人教版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第11章化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)第3節(jié)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)學(xué)案含答案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

?第三節(jié)　化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)
考試評(píng)價(jià)解讀
核心素養(yǎng)達(dá)成
1.能設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，能根據(jù)證據(jù)進(jìn)行分析推理、得出結(jié)論。
2．知道在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中如何控制相關(guān)變量，知道如何對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，初步形成定量研究的意識(shí)。
3．認(rèn)識(shí)比較、歸納、分析、綜合等方法在分析推理過程中的應(yīng)用。
科學(xué)探究
與
創(chuàng)新意識(shí)
能從問題和假設(shè)出發(fā)，確定探究目的，設(shè)計(jì)探究方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究；對(duì)實(shí)驗(yàn)過程出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象敢于提出自己的見解，并進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
科學(xué)態(tài)度
與
社會(huì)責(zé)任
具有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)應(yīng)遵循的優(yōu)化原則是原料廉價(jià)，原理綠色，條件優(yōu)化，儀器簡單，分離方便。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
[以練帶憶]
1．下列實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的藥品和裝置圖正確的是(　　)

D　解析：實(shí)驗(yàn)室用氫氧化鈣和氯化銨固體混合加熱制取氨氣，A項(xiàng)錯(cuò)誤；用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制取氯氣需要加熱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置右邊的導(dǎo)管不能插入液體中，防止倒吸，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氫氧化亞鐵易被空氣中的氧氣氧化，加煤油液封可防止氧氣與氫氧化亞鐵反應(yīng)，D項(xiàng)正確。
2．如圖是實(shí)驗(yàn)室常用的氣體制備、凈化和收集裝置。若依據(jù)反應(yīng)H2C2O4CO↑＋CO2↑＋H2O制取一氧化碳，則合理的裝置組合為(　　)

A．①⑤⑧ B．③⑤⑦
C．②⑤⑥ D．③④⑧
D　解析：由反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件可選用③裝置作為制取裝置。除去CO2可選用④或⑤裝置，要收集CO只能用⑧裝置，故合理的裝置組合為③④⑧或③⑤⑧。
3．某同學(xué)將光亮的鎂條放入盛有NH4Cl溶液的試管中，有大量氣泡產(chǎn)生。為探究該反應(yīng)原理，該同學(xué)做了以下實(shí)驗(yàn)并觀察到相關(guān)現(xiàn)象，由此得出的結(jié)論不合理的是(　　)
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象
結(jié)論
A
將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，試紙變藍(lán)
反應(yīng)中有NH3產(chǎn)生
B
收集產(chǎn)生的氣體并點(diǎn)燃，火焰呈淡藍(lán)色
反應(yīng)中有H2產(chǎn)生
C
收集氣體的同時(shí)測(cè)得溶液的pH為8.6
弱堿性溶液中Mg也可被氧化
D
將光亮的鎂條放入pH為8.6的NaHCO3溶液中，有氣泡產(chǎn)生
弱堿性溶液中OH－氧化了Mg
D　解析：A項(xiàng)，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體只有NH3。B項(xiàng)，由于NH4Cl溶液水解后顯酸性，故產(chǎn)生的氣體中含有H2。C項(xiàng)，pH＝8.6的溶液顯弱堿性，弱堿性溶液中Mg也可被氧化。D項(xiàng)，溶液中有氣泡產(chǎn)生，生成的氣體是H2，是H＋將Mg氧化，而不是OH－將其氧化。
[練后梳理]
1．實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求

