讲义13 化学实验综合题1-2021年高考化学三轮题型抢分讲义

讲义 13 化学实验综合题１ 【高考定位】化学实验方案与评价综合题主要以物质制备和性质探究考查为主，通常为考生 提供一个真实的实验环境，让考生用已有的化学原理和实验技能，结合新信息、新问题去研 究和解决问题，设计实验方案对考生来说确实有一定的难度，但试题实际上还是考察创新能 力和整体的意识，回答这些问题时，从题目中要找出实验目的是什么，实现这个目的要应用 的原理是什么，哪些原理能够达到这个目的。同时，还要关注题目中给你的信息，这些信息 包括文字信息和题目中给出的一些方程式以及提示的一些信息，特别要分析装置图给了什么 信息，还要考虑在实验当中排除一些干扰因素。 【知识讲解】 一、气体的制备 1.制备流程 （1）实验室制备气体时试剂的选择原则是方便、经济、安全原则，尽量做到减少废气的排 放；反应速率要易于控制，便于气体的收集和检验；试剂发生反应制得的气体要唯一。 （2）气体除杂注意不要引入新的杂质，如除去甲烷中的乙烯不能用酸性高锰酸钾溶液，因 为酸性高锰酸钾溶液氧化乙烯会生成二氧化碳，从而甲烷中又引入了新的杂质；不要减少被 净化气体的量，尽可能增加被净化气体的量，如除去二氧化碳中的二氧化硫气体，如果使用 氢氧化钠溶液，二氧化碳也会与氢氧化钠反应，因此选用饱和碳酸氢钠溶液，既能除去二氧 化硫，同时又能增加二氧化碳的量。需净化的气体中含有多种杂质时，除杂顺序：一般先除 去酸性气体，如氯化氢气体，CO2、SO2 等，水蒸气要在最后除去。除杂选用方法时要保证 杂质完全除掉，如除 CO2 最好用 NaOH 不用 Ca(OH)2 溶液，因为 Ca(OH)2 是微溶物，石灰 水中 Ca(OH)2 浓度小，不易完全吸收 CO2。有时候为了保证气体除尽，还要验证一步，如验 证混合气体中既有 CO2，又有 SO2，通常用品红溶液检验 SO2，然后用溴水或酸性 KMnO4 溶液除去 SO2，再用品红溶液检验是否除尽，最后用澄清石灰水检验 CO2。 （3）气体的干燥方法与干燥装置。 气 体 的 干 燥 气体干燥选择干燥剂的原则 ①不减原则：即通过干燥操作之后，目 标气体的量不能减少；②不反应原则： 干燥剂不能与目标气体反应 酸性 干燥剂 浓 H2SO4 可以干燥 H2、O2、N2、CO2、CO、Cl2、 HCl、SO2、CH4 和 C2H4 等气体 方 法 碱性 干燥剂 碱石灰 主要用于干燥 NH3，但也可干燥 H2、O2、 N2、CO 和 CH4 等 中性 干燥剂 CaCl2 可以干燥 H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl 和 H2S 等，但不能干燥 NH3 气 体 的 干 燥 装 置 盛装液态干燥剂，用于干燥气体；也可 以盛装其他液体试剂，用来对酸性或中 性气体进行除杂 盛装碱石灰和 CaCl2 等固体干燥剂 甲装置可以盛装液体干燥剂或固体干燥 剂，乙和丙装置只能盛装固体干燥剂 （4）常见尾气处理装置及方法。 处理方法 液体吸收法 点燃法 收集法 处理装置 适用气体 装置 A 适用于吸收溶 解度小的气体，如 Cl2、 CO2 等；装置 B、C 可 吸收溶解度大的气体， 如 HCl、HBr、NH3 等 CH4、CH2===CH2、H2、 CO 等 CO、NH3、H2S 等 2.操作流程：仪器连接→检查装置气密性→填装药品→防倒吸、防氧化措施→实验过程→仪 器拆卸。 （1）加热操作：主体实验加热前一般应先通原料气赶走空气后再点燃酒精灯，其目的一是 防止爆炸；二是保证产品纯度。熄灭酒精灯时，一般是“先取后灭”的原则。 （2）接口的连接：总体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应“长”进“短”出；量气装 置应“短”进“长”出；洗气装置应“长”进“短”出；干燥管应“大”进“小”出。 （3）尾气处理：有毒气体常采用溶液（或固体）吸收或将之点燃，无毒气体直接排空。若 制备的物质极易水解，则需在尾部加装干燥管，以防空气中的水蒸气进人造成水解。 3.先后操作： (1)连接仪器时:先下后上,先左后右。 (2)加入试剂时:先固后液。 (3)实验开始时:先检查装置气密性,再加药品,后点燃酒精灯。 (4)净化气体时:一般先除去有毒、有刺激性气味的气体,后除去无毒、无味的气体,最后除水蒸 气。 (5)防倒吸实验:往往是最后停止加热或停止通气。 (6)防氧化实验:往往是最后停止通气。 二、有机物的制备 1.制备流程： 2.装置分析： (1)反应装置：有机物易挥发，反应中通常采用冷凝回流装置，以提高原料的利用率和产物 的产率。 (2)蒸馏装置： （3）分水装置：分水装置由烧瓶、分水器和回流冷凝管组成，分水器中会出现分层现象， 上层时油状物，下层时水，当油层液面高于支管口时，油层会沿着支管口流回烧瓶，当下层 液面高度过高时及时放出水层，避免水层升高流入烧瓶，对于有机可逆平衡反应可以用分水 器分出反应所生成的水，破坏反应平衡，使平衡向生成产物方向移动，以提高反应产率。 