2022高考化學大一輪復習講義第10章第47講　化學實驗熱點

第47講化學實驗熱點復習目標根據(jù)化學實驗的目的和要求，能做到：(1)設計、評價、改進實驗方案；(2)正確選用實驗裝置；(3)掌握控制實驗條件的方法；(4)預測或描述實驗現(xiàn)象、分析或處理實驗數(shù)據(jù)、得出合理結論。熱點一無機物的制備綜合實驗題1．物質制備流程2．氣體發(fā)生裝置(1)設計原則：根據(jù)制備原理(化學方程式)、反應物狀態(tài)和反應所需條件、制取氣體的量等因素來設計反應裝置。(2)氣體發(fā)生裝置的基本類型制取裝置可用來制取的氣體反應原理固＋固eq\o(→,\s\up7(△))氣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(△))氣Cl2MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2OHClNaCl＋H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))NaHSO4＋HCl↑固(塊狀)＋液→氣H22H＋＋Zn=H2↑＋Zn2＋CO2CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O固＋液→氣O2、H2、CO2、NH3、Cl2、SO2O2：H2O2與MnO2H2：Zn與稀硫酸CO2：CaCO3與稀鹽酸NH3：濃氨水與CaOCl2：濃鹽酸與KMnO4SO2：亞硫酸鈉與硫酸3.氣體的凈化(干燥)裝置(1)設計原則：根據(jù)主要氣體及雜質氣體的性質差異來選擇除雜試劑及除雜裝置。(2)除雜裝置基本類型裝置示意圖適用范圍試劑與雜質氣體反應，與主要氣體不反應；裝置③用固體吸收還原性或氧化性雜質氣體雜質氣體被冷卻后變?yōu)橐后w，主要氣體不變?yōu)橐后w(3)吸收劑的選擇選擇吸收劑應根據(jù)被提純氣體的性質和雜質的性質而確定，一般情況如下：①易溶于水的氣體雜質可用水來吸收；②酸性雜質可用堿性物質吸收；③堿性雜質可用酸性物質吸收；④水為雜質時，可用干燥劑來吸收；⑤能與雜質發(fā)生反應生成沉淀(或可溶物)的物質也可作為吸收劑。4．尾氣處理裝置的選擇a裝置用于吸收溶解或反應速率不是很快的氣體，如用NaOH溶液吸收Cl2、CO2等。b裝置用于收集少量氣體。c、d裝置用于吸收極易溶且溶解很快的氣體，如HCl、HBr、NH3等；其中d裝置吸收量少。e裝置用于處理難以吸收的可燃性氣體，如H2、CO等。5．實驗條件的控制(1)排氣方法為了防止空氣中的氧氣、CO2、水蒸氣等干擾實驗，常用其他穩(wěn)定的氣體(如氮氣)排盡裝置中的空氣；有時也可充分利用反應產(chǎn)物氣體(如：氨氣、氯氣、二氧化硫)等排盡裝置中的空氣。(2)控制氣體的流速及用量①用分液漏斗控制液體滴加的速度和用量。②觀察氣泡，控制氣流速度，如圖甲，可觀察氣泡得到N2、H2的體積比約為1∶3的混合氣體。③平衡氣壓如圖乙，用長玻璃管平衡氣壓，防堵塞。(3)壓送液體根據(jù)裝置的密封性，讓反應生成氣體或消耗氣體，產(chǎn)生壓強差，將液體壓入或倒流入另一反應容器。(4)溫度控制①控制低溫的目的：減少某些反應物或產(chǎn)品分解，如H2O2、NH4HCO3等；減少某些反應物或產(chǎn)品揮發(fā)，如鹽酸、氨水等；防止某物質水解，避免副反應發(fā)生等。②采取加熱的目的：加快反應速率或使平衡移動，加速溶解等。③?？紲囟瓤刂品绞剑篴．水浴加熱：均勻加熱，反應溫度100℃以下。b．油浴加熱：均勻加熱，反應溫度100～260℃。c．冰水冷卻：使某物質液化、降低產(chǎn)物的溶解度；減少其他副反應，提高產(chǎn)品純度等。d．保溫：如中和熱測定時，兩燒杯之間填泡沫，真空雙層玻璃容器等。6．解答物質制備試題的思維流程(1)認真閱讀題干，提取有用信息，包括實驗目的、反應條件、陌生物質的性質、陌生反應原理等。(2)仔細觀察裝置圖(或框圖)，聯(lián)想熟悉的實驗，找出每件儀器(或步驟)與熟悉的某一實驗相似的地方，分析每件儀器中所裝藥品的作用。(3)通讀問題，整合信息，把所有的問題進行綜合分析，運用題給信息和化學基礎知識做出正確答案。答案(1)去除水中溶解氧分液漏斗(2)①Zn＋2Cr3＋=Zn2＋＋2Cr2＋②排除c中空氣(3)c中產(chǎn)生H2使壓強大于大氣壓(冰浴)冷卻過濾(4)敞開體系，可能使醋酸亞鉻與空氣接觸1．過氧化鍶(SrO2)通常用作分析試劑、氧化劑、漂白劑等。制備原理為Sr＋O2eq\o(=,\s\up7(△))SrO2。某興趣小組利用下列裝置在實驗室中模擬制備過氧化鍶。(1)選擇必要儀器制備過氧化鍶(氣流按從左到右的流向)：________(填字母)。(2)該實驗制備氧氣的化學方程式為________________________________________________。(3)連接好裝置進行實驗，實驗步驟如下，正確的操作順序為____________(填序號)。①打開分液漏斗活塞，將水滴入燒瓶中②在相應裝置中裝入藥品③檢查裝置氣密性④加熱⑤停止加熱⑥關閉分液漏斗活塞(4)利用反應Sr2＋＋H2O2＋2NH3＋8H2O=SrO2·8H2O↓＋2NHeq\o\al(＋,4)制備過氧化鍶，裝置如下：①儀器X的作用是______________________________________________________________。②氨氣在該反應中所起的作用是___________________________________________________。③實驗結束后，得到SrO2·8H2O的操作為__________________________________________。(5)設計實驗證明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性強：______________________________________________________________________________________________________________。答案(1)A→B→E→B(2)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑(3)③②①④⑤⑥(4)①防倒吸②中和生成的氫離子，促進反應正向進行③過濾、洗滌、干燥(5)在鹽酸酸化的氯化亞鐵溶液中滴加硫氰化鉀溶液，無明顯現(xiàn)象，再向其中加入少量過氧化鍶，溶液變?yōu)榧t色，證明SrO2的氧化性比FeCl3的強解析(1)根據(jù)反應原理，需要制備氧氣。由于鍶是活潑金屬，能與水發(fā)生反應，因此需要預先除去氧氣中的水蒸氣，然后通入玻璃管中與鍶發(fā)生反應，同時防止空氣中的水和二氧化碳進入E裝置，因此裝置的連接順序是A→B→E→B。(3)由于有氣體參加反應，所以首先要檢查裝置的氣密性，然后加入藥品。打開分液漏斗活塞，排盡裝置內的空氣，對玻璃管進行加熱，發(fā)生反應，反應完全后，停止加熱，關閉分液漏斗活塞，故實驗操作的順序是③②①④⑤⑥。(4)①氨氣極易溶于水，因此儀器X的作用是防倒吸。②根據(jù)反應原理Sr2＋＋H2O2=SrO2＋2H＋，通入氨氣可中和H＋，促進反應的正向進行。2．(2020·廣東省執(zhí)信中學高三上學期第二次月考)MnSO4晶體是一種易溶于水的微紅色晶體，某校同學設計實驗制備并檢驗MnSO4的性質?；卮鹣铝袉栴}：(1)甲組同學設計用SO2和適量純凈的MnO2制備MnSO4，其裝置如下：①A裝置中固體藥品X(正鹽)通常是________________(填化學式)。②B裝置中通SO2的導管末端接多孔球泡的目的是__________________________________。(2)乙組同學定性檢驗甲組同學的產(chǎn)品中Mn2＋的存在，取少量晶體溶于水，加入(NH4)2S2O8溶液，滴入硝酸銀(作催化劑)，微熱振蕩，溶液顯紫色，發(fā)生反應的離子方程式為___________________________________________________________________________________________。(3)丙組同學為檢驗無水MnSO4(接近白色)的熱分解產(chǎn)物，將MnSO4晶體脫水后放入下圖所示的裝置中，打開K1和K2，緩慢通入N2，加熱，硬質玻璃管中最后得到黑色固體。①檢驗分解的氣態(tài)產(chǎn)物中是否有SO2及SO3，裝置E、F中的溶液依次是____、____(填字母)。a．