考向突破一 以物质制备为载体的综合实验题
1．无机物制备题的常考方向
2．有气体参与的制备实验的注意事项
(1)操作顺序问题
与气体有关的实验操作顺序：装置选择与连接→气密性检查→装入固体药品→加液体药品→按程序实验→拆卸仪器。
(2)加热操作的要求
①使用可燃性气体(如H2、CO、CH4等)，先用原料气赶走系统内的空气，再点燃酒精灯加热，以防止爆炸。
②制备一些易与空气中的成分发生反应的物质(如H2还原CuO的实验)，反应结束时，应先熄灭酒精灯，继续通原料气至试管冷却。
(3)尾气处理的方法
有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将之点燃的方法，不能直接排放。
(4)特殊实验装置
①制备在空气中易吸水、潮解以及水解的物质(如Al2S3、AlCl3等)，往往在装置的末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气的进入。
②用液体吸收气体，若气体溶解度较大，要加防倒吸装置。
③若制备物质易被空气中氧气氧化，应加排空气装置。
3．有机物制备实验综合题设问角度及过程分析
涉及有机物制取的综合实验，重点考查物质分离中的蒸馏、分液操作，反应条件的控制，产率的计算等问题。
题组一 无机物的制备实验综合题
1．水合肼(N2H4·H2O)又名水合联氨，无色透明，是具有腐蚀性和强还原性的碱性液体，它是一种重要的化工试剂。利用尿素法生产水合肼的原理为：CO(NH2)2＋2NaOH＋NaClO===N2H4·H2O＋Na2CO3＋NaCl。
实验1：制备NaClO溶液。(已知：3NaClO2NaCl＋NaClO3)
(1)图甲装置Ⅰ中烧瓶内发生反应的化学方程式为____________________________
________________________________________________________________________。
(2)用NaOH固体配制溶质质量分数为30%的NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外还有__________(填字母)。
a．烧杯 b．容量瓶
c．玻璃棒 d．烧瓶
(3)图甲装置Ⅱ中用冰水浴控制温度的目的是_________________________________
________________________________________________________________________。
实验2：制取水合肼。
(4)图乙中若分液漏斗滴液速度过快，部分N2H4·H2O会参与A中反应并产生大量氮气，降低产品产率。写出该过程反应生成氮气的化学方程式：_________________________。
充分反应后，蒸馏A中溶液即可得到水合肼的粗产品。
实验3：测定馏分中水合肼的含量。
(5)称取馏分3.0 g，加入适量NaHCO3固体(滴定过程中，调节溶液的pH保持在6.5左右)，加水配成250 mL溶液，移出25.00 mL置于锥形瓶中，并滴加2～3滴淀粉溶液，用0.15 mol·L－1的碘的标准溶液滴定(已知：N2H4·H2O＋2I2===N2↑＋4HI＋H2O)。
①滴定时，碘的标准溶液盛放在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
②下列能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏高的是________(填字母)。
a．锥形瓶清洗干净后未干燥
b．滴定前，滴定管内无气泡，滴定后有气泡
c．读数时，滴定前平视，滴定后俯视
d．盛标准液的滴定管水洗后，直接装标准液
③实验测得消耗I2溶液的平均值为20.00 mL，馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为__________________。
答案 (1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(2)ac
(3)防止NaClO受热分解，影响水合肼的产率
(4)N2H4·H2O＋2NaClO===N2↑＋3H2O＋2NaCl
(5)①酸式 ②d ③25%
解析 (2)配制一定质量分数的溶液不用容量瓶和烧瓶。
(4)N2H4·H2O被NaClO氧化为N2，NaClO的还原产物是NaCl，据此可写出氧化还原反应的方程式。
(5)①碘液能腐蚀橡胶，应选用酸式滴定管。
②a项无影响；b项滴定后有气泡，读取体积偏小；c项俯视读数时，体积偏小，测定结果偏小；d项读取体积偏大。
③2I2 ～ N2H4·H2O
0．15×20×10－3 mol ×0.15×20×10－3 mol
则水合肼的质量分数＝
×100%＝25%。
2．二氯化二硫(S2Cl2)可作硫化剂、氯化剂。常温下是一种黄红色液体，沸点137 ℃，在潮湿的空气中剧烈水解而发烟。S2Cl2可通过硫与少量氯气在110～140 ℃反应制得，氯气过量则会生成SCl2。
(1)选用以下装置制取少量S2Cl2(加热及夹持装置略)：
①仪器m的名称为____________。
②装置连接顺序：A→________→________→________→________。
③A中发生反应的化学方程式为__________________________________________。
④B中玻璃纤维的作用是_________________________________________________。
⑤D中的最佳试剂是________(填字母)。
a．碱石灰 b．浓硫酸
c．NaOH溶液 d．无水氯化钙
(2)S2Cl2遇水剧烈水解，生成SO2、HCl和一种常见的固体。
①该固体是__________。
②甲同学为了验证两种气体产物，将水解生成的气体依次通过硝酸银与稀硝酸的混合溶液、品红溶液、NaOH溶液，该方案________(填“可行”或“不可行”)，原因是____________
________________________________________________________________________。
(3)乙同学按如下实验方案检验S2Cl2是否含有杂质：
①取1.25 g产品，在密闭容器中依次加入足量水、双氧水、Ba(NO3)2溶液，过滤；
②往①的滤液中加入足量AgNO3溶液，过滤、洗涤、干燥，称得固体质量为2.87 g。
则产品中氯元素的质量分数为__________，由此可知产品中________(填“含有”或“不含有”)SCl2杂质。
答案 (1)①直形冷凝管 ②C B E D ③MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ④增大硫与氯气的接触面积，加快反应速率 ⑤a (2)①S(或硫) ②不可行 SO2易被硝酸氧化生成SO，既难于检验SO2，又干扰HCl的检验 (3)56.8% 含有
解析 (1)制取少量S2Cl2
：装置A制备氯气，装置C除去氯气中混有的水蒸气，B中发生氯气与硫单质的反应，装置E冷凝并收集产物，装置D用于吸收未反应完的氯气和阻止空气中的水蒸气进入收集装置。(2)①S2Cl2遇水剧烈水解，生成SO2、HCl和一种常见的固体，S2Cl2―→SO2，硫元素化合价升高，根据氧化还原反应中化合价有升有降，则该固体为S单质。②二氧化硫被氧化为硫酸根离子，硫酸银微溶，会干扰氯离子的检验。(3)S2Cl2中氯元素的质量分数为×100%≈52.6%，SCl2中氯元素的质量分数为×100%≈68.9%，样品中的氯元素质量由AgCl固体计算，与之比较即可。
3．过氧化钙(CaO2)是白色固体，易溶于酸，难溶于水、乙醇等，可用作分析试剂、医用防腐剂以及消毒剂等。
实验1：制备过氧化钙(CaO2)
某实验小组拟选用如图甲所示装置(部分固定装置略)制备过氧化钙(CaO2)。
(1)请选择必要的装置，按气流方向的连接顺序为____________(填仪器接口的字母编号，装置可重复使用)。
(2)实验步骤：①检验装置的气密性后，装入药品；②打开分液漏斗活塞，通入一段时间气体，加热药品；③反应结束后，先熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温后，停止通入气体；④拆除装置，取出产物。
步骤③的操作目的是_____________________________________________________。
实验2：制备CaO2·8H2O
利用反应Ca2＋＋H2O2＋2NH3＋8H2O===CaO2·8H2O↓＋2NH，在碱性环境下制取CaO2·8H2O的装置如图乙所示：
(3)装置A中发生反应的化学方程式为_____________________________________；
NH3在Ca2＋和H2O2的反应过程中所起的作用是________________________________。
(4)仪器C的名称为__________；反应结束后，经______(填操作名称)、洗涤、低温烘干可获得CaO2·8H2O。检验CaO2·8H2O是否洗涤干净的操作为__________________________。
(5)装置B中用冰水浴控制温度，其可能原因是___________________________________。
