2025年高考化学一轮复习（新人教新高考）第十六章化学实验综合应用复习讲义（教师版）

第71讲简单实验方案的设计与评价[复习目标]掌握简单实验方案设计与评价解题的一般思路。1．一般解题思路2．解题基本原则(1)科学性原则设计实验的科学性是指设计实验的原理正确、程序合理、方法得当。如鉴别BaSO3和BaSO4沉淀是否溶于酸时，如果选用HNO3等具有氧化性的酸就不符合科学性原则。(2)安全性原则设计实验时应尽量避免选择有毒、有害的化学药品；尽量避免设计具有危险性的实验操作，并且对实验中可能存在的安全隐患采取必要的措施，如装置气密性的检查、可燃性气体的检验、蒸馏操作中在蒸馏的液体中放入沸石等。(3)可行性原则可行性原则是指实验设计应切实可行，具备可操作性，也就是说所选用的化学药品、实验仪器和实验方法等在中学实验室中能够进行。一、物质检验类实验方案的评价1．判断下列有关物质检验“操作、现象、结论”的逻辑关系是否正确实验操作及现象结论判断正误解释(1)用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验，火焰呈黄色一定是钠盐，该溶液中一定不含有K＋(2)向乙醇中加入浓硫酸，加热，溶液变黑，将产生的气体通入酸性KMnO4溶液，溶液褪色该气体是乙烯(3)向溶液X中滴加NaOH稀溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸不变蓝溶液X中无NHeq\o\al(＋,4)(4)用湿润的淀粉碘化钾试纸检验气体Y，试纸变蓝该气体是Cl2(5)将某气体通入品红溶液中，品红褪色该气体一定是SO2(6)向溶液Y中滴加硝酸，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成Y中一定含有SOeq\o\al(2－,4)(7)向CH2=CHCHO中滴入酸性KMnO4溶液，溶液褪色该有机物中含有碳碳双键(8)蘸有浓氨水的玻璃棒靠近溶液X，有白烟产生X一定是浓盐酸(9)向淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热，向水解后的溶液中加入新制的Cu(OH)2并加热，无砖红色沉淀说明淀粉未水解(10)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色该溶液中一定含Fe2＋(11)溴乙烷与NaOH溶液共热后，滴加AgNO3溶液，未出现浅黄色沉淀溴乙烷未发生水解(12)将SO2气体通入Ba(NO3)2溶液中，生成白色沉淀此沉淀是BaSO3(13)向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊该溶液一定是碳酸盐溶液答案(1)×NaOH焰色试验火焰也是黄色，检验钾元素要透过蓝色钴玻璃进行观察，透过蓝色钴玻璃火焰呈紫色说明含有钾元素，否则不含有(2)×未反应的乙醇，生成的乙烯、SO2都能使酸性KMnO4溶液褪色(3)×NH3极易溶于水，在溶液中加入NaOH稀溶液，生成的氨水浓度小，不加热时NH3不会逸出(4)×淀粉碘化钾试纸检验的是具有强氧化性的气体，Y可能是Cl2，也可能是O3、NO2等气体(5)×O3、Cl2也能使品红溶液褪色(6)×若溶液Y中含有SOeq\o\al(2－,3)，滴加硝酸时能被氧化成SOeq\o\al(2－,4)，加入BaCl2也会有白色沉淀产生(7)×碳碳双键和醛基都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故用KMnO4溶液无法证明分子中含有碳碳双键(8)×只要是挥发性的浓酸遇蘸有浓氨水的玻璃棒都能产生白烟，浓盐酸、浓硝酸都符合(9)×稀硫酸在淀粉水解实验中作催化剂，在未中和硫酸的情况下加入的新制的Cu(OH)2会与硫酸反应生成CuSO4，在加热时得不到沉淀，应该先加氢氧化钠中和硫酸后再加新制的Cu(OH)2(10)√Fe2＋的检验方法正确(11)×NaOH与AgNO3溶液反应生成的AgOH极不稳定，分解生成棕褐色的氧化银，干扰溴离子的检验，应该先加稀硝酸中和NaOH后再加AgNO3溶液(12)×H2SO3是中强酸，电离出的H＋与溶液中的NOeq\o\al(－,3)能将SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)，故该白色沉淀是BaSO4(13)×碳酸氢盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐溶液也有相同现象二、原理或性质探究类实验方案分析评价2．判断下列有关原理或性质实验中“操作、现象、结论”的描述逻辑关系是否正确实验操作及现象实验结论判断正误解释(1)先将硫代硫酸钠与硫酸两种溶液混合后再用水浴加热，观察出现浑浊所用的时间探究温度对化学反应速率的影响(2)向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液，均有固体析出蛋白质均发生变性(3)向Na2CO3溶液中加入冰醋酸，将产生的气体直接通入苯酚钠溶液中，产生白色浑浊酸性：醋酸>碳酸>苯酚(4)向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中加入0.1mol·L－1H2SO4，试管口出现红棕色气体溶液中NOeq\o\al(－,3)被Fe2＋还原为NO2(5)向NaCl和NaI稀溶液中滴加少量AgNO3溶液，先出现黄色沉淀Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)(6)向盛有KI3溶液的两试管中分别加入淀粉溶液和AgNO3溶液，前者溶液变蓝色，后者有黄色沉淀生成KI3溶液中存在平衡：Ieq\o\al(－,3)I2＋I－(7)向NaHS溶液中滴入酚酞，溶液变红色HS－水解程度大于其电离程度答案(1)×探究温度对化学反应速率的影响，要先将混合液加热到所需要的温度后再混合，若先混合则会发生反应，影响实验的判断，且需设置对照实验(2)×向蛋白质溶液中加入饱和氯化钠溶液发生盐析(3)×醋酸具有挥发性，生成的CO2气体中混有挥发出的醋酸，苯酚钠溶液变浑浊可能是因为CO2，也可能是因为醋酸，无法比较碳酸与苯酚的酸性强弱(4)×还原产物是NO，在试管口被氧化为NO2(5)×NaCl和NaI溶液的浓度未知，无法比较Ksp大小(6)√使淀粉溶液显蓝色的一定是I2，与AgNO3反应生成黄色沉淀的是I－，所以KI3溶液中存在I2和I－，故可推知Ieq\o\al(－,3)存在平衡(7)√HS－水解生成OH－：HS－＋H2OH2S＋OH－，HS－电离生成H＋：HS－S2－＋H＋，溶液呈碱性，说明HS－的水解程度大于其电离程度1．(2022·江苏，11)室温下，下列实验探究方案不能达到探究目的的是()选项探究方案探究目的A向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡，再滴加几滴新制氯水，观察溶液颜色变化Fe2＋具有还原性B向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液，振荡，加热试管，观察溶液颜色变化SO2具有漂白性C向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水，振荡，观察溶液颜色变化Br2的氧化性比I2的强D用pH计测量醋酸、盐酸的pH，比较溶液pH大小CH3COOH是弱电解质答案D解析向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液，无现象，振荡，再滴加几滴新制氯水，溶液变为红色，亚铁离子被新制氯水氧化，说明Fe2＋具有还原性，A正确；SO2具有漂白性，可以和有色物质结合为无色物质，但不稳定，加热易分解，又恢复原来的颜色，B正确；向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水，振荡，溶液变为蓝色，说明Br2的氧化性比I2的强，C正确；用pH计测量醋酸、盐酸的pH来证明CH3COOH是弱电解质时，需要测量物质的量浓度相同的醋酸和盐酸，D错误。