（江苏版）新高考化学三轮冲刺强化练习 第16题 化学实验综合（原卷版）

押江苏卷第16题化学实验综合核心考点考情统计考向预测备考策略化学实验综合2023·江苏卷，162022·江苏卷，162021·江苏卷，17以物质制备为背景，综合考查实验操作、实验方案设计以及化学计算知识1．重点关注与化学计算、反应原理等其他模块交叉知识，高考题经常综合考查；2．掌握滴定计算以及实验方案设计的解题方法1．（2023·江苏卷，16）实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备，其实验过程可表示为

(1)在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入气体，生成，反应为，其平衡常数K与、、、的代数关系式为；下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收效率的有(填序号)。A．水浴加热氧化镁浆料B．加快搅拌速率C．降低通入气体的速率D．通过多孔球泡向氧化镁浆料中通(2)在催化剂作用下被氧化为。已知的溶解度为0.57g(20℃)，氧化溶液中的离子方程式为；在其他条件相同时，以负载钴的分子筛为催化剂，浆料中被氧化的速率随pH的变化如题图甲所示。在pH=6~8范围内，pH增大，浆料中的氧化速率增大，其主要原因是。

(3)制取晶体。在如题图乙所示的实验装置中，搅拌下，使一定量的浆料与溶液充分反应。浆料与溶液的加料方式是；补充完整制取晶体的实验方案：向含有少量、的溶液中，。(已知：、在时完全转化为氢氧化物沉淀；室温下从饱和溶液中结晶出，在150~170℃下干燥得到，实验中需要使用MgO粉末)

【答案】(1)BD(2)pH增大，抑制的水解，反应物的浓度增大，故可加快氧化速率(3)用滴液漏斗向盛有MgSO3浆料的三颈烧瓶中缓慢滴加硫酸溶液分批加入少量氧化镁粉末，搅拌，直至用pH试纸测得pH≥5，过滤；将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在150~170℃干燥。【解析】本实验的目的是为了制取，首先在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入气体，生成，然后使一定量的浆料与溶液充分反应生成硫酸镁，在硫酸镁的溶液中加入氧化镁调节溶液的pH除去三价铁和三价铝，将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在150~170℃干燥即可得到。（1）已知下列反应：①

K②③④⑤⑥根据盖斯定律，①=②-③+④+⑤-⑥，故K=；加热可加快反应速率，但温度升高，SO2在水中溶解度降低，且会导致H2SO3受热分解，不一定能提高吸收SO2效率，A错误；加快搅拌速率，可以使反应物充分接触，提高吸收SO2效率，B正确；降低通入SO2气体的速率，SO2可与MgO浆料充分接触，但会降低反应速率，不一定能提高吸收SO2效率，C错误；多孔球泡可以让SO2与MgO浆料充分接触，能提高吸收SO2效率，D正确；故选BD。（2）根据题意，O2氧化溶液中的，被氧化为，1molO2氧化2mol，故氧化溶液中的离子方程式为：；pH增大，抑制的水解，反应物的浓度增大，故可加快氧化速率；（3）在进行含固体物质的反应物与液体反应的实验时，应将含固体物质的反应物放在三颈瓶中，通过滴液漏斗滴加液体，H2SO4溶液的滴加速率要慢，以免H2SO4过量；根据题意，首先需要调节pH≥5以除去Fe3+、Al3+杂质，需要用到的试剂为MgO粉末，操作细节为分批加入少量MgO粉末，以免pH过高，不断搅拌进行反应直至检测到pH≥5，然后过滤除去氢氧化铁、氢氧化铝沉淀；接着需要从溶液中得到，根据题目信息，室温下结晶只能得到，因此需要在150~170℃下干燥得到，操作细节为将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在150~170℃干燥。2．（2022·江苏卷，16）实验室以二氧化铈()废渣为原料制备含量少的，其部分实验过程如下：(1)“酸浸”时与反应生成并放出，该反应的离子方程式为_______。(2)pH约为7的溶液与溶液反应可生成沉淀，该沉淀中含量与加料方式有关。得到含量较少的的加料方式为_______(填序号)。A．将溶液滴加到溶液中

B．将溶液滴加到溶液中(3)通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程，可制备含量少的。已知能被有机萃取剂(简称HA)萃取，其萃取原理可表示为(水层)+3HA(有机层)(有机层)+(水层)①加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是_______。②反萃取的目的是将有机层转移到水层。使尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有_______(填两项)。③与“反萃取”得到的水溶液比较，过滤溶液的滤液中，物质的量减小的离子有_______(填化学式)。(4)实验中需要测定溶液中的含量。已知水溶液中可用准确浓度的溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色，滴定反应为。请补充完整实验方案：①准确量取溶液[约为]，加氧化剂将完全氧化并去除多余氧化剂后，用稀硫酸酸化，将溶液完全转移到容量瓶中后定容；②按规定操作分别将和待测溶液装入如图所示的滴定管中：③_______。【答案】(1)2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O(2)B(3)

