讲义14 化学实验综合题2-2021年高考化学三轮题型抢分讲义

讲义 14 化学实验综合题 2 【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、物质的性质与探究 1.物质性质综合性实验设计与评价题的基本流程:原理→反应物质→实验装置→现象→结论 →作用意义→联想。 (1)实验是根据什么性质和原理设计的?实验的目的是什么? (2)所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理进行全面的分析比 较和推理,并合理选择)。 (3)有关装置:性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。 (4)有关操作:技能、操作顺序、注意事项或操作错误的结果。 (5)实验现象:自下而上,自左而右,全面观察。 (6)实验结论:直接结论或导出结论。 2.探究实验的一般思路： 虽然探究性实验主要考查学生的探究能力,但在问题的设置上常常包含了对实验基础知 识的考查,如:①常见物质分离提纯的方法:结晶法、蒸馏法、过滤法、升华法、萃取分液法、 渗析法等。②常见气体的制备、净化、干燥、收集方法。③熟悉重点操作:a.气密性检查;b. 量气操作;c.防倒吸、防污染操作;d.蒸发、灼烧操作…… (1)性质探究类：该类题型以探究物质未知的性质、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)假设探究类：此类试题通常是根据所学知识,结合题给信息或条件,对实验现象进行科学的 分析,提出合理的假设,然后设计实验探究假设是否合理。假设探究类实验解题的核心是实验 设计部分,假设探究型实验方案的设计要点如下:①在探究实验的设计过程中往往可以通过对 比实验,即设计几组平行实验来对照、比较,从而研究和揭示某种规律,解释某种现象形成的原 因或证明某种反应机理等。②无论是对无机物还是有机物性质的探究实验设计,都必须建立 在牢牢掌握元素化合物知识的基础上,大胆猜想,细心论证,脱离了元素化合物的知识基础,孤 立地看实验问题是不科学的。只有灵活运用已有的元素化合物知识,才能使探究性实验变为 验证性实验,使复杂问题简单化。 3.实验条件控制 操作 原因 增大原料浸出率的措施 搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气液或固液接触面 积 减压蒸馏(减压蒸发)的原因 减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如 H2O2、浓硝酸、NH4HCO3 等) 蒸发、反应时的气体氛围 抑制××离子的水解(如加热蒸发 AlCl3 溶液时需在 HCl 气流 中进行，加热 MgCl2·6H2O 得 MgCl2 时需在 HCl 气流中进 行等) 调节溶液的 pH ①调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其中某些金属离子形 成氢氧化物沉淀) ②“酸作用”还可除去氧化物(膜) ③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二 氧化硅等 ④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件) 控制温度 ①加热的目的：加快化学反应速率或使化学平衡向某方向 移动 ②降温的目的：防止某物质在高温时分解或使化学平衡向 某方向移动 ③控制温度在一定范围的目的：若温度过低，则反应速率 (或溶解速率)较慢；若温度过高，则某物质(如 H2O2、氨水、 草酸、浓硝酸、铵盐等)会分解或挥发 ④水浴加热的好处：受热均匀，温度可控，且温度不超过 100 ℃ ⑤冰水浴冷却的目的：防止某物质分解或挥发 ⑥趁热过滤的原因：保持过滤温度，防止温度降低后某物 质析出 4.实验操作目的 常见操作 思维方向 通入 N2 或其他惰性气体 除去装置中的空气，排除氧气的干扰 末端放置干燥管 防止空气中的水蒸气或二氧化碳干扰实验 洗涤晶体 ①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的 杂质 ②“冰水洗涤”：能洗去晶体表面的杂质离子， 同时防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗 ③用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面 的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出， 减少损耗等 ④洗涤沉淀的方法：往过滤器中加入蒸馏水 至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操 作 2～3 次 固液加热型制气装置中恒压分液漏斗上的支 管的作用 保证反应器(一般为圆底烧瓶)内气压与恒压 分液漏斗内气压相等(平衡气压)，使分液漏斗 中的液体易于滴下 冷凝回流的作用及目的 防止××蒸气逸出脱离反应体系，提高××物质 的转化率 4.