2．(2022·辽宁，13)下列实验能达到目的的是()实验目的实验方法或操作A测定中和反应的反应热酸碱中和滴定的同时，用温度传感器采集锥形瓶内溶液的温度B探究浓度对化学反应速率的影响量取同体积不同浓度的NaClO溶液，分别加入等体积等浓度的Na2SO3溶液，对比现象C判断反应后Ba2＋是否沉淀完全将Na2CO3溶液与BaCl2溶液混合，反应后静置，向上层清液中再加1滴Na2CO3溶液D检验淀粉是否发生了水解向淀粉水解液中加入碘水答案C解析酸碱中和滴定操作中没有很好的保温措施，热量损失较多，不能用于测定中和反应的反应热，A错误；NaClO和Na2SO3反应无明显现象，无法根据现象探究浓度对化学反应速率的影响，B错误；若有浑浊产生，则说明Ba2＋没有沉淀完全，反之，则沉淀完全，C正确；检验淀粉是否发生了水解，应检验是否有淀粉的水解产物(葡萄糖)存在，可用银氨溶液或新制的氢氧化铜检验，D错误。3．根据实验目的，下列实验及现象、结论都正确的是()选项实验目的实验及现象结论A.(2022·全国甲卷，13B)检验铁锈中是否含有二价铁将铁锈溶于浓盐酸，滴入KMnO4溶液，紫色褪去铁锈中含有二价铁B.(2021·浙江6月选考，25D)探究Na2SO3固体样品是否变质取少量待测样品溶于蒸馏水，加入足量稀盐酸，再加入足量BaCl2溶液，有白色沉淀产生样品已经变质C.(2022·全国甲卷，13D)检验乙醇中是否含有水向乙醇中加入一小粒金属钠，产生无色气体乙醇中含有水D.(2019·江苏，13A)检验X溶液中是否含有Fe2＋向X溶液中滴加几滴新制氯水，振荡，再加入少量KSCN溶液，溶液变为红色X溶液中一定含有Fe2＋答案B解析浓盐酸也能与KMnO4发生反应，使溶液紫色褪去，A错误；加入稀盐酸，亚硫酸根离子会转化为二氧化硫气体，加入氯化钡生成的沉淀只能是硫酸钡沉淀，可以说明样品已经变质，B正确；乙醇和水均会与金属钠发生反应生成氢气，C错误；先滴加氯水，再加入KSCN溶液，溶液变红，说明加入KSCN溶液前溶液中存在Fe3＋，但不能确定Fe3＋是否由Fe2＋氧化而来，故D错误。4．(2022·全国乙卷，10)由实验操作和现象，可得出相应正确结论的是()选项实验操作现象结论A向NaBr溶液中滴加过量氯水，再加入淀粉-KI溶液先变橙色，后变蓝色氧化性：Cl2>Br2>I2B向蔗糖溶液中滴加稀硫酸，水浴加热，加入新制的Cu(OH)2悬浊液无砖红色沉淀蔗糖未发生水解C石蜡油加强热，将产生的气体通入Br2的CCl4溶液溶液由红棕色变无色气体中含有不饱和烃D加热试管中的聚氯乙烯薄膜碎片试管口湿润的蓝色石蕊试纸变红氯乙烯加聚是可逆反应答案C解析过量的氯水可以将碘离子氧化为碘单质，无法证明溴单质的氧化性强于碘单质，A错误；向蔗糖溶液中滴加稀硫酸，水浴加热后，应先加入氢氧化钠溶液使体系呈碱性，再加新制氢氧化铜悬浊液检验，若不加氢氧化钠，未反应的稀硫酸会和新制的氢氧化铜反应，则不会产生砖红色沉淀，不能说明蔗糖未发生水解，B错误；聚氯乙烯加强热会发生焦化、分解反应，产生能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体，说明产生了氯化氢，与氯乙烯加聚反应条件不同，不能说明氯乙烯加聚是可逆反应，D错误。课时精练1．(2023·浙江1月选考，16)探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是()选项实验方案现象结论A向FeCl2溶液中加入Zn片短时间内无明显现象Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱B往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体溶液先变成红色后无明显变化Fe3＋与SCN－的反应不可逆C将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液溶液呈浅绿色食品脱氧剂样品中没有＋3价铁D向沸水中逐滴滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸溶液先变成红褐色再析出沉淀Fe3＋先水解得Fe(OH)3胶体，再聚集成Fe(OH)3沉淀答案D解析FeCl2溶液中加入Zn片，Fe2＋＋Zn=Fe＋Zn2＋，溶液由浅绿色变为无色，Fe2＋的氧化能力比Zn2＋强，A错误；溶液变成红色的原因为Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，与SOeq\o\al(2－,4)和K＋无关，B错误；Fe3＋可能先与单质铁反应生成Fe2＋，则溶液呈浅绿色，C错误；向沸水中逐滴滴加饱和氯化铁溶液，制取Fe(OH)3胶体，继续加热则胶体因聚沉变为沉淀，D正确。2．(2021·湖南，3)下列实验设计不能达到实验目的的是()实验目的实验设计A检验溶液中FeSO4是否被氧化取少量待测液，滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化B净化实验室制备的Cl2气体依次通过盛有饱和NaCl溶液、浓H2SO4的洗气瓶C测定NaOH溶液的pH将待测液滴在湿润的pH试纸上，与标准比色卡对照D工业酒精制备无水乙醇工业酒精中加生石灰，蒸馏答案C解析若Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋能与SCN－生成Fe(SCN)3，溶液变成红色，能达到实验目的，故A不符合题意；实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制氯气，先用饱和食盐水除去混有的氯化氢，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶干燥，能达到实验目的，故B不符合题意；用pH试纸测定NaOH溶液的pH，不能润湿pH试纸，否则会因浓度减小而影响测定结果，不能达到实验目的，故C符合题意；制取无水乙醇时，通常把工业酒精和新制的生石灰混合，加热蒸馏，能达到实验目的，故D不符合题意。3．(2021·辽宁，9)由下列实验操作及现象能得出相应结论的是()实验操作现象结论A向KBr、KI混合溶液中依次加入少量氯水和CCl4，振荡，静置溶液分层，下层呈紫红色氧化性：Cl2>Br2>I2B在火焰上灼烧搅拌过某无色溶液的玻璃棒火焰出现黄色溶液中含Na元素C用pH计测定pH：①NaHCO3溶液②CH3COONa溶液pH：①>②H2CO3酸性弱于CH3COOHD把水滴入盛有少量Na2O2的试管中，立即把带火星木条放在试管口木条复燃反应生成了O2答案D解析根据实验操作和现象，说明反应产生I2，发生反应：2KI＋Cl2=2KCl＋I2，证明氧化性：Cl2>I2，Br2>I2，但不能比较Br2与Cl2的氧化性强弱，A错误；玻璃中含有Na元素，因此灼烧时火焰呈黄色，不能证明溶液中含Na元素，B错误；应该采用对照方法进行实验，但两种溶液的浓度未知，盐的种类也不同，因此不能通过测定溶液的pH来判断H2CO3、CH3COOH的酸性强弱，C错误；氧气有助燃性，木条复燃，可以证明Na2O2与水反应产生了O2，D正确。4．(2023·哈尔滨三中校考模拟)化学实验源于生活。下列实验方案设计、现象与结论均正确的是()选项目的方案设计现象与结论A检验菠菜中的铁元素取少量菠菜叶剪碎研磨后加水搅拌，取上层清液于试管中，加入稀硝酸后再加入KSCN溶液若溶液变红，说明菠菜中含有铁元素B检验火柴头中是否含有氯元素(ClOeq\o\al(－,3))将几根未燃过的火柴头浸入水中，稍后取少量溶液于试管中，加入稀HNO3、AgNO3溶液若有白色沉淀产生，说明火柴头中含有氯元素C检验食盐中是否含有碘元素向某食盐溶液中滴加淀粉溶液溶液颜色不变，说明该食盐属于无碘盐D检验鸡皮中是否含有脂肪取一小块鸡皮于表面皿上，将几滴浓硝酸滴到鸡皮上一段时间后鸡皮变黄，说明鸡皮中含有脂肪答案A解析亚铁离子被硝酸氧化为铁离子，铁离子能使KSCN溶液变红色，若溶液变红，说明菠菜中含有铁元素，故A符合题意；溶液中氯酸根离子不能和银离子反应生成氯化银沉淀，故B不符合题意；碘单质能使淀粉溶液变蓝色，溶液颜色不变，说明该食盐不含碘单质，不能说明不含碘元素，故C不符合题意；某些蛋白质遇浓硝酸变黄色，一段时间后鸡皮变黄，说明鸡皮中含有蛋白质，故D不符合题意。