降低溶液中氢离子的浓度，促进碳酸氢根离子的电离，增大溶液中碳酸根离子的浓度

酸性条件，多次萃取

(4)从左侧滴定管中放出一定体积的待测溶液，加入指示剂苯代邻氨基苯甲酸，用来滴定，当滴入最后半滴标准液时，溶液由紫红色变为亮黄色，即达到滴定终点，记录标准液的体积【解析】首先用稀盐酸和过氧化氢溶液酸浸二氧化铈废渣，得到三价铈，加入氨水调节pH后用萃取剂萃取其中的三价铈，增大三价铈浓度，之后加入稀硝酸反萃取其中的三价铈，再加入氨水和碳酸氢铵制备产物。(1)根据信息反应物为与，产物为和，根据电荷守恒和元素守恒可知其离子方程式为：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O。(2)反应过程中保持少量即可得到含量较少的，故选B。(3)①增大碳酸根离子的浓度有助于生成产物，故答案为：降低溶液中氢离子的浓度，促进碳酸氢根离子的电离，增大溶液中碳酸根离子的浓度；②根据萃取原理可知，应选择的实验条件是酸性条件，为了使尽可能多地发生上述转移，可以采用多次萃取；③“反萃取”得到的水溶液中含有浓度较大的，过滤后溶液中离子浓度较小，故答案为：。(4)应该用标准液滴定待测溶液，用苯代邻氨基苯甲酸作指示剂，故答案为：从左滴定管中放出一定体积的待测溶液，加入指示剂苯代邻氨基苯甲酸，用来滴定，当滴入最后半滴标准液时，溶液由紫红色变为亮黄色，即达到滴定终点，记录标准液的体积。3．（2021·江苏卷，17）以软锰矿粉(含MnO2及少量Fe、Al、Si、Ca、Mg等的氧化物)为原料制备电池级MnO2。(1)浸取。将一定量软锰矿粉与Na2SO3、H2SO4溶液中的一种配成悬浊液，加入到三颈瓶中(图1)，70℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤。滴液漏斗中的溶液是___；MnO2转化为Mn2+的离子方程式为___。(2)除杂。向已经除去Fe、Al、Si的MnSO4溶液(pH约为5)中加入NH4F溶液，溶液中的Ca2+、Mg2+形成氟化物沉淀。若沉淀后上层清液中c(F-)=0.05mol·L-1，则=___。[Ksp(MgF2)=5×10-11，Ksp(CaF2)=5×10-9](3)制备MnCO3。在搅拌下向100mL1mol·L-1MnSO4溶液中缓慢滴加1mol·L-1NH4HCO3溶液，过滤、洗涤、干燥，得到MnCO3固体。需加入NH4HCO3溶液的体积约为___。(4)制备MnO2。MnCO3经热解、酸浸等步骤可制备MnO2。MnCO3在空气气流中热解得到三种价态锰的氧化物，锰元素所占比例(×100%)随热解温度变化的曲线如图2所示。已知：MnO与酸反应生成Mn2+；Mn2O3氧化性强于Cl2，加热条件下Mn2O3在酸性溶液中转化为MnO2和Mn2+。为获得较高产率的MnO2，请补充实验方案：取一定量MnCO3置于热解装置中，通空气气流，___，固体干燥，得到MnO2。(可选用的试剂：1mol·L-1H2SO4溶液、2mol·L-1HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液)。【答案】(1)

H2SO4溶液

MnO2+SO+2H+=Mn2++SO+H2O(2)100(3)200mL(4)加热到450℃充分反应一段时间，将固体冷却后研成粉末，边搅拌边加入一定量1mol·L-1稀H2SO4，加热，充分反应后过滤，洗涤，直到取最后一次洗涤滤液加盐酸酸化的0.1mol·L-1BaCl2溶液不变浑浊【解析】(1)若三颈瓶中先加入硫酸溶液，向其中滴加Na2SO3溶液则易生成SO2导致Na2SO3的利用率减小，故滴液漏斗中的溶液是H2SO4溶液；MnO2被亚硫酸根还原为Mn2+的离子方程式为：MnO2+SO+2H+=Mn2++SO+H2O。(2)=。(3)该反应的化学方程式2NH4HCO3+MnSO4=MnCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑，由方程式可知NH4HCO3与MnSO4的物质的量之比为2：1，需加入NH4HCO3溶液的体积约为200mL。(4)根据图像在450°C左右MnO2占比最高，所以加热到450°C最佳，MnO与酸反应生成Mn2+，故用酸除MnO，Mn2O3氧化性强于Cl2，用盐酸会发生氧化还原生产氯气。因此，该实验方案可补充为：加热到450℃充分反应一段时间后，将固体冷却后研成粉末，向其中边搅拌边加入一定量1mol·L-1稀H2SO4，加热，充分反应后过滤，洗涤，直到取最后一次洗涤滤液加盐酸酸化的0.1mol·L-1BaCl2溶液不变浑浊。1．典型实验装置的作用实验装置主要作用①中橡皮管的作用：平衡压强，使液体能顺利滴下；降低液体体积对气体体积测量的干扰②的作用：干燥或除去气体中的杂质③的作用：吸收尾气，防止污染空气④的作用：干燥气体或吸收气体；防止空气中二氧化碳、水蒸气对实验的影响⑤的作用：安全瓶，防止瓶内压强过大⑥的作用：混合气体；干燥气体；通过观察气泡速率控制流量⑦的作用：测量气体体积。读数时注意：装置冷却到室温，上下移动量气管使两液面高度一致，平视量气管内凹液面最低处读出数值⑧中仪器名称与作用：a为布氏漏斗，b为抽滤瓶或吸滤瓶，两者组合配合抽气，使抽滤瓶内压强减小，加快过滤的速率2．