2024高考化學一輪復習第9章化學實驗基礎第31講化學實驗熱點學案

PAGE29-第31講化學試驗熱點1．物質制備流程2．氣體發(fā)生裝置(1)設計原則：依據制備原理(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：依據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用固體汲取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)汲取劑的選擇選擇汲取劑應依據被提純氣體的性質和雜質的性質而確定，一般狀況如下：①易溶于水的氣體雜質可用水來汲??；②酸性雜質可用堿性物質汲取；③堿性雜質可用酸性物質汲??；④水為雜質時，可用干燥劑來汲取；⑤能與雜質發(fā)生反應生成沉淀(或可溶物)的物質也可作為汲取劑。4．尾氣處理裝置的選擇a用于汲取溶解或反應速率不是很快的氣體，如用NaOH溶液汲取Cl2、CO2等。b用于收集少量氣體。c、d用于汲取極易溶且溶解很快的氣體，如HCl、HBr、NH3等；其中d汲取量少。e用于處理難以汲取的可燃性氣體，如H2、CO等。5．試驗條件的限制(1)排氣方法為了防止空氣中的成分氧氣、CO2、水蒸氣干擾試驗，常用其他穩(wěn)定的氣體(如氮氣)排盡裝置(2)限制氣體的流速及用量①用分液漏斗限制液體滴加的速度和用量。②視察氣泡，限制氣流速度，如上圖，可視察氣泡得到N2、H2的體積比約為1∶2的混合氣。③平衡氣壓如圖，用長玻璃管平衡氣壓，防堵塞。(3)壓送液體依據裝置的密封性，讓反應生成氣體或消耗氣體，產生壓強差，將液體壓入或倒流入另一反應容器。(4)溫度限制①限制低溫的目的：削減某些反應物或產品分解如H2O2、NH4HCO3等；削減某些反應物或產品揮發(fā)，如鹽酸、氨水等；防止某物質水解，避開副反應發(fā)生等。②實行加熱的目的：加快反應速率或使平衡移動，加速溶解等。③?？紲囟认拗品绞剑篴．水浴加熱：勻稱加熱，反應溫度100℃以下。b．油浴加熱：勻稱加熱，反應溫度100～260℃。c．冰水冷卻：使某物質液化、降低產物的溶解度；削減其他副反應，提高產品純度等。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)細致閱讀題干，提取有用信息，包括試驗目的、反應條件、生疏物質的性質、生疏反應原理等。(2)細致視察裝置圖(或框圖)，聯想熟識的試驗，找出每件儀器(或步驟)與熟識的某一試驗相像的地方，分析每件儀器中所裝藥品的作用。(3)通讀問題，整合信息，把全部的問題進行綜合分析，運用題給信息和化學基礎學問做出正確答案。典例剖析答案(1)去除水中溶解氧分液漏斗(2)①Zn＋2Cr3＋=Zn2＋＋2Cr2＋②解除c中空氣(3)c中產生H2使壓強大于大氣壓(冰浴)冷卻過濾(4)放開體系，可能使醋酸亞鉻與空氣接觸1．(2024·西安高三一模)CuCl晶體呈白色，熔點為430℃，沸點為1490℃，見光分解，露置于潮濕空氣中易被氧化，難溶于水、稀鹽酸、乙醇，易溶于濃鹽酸生成H3CuCl4，反應的化學方程式為：CuCl(s)＋3HCl(aq)=H3CuCl4(aq)試驗室用如圖所示裝置制取CuCl，反應原理為：2Cu2＋＋SO2＋8Cl－＋2H2O=2CuCleq\o\al(3－,4)＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋CuCleq\o\al(3－,4)(aq)=CuCl(s)＋3Cl－(aq)(1)裝置A中分液漏斗中的試劑應當是______(填字母)。A．稀硫酸 B．98%的硫酸C．65%的硫酸(2)裝置B中反應結束后，取出混合物進行以下操作，得到CuCl晶體。eq\x(混合物)eq\o(→,\s\up7(冷卻),\s\do5(ⅰ))eq\o(→,\s\up7(倒入溶有SO2的水中),\s\do5(ⅱ))eq\o(→,\s\up7(過濾),\s\do5(ⅲ))eq\o(→,\s\up7(洗滌),\s\do5(ⅳ))eq\o(→,\s\up7(干燥),\s\do5(ⅴ))eq\x(CuCl晶體)操作ⅱ的目的是________________________________________________________________；操作ⅳ中宜選用的試劑是________________________________________________________。(3)試驗室保存新制CuCl晶體的方法是_____________________________________________。(4)欲提純某混有銅粉的CuCl晶體，請簡述試驗方案_______________________________________________________________________________________________________________。答案(1)C(2)促進CuCl固體析出、防止CuCl被氧化乙醇、水(3)避光、密封干燥保存(4)將固體溶于濃鹽酸后過濾，取濾液加入大量水，過濾，洗滌，干燥2．(2024·全國卷Ⅰ，27)硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一種重要鐵鹽。為充分利用資源，變廢為寶，在試驗室中探究采納廢鐵屑來制備硫酸鐵銨，詳細流程如下：回答下列問題：(1)步驟①的目的是去除廢鐵屑表面的油污，方法是__________________________________________________________________________________________________________________。(2)步驟②須要加熱的目的是______________________，溫度保持80～95℃，采納的合適加熱方式是____________________。鐵屑中含有少量硫化物，反應產生的氣體須要凈化處理，合適的裝置為________(填標號)。(3)步驟③中選用足量的H2O2，理由是______________。分批加入H2O2，同時為了________，溶液要保持pH小于0.5。