(6)测定产品CaO2·8H2O的含量：
①准确称取a g产品放入锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入少量2 mol·L－1硫酸溶液，充分反应；
②向上述锥形瓶中加入几滴________(填指示剂名称)；
③逐滴加入浓度为c mol·L－1的Na2S2O3溶液，滴定至终点，记录数据，重复上述操作2次，得出三次平均消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL，则CaO2·8H2O的质量分数为________________________(写出表达式即可)。(已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O)
答案 (1)dfebc(或cb)fegh (2)防止倒吸
(3)Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O 中和过氧化氢和Ca2＋反应生成的H＋，促进反应进行(或使溶液呈碱性，减少CaO2·8H2O的溶解，或提高产品的产率等，其他合理答案均可) (4)分液漏斗 过滤 取最后一次洗涤液少量于试管中，先加入稀硝酸酸化，再滴加AgNO3溶液，若不产生白色沉淀，说明沉淀已经洗涤干净；反之则说明未洗涤干净 (5)减少过氧化氢的分解，提高过氧化氢的利用率(或反应放热，温度低有利于提高产率) (6)淀粉溶液 ×100%
解析 (1)过氧化钙的制备过程中涉及装置的用途有：制取O2→除去H2O(g)→O2与钙在高温下反应制备过氧化钙→防止空气中的H2O(g)、CO2等进入装置，故仪器接口的连接顺序为dfebcfegh或dfecbfegh。(2)步骤③
反应结束后，先熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温后，停止通入气体，其目的是防止倒吸。(3)装置A中利用熟石灰与氯化铵共热制取氨气，发生反应的化学方程式为Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O。在Ca2＋和H2O2反应过程中，NH3溶于水生成NH3·H2O能中和过氧化氢和Ca2＋反应生成的H＋，促进反应进行。(4)仪器C的名称为分液漏斗；反应结束后，经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO2·8H2O。检验CaO2·8H2O是否洗涤干净，可检验最后一次洗涤液中是否含有Cl－，即加入稀硝酸、AgNO3溶液进行检验。(5)装置B中用冰水浴控制温度，其可能原因是温度低可减少过氧化氢的分解，提高过氧化氢的利用率或反应放热，温度低有利于提高产率。(6)②过氧化钙将KI氧化成I2，再利用c mol·L－1的Na2S2O3溶液滴定生成的I2，故可加入淀粉溶液作指示剂。③根据得失电子守恒可得关系式：
CaO2·8H2O～I2～2S2O
216 g 2 mol
m g cV×10－3 mol
则有m g＝108cV×10－3 g，故产品中CaO2·8H2O的质量分数为×100%。
题组二 有机物制备综合实验题
4．某化学兴趣小组设计实验制备苯甲酸异丙酯，其反应原理为
＋H2O。用如图所示装置进行实验：
物质的部分物理性质如表所示：
物质
相对分子质量
密度/ g·cm－3
沸点/℃
水溶性
苯甲酸
122
1.27
249
微溶
异丙醇
60
0.79
82
易溶
苯甲酸异丙酯
164
1.17
218
不溶
实验步骤：
步骤Ⅰ.在干燥的仪器a中加入38.1 g苯甲酸、30 mL异丙醇和15 mL浓硫酸，再加入几粒沸石；
步骤Ⅱ.加热至70 ℃左右，保持恒温半小时；
步骤Ⅲ.将仪器a中液体进行如下所示操作得到粗产品：
步骤Ⅳ.将粗产品用图乙所示装置进行精制。
试回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ中加入三种试剂的先后顺序一定错误的是________(填字母)。
A．异丙醇、苯甲酸、浓硫酸
B．浓硫酸、异丙醇、苯甲酸[来源:学科网ZXXK]
C．异丙醇、浓硫酸、苯甲酸
(2)图甲中仪器a的名称为________________。加入的苯甲酸和异丙醇中，需过量的是________________，目的是________________。
(3)本实验一般采用水浴加热，因为温度过高会使产率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)操作Ⅰ中第二次水洗的目的是_______________________________________________，
操作Ⅱ中加入无水硫酸镁的作用为________________________________________。
(5)步骤Ⅳ所用的装置中冷却水的进口为________(填字母)，操作时应收集218 ℃的馏分，如果温度计水银球偏上，则收集的精制产品中可能混有的杂质为________(填物质名称)。
(6)如果得到的苯甲酸异丙酯的质量为40.930 g，则该实验的产率为________%(结果保留2位有效数字)。
[思路点拨]
提取信息并与实验知识相结合
答案 (1)B (2)三颈烧瓶(或三口烧瓶) 异丙醇 有利于酯化反应向正反应方向进行，提高苯甲酸的转化率 (3)减小 (4)除去残留的碳酸钠 除去残留的水 (5)g 苯甲酸 (6)80
解析 (6)38.1 g苯甲酸的物质的量为≈0.312 mol,30 mL异丙醇的物质的量为＝0.395 mol，异丙醇过量，所以苯甲酸异丙酯的理论产量为0.312 mol×
164 g·mol－1＝51.168 g，则产率为×100%≈80%。
5．醋酸亚铬水合物{[Cr(CH3COO)2]2·2H2O，相对分子质量为376}是一种深红色晶体，不溶于冷水，是常用的氧气吸收剂。实验室中以锌粒、三氯化铬溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物，其装置如图所示，且仪器2中预先加入锌粒。已知二价铬不稳定，极易被氧气氧化，不与锌反应。制备过程中发生的相关反应如下：
Zn(s)＋2HCl(aq)===ZnCl2(aq)＋H2(g)
2CrCl3(aq)＋Zn(s)===2CrCl2(aq)＋ZnCl2(aq)
2Cr2＋(aq)＋4CH3COO－(aq)＋2H2O(l)===[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(s)
请回答下列问题：
(1)仪器1的名称是________。
(2)往仪器2中加盐酸和三氯化铬溶液的顺序最好是______________(填字母)；目的是________________________________。
A．盐酸和三氯化铬溶液同时加入
B．先加三氯化铬溶液一段时间后再加盐酸
C．先加盐酸一段时间后再加三氯化铬溶液
(3)为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合，应关闭止水夹________(填“A”或“B”，下同)，打开止水夹________。
(4)本实验中锌粒要过量，其原因除了让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3中与CH3COONa溶液反应外，另一个作用是__________________________________。
(5)已知其他反应物足量，实验时取用的CrCl3溶液中含溶质9.51 g，取用的醋酸钠溶液为1.5 L
0.1 mol·L－1；实验后得干燥纯净的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O 9.48 g，则该实验所得产品的产率为________(不考虑溶解的醋酸亚铬水合物)。
[思路分析]
(1)实验过程分析：①Cr2＋不稳定，极易被O2氧化，让锌粒与盐酸先反应产生H2，把装置2和3中的空气赶出，避免生成的Cr2＋被氧化；②还有一个作用是利用生成氢气，使装置内气压增大，将CrCl2溶液压入装置3中与CH3COONa溶液顺利混合；③装置2中锌粒要过量，除了让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3与CH3COONa溶液反应外，另一个作用是：过量的锌与CrCl3充分反应得到CrCl2。(2)产率计算：题目中给了CrCl3的质量和CH3COONa的物质的量，注意CH3COONa是过量的，根据元素守恒即可算出[Cr(CH3COO)2]2·2H2O的量。
答案 (1)分液漏斗 (2)C 让锌粒与盐酸先反应产生H2，把装置2和3中的空气赶出，避免生成的亚铬离子被氧化 (3)B A (4)使锌与CrCl3充分反应得到CrCl2 (5)84.0%
考向突破二 性质探究类综合实验题
1．题型特点
该类题型以探究物质未知的性质，主要包括酸碱性、氧化性、还原性、热稳定性等以及可能发生的反应为主要目的。在性质探究实验中主要考查试剂的选择、装置仪器的规范、步骤优化、实验设计、现象的探究和结论的评价等综合分析能力。
2．研究物质性质的基本方法和程序
3．注意事项