物质检验和鉴别类的答题规范(1)离子的检验单一离子检验取试样→加水溶解→加……试剂加……检验试剂→观察现象→得出结论以SOeq\o\al(2－,4)的检验为例：取少量溶液于试管中，加入足量稀盐酸，无明显现象，再加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则证明有SOeq\o\al(2－,4)多种离子检验取少量溶液于两支试管中，分别加入……试剂，现象是……的是……物质；取少量溶液于两支试管中，分别加入……试剂，现象是……继续加入……试剂，现象是……的是……物质检验某溶液中既含有Fe2＋又含有Fe3＋的方法：分别取少量溶液于两支试管中，向其中一支试管中滴加几滴KSCN溶液，溶液显血红色，则证明溶液中含有Fe3＋，再向另一支试管中滴加几滴铁氰化钾[K3Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成，则证明溶液中含有Fe2＋(2)固体的检验答题模板=1\*GB3①取少许固体样品于两支试管中，加水溶解，分别再加入……试剂(微热/振荡)，现象是……的是……物质=2\*GB3②取少许固体样品于试管中，加水溶解，把样品分为两等份，一份加……试剂，现象是……的是……物质，另一份加……试剂，现象是……的是……物质实例榴石矿石可以看作CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。试设计实验证明榴石矿中含有FeO(试剂任选，说明实验操作与现象)：取矿石少许于试管中，加稀硫酸充分反应后，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，则证明矿石中含有FeO(不能加盐酸溶解)(3)气体检验单一气体检验将气体通入(或通过)试剂[×××溶液(或××固体)]描述现象得出结论混合气体的检验检验气体甲除去气体甲确定气体甲已除尽检验气体乙实例以“CO2气体检验”为例：将无色无味的气体通入澄清石灰水中，若溶液变浑浊，则证明该气体是CO2微点拨=1\*GB3①水蒸气最先检验；=2\*GB3②有干扰的气体先检验；=3\*GB3③关键词：如“少量”“除尽”等(4)物质的鉴别固体①分别取固体分置于两支试管中加热或加入……试剂，现象是……的是……物质②分别取固体分置于两支试管中溶于水形成溶液，加……试剂，现象是……的是……物质溶液①分别取两溶液分置于两支试管中，分别加入……试剂，现象是……的是……物质②分别取两溶液分置于两支试管中，分别加入……试剂，现象是……继续加入……试剂，现象是……的是……物质气体取适量……溶液于两支洁净试管中，分别通入两种气体，能使……(试剂)……(现象)的是……气体，不能使……(试剂)……(现象)的是……气体鉴别SO2和CO2：取适量品红溶液于两洁净的试管中，分别通入两气体，能使品红溶液褪色的是SO2气体，不能使品红溶液褪色的是CO23．化学实验中常见操作的目的、作用或原因(1)沉淀水洗的目的：除去××杂质(可溶于水)(2)沉淀用乙醇洗涤的目的：a.减小固体的溶解损失；b.除去固体表面吸附的杂质；c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥(3)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(4)控制溶液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(5)“趁热过滤”后，有时先向滤液中加入少量水，加热至沸腾，然后再“冷却结晶”出目标产物的原因：稀释溶液，防止降温过程中杂质析出，提高产品的纯度(6)加过量A试剂的原因：使B物质反应完全或提高B物质的转化率等(7)加入氧化性试剂的目的：使××(还原性)物质转化为××物质(8)温度不高于××℃的原因：温度过低反应速率较慢，温度过高××物质(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)分解或××物质(如浓硝酸、浓盐酸)挥发或××物质(如Na2SO3等)氧化或促进××物质(如AlCl3等)水解。(9)减压蒸馏(减压蒸发)的原因：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(10)蒸发、反应时的气体氛围：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)(11)配制某溶液时事先煮沸水的原因：除去溶解在水中的氧气，防止某物质被氧化(12)反应容器中和大气相通的玻璃管的作用：指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大(13)加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成目标产物的方向)移动(14)用平衡移动原理解释某现象的原因：溶液中存在××平衡，该平衡是××(平衡反应的特点)，××(条件改变)使平衡向××方向移动，产生××现象4．化学实验中仪器或试剂作用(1)有机物制备装置中长导管(或冷凝管)的作用：冷凝回流、导气(2)有机物分离过程中加无水氯化钙的作用：干燥(除水)(3)固液加热型制气装置中恒压漏斗上的支管的作用：保证反应容器(一般为圆底烧瓶)内压强与恒压漏斗内压强相等(平衡压强)，使恒压漏斗内的液体顺利滴下(6)温度计的使用方法：蒸馏时温度计的液泡置于蒸馏烧瓶的支管口处，测定馏分的温度；制乙烯时温度计的液泡置于反应液液面以下(不能接触瓶底)，测定反应液的温度5．