Ba(NO3)2溶液 b．BaCl2溶液c．品紅溶液 d．濃硫酸②若D中得到的黑色粉末為Mn3O4，E、F中均有明顯現(xiàn)象，則D中發(fā)生反應的化學方程式為________________________________________________________________________。(4)丁組同學設計實驗，以丙組同學得到的黑色粉末為原料，利用鋁熱反應原理將其還原為金屬錳，所需的藥品除氯酸鉀外，還需要__________________________________。答案(1)①Na2SO3②增大SO2與液體的接觸面積(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(高溫))Mn3O4＋SO2↑＋2SO3↑(4)鋁粉、鎂條解析(1)①A裝置制備二氧化硫氣體，實驗室一般用亞硫酸鹽與濃硫酸制備，固體藥品X通常是Na2SO3。②B裝置中通SO2的導管末端接多孔球泡的目的是增大SO2與液體的接觸面積。(2)根據(jù)題意，Mn2＋與(NH4)2S2O8溶液以硝酸銀作催化劑，微熱振蕩反應，溶液顯紫色，說明生成高錳酸根離子，錳元素化合價升高，則硫元素化合價降低生成硫酸根離子，故反應的離子方程式為：2Mn2＋＋5S2Oeq\o\al(2－,8)＋8H2Oeq\o(=,\s\up7(AgNO3))2MnOeq\o\al(－,4)＋10SOeq\o\al(2－,4)＋16H＋。(3)①檢驗分解的氣態(tài)產(chǎn)物中是否有SO2及SO3，檢驗三氧化硫時，為防止二氧化硫的干擾，用氯化鋇溶液檢驗，二氧化硫用品紅溶液檢驗，裝置E、F中的溶液依次是BaCl2溶液、品紅溶液。②D中得到的黑色粉末為Mn3O4，E、F中均有明顯現(xiàn)象，說明生成SO2及SO3，反應的化學方程式為：3MnSO4eq\o(=,\s\up7(高溫))Mn3O4＋SO2↑＋2SO3↑。(4)利用鋁熱反應原理將其還原為金屬錳，所需的藥品有鋁粉，氯酸鉀作供氧劑，還需要點燃的鎂條提供高溫條件。熱點二有機物的制備綜合實驗題把握三個關鍵，突破有機物制備實驗1．有機物制備的思維流程2．有機物制備的注意要點(1)熟知常用儀器及用途(2)依據(jù)物質性質和反應特點選擇加熱或冷卻方式①加熱：酒精燈的火焰溫度一般在400～500℃，乙酸乙酯的制取、石油的蒸餾等實驗選用酒精燈加熱，若溫度要求更高，可選用酒精噴燈或電爐加熱。除上述加熱方式外還可以根據(jù)加熱的溫度要求選擇水浴、油浴、沙浴加熱。②冷凝回流有機物易揮發(fā)，因此在反應中通常要采用冷凝回流裝置，以減少有機物的揮發(fā)，提高原料的利用率和產(chǎn)物的產(chǎn)率。如圖1、圖3中的冷凝管，圖2中的長玻璃管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；若開始忘加沸石(或碎瓷片)，需冷卻后補加。3．常見有機物分離提純的方法(1)分液：用于分離兩種互不相溶(密度也不同)的液體。(2)蒸餾：用于分離沸點不同的互溶液體。分餾的原理與此相同。(3)洗氣：用于除去氣體混合物中的雜質，如乙烷中的乙烯可通過溴水洗氣除去。(4)萃取分液：如分離溴水中的溴和水，可用四氯化碳或苯進行萃取，然后分液。(2014·全國卷Ⅰ，26)乙酸異戊酯是組成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味，實驗室制備乙酸異戊酯的反應、裝置示意圖和有關數(shù)據(jù)如下：相對分子質量密度/(g·cm－3)沸點/℃水中溶解性異戊醇880.8123131微溶乙酸601.0492118溶乙酸異戊酯1300.8670142難溶實驗步驟：在A中加入4.4g異戊醇、6.0g乙酸、數(shù)滴濃硫酸和2～3片碎瓷片，開始緩慢加熱A，回流50min。反應液冷至室溫后倒入分液漏斗中，分別用少量水、飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌；分出的產(chǎn)物加入少量無水MgSO4固體，靜置片刻，過濾除去MgSO4固體，進行蒸餾純化，收集140～143℃餾分，得乙酸異戊酯3.9g?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器B的名稱是________。(2)在洗滌操作中，第一次水洗的主要目的是_________________________________________，第二次水洗的主要目的是________________________________________________________。(3)在洗滌、分液操作中，應充分振蕩，然后靜置，待分層后________(填字母)。a．直接將乙酸異戊酯從分液漏斗的上口倒出b．直接將乙酸異戊酯從分液漏斗的下口放出c．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從下口放出d．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從上口倒出(4)本實驗中加入過量乙酸的目的是____________________________________。(5)實驗中加入少量無水MgSO4的目的是________________________________。(6)在蒸餾操作中，儀器選擇及安裝都正確的是______(填字母)。(7)本實驗的產(chǎn)率是________(填字母)。a．30% b．40%c．60% d．90%(8)在進行蒸餾操作時，若從130℃開始收集餾分，會使實驗的產(chǎn)率偏____(填“高”或“低”)，其原因是______________________________________________________。命題點研究與答題規(guī)范第(1)問考查儀器的名稱儀器B為球形冷凝管第(2)問考查除雜方案的設計依據(jù)各物質的溶解性確定乙酸異戊酯中混有的雜質是乙酸、異戊醇、濃硫酸、水等。除雜的方案設計為：第(3)問考查分液的實驗操作乙酸異戊酯難溶于水且密度比水小，故分層后，先將下層液體從下口放出，再將乙酸異戊酯從上口倒出第(4)問考查平衡移動原理的應用乙酸與異戊醇的反應為可逆反應，增大乙酸的用量，可以使平衡正向移動，提高異戊醇的轉化率第(5)問考查除雜知識[參見第(2)問]第(6)問考查蒸餾的實驗操作蒸餾時溫度計水銀球應處于蒸餾燒瓶的支管口處，且應使用直形冷凝管，若使用球形冷凝管會造成蒸餾液殘留而損失第(7)問考查產(chǎn)品純度(即產(chǎn)率)的計算由反應方程式：4.4g異戊醇完全反應消耗3.0g乙酸，生成6.5g乙酸異戊酯，則可求得該反應的產(chǎn)率為eq\f(3.9g,6.5g)×100%＝60%第(8)問考查除雜知識[參見第(2)問]答案(1)球形冷凝管(2)洗掉大部分硫酸和乙酸洗掉碳酸氫鈉溶液(3)d(4)提高異戊醇的轉化率(5)干燥(6)b(7)c(8)高會收集少量未反應的異戊醇1．(2020·全國卷Ⅱ，27)苯甲酸可用作食品防腐劑。實驗室可通過甲苯氧化制苯甲酸，其反應原理簡示如下：名稱相對分子質量熔點/℃沸點/℃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℃左右開始升華)248—微溶于冷水，易溶于乙醇、熱水實驗步驟：高錳酸鉀，慢慢開啟攪拌器，并加熱回流至回流液不再出現(xiàn)油珠。(2)停止加熱，繼續(xù)攪拌，冷卻片刻后，從冷凝管上口慢慢加入適量飽和亞硫酸氫鈉溶液，并將反應混合物趁熱過濾，用少量熱水洗滌濾渣。合并濾液和洗滌液，于冰水浴中冷卻，然后用濃鹽酸酸化至苯甲酸析出完全。將析出的苯甲酸過濾，用少量冷水洗滌，放在沸水浴上干燥。稱量，粗產(chǎn)品為1.0g。溶液，用0.01000mol·L－1的KOH標準溶液滴定，三次滴定平均消耗21.50mL的KOH標準溶液。回答下列問題：(1)根據(jù)上述實驗藥品的用量，三頸燒瓶的最適宜規(guī)格為________(填標號)。A．100mL B．250mLC．500mL D．1000mL(2)在反應裝置中應選用________冷凝管(填“直形”或“球形”)，當回流液不再出現(xiàn)油珠即可判斷反應已完成，其判斷理由是__________________________________________________。(3)加入適量飽和亞硫酸氫鈉溶液的目的是________________________；該步驟亦可用草酸在酸性條件下處理，請用反應的離子方程式表達其原理：_______________________________。