5．(2023·湖南衡阳校联考模拟)实验是化学研究的重要方法。下列实验设计能达到实验目的的是()选项实验目的实验设计A检验NaCl溶液中是否存在KCl杂质用洁净的铂丝蘸取该溶液，在酒精灯外焰上灼烧，观察火焰是否出现紫色B检验敞口放置的NaOH溶液是否变质取样，滴加酚酞试液，观察颜色C除去乙炔气体中的硫化氢将混合气体通入盛有硫酸铜溶液的洗气瓶中D配制100mL1.00mol·L－1NaOH溶液称取4.0gNaOH固体溶解在100mL容量瓶中，再定容、摇匀答案C解析观察钾元素的焰色需要透过蓝色钴玻璃，故A不符合题意；硫酸铜溶液可吸收硫化氢而不吸收乙炔，从而能达到除杂的目的，故C符合题意；容量瓶不能直接溶解物质，故D不符合题意。6．(2023·江苏南通统考模拟)室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是()选项探究方案探究目的A向盛有少量酸性K2Cr2O7溶液的试管中滴加足量乙醇，充分振荡，观察溶液颜色变化乙醇具有还原性B用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验，观察火焰颜色溶液中存在Na2CO3C将SO2通入酸性高锰酸钾溶液中，观察溶液颜色变化SO2具有漂白性D将中间裹有锌皮的铁钉放在滴有酚酞的饱和NaCl溶液中，一段时间后观察铁钉周围溶液颜色变化铁钉能发生吸氧腐蚀答案A解析向盛有少量酸性K2Cr2O7溶液的试管中滴加足量乙醇，充分振荡，若溶液由橙色变为绿色，说明K2Cr2O7被还原为Cr3＋，则乙醇表现还原性，故A符合题意；焰色试验只能确定金属元素是否存在，不能确定具体物质，故B不符合题意；锌比铁活泼，形成原电池时Zn作负极，Fe作正极，铁钉不被腐蚀，故D不符合题意。7．(2024·南昌模拟)下列方案设计、现象和结论不正确的是()选项目的方案设计现象和结论A探究铝在浓硝酸中会形成致密氧化膜将去除氧化膜的铝片放入浓硝酸中，片刻后取出，立即用水洗净，并快速放入硫酸铜溶液中铝片表面未见紫红色固体，说明铝片表面已形成致密的氧化膜B探究Fe2＋、Br－的还原性强弱向FeBr2溶液中加入少量氯水，再加CCl4萃取若CCl4层无色，则Fe2＋的还原性强于Br－C比较H2O2和Fe3＋的氧化性强弱取适量H2O2溶液于试管中，滴入Fe2(SO4)3溶液，振荡，观察现象若产生的气体使带火星的木条复燃，说明Fe3＋的氧化性强于H2O2D探究温度对Fe3＋水解程度的影响向25mL冷水和沸水中分别滴入5滴饱和FeCl3溶液若沸水中溶液颜色比冷水中溶液颜色深，则说明升温能促进Fe3＋水解答案C解析铝片表面形成致密氧化膜后，与铜离子不反应，故A正确；CCl4层无色，说明氯气未与溴离子反应，而是与亚铁离子反应，故B正确；产生的气体使带火星的木条复燃，可能是铁离子的催化作用使双氧水分解，故C错误。8．(2023·合肥统考一模)下列由实验操作和现象可得出正确结论的是()选项实验操作和现象结论A向鸡蛋清中加入饱和(NH4)2SO4溶液，有白色沉淀产生(NH4)2SO4使蛋白质变性B向某溶液中滴加稀硫酸，将产生的气体通入品红溶液，品红褪色该溶液中可能含有SOeq\o\al(2－,3)C向Mg(OH)2悬浊液中加浓NH4Cl溶液，沉淀溶解铵根离子水解显酸性，中和OH－，促进反应D向0.1mol·L－1H2O2溶液中滴加0.1mol·L－1KMnO4溶液，溶液褪色H2O2具有氧化性答案B解析硫酸铵溶液能使蛋白质发生盐析而不是变性，A错误；亚硫酸根离子和酸反应会生成使品红褪色的二氧化硫气体，故该溶液中可能含有SOeq\o\al(2－,3)，B正确；高锰酸钾发生还原反应为氧化剂，过氧化氢发生氧化反应体现还原性，D错误。9．(2023·郑州统考一模)下列实验中，所采取的实验方法与对应实验原理都正确的是()选项实验目的实验方法实验原理A分离乙酸乙酯和乙醇用分液漏斗分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同B除去CO2中少量的SO2用饱和NaHCO3溶液洗气SO2能与NaHCO3反应生成CO2C检验溶液中的COeq\o\al(2－,3)滴加稀盐酸，产生无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑D得到纯净的Cl2将混有HCl的Cl2通过饱和食盐水HCl极易溶于水答案B解析乙酸乙酯和乙醇互溶，不能采取分液的方法分离，A错误；加入稀盐酸，产生无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体，不能说明溶液中一定含有COeq\o\al(2－,3)，也可能含有HCOeq\o\al(－,3)，C错误；将混有HCl的Cl2通过饱和食盐水，可以除去HCl，但是Cl2中还会混有水蒸气，得不到纯净的Cl2，D错误。10．(2023·陕西渭南统考一模)下列实验操作能达到实验目的的是()选项实验目的操作A探究KI与FeCl3反应的限度取5mL0.1mol·L－1KI溶液于试管中，加入1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液，充分反应后滴入5滴15%KSCN溶液B证明Cu和浓H2SO4反应生成CuSO4向少量铜与浓H2SO4反应后的溶液中慢慢加水，溶液变蓝C证明木炭在加热时能与浓硝酸发生反应将灼热的木炭加入浓硝酸中，有红棕色气体产生D实验室制备乙酸乙酯向试管中依次加入浓硫酸、乙醇、乙酸和碎瓷片，加热，蒸出的乙酸乙酯用饱和碳酸钠溶液收集答案A解析反应中碘离子过量，充分反应后滴入5滴15%KSCN溶液，若溶液变红色，说明KI与FeCl3的反应存在限度，故A符合题意；不能向浓硫酸中加水，会产生危险，应将反应后的溶液加入水中，故B不符合题意；浓硝酸受热也会分解产生二氧化氮气体，故C不符合题意；浓硫酸溶解放出大量的热，应先加入乙醇，再沿器壁慢慢加入浓硫酸、乙酸，故D不符合题意。11．(2023·辽宁葫芦岛统考模拟预测)根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是()选项实验操作实验现象实验结论A向盛有饱和Na2S2O3溶液的试管中滴加稀盐酸溶液变浑浊且有气泡逸出生成了S和H2SB向饱和食盐水中通入氨气至饱和后，再通入过量二氧化碳溶液变浑浊析出了NaHCO3C加热无水乙醇和浓H2SO4的混合液至170℃，将气体通入酸性KMnO4溶液红色褪去乙醇发生消去反应生成了乙烯D铁片与铜片同导线相连，放入盛有浓硝酸的烧杯中铜片不断溶解，而铁片表面无明显变化铜单质的还原性强于铁单质答案B解析向Na2S2O3溶液中滴加稀盐酸发生的反应为Na2S2O3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋S↓＋SO2↑，可观察到溶液变浑浊且有气体生成，但生成的气体是SO2，故A错误；饱和食盐水中含有较多的Na＋，通入氨气至饱和后，再通入二氧化碳后产生较多的HCOeq\o\al(－,3)，析出NaHCO3晶体，故B正确；加热无水乙醇和浓H2SO4的混合液至170℃，产生的乙烯气体中含有挥发出的乙醇，而乙烯、乙醇都能使酸性KMnO4溶液褪色，因此酸性KMnO4溶液褪色不能说明乙醇发生了消去反应，故C错误。12．(2023·山东菏泽统考一模)下列实验操作能达到相应实验目的的是()选项实验目的实验操作A测定“84”消毒液的pH用洁净的玻璃棒蘸取少许“84”消毒液滴在pH试纸上B验证Mg(OH)2可以转化为Fe(OH)3向2mL1mol·L－1NaOH溶液中加入2mL1mol·L－1MgCl2溶液，产生白色沉淀，再加入几滴1mol·L－1FeCl3溶液C检验Fe(NO3)2固体是否变质取少量固体溶于蒸馏水，滴加少量稀硫酸，再滴入KSCN溶液，振荡，观察溶液颜色变化D验证氯的非金属性强于碳向NaHCO3溶液中滴加足量稀盐酸，观察有无气体产生答案B解析“84”消毒液的有效成分是次氯酸钠，具有漂白性，能使pH试纸褪色，所以不能用pH试纸测定“84”消毒液的pH，应该用pH计，故A不符合题意；加入稀硫酸后，溶液中含有氢离子和硝酸根离子，相当于含有硝酸，硝酸能将亚铁离子氧化为铁离子，故C不符合题意；盐酸为无氧酸，由碳酸、盐酸的酸性强弱不能比较C、Cl的非金属性强弱，故D不符合题意。