实验操作目的 操作 目的 通入 N2 或其他惰性气体 除去装置中的空气，排除氧气的干扰 末端放置干燥管 防止空气中的水蒸气或二氧化碳干扰实验 洗涤晶体 ①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的 杂质 ②“冰水洗涤”：能洗去晶体表面的杂质离子， 同时防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗 ③用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面 的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出， 减少损耗等 ④洗涤沉淀的方法：往过滤器中加入蒸馏水 至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操 作 2～3 次 固液加热型制气装置中恒压分液漏斗上的支 管的作用 保证反应器(一般为圆底烧瓶)内气压与恒压 分液漏斗内气压相等(平衡气压)，使分液漏斗 中的液体易于滴下 冷凝回流的作用及目的 防止××蒸气逸出脱离反应体系，提高××物质 的转化率 二、实验方案设计与评价 1.解题策略 实验完整的化学实验方案包括“四大环节”，即：实验原理、实验装置和药品(其中包括： 装置类型、仪器的组装等)、实验步骤(其中包括：加装药品、气密性检查、除杂干燥、主体 实验、安全措施等)、实验现象的观察、记录及实验数据的分析处理等。设计合理的实验方 案必须掌握比较全面的实验基本原理和基本技能，要做到：设计原理正确、实验程序合理、 操作步骤简便、现象明显、相关结论正确。实验设计的解答策略如下： （1）明确目的原理：首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有哪些新的信息， 综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。 （2）选择仪器药品：根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件，如 反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器和橡皮、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围 等，从而选择合理的化学仪器和药品。 （3）设计装置步骤：根据上述实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的 实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤 应完整而又简明。 （4）记录现象数据：根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。 （5）分析得出结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等 处理，得出正确的结论。 2.答题模板 基本操作 规范答题 滴定操作 滴定时，左手控制滴定管活塞，右手振荡锥形瓶，眼睛注视 锥形瓶内溶液颜色的变化 证明沉淀完全的操作 静置，取沉淀后的上层清液，加入××试剂(沉淀剂)，若没有沉 淀生成，说明沉淀完全 洗涤沉淀的操作 沿玻璃棒向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至没过沉淀，静置使 其全部滤出，重复操作数次 检验沉淀是否洗涤干净的操 作 取最后一次洗涤液，加入××试剂(根据沉淀可能吸附的杂质离 子，选择合适的检验试剂)，若没有××(特征现象)出现，证明 沉淀已洗涤干净 从溶液中得到晶体的操作 蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤(包括水洗、冰水洗、热水 洗、乙醇洗等)→干燥 蒸发结晶的操作 将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒不断搅拌，待有大 量晶体出现时停止加热，利用余热蒸干剩余水分 【过关搏杀】 1．某学习小组通过下列装置探究 MnO2 与 FeCl3·6H2O 能否反应产生 Cl2。已知 FeCl3 的升华 温度为 315℃。 实验操作和现象： 操作 现象 点燃酒精灯，加热 i.试管 A 中部分固体溶解，上方出现白雾 ii.稍后，试管 A 中产生黄色气体，管壁附着黄色液滴 iii.试管 B 中溶液变蓝 (1)分析现象 ii，该小组探究黄色气体的成分，实验如下： a.加热 FeCl3·6H2O，产生白雾和黄色气体。 b.用 KSCN 溶液检验现象 ii 和实验 a 中的黄色气体，溶液均变红。 通过该实验说明现象 ii 中黄色气体含有_______(填化学式)。 (2)为进一步确认黄色气体是否含有 Cl2，该小组提出以下方案，证实了 Cl2 的存在：在 A、B 间增加盛有某种试剂的洗气瓶 C，B 中溶液变为蓝色。C 中盛放的试剂是_______(填字母序 号)。 A．NaCl 饱和溶液 B．NaOH 溶液 C．NaHCO3 饱和溶液 (3)除了氯气可使 B 中溶液变蓝，可能的原因还有：在酸性条件下，装置中的空气使之变蓝。 