(4)“用少量熱水洗滌濾渣”一步中濾渣的主要成分是________________________________。(5)干燥苯甲酸晶體時，若溫度過高，可能出現(xiàn)的結果是________________________________。(6)本實驗制備的苯甲酸的純度為________；據(jù)此估算本實驗中苯甲酸的產(chǎn)率最接近于________(填標號)。A．70% B．60%C．50% D．40%(7)若要得到純度更高的苯甲酸，可通過在水中________的方法提純。答案(1)B(2)球形無油珠說明不溶于水的甲苯已經(jīng)被完全氧化(3)除去過量的高錳酸鉀，避免在用鹽酸酸化時，產(chǎn)生氯氣2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O(4)MnO2(5)苯甲酸升華而損失(6)86.0%C(7)重結晶解析(1)該反應需要向三頸燒瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g高錳酸鉀，所以三頸燒瓶的最適宜規(guī)格為250mL。(2)反應中應選用球形冷凝管，球形冷凝管散熱面積大，冷凝效果好；回流液中不再出現(xiàn)油珠，說明不溶于水的甲苯(油狀液體)已經(jīng)被KMnO4完全氧化。(3)加入適量飽和亞硫酸氫鈉溶液的目的：NaHSO3與KMnO4(H＋)發(fā)生氧化還原反應除去過量的KMnO4(H＋)，防止用鹽酸酸化時，KMnO4把鹽酸中的Cl－氧化為Cl2；該過程也可用草酸在酸性條件下與KMnO4反應除去KMnO4，反應的離子方程式為2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。(4)用少量熱水洗滌濾渣的目的是使生成的盡可能溶于水，故濾渣的主要成分是KMnO4在中性條件下的還原產(chǎn)物MnO2。(5)苯甲酸在100℃左右開始升華，干燥苯甲酸晶體時，若溫度過高，苯甲酸易升華而損失。(6)根據(jù)反應＋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，制備的苯甲酸的純度為eq\f(0.10492g,0.122g)×100%＝86.0%。在理論上，1mol甲苯反應后生成1mol苯甲酸，則：～921221.5mL×0.867g·mL－1m苯甲酸的理論產(chǎn)量m≈1.72g苯甲酸的產(chǎn)率為eq\f(1.0g×86.0%,1.72g)×100%＝50%。(7)根據(jù)苯甲酸的水溶性可知，若要得到純度更高的苯甲酸，需要利用重結晶的方法進行提純。2．(2019·天津，9)環(huán)己烯是重要的化工原料。其實驗室制備流程如下：回答下列問題：Ⅰ.環(huán)己烯的制備與提純(1)原料環(huán)己醇中若含苯酚雜質，檢驗試劑為_______________________________________，現(xiàn)象為________________________________________________________________________。(2)操作1的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去)。①燒瓶A中進行的可逆反應化學方程式為______________________________，濃硫酸也可作該反應的催化劑，選擇FeCl3·6H2O而不用濃硫酸的原因為________(填序號)。a．濃硫酸易使原料炭化并產(chǎn)生SO2b．FeCl3·6H2O污染小、可循環(huán)使用，符合綠色化學理念c．同等條件下，用FeCl3·6H2O比濃硫酸的平衡轉化率高②儀器B的作用為_______________________________________________________________。(3)操作2用到的玻璃儀器是_______________________________________________________。(4)將操作3(蒸餾)的步驟補齊：安裝蒸餾裝置，加入待蒸餾的物質和沸石，________________，棄去前餾分，收集83℃的餾分。Ⅱ.環(huán)己烯含量的測定在一定條件下，向ag環(huán)己烯樣品中加入定量制得的bmolBr2，與環(huán)己烯充分反應后，剩余的Br2與足量KI作用生成I2，用cmol·L－1的Na2S2O3標準溶液滴定，終點時消耗Na2S2O3標準溶液vmL(以上數(shù)據(jù)均已扣除干擾因素)。測定過程中，發(fā)生的反應如下：②Br2＋2KI=I2＋2KBr③I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6(5)滴定所用指示劑為________。樣品中環(huán)己烯的質量分數(shù)為__________________________(用字母表示)。(6)下列情況會導致測定結果偏低的是______(填序號)。a．樣品中含有苯酚雜質b．在測定過程中部分環(huán)己烯揮發(fā)c．Na2S2O3標準溶液部分被氧化答案(1)FeCl3溶液溶液顯紫色(2)①eq\o(,\s\up7(FeCl3·6H2O),\s\do5(△))＋H2Oab②冷凝回流，減少環(huán)己醇蒸出(3)分液漏斗、燒杯(4)通冷凝水，加熱(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溶液顯紫色，檢驗環(huán)己醇中含有的苯酚。(2)①燒瓶A中進行的可逆反應為eq\o(,\s\up7(FeCl3·6H2O),\s\do5(△))＋H2O。a項，濃硫酸易使原料炭化并產(chǎn)生SO2，會降低原料利用率，正確；b項，使用FeCl3·6H2O不產(chǎn)生有毒氣體，污染小，可以循環(huán)使用，符合綠色化學理念，正確；c項，同等條件下，濃硫酸能吸收反應生成的水，促進反應向右進行，故用濃硫酸比用FeCl3·6H2O的平衡轉化率高，錯誤。②儀器B的作用為冷凝回流，減少環(huán)己醇蒸出。(3)操作2得到有機相和水相，為分液操作，用到的玻璃儀器有分液漏斗、燒杯。(4)蒸餾實驗開始時，先通冷凝水，后加熱。(5)達到滴定終點時，單質碘完全被消耗，可用淀粉溶液作指示劑。根據(jù)測定過程中發(fā)生的反應可知，n(Br2)＝n(環(huán)己烯)＋n(I2)＝n(環(huán)己烯)＋eq\f(1,2)n(Na2S2O3)，則n(環(huán)己烯)＝n(Br2)－eq\f(1,2)n(Na2S2O3)＝(b－eq\f(1,2)cv×10－3)mol，故樣品中環(huán)己烯的質量分數(shù)為(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項，樣品中含有苯酚雜質，苯酚能與溴反應，會導致樣品消耗的Br2偏多，剩余的Br2偏少，最終消耗的Na2S2O3溶液偏少，測定結果偏高，錯誤；b項，在測定過程中部分環(huán)己烯揮發(fā)，會導致樣品消耗的Br2偏少，剩余的Br2偏多，最終消耗的Na2S2O3溶液偏多，導致測定結果偏低，正確；c項，Na2S2O3標準溶液部分被氧化，最終消耗的Na2S2O3溶液偏多，導致測定結果偏低，正確。3．(2019·江蘇，21B)丙炔酸甲酯(CH≡C—COOCH3)是一種重要的有機化工原料，沸點為103～eq\o(→,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))CH≡C—COOCH3＋H2O。實驗步驟如下：步驟1：在反應瓶中，加入14g丙炔酸、50mL甲醇和2mL濃硫酸，攪拌，加熱回流一段時間。步驟2：蒸出過量的甲醇(裝置如圖)。步驟3：反應液冷卻后，依次用飽和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗滌。分離出有機相。步驟4：有機相經(jīng)無水Na2SO4干燥、過濾、蒸餾，得丙炔酸甲酯。(1)步驟1中，加入過量甲醇的目的是________________________________________________。(2)步驟2中，如圖所示的裝置中儀器A的名稱是________________；蒸餾燒瓶中加入碎瓷片的目的是________________。(3)步驟3中，用5%Na2CO3溶液洗滌，主要除去的物質是________________；分離出有機相的操作名稱為________________。