专题27物质制备类综合性实验题（学生版）-2023年高考化学毕业班二轮热点题型归纳与变式演练（新高考专用）

专题27物质制备类综合性实验题目录一、热点题型归纳………………………1【题型一】无机物制备综合实验………………………1【题型二】有机物制备综合实验………………………7二、最新模考题组练……………………11【题型一】无机物制备综合实验【典例分析】【典例1】（2022·山东省等级考）实验室利用FeCl2·4H2O和亚硫酰氯（SOCl2）制备无水FeCl2的装置如图所示（加热及夹持装置略）。已知SOCl2沸点为76℃，遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题：（1）实验开始先通N2。一段时间后，先加热装置_______（填“a”或“b”）。装置b内发生反应的化学方程式为__________________________________________。装置c、d共同起到的作用是_______。（2）现有含少量杂质的FeCl2·nH2O，为测定n值进行如下实验：实验Ⅰ：称取m1g样品，用足量稀硫酸溶解后，用cmol·L－1K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+达终点时消耗VmL（滴定过程中Cr2O72－转化为Cr3+，Cl－不反应）。实验Ⅱ：另取m1g样品，利用上述装置与足量SOCl2反应后，固体质量为m2g。则n＝_______；下列情况会导致n测量值偏小的是_______（填标号）。A．样品中含少量FeO杂质B．样品与SOCl2反应时失水不充分C．实验Ⅰ中，称重后样品发生了潮解D．滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成（3）用上述装置、根据反应TiO2+CCl4TiCl4+CO2制备TiCl4。已知TiCl4与CCl4分子结构相似，与CCl4互溶，但极易水解。选择合适仪器并组装蒸馏装置对TiCl4、CCl4混合物进行蒸榴提纯（加热及夹持装置略），安装顺序为①⑨⑧_______（填序号），先馏出的物质为_______。【提分秘籍】1．气体的制取与性质实验题解题思路（1）实验流程（2）气体制备装置装置类型典型装置图制备气体固－固加热型O2和NH3固－液加热型Cl2、NH3、HCl、C2H4、CO液－液加热型固－液不加热H2、O2、Cl2、NH3、CO2、H2S、SO2、NO2、NO和C2H2液－液不加热注意启普发生器只适用于块状固体与液体在反应速率适中且不加热（也不能大量放热）条件下制取难溶于反应混合物的气体如CO2、H2S、H2（不可用于制C2H2、SO2、NO2）（3）装置连接顺序①实验仪器的选用和连接②净化气体时，一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无味的气体，最后除水蒸气。③检验混合气体时，先检验水蒸气，再检验并除去性质较活泼的气体，最后检验其他气体。如蔗糖与浓硫酸反应时混有少量SO2、CO2及水蒸气，应先用无水CuSO4检验水蒸气，再用品红检验SO2，用酸性高锰酸钾溶液除去SO2，然后用澄清石灰水检验CO2。2．物质制备实验设计的注意事项（1）“合理选择”是指仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择又包括发生装置（几种基本类型）、净化装置（除杂质的试剂与顺序）、反应装置、尾气处理装置等；药品的选择包括药品的种类、浓度、状态等；连接方式的选择指仪器的先后顺序，导管接口的连接等。（2）“排除干扰”是指反应条件的控制、防止空气成分介入、副反应尽量避免、杂质的清除以及防止产物的挥发、水解等对实验的干扰。（3）“操作准确”则要求熟悉主要仪器的性能、用途和典型的实验操作步骤。3．实验操作中注意的四个问题（1）实验操作顺序。如与气体有关实验的操作：装置选择与连接→气密性检验→装固体药品→加液体药品→开始实验（按程序）→拆卸仪器→其他处理等。（2）加热操作的要求。主体实验加热前一般应先用原料气赶走空气后，再点燃酒精灯，其目的一是防止爆炸，如H2还原CuO、CO还原Fe2O3；二是保证产品纯度，如制备Mg3N2、CuCl2等。反应结束时，应先熄灭酒精灯，继续通原料气直到冷却为止。（3）尾气处理方法。有毒气体常采用溶液（或固体）吸收或将之点燃的方法处理，无毒气体直接排放。（4）特殊的实验装置。①制取在空气中易吸水、潮解以及水解的物质（如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等）及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气进入。②用碱石灰吸收测定实验中生成CO2的质量时，前面要干燥，末端要防止空气中的水蒸气和CO2进入。4．物质制备型实验题的思维方法【变式演练】1．