(1)若探究影响性质的因素，首先应确定变量，其次是“定多变一”，即其他因素不变，只改变一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系。
(2)多角度辩证地看问题。[来源:Z。xx。k.Com]
①研究反应物中各微粒的性质(即内因)。
②研究反应条件的影响(温度、浓度、环境中的其他物质)。
1．(2016·全国卷Ⅱ，28)某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是__________________________________________________。
(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_______________________。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在 2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是______________
__________________________________________________________。
(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于3支试管中进行如下实验：
①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。
实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为______________________________________________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是________________，生成沉淀的原因是____________________(用平衡移动原理解释)。[来源:学*科*网Z*X*X*K]
答案 (1)防止Fe2＋被氧化 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)Fe2＋ Fe3＋ 可逆反应 (5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3＋催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动
解析 (1)亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2＋被空气氧化。(2)Cl2可将Fe2＋氧化成Fe3＋，自身得电子生成Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)煤油的作用是隔绝空气，防止空气中的氧气将Fe2＋氧化，产生干扰。(4)根据Fe2＋的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成蓝色沉淀，一定含有Fe2＋，则实验②检验的离子是Fe2＋；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，Fe3＋遇KSCN溶液显红色，实验①和③说明，在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应，反应为2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2。(5)H2O2溶液中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，铁离子的溶液呈棕黄色；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是反应产生的Fe3＋是H2O2分解的催化剂，促使H2O2分解生成O2，同时H2O2分解反应是放热反应，促进了Fe3＋水解平衡Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋正向移动，产生较多 Fe(OH)3，聚集形成沉淀。
2．SO2虽是大气污染物之一，但也是重要的工业原料，某同学在实验室设计如下实验，对SO2的部分性质进行了探究。
(1)二氧化硫的水溶性
①SO2易溶于水，常温常压下溶解度为1∶40，溶解过程中有H2SO3生成。向SO2的饱和溶液中加入NaHSO3固体，有气体冒出，原因是_______________________________。
(结合有关平衡方程式简要说明)
②欲验证酸性：H2SO3>HClO，选用下面的装置，其连接顺序：A―→________________(按气流方向用大写字母表示即可)。能证明H2SO3的酸性强于HClO的实验现象为____________
________________________________________________________________________。
(2)二氧化硫的还原性
已知SO2具有还原性，可以还原I2，可以与Na2O2发生反应，按图示装置进行实验。(部分固定装置未画出)
操作步骤
实验现象
解释原因
关闭弹簧夹2，打开弹簧夹1，将硫酸注入三颈烧瓶至浸没固体
若将带火星的木条放在D试管口处，木条不复燃
SO2与Na2O2反应无O2生成，可能发生反应的化学方程式为①________________________________________________
若将带火星的木条放在D试管口处，木条复燃
SO2与Na2O2反应有O2生成，发生的化学反应：2SO2＋2Na2O2===2Na2SO3＋O2
关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，残余气体进入E、F中
E中②____________
E中反应的离子方程式③______________________
F中④____________
F中反应为2OH－＋SO2===SO＋H2O
答案 (1)①SO2的饱和水溶液中存在如下平衡：SO2＋H2OH2SO3H＋＋HSO，加入NaHSO3固体增加了c( HSO )，平衡左移，降低了SO2的溶解度
②C―→B―→E―→D―→F D中品红不褪色，F中产生白色沉淀
(2)①Na2O2 ＋SO2===Na2SO4 ②溶液蓝色褪去
③SO2＋I2＋2H2O===2I－＋SO＋4H＋ ④红色变浅或褪色
解析 (1)②次氯酸具有强氧化性、二氧化硫具有还原性，不能利用二氧化硫与次氯酸钙直接反应判断亚硫酸与次氯酸的酸性强弱，先验证亚硫酸酸性比碳酸强，再结合碳酸酸性比HClO强判断。A装置制备二氧化硫，由于盐酸易挥发，制备的二氧化硫中混有HCl，用饱和的亚硫酸氢钠溶液除去HCl，再通过碳酸氢钠溶液，可以验证亚硫酸酸性比碳酸强，用酸性高锰酸钾溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫，用品红溶液检验二氧化碳中二氧化硫是否除尽，再通入F中，则：装置连接顺序为A→C→B→E→D→F，其中装置C的作用是除去HCl气体，D中品红不褪色，F中出现白色沉淀，可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。(2)A中制备二氧化硫，X干燥二氧化硫，C中SO2与Na2O2反应，D中氢氧化钠溶液吸收剩余的二氧化硫，防止污染空气。E装置验证I－还原性弱于SO2，F装置验证二氧化硫为酸性气体，并吸收二氧化硫，防止污染空气。①SO2与Na2O2反应无O2生成，可能发生反应的化学方程式为Na2O2＋SO2===Na2SO4。②E中溶液蓝色褪去。③说明SO2有还原性，被I2氧化，发生反应的离子方程式为SO2＋I2＋2H2O===2I－＋SO＋4H＋。④因SO2是酸性氧化物，能发生反应2OH－＋SO2===SO＋H2O。
3．某小组对碳与浓硝酸的反应进行探究，已知：2NaOH＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋H2O,2NaOH＋NO2＋NO===2NaNO2＋H2O。请回答下列问题：
Ⅰ.甲同学设计如图所示装置制备并收集NO
(1)碳与浓硝酸反应的化学方程式为_________________________________________
________________________________________________________________________
(2)装置C的作用为__________________________________________________________。
(3)乙同学认为用装置F代替B更合理，理由为_________________________________
________________________________________________________________________。
(4)乙同学用改进后的装置进行实验。
①将浓HNO3滴入圆底烧瓶中的操作为__________________________________________