2．化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路
(1)明確目的和原理：首先必須認(rèn)真審題，明確實(shí)驗(yàn)的目的要求，弄清題目有哪些新的信息，綜合已學(xué)過的知識(shí)，通過類比、遷移、分析，從而明確實(shí)驗(yàn)原理。
(2)選擇儀器和藥品：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和原理以及反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)、反應(yīng)條件，如反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)、能否腐蝕儀器和橡膠塞、反應(yīng)是否需要加熱及溫度是否需要控制在一定范圍等，從而選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。
(3)設(shè)計(jì)裝置和步驟：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮硪约八x用的實(shí)驗(yàn)儀器和藥品，設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟，并能夠識(shí)別和繪制典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖，實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)完整而又簡便。
(4)記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)：根據(jù)觀察，全面準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。
(5)分析得出結(jié)論：根據(jù)實(shí)驗(yàn)中觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計(jì)算、圖表、推理等處理，得出正確的結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中幾個(gè)易忽視的問題
(1)有毒氣體常用溶液(或固體)吸收或點(diǎn)燃使其轉(zhuǎn)化為無毒氣體后再排放。
(2)點(diǎn)燃或加熱可燃性氣體(如H2、CO、CH4等)前，必須檢驗(yàn)氣體的純度。
(3)實(shí)驗(yàn)過程用到加熱操作的一般要防止倒吸；氣體易溶于水的要防止倒吸。
(4)有易揮發(fā)的液體作反應(yīng)物時(shí)，為了充分利用原料，要在發(fā)生裝置中設(shè)計(jì)冷凝回流裝置。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)
[以練帶憶]
1．用下列裝置制取并收集NO2氣體，其中最合理的是(　　)

C　解析：銅與濃硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物是NO2，其密度比空氣的大，因此應(yīng)利用向上排空氣法收集NO2，導(dǎo)氣管應(yīng)“長進(jìn)短出”，這樣才能將裝置中的空氣排盡，且能防止倒吸，只有C項(xiàng)符合。
2．下列對(duì)實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)合理的是(　　)

A．圖甲可以證明非金屬性強(qiáng)弱：Cl＞C＞Si
B．圖乙裝置可用來制備少量氧氣，并且控制反應(yīng)的發(fā)生與停止
C．圖丙中配制一定物質(zhì)的量濃度的硫酸不能直接在容量瓶中進(jìn)行
D．圖丁可制備并收集少量NO2氣體
C　解析：A.元素的非金屬性和最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性有對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中使用的是鹽酸，不是最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物，不能比較非金屬性，且反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳中含有氯化氫氣體，反應(yīng)生成硅酸，不能說明是碳酸與硅酸鈉反應(yīng)生成的還是氯化氫與硅酸鈉反應(yīng)生成的，錯(cuò)誤；B.過氧化鈉與水反應(yīng)劇烈，使用隔板不能控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，錯(cuò)誤；C.濃硫酸需要在燒杯中進(jìn)行稀釋，冷卻后轉(zhuǎn)移，正確；D.銅和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮?dú)怏w，二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，不能用排水法收集，錯(cuò)誤。
3．關(guān)于以下實(shí)驗(yàn)裝置，說法不正確的是(　　)