（2022·全国乙卷）二草酸合铜（Ⅱ）酸钾（K2［Cu（C2O4）2］）可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜（Ⅱ）酸钾可采用如下步骤：Ⅰ．取已知浓度的CuSO4溶液，搅拌下滴加足量NaOH溶液，产生浅蓝色沉淀。加热，沉淀转变成黑色，过滤。Ⅱ．向草酸（H2C2O4）溶液中加入适量K2CO3固体，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。Ⅲ．将Ⅱ的混合溶液加热至80~85℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁热过滤。Ⅳ．将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜（Ⅱ）酸钾晶体，进行表征和分析。回答下列问题：（1）由CuSO4·5H2O配制Ⅰ中的CuSO4溶液，下列仪器中不需要的是________（填仪器名称）。（2）长期存放的CuSO4·5H2O中，会出现少量白色固体，原因是________________________。（3）Ⅰ中的黑色沉淀是________（写化学式）。（4）Ⅱ中原料配比为n（H2C2O4）∶n（K2CO3）＝1.5∶1，写出反应的化学方程式____________。（5）Ⅱ中，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，加入K2CO3应采取________的方法。（6）Ⅲ中应采用________进行加热。（7）Ⅳ中“一系列操作”包括____________________。2．（2022·全国甲卷）硫化钠可广泛用于染料、医药行业。工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇，重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。回答下列问题：（1）工业上常用芒硝（Na2SO4·10H2O）和煤粉在高温下生产硫化钠，同时生成CO，该反应的化学方程式为_______________________________。（2）溶解回流装置如图所示，回流前无需加入沸石，其原因是_______。回流时，烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的1/3。若气雾上升过高，可采取的措施是_______。（3）回流时间不宜过长，原因是_______。回流结束后，需进行的操作有①停止加热②关闭冷凝水③移去水浴，正确的顺序为_______（填标号）。A．①②③B．③①②C．②①③D．①③②（4）该实验热过滤操作时，用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液，其原因是_______。过滤除去的杂质为_______。若滤纸上析出大量晶体，则可能的原因是_______。（5）滤液冷却、结晶、过滤，晶体用少量_______洗涤，干燥，得到Na2S·xH2O。3．（2022·辽宁省选择考）H2O2作为绿色氧化剂应用广泛，氢醌法制备H2O2原理及装置如下：已知：H2O、HX等杂质易使Ni催化剂中毒。回答下列问题：（1）A中反应的离子方程式为___________。（2）装置B应为___________（填序号）。（3）检查装置气密性并加入药品，所有活塞处于关闭状态。开始制备时，打开活塞___________，控温45℃。一段时间后，仅保持活塞b打开，抽出残留气体。随后关闭活塞b，打开活塞___________，继续反应一段时间。关闭电源和活塞，过滤三颈烧瓶中混合物，加水萃取，分液，减压蒸馏，得产品。（4）装置F的作用为_______________________________。（5）反应过程中，控温45℃的原因为__________________________。（6）氢醌法制备H2O2总反应的化学方程式为__________________________。（7）取2.50g产品，加蒸馏水定容至10.00mL摇匀。取20.00mL于维形瓶中，用0.0500mol•L－1酸性KMnO4标准溶液滴定。平行滴定三次，消耗标准溶液体积分别为19.98mL、20.90mL、20.02mL。假设其他杂质不干扰结果，产品中H2O2质量分数为___________。4．（2022·海南省选择考）磷酸氢二铵［（NH4）2HPO4］常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氢气制备（NH4）2HPO4，装置如图所示（夹持和搅拌装置已省略）。回答问题：（1）实验室用NH4Cl（s）和Ca（OH）2（s）制备氨气的化学方程式为__________________。（2）现有浓H3PO4质量分数为85%，密度为1.7g/mL。