________________________________________________________________。
②点燃A处酒精灯开始反应后，圆底烧瓶中的现象为________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.探究NO与Na2O2反应
已知NaNO2既有氧化性，又有还原性；J处硬质玻璃管中制得的NaNO2中含有少量NaNO3。
(5)检验上图装置气密性的方法为________________________________________。
(6)实验结束后，设计实验证明J处硬质玻璃管中有NaNO2生成：_________________[来源:学+科+网Z+X+X+K]
________________________________________________________________________。
供选试剂：蒸馏水、KI-淀粉溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、稀硫酸。
答案 Ⅰ.(1)C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O
(2)除去反应生成的CO2
(3)装置F可以起到防倒吸的作用
(4)①打开分液漏斗玻璃塞(或将分液漏斗玻璃塞的凹槽与分液漏斗口的小孔对准)，旋转活塞，使浓硝酸滴入圆底烧瓶 ②剧烈反应，木炭逐渐减少，液体中有气泡冒出，烧瓶中出现红棕色气体
Ⅱ.(5)关闭K，由长颈漏斗向广口瓶中加水至长颈漏斗中的液面高于广口瓶的液面，一段时间后液面差不变则气密性良好
(6)取少量反应后的固体溶于蒸馏水，滴几滴经稀硫酸酸化的KMnO4溶液，溶液褪色则有NaNO2生成
解析 Ⅰ.(1)碳与浓硝酸反应生成CO2、NO2和H2O。(2)碳与浓硝酸反应生成的CO2、NO2通入装置B的水中，NO2与水反应生成HNO3和NO，再将混合气体通入装置C的NaOH溶液中，可以除去NO中混有的CO2。(3)将碳与浓硝酸反应生成的CO2、NO2通入装置B的水中，因NO2与水反应生成HNO3和NO，造成气体减少、压强减小，从而产生倒吸，若将混合气体通入CCl4中，则不会产生倒吸。(4)①将分液漏斗中的浓HNO3顺利滴入圆底烧瓶，需先平衡压强，则正确的操作步骤为：打开分液漏斗玻璃塞(或将分液漏斗玻璃塞的凹槽与分液漏斗口的小孔对准)，旋转活塞，使浓硝酸滴入圆底烧瓶，并控制滴加速度。②向圆底烧瓶中加入浓硝酸后，点燃A处酒精灯，碳与浓硝酸剧烈反应，木炭逐渐减少，液体中有气泡冒出，烧瓶中出现红棕色气体。Ⅱ.(5)检验装置的气密性需先形成密闭体系，正确的方法是：关闭止水夹K，由长颈漏斗向广口瓶中加水至长颈漏斗中的液面高于广口瓶的液面，一段时间后液面的高度差不变，则气密性良好。(6)J处硬质玻璃管中制得的NaNO2中含有少量NaNO3，因NaNO3在酸性条件下也具有强氧化性，所以不能使用还原性的试剂(如KI-淀粉溶液)检验，可根据NaNO2具有还原性而NaNO3没有还原性来检验，取少量反应后的固体溶于蒸馏水，滴几滴经稀硫酸酸化的KMnO4溶液，若溶液褪色则有NaNO2生成。
考向突破三 定量测定型综合实验题
1．定量实验数据的测定方法
(1)沉淀法
先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。
(2)测气体体积法
对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。
①常见测量气体体积的实验装置
②量气时应注意的问题
a．量气时应保持装置处于室温状态。
b．读数时要特别注意消除“压强差”，保持液面相平，还要注意视线与液面最低处相平。如上图(Ⅰ)(Ⅳ)应使左侧和右侧的液面高度保持相平。
(3)测气体质量法
将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。
(4)滴定法
即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相应数据后再进行相关计算。
2．解题注意事项
(1)定量测定实验中要具备的3种意识：
①要有消除干扰气体的意识：如用“惰性气体”将干扰气体排出，或用溶液吸收干扰气体等。
②要有被测量气体全部被测量的意识：如可以采用反应结束后继续向装置中通入“惰性”气体以使被测量的气体全部被吸收剂吸收的方法。
③要有“数据”
的采集处理意识：实验数据的采集是化学计算的基础，一般的固体试剂称取质量，而液体试剂和气体试剂测量体积。
(2)“关系式法”在定量测定实验中的应用：
关系式法是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间“物质的量”的关系表示出来，把多步计算简化成一步完成。正确提取关系式是用关系式法解题的关键。
(3)定量型实验的关键为数据处理和误差分析，数据的处理一般注意五个方面：
①是否符合测量仪器的精度。
②数据是否在误差允许范围内。
③数据的测试环境。
④数据的测量过程是否规范、合理。
⑤少量物质是否完全反应；过量物质对数据是否有影响。误差分析的依据为计算式，看测量对结果会产生什么影响。
题组一 以含量测定为目的的综合实验
1．(2018·济南第一中学高三月考)磷化铝(AlP)通常可作为一种广谱性熏蒸杀虫剂，吸水后会立即产生高毒的PH3气体(熔点为－132 ℃，还原性强)。卫生安全标准规定：当粮食中磷化物(以PH3计)的含量不超过0.05 mg·kg－1时，粮食质量合格；反之，粮食质量不合格。某化学兴趣小组的同学通过下列方法对粮食中残留的磷化物含量进行了研究。
操作流程
安全吸收装置→PH3的产生与吸收→转移KMnO4吸收溶液→亚硫酸钠标准溶液滴定。
实验装置
已知C中盛有100 g原粮，E中盛有20.00 mL 1.13×10－3 mol·L－1 KMnO4溶液(H2SO4酸化)。请回答下列问题：
(1)仪器D的名称是___________________________________________________。
(2)B中盛有焦性没食子酸的碱性溶液，其作用是吸收空气中的O2，防止氧化装置C中生成的PH3，则A中盛装KMnO4溶液的作用是____________________________。
(3)已知MnO被还原为Mn2＋，若0.1 mol PH3恰好被0.16 mol KMnO4吸收，则PH3被氧化的产物是________________________________________________________________________，
写出E中发生反应的离子方程式：___________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)收集E中吸收液，加水稀释至250 mL，取25.00 mL于锥形瓶中，用5.0×10－4 mol·L－1的Na2SO3标准溶液滴定剩余的KMnO4溶液：
序号
1
2
3
三次实验消耗V标/mL
11.02
11.30[来源:学&科&网]
10.98
①滴定达到终点的现象是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
②数据处理：消耗Na2SO3标准溶液______ mL；则该原粮中磷化物(以PH3计)的含量为________ mg·kg－1。
③若C中反应完全后，忘记通入空气即进行(4)中的滴定操作，则消耗Na2SO3标准溶液的体积__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
答案 (1)直形冷凝管(或冷凝管)
(2)除去空气中的还原性气体，避免影响实验结果
(3)H3PO4(或磷酸) 5PH3＋8MnO＋24H＋===5H3PO4＋8Mn2＋＋12H2O
(4)①当滴入最后一滴Na2SO3时，锥形瓶中溶液颜色由紫色恰好变为无色，且半分钟内不恢复 ②11.00 0.13(或0.127 5) ③偏大
解析 (1)仪器D为冷凝管，起冷凝回流的作用。(2)依据装置中的试剂选择分析判断，高锰酸钾溶液是强氧化剂可以吸收空气中的还原性气体；焦性没食子酸先和碱反应，再和氧气反应可以吸收氧气；若不吸收氧气，PH3会在氧气中被氧化。(3)PH3被酸性高锰酸钾氧化成磷酸，高锰酸钾被还原为锰离子，结合电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得反应的离子方程式为5PH3＋8MnO＋24H＋===5H3PO4＋8Mn2＋＋12H2O。(4)①依据滴定反应：2KMnO4＋5Na2SO3＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋5Na2SO4＋3H2O，本实验中无需选择指示剂，锥形瓶中溶液颜色由紫色恰好变为无色，且半分钟内不再恢复，表示达到了滴定终点。②平均消耗Na2SO3标准溶液11.00 mL；依据滴定反应：2KMnO4＋5Na2SO3＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋5Na2SO4＋3H2O可得关系式2KMnO4～5Na2SO3，则未反应的高锰酸钾的物质的量为0.011 0 L×5.0×10－4 mol·L－1××＝2.2×10－5 mol，则与PH3反应的高锰酸钾的物质的量为1.13×10－3 mol·L－1×0.020 L－2.2×10－5 mol＝6.0×10－7 mol；根据反应5PH3＋8KMnO4＋12H2SO4===5H3PO4＋8MnSO4＋4K2SO4＋12H2O可得到定量关系为5PH3～8KMnO4，则计算得到PH3物质的量为6.0×10－7 mol×＝3.75×10－7 mol；则PH3的质量分数为＝0.127 5 mg·kg－1≈0.13 mg·kg－1，所以该原粮质量不合格。③准确测定PH3的含量，需要用高锰酸钾溶液全部吸收，避免产生较大误差，通入空气的作用是保证PH3全部被吸收，若C中反应完全后，忘记通入空气即进行(4)中的滴定操作，则剩余的高锰酸钾偏多，滴定消耗Na2SO3标准溶液的体积偏大。