(4)步驟⑤的詳細試驗操作有__________________________________，經干燥得到硫酸鐵銨晶體樣品。答案(1)堿煮水洗(2)加快反應熱水浴C(3)將Fe2＋全部氧化為Fe3＋；不引入雜質防止Fe3＋水解(4)加熱濃縮、冷卻結晶、過濾(洗滌)解析(1)除去鐵屑表面油污的方法是：用熱純堿溶液清洗鐵屑，再用水洗。(2)鐵與稀硫酸反應時加熱，可提高反應速率。溫度低于水的沸點，可以用熱水浴加熱，受熱勻稱且便于限制。含少量硫化物的鐵屑與稀硫酸反應有H2S生成。氫氣不與堿溶液反應，而硫化氫能與堿溶液反應，而H2S在水中溶解度小，故氫氣中混有的硫化氫用燒堿溶液除去，又因為硫化氫與堿反應較快，簡潔引起倒吸，C裝置倒置漏斗能防倒吸。故宜選擇C裝置汲取硫化氫。(3)鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，加入足量雙氧水的目的是將Fe2＋全部氧化為Fe3＋，發(fā)生反應為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，從生成物看，又不引入雜質。鐵離子對雙氧水分解起催化作用，分批加入雙氧水，避開反應過快、放出熱量較多，削減雙氧水分解，以免造成氧化劑損失；鐵離子易水解，保持溶液呈強酸性，避開鐵離子發(fā)生水解反應生成氫氧化鐵。(4)步驟⑤是要從溶液中得到硫酸鐵銨晶體，故試驗操作有加熱濃縮、冷卻結晶、過濾(洗滌)。3．(2024·山東等級模擬考，18)四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應的催化劑。已知TiBr4常溫下為橙黃色固體，熔點為38.3℃，沸點為233.5℃，具有潮解性且易發(fā)生水解。試驗室利用反應TiO2＋C＋2Br2eq\o(=,\s\up7(高溫))TiBr4＋CO2制備TiBr4的裝置如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)檢查裝置氣密性并加入藥品后，加熱前應進行的操作是____________________，其目的是_______________________________________________________________________________，此時活塞K1、K2、K3的狀態(tài)為__________；一段時間后，打開電爐并加熱反應管，此時活塞K1、K2、K3的狀態(tài)為____________。(2)試劑A為____________，裝置單元X的作用是____________________________________________________________________________________________________________________；反應過程中需用熱源間歇性微熱連接管，其目的是__________________________________________________________________________________________________________________。(3)反應結束后應接著通入一段時間CO2，主要目的是_________________________________。(4)將連接管切斷并熔封，采納蒸餾法提純。此時應將a端的儀器改裝為___________________、承接管和接收瓶，在防腐膠塞上加裝的儀器是____________________(填儀器名稱)。答案(1)通入過量CO2解除裝置內的空氣，防止C粉被氧化K1打開，K2、K3關閉K2、K3打開，K1關閉(2)濃H2SO4吸引揮發(fā)出的溴蒸氣，且防止空氣中的水蒸氣進入使產物水解防止TiBr4在連接管處冷凝，堵塞導管(3)將裝置內的溴蒸氣全部趕入X裝置，防止污染環(huán)境(4)冷凝管溫度計把握三個關鍵，突破有機物制備試驗1．有機物制備的思維流程2．有機物制備的留意要點(1)熟知常用儀器及用途(2)依據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、石油的蒸餾等試驗選用酒精燈加熱，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依據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納冷凝回流裝置，以削減有機物的揮發(fā)，提高原料的利用率和產物的產率。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(碎瓷片)，防止溶液暴沸，若起先忘加沸石(碎瓷片)，需冷卻后補加。3．常見有機物分別提純的方法(1)分液：用于分別兩種互不相溶(密度也不同)的液體。(2)蒸餾：用于分別沸點不同的液體。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：如分別溴水中的溴和水，可用四氯化碳或苯進行萃取，然后分液。1．(2024·天津，9)環(huán)己烯是重要的化工原料。其試驗室制備流程如下：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而不用濃硫酸的緣由為________(填序號)。a．濃硫酸易使原料炭化并產生SO2b．FeCl3·6H2O污染小、可循環(huán)運用，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)己烯含量的測定在肯定條件下，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(以上數據均已扣除干擾因素)。測定過程中，發(fā)生的反應如下：①Br2＋→②Br2＋2KI=I2＋2KBr③I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6(5)滴定所用指示劑為________。樣品中環(huán)己烯的質量分數為________(用字母表示)。