若实验需100mL1.7mol/L的H3PO4溶液，则需浓H3PO4_______mL（保留一位小数）。（3）装置中活塞K2的作用为________________。实验过程中，当出现________________现象时，应及时关闭K1，打开K2。（4）当溶液pH为8.0~9.0时，停止通NH3，即可制得（NH4）2HPO4溶液。若继续通入NH3，当pH＞10.0时，溶液中OH－、_______和_______（填离子符号）浓度明显增加。（5）若本实验不选用pH传感器，还可选用_______作指示剂，当溶液颜色由_______变为______时，停止通NH3。5．（2021·河北省选择考）化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献，某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3，进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl，实验流程如图：回答下列问题：（1）从A～E中选择合适的仪器制备NaHCO3，正确的连接顺序是____________（按气流方向，用小写字母表示）。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或____________。A．B．C．D．E．（2）B中使用雾化装置的优点是_______________________。（3）生成NaHCO3的总反应的化学方程式为__________________。（4）反应完成后，将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液：①对固体NaHCO3充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na2O2，Na2O2增重0.14g，则固体NaHCO3的质量为______g。②向滤液中加入NaCl粉末，存在NaCl（s）+NH4Cl（aq）NaCl（aq）+NH4Cl（s）过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线，需采用的操作为______、______、洗涤、干燥。（5）无水NaHCO3可作为基准物质标定盐酸浓度.称量前，若无水NaHCO3保存不当，吸收了一定量水分，用其标定盐酸浓度时，会使结果___（填标号）。A．偏高B．偏低C．不变6．（2021·湖北省选择考）超酸是一类比纯硫酸更强的酸，在石油重整中用作高效催化剂。某实验小组对超酸HSbF6的制备及性质进行了探究。由三氯化锑（SbCl3）制备HSbF6的反应如下：SbCl3+Cl2SbCl5、SbCl5+6HF＝HSbF6+5HCl。制备SbCl5的初始实验装置如图（毛细管连通大气，减压时可吸人极少量空气，防止液体暴沸；夹持、加热及搅拌装置略）：相关性质如表：物质熔点沸点性质SbCl373.4℃220.3℃极易水解SbCl53.5℃140℃分解，79℃/2.9kPa极易水解回答下列问题：（1）实验装置中两个冷凝管______（填“能”或“不能”）交换使用。（2）试剂X的作用为____________、_______________。（3）反应完成后，关闭活塞a、打开活塞b，减压转移_______________（填仪器名称）中生成的SbCl5至双口烧瓶中。用真空泵抽气减压蒸馏前，必须关闭的活塞是______（填“a”或“b”）；用减压蒸馏而不用常压蒸馏的主要原因是___________________________。（4）实验小组在由SbCl5制备HSbF6时，没有选择玻璃仪器，其原因为__________________。（写化学反应方程式）（5）为更好地理解超酸的强酸性，实验小组查阅相关资料了解到：弱酸在强酸性溶剂中表现出碱的性质，如冰醋酸与纯硫酸之间的化学反应方程式为CH3COOH+H2SO4＝［CH3C（OH）2］+［HSO4］－。以此类推，H2SO4与HSbF6之间的化学反应方程式为___________________________。（6）实验小组在探究实验中发现蜡烛可以溶解于HSbF6中，同时放出氢气。已知烷烃分子中碳氢键的活性大小顺序为：甲基（－CH3）＜亚甲基（－CH2－）＜次甲基（）。写出2－甲基丙烷与HSbF6反应的离子方程式_______________________________________________________________。7．（2021·辽宁省选择考）Fe/Fe3O4磁性材料在很多领域具有应用前景，其制备过程如下（各步均在N2氛围中进行）：①称取9.95gFeCl2·4H2O（Mr＝199），配成50mL溶液，转移至恒压滴液漏斗中。②向三颈烧瓶中加入100mL14mol·L－1KOH溶液。