为探究 KI 浓度对该反应速率的影响，进行了如下实验，请完成下表的探究内容。 实验 H2SO4 溶液 KI 溶液 淀粉溶液 蒸馏水 编号 浓度/mol·L-1 体积/mL 浓度/mol·L-1 体积/mL 体积/mL 体积/mL ① 0.10 ___ 1.00 5.0 3.0 2.0 ② 0.10 2.0 1.00 3.0 ___ ___ ③ 0.10 ___ 1.00 ___ 3.0 6.0 混合上述试剂时，最后加入的试剂是_______。 (4)将试管 A 中的固体产物分离得到 Fe2O3 固体和 MnCl2 溶液。 ①加热时 A 中产生 Cl2 的化学方程式为：_______； ②把分离出的 MnCl2 溶液配制成 100mL 溶液，从中取出 l0.00mL 溶液于锥形瓶中，加入几 滴 K2CrO4 溶液作指示剂，用 0.5000mol·L-1 的 AgNO3 溶液滴定，至滴定终点时消耗 12.00mLAgNO3 溶液。则混合 MnO2 与 FeCl3·6H2O 进行探究时，所需 MnO2 的质量为_______g。 2．硫氰酸钾(KSCN)，是一种用途广泛的化学药品，常用于合成树脂、杀虫杀菌剂等。某化 学小组用下图实验装置模拟工业制备硫氰酸钾，并进行相关实验探究。 已知：① 3NH 不溶于 4CCl 和 2 2CS ,CS 不溶于水且密度比水大； ②D 中三颈烧瓶内盛放 2CS 、水和催化剂，发生反应 2 3 4 4 催化剂 高温 S CS +3NH NH SCN+NH H， 该反应比较缓慢且 4NH SCN在高于 170℃时易分解， 4NH HS在高于 25℃时即分解。 回答下列问题： (1)试剂 a 是____，装置 D 中盛装 KOH 溶液的仪器名称是_______。 (2)制备 KSCN 溶液：将 D 中反应混合液加热至 105℃，打开 K1 通入氨气。 ①反应一段时间后，关闭 K1，此时装置 C 中观察到的现象是保持三颈烧瓶内反应混合液温 度为 105℃一段时间，这样操作的目的是___。 ②打开 K2，缓缓滴入适量的 KOH 溶液，继续保持反应混合液温度为 105℃。 (3)装置 E 中发生氧化还原反应的离子方程式是___。 (4)制备硫氰酸钾晶体：先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂，再经___(填操作名称)、减压蒸发 浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到硫氰酸钾晶体。 (5)取少量所得 KSCN 晶体配成溶液，将装置 E 中混合液过滤得溶液 x，进行如下实验： ①设计实验探究ⅱ中银镜产生的原因___。 ②小组同学观察到ⅲ中实验现象后，用力振荡试管，又观察到红色褪去和沉淀增多，请用必 要的文字和离子方程式解释：____。 3．乳酸亚铁晶体{[  3 2 2[CH CH OH COO] Fe 3H O }是一种很好的食品铁强化剂，吸收效 果比无机铁好，易溶于水，几乎不溶于乙醇，可由乳酸与 3FeCO 反应制得。 I．制备 3FeCO ， 实验步骤如下： i．检查气密性，按图示添加药品； ii．在装置 B 中制取硫酸亚铁，并将整个装置内的空气排净； iii．将 B 中溶液导入 C 中产生 3FeCO 沉淀； iv．将 C 中混合物分离提纯，获得纯净的碳酸亚铁产品。 (1)仪器 A 的名称是____________________。 (2)装置 D 的作用是______________________。 (3)装置 C 中生成 3FeCO 的离子方程式是_________________。 (4)步骤 ii 中应打开的开关是__________，步骤 iii 中应打开的开关是_____________。(选填 “ 2K ”或“ 3K ”) Ⅱ．制备乳酸亚铁晶体 将制得的 3FeCO 加入乳酸溶液中，加入少量铁粉，在 75℃ 下搅拌使之充分反应，然后再加 人适量乳酸。经系列操作．．．．后得到产品。 (5)加入铁粉的目的_________________。(用离子方程式表示) (6)欲获得尽可能多的产品，上述系列操作指的是：冷却，_____________，过滤，再洗涤和 干燥。 Ⅲ．探究乳酸亚铁晶体中铁元素含量 甲、乙同学分别设计如下方案，以测定样品中铁元素的含量。 甲 乙 称取 1w g 样品溶于水，用 -1 1c mol L 酸性 4KMnO 标 准溶液滴定，当溶液恰好显浅紫色，且30s内不恢复， 停止滴定，测得消耗标准溶液 1VmL 。由此求得   -3 1 1n Fe 5c V 10 mol  称取 2w g 样品，灼烧完全灰化，加足量盐酸溶解， 加入过量 KI 溶液充分反应，然后加入几滴淀粉 溶液，用 2c mol L 硫代硫酸钠溶液滴定(已知： 2 2 2 2 3 4 6I +2S O =S O 2I   )，滴定终点时，测得 消耗标准溶液 2V mL 。 (7)甲方案错误，主要原因是___________，该方案测定结果将明显__________(填偏大、偏小)。 (8)依据乙方案可得出样品中铁元素含量为__________(用含有相关字母的代数式表示)。 4．高铁酸钾(K2FeO4)为高效净水剂，紫色固体，易溶于水，微溶于 KOH 溶液；具有强氧化 性，在酸性溶液中完全、快速产生 O2，在碱性溶液中较稳定。