(4)步驟4中，蒸餾時不能用水浴加熱的原因是________________。答案(1)作為溶劑、提高丙炔酸的轉化率(2)(直形)冷凝管防止暴沸(3)丙炔酸分液(4)丙炔酸甲酯的沸點比水的高解析(1)甲醇可作為溶劑，同時增加一種反應物的用量，可提高另一種反應物的轉化率。(2)蒸餾時用到的儀器A為直形冷凝管，蒸餾燒瓶中加入碎瓷片的目的是防止暴沸。(3)Na2CO3可以與丙炔酸反應。丙炔酸甲酯在Na2CO3溶液中的溶解度較小，故可以用分液法分離有機相和無機相。(4)丙炔酸甲酯的沸點比水高，若用水浴加熱，則不能將丙炔酸甲酯蒸出來。熱點三物質組成探究綜合實驗1．物質(離子)檢驗的基本原則和方法(1)物質檢驗的“三原則”：一看(顏色、狀態(tài))、二嗅(氣味)、三實驗(加試劑)。(2)物質檢驗的基本方法根據(jù)實驗時生成物所表現(xiàn)的現(xiàn)象不同，檢驗離子的方法可歸納為四類：①生成氣體，如NHeq\o\al(＋,4)、COeq\o\al(2－,3)的檢驗。②生成沉淀，如Cl－、SOeq\o\al(2－,4)的檢驗。③顯現(xiàn)特殊顏色，如Fe3＋、苯酚的檢驗。④焰色反應，檢驗金屬或金屬離子。(3)物質檢驗的注意事項①選取試劑要最佳：選取的試劑對試劑組中的各物質反應現(xiàn)象：溶液顏色的改變、沉淀的生成或溶解、氣體的產(chǎn)生等要專一，使之一目了然。②盡可能選擇特效反應以減少干擾，如用品紅溶液檢驗SO2，用KSCN溶液檢驗Fe3＋，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗NH3。③一定要注意避免離子間的相互干擾，如檢驗COeq\o\al(2－,3)時，HCOeq\o\al(－,3)會造成干擾；Fe2＋遇氧化劑轉化對Fe3＋的檢驗造成干擾。④注意離子檢驗所要求的環(huán)境，如酸堿性、濃度、溫度的選擇。2．定量測定的常用方法(1)沉淀法先將某種成分轉化為沉淀，然后稱量純凈、干燥的沉淀的質量，再進行相關計算。(2)測氣體體積法對于產(chǎn)生氣體的反應，可以通過測定氣體體積的方法測定樣品純度。量氣裝置的設計：下列裝置中，A是常規(guī)的量氣裝置，B、C、D是改進后的量氣裝置。(3)測氣體質量法將生成的氣體通入足量的吸收劑中，通過稱量實驗前后吸收劑的質量，求得所吸收氣體的質量，然后進行相關計算。(4)滴定法利用滴定操作原理，通過酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原滴定等獲得相應數(shù)據(jù)后再進行相關計算。(5)熱重法只要物質受熱時發(fā)生質量變化，都可以用熱重法來研究物質的組成。熱重法是在控制溫度的條件下，測量物質的質量與溫度關系的方法。通過分析熱重曲線，我們可以知道樣品及其可能產(chǎn)生的中間產(chǎn)物的組成、熱穩(wěn)定性、熱分解情況及生成產(chǎn)物等與質量相聯(lián)系的信息。3．物質組成計算的常用方法類型解題方法物質含量計算根據(jù)關系式法、得失電子守恒法、滴定法等，求出混合物中某一成分的量，再除以樣品的總量，即可得出其含量確定物質化學式的計算①根據(jù)題給信息，計算出有關物質的物質的量。②根據(jù)電荷守恒，確定出未知離子的物質的量。③根據(jù)質量守恒，確定出結晶水的物質的量。④各粒子的物質的量之比即為物質化學式的下標比熱重曲線計算①設晶體為1mol。②失重一般是先失水、再失氣態(tài)非金屬氧化物。③計算每步的m余，eq\f(m余,m1mol晶體質量)＝固體殘留率。④晶體中金屬質量不減少，仍在m余中。⑤失重最后一般為金屬氧化物，由質量守恒得mO，由n金屬∶nO即可求出失重后物質的化學式多步滴定計算復雜的滴定可分為兩類：(1)連續(xù)滴定法：第一步滴定反應生成的產(chǎn)物，還可以繼續(xù)參加第二步的滴定。根據(jù)第二步滴定的消耗量，可計算出第一步滴定的反應物的量(2)返滴定法：第一步用的滴定劑是過量的，二步再用另一物質返滴定過量的物質。根據(jù)第一步加入的量減去第二步中過量的量，即可得出第一步所求物質的物質的量(2016·天津理綜，9)水中溶氧量(DO)是衡量水體自凈能力的一個指標，通常用每升水中溶解氧分子的質量表示，單位mg·L－1。我國《地表水環(huán)境質量標準》規(guī)定，生活飲用水源的DO不能低于5mg·L－1。某化學小組同學設計了下列裝置(夾持裝置略)，測定某河水的DO。Ⅰ.測定原理：堿性條件下，O2將Mn2＋氧化為MnO(OH)2：①2Mn2＋＋O2＋4OH－=2MnO(OH)2↓酸性條件下，MnO(OH)2將I－氧化為I2：②MnO(OH)2＋I－＋H＋→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平)用Na2S2O3標準溶液滴定生成的I2：③2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－Ⅱ.測定步驟：a．安裝裝置，檢驗氣密性，充N2排盡空氣后，停止充N2。b．向燒瓶中加入200mL水樣。c．向燒瓶中依次迅速加入1mLMnSO4無氧溶液(過量)、2mL堿性KI無氧溶液(過量)，開啟攪拌器，至反應①完全。d．攪拌并向燒瓶中加入2mLH2SO4無氧溶液，至反應②完全，溶液為中性或弱酸性。e．從燒瓶中取出40.00mL溶液，以淀粉作指示劑，用0.01000mol·L－1Na2S2O3溶液進行滴定，記錄數(shù)據(jù)。f．……g．處理數(shù)據(jù)(忽略氧氣從水樣中的逸出量和加入試劑后水樣體積的變化)?；卮鹣铝袉栴}：(1)配制以上無氧溶液時，除去所用溶劑水中氧的簡單操作為________。(2)在橡膠塞處加入水樣及有關試劑應選擇的儀器為________。①滴定管②注射器③量筒(3)攪拌的作用是_________________________________________________________。(4)配平反應②的方程式，其化學計量數(shù)依次為_____________________________。(5)步驟f為______________________________________________________。(6)步驟e中達到滴定終點的標志為______。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL，水樣的DO＝________mg·L－1(保留一位小數(shù))。作為飲用水源，此次測得DO是否達標：________(填“是”或“否”)。(7)步驟d中加入H2SO4溶液反應后，若溶液pH過低，滴定時會產(chǎn)生明顯的誤差。寫出產(chǎn)生此誤差的原因(用離子方程式表示，至少寫出2個)：___________________________________。命題點研究與答題規(guī)范第(1)問考查化學實驗的基本操作氣體的溶解度隨溫度升高而減小，故可將水加熱煮沸除去溶解在水中的O2第(2)問考查實驗儀器的選擇測定步驟中加入的試劑為無氧溶液，且加入的水樣要防止空氣中氧氣的干擾，故需要隔絕空氣，所以選用密封性較好的注射器第(3)問考查化學實驗基本操作的作用攪拌使物質混合均勻，加快化學反應的進行第(4)問考查氧化還原方程式的配平MnO(OH)2中Mn的化合價為＋4，能將I－氧化成I2，依據(jù)氧化還原方程式配平的方法配平化學方程式：MnO(OH)2＋2I－＋4H＋=Mn2＋＋I2＋3H2O第(5)(6)問考查中和滴定的實驗操作及滴定終點的判斷中和滴定一般采用重復滴定2～3次來減小滴定誤差，用Na2S2O3溶液進行滴定時，I2的量逐漸減小至消失時為滴定終點，此時的現(xiàn)象是溶液藍色褪去且半分鐘內不恢復第(6)問考查多步反應方程式的計算根據(jù)題中所給的反應方程式得出關系式：2Mn2＋～O2～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O314n(O2)0.0045L×0.01000mol·L－1則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，故此次測得DO達標第(7)問考查氧化還原滴定的誤差分析Na2S2O3在酸性條件下可以發(fā)生歧化反應生成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)將溶劑水煮沸后冷卻(2)②(3)使溶液混合均勻，快速完成反應(4)1,2,4,1,1,3(5)重復步驟e的操作2～3次(6)溶液藍色褪去且半分鐘內不恢復原色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(任寫其中2個)1．