③持续磁力搅拌，将FeCl2溶液以2mL·min－1的速度全部滴入三颈烧瓶中，100℃下回流3h。④冷却后过滤，依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀，在40℃干燥。⑤管式炉内焙烧2h，得产品3.24g。部分装置如图：回答下列问题：（1）仪器a的名称是____________；使用恒压滴液漏斗的原因是___________________________。（2）实验室制取N2有多种方法，请根据元素化合物知识和氧化还原反应相关理论，结合下列供选试剂和装置。选出一种可行的方法，化学方程式为_____________________________________，对应的装置为_______（填标号）。可供选择的试剂：CuO（s）、NH3（g）、Cl2（g）、O2（g）、饱和NaNO2（aq）、饱和NH4Cl（aq）可供选择的发生装置（净化装置略去）：（3）三颈烧瓶中反应生成了Fe和Fe3O4，离子方程式为___________________________。（4）为保证产品性能，需使其粒径适中、结晶度良好，可采取的措施有_______。A．采用适宜的滴液速度B．用盐酸代替KOH溶液，抑制Fe2+水解C．在空气氛围中制备D．选择适宜的焙烧温度（5）步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净，应选择的试剂为_______；使用乙醇洗涤的目的是_______。（6）该实验所得磁性材料的产率为_______（保留3位有效数字）。8．（2021·全国乙卷）氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景，通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下（转置如图所示）：Ⅰ．将浓H2SO4、NaNO3、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中，剧烈搅拌下，分批缓慢加入KMnO4粉末，塞好瓶口。Ⅱ．转至油浴中，35℃搅拌1小时，缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98℃并保持1小时。Ⅲ．转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸馏水，而后滴加H2O2至悬浊液由紫色变为土黄色。Ⅳ．离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。Ⅴ．蒸馏水洗涤沉淀。Ⅵ．冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。回答下列问题：（1）装置图中，仪器a、c的名称分别是_______、_______，仪器b的进水口是_______（填字母）。（2）步骤Ⅰ中，需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴，原因是_______。（3）步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是_______。（4）步骤Ⅲ中，H2O2的作用是_______（以离子方程式表示）。（5）步骤Ⅳ中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在SO42－来判断。检测的方法是_______。（6）步骤Ⅴ可用pH试纸检测来判断Cl－是否洗净，其理由是_______。【题型二】有机物的制备综合实验【典例分析】【典例2】（2020·全国Ⅱ卷）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：+KMnO4+MnO2+HCl+KCl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：（1）在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g（约0.03mol）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。（3）纯度测定：称取0.122g粗产品，配成乙醇溶液，于100mL容量瓶中定容。每次移取25.00mL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．100mLB．250mLC．500mLD．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。【提分秘籍】1．把握有机制备过程2．盘点常用仪器3．熟悉典型装置图（1）反应装置（2）蒸馏装置4．产率计算公式：产率＝eq\f(实际产量,理论产量)×100%5．