(6)下列狀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削減環(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生SO2，會降低原料利用率，正確；b項，運用FeCl3·6H2O不產生有毒氣體，污染小，可以循環(huán)運用，符合綠色化學理念，正確；c項，同等條件下，濃硫酸能汲取反應生成的水，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，削減環(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)蒸餾試驗起先時，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。依據測定過程中發(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，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，測定結果偏低，正確。2．(2024·江西九所重點中學聯考)二茂鐵可用作燃料的節(jié)能消煙劑、抗爆劑等。試驗室制備二茂鐵的裝置示意圖如圖一所示。已知：Ⅰ.二茂鐵熔點是173℃，在100℃時起先升華；沸點是249℃。Ⅱ.制備二茂鐵的反應原理是：2KOH＋FeCl2＋2C5H6=Fe(C5H5)2＋2KCl＋2H2O。試驗步驟為：①在三頸燒瓶中加入25g粉末狀的KOH，并從儀器a中加入60mL無水乙醚到燒瓶中，充分攪拌，同時通氮氣約10min；②再從儀器a滴入5.5mL新蒸餾的環(huán)戊二烯(C5H6，密度為0.95g·cm－3)，攪拌；③將6.5g無水FeCl2與(CH3)2SO(二甲亞砜，作溶劑)配成的溶液25mL裝入儀器a中，漸漸滴入儀器c中，45min滴完，接著攪拌45min；④再從儀器a加入25mL無水乙醚攪拌；⑤將c中的液體轉入分液漏斗中，依次用鹽酸、水各洗滌兩次，分液得橙黃色溶液；⑥蒸發(fā)橙黃色溶液，得二茂鐵粗產品?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器a的名稱是________________。(2)步驟①中通入氮氣的目的是___________________________________________________。(3)儀器c的相宜容積為________(填序號)。①100mL②250mL③500mL(4)步驟⑤用鹽酸洗滌的目的是___________________________________________________。(5)步驟⑦是二茂鐵粗產品的提純，該過程在圖二裝置中進行，其操作名稱為__________；該操作中棉花的作用是____________________________________________________________。(6)為了確認得到的是二茂鐵，還須要進行的一項簡潔試驗是__________________________；若最終制得純凈的二茂鐵4.3g，則該試驗的產率為________(保留三位有效數字)。答案(1)恒壓滴液漏斗(2)排盡裝置中的空氣，防止Fe2＋被氧化(3)②(4)除去多余的KOH(5)升華防止二茂鐵揮發(fā)進入空氣中(6)測定所得固體的熔點58.4%解析(2)Fe2＋具有還原性，能被氧氣氧化，通入氮氣的目的是排盡裝置中的空氣，防止Fe2＋被氧化。(3)依據試驗，加入儀器c中的液體體積總和為(60＋5.5＋25＋25)mL＝115.5mL，因此選用250mL的三頸燒瓶。(4)依據制備二茂鐵的化學方程式以及所給的KOH、氯化亞鐵、環(huán)戊二烯的量可知，加入的KOH應是過量的，因此步驟⑤中加入鹽酸的目的是除去多余的KOH。(5)圖二操作名稱為升華，棉花的作用是防止升華的二茂鐵進入空氣中。(6)可利用二茂FeCl2的質量為6.5g，依據反應方程式知FeCl2過量，則依據環(huán)戊二烯進行計算，理論上產生二茂鐵的質量為eq\f(5.225×186,2×66)g＝7.3625g，產率為eq\f(4.3g,7.3625g)×100%≈58.4%。3．工業(yè)上乙醚可用于制造無煙火藥。試驗室合成乙醚的原理如下：主反應2CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(140℃))CH3CH2OCH2CH3＋H2O副反應CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(170℃))CH2CH2↑＋H2O【乙醚的制備】試驗裝置如圖所示(夾持裝置和加熱裝置略)(1)儀器a是________(寫名稱)；儀器b應更換為下列的________(填字母)。A．干燥器B．直形冷凝管C．玻璃管D．平安瓶(2)試驗操作的正確排序為________(填字母)，取出乙醚后馬上密閉保存。a．組裝試驗儀器b．加入12mL濃硫酸和少量乙醇的混合物c．檢查裝置氣密性d．熄滅酒精燈e．先通冷卻水后加熱燒瓶f．拆除裝置g．限制滴加乙醇的速率與產物餾出的速率相等(3)加熱后發(fā)覺燒瓶中沒有添加碎瓷片，處理方法是____________________。反應溫度不超過140℃，其目的是__________________。若滴入乙醇的速率顯著超過產物餾出的速率，則反應速率會降低，可能的緣由是____________________?！疽颐训奶峒儭?4)粗乙醚中含有的主要雜質為________；無水氯化鎂的作用是________________________。(5)操作a的名稱是______________；進行該操作時，必需用水浴代替酒精燈加熱，其目的與制備試驗中將尾接管支管接入室外相同，均為__________________。答案(1)溫度計B(2)acbegdf(3)停止加熱，將燒瓶中的溶液冷卻至室溫，再重新加入碎瓷片避開副反應發(fā)生溫度驟降導致反應速率降低(其他合理答案也可)(4)乙醇(其他合理答案也可)干燥乙醚(5)蒸餾避開乙醚蒸氣燃燒或爆炸解析試驗目的乙醚的制備及純化試驗原理2CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(140℃))CH3CH2OCH2CH3＋H2O試驗裝置乙醚的制備：儀器a是溫度計。