2．(2018·天津，9)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题：
Ⅰ.采样
采样步骤：
①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140 ℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。
(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为____________。
(2)C中填充的干燥剂是____________(填序号)。
a．碱石灰 b．无水CuSO4 c．P2O5
(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。
(4)采样步骤②加热烟道气的目的是_______________________________________。
Ⅱ.NOx含量的测定
将V L气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化成NO，加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液，加入V1 mL c1 mol·L－1 FeSO4标准溶液(过量)，充分反应后，用c2 mol·L－1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2＋，终点时消耗V2 mL。
(5)NO被H2O2氧化为NO的离子方程式为____________________________________
________________。
(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有____________。
(7)滴定过程中发生下列反应：
3Fe2＋＋NO＋4H＋===NO↑＋3Fe3＋＋2H2O
Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
则气样中NOx折合成NO2的含量为________ mg·m－3。
(8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
若缺少采样步骤③，会使测定结果________。
若FeSO4标准溶液部分变质，会使测定结果__________。
答案 (1)除尘
(2)c
(3)
(4)防止NOx溶于冷凝水
(5)2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO＋2H2O
(6)锥形瓶、酸式滴定管
(7)×104
(8)偏低 偏高
解析 (1)装置A是过滤器，装有无碱玻璃棉的作用是过滤，除去粉尘。
(2)C中填充的是干燥剂，除去H2O且不能与NOx反应，所以应选有酸性、干燥能力强的P2O5。
(3)D装置中装有碱液，用于吸收NOx，作用与实验室中的洗气瓶相同，该装置的示意图为
。
(4)烟道气中有水，采样步骤②加热器将烟道气加热至140 ℃的目的是防止NOx溶于冷凝水。
(5)NO被H2O2氧化为NO，H2O2的还原产物为H2O，离子方程式为2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO＋2H2O。
(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有锥形瓶、滴定管，因为该滴定液呈酸性，所以选用酸式滴定管。
(7)滴定过程中发生下列反应：
3Fe2＋＋NO＋4H＋===NO↑＋3Fe3＋＋2H2O
Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
与Cr2O反应的Fe2＋的物质的量为6c2V2×10－3 mol，标准液中Fe2＋的物质的量为c1V1×10－3 mol，则与NO反应的Fe2＋的物质的量为(c1V1－6c2V2)×10－3 mol，NO的物质的量为mol，则V L气样中折合成NO2的含量为×46 g·mol－1××1 000 mg·g－1×1 000 L·m－3＝×104 mg·m－3。
(8)若缺少采样步骤③，系统内存在空气，会使收集的气样中NOx偏少，测定结果偏低。若FeSO4标准溶液部分变质，溶液中的Fe2＋浓度减小，消耗的FeSO4标准溶液体积增大，会使测定结果偏高。
题组二 以化学式测定为目的的综合实验题
3．(2018·广东韶关二模)某学习小组在实验室中利用下图装置(夹持装置略去)测定某铁硫化物(FexSy)的组成，并探究反应后D装置所得溶液中含硫化合物的组成。
(一)硫化物(FexSy)的组成
实验步骤：
步骤Ⅰ 按图连接装置，检查装置气密性，装入药品；
步骤Ⅱ 打开分液漏斗旋塞，缓缓滴入水，并点燃酒精喷灯；
步骤Ⅲ 当硬质玻璃管中固体质量不再改变时，停止加热，继续通入一段时间的O2；
步骤Ⅳ 实验结束后，将D中所得溶液加水配制成250 mL溶液；
……
请回答：
(1)步骤Ⅲ中，停止加热后还需继续向烧瓶中滴水一段时间，其目的为_____________
________________________________________________________________________。
(2)在C、D装置之间不需要防倒吸装置的理由是_______________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅳ中配制溶液时所需的玻璃仪器除玻璃棒和烧杯外，还有__________________。
(4)取25.00 mL步骤Ⅳ中所配溶液，加入足量的双氧水，再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、干燥，称其质量为4.66 g。则FexSy的化学式为______________
________________。
(5)有同学认为可将装置D改为装有足量碱石灰的干燥管，通过测定反应前后干燥管的增重来计算硫元素的含量。你认为此方案是否合理？________(填“是”或“否”)，原因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(二)探究反应后D装置所得溶液中含硫化合物的组成
(6)反应后D装置所得溶液中除含有Na2SO4外，还可能含有Na2SO3。现用滴定法测定溶液中Na2SO3的含量。可供选择的试剂：①0.100 0 mol·L－1 KMnO4酸性溶液；②0.100 0 mol·L－1 H2O2溶液；③0.100 0 mol·L－1 KI-淀粉溶液；④0.100 0 mol·L－1 BaCl2溶液；⑤0.100 0 mol·L－1 HCl溶液。
①所选试剂应装在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
②所利用的反应原理为__________________________________________________
(用离子方程式表示)。
答案 (1)继续生成O2，驱赶装置内残留的SO2，使生成的气体全部被NaOH溶液吸收
(2)SO2中含不溶于NaOH溶液的O2
(3)250 mL容量瓶、胶头滴管
(4)FeS2
(5)否 部分SO2被氧化；空气中的CO2和水蒸气可能使干燥管增重偏大
(6)①酸式 ②2MnO＋5SO＋6H＋===5SO＋2Mn2＋＋3H2O
解析 A装置中产生足量的氧气经干燥后，进入C装置与FexSy在加热条件下反应，生成硫的氧化物，进入D装置被氢氧化钠吸收。(4)n(BaSO4)＝＝0.02 mol，根据硫元素守恒，250 mL溶液中n(S)＝0.2 mol，故12.0 g FexSy中n(S)＝0.2 mol，m(S)＝6.4 g，m(Fe)＝12.0 g－6.4 g＝5.6 g，n(Fe)＝0.1 mol，所以x∶y＝1∶2，故FexSy的化学式为FeS2。(6)要用滴定法测定溶液中Na2SO3的含量，即利用Na2SO3的还原性，故选一个氧化剂，还要有颜色的变化来判断反应的终点，所以只能选择0.100 0 mol·L－1 KMnO4酸性溶液。
4．碱式碳酸铜可表示为xCuCO3·yCu(OH)2，呈孔雀绿颜色，又称为孔雀石，是一种名贵的矿物宝石。它是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气等物质反应产生的物质。CuSO4溶液与Na2CO3溶液反应可以得到碱式碳酸铜，下列实验对其组成进行相关探究。