某实验小组制备高铁酸钾并 探究其性质。 (1)制备 K2FeO4(夹持装置略) ①装置 B 中所用试剂为_______。 ②C 中得到紫色固体和紫色溶液，C 中发生的主要反应为_______(用化学方程式表示)。 (2)探究 K2FeO4 的性质 ①将 K2FeO4 溶液滴入 MnSO4 和足量 H2SO4 的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象能 否证明酸性条件下 2- 4FeO 与 - 4MnO 氧化性的强弱关系，请说明理由：_______。 ②取 C 中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液 a，经检验气体中含有 Cl2，为 证明是否 K2FeO4 氧化了 Cl-而产生 Cl2，某同学设计了以下方案：取少量 a，滴加 KSCN 溶 液至过量，溶液呈红色。该方案并不完善，因为溶液变红的原因可能是_______，_______(用 离子方程式表示)。重新设计实验方案，证明是 K2FeO4 氧化了 Cl-而产生 Cl2：将装置 C 中混 合物过滤，将所得固体用 KOH 溶液充分洗涤，再用 KOH 溶液将少量固体溶解，得到紫色 溶液，_______。[实验中必须使用的试剂：盐酸、淀粉碘化钾试纸] 5．氧化铋(Bi2O3)是一种淡黄色、低毒的氧化物，广泛应用于医药合成、能源材料等领域。 其制备方法通常有两种： 方法Ⅰ：将金属铋(Bi)溶于足量的稀硝酸得到硝酸铋[Bi(NO3)3]溶液，所得溶液经浓缩结晶、 过滤、洗涤、干燥后得硝酸铋晶体，最后煅烧硝酸铋晶体即得氧化铋产品；方法Ⅱ：将 3.0 g 氯氧化铋(BiOCl，白色难溶于水)与 25 mL 3 mol·L-1 碳酸氢铵溶液混合，加入氨水调节溶 液 pH=9，50℃下反应 2h 可得到(BiO)2CO3 沉淀，其装置'如图甲所示(加热及夹持装置已省 略)，再将所得沉淀干燥并在 530℃下煅烧，可得到氧化铋产品。 (1)写出金属铋(Bi)溶于足量稀硝酸生成硝酸铋溶液的离子方程式：___________；从绿色化 学的角度思考，工业上常选方法Ⅱ而不选方法Ⅰ制氧化铋的原因是___________。 (2)图甲中仪器 c 的名称为___________，当观察到澄清石灰水变浑浊说明反应过程中产生 CO2，写出产生(BiO)2CO3 沉淀的化学方程式：___________。 (3)加氨水调节 pH 为 9 有利于生成(BiO)2CO3 沉淀的原因是___________。 (4)某研究小组探究温度对沉淀制备的影响，得到温度与所得沉淀产率的关系如图乙所示。 结合图像分析，50℃时沉淀产率最高的原因是温度低于 50℃时，BiOCl 固体在水中的溶解 度小，导致沉淀的产率降低；温度高于 50℃时，___________。 (5)若实验所得氧化铋(Bi2O3)产品的质量为 2.56 g，则氯氧化铋的转化率为___________(保留 3 位有效数字)。 6．碘酸钙[Ca(IO3)2]是无色斜方晶体，可由 KClO3、I2、Ca(OH)2 等原料制得。实验室制取 Ca(IO3)2·H2O 的实验流程如图： 已知：①碘酸是易溶于水、不溶于有机溶剂的强酸； ②碘酸氢钾[KH(IO3)2]与碱中和生成正盐； ③Ca(IO3)2·6H2O 是一种难溶于水的白色固体，在碱性条件下不稳定。 (1)仪器 a 的名称为___ 。 (2)仪器 b 的作用是__和导出生成的 Cl2。 (3)该实验中三颈烧瓶适宜的加热方式为___，三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为__。 (4)为加快三颈烧瓶中的反应速率，可采取的措施是___。 (5)制得的 KH(IO3)2 溶液中还会含有少量 I2，为使后续制得较纯净的 Ca(IO3)2，需除去 I2。除 去少量 I2 的实验操作：向制得的 KH(IO3)2 溶液中滴入淀粉溶液，再用__(填“乙醇”或“四氯化 碳”)多次萃取、___，最终 KH(IO3)2 溶液为___(填“无色”或“蓝色”)。 (6)Ca(IO3)2·6H2O 加热升温过程中剩余固体的质量分数 w(w= 剩余固体的质量 原始固体的质量 )随温度变 化的关系如图 2 所示。 ①100℃时，剩余固体的化学式为___；540℃时，剩余固体的化学式为__。 ②设计以上述除碘后的水溶液为原料，制取 Ca(IO3)2·H2O 的实验方案：向水溶液中__。[实 验中必须使用的试剂：Ca(OH)2 粉末、AgNO3 溶液] 7．某兴趣小组设利用如图所示装置(夹持仪器已省略)制取 2 4K FeO 。 已知： 2 4K FeO 可溶于水， 2 4FeO  在水溶液中的存在形态如图所示 回答下列问题： (1)圆底烧瓶内盛装药品的化学式为_______，恒压滴液漏斗支管的作用是_______。 (2)试剂 X 为_______，其作用是除去氯气中的 HCl 气体、降低氯气的溶解度和_______。 (3)在 0℃条件下，装置 C 中首先制备 KClO，然后在剧烈搅拌下将 90%的  3 3Fe NO 分批 加入装置 C 中，充分反应可得 2 4K FeO 溶液，写出该反应的离子方程式_______。 (4)反应后，将三颈烧瓶中溶液冷却结晶，过滤、得到的 2 4K FeO 粗产品，进一步提纯所用 方法是_______；然后，经洗涤、干燥得到 2 4K FeO 晶体，用无水乙醇洗涤的目的是_______。 (5) 2 4K FeO 的纯度测定 向 33mL CrCl 溶液中加入 20mL 饱和 KOH 溶液，再加入5mL 蒸馏水，冷却至室温，准确 称取1.98g 样品，加入上述溶液中使其溶解(恰好反应)，充分反应，过滤后加入稀硫酸酸化， 并加入1mL 苯二胺磺酸钠作指示剂，用 11.00mol L 的标准硫酸亚铁铵    4 42 2NH Fe SO   溶液滴定，至终点时，消耗   4 42 2NH Fe SO 溶液的体积为 28.80mL.则 2 4K FeO 的质量分数为_______(过程中杂质不参与反应)。 相关反应：① 3 2 2Cr 4OH CrO 2H O     ② 2 2 4 2 2 4 3FeO CrO 2H O CrO Fe(OH) OH         ③ 2 2 4 2 7 22CrO 2H Cr O H O     ④ 2 2 3 3 2 7 2Cr O 6Fe 14H 2Cr 6Fe 7H O         8．己二酸( )是一种重要的化工原料和合成中间体。某实验小组以钨磷酸为催化 剂， 2 2H O 开展绿色氧化合成己二酸的实验探究。 I.催化剂钨磷酸晶体( 3 12 40H PW O )的制备 实验流程如下： (1)乙醚的作用为_______，操作Ⅰ所需的玻璃仪器除烧杯外还有_______。 (2)水层中的物质有大量 NaCl和少量 HCl ，步骤①中发生反应的化学方程式是_______。 II.己二酸的合成 向三颈烧瓶中加入 0.10g 钨磷酸催化剂和 30 mL 30%双氧水，在室温下搅拌 5 min ，然后加 入 5.0 mL试剂 X，在 100℃左右回流反应 3h，得到溶液 A。 (3)环己烯、环己醇、环己酮均可被双氧水氧化成己二酸。仅从所需双氧水理论用量的角度 看，试剂 X 的最佳选择是_______(填序号)。 A．环己烯( ) B．环己醇( ) C．环己酮( ) (4)在实际操作中，双氧水的实际用量通常要大于理论用量，原因是_______。 (5)如图是己二酸的浓度与温度关系曲线图。介稳区表示己二酸溶液处于饱和状态，稳定区 表示己二酸溶液处于____状态。实验室常根据直线 EHI 从溶液 A 获取己二酸晶体，对应的 实验操作为____，过滤。 III.己二酸的纯度测定 (6)取 0.2g 己二酸晶体样品于锥形瓶中，加水溶解，滴加 2 滴酚酞试液，用 1mol Lc  NaOH 溶液滴定；平行滴定 3 次，NaOH 溶液的平均用量为 V mL ，则己二酸纯度为___。(己二酸 化学式量为 146) 参考答案 【过关搏杀】 1．(1)FeCl3（2）A （3）2.0、3.0、4.0、2.0、1.0；稀硫酸（3）3MnO2＋4FeCl3·6H2O Δ Fe2O3 ＋3MnCl2＋3Cl2↑＋24H2O（4）2.610 【解析】由题意可知，加热试管 A 中二氧化锰与六水氯化铁混合物时，二氧化锰与六水氯 化铁反应生成氧化铁、氯化锰、氯气和水。 (1) 铁离子遇硫氰化钾溶液，溶液会变为红色，用硫氰化钾溶液检验加热二氧化锰与六水 氯化铁混合物和加热六水氯化铁中的黄色气体，溶液均变红说明黄色气体中含有氯化铁，故 答案为：FeCl3； (2)由题意可知，黄色气体中可能含有氯化氢、氯化铁和氯气，氯化铁能与碘化钾溶液发生 氧化还原反应生成单质碘，会干扰氯气的检验，由于氯气能与氢氧化钠溶液和饱和碳酸氢钠 溶液反应，则吸收黄色气体中氯化铁的试剂应选择饱和食盐水，故答案为：A； (3) 由变量唯一化的原则可知，探究碘化钾浓度对该反应速率的影响时，除碘化钾浓度发生 改变外，稀硫酸溶液、淀粉溶液的浓度不能发生改变，则实验时稀硫酸溶液和淀粉溶液的体 积必须相同，混合溶液的总体积要保持不变，实验①②③中稀硫酸溶液的体积都为 2.0mL、 淀粉溶液的体积都为 3.0mL，混合溶液的总体积 12.0mL，实验②中蒸馏水的体积为 12.0mL—8.0mL=4.0mL，实验③中碘化钾溶液的体积为 12.0mL—11.0mL=1.0mL；因在酸性 条件下，装置中的空气使碘化钾溶液变蓝，为防止酸性条件下空气干扰实验，混合上述试剂 时，应最后加入稀硫酸溶液，故答案为：2.0；3.0；4.0；2.0；1.0；稀硫酸； (4) ①由题给信息可知，试管 A 中发生的反应为二氧化锰与六水氯化铁反应生成氧化铁、氯 化锰、氯气和水，反应的化学方程式为 3MnO2＋4FeCl3·6H2O Δ Fe2O3＋3MnCl2＋3Cl2↑＋ 24H2O，故答案为：3MnO2＋4FeCl3·6H2O Δ Fe2O3＋3MnCl2＋3Cl2↑＋24H2O； ②由题意可得二氧化锰和氯化银的关系为 MnO2—MnCl2—2 AgNO3，硝酸银的物质的量为 0.5000mol·L-1×0.01200L=6×10—3mol，则试管 A 中二氧化锰的质量为 6×10—3mol× 1 2 ×10×87g/mol=2.610g，故答案为：2.610。 2．