常考实验装置作用汇总①中橡皮管的作用：平衡压强，使液体能顺利滴下；减小液体体积对气体体积测量的干扰②的作用：干燥或除去气体中的杂质③的作用：吸收尾气，防止污染空气④的作用：干燥气体或吸收气体；防止空气中二氧化碳、水蒸气对实验的影响⑤的作用：安全瓶，防止瓶内压强过大⑥的作用：通除去某些成分的空气，防止实验中产物受装置内残留空气的影响⑦的作用：混合气体；干燥气体；通过观察气泡速率控制气体流量⑧的作用：测量气体体积。读数时注意：装置冷却到室温，上下移动量气管使两液面高度一致，平视量气管内凹液面最低处读出数值⑨中仪器名称与作用：a为布氏漏斗，b为抽滤瓶或吸滤瓶，两者组合配合抽气，使抽滤瓶内压强减小，加快过滤的速率6.实验设计方案解题模式7．滴定分析法的定量关系(1)凯氏定氮法反应原理：NH3·H3BO3＋HCl=NH4Cl＋H3BO3定量关系：n(N)≈n(HCl)(2)K2CrO4与AgNO3反应原理：2Ag＋＋CrOeq\o\al(2－,4)=Ag2CrO4↓定量关系：n(Ag＋)＝2n(K2CrO4)(3)KMnO4与Na2C2O4反应原理：2MnOeq\o\al(－,4)＋5C2Oeq\o\al(2－,4)＋16H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O定量关系：5n(KMnO4)＝2n(Na2C2O4)(4)KMnO4与H2O2反应原理：2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2O2＋6H＋=2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O定量关系：5n(KMnO4)＝2n(H2O2)(5)K2CrO7与Fe2＋反应原理：6Fe2＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O定量关系：6n(K2Cr2O7)＝n(Fe2＋)(6)KIO3与I－反应原理：5I－＋IOeq\o\al(－,3)＋6H＋=3I2＋3H2O定量关系：5n(KIO3)＝n(I－)(7)I2与SOeq\o\al(2－,3)反应原理：I2＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=2I－＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋定量关系：n(I2)＝n(SOeq\o\al(2－,3))(8)I2与S2Oeq\o\al(2－,3)反应原理：2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－定量关系：2n(I2)＝n(S2Oeq\o\al(2－,3))1．（2024·江苏连云港高三期中，15）和可以作为锂离子电池的正极材料。(1)的制备。在氮气的氛围中，将一定量的溶液与、LiOH溶液中的一种混合，然后加入到三颈烧瓶中(如图)，在搅拌下通过滴液漏斗缓慢滴加剩余的另一种溶液，充分反应后，过滤、洗涤、干燥得到粗产品。①滴液漏斗中的溶液是。②与、LiOH反应得到和，该反应的离子方程式为。已知。③在氮气氛围下，粗产品经150℃干燥、高温焙烧，即可得到锂离子电池的正极材料。焙烧时常向其中加入少量活性炭黑，其主要目的是。(2)的制备。取一定量比例的铁粉、磷酸、水放入容器中，加热充分反应，向反应后的溶液中加入一定量，同时加入适量水调节pH，静置后过滤、洗涤、干燥得到，高温煅烧，即可得到。①其他条件不变时，磷酸与水的混合比例对铁粉溶解速率的影响如图所示：当时，随着水的比例增加，铁粉溶解速率迅速升高的原因是。②为使反应过程中的完全被氧化，下列操作控制能达到目的的是(填序号)。a．用调节溶液

b．加热，使反应在较高温度下进行c．缓慢滴加溶液并搅拌

d．加入适当过量的溶液③将与溶液混合可以得到。设计以与溶液为原料，补充完整制备的实验方案：，干燥得到。［实验中必须使用的试剂：盐酸、溶液，开始沉淀的］【答案】(1)LiOH溶液改善成型后的导电性能(2)当时，随着水的比例增加，促进了的电离，使显著增大，反应速率较快，同时反应放热也加快了反应速率cd在搅拌下向溶液中缓慢加入溶液，控制溶液的，充分反应后，向上层清液中继续加入溶液不再产生沉淀，静置后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀2~3次，取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的溶液，不再出现白色沉淀【解析】（1）硫酸亚铁铵在溶液中水解使溶液呈酸性，能与能与氢氧化锂溶液反应，则制备磷酸铁锂的实验操作为在氮气的氛围中，将一定量的硫酸亚铁铵溶液和磷酸溶液混合加入到三颈烧瓶中，在搅拌下通过滴液漏斗缓慢滴加氢氧化锂溶液，充分反应后，过滤、洗涤、干燥得到粗磷酸铁锂；①由分析可知，滴液漏斗中的溶液是氢氧化锂溶液；②由分析可知，制备磷酸铁锂的反应为氢氧化锂溶液与硫酸亚铁铵、磷酸混合溶液反应生成磷酸铁锂、硫酸氢铵和水，反应的离子方程式为；③活性炭黑能够导电，则在氮气氛围下，焙烧时向磷酸铁锂中加入少量活性炭黑的目的是改善成型后磷酸铁锂的导电性能。（2）由题意可知，制备磷酸铁的过程为取一定量比例的铁粉、磷酸、水放入容器中，加热充分反应制得磷酸亚铁，向反应后的溶液中加入一定量过氧化氢溶液，同时加入适量水调节pH，将溶液中的磷酸亚铁氧化为二水磷酸铁沉淀，过滤、洗涤、干燥得到二水磷酸铁，高温煅烧二水磷酸铁得到磷酸铁；①磷酸是三元中强酸，在溶液中分步电离出氢离子，向磷酸中加水时，磷酸在溶液中电离出氢离子，溶液中氢离子浓度增大，氢离子与铁生成亚铁离子的速率增大，且反应放出的热量，使反应温度增大，导致反应速率加快，所以当时，随着水的比例增加，铁粉溶解速率迅速升高，故答案为：当时，随着水的比例增加，促进了的电离，使显著增大，反应速率较快，同时反应放热也加快了反应速率；②a．