沉淀制备 称取12.5 g胆矾(CuSO4·5H2O)溶于87.5 mL 蒸馏水中，滴加少量稀硫酸(体积可以忽略不计)，充分搅拌后得到CuSO4溶液。向其中加入Na2CO3溶液，将所得蓝绿色悬浊液过滤，并用蒸馏水洗涤，再用无水乙醇洗涤，最后低温烘干备用。
实验探究 设计如下装置，用制得的蓝绿色固体进行实验。
根据以上实验回答下列问题：
(1)配制硫酸铜溶液的过程中滴加稀硫酸的作用是__________________________，所得硫酸铜溶液的溶质质量分数为____________________。
(2)实验室通常使用加热亚硝酸钠和氯化铵混合溶液的方法制取N2，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)D装置加热前，需要首先打开活塞K，通入适量N2，然后关闭K，再点燃D处酒精灯。通入N2的作用是__________________________，B为安全瓶，基作用原理为___________
________________________________________________________________________，
C中盛装的试剂应是__________________。
(4)加热D后观察到的现象是________________________________________________。
(5)待D中反应完全后，打开活塞K，再次滴加NaNO2溶液产生N2，其目的是___________。若装置F中使用Ba(OH)2溶液，实验结束后经称量，装置E的质量增加0.27 g，F中产生沉淀1.97 g。则该蓝绿色固体的化学式为__________________________[写成xCuCO3·yCu(OH)2的形式]。
答案 (1)抑制Cu2＋水解，防止溶液变浑浊 8% (2)NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O (3)排出装置中的空气 当装置内压力过大时，B瓶中间的安全管中液面上升，使压力稳定 浓硫酸 (4)硬质玻璃管中蓝绿色固体变黑色，E中白色固体变蓝，F中溶液变浑浊 (5)让停留在装置中的气体被充分吸收，减小实验误差 2CuCO3·3Cu(OH)2
解析 (1)CuSO4属于强酸弱碱盐，溶液中存在Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋的可逆反应，滴加稀硫酸，H＋浓度增大，抑制Cu2＋的水解，因此滴加稀硫酸的作用是抑制Cu2＋水解，防止溶液变浑浊；溶质的质量m(CuSO4)＝×160 g· mol－1＝8 g，溶液的质量为(12.5＋87.5) g＝100 g，则溶质的质量分数为×100%＝8%。
(2)NaNO2与NH4Cl发生氧化还原反应：NaNO2＋NH4Cl―→NaCl＋N2↑＋H2O，NaNO2中N由＋3价→0价，NH4Cl中N由－3价→0价，根据得失电子守恒、质量守恒进行配平，即反应方程式为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O。
(3)加热前，通入N2的目的是排出装置中的空气；装置B为安全瓶，其作用原理是当装置内压力过大时，B瓶中间的安全管中液面上升，使压力稳定；根据实验目的，需要验证蓝绿色固体受热的产物，因此N2中的水蒸气对后续实验产生干扰，必须除去，装置C的作用是除去N2中的水蒸气，即装置C盛放的试剂是浓硫酸。
(4)产物是CuO、H2O、CO2，加热后，硬质玻璃管中蓝绿色固体变黑色，E中白色固体变蓝，F中溶液变浑浊。
(5)反应结束后，继续通入氮气的作用是让停留在装置中的气体被充分吸收，减小实验误差；装置E增加的是H2O的质量，即n(H2O)＝＝0.015 mol；F中沉淀是BaCO3，即n(BaCO3)＝＝0.01 mol。H元素来自Cu(OH)2，则Cu(OH)2的物质的量为0.015 mol；C元素来自于CuCO3，则CuCO3的物质的量为0.01 mol，x∶y＝0.01∶0.015＝2∶
3，即蓝绿色固体的化学式为2CuCO3·3Cu(OH)2。
“客观题＋实验综合”特训
(40分钟)
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．(2019·武汉市武昌区高三下学期五月调研)从古至今化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是( )
A．我国已能利用3D打印技术，以钛合金粉末为原料，通过激光熔化逐层堆积，来制造飞机钛合金结构件。高温时可用金属钠还原相应的氯化物来制取金属钛
B．有人称“一带一路”是“现代丝绸之路”，丝绸的主要成分是纤维素
C．我国从四千余年前开始用谷物酿造出酒和醋，酿造过程中只发生水解反应
D．汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为石灰石
答案 A
解析 钠与熔融的盐发生置换反应，生成相应的单质，所以高温时可用金属钠还原相应的氯化物来制取金属钛，故A项正确；丝绸的主要成分是蛋白质，故B项错误；用谷物酿造出酒和醋，涉及多糖的水解、葡萄糖及乙醇的氧化等反应，故C项错误；瓷器由黏土烧制而成，瓷器的主要原料为黏土，故D项错误。
2．下列有机物的命名正确的是( )
A．：1,2二甲基丙烷
B．CH3CH2CH==CH2：3丁烯
C．CH2ClCHClCH3：1,2二氯丙烷
D．：1,5二甲基苯
答案 C
解析 ：2甲基丁烷，A错误；CH3CH2CH==CH2：1丁烯，B错误；CH2ClCHClCH3：1,2二氯丙烷，C正确；：1,3二甲苯，D错误。
3．下列实验操作正确的是( )
A．酒精可把碘水中的碘提取出来
B．配制稀硫酸时，先在量筒中加一定体积的水，再边搅拌边慢慢加入浓硫酸
C．做焰色反应实验时，需将铂丝用稀盐酸洗净并在火焰上灼烧到没有颜色时再蘸取药品
D．配制一定浓度的溶液时，若定容时不小心加水超过容量瓶的刻度线，应立即用滴管吸去多余的部分
答案 C
解析 酒精和水互溶，不能用酒精萃取碘水里的碘，故A项不选；不能在量筒中配制溶液，故B项不选；做焰色反应实验时，需将铂丝或洁净无锈的铁丝用稀盐酸洗净并在火焰上灼烧到没有颜色时再蘸取药品，故选C项；配制一定物质的量浓度的溶液时，若定容时不小心加水超过容量瓶的刻度线，应倒掉重新配制，如果用滴管吸去多余的部分，会导致所配制的溶液浓度偏低，故D项不选。
4．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A．浓硫酸具有脱水性，可用于干燥氯气
B．晶体硅熔点高，可用于制作半导体材料
C．Na2CO3溶液显碱性，可用热的纯碱溶液洗油污
D．FeS固体呈黑色，可用于除去废水中Cu2＋、Hg2＋等重金属
答案 C
解析 浓硫酸具有吸水性，可作干燥剂，与脱水性无关，故A项错误；晶体硅可用于制作半导体材料是因为晶体硅的导电性介于导体与绝缘体之间，与熔点高无关，故B项错误；碳酸钠溶液由于CO
的水解使溶液显碱性，水解是吸热反应，升高温度，水解程度增大，碱性增强，油脂在碱性条件下能水解，则可用热的纯碱溶液洗油污，故C项正确；FeS固体用于除去废水中Cu2＋、Hg2＋等重金属，是因为硫化汞、硫化铜溶解度小于硫化亚铁，与硫化亚铁为黑色无关，故D项错误。
5．基态原子最外层电子排布为4s2的原子，其核外电子占有的原子轨道总数不可能是( )
A．12 B．13 C．14 D．15
答案 C
解析 根据基态原子的电子排布式，最外层电子数为4s2的原子电子排布式不可能为1s22s22p63s23p63d44s2，此时其核外电子占有的原子轨道数为14，因为原子的电子排布式要遵循洪特规则特例，d轨道上半充满时能量最低，正确排布为1s22s22p63s23p63d54s1，故不可能为14，故C正确。
6．下列指定反应的离子方程式不正确的是( )
A．NO2溶于水：3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO
B．漂白粉溶液呈碱性的原因：ClO－＋H2OHClO＋OH－
C．酸性条件下用H2O2将海带灰中I－氧化：H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O
D．氯化铝溶液中加入过量的氨水：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋4NH＋2H2O
答案 D
解析 NO2溶于水生成硝酸与NO，其离子方程式为：3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO，A项正确；漂白粉溶液呈碱性的原因是次氯酸根离子发生水解所致，其离子方程式为：ClO－＋H2OHClO＋OH－，B项正确；酸性条件下，用H2O2将海带灰中I－氧化，其离子方程式为：H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O，C项正确；氯化铝的溶液中加入过量氨水，沉淀不会溶解，其正确的离子反应方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH，D项错误。