A．用裝置A盛裝KMnO4粉末來制取氧氣，并用排水法收集，導(dǎo)氣管有可能堵塞，水槽里的水有可能變紅
B．裝置B既可以防止倒吸，又可以檢查實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置B后的裝置是否發(fā)生堵塞
C．裝置C、F中盛裝的試劑都為濃硫酸，裝置C用來除去Cl2中的水蒸氣，裝置F用來防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置E
D．裝置D中的產(chǎn)物受熱易升華，最好用粗短導(dǎo)管連接裝置D、E
C　解析：裝置A的試管口沒有塞一團(tuán)棉花，故高錳酸鉀粉末可能會(huì)通過導(dǎo)氣管進(jìn)入水槽中，使水槽中的水變紅，并有可能堵塞導(dǎo)氣管，A項(xiàng)正確；裝置B后的裝置發(fā)生堵塞時(shí)，會(huì)導(dǎo)致裝置B中壓強(qiáng)增大，從而使裝置B中水面下降，長直玻璃導(dǎo)管中的水柱上升，因此裝置B可以用于檢查實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置B后的裝置是否發(fā)生堵塞，還可以用于防止倒吸，B項(xiàng)正確；干燥管F中不能盛裝濃硫酸，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置D中的產(chǎn)物受熱易升華，為了防止氣體凝結(jié)為固體堵塞導(dǎo)管，最好用粗短導(dǎo)管連接裝置D、E，D項(xiàng)正確。
[練后梳理]
1．從“可行性”方面對(duì)實(shí)驗(yàn)方案作出評(píng)價(jià)
科學(xué)性和可行性是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的兩條重要原則，在對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，要分析實(shí)驗(yàn)方案是否科學(xué)可行，實(shí)驗(yàn)方案是否遵循化學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)方法要求，在實(shí)際操作時(shí)能否做到可控易行。評(píng)價(jià)時(shí)，從以下四個(gè)方面分析：
(1)實(shí)驗(yàn)原理是否正確、可行；
(2)實(shí)驗(yàn)操作是否安全、合理；
(3)實(shí)驗(yàn)步驟是否簡單、方便；
(4)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否明顯等。
2．從“綠色化學(xué)”方面對(duì)實(shí)驗(yàn)方案作出評(píng)價(jià)
“綠色化學(xué)”要求設(shè)計(jì)安全的、對(duì)環(huán)境友好的合成路線，降低化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中對(duì)人類健康和環(huán)境的危害，減少廢棄物的產(chǎn)生和排放。據(jù)此，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程或方案從以下四個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)：
(1)反應(yīng)原料是否易得、安全、無毒；
(2)反應(yīng)速率是否較快；
(3)原料利用率以及生成物的產(chǎn)率是否較高；
(4)實(shí)驗(yàn)過程中是否造成環(huán)境污染。
3．從“安全性”方面對(duì)實(shí)驗(yàn)方案作出評(píng)價(jià)
化學(xué)實(shí)驗(yàn)從安全角度常考慮的主要因素如下：
(1)凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時(shí)要防止液體倒吸；
(2)進(jìn)行某些易燃、易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)要防爆炸(如H2還原CuO應(yīng)先通H2，氣體點(diǎn)燃先驗(yàn)純等)；
(3)防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中等)；
(4)防吸水(如實(shí)驗(yàn)取用、制取易吸水、潮解、水解的物質(zhì)時(shí)宜采取必要措施，以保證達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；
(5)易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導(dǎo)出時(shí)可為蒸氣)的及時(shí)冷卻；
(6)儀器拆卸的科學(xué)性與安全性(也從防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考慮)；
(7)其他，如實(shí)驗(yàn)操作順序、試劑加入順序、實(shí)驗(yàn)方法使用順序等。

考點(diǎn)1　物質(zhì)制備型的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
[抓本質(zhì)·悟考法]
(2020·山東高考)某同學(xué)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(qiáng)堿溶液中可穩(wěn)定存在，堿性減弱時(shí)易發(fā)生反應(yīng)：
3MnO＋2H2O===2MnO＋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(xué)方程式為_________________________。
(2)上述裝置存在一處缺陷，會(huì)導(dǎo)致KMnO4產(chǎn)率降低，改進(jìn)的方法是___________________________________________________________________。
(3)KMnO4常作氧化還原滴定的氧化劑，滴定時(shí)應(yīng)將KMnO4溶液加入____________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中；在規(guī)格為50.00 mL的滴定管中，若KMnO4溶液起始讀數(shù)為15.00 mL，此時(shí)滴定管中KMnO4溶液的實(shí)際體積為________________________________________________________(填標(biāo)號(hào))。
A．15.00 mL B．35.00 mL
C．大于35.00 mL D．小于15.00 mL
(4)某FeC2O4·2H2O樣品中可能含有的雜質(zhì)為Fe2(C2O4)3、H2C2O4·2H2O，采用KMnO4滴定法測(cè)定該樣品的組成，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
Ⅰ.取m g樣品于錐形瓶中，加入稀硫酸溶解，水浴加熱至75 ℃。用c mol/L的KMnO4溶液趁熱滴定至溶液出現(xiàn)粉紅色且30 s內(nèi)不褪色，消耗KMnO4溶液V1 mL。
Ⅱ.向上述溶液中加入適量還原劑將Fe3＋完全還原為Fe2＋，加入稀硫酸酸化后，在75 ℃繼續(xù)用KMnO4溶液滴定至溶液出現(xiàn)粉紅色且30 s內(nèi)不褪色，又消耗KMnO4溶液V2 mL。
樣品中所含H2C2O4·2H2O(M＝126 g/mol)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為__________。
下列關(guān)于樣品組成分析的說法，正確的是__________________________________
(填標(biāo)號(hào))。
A．＝3時(shí)，樣品中一定不含雜質(zhì)
B．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(cè)得樣品中Fe元素含量偏低
D．若所用KMnO4溶液實(shí)際濃度偏低，則測(cè)得樣品中Fe元素含量偏高