（1）浓氨水或浓 3 2NH H O ；恒压滴液漏斗或恒压漏斗（2）瓶中液面下降，长颈漏斗 中液面上升，使 4NH HS完全分解而除去，防止 4NH SCN受热分解（3） 3 2 22Fe H S 2Fe S 2H       （4）分液（5）①取 12mL0.5mol L 的 3AgNO 溶液， 加入几滴 4FeSO 溶液，若产生银镜，证明是 2Fe  还原 Ag 得银镜或取 12mL0.5mol L 的 3AgNO 溶液，加入几滴  4 42NH SO 溶液，若无银镜生成证明是 2Fe  还原 Ag 得银镜②红 色溶液存在平衡  33 6Fe 6SCN Fe(SCN)    ，用力振荡，发生反应 Ag SCN AgSCN   ，沉淀增多，平衡逆向移动，红色褪去 【解析】将浓氨水与生石灰发生反应，利用球型干燥器除水干燥后，通入到四氯化碳中，产 生的氨气，与 D 中的 2CS 、水和催化剂发生反应生成 NH4SCN 以及 NH4HS，并且通过已给 的条件得知，该反应比较缓慢且 4NH SCN在高于 170℃时易分解， 4NH HS在高于 25℃时 即分解，生成的产物与氢氧化钾发生反应，生成 KSCN，未反应的氢氧化钾及氨气可以用过 尾气处理与酸性的硫酸铁溶液进行反应。 (1)判断依据为，①给出的条件都提到了 NH3 和 N 元素，②反应中出现了 NH3；由此可以 判断 A 装置是制取氨气，故填浓 3 2NH H O ； (2) 关闭 K1，A 装置依旧产生气泡，故可以看到此时装置 C 中有气泡，题中给出了关于温 度的条件，故判断目的是防止 4NH SCN受热分解； (3)氧化还原反应，故写出三价铁离子与硫化氢气体的离子方程式为 3 2 22Fe H S 2Fe S 2H       ； (4)过滤除去固体催化剂后，应该除去未反应完的 CS2，故操作为分液； (5)①产生银镜反应的原因是溶液中银离子有氧化性，亚铁离子有还原性，两者发生反应， 故可设计实验为：取 12mL0.5mol L 的 3AgNO 溶液，加入几滴 4FeSO 溶液，若产生银镜， 证明是 2Fe  还原 Ag 得银镜或取 12mL0.5mol L 的 3AgNO 溶液，加入几滴  4 42NH SO 溶 液，若无银镜生成证明是 2Fe  还原 Ag 得银镜；②用力振荡，发生反应 Ag SCN AgSCN   ，沉淀增多，使  33 6Fe 6SCN Fe(SCN)    平衡逆向移动， 红色褪去。 3．（1）分液漏斗（2）液封，防止空气进入 C 中氧化 2+Fe （3） 2+ - 3 3 2 2 Fe + 2HCO FeCO H O = + CO   （4） 3K ； 2K （5） 3+ 2+F =e + 2Fe 3Fe （6） 加入乙醇（7）乳酸根也能被高锰酸钾氧化；偏大（8） 2 2 2 5.6c V %w 【解析】亚铁离子容易被氧气氧化，制备过程中应在无氧环境中进行，Fe 与硫酸反应制备 硫酸亚铁，利用反应生成的氢气排尽装置中的空气，故 B 制备硫酸亚铁。利用生成氢气， 使 B 装置中气压增大，将 B 装置中的硫酸亚铁溶液压入 C 中，C 装置中 FeSO4 和 NH4HCO3 发生反应：FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O。装置 D 防止空气中的氧气进 入到 C 装置中，将 Fe2+氧化。 I．(1)仪器 A 为分液漏斗；故答案为：分液漏斗； (2)装置 D 的作用是防止空气中的氧气进入到 C 装置中，将 Fe2+氧化，故答案为：液封，防 止空气进入 C 中氧化 2+Fe ； (3) C 装置中 FeSO4 和 NH4HCO3 发生反应，离子方程式为： 2+ - 3 3 2 2Fe + 2HCO = FeCO H O + CO   ，故答案为： 2+ - 3 3 2 2Fe + 2HCO = FeCO H O + CO   ； (4)首先关闭活塞 K2，打开活塞 K1、K3，目的是发生反应制备 Fe2+，利用产生的氢气排净装 置内的空气，防止 Fe2+被氧化；关闭活塞 K1，反一段时间后，关闭活塞 K3，打开活塞 K2， 利用生成氢气，使 B 装置中气压增大，将 B 装置中的硫酸亚铁溶液压入 C 中，产生 3FeCO 沉淀。故答案为：K3；K2； Ⅱ．(5)Fe2+容易被氧化为 Fe3+，加入铁粉可将 Fe3+还原为 Fe3+，离子方程式为： 3+ 2+Fe + 2Fe =3Fe ，故答案为： 3+ 2+Fe + 2Fe =3Fe ； (6) 乳酸亚铁晶体易溶于水，几乎不溶于乙醇，故加入乙醇可让乳酸亚铁析出更多，提高产 量。故答案为：加入乙醇； Ⅲ．(7) 乳酸根中含有羟基，也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致消耗高锰酸钾的量增大， 使计算所得乳酸亚铁的质量偏大。故答案为：乳酸根也能被高锰酸钾氧化；偏大； (8)滴定终点时，V2 mL 硫代硫酸钠溶液中所含硫代硫酸钠的物质的量为：n(Na2S2O3)=c2  V2×10-3mol。根据关系式 2Fe2+  2Fe3+  I2  2 2- 2 3S O ，可知样品中  3 2 2[CH CH OH COO] Fe 3H O 的物质的量为 n(Fe2+)=n( 2- 2 3S O )=c2  V2×10-3mol，则样品 中铁元素含量为： -3 2 2 2 56g/mol c V 10 mol 100%w g    = 2 2 2 5.6c V %w ，故答案为： 2 2 2 5.6c V %w 。 