有机制备与分离提纯的思维流程：【变式演练】1．（湖南省衡阳市2022届高三下学期百校联考）己二酸是一种二元弱酸，通常为白色结晶体，微溶于冷水，易溶于热水和乙醇。制备己二酸的一种反应机理如下：－OH+HNO3（浓）HOOC（CH2）4COOH+NO2↑+H2O（未配平）。制备己二酸的装置如右图所示（夹持、加热装置省略）。向三颈烧瓶中加入2mL浓HNO3，再缓慢滴加1.5g环己醇，保持80℃持续反应2h。反应结束冷却至室温后，在冰水浴中继续冷却，分离出己二酸粗品。（1）图中冷凝管的名称__________，冷却水从___（填“a”或“b”）口流入。（2）为了防止污染空气，图中还缺少的装置是_____________________。（3）将己二酸粗品提纯的方法是___________，洗涤沉淀的方法为________（填字母）。A．用乙醇洗涤B．用乙醇水溶液洗涤C．用冰水洗涤（4）若制得纯己二酸的质量为1.5g，则己二酸的产率为______（保留一位小数）。（5）环己烯、环己酮也可被双氧水氧化成己二酸。所需双氧水理论用量环己烯____环己酮（填“大于”“小于”或“等于”）。2．（2022·江西九江高三3月模拟）甲苯（CH3）是一种重要的化工原料，能用于生产苯甲醛（CHO）、苯甲酸（COOH）等产品。下表列出了有关物质的部分物理性质，请回答：名称性状熔点（℃）沸点（℃）相对密度（ρ＝1g/cm3）溶解性（常温）水乙醇甲苯无色液体易燃易挥发－95110.60.8660不溶互溶苯甲醛无色液体－2617910440微溶互溶苯甲酸白色片状或针状晶体122.12491.2659微溶易溶注：甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶。实验室可用如图装置模拟制备苯甲醛。实验时先在三颈烧瓶中加入0.5g固态难溶性催化剂，再加入2mL甲苯和一定量其它试剂，搅拌升温至70℃，同时缓慢加入12mL过氧化氢，在此温度下搅拌反应3小时。（1）仪器a的名称是__________________，写出三颈烧瓶中发生的反应的化学方程式为____________________________________。（2）经测定，温度过高时，苯甲醛的产量却有所减少，可能的原因是_________。（3）反应完毕，反应混合液经过自然冷却至室温后，还应先过滤，然后将滤液进行_________（填操作名称）操作，才能得到苯甲醛产品。（4）实验中加入过量的过氧化氢并延长反应时间时，会使苯甲醛产品中产生较多的苯甲酸。①若想从混有苯甲酸的苯甲醛中分离出苯甲酸，正确的实验步骤是：首先与适量碳酸氢钠溶液混合振荡，后续实验步骤先后顺序为______（用字母填写）。a．对混合液进行分液b．过滤、洗涤、干燥c．水层中加入盐酸调节pH＝2②若对实验①中获得的苯甲酸（相对分子质量为122）产品进行纯度测定，可称取4.00g产品，溶于乙醇配成200mL溶液，量取所得溶液20.00mL于锥形瓶，滴加2～3滴酚酞指示剂，然后用预先配好的0.1000mol/LKOH标准液滴定，到达滴定终点时消耗KOH溶液20.00mL。产品中苯甲酸的质量分数为_________。下列情况会使测定结果偏低的是________（填字母）。a．碱式滴定管滴定前读数正确，滴定终了仰视读取数据b．振荡锥形瓶时部分液体溅出c．配制KOH标准液时仰视定容d．将指示剂换为甲基橙溶液3．（山西省2022届高三高考考3月模拟）苯甲酸和苯甲醇是重要的化工原料，可以通过苯甲醛来制备，反应原理如下图。已知：①反应物、产物及溶剂的主要性质见下表物质相对分子质量熔点沸点溶解性其他性质苯甲醛106－26℃179℃微溶于水，易溶于有机溶剂。和NaHSO3反应产物溶于水。苯甲醇108－15℃206℃微溶于水，易溶于有机溶剂。加热时易分子间脱水成醚。苯甲酸122122℃249℃在水中溶解度0.21g（17.5℃）、2.7g（80℃），溶于有机溶剂。Ka＝6.5×10－5乙酸乙酯88－84℃77℃微溶于水，易溶于有机溶剂。略②RCHOR－－SO3Na（不溶于醚，可溶于水）实验流程如下图：回答下面问题：（1）苯甲醛和NaOH在__________（仪器）中研磨；（2）调pH＝8的目的是__________；（3）乙酸乙酯萃取后，取A层液体进行洗涤、干燥、蒸馏，可得粗苯甲醇；用饱和NaHSO3溶液洗涤有机相的目的是__________________________________，反应的化学方程式为______________________________________；（4）蒸馏时采取减压蒸馏而不是常压蒸馏的原因是______________________；（5）用浓盐酸调pH＝2的目的是__________________________；（6）分离苯甲酸时，抽滤的优点是______________________________，洗涤用的试剂是__________。1．