【解題關(guān)鍵點(diǎn)】　本題首先要根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，確定Cl2氧化K2MnO4制備KMnO4的反應(yīng)原理，并明確所需Cl2的制備方法；分析每個(gè)裝置的作用；根據(jù)反應(yīng)中可能出現(xiàn)的雜質(zhì)及發(fā)生的副反應(yīng)，分析KMnO4產(chǎn)率降低的原因及解決方法；根據(jù)氧化還原反應(yīng)的滴定原理，分析滴定過程中的反應(yīng)及轉(zhuǎn)移電子的情況進(jìn)行相關(guān)的分析計(jì)算。
【易錯(cuò)失分點(diǎn)】　不能正確分析導(dǎo)致KMnO4產(chǎn)率降低的原因；不熟悉滴定管的構(gòu)造，錯(cuò)誤解答滴定管中KMnO4溶液的實(shí)際體積；不能正確分析判斷滴定過程中步驟Ⅰ和Ⅱ中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，造成錯(cuò)誤的判斷和計(jì)算。
[自主解答]
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
解析：(1)裝置A為恒壓分液漏斗，它的作用是平衡氣壓，使?jié)恹}酸順利滴下，C的作用是吸收未反應(yīng)的Cl2，可用NaOH溶液吸收，Ca(ClO)2和濃鹽酸在A中發(fā)生歸中反應(yīng)產(chǎn)生Cl2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(ClO)2＋4HCl(濃)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。(2)錳酸鉀在濃強(qiáng)堿溶液中可穩(wěn)定存在，堿性減弱時(shí)易發(fā)生3MnO＋2H2O===2MnO＋MnO2↓＋4OH－，一部分MnO轉(zhuǎn)化為MnO2，導(dǎo)致最終KMnO4的產(chǎn)率低，而濃鹽酸易揮發(fā)，直接導(dǎo)致B中NaOH溶液的濃度減小，故改進(jìn)措施是在裝置A、B之間加裝盛有飽和食鹽水的洗氣瓶吸收揮發(fā)出來的HCl。(3)高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性，強(qiáng)氧化性溶液加入酸式滴定管，滴定管的“0”刻度在上，規(guī)格為50.00 mL的滴定管中實(shí)際的體積大于(50.00－15.00) mL，即大于35.00 mL。(4)設(shè)FeC2O4·2H2O的物質(zhì)的量為x mol，F(xiàn)e2(C2O4)3的物質(zhì)的量為y mol，H2C2O4·2H2O的物質(zhì)的量為z mol，步驟Ⅰ中草酸根離子和Fe2＋均被氧化，結(jié)合得失電子守恒有：2KMnO4～5H2C2O4(C2O)，KMnO4～5Fe2＋，所以x＋(x＋3y＋z)＝cV1×10－3，步驟Ⅱ中Fe2＋被氧化，由KMnO4～5Fe2＋可知，(x＋2y)＝cV2×10－3，聯(lián)立二個(gè)方程解得：z＝2.5(cV1－3V2)×10－3，所以H2C2O4·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝×100%＝×100%。關(guān)于樣品組成分析如下：＝3時(shí)，H2C2O4·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝×100%＝0，樣品中不含H2C2O4·2H2O，由x＋(x＋3y＋z)＝cV1×10－3和(x＋2y)＝cV2×10－3可知，y≠0，樣品中含F(xiàn)e2(C2O4)3雜質(zhì)，A錯(cuò)誤；越大，由H2C2O4·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式可知，其含量一定越大，B正確；Fe元素的物質(zhì)的量＝(x＋2y) mol＝cV2×10－3mol，若步驟Ⅰ中KMnO4溶液不足，則步驟Ⅰ中有一部分Fe2＋沒有被氧化，不影響V2的大小，則cV2×10－3不變，則對(duì)于測(cè)得Fe元素的含量無影響，C錯(cuò)誤；結(jié)合C可知：若KMnO4溶液濃度偏低，則消耗KMnO4溶液的體積V1、V2均偏大，F(xiàn)e元素的物質(zhì)的量偏大，則測(cè)得樣品中Fe元素含量偏高，D正確。
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之間加裝盛有飽和食鹽水的洗氣瓶　(3)酸式　C
(4)×100%　BD
[多角度·突破練]
?角度1　以氣體制備為載體的綜合實(shí)驗(yàn)
1．三氯化硼是一種重要的化工原料，主要用作半導(dǎo)體硅的摻雜源或有機(jī)合成催化劑，還用于高純硼或有機(jī)硼的制取。已知：BCl3的沸點(diǎn)為12.5 ℃，熔點(diǎn)為－107.3℃，易潮解。實(shí)驗(yàn)室制備三氯化硼的原理為B2O3＋3C＋3Cl22BCl3＋3CO。
(1)甲組同學(xué)擬用下列裝置制備干燥純凈的氯氣(不用收集)：