4．(1)①饱和食盐水②3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O(2)①能， 2- 4FeO 在过量 酸的作用下完全转化为 Fe3＋和 O2，溶液浅紫色一定是 - 4MnO 的颜色(或不能，补充对比实验， 向 K2FeO4 紫色溶液中滴加过量稀 H2SO4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色) ② 2- 4FeO ＋ 20H＋===4Fe3+＋3O2↑＋10H2O、Fe3+＋3SCN-===Fe(SCN)3；向溶液中滴加盐酸，产生黄绿色 气体，能使湿润的淀粉 KI 试纸变蓝 【解析】(1)①装置 A 制备 Cl2，装置 B 为净化装置，用于除去 Cl2 中的 HCl，装置 B 中所用 试剂为饱和食盐水； ②在碱性条件下 Cl2 可以氧化 Fe(OH)3 制取 K2FeO4，反应的化学方程式为 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O； (2)① 2- 4FeO 在过量酸的作用下完全转化为 Fe3＋和 O2，溶液浅紫色一定是 - 4MnO 的颜色，则 K2FeO4 在酸性溶液中能将 Mn2+氧化成 - 4MnO ，能证明酸性条件下 2- 4FeO 的氧化性比 - 4MnO 强；(或不能，补充对比实验，向 K2FeO4 紫色溶液中滴加过量稀 H2SO4，观察溶液紫色快速 褪去还是显浅紫色)； ②K2FeO4 具有强氧化性，在酸性溶液中快速产生 O2，滴加 KSCN 溶液至过量，溶液呈红色 是由于 Fe3+与 SCN-结合成血红色的配合物，用离子方程式表示原因为： 2- 4FeO ＋20H＋ ===4Fe3+＋3O2↑＋10H2O，Fe3+＋3SCN-===Fe(SCN)3； 为了证明是 K2FeO4 氧化了 Cl－而产生 Cl2，将装置 C 中混合物过滤，将所得固体用 KOH 溶 液充分洗涤，再用 KOH 溶液将少量固体溶解，得到紫色溶液，向溶液中滴加盐酸，产生黄 绿色气体，由于氯气能够把碘离子氧化为碘单质，所以氯气使湿润的淀粉 KI 试纸变蓝。 5．（1） 3 3 2Bi 4H NO Bi NO 2H O        ；方法Ⅰ中金属 Bi 与硝酸反应和硝酸铋 在受热分解的过程中均会产生污染环境的氮氧化物（2）分液漏斗； 4 3 2 3 2 4 2 50 C2BiOCl 2NH HCO (BiO) CO CO 2NH Cl H O      （3）氨水会与 - 3HCO 反应生成 2- 3CO （4）NH2·H2O 分解，溶液的 pH 降低，不利于 2- 3CO 的形成，使沉淀产率 降低（5） 95.4% 【解析】(1)由题干可知 Bi 与稀硝酸反应，生成的气体应该为 NO，因此离子方程式为 3 3 2Bi 4H NO Bi NO 2H O        ；由于金属 Bi 与稀硝酸发生反应时会生成氮氧 化物，并且硝酸铋在受热分解的过程中也会产生氮氧化物，会对环境产生污染，故填 3 3 2Bi 4H NO Bi NO 2H O        、方法Ⅰ中金属 Bi 与硝酸反应和硝酸铋在受热分 解的过程中均会产生污染环境的氮氧化物 (2)由图可知仪器 e 的名称为分液漏斗；由题干信息可知， BiOCl 与 NH4HCO3 反应有 (BiO)2CO3 和 CO2 生成，根据原子守恒得反应的化学方程式为 4 3 2 3 2 4 2 50 C2BiOCl 2NH HCO (BiO) CO CO 2NH Cl H O      ，故填分液漏斗、 4 3 2 3 2 4 2 50 C2BiOCl 2NH HCO (BiO) CO CO 2NH Cl H O      ； (3)氨水呈碱性，会与 3HCO 反应产生大量的 2 3CO  ，有利于生成(BiO)2CO3 沉淀，故填氨水 会与 - 3HCO 反应生成 2- 3CO ； (4)当温度高于 50℃时，会促进溶液中 NH3·H2O 分解，会使溶液 pH 降低，从而不利于 2 3CO  的形成，使沉淀产率降低。(5)当得到产品质量为 2.56g 时，转化率 a= 转化量 初始量 ×100% 1 1 2.56g 2(209 2 16 3)g mol 3g (209 16 35.5)g mol          100%≈95.4%，故填 NH2·H2O 分解，溶液 的 pH 降低，不利于 2- 3CO 的形成，使沉淀产率降低、95.4%。 6．