3.分离和提纯：有机物分离提纯常见的物理方法有（萃取）分液法、蒸馏或分馏法、洗气法、 渗析法、盐析法、沉淀法等。有机物的化学方法提纯一般是加入某种试剂，与杂质反应，生 成易溶于水的物质，再用分液或的蒸馏等物理方法除去杂质。 （1）无机盐溶液：若向反应溶液中加入无机盐溶液，一般是降低有机物的溶解度，便于分 层；若用无机盐溶液洗涤所得有机物，一般是除去有机物中混有的酸性杂质，如除去乙酸乙 酯中混有的乙酸和乙醇，应在混合物中加入饱和的碳酸钠溶液，杂质乙酸与碳酸钠反应，生 成了易溶于水的乙酸钠，同时降低乙酸乙酯的溶解度，充分搅拌后，用分液漏斗分液，可得 纯净的乙酸乙酯。 （2）水洗：蒸馏水洗涤一般在盐溶液洗涤之后，用于除去盐溶液和新生成的可溶性无机物。 （3）无水盐固体：有机物中混有的残留水分可以用无水盐固体与水形成结晶水合物除去， 达到干燥有机物的目的。 4. 操作要点 操作 有机实验 催化剂 温度 冷凝回流 其他 制溴苯 Fe 常温 √ 接收 HBr 装置注意防止倒吸 制硝基苯 浓 H2SO4 60℃水浴 √ 注意液体加入顺序，使用温度计 制乙酸乙酯 浓 H2SO4 加热 冷凝不回流 加入液体顺序要注意；用饱和 Na2CO3 溶液接收产物 淀粉水解 稀 H2SO4 水浴加热 × 水解产物用银氨溶液及新制 Cu（OH）2 检验，需先用碱中和酸 制乙烯 浓 H2SO4 170℃ × 使用温度计，浓 H2SO4 与乙醇体积比为 3∶1，注意加碎瓷片 【过关搏杀】 1．碳酸镧 La2(CO3)3(Mr=458)为白色粉末、难溶于水、分解温度 900℃，可用于治疗高磷酸 盐血症。在溶液中制备时，形成水合碳酸镧 La2(CO3)3·xH2O，如果溶液碱性太强，易生成 受热分解的碱式碳酸镧 La(OH)CO3。已知酒精喷灯温度可达 1000℃。回答下列问题： (1)用如图装置模拟制备水合碳酸镧： ①仪器 A 的名称为______。 ②装置接口的连接顺序为 f→______ 。 ③实验过程中通入 CO2 需要过量，原因是______。 ④该反应中生成副产物氯化铵，请写出生成水合碳酸镧的化学方程式：______。 (2)甲小组通过以下实验验证制得的样品中不含 LaOH)CO3，并测定水合碳酸镧 La2(CO3)3·xH2O 中结晶水的含量，将石英玻璃 A 管称重，记为 m1g。将样品装入石英玻璃 管中，再次将装置 A 称重，记为 m2g，将装有试剂的装置 C 称重，记为 m3g。按下图连接 好装置进行实验。 实验步骤： ①打开 K1、K2 和 K3，缓缓通入 N2； ②数分钟后关闭 K1，K3，打开 K4，点燃酒精喷灯，加热 A 中样品； ③一段时间后，熄灭酒精灯，打开 K1，通入 N2 数分钟后关闭 K1 和 K2，冷却到室温，称 量 A．重复上述 操作步骤，直至 A 恒重，记为 m4g(此时装置 A 中为 La2O3)。称重装置 C， 记为 m5g。 ①实验中第二次通入 N2 的目的为______。 ②根据实验记录，当 4 1 5 3 (m -m ) 326 (m -m ) 44 =______，说明制得的样品中不含有 La(OH)CO3；计算水合 碳酸镧化学式中结晶水数目ｘ=______(列式表示)。 (3)已知某磷酸盐浓度与对应吸光度满足下图关系，磷酸盐与碳酸镧结合后吸光度为 0.取浓 度为 30mg/L 的该磷酸盐溶液 2mL，加入适量上述实验制备的水合碳酸镧，半个小时后测定 溶液的吸光度为 0.12，计算水合碳酸镧对磷酸盐的结合率为______(结合率 = 结合的磷酸盐的量 起始的磷酸盐的量 ×100％)。 2．Na2FeO4 是一种重要的高效消毒剂，主要应用于饮用水处理。 已知：①Cl2+ 2OH- =ClO- +Cl- +H2O 是放热反应； ②NaClO 遇热水生成 NaClO3； ③Na2FeO4 为紫色固体，微溶于 NaOH 溶液，不溶于乙醇；具有强氧化性，在酸性或中性溶 液中快速产生 O2，在碱性溶液中较稳定。 回答下列问题： (1)制备 NaClO 装置如图所示： 仪器 a 中盛放的试剂为___(填名称) ，装置 C 置于冰水浴中，若温度过高，其离子方程式为 ___；若撤去 B 装置，则装置 C 中 NaOH 恰好完全反应时的溶液中 n(NaCl):n(NaClO)为___ (填 字母)。本套实验装置的缺陷是___。 a.1:1 b.＞1:1 c.＜1:5 d.1:5 (2)合成 Na2FeO4：利用 NaClO 强碱性溶液与 Fe(NO3)3 溶液在 0~5℃反应制备 Na2FeO4，装置 如图。实验中通过仪器 a 缓慢滴加的溶液是___，原因是___，三颈烧瓶中。