第72讲以物质制备为主的综合实验[复习目标]1.掌握物质制备型实验方案设计的原则。2.掌握解答物质制备型实验综合题的思维模型。类型一无机物的制备1．无机物制备实验的操作顺序(1)实验操作顺序(2)加热操作先后顺序的选择若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，待产生的气体排尽装置中的空气后，再给实验中其他需要加热的装置加热。其目的：①防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；②保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的物质反应。而完成实验后，熄灭酒精灯的顺序则相反。(3)防止实验中反应物或产物变质或损失①实验中反应物或产物若易吸水潮解、水解等，要采取措施防止吸水；②易挥发的液体产物要及时冷却；③易挥发的液体反应物，需在反应装置中加装冷凝回流装置(如长导管、竖直的干燥管、冷凝管等)；④注意防止倒吸的问题。(4)选择仪器及连接顺序2．常见的气体发生装置辨认下列常见的气体发生装置，完成下列问题：(1)①用氯化铵与消石灰制取氨气，化学方程式为_____________________________，选用装置：______(填字母，下同)。答案2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2OA②用浓氨水与碱石灰制取氨气，选用装置：_________________________________。答案C(2)①用碳酸钠与稀硫酸制取二氧化碳，选用装置：__________。答案C②用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，选用装置：__________。答案B或C(3)①用浓盐酸与二氧化锰制取氯气，化学方程式为___________________________，选用装置：______。答案MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2OD②用漂白粉与浓盐酸制取少量氯气，化学方程式为___________________________，选用装置：______。答案Ca(ClO)2＋4HCl(浓)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2OC(4)铜与浓硝酸反应制取二氧化氮，选用装置：__________。答案C(5)实验室制取乙烯的装置，可以通过选用上面哪个装置进行改进？若橡皮塞最多只允许打两个孔，应如何改进所选实验装置：_________________________________________________________________________________________________________________。答案D，将分液漏斗换成温度计(或将烧瓶换成蒸馏烧瓶，将导气管换成温度计)(6)上述B装置还能制取的气体有__________________________________________。答案H2或H2S3．气体的净化装置(1)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(2)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来确定，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装置用于吸收或溶解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装置吸收量较少。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O2、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物分解，如H2O2、NH4HCO3等；减少某些反应物或产物挥发，如盐酸、氨水等；防止某些物质水解，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常考的温度控制方式a．水浴加热：均匀加热，反应温度在100℃以下。b．油浴加热：均匀加热，反应温度在100～260℃之间。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：如真空双层玻璃容器等。1．(2023·全国甲卷，27)钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水，在冷水中微溶，可通过如下反应制备：2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2eq\o(→,\s\up7(活性炭))2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O。具体步骤如下：Ⅰ.称取2.0gNH4Cl，用5mL水溶解。Ⅱ.分批加入3.0gCoCl2·6H2O后，将溶液温度降至10℃以下，加入1g活性炭、7mL浓氨水，搅拌下逐滴加入10mL6%的双氧水。Ⅲ.加热至55～60℃反应20min。冷却，过滤。Ⅳ.将滤得的固体转入含有少量盐酸的25mL沸水中，趁热过滤。Ⅴ.滤液转入烧杯，加入4mL浓盐酸，冷却、过滤、干燥，得到橙黄色晶体。回答下列问题：(1)步骤Ⅰ中使用的部分仪器如下。仪器a的名称是____________。加快NH4Cl溶解的操作有____________。(2)步骤Ⅱ中，将温度降至10℃以下以避免____________、____________；可选用____________降低溶液温度。(3)指出如图过滤操作中不规范之处：_______________________________________________________________________________________________________________。(4)步骤Ⅳ中，趁热过滤，除掉的不溶物主要为____________。(5)步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是________________________。答案(1)锥形瓶升温、搅拌等(2)浓氨水挥发双氧水分解冰水浴(3)玻璃棒末端没有紧靠三层滤纸处，漏斗末端尖嘴部分没有紧靠烧杯内壁(4)活性炭(5)促进[Co(NH3)6]Cl3尽快析出解析(2)步骤Ⅱ中使用了浓氨水和双氧水，它们在高温下易挥发、易分解，所以控制温度在10℃以下，通常采用冰水浴。(4)钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水，活性炭不溶于热水，所以趁热过滤可除去活性炭。(5)可利用同离子效应，促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3尽快析出。2．(2023·唐山一模)Na2S2O3是重要的化学试剂，遇高温分解，与酸发生反应。实验室可通过如图所示装置制备Na2S2O3。回答下列问题：(1)仪器A的名称为________。(2)下列关于装置B的作用叙述错误的是________(填字母)。a．通过观察气泡可控制SO2气流速率b．防止发生倒吸c．通过长颈漏斗液面升降判断B后面装置是否堵塞(3)C中生成产品的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________________。