用氢氧化钙调节溶液pH为7，会使溶液中的亚铁离子转化为氢氧化亚铁沉淀，不利于亚铁离子的氧化，故错误；b．加热，使反应在较高温度下进行时，过氧化氢受热分解，过氧化氢浓度减小不利于亚铁离子的氧化，故错误；c．缓慢滴加过氧化氢溶液并搅拌可以使反应物的接触面积增大，有利于亚铁离子完全氧化，故正确；d．加入适当过量的过氧化氢溶液，有利于亚铁离子完全氧化，故正确；故选cd；③由题给信息和所给试剂可知，以硫酸铁溶液和磷酸氢钠溶液为原料制备二水磷酸铁的实验方案为在搅拌下向硫酸铁溶液中缓慢加入磷酸氢钠溶液，控制溶液的pH小于2.7，防止铁离子生成氢氧化铁沉淀，充分反应后，向上层清液中继续加入磷酸氢钠溶液不再产生沉淀，说明溶液中铁离子沉淀完全，静置后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀2~3次，取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，不再出现白色沉淀，说明沉淀洗涤干净，干燥得到二水磷酸铁。2．（2024·江苏常州第一中学高三期初检测，16）是一种黑色固体，常用作固体润滑剂、废水处理剂等．可通过高温合成法和均相沉淀法合成纳米．Ⅰ．高温合成法称取一定质量还原铁粉和淡黄色硫粉，充分混合后置于真空密闭石英管中．用酒精喷灯加热．加热过程中硫粉升华成硫蒸气，持续加热至反应完全，冷却，得纳米，已知：蒸气为橙色，蒸气为红棕色。(1)若用等质量的和分别与足量铁粉反应制取，消耗的质量比为。(2)能说明反应已进行完全的标志是。Ⅱ．均相沉淀法实验室以硫酸亚铁铵和硫代乙酰胺为主要原料合成纳米硫化亚铁的装置和流程如图所示：已知：硫代乙酰胺在酸性和碱性条件下均能水解，水解方程式如下所示：(3)实验前通排尽装置中空气的目的是；装混合液的仪器名称是。(4)“反应”时，控制混合液约为9，温度为70℃．硫酸亚铁铵溶液和硫代乙酰胺溶液恰好反应时总反应的离子方程式为。(5)该方法得到的产品中常混有少量杂质。有研究表明，在混合液中添加少量柠檬酸钠（）可降低溶液中，抑制杂质的形成，加入柠檬酸钠能降低的原因是。(6)实验所用硫酸亚铁铵可用铁粉为原料制备．请补充完整实验室制取硫酸亚铁铵晶体的实验过程：取充分洗净的铁粉，，低温烘干，得硫酸亚铁铵晶体。（必须使用的试剂：溶液、无水乙醇、固体）【答案】(1)1：1(2)硫蒸气的颜色不变(3)防止Fe2+和CH3CSNH2水解生成的S2—被氧化三颈烧瓶(4)Fe2++CH3CSNH2+2NH+5OH—FeS↓+CH3COO−+3NH3↑+3H2O(5)柠檬酸钠能与Fe2+形成配合物(6)加入2mol/LH2SO4溶液，在热水浴中加热，并不断搅拌，使其反应到不再产生气体，趁热过滤，向滤液中加入(NH4)2SO4固体，加热溶液至出现晶膜、冷却结晶、过滤，并用无水乙醇洗涤【解析】Ⅱ．由题给流程可知，硫酸亚铁铵溶液和硫代乙酰胺溶液在三颈烧瓶内水浴加热条件下反应生成硫化亚铁沉淀，经离心分离、洗涤、干燥得到纳米硫化亚铁。（1）S8和S6与最简式相同，都为S，则S8和S6分别与等质量的铁粉反应制取硫化亚铁时，消耗S8和S6的质量相等。（2）容器中硫蒸气的颜色不变时，说明铁粉完全反应转化为硫化亚铁。（3）亚铁离子和硫离子具有还原性，易被空气中的氧气氧化，所以实验前通入氮气的目的是排尽装置中的空气，防止Fe2+和CH3CSNH2水解生成的S2—被氧化影响硫化亚铁的生成；由实验装置图可知，装混合液的仪器为三颈烧瓶。（4）由分析可知，碱性溶液中亚铁离子、铵根离子和硫代乙酰胺溶液在三颈烧瓶内水浴加热条件下反应生成硫化亚铁沉淀、醋酸根离子、氨气和水，反应的离子方程式为Fe2++CH3CSNH2+2NH+5OH—FeS↓+CH3COO−+3NH3↑+3H2O。（5）由题意可知，为防止制备硫化亚铁过程中生成氢氧化亚铁沉淀，导致产率降低，应向反应溶液中加入柠檬酸钠，使亚铁离子与柠檬酸根离子形成配合物，降低溶液中的亚铁离子浓度。（6）由溶解度可知，实验室制取硫酸亚铁铵晶体的实验过程为取5.6g充分洗净的铁粉，加入2mol/LH2SO4溶液，在热水浴中加热，并不断搅拌，使其反应到不再产生气体，趁热过滤，向滤液中加入(NH4)2SO4固体，加热溶液至出现晶膜、冷却结晶、过滤，并用无水乙醇洗涤，低温烘干，得到硫酸亚铁铵晶体。3．（2024·江苏海安高级中学高三12月月考，16）磷资源流失到水环境中会造成水体富营养化。已知：基磁性纳米复合材料，由和纳米经过超声分散制得。能通过纳米物理吸附和溶出后通过化学反应等去除水体磷。已知：纳米颗粒表面带正电荷；部分物质的溶解性如下表。物质溶解性难溶微溶可溶易溶(1)制备复合材料所需的纳米：一定条件下，先将和晶体配制成混合溶液，再与氨水反应可制得纳米，实验装置如下：①氨水缓慢滴入，开始一段时间内未出现浑浊，原因是。②制备纳米需控温在50～60°℃之间，写出该反应的化学方程式：。③配制混合溶液时按进行投料：实验中需不断通入。通的目的是。(2)研究不同pH下向含磷(V)废水中加入纳米复合材料的除磷效果：①从图1中可以看出初始pH为3～6时，磷的去除率较高且反应后pH均有一定的上升，反应过程中无气体生成。结合图2，写出对应的离子方程式：。②当初始pH为9～10时，磷的去除率明显小于初始pH为3～6的去除率，是因为。(3)除磷后续处理除磷回收得到的磷矿物，可进一步转化为，作为钾磷复合肥使用。设计由浆料制备晶体的实验方案：向含的浆料中，干燥。