（2022~2023学年福建漳州高三11月模拟）KMnO4是化工生产中的一种重要氧化剂。实验室制备并对产品含量进行测定。请回答下列问题：（一）制备K2MnO4碱性溶液碱性溶液（1）“熔融"时应选用的仪器为______（填选项字母），原因为_____________。A．蒸发皿B．普通坩埚C．铁坩埚D．烧杯（2）制备K2MnO4过程中消耗氧化剂和还原剂的物质的量之比为_____________。（二）制备K2MnO4向所得K2MnO4溶液中通入过量CO2，溶液由墨绿色逐渐变为紫黑色并产生黑色沉淀，待反应完全，静置、抽滤，将所得溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，得产品。（3）实验室常用下图装置制备CO2。实验过程中，石灰石应放在装置的______部位（填“甲”、“乙”或“丙”）；制取CO2时以下操作步骤正确的排列顺序是_______（填序号）。①注入稀盐酸②检查装置气密性③装入大理石（4）制备KMnO4的离子方程式为_______________________。（三）KMnO4纯度检验称取2.0gKMnO4产品，配成1000mL溶液，取20.00mL于锥形瓶中，并加入足量稀硫酸酸化，然后用0.02mol·L－1的亚硫酸氢钠（NaHSO3）标准溶液滴定，达到滴定终点时消耗标准溶液的体积为25.00mL。（5）滴定时发生反应的离子方程式为__________________________________；滴定到终点的现象为_______________________________________________________，产品中KMnO4的质量分数为_________。2．（2022·四川省攀枝花市高三3月模拟）某学习小组在实验室模拟工业制备硫氰化钾（KSCN）。实验装置如图：已知：①CS2不溶于水，比水重；NH3不溶于CS2；②三颈烧瓶内盛放有CS2、水和催化剂。实验步骤如下：（1）制备NH4SCN溶液：CS2+3NH3NH4SCN+NH4HS（该反应比较缓慢）①实验前，经检验装置的气密性良好。三颈烧瓶的下层CS2液体必须浸没导气管口，目的是________。②实验开始时打开K1，加热装置A、D，使A中产生的气体缓缓通入D中，至CS2消失。则：装置A中反应的化学方程式是________________________；装置C的作用是________________。（2）制备KSCN溶液：熄灭A处的酒精灯，关闭K1，移开水浴，将装置D继续加热至105℃，当NH4HS完全分解后（NH4HSH2S↑+3NH3↑），打开K2，再缓缓滴加入适量的KOH溶液，发生反应：NH4SCN+KOHKSCN+NH3↑+H2O。小组讨论后认为：实验中滴加入相同浓度的K2CO3溶液比KOH溶液更好，理由是________________。（3）制备硫氰化钾晶体：先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂，再减压蒸发浓缩，冷却结晶________，干燥，得到硫氰化钾晶体。（4）测定晶体中KSCN的含量：称取10.0g样品配成1000mL溶液量取20.00mL于锥形瓶中，加入适量稀硝酸，再加入几滴Fe（NO3）3溶液做指示剂，用0.1000mol/LAgNO3标准溶液滴定，达到滴定终点时消耗AgNO3标准溶液20.00mL。①滴定时发生的反应：SCN－+Ag+AgSCN↓（白色）。则判断达到终点时的方法是________________。②晶体中KSCN的质量分数为________。3．（2022·广东省肇庆市高三1月模拟）以硅胶负载浓硫酸形成的固体酸为催化剂，可实现乙酸乙酯的绿色合成。Ⅰ．固体酸的制备硅胶→预处理→吸附→抽滤→乙醇洗涤→干燥称重→计算吸附率Ⅱ．乙酸乙酯的制备a装置中依次加入冰醋酸（3.4mL，d＝1.05g•mL－1），无水乙醇（10.4mL，d＝0.79g•mL－1），4.0g固体酸催化剂和几粒沸石。加热回流1h，实验过程未观察到碳化变黑现象。待烧瓶内液体冷却后改为b装置，蒸馏收集粗产品。馏出液依次用饱和Na2CO3溶液、饱和NaCl溶液、饱和CaCl2溶液洗涤，然后用无水CaCl2干燥。将干燥后的液体转入50mL仪器C中，蒸馏，收集产品（76～78℃）共4.224g。（1）图a装置冷凝水的进水口是________（选填“A”或“B”），图b中仪器C的名称是________。（2）写出硅酸钠溶液通入适量CO2制备硅酸胶体的离子方程式：________________。（3）固体酸制备中，用乙醇洗涤的目的是________________。硅胶的示意图如图c，其吸附浓硫酸时主要通过________作用力。（4）馏出液洗涤步骤中，用饱和NaCl溶液而不用水洗涤的目的是________________。用饱和CaCl2溶液洗涤的目的是________________________。