球形冷凝管一般直立放置，防止液體殘留在球泡內，儀器b為球形冷凝管，應更換為直形冷凝管。乙醚的提純：乙醇易揮發(fā)，因此粗乙醚中含有的主要雜質為乙醇。無水氯化鎂的作用是干燥乙醚試驗操作試驗操作依次：先依據從左到右，從下到上的依次組裝試驗儀器，再檢查裝置的氣密性，然后加入反應物；為了防止冷凝管受熱后遇冷裂開同時保證冷凝效果，應先通冷卻水后加熱燒瓶；試驗過程中限制滴加乙醇的速率與產物餾出的速率相等；試驗結束后先熄滅酒精燈后停止通冷卻水，最終拆除裝置。加熱后發(fā)覺燒瓶中沒有添加碎瓷片，應停止加熱，將燒瓶中的溶液冷卻至室溫，再重新加入碎瓷片。操作a是從干燥后的有機層(主要含乙醇和乙醚)中分別出乙醚，故操作a為蒸餾試驗現象及分析若滴入乙醇的速率顯著超過產物餾出的速率，則反應混合物的溫度會降低，從而導致反應速率降低結論或評價依據題給信息，反應溫度為170℃時，有副反應發(fā)生，因此反應溫度應不超過140℃，其目的是避開副反應發(fā)生。無水乙醚遇熱簡潔爆炸，故蒸餾時應用水浴代替酒精燈加熱，目的是避開乙醚蒸氣燃燒或爆炸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)、三試驗(加試劑)。(2)物質檢驗的基本方法：依據試驗時生成物所表現的現象不同，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顯現特別顏色，如Fe3＋、苯酚的檢驗。④焰色反應，檢驗金屬或金屬離子。(3)物質檢驗的留意事項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象：溶液顏色的變更、沉淀的生成或溶解、氣體的產生等要專一，使之一目了然。②盡可能選擇特效反應以削減干擾，如用品紅溶液檢驗SO2，用KSCN溶液檢驗Fe3＋，用潮濕的紅色石蕊試紙檢驗NH3。③肯定要留意避開離子間的相互干擾，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留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汲取劑中，通過稱量試驗前后汲取劑的質量，求得所汲取氣體的質量，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據后再進行相關計算。(5)熱重法只要物質受熱時發(fā)生質量變更，都可以用熱重法來探討物質的組成。熱重法是在限制溫度的條件下，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生的中間產物的組成、熱穩(wěn)定性、熱分解狀況及生成產物等與質量相聯系的信息。3．物質組成計算的常用方法類型解題方法物質含量計算依據關系式法、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依據題給信息，計算出有關物質的物質的量。②依據電荷守恒，確定出未知離子的物質的量。③依據質量守恒，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晶體中金屬質量不削減，仍在m余中。⑤失重最終一般為金屬氧化物，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困難的滴定可分為兩類：(1)連續(xù)滴定法：第一步滴定反應生成的產物，還可以接著參與其次步的滴定。依據其次步滴定的消耗量，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，然后其次步再用另一物質返滴定過量的物質。依據第一步加入的量減去其次步中過量的量，即可得出第一步所求物質的物質的量1．某固體混合物可能由Al、(NH4)2SO4、MgCl2、FeCl2、AlCl3中的一種或幾種組成，現對該混合物做如下試驗，所得現象和有關數據如圖所示(氣體體積數據已換算成標準狀況下的體積)：回答下列問題：(1)寫出反應④的離子方程式：_____________________________________________________。(2)填寫下表中的空白。(注：若混合物中不存在該成分，則“質量”欄中填“0”)成分質量推斷依據或計算推理過程Al(NH4)2SO4MgCl2FeCl2AlCl3答案(1)[Al(OH)4]－＋H＋=Al(OH)3↓＋H2O(2)成分質量推斷依據或計算推理過程Al2.7g2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑54g67.2Lm(Al)3.36Lm(Al)＝54g×eq\f(3.36L,67.2L)＝2.7g(NH4)2SO46.6g(NH4)2SO4＋2NaOHeq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋2H2O＋2NH3↑132g44.8Lm[(NH4)2SO4]2.24Lm[(NH4)2SO4]＝132g×eq\f(2.24L,44.8L)＝6.6gMgCl24.75gMgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl95g58gm(MgCl2)2.90gm(MgCl2)＝95g×eq\f(2.90g,58g)＝4.75gFeCl20Fe(OH)2在空氣中會轉化為紅褐色Fe(OH)3，但步驟③中白色沉淀久置無明顯變更AlCl30原固體中Al、(NH4)2SO4和MgCl2三種物質的質量之和剛好等于14.05g，所以肯定沒有AlCl3解析14.05g固體加入過量的氫氧化鈉溶液產生氣體，可以是銨鹽和堿反應生成的氨氣，也可以是金屬鋁與氫氧化鈉溶液反應生成氫氣，5.6L氣體通過堿石灰無變更，說明氣體中無與堿石灰反應的氣體，無水蒸氣的存在，通過濃硫酸，氣體剩余3.36L，體積削減5.6L－3.36L＝2.24L，結合混合物可能存在的物質可知，肯定含有硫酸銨，與氫氧化鈉反應生成氨氣為2.24L，剩余的氣體只能是氫氣，體積為3.36L，說明原混合物中肯定含有鋁與硫酸銨；14.05g固體加入過量的氫氧化鈉溶液中產生白色沉淀2.9g，久置無變更，Fe(OH)2在空氣中會轉化為紅褐色Fe(OH)3，推斷肯定無氯化亞鐵，由于氫氧化鋁溶于強堿，所以肯定含有氯化鎂，所以生成白色沉淀是氫氧化鎂，質量為2.90g；14.05g固體加入過量的氫氧化鈉溶液得到無色溶液，加入適量鹽酸，會生成沉淀，說明金屬鋁或氯化鋁與過量堿反應生成的四羥基合鋁酸鈉與鹽酸反應生成氫氧化鋁沉淀，加入過量鹽酸沉淀溶解進一步證明沉淀是氫氧化鋁，綜合上述分析即可解答該題。