[已知：；室温下从饱和溶液中可结晶析出晶体；实验中须选用的试剂：溶液、溶液，pH试纸，无水乙醇]【答案】(1)主要用于消耗配制溶液时加入的盐酸除去空气，防止部分被氧化为，造成产品不纯(2)碱性条件下，几乎不溶解，钙离子浓度很小；同时浓度增大，会与产生竞争吸附(3)缓慢加入溶液40.0mL不断搅拌；再分批缓慢滴入溶液，不断搅拌至用pH试纸测得反应液，过滤；将滤液蒸发浓缩至表面析出晶膜，降温至室温结晶(或在室温下冷却结晶)；过滤，所得晶体用无水乙醇洗涤2~3次【解析】（1）①配制FeCl2和FeCl3溶液溶液时，防止亚铁离子和铁离子水解，加有盐酸，氨水先与盐酸反应。②FeCl2+2FeCl3+8NH3⋅H2O=Fe3O4↓+8NH4Cl+4H2O；③通入N2除去空气，防止Fe2+部分被O2氧化为Fe3+，造成产品不纯。（2）①从图1中可以看出初始pH为3～6时，磷的去除率较高且反应后pH均有一定的上升，反应过程中无气体生成。结合图2，写出对应的离子方程式：；②当初始pH为9～10时，磷的去除率明显小于初始pH为3～6的去除率，是因为：一方面碱性条件下，CaCO3几乎不溶解，钙离子浓度很小；同时OH−浓度增大，会与产生竞争吸附。（3）向含0.02molCaHPO4⋅2H2O的浆料中缓慢加入0.25mol/LK2SO4溶液40.0mL不断搅拌；再分批缓慢滴入H2SO4溶液，不断搅拌至用pH试纸测得反应液pH≈4~5，过滤；将滤液蒸发浓缩至表面析出晶膜，降温至室温结晶(或在室温下冷却结晶)；过滤，所得晶体用无水乙醇洗涤2~3次，干燥。4．（2024·江苏连云港五校高三12月联考，16）连二亚硫酸钠广泛应用于造纸等行业。易被氧化，129℃时分解，在碱性条件下较稳定，易溶于水，不溶于乙醇。实验室用碱性溶液和酸性溶液制取，实验室制备装置如题图所示。(1)实验前需打开K通入一段时间氮气，其目的是。(2)在10℃～35℃下，向盛有一定浓度的溶液容器中滴加溶液，生成和，制备的化学方程式为。(3)产率与加入溶液与溶液质量比的关系如题图所示，碱性溶液与酸性溶液加料质量比增大时，产率下降的原因是。(5)Zn还原法已知：二价锌在水溶液中存在形式的物质的量浓度的对数与pH的关系如题图所示。请补充完整制备的实验方案：向水中加入Zn粉，搅拌，，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，蒸馏水洗涤，再用乙醇洗涤，低温烘干，得到(实验中须使用的试剂：、溶液)【答案】(1)排出装置中的空气(或氧气)，防止(或)被氧化(2)(3)过量将还原到更低价态，导致的产率下降(4)84%(5)28～35℃加热条件下，向其中缓慢通入至Zn粉完全溶解(或浊液变澄清)(1分，没有体现Zn粉完全消失不得分)，再向溶液中边搅拌边滴加溶液至pH在8.2～10.5之间，过滤【解析】（1）实验前需打开K通入一段时间氮气，其目的是：排出装置中的空气(或氧气)，防止(或)被氧化。（2）根据题意生成生成和，可得方程式为。（3）产率下降的原因是：过量将还原到更低价态，导致的产率下降。（4）根据题意，根据，，，质量分数为。（5）根据二价锌在水溶液中存在形式的物质的量浓度的对数与pH的关系可得完整制备的实验方案为：向水中加入Zn粉，搅拌，28～35℃加热条件下，向其中缓慢通入至Zn粉完全溶解(或浊液变澄清)，再向溶液中边搅拌边滴加溶液至pH在8.2～10.5之间，过滤，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，蒸馏水洗涤，再用乙醇洗涤，低温烘干，得到。5．（2024·江苏南京、盐城高三第一次模拟，16）实验室以菱锰矿(含及少量的氧化物等)为原料制备高纯和的流程如下图所示。已知：室温下电离常数。(1)该流程中可循环使用的物质有。(2)“沉铁”过程需加氨水调节溶液，使溶液中转化为沉淀同时得到溶液。检验溶液中是否含有的实验方法是。(3)沉铁过程中也会产生少量沉淀。在工业上可用于去除溶液中，反应为：，其平衡常数。(4)制取。在题图1所示的实验装置中，搅拌下使一定量的溶液与氨水混合溶液充分反应。①滴液漏斗中添加的药品是。②混合溶液中氨水的作用是。(5)制取。固定其他条件不变，反应物物质的量浓度比值、温度、空气流量对溶液制取纯度的影响如题图2、题图3、题图4所示。补充完整制取纯净的实验方案：取的溶液，，控制搅拌速率反应，，干燥，得到纯净的(须使用的试剂：溶液、溶液)。【答案】(1)或氨水、(2)取少量溶液于试管中，向其中滴加溶液{或溶液}，若溶液不变红(或没有蓝色沉淀)，则溶液中无(其他答案合理也可)(3)10(4)(三颈烧瓶中盛有溶液)(缓慢滴加)氨水混合溶液调节溶液，增大，使尽可能沉淀完全(5)边搅拌边向其中加入溶液，并保持水浴加热，同时以的流量向溶液中通入空气静置过滤，用水洗涤，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加溶液，无沉淀生成【解析】根据菱锰矿中所含成分，以及流程图可知，碳酸锰与硫酸铵反应生成硫酸锰、氨气和二氧化碳，铁的氧化物、二氧化硅不与硫酸铵反应，加水溶解后，得到含硫酸锰溶液，再加入氨水调节pH除去铁，过滤得到硫酸锰溶液，搅拌下使一定量的MnSO4溶液与氨水−NH4HCO3混合溶液充分反应，同时得到硫酸铵。（1）根据分析，该流程中可循环使用的物质有或氨水、。（2）铁离子遇到KSCN变红，则检验溶液中是否含有的实验方法是取少量溶液于试管中，向其中滴加溶液{或溶液}，若溶液不变红(或没有蓝色沉淀)，则溶液中无(其他答案合理也可)。（3）反应平衡常数===10。（4）①根据溶液与氨水混合溶液充分反应，滴液漏斗中添加的药品是(三颈烧瓶中盛有溶液)(缓慢滴加)氨水混合溶液。②反应生成MnCO3，混合溶液中氨水的作用是调节溶液，增大，使尽可能沉淀完全。（5）制取纯净的实验方案：取的溶液，边搅拌边向其中加入溶液，并保持水浴加热，同时以的流量向溶液中通入空气，控制搅拌速率反应静置过滤，用水洗涤，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加溶液，无沉淀生成，干燥，得到纯净的(须使用的试剂：溶液、溶液)。6．（2024·江苏镇江丹阳高级中学3月月考，16）以固体为原料制备纯，其部分实验过程如下：