（5）根据数据计算实验的产率是________________。采用固体酸比用浓硫酸作催化剂产品的产率高，可能的原因是________________。（写出其中一种）（6）杂多酸也是酯化反应的优良催化剂，用NaH2PO4和钼酸钠可制得固体杂多酸催化剂。设计实验证明NaH2PO4溶液中H2PO4－，存在两步电离平衡：________________。4．（2022·黑龙江大庆高三3月模拟）乳酸亚铁晶体{［CH3CH（OH）COO］2Fe·3H2O，相对分子质量为288}易溶于水，是一种很好的补铁剂，某实验小组设计了以乳酸［CH3CH（OH）COOH］和FeCO3为原料制备乳酸亚铁晶体的实验。Ⅰ．FeCO3的制备（装置如图所示）（1）仪器A的名称是__________________。（2）制备FeCO3的实验操作为______________________________。（3）写出生成FeCO3的离子方程式：________________________。（4）装置C中混合物经过滤、洗涤得到FeCO3沉淀，检验其是否洗净的方法：_______________________________________。Ⅱ．乳酸亚铁晶体的制备及含量的测定（5）向纯净FeCO3固体中加入足量乳酸溶液，在75℃下搅拌使之充分反应后，经过滤，在隔绝空气的条件下，低温蒸发，其中隔绝空气的目的是____________。（6）铁元素含量测定：称取3.000g样品，灼烧至完全灰化，加入过量稀硫酸溶解，加入足量Na2S还原，加酸酸化后，过滤，取滤液加水配成100mL溶液。移取25.00mL该溶液于锥形瓶中，用0.0200mol·L－1KMnO4溶液滴定。①滴定实验是否需要指示剂并解释其原因：___________________________。②平行滴定3次，KMnO4溶液的平均用量为25.00mL，则样品纯度为____%。5．（2022·湖北七市高三3月联合调研）磺酰氯（SO2Cl2）可用于制造锂电池正极活性物质。实验室可利用SO2和Cl2在活性炭催化下反应制取少量SO2Cl2，装置如图（部分夹持装置已省略）。已知：①SO2（g）+Cl2（g）SO2Cl2（1）△H＝－97.3kJ/mol。②SO2Cl2熔点为－54.1℃，沸点69.1℃，常温较稳定。遇水剧烈水解，100℃以上易分解。回答下列问题：（1）仪器A的名称是_______，装置丙中橡胶管的作用是_______。（2）装置丙中发生反应的离子反应方程式为_______，上述仪器正确的连接顺序是e→_______→g，h←_______←f（填仪器接口字母编号，仪器可重复使用）。（3）仪器F的作用是_______。（4）装置丁中三颈烧瓶置于冷水浴中，其原因是_______________。（5）使用Li－SO2Cl2电池作为电源，采用四室式电渗析法制备Ni（H2PO2）2和NaOH，其工作原理如图所示。已知电池反应为2Li+SO2Cl22LiCl+SO2↑。下列说法正确的是_______（填标号）。A．电池中C电极的电极反应式为SO2Cl2+2e－2Cl－+SO2↑B．膜甲、膜丙分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜C．g为Ni电极，连接电池的正极D．一段时间后，I室和IV室中溶液的pH均升高（6）某实验小组利用该装置消耗了氯气1120mL（已转化为标准状况，SO2足量），最后得到纯净的磺酰氯4.0g，则磺酰氯的产率为_______（结果保留三位有效数字）。6．（江苏省扬州2021~2022学年高三3月模拟）草酸及其化合物在工业中有重要作用，例如：草酸可用于除铁锈，反应的离子方程式为：Fe2O3+6H2C2O42［Fe（C2O4）3］3－+6H++3H2O；草酸铁铵［（NH4）3Fe（C2O4）3］是一种常用的金属着色剂。（1）草酸（H2C2O4）是一种弱酸，不稳定，受热或遇浓硫酸会发生分解。在浓硫酸催化作用下，用硝酸氧化葡萄糖可制取草酸，实验装置如图所示：①葡萄糖溶液可由反应（C6H10O5）n(淀粉)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖)得到。该实验中证明淀粉已经完全水解的实验操作及现象是_________________。②55℃～60℃时，装置A中生成H2C2O4，同时生成NO。要将16.2g淀粉完全水解后的淀粉水解液完全转化为草酸，理论上消耗2mol·L－1HNO3溶液的体积为____mL。③该实验中催化剂浓硫酸用量过多，会导致草酸产率减少，原因是___________。（2）草酸铁铵晶体［（NH4）3Fe（C2O4）3·3H2O］易溶于水，常温下其水溶液pH为4.0～5.0。设计以Fe2O3、草酸溶液和氨水为原料，制备草酸铁铵晶体的实验方案：___________________________________。