7．NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．常温下1 L 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中含0.1NA个CO
B．标准状况下，22.4 L SO3含NA个分子
C．常温下100 mL 0.1 mol·L－1醋酸溶液中含0.01NA个醋酸分子
D．0.1 mol Na2O2与足量水反应转移0.1NA个电子
答案 D
解析 CO在溶液中会水解，故溶液中碳酸根的个数小于0.1NA个，故A项错误；标况下三氧化硫为固体，故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量，故B项错误；醋酸是弱电解质，在溶液中会部分电离，故溶液中的醋酸分子小于0.01NA个，故C项错误；过氧化钠和水的反应为歧化反应，氧元素由－1价歧化为0价和－2价，故0.1 mol 过氧化钠转移0.1NA个电子，故D项正确。
8．化学学科中有很多的“规律”，下列规律运用正确的是( )
A．酸性：H2CO3＜H3PO4＜H2SO4＜HClO4，所以非金属性：C＜P＜S＜Cl
B．依据强酸能制弱酸的原理，H2SO4能与CuS反应制取H2S
C．任何方式下的氧化还原反应，氧化剂的氧化性一定强于氧化产物
D．任何条件下，体积大的气体的物质的量一定比体积小的气体多
答案 A
解析 元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其非金属性越强，所给四种酸均是元素的最高价氧化物对应的水化物，酸性强弱顺序正确，所以非金属性顺序正确，A项正确；虽然H2S属于弱酸，硫酸属于强酸，但硫酸与CuS不反应，H2S却可以与硫酸铜发生反应：H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4，该反应能发生的原因是生成了难溶于酸的CuS沉淀，使反应物离子浓度减小，B项错误；在可逆的氧化还原反应中，因温度、浓度等的改变，平衡可以正向移动或逆向移动，C项错误；气体总是能充满任意所给的空间，所以谈到气体的体积大小时，必须指明所处的温度和压强，D项错误。
9．短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增加，A和D的质子数之和等于E的核外电子数，B和D同主族，C的原子半径是短周期主族元素中最大的，A和E组成的化合物AE是常见强酸。下列说法错误的是( )
A．简单离子半径：B＞C
B．热稳定性：A2D＞AE
C．CA为离子化合物，溶于水所得溶液呈碱性
D．实验室制备AE时可选用D的最高价含氧酸
答案 B
解析
短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增加，C的原子半径是短周期主族元素中最大的，则C为Na元素；A和E组成的化合物AE是常见强酸，则A为H，E为Cl元素；A和D的质子数之和等于E的核外电子数，则D的质子数＝17－1＝16，则D为S元素；B和D同主族，则B为O元素。氧离子和钠离子都含有2个电子层，核电荷数越大离子半径越小，则简单离子半径：B＞C，故A项正确；非金属性：S＜Cl，则简单氢化物的热稳定性：H2S＜HCl，故B项错误；NaH为离子化合物，溶于水生成氢氧化钠和氢气，所得溶液呈碱性，故C项正确；AE为HCl，D的最高价含氧酸为硫酸，实验室可用浓硫酸制备HCl，故D项正确。
10．下列所选装置及试剂正确且能达到实验目的的是( )
答案 C
解析 为了防止加热时高锰酸钾粉末堵塞导管，应在试管口处放置一团棉花，A项错误；实验室制备乙酸乙酯所用试剂为乙酸、乙醇和浓硫酸，B项错误；氨气的密度比空气的密度小，气体应从短导管进长导管出，C项正确；过滤时，为防止滤液飞溅，漏斗下端尖嘴部分应紧贴烧杯内壁，D项错误。
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
11．工业上制备纯硅的热化学方程式如下：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝＋Q kJ·mol－1(Q＞0)；某温度、压强下，将一定量反应物通入密闭容器进行反应，下列叙述正确的是( )
A．反应过程中，若增大压强能提高SiCl4的转化率
B．若反应开始时SiCl4为1 mol，则在平衡时，吸收热量小于Q kJ
C．将反应的温度由T1升高至T2，则对应温度下的平衡常数K1＞K2
D．当反应吸收热量为0.25Q kJ时，生成的HCl恰好与1 mol NaOH反应
答案 BD
解析 增大压强，平衡逆向移动，SiCl4的转化率减小，A项不正确；SiCl4为1 mol，如果完全反应，则吸收热量为Q kJ，该反应是一个可逆反应，所以吸收热量应小于Q kJ，B项正确；该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，将反应的温度由T1升高至T2，则反应的平衡常数K1＜K2，故C错误；当反应吸收热量为0.25Q kJ时，说明有1 mol的HCl生成，所以D项正确。
12．将亚磷酸氢二钠(Na2HPO3)溶液通过电渗析法来制备亚磷酸(H3PO3)的原理如图所示，下列有关说法错误的是( )
A．阳极的电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
B．在原料室与产品室间设计缓冲室的主要目的是提高产品的纯度
C．阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
D．膜①、③、④均为阳离子交换膜
答案 D
解析 阳极室产生O2，生成的H＋透过膜①进入产品室，原料室中的HPO透过AM和膜②进入产品室，故膜①为阳离子交换膜，膜②为阴离子交换膜；阴极室产生H2，生成的OH－透过膜④进入产品室，原料室中的Na＋透过膜③和CM进入产品室，故膜③为阳离子交换膜，膜④为阴离子交换膜。A、B、C项正确，D项错误。
13．由有机物X合成有机高分子粘合剂G的流程如下：
下列叙述错误的是( )
A．有机物X中的含氧官能团是羧基和羟基
B．Z的结构简式一定是
C．由X生成1 mol Y时，有1 mol H2O生成
D．反应Ⅲ发生加聚反应生成G
答案 B
解析 由结构分析，X含有的含氧官能团为羧基和羟基，故A项正确；Z可能是、、，故B项错误；X含有的羟基在浓硫酸作用下发生消去反应生成Y，生成1 mol Y时，有1 mol水生成，故C项正确；Z含有碳碳双键，能发生加聚反应生成G，故D项正确。
14．以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的实验流程如下：
下列说法正确的是( )
A．“灼烧”可在石英坩埚中进行
B．母液中的溶质是K2CO3、KHCO3、KCl
C．“结晶”环节采用加热蒸发结晶的方法
D．“转化”反应中，生成的KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1
答案 D
15．常温下，向1 L 0.1 mol·L－1一元酸HR溶液中逐渐通入氨气(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数K＝1.76×10－5)，使溶液温度和体积保持不变，混合溶液的pH与粒子浓度比值的对数的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．0.1 mol·L－1 HR溶液的pH为5
B．HR为弱酸，常温时随着氨气的通入，的值不变
C．当通入0.1 mol NH3时，c(NH)＞c(R－)＞c(OH－)＞c(H＋)
D．当c(R－)＝c(HR)时，溶液必为中性
答案 BC
解析 pH＝5时c(H＋)＝10－5 mol·L－1，由图可知此时lg＝0，又因为一元酸HR溶液浓度为0.1 mol·L－1，所以c(R－)＝c(HR)＝0.05 mol·L－1，此时c(R－)≠c(H＋)，则0.1 mol·L－1 HR溶液的pH不是5，故A项错误；由图可知HR溶液中存在HR分子，所以HR为弱酸，＝＝，温度不同时的值不变，故B项正确；pH＝5时c(H＋)＝10－5 mol·L－1，此时lg＝0，则Ka(HR)＝＝10－5，当通入0.1 mol NH3时，恰好完全反应生成NH4R，又因为常温下NH3·H2O的电离平衡常数K＝1.76×10－5，所以NH4R溶液中R－的水解程度大于NH的水解程度，NH4R溶液呈碱性，则c(NH)＞c(R－)＞c(OH－)＞c(H＋)，故C项正确；由图可知，当c(R－)＝c(HR)时，溶液pH＝5呈酸性，故D项错误。
三、非选择题
16．2018年8月受台风“温比亚”影响，山东多地连降暴雨，造成严重水灾。为确保水灾后无大疫，灾区使用了大量消毒剂——亚氯酸钠(NaClO2)。某化学小组同学查阅资料得知，工业上常利用反应：2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋2H2O＋O2来制备亚氯酸钠；该小组同学设计下列装置，在实验室中完成亚氯酸钠的制备。
已知：NaClO2饱和溶液在温度低于38 ℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38 ℃时析出晶体是NaClO2，高于60 ℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