合成 Na2FeO4 的离子方程式是___，从三颈烧瓶中获得晶体的系列操作是结晶、过滤洗涤、干燥，其中洗 涤剂可以是___(填化学式)。 (3)探究 Na2FeO4 性质：取少量 Na2FeO4 溶液于试管中，加入 H2O2、稀 H2SO4，观察到溶液 由紫红色逐渐变为黄色，并收集到无色气体，该无色气体为___(填化学式) ，若反应转移 1 mol e-，则生成__L(标准状况下)无色气体。 3．硫氰化钾(KSCN)俗称玫瑰红酸钾，是一种用途广泛的化学药品。主要用于合成树脂、杀 虫杀菌剂、芥子油、硫脲类和药物等。实验室模拟工业以 NH3 和 CS2 为原料制备 KSCN 的 实验装置如图所示： 已知：①NH3 不溶于 CS2，CS2 密度比水大且难溶于水； ②三颈烧瓶内盛放 CS2、水和催化剂，发生反应：CS2+3NH3 催化剂 加热 NH4SCN+NH4HS， 该反应比较缓慢，且 NH4SCN 在高于 170℃易分解。 (1)A 装置中固体混合物是___________；仪器 a 的名称___________ (2)C 装置的作用是___________；三颈烧瓶内的导气管插人下层 CS2 液体中，原因是 ___________。 (3)待实验中观察到___________。现象时，熄灭 A 处酒精灯，待 D 中无气泡产生时关闭 K1。 保持三颈烧瓶内液温 105℃一段时间，使 NH4HSA=NH3↑+H2S↑进行完全后，打开 K2，继续 保持液温 105℃，滴入适量的 KOH 溶液，写出生成 KSCN 的化学方程式___________。 (4)装置 E 的作用为吸收尾气，防止污染环境，写出吸收 NH3 的离子方程式___________。 (5)反应结束后将三颈烧瓶中的固体催化剂滤去，再___________。(填操作)，得到硫氰化钾 晶体。 (6)晶体中 KSCN 含量的测定：称取 10.0g 样品，配成 1000mL 溶液。量取 20.00mL 溶液于 锥形瓶中，加入适量稀硝酸，再加人几滴 a 作指示剂，用 0.1000mol·L-1AgNO3 标准溶液滴 定，达到滴定终点时消耗 AgNO3 标准溶液 18.00mL。（已知：滴定时发生的反应为 SCN-+Ag+=AgSCN↓(白色)） ①指示剂 a 为___________。 ②晶体中 KSCN 的质量分数为___________。(只要求写出计算结果) 4．蛭石是一种铝硅酸盐(不溶于稀酸、碱)，加热后体积会增大为原体积的 60 倍，具有理想 的保温及涵水功能，是种植业的优良基质材料。一种“暖宝宝”内充 Fe 粉、蛭石粉、活性炭、 NaCl 固体和吸水性树脂，使用时去掉不透气的外包装使透气内袋暴露在空气中，即可发热 至 53℃左右。某化学兴趣小组设计了以下实验，探究已使用过的“暖宝宝”成分、回收蛭石， 并制备“引火铁”(一种抛撒到空气中即可自燃的超细铁粉)。 （实验方案） （实验装置）(制引火铁) 回答下列问题： (1)在“暖宝宝”的使用过程中，蛭石粉的作用是_______。影响“暖宝宝”发热的持续时间和温 度的主要因素是_______。 (2)“实验方案”中“操作 A”的具体内容为_______。 (3)有关使用后的“暖宝宝”中铁元素的存在形式，下列说法正确的是_______。 A．一定含有 Fe、Fe2+、Fe3+ B．一定含 Fe3+ C．一定含有 Fe2+、Fe3+ D．可能含 Fe (4)制引火铁的“实验装置”中有两处明显的缺陷，分别是_______和_______。 (5)制取 CO 时，浓硫酸的作用是_______。实验开始时，应先点燃_______(填“X”或“Y”)处酒 精灯。 (6)“引火铁”在空气中能自燃的原因是_______。 5．乙酰苯胺( )在工业上可作橡胶硫化促进剂、纤维酯涂料的稳定剂、过氧 化氢的稳定剂等，可通过本胺( )和乙酸酐( )反应制得。 已知：纯乙酰苯胺是白色片状晶体，相对分子质量为 135，熔点为 114℃，易溶于有机溶剂。 在水中的溶解度如下。 温度 20 25 50 80 100 溶解度/(g/100g 水) 0.46 0.56 0.84 3.45 5.5 实验室制备乙酰苯胺的步骤如下(部分装置省略)： Ⅰ.粗乙酰苯胺的制备。将 7mL(0.075mol)乙酸酐放入三口烧瓶 c 中，在恒压滴液漏斗 a 中放 入 5mL(0.055mol)新制得的苯胺。将苯胺在室温下逐滴滴加到三口烧瓶中。苯胺滴加完毕， 在石棉网上用小火加热回流 30min，使之充分反应。待反应完成，在不断搅拌下，趁热把反 应混合物缓慢地倒入盛有 100mL 冷水的烧杯中，乙酰苯胺晶体析出。充分冷却至室温后， 减压过滤，用_______洗涤晶体 2~3 次。用滤液冲洗烧杯上残留的晶体，再次过滤，两次过 滤得到的固体合并在一起。 Ⅱ.乙酰苯胺的提纯。