2．某愛好小組依據Mg與CO2的反應，推想Mg與SO2在隔絕空氣的條件下反應后，剩余固體M可能含有MgO、S、MgS、Mg中的一種或幾種。為了驗證推想進行以下試驗。請回答有關問題。試驗一：按圖1所示進行試驗。(1)試驗室制取二氧化硫的化學方程式為___________________________________________。(2)上述裝置存在不合理之處，請?zhí)岢鲆豁椄倪M建議：_____________________________________________________________________________________________________________。(3)試驗時，先通入SO2直到________現象出現后，再點燃酒精燈；此操作目的是______________________________________________________________________________________。試驗二：確定固體M的成分。試驗裝置如圖所示。將分液漏斗中稀硫酸(足量)加入到燒瓶中，完全反應后，試驗現象如下：裝置ABC量氣管現象有殘留固體產生白色ZnS沉淀溴水未退色進入氣體VmL(標況)(4)試驗時，B裝置中反應的化學方程式為____________________________________________。(5)已知鎂的相對原子質量為24，則固體M中金屬鎂的質量為__________g；試驗前裝置內有空氣，對金屬鎂質量的測定結果的影響是__________(填“偏低”“偏高”或“無影響”)。(6)依據以上試驗，可確定固體M的成分有________種(填數字)。答案(1)Na2SO3＋H2SO4(濃)=Na2SO4＋SO2↑＋H2O(2)硬質玻璃管與燒杯間添加一個平安瓶(尾氣汲取時應防倒吸)(3)品紅溶液退色除去裝置內的空氣(4)H2S＋Zn(CH3COO)2=ZnS↓＋2CH3COOH(5)eq\f(24V×10－3,22.4)無影響(6)4解析(2)圖1裝置中，由于二氧化硫易與氫氧化鈉溶液反應生成亞硫酸鈉和水，所以試驗過程中可能發(fā)生倒吸現象，應當在硬質玻璃管與燒杯間添加一個平安瓶，尾氣汲取時防倒吸。(3)氧氣能夠與金屬鎂反應生成氧化鎂，影響試驗測定，故試驗前應當先用二氧化硫排出裝置中空氣，當品紅溶液退色時，說明裝置中空氣已經排凈。(5)C中溴水不退色，證明產生的氣體中不含硫化氫，則量氣管中量出氣體為氫氣，則標況下VmL氫氣的物質的量為eq\f(V×10－3L,22.4L·mol－1)＝eq\f(V×10－3,22.4)mol，依據反應關系式Mg～H2可知，金屬鎂的物質的量為eq\f(V×10－3,22.4)mol，質量為24g·mol－1×eq\f(V×10－3,22.4)mol＝eq\f(24V×10－3,22.4)g；由于常溫下空氣中組分不與鎂反應，則不影響測定氫氣體積，所以不影響金屬鎂質量的測定。(6)硫化氫氣體是MgS與稀硫酸反應生成的，氫氣是Mg與稀硫酸反應生成的，殘留物只能為S，再結合O元素養(yǎng)量守恒可知產物中肯定含有MgO，所以固體M中含有的物質為：MgS、Mg、S和MgO，總共含有4種物質。3．綠礬的化學式可表示為FeSO4·xH2O，在工農業(yè)生產中具有重要的用途。某化學愛好小組對綠礬的某些性質進行探究?；卮鹣铝袉栴}：(1)為測定綠礬化學式中x的值，首先需檢驗綠礬是否被氧化，因為在潮濕的空氣中綠礬(寫作FeSO4)可以很緩慢地被氧化，請寫出相應的化學方程式：______________________________________________________________________________________________________________。(2)為測定x，將盛有樣品的瓷舟A(質量為m1g)用托盤天平稱量，總質量為m2g。將瓷舟推入長玻璃管。按下圖連接好裝置(夾持裝置略去)進行試驗。注：瓷舟為耐熱的瓷制舟狀小盤，一頭有小孔，便于用細鐵絲推拉。①試驗操作要盡量節(jié)約成本，下列試驗操作步驟的正確排序為________(填字母)；重復上述操作步驟，直至A恒重，記為m3g。a．關閉K1b．打開K1和K2，緩緩通入N2c．點燃酒精燈，加熱d．取出瓷舟稱量e．冷卻到室溫f．熄滅酒精燈②本裝置可以省略的儀器名稱是________。平安性上可改進之處是______________________________________________________________________________________________________。③依據試驗記錄，綠礬化學式中結晶水數目x＝________(列式表示)；若綠礬被氧化，則用此方法測定的x值可能________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。④本試驗加熱溫度不行太高，否則白色的硫酸亞鐵粉末會變?yōu)榧t棕色，同時生成兩種氣體化合物。請寫出相應的化學方程式：__________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)12FeSO4＋6H2O＋3O2=4Fe(OH)3＋4Fe2(SO4)3[寫成Fe(OH)SO4也可得分](2)①bcfead②球形干燥管在玻璃管右端放一團棉花，防止固體堵塞導管③eq\f(76m2－m3,9m3－m1)偏?