回答下列问题：
(1)装置A的作用是_________________，装置图C中a的名称为___________________。
(2)工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得，其中Na2SO3被氧化为Na2SO4，写出上述反应的化学方程式：________________________________。
(3)装置C吸收ClO2，反应的离子方程式为______________________________________。
(4)从装置B反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为：a.减压，55 ℃蒸发结晶；b.趁热过滤；c.温水洗涤；d.低于60 ℃干燥，得到成品。
①步骤b中趁热过滤的目的是_________________________________________________。
②步骤c中洗涤固体的操作是_________________________________________________。
(5)目前已开发出电解法制取ClO2的新工艺，一定条件下电解饱和食盐水，在________极(填“阴”或“阳”)生成NaClO3，然后用HCl作还原剂生成ClO2，该反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________；将反应后的残液(含少量NaClO3和较多的NaCl)置于________中蒸发浓缩，放到电解槽中，将NaCl再电解成NaClO3，聚集成NaClO3的浓溶液进行循环使用，反应效率达到87.5%。
(6)下图是用石墨作电极，一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2的示意图：
电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况下)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为______ mol，用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因：____________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________。
答案 (1)安全瓶，防止倒吸 干燥管
(2)2NaClO3＋Na2SO3＋H2SO4===2ClO2↑＋2Na2SO4＋H2O
(3)2ClO2＋2OH－===ClO＋ClO＋H2O
(4)①防止析出NaClO2·3H2O晶体，影响产品纯度
②在过滤器中加38～60 ℃的温水浸没沉淀物，等液体自然流出后，重复操作2～3次
(5)阳 2NaClO3＋4HCl===2ClO2＋Cl2＋2NaCl＋2H2O 蒸发皿
(6)0.01 阴极上水电离出的H＋放电，导致H2O的电离平衡右移，OH－浓度增大，pH增大
解析 (1)装置A作安全瓶，起到防止倒吸的作用；仪器a的名称为干燥管。(2)在反应中NaClO3→ClO2，其中氯元素化合价降低作氧化剂，Na2SO3→Na2SO4，其中硫元素化合价升高作还原剂，根据化合价升降相等和原子守恒，可得反应方程式：2NaClO3＋Na2SO3＋H2SO4===2ClO2↑＋2Na2SO4＋H2O。(3)用NaOH吸收多余的ClO2，在反应中ClO2发生歧化反应，对应离子方程式为：2ClO2＋2OH－===ClO＋ClO＋H2O。(4)①步骤b中趁热过滤的目的就是为了防止析出NaClO2·3H2O晶体，影响产品纯度；②洗涤沉淀时，应用38～60 ℃的温水浸没沉淀物，等液体自然流出后，重复操作2～3次。(5)由NaCl→NaClO3，发生氧化反应，故在阳极产生；在反应中NaClO3氧化HCl，根据化合价变化规则，可知NaClO3→ClO2，HCl→Cl2，根据得失电子相等和原子守恒，可得化学方程式：2NaClO3＋4HCl===2ClO2＋Cl2＋2NaCl＋2H2O；实验室中蒸发浓缩溶液在蒸发皿中进行。(6)阴极产生标准状况下112 mL H2，转移电子0.01 mol，消耗的n(H＋)＝0.01 mol，为保持溶液呈电中性，故有相同物质的量的Na＋通过阳离子交换膜移向阴极。阴极上H2O电离出的H＋放电，导致H2O的电离平衡向右移动，OH－浓度增大，溶液pH增大。
17．已知：氮化铝(AlN)溶于强酸产生铵盐，溶于强碱生成氨气。
(1)AlN与NaOH溶液反应的化学方程式为______________________________________。
(2)甲同学通过测定AlN与NaOH溶液反应产生氨气的质量来测定AlN的纯度(假设杂质不参与反应，忽略NH3在强碱性溶液中的溶解)，实验装置如下：
①选择上图中合适的装置，其连接顺序为__________(按气流从左到右方向，填字母)。
②装置A中干燥管的作用是_________________________________________________。
(3)乙同学通过测定氨气体积来测定AlN的纯度。
①导管a的作用是___________________________________________________________。
②读数前，需要进行的操作是_________________________________________________。
③若称取样品的质量为m g，量气管中测定的气体体积为V mL，该实验条件下的气体摩尔体积为Vm L·mol－1，则AlN的质量分数为________；若读取量气管中气体的体积时，液面左高右低，则测得的AlN的纯度________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案 (1)AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑
(2)①EBCAD ②防止倒吸、导气
(3)①保持烧瓶与分液漏斗中的压强相同，使分液漏斗中的液体能顺利滴下；消除由于加入NaOH溶液而引起的氨气体积误差 ②恢复至室温，上下调节量气管，使量气管中的液面与干燥管中的液面相平
③×100% 偏大
18．单过硫酸氢钾复合盐(PMPS)的化学组成为2KHSO5·KHSO4·K2SO4，可用作饮用水消毒剂、养殖业中的供氧剂和烟气的脱硫脱硝剂等。某校设计实验制备PMPS并探究其性质。回答下列问题：
(1)甲组同学制备PMPS溶液的步骤如下：
步骤1：将30% H2O2溶液用冰水冷却后，向其中缓慢滴加浓硫酸，得到H2SO5和H2SO4的混合溶液；
步骤2：加入NaH2PO4作稳定剂，分批加入K2CO3，至溶液pH为2～3时得到无色的PMPS溶液。
①“步骤1”H2O2溶液需事先用冰水冷却的目的是__________________________________；加入浓硫酸发生反应(可逆反应)的化学方程式为_________________________________。
②实验室中用pH试纸测定溶液pH的方法是___________________________________。
(2)乙组同学取少量PMPS溶液加入试管中，向其中滴入2滴MnSO4溶液，溶液变为紫色，说明氧化性：HSO______MnO(填“＞”或“＜”)。
(3)PMPS可用于刻蚀铜，丙组同学在PMPS溶液中加入适量的硫酸并加入铜箔，则发生的主要反应的化学方程式为________________________________________________________
__________________________________________________________________________。
(4)文献报道添加适量NaClO的PMPS可有效脱除烟气中的NO，某同学设计下列装置进行验证。
①装置A中发生反应的离子方程式为_________________________________________。
②盛装稀硝酸的仪器名称是__________；装置C的作用是_______________________。
③能说明D(气体无色)中几乎不含NO的现象是_________________________________。
答案 (1)①防止混合时温度升高导致H2O2分解 H2O2＋H2SO4(浓)H2SO5＋H2O ②将pH试纸放在干燥洁净的玻璃片上，用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上，变色后与标准比色卡比较 (2)＞ (3)KHSO5＋H2SO4＋Cu===CuSO4＋KHSO4＋H2O(或2KHSO5＋H2SO4＋2Cu===2CuSO4＋K2SO4＋2H2O) (4)①3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O ②分液漏斗 吸收氧化后生成的NO2(或NO2和少量NO) ③瓶口气体几乎无色
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