(4)为保证硫代硫酸钠的产率和纯度，实验中通入的SO2不能过量，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)为测定所得产品纯度，取mg所得产品溶于蒸馏水中配制成250mL溶液，取25.00mL置于锥形瓶中，加入2滴淀粉试剂，用cmol·L－1碘的标准溶液滴定，消耗标准溶液VmL。已知：2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－。①滴定终点现象为_______________________________________________________。②产品纯度为________(用m、c、V表示)。(6)下列装置和试剂不能代替E的是________(填字母)。答案(1)蒸馏烧瓶(2)b(3)2Na2S＋Na2CO3＋4SO2eq\o(=,\s\up7(△))3Na2S2O3＋CO2(4)Na2S2O3与酸反应，过量SO2会使溶液呈酸性(5)①滴入最后半滴碘的标准溶液，溶液变为蓝色，且半分钟内不褪色②eq\f(316cV,m)%(6)bd解析(2)装置B可控制二氧化硫的气流速率，可通过长颈漏斗液面升降判断B后面装置是否堵塞，但不能起防倒吸的作用，故选b。(3)C中二氧化硫与硫化钠和碳酸钠混合溶液共热反应生成硫代硫酸钠和二氧化碳。(4)硫代硫酸钠在酸性溶液中不稳定，若二氧化硫过量，会与水反应生成亚硫酸使溶液呈酸性导致硫代硫酸钠在溶液中发生歧化反应。(5)②由题意可知，滴定消耗VmLcmol·L－1的碘标准溶液，则由方程式可知，产品纯度为eq\f(cmol·L－1×10－3VL×2×\f(250,25)×158g·mol－1,mg)×100%＝eq\f(316cV,m)%。(6)装置E中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化碳和未反应的二氧化硫，防止污染空气，则盛有碱石灰的干燥管和盛有氢氧化钠的U形管能代替E，而浓硫酸、氯化钙溶液不能与二氧化碳和二氧化硫反应，则盛有浓硫酸的洗气瓶和盛有氯化钙溶液的试管不能代替E。解答无机物制备综合实验题的思维流程

类型二有机物的制备1．熟悉有机物制备实验的常用仪器2．常见操作(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)蒸馏：利用有机物沸点的不同，用蒸馏方法可以实现分离。(3)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。(4)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．提纯有机物的常见流程例如，精制溴苯(含Br2、HBr、FeBr3、杂质)的工艺流程：1．(2023·陕西渭南统考一模)乙酰苯胺是磺胺类药物的原料，可用作止痛剂、退热剂、防腐剂和染料中间体。相关信息如表：名称相对分子质量性状密度/(g·mL－1)熔点/℃沸点/℃溶解性苯胺93无色油状液体，有还原性、碱性1.02－6.2184微溶于水易溶于乙醇、乙醚、苯乙酸60无色液体1.0516.7118.1易溶于水易溶于乙醇、乙醚乙酰苯胺135白色晶体1.22115304微溶于冷水，溶于热水易溶于乙醇、乙醚反应方程式：＋CH3COOH＋H2O。实验步骤：在如图装置A中加入5.0mL苯胺、7.5mL冰醋酸及少许锌粉，装上刺形分馏柱(图中仪器B，用于沸点差别不太大的混合物的分离)和温度计，支管通过蒸馏装置与接收瓶相连。用小火加热A，使反应物保持微沸约15min。逐渐升高温度，当温度计读数达到100℃左右时，有液体馏出。维持温度在100～110℃之间反应约1小时。温度计读数下降，表示反应已经完成。在搅拌下趁热将反应物倒入冰水中，冷却后抽滤所析出的固体，用冷水洗涤，烘干。请回答：(1)仪器C的名称是________。(2)加入Zn粉的作用是___________________________________________________________________________________________________________________________。锌粉几乎不与纯乙酸反应，但随着上述制备反应的进行而会消耗乙酸，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)温度高于110℃，可能引起的不良后果有________(填序号)。①产生大量副产物②乙酸大量挥发，降低产率③乙酰苯胺熔化(4)设计“边加热边蒸馏”的目的是及时移走生成的__________(填物质名称)，以提高产率。而实际收集的液体远多于理论量，可能的原因是_____________________________。(5)将反应液倒入冰水的作用是_____________________________________________________________________________________________________________________。(6)判断白色片状晶体烘干完全的实验方法是________________________________________________________________________。(7)经过重结晶、干燥，得到乙酰苯胺产品5.0g，实验的产率是______(保留3位有效数字)。答案(1)直形冷凝管(2)作还原剂，防止苯胺被氧化纯乙酸不电离，反应过程有水生成，形成乙酸溶液，乙酸电离出氢离子，导致锌和乙酸反应(3)①②(4)水有部分乙酸挥发(5)降低乙酰苯胺的溶解度(6)两次称量的质量差小于0.1g(7)67.6%解析(3)温度高于110℃，可能发生副反应导致生成副产物；乙酸沸点为118.1℃，温度过高导致乙酸挥发，降低生成物产率；乙酰苯胺能溶于热水，温度升高后乙酰苯胺以分子形式溶解。(4)水的沸点为100℃，维持温度在100～110℃之间反应，目的是及时移走生成的水，促使反应正向移动，以提高产率。乙酸具有挥发性，蒸出的馏分中含有部分乙酸，导致实际收集的液体远多于理论量。(5)乙酰苯胺微溶于冷水，溶于热水，将反应液倒入冰水的作用是降低乙酰苯胺的溶解度。(7)5.0mL苯胺为eq\f(5.0mL×1.02g·mL－1,93g·mol－1)≈0.0548mol,7.5mL冰醋酸为eq\f(7.5mL×1.05g·mL－1,60g·mol－1)≈0.131mol，则乙酸过量，若苯胺完全反应生成0.0548mol乙酰苯胺，故得到乙酰苯胺产品5.0g，实验的产率是eq\f(5.0g,0.0548mol×135g·mol－1)×100%≈67.6%。2．(2023·新课标卷，28)实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下：相关信息列表如下：物质性状熔点/℃沸点/℃溶解性安息香白色固体133344难溶于冷水，溶于热水、乙醇、乙酸二苯乙二酮淡黄色固体95347不溶于水，溶于乙醇、苯、乙酸冰乙酸无色液体17118与水、乙醇互溶装置示意图如图所示，实验步骤为：①在圆底烧瓶中加入10mL冰乙酸、5mL水及9.0gFeCl3·6H2O，边搅拌边加热，至固体全部溶解。②停止加热，待沸腾平息后加入2.0g安息香，加热回流45～60min。③加入50mL水，煮沸后冷却，有黄色固体析出。④过滤，并用冷水洗涤固体3次，得到粗品。⑤粗品用75%的乙醇重结晶，干燥后得淡黄色结晶1.6g。回答下列问题：(1)仪器A中应加入________(填“水”或“油”)作为热传导介质。(2)仪器B的名称是________；冷却水应从________(填“a”或“b”)口通入。(3)实验步骤②中，安息香必须待沸腾平息后方可加入，其主要目的是________________________________________________________________________。(4)在本实验中，FeCl3为氧化剂且过量，其还原产物为________；某同学尝试改进本实验：采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮。该方案是否可行？