将上述制得的粗乙酰苯胺固体移入 250mL 烧杯中，加入 100mL 热水， 加热至沸腾，待粗乙酰苯胺完全溶解后，再补加少量蒸馏水。稍冷后，加入少量活性炭吸附 色素等杂质，在搅拌下微沸 5min，趁热过滤。待滤液冷却至室温，有晶体析出，_______， 称量产品为 3.28g。 回答下列问题： (1)仪器 b 的名称是_______。 (2)写出反应的化学方程式_______。 (3)减压过滤的优点是_______；步骤Ⅰ用滤液而不用冷水冲洗烧杯的原因是洗涤晶体宜选用 _______(填字母)。 A．乙醇 B．CCl4 C．冷水 D．乙醚 (4)步骤Ⅱ中，粗乙酰苯胺溶解后，补加少量蒸馏水的目的是_______。 (5)步骤Ⅱ中，称量前的操作是_______。上述提纯乙酰苯胺的方法叫_______。 (6)乙酰苯胺的产率为_______。(计算结果保留 3 位有效数字) 6．苯乙酮( )广泛用于皂用香精和烟草香精中，可由苯和乙酸酐制备。 已知： 名称 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·mL-1 ) 溶解性 苯 5.5 80.1 0.88 不溶于水,易溶于有机溶剂 苯乙酮 19.6 203 1.03 微溶于水，易溶于有机溶剂 乙酸酐 -73 139 1.08 有吸湿性,易溶于有机溶剂 乙酸 16.6 118 1.05 易溶于水，易溶于有机溶剂 步骤 I：向三颈烧瓶中加入 39 g 苯和 44.5 g 无水氯化铝，在搅拌下滴加 25.5 g 乙酸酐(C4H6O3)， 在 70～80℃下加热 45min，发生反应： ＋(CH3CO)2O 3AlCl ＋CH3COOH。 步骤 II：冷却后将反应物倒入 100g 冰水中，有白色胶状沉淀生成，采用合适的方法处理， 水层用苯萃取，合并苯层溶液，再依次用 30 mL 5% NaOH 溶液和 30 mL 水洗涤，分离出的 苯层用无水硫酸镁干燥。 步骤 III：常压蒸馏回收苯，再收集产品苯乙酮。 请回答下列问题： (1)AlCl3 在反应中作___________，步骤 I 中的加热方式为___________。 (2)根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶的最适宜规格为___________(填标号)。 A．100 mL B．250 mL C．500 mL D．1000 mL (3)图示实验装置虚线框内缺少一种仪器，该仪器名称为___________。 (4)步骤 II 中生成的白色胶状沉淀的化学式为___________，该物质易堵塞滤纸，处理白色胶 状沉淀的方法为___________。 (5)步骤 II 中用 NaOH 溶液洗涤的目的是___________。 (6)步骤 III 中收集苯乙酮的温度应为___________。 (7)实验中收集到 24.0 mL 苯乙酮，则苯乙酮的产率为___________。 7．氯苯是染料、医药、有机合成的中间体，是重要的有机化工产品。实验室制取氯苯的装 置如图所示(加热和夹持装置已略去)。 回答下列问题： (1)仪器 a、b 组合成制取氯气的装置，反应不需要加热，则仪器 a 中的固体反应物可以是__(填 标号)。 A．MnO2 B．KMnO4 C．KClO3 (2)把氯气通入仪器 d 中(仪器 d 中有 FeCl3 和苯)，加热维持反应温度为 40～60 ℃，温度过 高会生成过多的二氯苯。对仪器 d 加热的方法是_______。 (3)仪器 c 的名称是_______，仪器 c 出口的气体成分有 HCl、Cl2、水蒸气和_______。 (4)制取氯苯的化学方程式为_______。 (5)仪器 d 中的反应完成后，工业上要进行水洗、碱洗及食盐干燥，才能蒸馏。 ①碱洗之前要进行水洗，其目的是_______。 ②用 10% NaOH 溶液碱洗时发生氧化还原反应的离子方程式为_______。 (6)工业生产中苯的流失情况如表所示： 项目 二氯 苯 氯化尾气 蒸气 成品 不确定苯耗 合计 苯流失量/(kg·t-1) 11.7 5.4 20.8 2.0 49.3 89.2 则 10 t 苯可得成品氯苯_______t。(列出计算式即可) 8．己二酸二甲酯又称己二酸双甲酯、肥酸二甲酯，为一种无色透明液体，工业上主要用于 合成中间体、医药、香料等。实验室以已二酸和甲醇为原料制备己二酸二甲酯的反应原理和 实验装置（加热装置及夹持仪器省略）如下： +2CH3OH +2H2O 相关性质 己二酸 甲醇 己二酸二甲酯 熔点/℃ 152 -97 8 相对密度/(g•cm-3) 1.36 0.79 1.06 相对分子质量 146 32 174 实验过程 Ⅰ.将 5.84g 己二酸加入到圆底烧瓶中，加入 32mL 甲醇（过量），缓缓加入 4mL 浓 H2SO4， 1~2 粒沸石，装上回流装置，回流装置上端装一干燥管，加热回流 2h； Ⅱ.