[2020·新高考全國卷Ⅰ(山東)，20]某同學利用Cl2氧化K2MnO4制備KMnO4的裝置如下圖所示(夾持裝置略)：已知：錳酸鉀(K2MnO4)在濃強堿溶液中可穩(wěn)定存在，堿性減弱時易發(fā)生反應：3MnOeq\o\al(2－,4)＋2H2O=2MnOeq\o\al(－,4)＋MnO2↓＋4OH－回答下列問題：(1)裝置A中a的作用是________________________；裝置C中的試劑為______________；裝置A中制備Cl2的化學方程式為__________________________________。(2)上述裝置存在一處缺陷，會導致KMnO4產(chǎn)率降低，改進的方法是________________。(3)KMnO4常作氧化還原滴定的氧化劑，滴定時應將KMnO4溶液加入__________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中；在規(guī)格為50.00mL的滴定管中，若KMnO4溶液起始讀數(shù)為15.00mL，此時滴定管中KMnO4溶液的實際體積為______________(填標號)。A．15.00mL B．35.00mLC．大于35.00mL D．小于15.00mL(4)某FeC2O4·2H2O樣品中可能含有的雜質為Fe2(C2O4)3、H2C2O4·2H2O，采用KMnO4滴定法測定該樣品的組成，實驗步驟如下：Ⅰ.稱取mg樣品于錐形瓶中，加入稀H2SO4溶解，水浴加熱至75℃。用cmol·L－1的KMnO4溶液趁熱滴定至溶液出現(xiàn)粉紅色且30s內不褪色，消耗KMnO4溶液V1mL。Ⅱ.向上述溶液中加入適量還原劑將Fe3＋完全還原為Fe2＋，加入稀H2SO4酸化后，在75℃繼續(xù)用KMnO4溶液滴定至溶液出現(xiàn)粉紅色且30s內不褪色，又消耗KMnO4溶液V2mL。樣品中所含H2C2O4·2H2O(M＝126g·mol－1)的質量分數(shù)表達式為________________。下列關于樣品組成分析的說法，正確的是__________(填標號)。A.eq\f(V1,V2)＝3時，樣品中一定不含雜質B.eq\f(V1,V2)越大，樣品中H2C2O4·2H2O含量一定越高C．若步驟Ⅰ中滴入KMnO4溶液不足，則測得樣品中Fe元素含量偏低D．若所用KMnO4溶液實際濃度偏低，則測得樣品中Fe元素含量偏高答案(1)平衡氣壓，使?jié)恹}酸順利滴下NaOH溶液Ca(ClO)2＋4HCl(濃)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O(2)在裝置A、B之間加裝盛有飽和NaCl溶液的洗氣瓶(3)酸式C(4)eq\f(0.315cV1－3V2,m)×100%BD解析(1)裝置A中恒壓分液漏斗a的作用是平衡氣壓，使?jié)恹}酸順利滴下。Cl2有毒，裝置C用于Cl2的尾氣處理，盛裝的試劑為NaOH溶液。裝置A中利用濃鹽酸與漂白粉反應制取Cl2，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，反應的化學方程式為Ca(ClO)2＋4HCl(濃)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。(2)濃鹽酸易揮發(fā)，裝置A中制得的Cl2中混有揮發(fā)出的HCl，易與KMnO4發(fā)生氧化還原反應，導致其產(chǎn)率降低，改進方法是在裝置A、B之間加裝盛有飽和NaCl溶液的洗氣瓶。(3)KMnO4溶液具有強氧化性，易腐蝕堿式滴定管下端的橡膠管，故應選擇酸式滴定管。酸式滴定管下端有一段未標注刻度，規(guī)格為50.00mL的滴定管，液面在“0”刻度時，溶液的體積大于50.00mL，故KMnO4溶液起始讀數(shù)為15.00mL時，滴定管中KMnO4溶液的實際體積大于35.00mL。(4)設樣品中FeC2O4·2H2O為xmol，F(xiàn)e2(C2O4)3為ymol，H2C2O4·2H2O為zmol，它們分別和KMnO4反應的關系式為：5FeC2O4·2H2O～3KMnO45H2C2O4·2H2O～2KMnO4xeq\f(3,5)xzeq\f(2,5)z5Fe2(C2O4)3～6KMnO4yeq\f(6,5)y所以過程Ⅰ中消耗的KMnO4的物質的量(單位為mol)為eq\f(3,5)x＋eq\f(2,5)z＋eq\f(6,5)y＝cV1×10－3①過程Ⅱ溶液中Fe2＋的物質的量為(x＋2y)molFe2＋和MnOeq\o\al(－,4)的關系式為5Fe2＋～MnOeq\o\al(－,4)x＋2yeq\f(1,5)(x＋2y)過程Ⅱ中消耗的KMnO4的物質的量(單位為mol)為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＝15cV2×10－3兩式相減得：z＝eq\f(5,2)×10－3×c(V1－3V2)所以樣品中H2C2O4·2H2O的質量分數(shù)表達式為eq\f(\f(5,2)×10－3×cV1－3V2×126,m)×100%＝eq\f(0.315cV1－3V2,m)×100%eq\f(V1,V2)＝3時，H2C2O4·2H2O的質量分數(shù)為0，則不含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，不論y是否為0，均有V1＝3V2，即當eq\f(V1,V2)＝3時，樣品中可能含有Fe2(C2O4)3，A錯誤；eq\f(V1,V2)越大，加還原劑后所得溶液中Fe2＋含量越低，則樣品中H2C2O4·2H2O含量越高，B正確；若步驟Ⅰ中滴入KMnO4溶液不足，H2C2O4未被完全氧化，引起V2偏大，則樣品中Fe元素含量偏高，C錯誤；若所用KMnO4溶液實際濃度偏低，消耗KMnO4溶液體積V2實際偏大，故測得樣品中Fe元素含量偏高，D正確。2．(2020·天津，15)為測定CuSO4溶液的濃度，甲、乙兩同學設計了兩個方案。回答下列問題：Ⅰ.甲方案實驗原理：CuSO4＋BaCl2=BaSO4↓＋CuCl2實驗步驟：(1)判斷SOeq\o\al(2－,4)沉淀完全的操作為_____________________________________。(2)步驟②判斷沉淀是否洗凈所選用的試劑為______________________。(3)步驟③灼燒時盛裝樣品的儀器名稱為______________________。(4)固體質量為wg，則c(CuSO4)＝______________________mol·L－1。(5)若步驟①從燒杯中轉移沉淀時未洗滌燒杯，則測得c(CuSO4)__________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。Ⅱ.乙方案實驗原理：Zn＋CuSO4=ZnSO4＋CuZn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑實驗步驟：①按圖安裝裝置(夾持儀器略去)②……③在儀器A、B、C、D、E中加入圖示的試劑④調整D、E中兩液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，讀數(shù)并記錄⑤將CuSO4溶液滴入A中攪拌，反應完成后，再滴加稀硫酸至體系不再有氣體產(chǎn)生⑥待體系恢復到室溫，移動E管，保持D、E中兩液面相平，讀數(shù)并記錄⑦處理數(shù)據(jù)(6)步驟②為____________________。(7)步驟⑥需保證體系恢復到室溫的原因是____________________(填字母)。a．反應熱受溫度影響b．氣體密度受溫度影響c．反應速率受溫度影響(8)Zn粉質量為ag，若測得H2體積為bmL，已知實驗條件下ρ(H2)＝dg·L－1，則c(CuSO4)________mol·L－1(列出計算表達式)。(9)若步驟⑥E管液面高于D管，未調液面即讀數(shù)，則測得c(CuSO4)__________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。(10)是否能用同樣的裝置和方法測定MgSO4溶液的濃度：__________(填“是”或“否”)。