（1）恒压漏斗(或滴液漏斗) （2）冷凝回流碘，减少碘的损失；水浴加热（3） 6I2+11KClO+3H2O 85  约 ℃ 6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑[或 2KClO+I2+HCl=KH(IO3)2+KCl+Cl2↑] （4）加快搅挥速率（5）四氯化碳；分液；无色（6）①Ca(IO3)2•H2O；CaO②加入 Ca(OH)2 粉末，边加边搅拌至溶液 pH 约为 7，过滤、洗涤，至向洗涤后的滤液中滴加 AgNO3 溶液不 再有沉淀产生，将滤渣在 100~160℃下加热至恒重 【解析】(1)仪器 a 的名称为：恒压漏斗(或滴液漏斗)； (2) 碘单质易升华，仪器 b 是球形冷凝管，作用是冷凝回流碘，减少碘的损失，同时导出生 成的 Cl2； (3)该实验中为了方便控制温度，三颈烧瓶适宜的加热方式为：水浴加热；KClO3 和 I2 发生 氧化还原反应生成碘酸氢钾[KH(IO3)2]，发生反应的化学方程式为： 6I2+11KClO3+3H2O 85  约 ℃ 6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑； (4)为加快三颈烧瓶中的反应速率，可采取的措施是：加快搅挥速率； (5)碘单质易溶于有机溶剂，可选用分液法除去少量的 I2，但选萃取剂时应选择不溶于水的 有机物，即四氯化碳，淀粉遇碘变蓝，当溶液中不存在碘单质，则溶液颜色由蓝色变无色； (6) ①根据图示，在 100～160℃条件下固体质量基本保持不变，则 100℃时，固体减小的质 量只是部分结晶水的质量，则剩余固体的化学式为 Ca(IO3)2·H2O；540℃时，由于温度升高， 结晶水完全减少，而且 Ca(IO3)2·6H2O 在碱性条件下不稳定，所以剩余固体的化学式为 CaO； ②除碘后的水层溶液为 HIO3 溶液，可与 Ca(OH)2 反应生成 Ca(IO3)2·6H2O，，则实验方案： 向水层中加入 Ca(OH)2 粉末，边加边搅拌至溶液 pH 约为 7，过滤，洗涤沉淀至洗涤后滤液 滴加 AgNO3 溶液不再有沉淀产生，将滤渣在 100～160℃条件下加热至恒重。 7．（1） 4KMnO ；平衡气压，使 90%的  3 3Fe NO 溶液顺利滴下（2）饱和食盐水；观察 溶液产生气泡多少以控制流速（3） 3 2 4 23ClO 2Fe 10OH 2FeO 3Cl 5H O         （4） 重结晶；乙醇易挥发，且挥发时带走水分，防止 2 4K FeO 与水反应（5）96% 【解析】利用如图所示装置(夹持仪器已省略)制取 2 4K FeO ，图示中 A 装置制取氯气经由 B 装置洗气后进入到 C 装置中，在三颈烧瓶中与硝酸铁和氢氧化钾反应制备 2 4K FeO ，D 装 置中氢氧化钾溶液用来吸收多余的尾气。 (1)A 装置是常温下用来制取氯气，圆底烧瓶内盛装的药品是 4KMnO ；恒压滴液漏斗可以 使三颈烧瓶内外气压相同，保证恒压滴液漏斗中的液体顺利流下； (2)B 装置盛装饱和食盐水；用来除去氯气中混有的氯化氢气体、降低氯气的溶解度、观察 溶液产生气泡多少以控制流速； (3) 该反应的离子方程式 3 2 4 23ClO 2Fe 10OH 2FeO 3Cl 5H O         ； (4)粗产品中混有其他可溶性钾盐，所以提纯所用的方法是重结晶； 已知 2 4K FeO 可溶于水，0~5C 在酸性至弱碱性条件下，能与水反应，强碱性溶液中比较稳 定，选用无水乙醇洗涤的目的是：乙醇易挥发，挥发时会带走水分，防止 2 4K FeO 与水反应； (5)根据题目给定的相关反应可以得到关系式： 2- 2- 2- 3+ 4 4 2 72FeO 2CrO Cr O 6Fe   ，由关 系式得：   -3 2 4 2n K FeO = 1 28.8 10 =0.0096mol6    ，则 2 4K FeO 的质量分数为：     2 4m K FeO 0.0096 198100%= 100%=96%m 1.98  样品 。 8．（1）萃取剂，将钨磷酸转移至乙醚中；分液漏斗（2） 2 4 2 4 3 12 40 2 Δ12Na WO +Na HPO +26HCl H PW O +26NaCl+12H O （3）C（4）双氧水不稳 定，易分解（5）不饱和；恒温蒸发结晶（6）36.5 %cV 【解析】热水溶解 Na2WO4、Na2HPO4，加入浓盐酸，小火加热，反应生成 H3PW12O40，加 入乙醚，萃取 H3PW12O40，分液得到 H3PW12O40 的乙醚溶液，再进行水浴加热，冷却结晶， 可得到 H3PW12O40。 (1)由题意，加入乙醚后进行分液操作，分出水层和油层，因此乙醚作用为萃取钨磷酸；操 作 I 为分液操作，所需的玻璃仪器除烧杯外还需要分液漏斗； (2)从流程图中及产物可知，参加反应的物质有 Na2WO4、Na2HPO4、HCl，产物中有 H3PW12O40 可得化学方程式为 2 4 2 4 3 12 40 2 Δ12Na WO +Na HPO +26HCl H PW O +26NaCl+12H O ； (3)由于存在如下关系式：1mol 环己烯~ 4mol 双氧水~1mol 己二酸，1mol 环己醇~ 4mol 双氧 水~ 1mol 己二酸，1mol 环己酮~ 3mol 双氧水~ 1mol 己二酸，因此，生产等物质的量的己二 酸时环己酮消耗的双氧水最少，因此最佳选择为 C； (4)双氧水受热容易分解，题中反应温度为 100℃，此温度下双氧水容易分解而损失，因此实 际用量偏大； (5)介稳区表示己二酸溶液处于饱和状态，稳定区应表示己二酸溶液处于不饱和状态，己二 酸溶液稳定存在，不会有晶体析出；实验室常根据直线 EHI 从溶液 A 获取己二酸晶体，对 应的实验操作为恒温蒸发结晶，过滤； (6)二者反应，存在关系式：己二酸~2 NaOH ，则己二酸物质的量为 -310 mol2 cV  ，质量为 -3146 10 g2 cV  ，则己二酸纯度为 -3146 10 100% 36.5 %2 0.2 cV cV   。