①裝置B的作用是______________，裝置C的作用是______________。
②裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________________
____________________________________________________________________。
(2)乙組同學(xué)選用甲組實(shí)驗(yàn)中的A、B、C和下列裝置(裝置可重復(fù)使用)制備BCl3并驗(yàn)證反應(yīng)中有CO生成。

①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳→B→C→________→________→________→________→________→F→D→I；其中裝置E的作用是__________________________________________________。
②實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先通入干燥的N2的目的是____________________________
____________________________________________________________________。
③能證明反應(yīng)中有CO生成的現(xiàn)象是_________________________________
____________________________________________________________________。
④三氯化硼接觸潮濕空氣時(shí)會(huì)形成腐蝕性濃厚白霧，其與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
解析：(1)①濃鹽酸具有揮發(fā)性，裝置B是為了吸收氯氣中的HCl氣體，故裝置B中盛放的溶液為飽和NaCl溶液；要制取干燥的氯氣，因此裝置C的作用是干燥氯氣。②裝置A的反應(yīng)為濃鹽酸與KClO3反應(yīng)制取氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為KClO3＋6HCl(濃)KCl＋3Cl2↑＋3H2O。
(2)①制得的干燥氯氣通入G中反應(yīng)制取BCl3，再接E使BCl3液化，收集BCl3，為了防止J中NaOH溶液中的水蒸氣進(jìn)入E使BCl3水解，故在E、J之間要加上H吸收水蒸氣，再接J吸收過量的Cl2，再接H干燥CO，CO在F中與CuO反應(yīng)，生成的氣體再通入澄清石灰水。②通入干燥的N2是為了排出裝置中的空氣，避免空氣中O2、CO2、H2O對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾。③CO可以還原CuO生成Cu和CO2，Cu為紅色，裝置F中黑色粉末變?yōu)榧t色，CO2能使澄清石灰水變渾濁，裝置D中澄清石灰水變渾濁，能證明反應(yīng)中有CO生成。④三氯化硼接觸潮濕空氣時(shí)會(huì)形成腐蝕性濃厚白霧，說明生成了HCl，根據(jù)原子守恒，三氯化硼與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為BCl3＋3H2O===H3BO3＋3HCl。
答案：(1)①吸收Cl2中的HCl氣體　干燥Cl2(或吸收Cl2中的水蒸氣)?、贑lO＋5Cl－＋6H＋3Cl2↑＋3H2O
(2)①G　E　H　J　H　冷凝BCl3為液體
②排除裝置中的空氣，防止O2、CO2、H2O的干擾
③裝置F中黑色粉末變?yōu)榧t色，裝置D中澄清石灰水變渾濁
④BCl3＋3H2O===H3BO3＋3HCl