答案(1)向上層清液中(或取上層清液少許于試管中)繼續(xù)滴加BaCl2溶液，無白色沉淀生成，則沉淀完全(2)AgNO3溶液(3)坩堝(4)eq\f(40w,233)(5)偏低(6)檢查裝置氣密性(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沉淀表面附著的離子是Cu2＋、Ba2＋和Cl－，可向洗滌液中加入AgNO3溶液，若沒有沉淀生成，則證明BaSO4沉淀已洗凈。(3)步驟③灼燒的是BaSO4固體，灼燒固體選擇的儀器是坩堝。(4)wg為BaSO4的質量，BaSO4的物質的量為eq\f(w,233)mol，由化學方程式：CuSO4＋BaCl2=BaSO4↓＋CuCl2可知，CuSO4的物質的量等于BaSO4的物質的量，所以CuSO4溶液的濃度為c(CuSO4)＝eq\f(\f(w,233)mol,0.025L)＝eq\f(40w,233)mol·L－1。(5)若步驟①中，轉移沉淀時未洗滌燒杯，會造成BaSO4沉淀的質量減少，所以使測得的c(CuSO4)偏低。(7)步驟⑥中保證體系恢復到室溫的原因是氣體密度受溫度影響較大，溫度過高或過低都會造成氣體密度的改變。(8)Zn粉的物質的量為eq\f(a,65)mol，反應產(chǎn)生H2的物質的量為eq\f(dg·L－1×b×10－3L,2g·mol－1)＝eq\f(bd×10－3,2)mol，由Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑知，與H2SO4反應的Zn的物質的量等于產(chǎn)生H2的物質的量，為eq\f(bd×10－3,2)mol，與CuSO4反應消耗Zn的物質的量為(eq\f(a,65)－eq\f(bd×10－3,2))mol。由化學方程式Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu可知，與CuSO4反應消耗的Zn的物質的量等于CuSO4的物質的量，所以c(CuSO4)＝eq\f(\f(a,65)－\f(bd×10－3,2),25.00×10－3)mol·L－1。(9)若步驟⑥E管液面高于D管，則D管內氣體壓強高于外界大氣壓，造成氣體體積b的數(shù)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，會使c(CuSO4)偏高。(10)因為Zn和MgSO4溶液不反應，所以不能用同樣的裝置和方法測定MgSO4溶液的濃度。3．(2020·長沙市雅禮中學月考)三氯氧磷(POCl3)常用作半導體摻雜劑及光導纖維原料，實驗室制備POCl3并測定產(chǎn)品含量的實驗過程如下：Ⅰ.制備POCl3采用氧氣氧化液態(tài)PCl3法制取POCl3，實驗裝置(加熱及夾持儀器略)如圖所示：已知：①Ag＋＋SCN－=AgSCN↓；Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)；磷酸銀溶于硝酸。②PCl3和POCl3的相關信息如下表：物質熔點/℃沸點/℃相對分子質量性質PCl3－112.076.0137.5兩者互溶，均為無色液體，遇水均劇烈反應生成含氧酸和氯化氫POCl32.0106.0153.5(1)POCl3遇水反應的化學方程式為_________________________________________________。(2)裝置B的作用除干燥O2外，還有：_______________________________________________。(3)反應溫度要控制在60～65℃，原因是___________________________________________。Ⅱ.測定POCl3產(chǎn)品的含量實驗步驟：①制備POCl3實驗結束后，待三頸燒瓶中的液體冷卻至室溫，準確稱取14.55gPOCl3產(chǎn)品，置于盛有60.00mL蒸餾水的水解瓶中搖動至完全水解，將水解液配成100.00mL溶液。②取10.00mL溶液于錐形瓶中，加入10.00mL3.2mol·L－1AgNO3標準溶液。③加入少許硝基苯用力搖動，使沉淀表面被有機物覆蓋。④以NH4Fe(SO4)2為指示劑，用0.2mol·L－1KSCN溶液滴定過量的AgNO3溶液，達到滴定終點時共用去10.00mLKSCN溶液。(4)步驟③中加入硝基苯的作用是_________________________________________________。(5)產(chǎn)品中POCl3的質量分數(shù)為________(保留四位有效數(shù)字)。答案(1)POCl3＋3H2O=H3PO4＋3HCl(2)平衡壓強、觀察O2的流速(3)溫度過低，反應速率太慢；溫度過高，PCl3易揮發(fā)，利用率低(4)防止在滴加KSCN溶液時，將AgCl沉淀轉化為AgSCN沉淀(5)52.75%解析(5)滴定過程中消耗KSCN為10.00×10－3L×0.2mol·L－1＝0.002mol，AgNO3的物質的量為10.00×10－3L×3.2mol·L－1＝0.032mol；POCl3＋3H2O＋6AgNO3=Ag3PO4↓＋3AgCl↓＋6HNO3，AgNO3＋KSCN=AgSCN↓＋KNO3，設10mL溶液中溶解了xmolPOCl3；POCl3～6AgNO3KSCN～AgNO31611x6x0.0020.0020．002＋6x＝0.032得x＝0.005，則100mL溶液中溶解了0.05molPOCl3，POCl3的質量百分含量為eq\f(0.05mol×153.5g·mol－1,14.55g)×100%≈52.75%。熱點四實驗探究與創(chuàng)新意識的綜合《新課程標準》對化學學科的核心素養(yǎng)“實驗探究與創(chuàng)新意識”提出明確的要求如下：應具有較強的問題意識，能發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的化學問題，能依據(jù)探究目的設計并優(yōu)化實驗方案，完成實驗操作，能對觀察記錄的實驗信息進行加工并獲得結論；能和同學交流實驗探究的成果，提出進一步探究或改進實驗的設想；能尊重事實和證據(jù)，不迷信權威，具有獨立思考、敢于質疑和批判的創(chuàng)新精神。[思維流程](2016·北京理綜，28)以Na2SO3溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實驗對象，探究鹽的性質和鹽溶液間反應的多樣性。實驗試劑現(xiàn)象滴管試管0.2mol·L－1Na2SO3溶液飽和Ag2SO4溶液Ⅰ.產(chǎn)生白色沉淀0.2mol·L－1CuSO4溶液Ⅱ.溶液變綠，繼續(xù)滴加產(chǎn)生棕黃色沉淀0.1mol·L－1Al2(SO4)3溶液Ⅲ.開始無明顯變化，繼續(xù)滴加產(chǎn)生白色沉淀(1)經(jīng)檢驗，現(xiàn)象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用離子方程式解釋現(xiàn)象Ⅰ：____________。(2)經(jīng)檢驗，現(xiàn)象Ⅱ的棕黃色沉淀中不含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證實沉淀中含有Cu＋的實驗現(xiàn)象是_______________________________。②通過下列實驗證實，沉淀中含有Cu2＋和SOeq\o\al(2－,3)。a．白色沉淀A是BaSO4，試劑1是________________。b．證實沉淀中含有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。經(jīng)檢驗，現(xiàn)象Ⅲ的白色沉淀中無SOeq\o\al(2－,4)，該白色沉淀既能溶于強酸，又能溶于強堿，還可使酸性KMnO4溶液褪色。①推測沉淀中含有亞硫酸根和_____________________________________________________。②對于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設：a．將對比實驗方案補充完整。步驟一：步驟二：________________________________________________________(按上圖形式呈現(xiàn))。b．假設ⅱ成立的實驗證據(jù)是______________________________________________。(4)根據(jù)實驗，亞硫酸鹽的性質有___________________________________________。