稍冷，蒸出大部分的甲醇（约 20mL），加入 10g 碎冰，用 20mL 乙醚三次萃取； Ⅲ.将乙醚溶液合并，用 20mL 饱和 Na2CO3 溶液洗涤，再用 10mL 饱和 NaCl 溶液多次洗涤， 无水 MgSO4 干燥 0.5h； Ⅳ.过滤，蒸出乙醚，再减压蒸出少量残留的甲醇，得无色液体 5.6g。 回答下列问题： （1）上图仪器 X 的名称为____，自来水应先从___（填“a”或“b”）口通入。 （2）步骤Ⅰ中，加入过量甲醇的目的是___；若甲醇分子中的氧原子为 18O，则反应后 18O 存在于____（填“己二酸二甲酯”或“水”）中。 （3）步骤Ⅱ中，萃取所用到的主要仪器是___。 （4）步骤Ⅲ中，用饱和 Na2CO3 溶液洗涤的目的是____。 （5）写出步骤Ⅲ中己二酸与 Na2CO3（按物质的量之比为 1：1）反应的化学方程式：___。 参考答案 【过关搏杀】 1．(1) ①分液漏斗②badec③控制溶液不能碱性太强，否则易生成副产物碱式碳酸镧④ 2LaCl3+6NH3+3CO2+(x+3)H2O=La2(CO3)3·xH2O↓+6NH4Cl(2) ①将装置中产生的气体全部吹 入后续装置中被吸收，减少实验误差② 1 3 ； 2 1 4 1 326(m -m ) -458(m -m ) 18 或 2 1 5 3 132(m -m ) -458(m -m ) 18 （3）75% 【解析】结合装置以及所给试剂，制取水合碳酸镧的原理为 2LaCl3+6NH3+3CO2+(x+3)H2O=La2(CO3)3·xH2O↓+6NH4Cl，装置 Y 制备 NH3，NH3 易溶于水， 通入带有球形干燥管的导气管中防倒吸，装置 W 制备 CO2，装有饱和碳酸氢钠的装置 X 用 于除去 CO2 中的 HCl，防止消耗过多的氨气，在装置 Z 中生成水合碳酸镧。根据已知信息， m2-m1 为 La2(CO3)3·xH2O 的质量，m4-m1 为 La2O3 的质量，m5-m3 为 CO2 的质量。B 中装有 浓硫酸，C 中装有碱石灰，D 中碱石灰的作用是防止空气中 CO2 和 H2O 进入到装置 C 中影 响实验结果；第一次通入 N2，目的是排出装置中的空气，防止空气中 CO2 干扰实验结果， 第二次通入 N2，将装置中残留的 CO2 全部排入装置 C 中被吸收，减小实验误差。 【详解】 (1)①根据仪器的结构特点可知其名称为分液漏斗； ②结合分析可知装置接口顺序应为 f→b→a→d→e→c； ③根据题目信息可知如果溶液碱性太强，易生成受热分解的碱式碳酸镧 La(OH)CO3，所以 通入 CO2 需要过量的原因是：控制溶液不能碱性太强，否则易生成副产物碱式碳酸镧 La(OH)CO3； ④根据元素守恒可知化学方程式为 2LaCl3+6NH3+3CO2+(x+3)H2O=La2(CO3)3·xH2O↓+6NH4Cl； (2)①第二次通入 N2，将装置中残留的 CO2 全部排入装置 C 中被吸收，减小实验误差； ②如果制得的样品中不含有 La(OH)CO3，则由 La2(CO3)3·xH2O 化学式可知 n(La2O3)： n(CO2)=1:3，即 4 1 5 3 (m -m ) 326 (m -m ) 44 = 1 3 ；n(La2O3)=n[La2(CO3)3·xH2O]，可求出水合碳酸镧化学式中结 晶水数目 x= 2 1 4 1 326(m -m ) -458(m -m ) 18 或 2 1 5 3 132(m -m ) -458(m -m ) 18 ； (3)根据题意，加入水合碳酸镧吸光度为 0.12，可知此时磷酸盐的浓度为 7.5mg/L，水合碳酸 镧对磷酸盐的结合率= 30-7.5 100%30  =75%。 2．（1）浓盐酸；3Cl2+6OH- Δ 5Cl-+ 3ClO +3H2O；b；缺少尾气处理装置，污染环境（2）Fe(NO3)3 溶液；保证碱性环境，防止在酸性条件下 Na2FeO4 反应而变质； 3ClO-+2Fe3++10OH-=2 2 4FeO  +3Cl-+5H2O；C2H5OH（3）O2；11.2 【解析】 (1)A 装置为制取氯气装置，没有加热装置，应用 KMnO4 与浓 HCl 反应，其化学 方程式为 2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，故 a 中应盛放浓盐酸，由题中信息 ②知，NaClO 遇热水生成 NaClO3，若 C 中温度过高，会生成 NaClO3，其离子方程式为 3Cl2+6OH- Δ 5Cl-+ 3ClO +3H2O，若撤去 B，生成的 Cl2 中混有 HCl，由题中信息①可知，Cl2 与 NaOH 反应生成 NaClO 和 NaCl 是 1:1，而 HCl 也会与 NaOH 反应生成 NaCl，故 n(NaCl):n(NaClO)＞1:1，b 选项符合，因为 Cl2 是有毒气体，该装置缺少尾气处理装置，污 染环境。 (2)由题中信息③可知，Na2FeO4 在碱性溶液中较稳定，而 Fe(NO3)3 溶液呈酸性，NaClO 溶 液呈碱性，则为保证碱性环境，仪器 a 中盛装 Fe(NO3)3 溶液，三颈烧瓶中盛装 NaClO 和 NaOH 混合溶液，发生反应的离子方程式为 3ClO-+2Fe3++10OH-=2 2 4FeO  +3Cl-+5H2O，由题中信息 ③可知，Na2FeO4 不溶于乙醇，可用乙醇作洗涤剂，其化学式为 C2H5OH。 (3)Na2FeO4 中 Fe 元素为+6 价，具有很强的氧化性，故将 H2O2 氧化，产生无色气体 O2，溶 液由紫红色逐渐变为黄色，可知生成了 Fe3+，其反应的离子方程式为 2 2 4FeO  +3H2O2+10H+=2Fe3++3O2↑+8H2O，由离子方程式可知，转移 6mole-，生成 3molO2， 则反应转移 1 mol e-，生成 O20.5mol，即标准状况下 11.2L。 3．（1）消石灰或氢氧化钙或熟石灰和 NH4Cl；球形干燥管（2）观察气泡的流速，便于调控 生成氨气的速率；使氨气与 CS2 充分接触，防倒吸（3）三颈烧瓶内液体不分层； 4 3 2 ΔNH SCN+KOH KSCN+NH +H O （4） 2- + 3+ 3 2 7 2 22NH +Cr O +8H =N +2Cr +7H O（5） 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥（6）①Fe(NO3)3②87.3% 【解析】加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨气，用碱石灰干燥后，在三颈烧瓶中氨气与 CS2 反应生成 NH4SCN、NH4HS，滴入 KOH 生成 KSCN，滤去三颈烧瓶中的固体催化剂， 再减压蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到硫氰化钾晶体，多余的氨气在 E 中 发生反应 2NH3+Cr2O 2 7  +8H+=N2+2Cr3++7H2O 转为氮气。 (1) 根据以上分析 A 中的混合物为消石灰或氢氧化钙或熟石灰和 NH4Cl，仪器 a 的名称为球 形干燥管； (2) 通过观察 C 中的气泡流速，判断 A 中产生氨气的速度，控制装置 A 的加热温度；故答 案为：观察气泡流速，控制装置 A 的加热温度；为了使氨气与 CS2 充分接触，防倒吸，所 以将三颈烧瓶内的导气管插人下层 CS2 液体中； (3) 待实验中观察到三颈烧瓶内液体不分层；NH4HS 加热易分解，制备 KSCN 溶液时，熄 灭 A 处的酒精灯，关闭 K1，保持三颈烧瓶内液温 105°C 一段时间，其目的是让 NH4HS 完 全分解而除去，然后打开 K2，继续保持液温 105°C，缓缓滴入适量的 KOH 溶液，装置 D 中 NH4SCN 和 KOH 反应生成 KSCN，化学方程式：NH4SCN+KOH Δ KSCN+NH3↑+H2O；故答 案为：NH4SCN+KOH Δ KSCN+NH3↑+H2O； (4) 装置 E 中， NH3 被酸性重铬酸钾氧化为氮气，反应离子方程式为： 2NH3+Cr2O 2 7  +8H+=N2+2Cr3++7H2O；故答案为：2NH3+Cr2O 2 7  +8H+=N2+2Cr3++7H2O； (5) 先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂，再减压蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得 到硫氰化钾晶体。故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；过滤洗涤干燥； (6) ①Fe3+遇 KSCN 变红色，所以滴定过程的指示剂 a 为 Fe (NO3) 3 溶液；故答案为：Fe (NO3) 3 溶液；②达到滴定终点时消耗 0.1000mol/L AgNO3 标准溶液 18.00mL，根据方程式 SCN-+Ag+=AgSCN↓(白色) 可知，20.00mL 溶液中 KSCN 的物质的量是 0.018L× 0.1mol/L=0.0018mol，晶体中 KSCN 的质量分数为： 1000mL0.0018mol 97g/mol 20mL 100%=87.3%10.0g    ；故答案为：87.3%。 4．