、?FeSO4eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3＋SO3↑＋SO2↑解析(1)硫酸亞鐵在潮濕的空氣中被氧化，可生成Fe(OH)3和Fe2(SO4)3。(2)①為了避開亞鐵離子被氧化，試驗起先前須要先通入N2，將裝置內的空氣和水蒸氣排出，再點燃酒精燈起先試驗，冷卻時，應留意關閉開關，防止氧氣進入，冷卻至室溫再稱量固體質量的變更，故正確排序為bcfead。②反應過程中始終有氮氣流從左向右流淌，整個試驗過程沒有空氣中的水蒸氣向左流入反應器的可能，所以沒有必要加干燥管。為保證明驗平安，應在玻璃管右端放一團棉花，防止固體堵塞導管。③綠礬中結晶水的物質的量為eq\f(m3－m1g,152g·mol－1)·x，則有eq\f(m3－m1g,152g·mol－1)·x＝eq\f(m2－m3g,18g·mol－1)，可得出x＝eq\f(76m2－m3,9m3－m1)；若綠礬被氧化，增加了氧的質量，所以m3變大，則所得x值偏小。④若溫度過高，粉末變?yōu)榧t棕色，說明生成了氧化鐵，在氮氣氛圍中，能氧化＋2價鐵的只可能是＋6價的硫，而亞鐵離子不足以把全部的硫還原，所以分解生成的兩種氣體化合物為SO2、SO3，故化學方程式為2FeSO4eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。4．(2024·開封二模)為測定某氟化稀土樣品中氟元素的質量分數，某化學愛好小組進行了如下試驗。利用高氯酸(高沸點酸)將樣品中的氟元素轉化為氟化氫(低沸點酸)蒸出，再滴定測量。試驗裝置如圖所示。(1)a的作用是________，儀器d的名稱是____________________________________________。(2)檢查裝置氣密性：_________________________________________(填操作)，關閉K，微熱c，導管e末端有氣泡冒出；停止加熱，導管e內有一段穩(wěn)定的水柱，說明裝置氣密性良好。(3)c中加入肯定體積高氯酸和mg氟化稀土樣品，f中盛有滴加酚酞的NaOH溶液。加熱b、c，使b中產生的水蒸氣進入c。①下列物質可代替高氯酸的是________(填字母)。A．硝酸 B．鹽酸C．硫酸 D．磷酸②試驗中除有HF氣體外，可能還有少量SiF4(易水解)氣體生成。若有SiF4生成，試驗結果將______________(填“偏高”“偏低”或“不受影響”)。③若視察到f中溶液紅色退去，須要向f中剛好補加NaOH溶液，否則會使試驗結果偏低，緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)向餾出液中加入V1mLc1mol·L－1La(NO3)3溶液，得到LaF3沉淀，再用c2mol·L－1EDTA標準溶液滴定剩余La3＋(La3＋與EDTA按1∶1協作)，消耗EDTA標準溶液V2mL，則氟化稀土樣品中氟的質量分數為____________________。(5)用樣品進行試驗前，須要用0.084g氟化鈉代替樣品進行試驗，變更條件(高氯酸用量、反應溫度、蒸餾時間)，測量并計算出氟元素養(yǎng)量，重復多次。該操作的目的是________________。答案(1)平衡壓強直形冷凝管(2)在b和f中加水，水浸沒導管a和e末端(3)①CD②不受影響③充分汲取HF氣體，防止其揮發(fā)損失(4)eq\f(5.7c1V1－c2V2,m)%(5)找尋最佳試驗條件解析(1)a的作用是平衡壓強，防止圓底燒瓶中壓強過大，引起爆炸。儀器d的名稱是直形冷凝管。(2)檢查裝置氣密性時在b和f中加水，使水浸沒a和e的末端，從而形成密閉體系。(3)①此試驗是利用高氯酸(高沸點酸)將樣品中的氟元素轉化為HF(低沸點酸)蒸出。硝酸和鹽酸易揮發(fā)，A、B項錯誤；硫酸和磷酸沸點高，難揮發(fā)，C、D正確。《新課程標準》對化學學科的核心素養(yǎng)“試驗探究與創(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)覺和提出有探究價值的化學問題，能依據探究目的設計并優(yōu)化試驗方案，完成試驗操作，能對視察記錄的試驗信息進行加工并獲得結論；能和同學溝通試驗探究的成果，提出進一步探究或改進試驗的設想；能敬重事實和證據，不迷信權威，具有獨立思索、敢于質疑和批判的創(chuàng)新精神。思維流程1．某試驗小組同學設計試驗，完成Cu和Fe2(SO4)3溶液的反應，用KSCN溶液檢驗是否還存在Fe3＋。試驗Ⅰ：試驗操作及現象ⅰ.加入銅粉后充分振蕩，靜置，溶液變成淺藍綠色；ⅱ.取少量ⅰ中清液于試管中，滴加3滴0.1mol·L－1KSCN溶液，馬上出現白色沉淀，溶液局部變?yōu)榧t色，振蕩后紅色快速退去已知：ⅰ.Cu2＋eq\o(→,\s\up7(SCN－))CuSCN↓(白色)＋(SCN)2(黃色)ⅱ.(SCN)2的性質與鹵素單質相像ⅲ.CuSCN溶于稀硝酸，發(fā)生反應CuSCN＋HNO3→CuSO4＋N2↑＋CO2↑＋H2O(未配平)(1)依據現象ⅰ可預料該反應的離子方程式為_______________________________________________________________________________________________________________________。(2)該小組同學查閱資料認為現象ⅱ中的白色沉淀可能為CuSCN，設計試驗進行驗證。試驗Ⅱ：取少量試驗Ⅰ中的白色沉淀于試管中______________________________(補充所加試劑及試驗現象)，證明該白色沉淀為CuSCN。(3)該小組同學接著探究白色沉淀的成因，進行如下試驗。試驗Ⅲ：試管內試劑現象結論2mL0.1mol·L－1CuSO4溶液ⅰ.短時間內無明顯變更，溶液漸漸變渾濁，1小時后，有少量白色沉淀生成CuSO4與KSCN反應生成了白色沉淀，Fe2＋能促進該反應試劑Aⅱ.無明顯現象2mL0.2mol·L－1FeSO4和0.1mol·L－1CuSO4混合溶液ⅲ.