物質(zhì)制備類試題的解題方法

?角度2　非氣態(tài)物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)
2．在濃CaCl2溶液中通入NH3和CO2，可以制得納米級(jí)碳酸鈣。下圖所示A～E為實(shí)驗(yàn)室常見的儀器裝置(部分固定夾持裝置略去)，請(qǐng)根據(jù)要求回答問題。

(1)實(shí)驗(yàn)室若用NH4Cl和熟石灰作試劑來制取、收集干燥的NH3，則需選用上述儀器裝置中的________(填裝置序號(hào))。若要制取、收集干燥的CO2，請(qǐng)選擇裝置并按氣流方向連接各儀器接口：_____________________________________。
(2)向濃CaCl2溶液中通入NH3和CO2制納米級(jí)碳酸鈣時(shí)，應(yīng)先通入的氣體是________，若實(shí)驗(yàn)過程中有氨氣逸出，應(yīng)選用下列________(填標(biāo)號(hào))裝置回收。

寫出制納米級(jí)碳酸鈣的化學(xué)方程式：__________________________________
____________________________________________________________________。
(3)試設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)方案，判斷所得碳酸鈣樣品顆粒是否為納米級(jí)：_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
解析：(1)氯化銨與熟石灰加熱制備氨氣選用B裝置，通過堿石灰進(jìn)行干燥選用D裝置，再用向下排空氣法收集選用E裝置。制取二氧化碳可以用稀鹽酸與石灰石反應(yīng)選用A裝置，干燥選用C裝置，由于二氧化碳密度比空氣大，故選擇各儀器接口的順序?yàn)閍cdh。(3)納米級(jí)碳酸鈣和水混合形成的分散系為膠體，故可以取少量樣品和水混合形成分散系，用一束強(qiáng)光照射，若出現(xiàn)一條光亮的通路，則是納米級(jí)，否則不是。
答案：(1)BDE　acdh
(2)NH3　bd　CaCl2＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3＋2NH4Cl
(3)取少量樣品和水混合形成分散系，用一束強(qiáng)光照射，若出現(xiàn)一條光亮的通路，則是納米級(jí)，否則不是
3．(2020·全國卷Ⅱ)苯甲酸可用作食品防腐劑。實(shí)驗(yàn)室可通過甲苯氧化制苯甲酸，其反應(yīng)原理簡示如下：＋KMnO4―→＋MnO2
＋HCl―→＋KCl
名稱
相對(duì)分子質(zhì)量
熔點(diǎn)/ ℃
沸點(diǎn)/ ℃
密度/(g·mL－1)
溶解性
甲苯
92
－95
110.6
0.867
不溶于水，易溶乙醇
苯甲
酸
122
122.4(100 ℃左右開始升華)
248
—
微溶于冷水，易溶于乙醇、熱水
實(shí)驗(yàn)步驟：
(1)在裝有溫度計(jì)、冷凝管和攪拌器的三頸燒瓶中加入1.5 mL 甲苯、100 mL水和4.8 g(約0.03 mol)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(yīng)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1.0 g。
(3)純度測(cè)定：稱取0.122 g粗產(chǎn)品，配成乙醇溶液，于100 mL容量瓶中定容。每次移取25.00 mL溶液，用0.010 00 mol/L的KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，三次滴定平均消耗21.50 mL的KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。
回答下列問題：
(1)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)藥品的用量，三頸燒瓶的最適宜規(guī)格為________(填標(biāo)號(hào))。
A．100 mL B．250 mL
C．500 mL D．1 000 mL
(2)在反應(yīng)裝置中應(yīng)選用________(填“直形”或“球形”)冷凝管，當(dāng)回流液不再出現(xiàn)油珠即可判斷反應(yīng)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(qǐng)用反應(yīng)的離子方程式表達(dá)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(shí)，若溫度過高，可能出現(xiàn)的結(jié)果是_______________。
(6)本實(shí)驗(yàn)制備的苯甲酸的純度為________；據(jù)此估算本實(shí)驗(yàn)中苯甲酸的產(chǎn)率最接近于________(填標(biāo)號(hào))。
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。
解析：(1)該反應(yīng)需要向三頸燒瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g高錳酸鉀，所以三頸燒瓶的最適宜規(guī)格為250 mL。(2)反應(yīng)中應(yīng)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)NaHSO3與KMnO4(H＋)發(fā)生氧化還原反應(yīng)除去過量的KMnO4(H＋)，防止用鹽酸酸化時(shí)，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(yīng)除去KMnO4，反應(yīng)的離子方程式為2MnO＋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(shí)，若溫度過高，苯甲酸易升華而損失。(6)根據(jù)反應(yīng)＋KOH―→＋H2O可知，n(KOH)＝0.010 00 mol/L×21.50×10－3 L×4，m()＝0.010 00 mol/L×21.50×10－3 L×4×122 g/mol＝0.104 92 g，制備的苯甲酸的純度為×100%＝86.0%。
在理論上，1 mol甲苯反應(yīng)后生成 1 mol苯甲酸，則：