________，简述判断理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)本实验步骤①～③在乙酸体系中进行，乙酸除作溶剂外，另一主要作用是防止________________________________________________________________________。(6)若粗品中混有少量未氧化的安息香，可用少量________洗涤的方法除去(填字母)。若要得到更高纯度的产品，可用重结晶的方法进一步提纯。a．热水b．乙酸c．冷水d．乙醇(7)本实验的产率最接近于________(填字母)。a．85%b．80%c．75%d．70%答案(1)油(2)球形冷凝管a(3)防暴沸(4)FeCl2可行空气可以将还原产物FeCl2又氧化为FeCl3，FeCl3可循环参与反应(5)氯化铁水解(6)a(7)b解析(1)该实验需要加热使冰乙酸沸腾，冰乙酸的沸点超过了100℃，应选择油浴加热。(2)根据仪器的结构特征可知，B为球形冷凝管；为了充分冷却，冷却水应从a口进，b口出。(4)FeCl3为氧化剂，则铁元素的化合价降低，还原产物为FeCl2。(5)氯化铁易水解，所以步骤①～③中，乙酸除作溶剂外，另一主要作用是防止氯化铁水解。(6)根据安息香和二苯乙二酮的溶解特征，安息香溶于热水，二苯乙二酮不溶于水，所以可以用热水洗涤粗品除去安息香。(7)2.0g安息香(C14H12O2)的物质的量约为0.0094mol，理论上可产生二苯乙二酮(C14H10O2)的物质的量约为0.0094mol，质量约为1.98g，产率为eq\f(1.6g,1.98g)×100%≈80.8%，最接近80%。解答有机物制备实验题的思维流程课时精练1．(2022·湖北，16)高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸(熔点为42℃，易吸潮)可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到，纯化过程需要严格控制温度和水分，温度低于21℃易形成2H3PO4·H2O(熔点为30℃)，高于100℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验装置如下(夹持装置略)：回答下列问题：(1)A的名称是__________。B的进水口为__________(填“a”或“b”)。(2)P2O5的作用是________________________________________________________。(3)空气流入毛细管的主要作用是防止_______________________________________，还具有搅拌和加速水逸出的作用。(4)升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是_____________________。(5)磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向过饱和溶液中加入__________促进其结晶。(6)过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为__________(填标号)。A．<20℃B．30～35℃C．42～100℃(7)磷酸中少量的水极难除去的原因是_______________________________________。答案(1)圆底烧瓶b(2)干燥气体(3)暴沸(4)防止温度过高生成焦磷酸(5)磷酸晶种(6)B(7)磷酸可与水分子间形成氢键解析(1)由仪器构造可知，仪器A为圆底烧瓶，仪器B为直形冷凝管，冷凝水应从b口进、a口出，形成逆流冷却，使冷却效果更好。(2)纯磷酸制备过程中要严格控制温度和水分，因此五氧化二磷的作用为干燥气体。(5)过饱和溶液暂时处于亚稳态，当加入一些固体的晶体或晃动时可使此状态失去平衡，过多的溶质就会结晶，因此可向磷酸的过饱和溶液中加入磷酸晶种促进其结晶。(6)纯化过程中，温度低于21℃易形成2H3PO4·H2O(熔点为30℃)，高于100℃则发生分子间脱水生成焦磷酸，纯磷酸的熔点为42℃，因此过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为30～42℃。(7)磷酸的结构式为，分子中含羟基，可与水分子间形成氢键，因此磷酸中少量的水极难除去。2．实验室以2-丁醇(CH3CHOHCH2CH3)为原料制备2-氯丁烷(CH3CHClCH2CH3)，实验装置如图所示(夹持、加热装置已略去)：相关信息如表所示：物质熔点/℃沸点/℃密度/(g·cm－3)其他2-丁醇－114.799.50.81与水互溶2-氯丁烷－131.368.20.87微溶于水，碱性水解[实验步骤]步骤1：在甲装置中的圆底烧瓶内加入无水ZnCl2和100mL12mol·L－1浓盐酸，充分溶解、冷却，再加入45.68mL2-丁醇，加热一段时间。步骤2：将反应混合物移至乙装置的蒸馏烧瓶内，蒸馏并收集115℃以下的馏分。步骤3：从馏分中分离出有机相，进行系列操作，放置一段时间后过滤。步骤4：滤液经进一步精制得产品。回答下列问题：(1)Ⅰ中应放置的仪器是________(填“A”或“B”，下同),Ⅱ中应放置的仪器是____________。(2)步骤1中加入的无水ZnCl2的作用是_____________________________________________________________________________________________________________。(3)步骤3进行系列操作的顺序是____________(填序号，可重复使用)。①10%Na2CO3溶液洗涤②加入CaCl2固体③蒸馏水洗涤用Na2CO3溶液洗涤时操作要迅速，其原因是________________________________________________________________________________________________________。(4)步骤4中滤液进一步精制得产品所采用的操作方法是____________(填名称)。(5)测定实验中生成2-氯丁烷的产率。将全部产品加入足量NaOH溶液中，加热，冷却后，滴入稀硝酸至溶液呈酸性，再滴入足量的硝酸银溶液，得到57.40g沉淀，则2-氯丁烷的产率是____________。答案(1)AB(2)作催化剂(3)③①③②防止2-氯丁烷水解，减少2-氯丁烷挥发(4)蒸馏(5)80%解析(1)A为球形冷凝管，一般竖直放置，用于冷凝回流；B为直形冷凝管，倾斜放置，用于冷凝馏分。(2)甲装置中圆底烧瓶中发生的反应是CH3CHOHCH2CH3＋HCl→CH3CHClCH2CH3＋H2O，步骤1中加入的无水ZnCl2不作反应物，故其作催化剂，加快化学反应速率。(3)步骤3进行系列操作的顺序是用蒸馏水洗去产品中含有的HCl、ZnCl2→用10%Na2CO3溶液洗去少量的HCl→用蒸馏水洗去少量的Na2CO3→用CaCl2固体干燥产品，放置一段时间后过滤；因为2-氯丁烷在碱性溶液中水解，为了防止2-氯丁烷水解，同时减少2-氯丁烷(沸点较低)挥发，故用Na2CO3溶液洗涤时操作要迅速。(4)蒸馏可分离互溶的、有一定沸点差异的液体混合物，故步骤4进一步精制得产品所采用的操作方法是蒸馏。(5)45.68mL2-丁醇的物质的量为eq\f(45.68mL×0.81g·cm－3,74g·mol－1)≈0.50mol，则理论上可得到0.50mol2-氯丁烷；由2-氯丁烷在测定实验中的反应可得关系式为CH3CHClCH2CH3～NaCl～AgCl，n(CH3CHClCH2CH3)＝n(AgCl)＝eq\f(57.40g,143.5g·mol－1)＝0.40mol，则2-氯丁烷的产率是eq\f(0.40mol,0.50mol)×100%＝80%。3．(2023·辽宁，17)2-噻吩乙醇(Mr＝128)是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体，其制备方法如下：Ⅰ.制钠砂。