瞬間產生白色沉淀，局部溶液變紅，振蕩后紅色退去在試驗Ⅲ中：①寫出現象ⅰ中生成白色沉淀的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________。②試劑A為____________。③依據現象ⅲ結合化學用語及必要的文字說明Fe2＋能加快沉淀生成的緣由：_____________________________________________________________________________________________。(4)有同學認為試驗Ⅲ不能充分證明其結論，并補充試驗Ⅳ：取2mL0.1mol·L－1Fe2(SO4)3溶液，滴加3滴0.1mol·L－1KSCN溶液后，溶液變紅，然后滴加2mL0.1mol·L－1CuSO4溶液于試管中，________________(補充試驗現象)，說明白色沉淀不是由Fe3＋與SCN－反應生成，且Fe3＋不能加快CuSCN的生成。(5)變更試驗Ⅰ中銅的用量，設計試驗Ⅴ：試驗操作及現象ⅰ.加入銅粉后充分振蕩，溶液變成淺藍綠色；ⅱ.取少量ⅰ中清液于試管中，滴加3滴0.1mol·L－1KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，馬上出現白色沉淀，振蕩后紅色快速退去該小組同學認為試驗Ⅴ中現象ⅱ紅色退去與平衡移動有關，說明為______________________________________________________________________________________________________。答案(1)2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(2)滴加稀硝酸，白色沉淀漸漸溶解，溶液變藍并產生無色無味氣體(3)①2Cu2＋＋4SCN－=2CuSCN↓＋(SCN)2②2mL0.2mol·L－1FeSO4溶液③2Fe2＋＋(SCN)2=2Fe3＋＋2SCN－，消耗了(SCN)2，促進平衡向生成白色沉淀方向移動(4)緩慢生成白色沉淀(5)Cu2＋和SCN－反應生成白色沉淀，c(SCN－)減小，促進平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3向左移動解析(1)依據“淺藍綠色溶液”“白色沉淀”，可以推斷銅被鐵離子氧化成銅離子，離子方程式為2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。(2)利用信息ⅲ，假如白色沉淀是CuSCN，則它溶于稀硝酸生成硫酸銅并產生無色無味氣體。(3)①依據信息ⅱ，(SCN)2具有類似鹵素的性質，示意=2CuSCN↓＋(SCN)2。②探究Fe2＋對試驗影響，必需設計比照試驗，即探究KSCN與FeSO4Cu2＋與SCN－反應，抓住“瞬間”“局部溶液變紅”“振蕩后紅色退去”等關鍵信息，由此示意：Fe2＋＋(SCN)2=2Fe3＋＋2SCN－，消耗了(SCN)2，促進生成白色沉淀。(4)分析(3)中試驗，發(fā)覺促進白色沉淀生成，也可能是硫酸亞鐵生成的鐵離子，須要證明鐵離子是否能生成白色沉淀，是否能促進銅離子與硫氰根離子反應。由試驗結論逆推試驗現象：緩慢生成白色沉淀。說明兩點：一是Cu2＋與SCN－生成白色沉淀；二是Fe3＋不能促進生成CuSCN。(5)銅量不足時，2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋，清液中含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋，向清液中加入KSCN溶液，發(fā)生有關反應：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3(溶液變?yōu)榧t色)，4SCN－＋2Cu2＋=2CuSCN↓＋(SCN)2(馬上出現白色沉淀)，振蕩促進反應Fe2＋＋(SCN)2=2Fe3＋＋2SCN－，生成的SCN－接著與Cu2＋結合生成沉淀，使c(SCN－)減小，促進平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3向左移動，也說明生成白色沉淀的平衡常數大于顯色反應(絡合反應)的平衡常數，導致優(yōu)先發(fā)生沉淀反應。2．(2024·鄭州期中)以CuSO4溶液和不同酸根離子形成的鈉鹽溶液作為試驗對象，探究鹽的性質和鹽溶液間反應的多樣性。試驗試劑現象滴管試管0.2mol·L－1CuSO4溶液0.2mol·L－1NaI溶液Ⅰ.產生白色沉淀和黃色溶液0.2mol·L－1Na2CO3溶液Ⅱ.產生綠色沉淀和無色無味氣體0.2mol·L－1Na2SO3溶液Ⅲ.產生棕黃色沉淀(1)經檢驗，現象Ⅰ的白色沉淀為CuI，則反應的離子方程式為___________________________，氧化產物與還原產物的物質的量之比為____________。(2)經檢驗，現象Ⅱ中產生的氣體是二氧化碳，綠色沉淀是堿式碳酸銅[xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O]?，F采納氫氣還原法測定堿式碳酸銅組成，請回答如下問題：①寫出xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O與氫氣反應的化學方程式：____________________________________________________________________________________________________________。②試驗裝置用下列全部儀器連接而成，按氫氣氣流方向的連接依次是(填儀器接口字母編號)：a→________→gf→________→________→________→l。(3)經檢驗，現象Ⅲ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＋①用稀硫酸證明沉淀中含有Cu＋的試驗現象是_______________________________________________________________________________________________________________________。