已知：①；②，有两性，；③。(1)“酸溶”后再“氧化”可提高氧化速率，理由是。(2)“氧化”时产生气体中还有一定量。转化为反应的离子方程式为。(3)若“氧化”不充分，“沉钯”时所得的产率降低，其原因是；氧化液中Pd的浓度一定，为提高的产率，“沉钯”时需控制的条件有：反应的温度、。(4)可用作乙烯氧化制乙醛的催化剂，其部分反应机理如下：。形成配位键时，配体中电子云密度较大的区域易进入中心原子(或离子)的空轨道。乙烯分子与Pd2+形成的配位键中，乙烯分子提供电子对的区域是。(5)已知：受热易水解，能与盐酸反应生成溶液；固体受热至175℃会分解为。请补充完整制备的实验方案：取沉钯后过滤所得，，得到干燥的粉末。实验中须使用的试剂：热蒸馏水、浓盐酸、溶液、稀。【答案】(1)将配合物内界的转化为外界的，酸溶后的远大于酸溶前的(2)(3)未被氧化的在碱性条件下转化为，能将转化为可溶性的NaOH的用量(或反应时溶液的pH)(4)乙烯分子中的键(5)用热蒸馏水洗涤2-3次，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加稀与溶液，无白色沉淀生成，停止洗涤操作。向所得中加入足量浓盐酸，搅拌使其充分反应，蒸发溶液至有大量晶体析出，利用余热蒸干，在175℃加热固体至恒重，研磨【解析】加入热的浓盐酸，发生已知信息中反应生成和，反应后溶液中加入NaClO3溶液将氧化为氮气，再加NaOH溶液发生已知②中反应，生成沉淀；过滤，将溶于盐酸得到PdCl2。（1）“酸溶”后内界中的氨气分子转化为铵根离子，从而提高铵根离子浓度，可提高氧化速率。（2）“氧化”时产生气体中还有一定量，原因为NaClO3能与氯离子氧化成氯气，反应离子方程式为：。（3）若氧化不充分，则溶液中未被氧化的在碱性条件下转化为，能将转化为可溶性的；因有两性，能溶于强碱，“沉钯”时需控制溶液的pH值防止碱性太强导致溶解。（4）乙烯分子与Pd2+形成的配位键的是乙烯分子中的键。（5）制备的实验方案：取沉钯后过滤所得，用热蒸馏水洗涤2-3次，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加稀与溶液，无白色沉淀生成，停止洗涤操作。向所得中加入足量浓盐酸，搅拌使其充分反应，蒸发溶液至有大量晶体析出，利用余热蒸干，在175℃加热固体至恒重，研磨，得到干燥的粉末。7．（2024·江苏南通名校联盟12月学业质量联合监测，14）金属铜已与人类相伴走过了千年岁月。铜的化合物性质之丰富、种类之多样、应用之广泛一直吸引着人们的目光。(1)铜与浓硫酸的反应存在多个副反应。将光亮的铜片投入足量浓硫酸并加热，观察到有灰白色沉淀生成。发现该沉淀是Cu2S与另一种盐的混合物。已知反应过程中无气体生成，且亚硫酸铜在浓硫酸环境中极不稳定。请根据以上信息，写出该过程中发生反应的化学方程式：。(2)铜能形成多种配合物。一价铜可与Cl-、NH3∙H2O等反应生成稳定性不一的配合物，在化工生产中有广泛应用。①[Cu(NH3)2]+还原性较强，暴露在空气中可被迅速氧化为深蓝色的[Cu(NH3)4]2+，试写出反应的离子方程式：；并合理推测[Cu(NH3)2]+的这一性质在气体净化中的一种可能的应用：。②CuCl在实验室中的少量制取，通常是在热浓盐酸中用Cu还原CuCl2，反应过程中会生成多种配合物，请写出可能生成的配离子的化学式：(写出2种即可)。(3)与铜同族的金(Au)性质不活泼，工业提金常利用氰化法。请你设计以金铁共生矿为原料提取金的实验方案：。已知：①氰化物有剧毒，易被氧化为无毒的两种气体；②氰化法发生的主要反应为：，金可用Zn还原K[Au(CN)2]得到；③实验中可选用的试剂：KCN溶液，稀硫酸，锌粉，H2O2溶液，BaCl2溶液④金铁共生矿中的其他杂质不与可选试剂反应【答案】(1)(2)除去气体中的痕量O2[CuCl4]2-、[CuCl2]-(3)向金铁共生矿中加入稀硫酸至无气泡产生，过滤，向滤渣中加入稍过量KCN溶液，充分振荡后过滤，取滤液加入足量锌粉，过滤，向滤液中滴加H2O2溶液至无气泡产生；向滤渣中滴加稀硫酸至固体不再溶解，过滤，洗涤滤渣至向最后一次滤液中滴加BaCl2溶液，无浑浊【解析】以金铁共生矿为原料提取金时，需加入KCN溶解Au，但Fe比Au活泼，所以应先用酸将Fe溶解除去；将Au用KCN溶解后，过滤得滤液；含Au的配合物溶液中加入Zn，可将Au还原出来；滤液中含有剧毒物CN-，可加入强氧化剂(如H2O2)氧化除去。滤渣为Au、Zn的混合物，需加足量硫酸溶解Zn，过滤、洗涤、取最后一次洗涤液检验是否除尽。（1）将光亮的铜片投入足量浓硫酸并加热，观察到有灰白色沉淀Cu2S与另一种盐的混合物，已知反应过程中无气体生成、亚硫酸铜在浓硫酸环境中极不稳定，则另一种盐为CuSO4，该过程中发生反应的化学方程式：。