向烧瓶中加入300mL液体A和4.60g金属钠，加热至钠熔化后，盖紧塞子，振荡至大量微小钠珠出现。Ⅱ.制噻吩钠。降温至10℃，加入25mL噻吩，反应至钠砂消失。Ⅲ.制噻吩乙醇钠。降温至－10℃，加入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液，反应30min。Ⅳ.水解。恢复室温，加入70mL水，搅拌30min；加盐酸调pH至4～6，继续反应2h，分液；用水洗涤有机相，二次分液。Ⅴ.分离。向有机相中加入无水MgSO4，静置，过滤，对滤液进行蒸馏，蒸出四氢呋喃、噻吩和液体A后，得到产品17.92g。回答下列问题：(1)步骤Ⅰ中液体A可以选择_______________________________________________。a．乙醇 b．水c．甲苯 d．液氨(2)噻吩沸点低于吡咯()的原因是______________________________________________________________________________________________________________。(3)步骤Ⅱ的化学方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________。(4)步骤Ⅲ中反应放热，为防止温度过高引发副反应，加入环氧乙烷溶液的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)步骤Ⅳ中用盐酸调节pH的目的是_______________________________________________________________________________________________________________。(6)下列仪器在步骤Ⅴ中无需使用的是__________(填名称)；无水MgSO4的作用为________________________________________________________________________。(7)产品的产率为________________(用Na计算，精确至0.1%)。答案(1)c(2)吡咯中含有—NH—，可以形成分子间氢键(3)(4)将环氧乙烷溶液沿烧杯壁缓缓加入，并不断用玻璃棒搅拌(5)与水解生成的OH－反应，使水解更彻底(6)球形冷凝管和分液漏斗除去水(7)70.0%解析(1)步骤Ⅰ制钠砂过程中，液体A不能和Na反应，而乙醇、水和液氨都能和金属Na反应，故选c。(5)2-噻吩乙醇钠水解生成2-噻吩乙醇的过程中有NaOH生成，用盐酸调节pH的目的是将NaOH中和，使平衡正向移动，增大反应物的转化率。(6)步骤Ⅴ中的操作有过滤、蒸馏，蒸馏的过程中需要直形冷凝管、温度计、牛角管等，无需使用的是球形冷凝管和分液漏斗。(7)步骤Ⅰ中向烧瓶中加入300mL液体A和4.60g金属钠，Na的物质的量为eq\f(4.60g,23g·mol－1)＝0.2mol，步骤Ⅱ中Na完全反应，根据方程式可知，理论上可以生成0.2mol2-噻吩乙醇，产品的产率为eq\f(17.92g,128g·mol－1×0.2mol)×100%＝70.0%。4．(2023·天津河东区一模)实验室利用红磷(P)与Cl2反应可制取少量PCl3或PCl5。物质熔点/℃沸点/℃性质PCl3－11275.5遇水生成H3PO3和HCl，与O2反应生成POCl3PCl5—约100℃升华遇水生成H3PO4和HCl，与红磷反应生成PCl3Ⅰ.利用如图所示装置制取少量PCl3(部分夹持装置已略去)。(1)组装好装置，在放入试剂前应先________。(2)A中发生反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________________________________。(3)B中所装试剂为________(填字母)。A．饱和碳酸氢钠溶液 B．饱和氯化钠溶液C．氢氧化钠溶液 D．浓硫酸(4)实验开始前，打开K1通入一段时间氮气来除去装置中的空气，除去空气的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；除去装置A、B中空气的具体方法是_______________________________________________________________________________________________________________。(5)除去产物中PCl5杂质的化学方程式是____________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.测定产品中PCl3的质量分数实验步骤：①迅速称取mg产品，加水反应后配成100mL溶液。②取上述溶液10.00mL，向其中加入V1mLc1mol·L－1碘水(足量)，充分反应。③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液，逐滴滴加c2mol·L－1的Na2S2O3溶液并振荡，当溶液恰好由蓝色变为无色时，记录所消耗Na2S2O3溶液的体积。④重复②、③操作3次，平均消耗Na2S2O3溶液V2mL。(6)第①步溶于水反应的化学方程式是_______________________________________________________________________________________________________________。(7)逐滴滴加Na2S2O3溶液使用的仪器是_____________________________________(已知：H2S2O3是弱酸)。(8)根据上述数据测得该产品中PCl3的质量分数为________。(已知：H3PO3＋I2＋H2O=H3PO4＋2HI，I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6)答案(1)检查装置的气密性(2)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(3)D(4)防止PCl3与空气中的氧气和水蒸气反应关闭K2、打开K3，打开分液漏斗的旋塞和活塞，当看到B装置中液面上方充满黄绿色气体时，打开K2、关闭K3(5)3PCl5＋2Peq\o(=,\s\up7(△))5PCl3(6)PCl3＋3H2O=H3PO3＋3HCl(7)碱式滴定管(8)eq\f(c1V1－\f(1,2)c2V2×1.375,m)×100%解析(2)A中，MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。(3)装置B的作用是除去氯气中混有的水蒸气，所以B中所装试剂为浓硫酸，故选D。(4)由题给信息知，PCl3易水解、易被空气中氧气氧化，所以实验开始前，打开K1通入一段时间氮气来除去装置中的空气，防止PCl3与空气中的氧气和水蒸气反应；除去装置A、B中空气，应通入Cl2，具体方法是关闭K2、打开K3，打开分液漏斗的旋塞和活塞，当看到B装置中液面上方充满黄绿色气体时，打开K2、关闭K3。(7)H2S2O3是弱酸，则Na2S2O3溶液呈碱性，使用的仪器是碱式滴定管。(8)依据反应，可建立关系式：PCl3～H3PO3～I2～2Na2S2O3，则与H3PO3反应的I2的物质的量为(c1V1－eq\f(1,2)c2V2)×10－3mol，该产品中PCl3的质量分数为eq\f(c1V1－\f(1,2)c2V2×10－3mol×\f(100mL,10mL)×137.5g·mol－1,mg)×100%＝eq\f(c1V1－\f(1,2)c2V2×1.375,m)×100%。