（3）制得的草酸铁铵晶体中往往会混有少量草酸，为测定（NH4）3Fe（C2O4）3·3H2O（M＝428g/mol）的含量，进行下列实验：称取样品9.46g，加稀硫酸溶解后，配成100mL溶液。取20.00mL配制的溶液，用浓度为0.2000mol/L的KMnO4溶液滴定至终点时消耗KMnO4溶液28.00mL。已知：H2C2O4+MnO4－+H+Mn2++CO2↑+H2O（未配平）。通过计算确定样品中（NH4）3Fe（C2O4）3·3H2O的质量分数为_________。7．（湖南省益阳市2022届高三上学期11月模拟）氧钒（Ⅳ）碱式碳酸铵晶体难溶于水，是制备热敏材料VO2的原料，其化学式为（NH4）5［（VO）6（CO3）4（OH）9］·10H2O。实验室以VOCl2和NH4HCO3为原料制备氧钒（Ⅳ）碱式碳酸铵晶体的装置如图所示。已知：+4价钒的化合物易被氧化。回答下列问题：（1）装置A中饱和NaHCO3的作用是_____________________________________；上述装置依次连接的合理顺序为e→_____________________________（按气流方向，用小写字母表示）。（2）实验开始时，先____________________________（填实验操作），当B中溶液变浑浊，关闭K1，打开K2，进行实验。（3）写出装置D中生成氧钒（Ⅳ）碱式碳酸铵晶体的化学方程式______________________________________________________________________；（4）测定粗产品中钒的含量。实验步骤如下：称量ag产品于锥形瓶中，用20mL蒸馏水与30mL稀硫酸溶解后，加入0.02mol·L－1KMnO4溶液至稍过量，充分反应后继续滴加1%的NaNO2溶液至稍过量，再用尿素除去过量NaNO2，最后用cmol·L－1（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为bmL。（已知：VO2++Fe2++2H+VO2++Fe3++H2O）①NaNO2溶液的作用是_____________________________。②粗产品中钒的质量分数表达式为_______________________________（以VO2计）。③若滴定前仰视读数，终点时俯视读数，则测定结果________（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。8．（2022·山西省临汾市高三上学期期中）钴位于元素周期表中的第Ⅷ族，与铁同族，故称为铁系元素，其主要化合价为+2和+3价。利用CoCl2、NH3·H2O、NH4Cl和H2O2，制备三氯化六氨合钴｛［Co（NH3）6］Cl3｝的实验装置如下。I．将CoCl2、NH4Cl和活性炭在c中混合，首先滴加浓氨水使溶液颜色变为黑紫色。II．置于冰水浴中冷却至10℃以下，缓慢滴加双氧水并不断搅拌。III．转移至60℃热水浴中，恒温加热20min，同时缓慢搅拌。IV．将反应后的混合物冷却到0℃左右，抽滤得到三氯化六氨合钻｛［Co（NH3）6］Cl3｝粗产品。V．粗产品需要经过沸盐酸溶解、趁热过滤、冷却到0℃左右并滴加浓盐酸洗涤、干燥等操作得到较纯的三氯化六氨合钴｛［Co（NH3）6］Cl3｝。请回答下列问题：（1）仪器a、b的名称分别为___________、___________。（2）仪器d中所盛药品为CaCl2，其作用为___________。（3）步骤II中，先将装置置于冰水浴中冷却到10℃以下，再缓慢滴加双氧水的原因是_________________________________________。（4）向浅红色的CoCl2溶液中直接加入浓氨水，溶液中会生成粉红色的Co（OH）2沉淀，因此首先要将CoCl2和NH4Cl制成混合溶液，再加入浓氨水，利用平衡理论解释实验中加入NH4Cl可避免沉淀生成的原因是（结合离子方程式，用必要的文字进行说明）___________________________。（5）反应器中发生的总反应化学方程式为_______________________。（6）化学的分离、提纯方法有很多，其中步骤V采用的分离提纯的方法为___________。9．（2022年1月浙江选考仿真模拟卷B）钛在医疗领域的使用非常广泛，如制人造关节、头盖、主动心瓣等。TiCl4是制备金属钛的重要中间体。某小组同学利用如下装置在实验室制备TiCl4（夹持装置略去）。已知：HCl与TiO2不发生反应；装置C中除生成TiCl4外，同时还生成一种有毒气态氧化物和少量CCl4。其它相关信息如下表所示：熔点/℃沸点/℃密度/（g·cm－3）水溶性TiCl4－24136.41.7易水解生成白色沉淀，能溶于有机溶剂CCl4－2376.81.6难溶于水请回答下列问题：（1）装置A中导管a的作用为_____________________________________，装置