②通過下列試驗證明，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．證明沉淀中含有Cu2＋和SOeq\o\al(2－,3)的理由是___________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I21∶2(2)①xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O＋(x＋y)H2eq\o(=,\s\up7(△))(x＋y)Cu＋xCO2＋(x＋2y＋z)H2O②kjdehibc(3)①有紅色固體析出②a.鹽酸和BaCl2溶液b．在I－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)解析(1)現象Ⅰ的白色沉淀為CuI，銅元素的化合價由＋2價降低到＋1價，則碘元素化合價由－1價上升到0價，則反應的離子方程式為2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2；該反應中氧化產物為碘單質，還原產物為CuI，所以氧化產物與還原產物的物質的量之比為1∶2。(2)①xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O與氫氣反應生成單質銅、水和二氧化碳，反應方程式為xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O＋(x＋y)H2eq\o(=,\s\up7(△))(x＋y)Cu＋xCO2＋(x＋2y＋z)H2O。②試驗中須要測定生成的水、二氧化碳的質量，由于從a口出來的氣體中含有水蒸氣和揮發(fā)出來的氯化氫氣體，會對試驗造成干擾，應先用水汲取氯化氫氣體，再用濃硫酸汲取水蒸氣；之后，純凈的H2與堿式碳酸銅發(fā)生反應，產生的兩種氣體先用濃硫酸汲取水蒸氣，再用U形管中的堿石灰汲取二氧化碳，同時連上裝有堿石灰的球形干燥管，避開空氣中的水和二氧化碳進入U形管而產生誤差，因此裝置的連接依次為a→kj→gf→de→hi→bc→l。(3)①由已知信息可得Cu＋和稀硫酸反應生成Cu和Cu2＋，所以用稀硫酸證明沉淀中含有Cu＋的試驗操作和現象為取肯定量的沉淀于試管中，向其中加入稀硫酸，有紅色固體析出。②a.證明溶液中有SOeq\o\al(2－,4)，須要加入的試劑是鹽酸和BaCl2溶液，現象是生成白色沉淀BaSO4。b．依據已知信息，加入KI溶液生成白色沉淀CuI，說明沉淀中有Cu2＋；向清液中加入淀粉溶液沒有顏色變更，說明生成的I2被SOeq\o\al(2－,3)還原成I－，SOeq\o\al(2－,3)被氧化為SOeq\o\al(2－,4)，因此向清液中加入鹽酸和BaCl2溶液，產生BaSO4沉淀，則沉淀中含有Cu2＋和SOeq\o\al(2－,3)。3．某試驗小組的同學將光亮的鎂條放入盛有適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的試管中，視察到快速反應，產生大量氣泡和白色不溶物，溶液由淺紅色變?yōu)榧t色。將試驗中收集到的氣體點燃，能寧靜燃燒、產生淡藍色火焰，可知氣體成分為H2。該小組同學對反應中產生的白色不溶物進行如下揣測：甲同學認為白色不溶物可能為Mg(OH)2；乙同學認為白色不溶物可能為MgCO3；丙同學認為白色不溶物可能是堿式碳酸鎂[xMgCO3·yMg(OH)2]。Ⅰ.請用圖甲所示裝置，選擇必要的試劑，定性探究生成物的成分。(1)裝置B中試劑的化學式是____________，裝置C中試劑名稱是____________。(2)能證明乙同學觀點正確的試驗現象是___________________________________________。Ⅱ.為進一步確定試驗得到的固體產物的成分，可通過圖乙所示裝置的連接，進行定量分析來測定其組成。(3)裝置的連接依次是___________________________________________________________。(4)裝置C中堿石灰的作用是_____________________________________________________，試驗起先時和試驗結束時都要通入處理過的過量的空氣，其作用分別是：____________、_____________。(5)充分加熱試驗中所得干燥、純凈的白色不溶物22.6g至不再產生氣體為止，并使分解產生的氣體全部通入裝置B和D中。試驗后裝置B增重1.8g，裝置D增重8.8g，試確定白色不溶物的化學式：_________________________________________________________________。(6)請結合化學用語和化學平衡移動原理說明Mg和飽和NaHCO3溶液反應產生大量氣泡和白色不溶物的緣由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)CuSO4澄清石灰水(2)C中出現白色渾濁，B中白色固體不變藍色(3)CABDE(4)防止空氣中的水蒸氣和CO2等氣體進入裝置而影響試驗結果驅除裝置中原有的空氣將反應產生的氣體全部趕入B、D中充分汲取(5)2MgCO3·Mg(OH)2[或Mg3(OH)2(CO3)2](6)飽和碳酸氫鈉溶液中存在平衡HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)、H2OH＋＋OH－，Mg和H＋反應生成H2和Mg2＋：2H＋＋Mg=Mg2＋＋H2↑，Mg2＋與OH－、COeq\o\al(2－,3)結合成2MgCO3·Mg(OH)2，COeq\o\al(2－,3)、H＋和OH－的濃度均降低，促使兩個平衡均正向移動，故產生大量氣泡和白色不溶物解析(1)Mg(OH)2加熱分解得到氧化鎂和水，MgCO3加熱分解得到氧化鎂和二氧化碳，若有氫氧化鎂可用無水硫酸銅檢驗分解產生的水蒸氣；若有碳酸鎂，可用澄清的石灰水檢驗產生的二氧化碳，所以B裝置中的試劑是無水