鹽溶液間反應的多樣性與_______________________________________________有關。命題點研究與答題規(guī)范第(1)問考查離子方程式的書寫Na2SO3溶液與Ag2SO4溶液反應生成Ag2SO3白色沉淀，離子方程式為SOeq\o\al(2－,3)＋2Ag＋=Ag2SO3↓第(2)①問考查Cu＋信息反應的應用依據(jù)題目信息：Cu＋eq\o(→,\s\up7(稀硫酸))Cu＋Cu2＋，故往沉淀中加入稀H2SO4，若有紅色固體物質生成，則證實沉淀中含有Cu＋第(2)②問考查SOeq\o\al(2－,4)的檢驗及I2的氧化性因白色沉淀為BaSO4，故上層清液中含有SOeq\o\al(2－,4)，檢驗SOeq\o\al(2－,4)所用的試劑是鹽酸酸化的BaCl2溶液。實驗流程中發(fā)生的反應：2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2I2＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2I－＋2H＋上層清液中加入淀粉溶液不變藍，說明I2被SOeq\o\al(2－,3)還原成I－，SOeq\o\al(2－,3)被氧化成SOeq\o\al(2－,4)第(3)①問考查Al(OH)3的兩性及SOeq\o\al(2－,3)的還原性由題意知現(xiàn)象Ⅲ的白色沉淀中無SOeq\o\al(2－,4)，該白色沉淀既能溶于強酸，又能溶于強堿，則沉淀中一定有Al(OH)3，可知沉淀中含有Al3＋和OH－，該沉淀能使酸性KMnO4溶液褪色，即沉淀中含有還原性離子，即含有SOeq\o\al(2－,3)第(3)②問考查對比實驗方案設計方法設計實驗步驟二如下：若SOeq\o\al(2－,3)存在于鋁的堿式鹽中，相對比步驟一的實驗方案，滴加NaOH溶液至沉淀恰好溶解時消耗NaOH的量大，即V1>V2第(4)問考查由實驗觀察得出實驗結論根據(jù)實驗，亞硫酸鹽具有溶解性、氧化還原性、在水溶液中的酸堿性。鹽溶液間反應的多樣性與兩種鹽溶液中陰、陽離子的性質和反應條件有關答案(1)2Ag＋＋SOeq\o\al(2－,3)=Ag2SO3↓(2)①析出紅色固體②a.HCl和BaCl2溶液b．在I－的作用下，Cu2＋轉化為白色沉淀CuI，SOeq\o\al(2－,3)轉化為SOeq\o\al(2－,4)(3)①Al3＋、OH－②a.b．V1明顯大于V2(4)溶解性、氧化還原性、在水溶液中的酸堿性兩種鹽溶液中陰、陽離子的性質和反應條件1．(2020·北京，19)探究Na2SO3固體的熱分解產(chǎn)物。資料：①4Na2SO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2S＋3Na2SO4。②Na2S能與S反應生成Na2Sx，Na2Sx與酸反應生成S和H2S。③BaS易溶于水。隔絕空氣條件下，加熱無水Na2SO3固體得到黃色固體A，過程中未檢測到氣體生成。黃色固體A加水得到濁液，放置得無色溶液B。(1)檢驗分解產(chǎn)物Na2S取少量溶液B，向其中滴加CuSO4溶液，產(chǎn)生黑色沉淀，證實有S2－。反應的離子方程式是________________________________________________________________________。(2)檢驗分解產(chǎn)物Na2SO4取少量溶液B，滴加BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，加入鹽酸，沉淀增多(經(jīng)檢驗該沉淀含S)，同時產(chǎn)生有臭雞蛋氣味的氣體(H2S)，由于沉淀增多對檢驗造成干擾，另取少量溶液B，加入足量鹽酸，離心沉降(固液分離)后，________(填操作和現(xiàn)象)，可證實分解產(chǎn)物中含有SOeq\o\al(2－,4)。(3)探究(2)中S的來源來源1：固體A中有未分解的Na2SO3，在酸性條件下與Na2S反應生成S。來源2：溶液B中有Na2Sx，加酸反應生成S。針對來源1進行如圖實驗：①實驗可證實來源1不成立。實驗證據(jù)是__________________________________________。②不能用鹽酸代替硫酸的原因是________________________________________________。③寫出來源2產(chǎn)生S的反應的離子方程式：______________________________________。(4)實驗證明Na2SO3固體熱分解有Na2S、Na2SO4和S產(chǎn)生。運用氧化還原反應規(guī)律分析產(chǎn)物中S產(chǎn)生的合理性：_____________________________________________________________。答案(1)S2－＋Cu2＋=CuS↓(2)滴加BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀(3)①向溶液2中加入KMnO4溶液，溶液沒有褪色②鹽酸中Cl元素為－1價，是Cl元素的最低價，具有還原性，會與KMnO4溶液發(fā)生氧化還原反應，使KMnO4溶液褪色，干擾實驗現(xiàn)象和實驗結論③Seq\o\al(2－,x)＋2H＋=H2S↑＋(x－1)S↓(4)根據(jù)反應4Na2SO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2S＋3Na2SO4可知，Na2SO3發(fā)生歧化反應，其中S元素的化合價既可升高也可降低，能從＋4價降為－2價，也可以降到0價生成硫單質解析(1)Na2S和CuSO4溶液反應生成硫化銅和硫酸鈉，反應的離子方程式是S2－＋Cu2＋=CuS↓。(2)根據(jù)題干資料：Na2S能與S反應生成Na2Sx，Na2Sx與酸反應生成S和H2S，取少量溶液B，滴加BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，加入鹽酸，沉淀增多(經(jīng)檢驗該沉淀含S)，同時產(chǎn)生有臭雞蛋氣味的氣體(H2S)，說明B溶液中含有Na2Sx，Na2Sx與酸反應生成S和H2S，由于沉淀增多對檢驗造成干擾，另取少量溶液B，加入足量鹽酸，離心沉降(固液分離)后，滴加BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，可證實分解產(chǎn)物中含有SOeq\o\al(2－,4)。(3)①實驗可證實來源1不成立。根據(jù)分析，溶液2為H2SO3，向溶液2中加入少量KMnO4溶液，H2SO3具有還原性，酸性條件下KMnO4具有強氧化性，二者混合后應發(fā)生氧化還原反應，KMnO4溶液應該褪色，但得到的仍為紫色，說明溶液B中不含Na2SO3。③來源2認為溶液B中有Na2Sx，加酸反應生成S，反應的離子方程式：Seq\o\al(2－,x)＋2H＋=H2S↑＋(x－1)S↓。(4)根據(jù)已知資料：4Na2SO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2S＋3Na2SO4，亞硫酸鈉中硫為＋4價，硫酸鈉中硫為＋6價，硫化鈉中硫為－2價，根據(jù)反應可知Na2SO3發(fā)生歧化反應，其中S元素的化合價既可升高也可降低，能從＋4價降為－2價，也可以降到0價生成硫單質。2．[2020·全國卷Ⅰ，27(2)(3)(4)(5)(6)]為驗證不同化合價鐵的氧化還原能力，利用下列電池裝置進行實驗?；卮鹣铝袉栴}：(2)電池裝置中，鹽橋連接兩電極電解質溶液。鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質發(fā)生化學反應，并且電遷移率(u∞)應盡可能地相近。根據(jù)下表數(shù)據(jù)，鹽橋中應選擇_______作為電解質。陽離子u∞×108/(m2·s－1·V－1)陰離子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)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極?？芍}橋中的陽離子進入________電極溶液中。(4)電池反應一段時間后，測得鐵電極溶液中c(Fe2＋)增加了0.02mol·L－1。石墨電極上未見Fe析出?？芍姌O溶液中c(Fe2＋)＝________。