第73讲以物质含量或组成测定为主的综合实验[复习目标]1.掌握物质含量或组成测定的一般方法。2.掌握定量测定实验的思维模型。类型一物质含量的测定1．重量分析法(1)在重量分析中，一般首先采用适当的方法，使被测组分以单质或化合物的形式从试样中与其他组分分离。(2)重量分析法不需要指示剂，实验的关键是准确判断反应是否完全，以及反应前后固体(或液体)质量的变化。(3)重量分析法包括分离和称量两个过程。根据分离的方法不同，重量分析法又可分为沉淀法、挥发法、萃取法等。(4)计算方法采用重量分析法进行定量计算时，可根据实验中发生反应的化学方程式或原子守恒确定相关物质之间的定量关系，再结合实验数据列出关系式，并进行相关计算。2．滴定分析法(1)滴定分析法是将已知准确浓度的标准溶液，滴加到待测溶液中(或者将待测溶液滴加到标准溶液中)，直到所加的标准溶液与待测溶液按化学计量关系定量反应完全为止，然后测量标准溶液消耗的体积，根据标准溶液的浓度和所消耗的体积，计算出待测物质的含量。(2)实验的关键是准确量取待测溶液，根据指示剂的颜色变化确定滴定终点。(3)根据标准溶液和待测溶液间反应类型的不同，可将滴定分析法分为四大类：中和滴定、氧化还原滴定、络合滴定和沉淀滴定。3．气体体积法(1)通过测量反应生成气体的体积进行定量分析的方法，实验的关键是准确测量生成气体的体积。(2)测气体体积的方法分为直接测量法和间接测量法直接测量法将气体通入带有刻度的容器中，直接读取气体的体积。根据所用测量仪器的不同，直接测量法可分为倒置量筒法和滴定管法两种间接测量法利用气体将液体(通常为水)排出，通过测量所排出液体的体积从而得到气体体积。常用的测量装置为用导管连接的装满液体的广口瓶和空量筒。排水法收集气体时，要保证“短进长出”1．(2023·湖北，18)学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题：(1)铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A的名称为____________，装置B的作用为________________________________________________________________________。(2)铜与过量H2O2反应的探究如下：实验②中Cu溶解的离子方程式为__________________________________________________________________________________________________________________；产生的气体为__________。比较实验①和②，从氧化还原角度说明H＋的作用是________。(3)用足量NaOH处理实验②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X为铜的氧化物，提纯干燥后的X在惰性氛围下加热，mgX完全分解为ng黑色氧化物Y，eq\f(n,m)＝eq\f(5,6)。X的化学式为________________。(4)取含X粗品0.0500g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，用0.1000mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定，滴定终点时消耗Na2S2O3标准溶液15.00mL。(已知：2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2，I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6))标志滴定终点的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，粗品中X的相对含量为________________。答案(1)具支试管防倒吸(2)Cu＋H2O2＋2H＋=Cu2＋＋2H2OO2H＋增强H2O2的氧化能力(3)CuO2(4)溶液蓝色消失，且半分钟内不恢复原来的颜色96%解析(1)由图可知，仪器A的名称为具支试管；铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，其中二氧化氮易溶于水，需要防倒吸，则装置B的作用为防倒吸。(2)根据实验②现象，铜片溶解，溶液变蓝，可知在酸性条件下铜和过氧化氢发生反应生成硫酸铜，离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O；铜离子可以催化过氧化氢分解生成氧气，则产生的气体为O2。(3)X为铜的氧化物，设X的化学式为CuOx，其在惰性氛围下分解生成黑色氧化物(CuO)，则：CuOxeq\o(=,\s\up7(△))CuO＋eq\f(x－1,2)O2↑64＋16x80mn则eq\f(64＋16x,m)＝eq\f(80,n)，又eq\f(n,m)＝eq\f(5,6)，解得x＝2，则X的化学式为CuO2。(4)滴定结束时，单质碘消耗完，则标志滴定终点的现象是溶液蓝色消失，且半分钟内不恢复原来的颜色；在CuO2中铜为＋2价，氧为－1价，根据2CuO2＋8I－＋8H＋=2CuI＋3I2＋4H2O，I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)，可以得到关系式：2CuO2～3I2～6S2Oeq\o\al(2－,3)，则n(CuO2)＝eq\f(1,3)×0.1000mol·L－1×0.015L＝0.0005mol，粗品中X的相对含量为eq\f(0.0005mol×96g·mol－1,0.0500g)×100%＝96%。2．(2022·河北，14)某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量，设计实验如下：①三颈烧瓶中加入10.00g香菇样品和400mL水；锥形瓶中加入125mL水、1mL淀粉溶液，并预加0.30mL0.01000mol·L－1的碘标准溶液，搅拌。②以0.2L·min－1流速通氮气，再加入过量磷酸，加热并保持微沸，同时用碘标准溶液滴定，至终点时滴定消耗了1.00mL碘标准溶液。③做空白实验，消耗了0.10mL碘标准溶液。④用适量Na2SO3替代香菇样品，重复上述步骤，测得SO2的平均回收率为95%。已知：Ka1(H3PO4)＝7.1×10－3，Ka1(H2SO3)＝1.3×10－2回答下列问题：(1)装置图中仪器a、b的名称分别为___________________、______________。(2)三颈烧瓶适宜的规格为________(填标号)。A．250mLB．500mLC．1000mL(3)解释加入H3PO4，能够生成SO2的原因：_________________________________________________________________________________________________________。(4)滴定管在使用前需要__________、洗涤、润洗；滴定终点时溶液的颜色为__________；滴定反应的离子方程式为___________________________________________________。(5)若先加磷酸再通氮气，会使测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(6)该样品中亚硫酸盐含量为__________mg·kg－1(以SO2计，结果保留三位有效数字)。答案(1)球形冷凝管酸式滴定管(2)C(3)加入H3PO4后，溶液中存在化学平衡H2SO3SO2＋H2O，SO2的溶解度随着温度升高而减小，SO2逸出后，促进了化学平衡H2SO3SO2＋H2O向右移动(4)检漏蓝色I2＋SO2＋2H2O=2I－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)(5)偏低(6)80.8解析由题中信息可知，检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量的原理是用过量的磷酸与其中的亚硫酸盐反应生成SO2，用氮气将SO2排入到锥形瓶中被水吸收，最后用碘标准溶液滴定，测出样品中亚硫酸盐含量。(2)三颈烧瓶中加入10.00g香菇样品和400mL水，向其中加入H3PO4的体积不超过10mL。在加热时，三颈烧瓶中的液体不能超过其容积的eq\f(2,3)，因此，三颈烧瓶适宜的规格为10