（2）①[Cu(NH3)2]+还原性较强，暴露在空气中可被O2迅速氧化为深蓝色的[Cu(NH3)4]+，反应的离子方程式：；既然[Cu(NH3)2]+易被O2氧化，就可利用这一性质吸收O2，则在气体净化中的一种可能的应用：除去气体中的痕量O2。②一价铜可与Cl-、NH3∙H2O等反应生成稳定性不一的配合物，在热浓盐酸中用Cu还原CuCl2可生成一价铜，一价铜与Cl-可发生反应生成CuCl及多种配合物，则可能生成的配离子的化学式：[CuCl4]2-、[CuCl2]-。（3）由分析可知，以金铁共生矿为原料提取金时，应先除Zn，过滤所得滤液加KCN，将Au转化为配离子[Au(CN)2]-，过滤所得滤液中加Fe还原得Au，滤液中含CN-，加H2O2处理；滤渣中含Au、Fe，加硫酸溶解、过滤、洗涤、检验。实验方案：向金铁共生矿中加入稀硫酸至无气泡产生，过滤，向滤渣中加入稍过量KCN溶液，充分振荡后过滤，取滤液加入足量锌粉，过滤，向滤液中滴加H2O2溶液至无气泡产生；向滤渣中滴加稀硫酸至固体不再溶解，过滤，洗涤滤渣至向最后一次滤液中滴加BaCl2溶液，无浑浊。8．（2024·江苏盐城东台中学高三3月月考，16）氯化亚铜(CuCl)是重要的铜盐系列产品，某学习小组用海绵铜制取氯化亚铜的流程如下：CuCl难溶于水和乙醇，易溶于浓度较大的体系。Ⅰ.海绵铜的溶解经观察，海绵铜(主要成分是Cu和CuO)在“溶解”过程中未产生气泡，反应原理为：反应①：(较快)；反应②：_______(较慢)。(1)写出反应②的化学方程式。(2)实验过程中，测得不同温度下浸出液中的质量浓度如图1所示。图中显示在第1h内铜的浸出率较大，其原因是。Ⅱ.氯化亚铜的制备利用海绵铜“溶解”后的溶液与、反应，可制备氯化亚铜，装置如图2所示。(3)“还原”过程中一般采用最为适宜，原因是。(4)下表是氯化铵用量与沉淀率的关系如下表所示，沉淀率在比值为1.1时最大的原因是。0.80.91.01.11.21.3沉淀率/％35.373.285.291.379.265.4(5)“酸洗”步骤中，最合适选用的试剂是(写酸的名称)。Ⅲ.氯化亚铜的提纯(6)已知：水解可生成CuCl。温度、pH对CuCl产率的影响如下图所示。请根据以上信息，设计由CuCl、Cu和CuO的混合固体中提纯CuCl的实验方案：。(实验中须使用的试剂与仪器：饱和NaCl溶液、的溶液、乙醇、真空干燥箱)【答案】(1)(2)反应初期主要是CuO溶解，且CuO溶解速率较快(3)稍过量，保证反应完全且防止CuCl被氧化(4)比值小于1.1时，比值越大，越大，沉淀率越大；比值大于1.1时，比值越大，越大，CuCl会转化为而溶解(5)稀硫酸(6)边搅拌边向样品中加入饱和NaCl溶液至固体不再溶解，过滤。控制温度在60℃左右，向滤液中滴加的溶液，控制pH在2～2.5，趁热过滤，乙醇洗涤，真空干燥箱中干燥【解析】根据流程：海绵铜加入硫酸和硝酸铵溶解得到溶液主要是硫酸铜，硫酸铵等，加入亚硫酸铵还原硫酸铜，加入氯化铵氯化发生反应2CuSO4+(NH4)2SO3+2NH4Cl+H2O=2CuCl↓+2(NH4)2SO4+H2SO4，过滤得到固体为CuCl，滤液主要是硫酸铵和硫酸；CuCl经过酸洗、醇洗、烘干，得到CuCl。（1）反应②为Cu在酸性条件下氧化为硫酸铜，化学方程式。（2）海绵铜(主要成分是Cu和CuO)中CuO在酸性条件下可以很快溶解，图中显示在第1h内铜的浸出率较大，其原因是反应初期主要是CuO溶解，且CuO溶解速率较快。（3）“还原”过程中加入亚硫酸铵还原硫酸铜，加入氯化铵氯化发生反应2CuSO4+(NH4)2SO3+2NH4Cl+H2O=2CuCl↓+2(NH4)2SO4+H2SO4，一般采用最为适宜，原因是稍过量，保证反应完全且防止CuCl被氧化。（4）沉淀率在比值为1.1时最大的原因是比值小于1.1时，比值越大，越大，沉淀率越大；比值大于1.1时，比值越大，越大，CuCl会转化为而溶解。（5）反应过程中硫酸为反应溶液，且CuCl易溶于浓度较大体系，在盐酸中会转化为其他物质，根据“酸洗”步骤中，最合适选用的试剂是稀硫酸。（6）根据以上信息，由CuCl、Cu和CuO的混合固体中提纯CuCl的实验方案为：边搅拌边向样品中加入饱和NaCl溶液至固体不再溶解，过滤。控制温度在60℃左右，向滤液中滴加的溶液，控制pH在2～2.5，趁热过滤，乙醇洗涤，真空干燥箱中干燥。9．（2024·江苏南通如皋高三2月适应性考试（一），16）可用于制取催化剂，可以由含钻废料（主要成分为，还含有少量、和）经过如下过程进行制取：含钴废料浸取液(1)含钴废料用硫酸和溶液浸出后，溶液中含有的阳离子是和。①写出“浸取”时所发生反应的离子方程式：。②“浸取”时含钴废料、硫酸和溶液混合的方式为。(2)已知：①氧化性；②；可溶于水；与可生成配合物难以沉淀；③实验条件下金属离子转化为氢氧化物时开始沉淀及沉淀完全的如下表所示：开始沉淀1.93.46.96.69.1沉淀完全3.24.78.99.211.1补充完整由“浸取液”制取的实验方案：取一定量的浸取液，，过滤，向滤液中滴加溶液，……，得到晶体，（实验中可选用的试剂是的氨水、的溶液、溶液、的溶液）。(3)已知：。①反应的平衡常数为。②制取时使用溶液而不是溶液的原因是。(4)为测定草酸钴样品的纯度，进行如下实验：①取草酸钴样品，加入酸性溶液，加热充分反应至不再有气体产生（该条件下不被氧化，杂质不参与反应）。②将溶液冷却，加水稀释定容至。③取溶液，用溶液滴定过量的，恰好完全反应时消耗溶液。样品中的质量分数为。【答案】(1)先将含钴废料与溶液混合，然后在向其中逐滴加入硫酸溶液(2)向其中边加入的溶液，直至取少许溶液加入溶液，不出现蓝色沉淀时停止加入，再向其中滴加氨水，调在4.7～6.6之间，过滤，向滤液中滴加的