(5)根據(jù)(3)、(4)實驗結果，可知石墨電極的電極反應式為___________________________，鐵電極的電極反應式為________________。因此，驗證了Fe2＋氧化性小于________，還原性小于________。(6)實驗前需要對鐵電極表面活化。在FeSO4溶液中加入幾滴Fe2(SO4)3溶液，將鐵電極浸泡一段時間，鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗活化反應完成的方法是_________________________。答案(2)KCl(3)石墨(4)0.09mol·L－1(5)Fe3＋＋e－=Fe2＋Fe－2e－=Fe2＋Fe3＋Fe(6)取活化后溶液少許于試管中，加入KSCN溶液，溶液不出現(xiàn)紅色解析(2)鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質發(fā)生反應，兩燒杯溶液中含有Fe2＋、Fe3＋和SOeq\o\al(2－,4)，Ca2＋與SOeq\o\al(2－,4)生成微溶于水的CaSO4，F(xiàn)e2＋、Fe3＋均與HCOeq\o\al(－,3)反應，酸性條件下NOeq\o\al(－,3)與Fe2＋發(fā)生反應，故鹽橋中不能含有Ca2＋、HCOeq\o\al(－,3)和NOeq\o\al(－,3)。鹽橋中陰、陽離子的電遷移率(u∞)盡可能相近，分析表中陽離子和陰離子的電遷移率(u∞)數(shù)據(jù)，K＋和Cl－的電遷移率(u∞)相差較小，故鹽橋中應選擇KCl作為電解質。(3)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極，則鐵電極是負極，石墨電極是正極，鹽橋中陽離子向正極移動，故陽離子進入石墨電極溶液中。(4)假設兩個燒杯中溶液體積均為VL，鐵電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋，一段時間后，鐵電極溶液中c(Fe2＋)增加0.02mol·L－1，則電路中通過電子為0.02mol·L－1×VL×2＝0.04Vmol。石墨電極上未見Fe析出，則石墨電極反應式為Fe3＋＋e－=Fe2＋，據(jù)得失電子守恒可知，石墨電極生成Fe2＋為0.04Vmol，故石墨電極溶液中c(Fe2＋)＝eq\f(0.05mol·L－1×VL＋0.04Vmol,VL)＝0.09mol·L－1。(5)由(4)分析可知，石墨電極反應式為Fe3＋＋e－=Fe2＋，據(jù)此得出Fe2＋的氧化性小于Fe3＋；鐵電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋，據(jù)此得出Fe2＋的還原性小于Fe。(6)鐵電極表面被刻蝕活化，F(xiàn)e與Fe2(SO4)3溶液發(fā)生反應：Fe＋Fe2(SO4)3=3FeSO4，活化反應完成后，溶液中不含F(xiàn)e3＋，可向FeSO4溶液中滴加KSCN溶液，若溶液不變紅色，證明活化反應完成。3．(2021·遼寧省開原市第二高級中學模擬)已知乙二酸(HOOC—COOH，可簡寫為H2C2O4)俗稱草酸，易溶于水，屬于二元中強酸(為弱電解質)，且酸性強于碳酸，其熔點為101.5℃，在157℃升華。某校研究性學習小組為探究草酸的部分化學性質，進行了如下實驗：(1)向盛有1mL飽和NaHCO3溶液的試管中加入足量乙二酸溶液，觀察到有無色氣泡產(chǎn)生。該反應的離子方程式為______________________________________________________。(2)向盛有少量乙二酸飽和溶液的試管中滴入用硫酸酸化的KMnO4溶液，振蕩，發(fā)現(xiàn)其溶液的紫紅色褪去，說明乙二酸具有________(填“氧化性”“還原性”或“酸性”)，請配平該反應的離子方程式：MnOeq\o\al(－,4)＋____H2C2O4＋____H＋=____Mn2＋＋____CO2↑＋____H2O(3)將一定量的乙二酸放于試管中，按下圖所示裝置進行實驗(夾持裝置未標出)：實驗發(fā)現(xiàn)，裝置C、G中澄清石灰水變渾濁，B中CuSO4粉末變藍，F(xiàn)中CuO粉末變紅，據(jù)此，乙二酸分解的產(chǎn)物為______。上述裝置中，D的作用是___________________________。裝置F中發(fā)生反應的化學方程式為：______________________________________________。答案(1)HCOeq\o\al(－,3)＋H2C2O4=HC2Oeq\o\al(－,4)＋CO2↑＋H2O(2)還原性2562108(3)CO、CO2、H2O除去混合氣體中的CO2CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2解析(1)乙二酸中含有羧基，具有酸性，酸性比碳酸強，與碳酸氫鈉反應的離子方程式為：HCOeq\o\al(－,3)＋H2C2O4=HC2Oeq\o\al(－,4)＋CO2↑＋H2O。(2)酸性KMnO4溶液具有強氧化性，向盛有少量乙二酸飽和溶液的試管中滴入用硫酸酸化的KMnO4溶液，振蕩，發(fā)現(xiàn)其溶液的紫紅色褪去，說明乙二酸被酸性高錳酸鉀氧化，具有還原性，根據(jù)氧化還原反應方程式的配平原則：得失電子守恒、質量守恒和電荷守恒配平該反應的離子方程式：2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。(3)加熱乙二酸，反應物通入B，使CuSO4粉末變藍，說明有水生成，裝置C中澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成；裝置D中二氧化碳和氫氧化鈉反應除去混合氣體中的二氧化碳，F(xiàn)中CuO粉末變紅、G中澄清石灰水變渾濁說明有一氧化碳生成，所以乙二酸的分解產(chǎn)物為CO、CO2、H2O；裝置F中發(fā)生的反應為一氧化碳還原氧化銅，化學方程式為：CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2。綜合實驗沖關(一)——無機物、有機物制備的分析應用1．某校同學設計實驗以MgCl2鹵液(主要含MgCl2)為原料制取活性MgO?；卮鹣铝袉栴}：(1)甲組設計下列裝置制取氨氣和二氧化碳。①用生石灰和濃氨水制取NH3，可選用的裝置是_________________________(填“A”“B”或“AB”)。②若用石灰石和稀鹽酸制取CO2，反應的離子方程式為_____________________________。(2)乙組利用甲組制備的NH3和CO2制取3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O。①接口b處通入的氣體是_______________________________________________(填化學式)。②裝置D的作用是___________________________________________________________。③生成3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O的化學方程式為__________________________________。(3)丙組灼燒3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O制活性MgO時，所需的硅酸鹽質儀器除酒精燈和坩堝外，還需要______________________________________________________________。答案(1)①A②CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑(2)①NH3②吸收過量的NH3，防止污染環(huán)境③4MgCl2＋8NH3＋3CO2＋8H2O=3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O↓＋8NH4Cl(3)玻璃棒、泥三角解析(1)①啟普發(fā)生器適用于塊狀固體與溶液的反應，生成的氣體溶解度較小，生石灰和濃氨水制取NH3反應速率較快，故選A。②石灰石和稀鹽酸制取CO2的離子方程式：CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