选用的装置是_________________________(填“A”“B”或“AB”)。②若用石灰石和稀盐酸制取CO2，反应的离子方程式为_____________________________。(2)乙组利用甲组制备的NH3和CO2制取3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O。①接口b处通入的气体是_______________________________________________(填化学式)。②装置D的作用是___________________________________________________________。③生成3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O的化学方程式为__________________________________。(3)丙组灼烧3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O制活性MgO时，所需的硅酸盐质仪器除酒精灯和坩埚外，还需要______________________________________________________________。答案(1)①A②CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑(2)①NH3②吸收过量的NH3，防止污染环境③4MgCl2＋8NH3＋3CO2＋8H2O=3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O↓＋8NH4Cl(3)玻璃棒、泥三角解析(1)①启普发生器适用于块状固体与溶液的反应，生成的气体溶解度较小，生石灰和浓氨水制取NH3反应速率较快，故选A。②石灰石和稀盐酸制取CO2的离子方程式：CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