（1）保温；透气膜透过空气的速度和铁粉的含量（2）在空气中灼烧（3）BD（4）缺少 除 CO 中甲酸气体的装置；尾气未处理（5）催化剂和脱水剂；X（6）铁粉的表面积大，能 与空气充分接触，反应速率大 【解析】由电化学可知“暖宝宝”内充 Fe 粉、蛭石粉、活性炭、NaCl 固体和吸水性树脂的作 用原理是利用铁、石墨和空气中的氧气形成微小的原电池来发热的，由实验方案可知，暖宝 宝内容物与稀硫酸反应生成硫酸铁或硫酸亚铁，然后过滤得到固体 A 中含蛭石和石墨，通 过实验可知酸溶液中含有铁离子和亚铁离子、氯化钠，硫酸和硫酸根等，加入双氧水和氢氧 化钠后生成氢氧化铁沉淀，灼烧后得到红棕色粉末 B 为氧化铁，再与 CO 反应得到“引火铁”。 (1) 由题干信息可知，蛭石是一种铝硅酸盐(不溶于稀酸、碱)，具有理想的保温及涵水功能 故在“暖宝宝”的使用过程中，蛭石粉的作用是保温；影响“暖宝宝”发热的持续时间和温度的 主要因素是反应速率即热量放出的速率，反应速率又与空气中氧气的进入速率有关，故影响 的主要因素是透气膜透过空气的速度和铁粉的含量。 (2)由题干流程图可知，“实验方案”中“酸溶”后过滤出固体 A 中含有蛭石和活性炭，要得到 蛭石就是要出去其中的活性炭，故“操作 A”的具体内容为在空气中灼烧。 (3)由题干流程图可知，“酸溶液”中加入 K3Fe(CN)6 生成蓝色沉淀，说明“酸溶液”中含有 Fe2+， 可能是使用后的“暖宝宝”中存在 Fe2+，也可能是 Fe 和稀硫酸反应生成了 Fe2+，加入 KSCN 溶液，生成血红色溶液，说明酸溶液中含有 Fe3+，而稀硫酸无强氧化性，故使用后的“暖宝 宝”中一定存在 Fe3+，综上分析可知，使用后的“暖宝宝”中铁元素的存在形式一定含 Fe3+可 能含 Fe、Fe2+。 (4)由于 HCOOH 具有较强的挥发性且与氧化铁反应，CO 有毒不能直接排放到空气中，必须 进行尾气处理，故制引火铁的“实验装置”中两处明显的缺陷分别是缺少除 CO 中甲酸气体的 装置和尾气未处理。 (5)制取 CO 的反应方程式为：HCOOH Δ 浓硫酸 CO+H2O，浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂，由 于 CO 具有可燃性，故需先通入 CO 将装置中的空气排空再加入红棕色粉末 B，故实验开始 时，应先点燃 X 处酒精灯。 (6)由于“引火铁”是一种超细铁粉，表面积很大，能与空气中的氧气充分接触，故反应速率很 快，且反应放热而短时间内达到铁的着火点而自燃，故“引火铁”在空气中能自燃的原因是铁 粉的表面积大，能与空气充分接触，反应速率大。 5．（1）球形冷凝管（2） （3）过滤 速度快、所得固体更干燥；用滤液冲洗烧杯可减少乙酰苯胺的溶解损失；C（4）减少趁热 过滤时乙酰苯胺的损失（5）过滤、洗涤、干燥；重结晶（6）44.2% 【解析】该实验的目的是制备乙酰苯胺( )，反应的原理是苯胺( )、 乙酸酐( )反应，生成乙酰苯胺( )，由于产物的溶解度随温 度的升高而增大，故采用冷水洗涤，过滤后得到粗品，最后进行提纯。 (1)仪器 b 为球形冷凝管。 (2)反应物为苯胺( )、乙酸酐( )，生成物之一为乙酰苯胺 ( )，可知苯胺与乙酸酐发生取代反应生成乙酰苯胺和乙酸，化学方程式为： 。 (3) 减压的操作优点是：可加快过滤速度，并能得到较干燥的沉淀；用滤液冲洗烧杯可减少 乙酰苯胺的溶解损失； 为有机物，根据相似相溶原理，乙酰苯胺在冷水中的溶 解度会更小。 (4)趁热过滤时，温度会降低，为防止乙酰苯胺在过滤时析出，应补加少量蒸馏水。 (5)因为需要准确称量乙酰苯胺的质量，所以乙酰苯胺结晶后，需要过滤、洗涤并干燥。题 述提纯的方法利用了乙酰苯胺在水中的溶解度随温度变化较大的性质，该法为重结晶。 (6)乙酸酐过量，苯胺为 0.055mol，因此理论上可制得乙酰苯胺 0.055mol，实际制得乙酰苯 胺的物质的量 1 3.28g 0.0243mol135g mol  ， 0.0243mol100%= 100% 44.2%0.055mol    实际产量产率 理论产量 。 6．（1）催化剂；70～80℃的水浴加热（2）B（3）冷凝管（4）Al(OH)3；加入盐酸，使其 溶解，即 Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O（5）除去产品中的乙酸（6）80.1℃~203℃（7）82.4% 【解析】根据题中信息和相关数据可知，步骤 I 发生 ＋(CH3CO)2O 3AlCl ＋CH3COOH 反应，由于产品均易溶于有机溶剂，步骤 II 中产生白色胶 状沉淀为 Al(OH)3，用 NaOH 溶液除去产品中乙酸，根据苯和苯乙酮的沸点差异，用蒸馏方 法分开苯和苯乙酮。 (1)由 ＋(CH3CO)2O 3AlCl ＋CH3COOH 可知，AlCl3 是反应 发生的条件，反应前后 AlCl3 均存在，故 AlCl3 在反应中作催化剂，因为需要在 70～80℃温 度下加热，为便于控制温度且未超过 100℃，加热方式为 70～80℃的水浴加热。 (2)由题意知，实验中共用到的药品为 39 g 苯体积约为 V(苯)= 39g 0.88g / mL =44.3mL，44.5 g 无水氯化铝为固体，其体积可忽略，25.5 g 乙酸酐(C4H6O3)体积约为 V(乙酸 酐)= 25.5g 1.08g / mL =23.6mL，液体总体积为 V(总)=44.3mL+23.6mL=67.9mL，根据反应液不超 过总容积的 2 3 ，即三颈烧瓶的容积 V＞101.8mL，故选三颈烧瓶的容积 250mL，B 符合题意。 (3)由于苯的沸点为 80.1℃，而反应的温度需要 70～80℃，这样苯易挥发，不利于产物的制 取，需要冷凝回流装置，即加装的仪器为冷凝管。 (4)由题中信息和步骤 II 的过程可知，产物均易溶于有机溶剂，AlCl3 易水解，即冷却后将反 应物倒入 100g 冰水中，产生的白色胶状沉淀为 Al(OH)3，处理白色胶状沉淀[Al(OH)3]的方 法加入盐酸，使其溶解，即 Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O。 (5)由于产物之一乙酸也易溶于有机溶剂，故苯层溶液用 30 mL 5% NaOH 溶液洗涤，主要是 除去产品中的乙酸。 (6)由题中信息可知，苯的沸点为 80.1℃，苯乙酮的沸点为 203℃，用常压蒸馏回收苯，从而 获得苯乙酮，温度为 80.1℃~203℃。 (7)由题意知，苯的物质的量为 n(苯)=     m M 苯 苯 = 39g 78g / mol =0.5mol，乙酸酐的物质的量为 n(乙 酸酐)=     m M 乙酸酐 乙酸酐 = 25.5g 102g / mol =0.25mol，由方程式 ＋(CH3CO)2O 3AlCl ＋CH3COOH 可知，苯与乙酸酐以物质的量之比 1:1 反应，则苯过量， 所以苯乙酮的物质的量 n(苯乙酮)= n(乙酸酐)=0.25mol，则苯乙酮的理论产量为 m(苯乙 酮)=0.25mol×120g/mol=30g，而实际生成 24mL 的苯乙酮，苯乙酮的实际产量为 m(苯乙 酮)=24mL×1.03g/mL=24.72g，苯乙酮的产率为 24.72g 100%30g  =82.4%。 7．（1）BC（2）水浴加热（3） (球形)冷凝管；苯蒸气（4） +Cl2 3FeCl Δ +HCl（5）①洗去产品中的 FeCl3、HCl，节省碱的用量，降低成本②Cl2＋2OH-=Cl-＋ClO- ＋H2O（6）  10 1-0.0892 112.5 78   【解析】(1)实验室制备氯气需要二氧化锰和浓盐酸，在加热下进行才能发生，而高锰酸钾 和氯酸钾都具有强氧化性，制取氯气不需要加热就可以发生，故选 BC； (2)氯气与苯反应温度维持在 40～60 ℃，温度过高会生成过多的二氯苯，为了防止生成过多 的二氯苯，采用水浴加热，可以控制温度； (3)根据装置图可知，仪器 c 为球形冷凝管；苯的沸点低，易挥发出来，出口的气体还有苯 蒸气； (4)本实验用氯气和苯在 FeCl3 作催化剂和加热条件下发生的方程式为： +Cl2 3FeCl Δ +HCl； (5) ①反应结束后，产品中还有 FeCl3、HCl 等杂质，为了节约碱的用量，降低成本，故碱 洗之前要进行水洗； ②用 NaOH 溶液碱洗时，NaOH 与残留的氯气反应，其离子方程式为：Cl2＋2OH-=Cl-＋ClO- ＋H2O； (6) 苯的总流失量为 89.2 kg·t-1，故 1t 苯中参加反应的苯的质量为1 (1 0.0892)t   ，由苯与 氯苯质量比为 78:112.5，苯可制得成品氯苯为：  10 1-0.0892 112.5 78   t。 8．（1）球形冷凝管；b（2）作为溶剂，提高己二酸的转化率；己二酸二甲酯（3）分液漏斗 （4）除去残留的己二酸等酸性物质，减少己二酸二甲酯的溶解损失（5） HOOC(CH2)4COOH+Na2CO3→NaOOC(CH2)4COONa+H2O+CO2↑ 【解析】(1)由题给装置可知，仪器 X 为球形冷凝管，为增强冷凝回流的效果，应从球形冷 凝管的下口 b 处通入自来水。 (2)步骤Ⅰ中，加入过量甲醇一是可以溶解己二酸，使反应物己二酸和甲醇充分接触，二是 增大反应物的浓度，使酯化反应向正反应方向移动，有利于提高己二酸的转化率；酯化反应 的机理是羧酸脱掉羟基，醇脱掉氢原子，则反应后 18O 存在于己二酸二甲酯中。 (3)步骤Ⅱ中，萃取所用到的主要仪器是分液漏斗。 (4)步骤Ⅲ中，用饱和 Na2CO3 溶液洗涤可以除去己二酸二甲酯中残留的己二酸等酸性物质， 同时也可以降低己二酸二甲酯的溶解度，减少溶解造成的损失。 (5)羧酸的酸性强于碳酸，物质的量比为 1:1 的己二酸与碳酸钠反应生成己二酸钠、二氧化碳 和水，反应的化学方程式为 HOOC(CH2)4COOH+Na2CO3→NaOOC(CH2)4COONa+H2O+CO2↑。