92　　　　　　　　　　　　 122
1．5 mL×0.867 g/mL 　　　　　m
苯甲酸的理論產(chǎn)量m≈1.72 g
苯甲酸的產(chǎn)率為×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(jié)晶的方法進(jìn)行提純。
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(shí)，產(chǎn)生氯氣　2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O　(4)MnO2　(5)苯甲酸升華而損失　(6)86.0%　C
(7)重結(jié)晶

物質(zhì)制備類實(shí)驗(yàn)的思維流程

考點(diǎn)2　猜測(cè)假設(shè)型實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
[抓本質(zhì)·悟考法]
莫爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O](淺綠色)常用作化學(xué)試劑、醫(yī)藥以及用于冶金、電鍍等。某課題組通過實(shí)驗(yàn)來探究莫爾鹽晶體加熱時(shí)的分解產(chǎn)物，回答下列問題：
(1)甲同學(xué)提出猜想：分解產(chǎn)物可能是N2、Fe2O3、SO3、H2O四種物質(zhì)。你是否同意并說明理由__________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖裝置：

①其中A裝置中的固體變?yōu)榧t棕色，則固體產(chǎn)物中含有________________；C裝置中紅色褪去，說明氣體產(chǎn)物中含有__________________。
②為驗(yàn)證A中殘留物是否含有FeO，需要選的試劑有________(填標(biāo)號(hào))。
A．KSCN溶液 B．濃鹽酸
C．KMnO4溶液 D．稀硫酸
(3)丙同學(xué)想利用乙同學(xué)的裝置證明分解產(chǎn)物中含有氨氣，只需更換B、C中的試劑即可，則更換后的試劑B為____________，C為____________。
(4)丁同學(xué)認(rèn)為莫爾鹽晶體分解的氣體產(chǎn)物中含有SO3(g)、SO2(g)及N2。為了進(jìn)行驗(yàn)證，丁同學(xué)選用乙同學(xué)的A裝置和下圖裝置組裝后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①丁同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，裝置依次連接的合理順序?yàn)锳____________。
②裝置F中，足量鹽酸的作用是_____________________________________
___________________________________________________________________。

【解題關(guān)鍵點(diǎn)】　根據(jù)原子守恒和電子守恒分析可能的生成物；根據(jù)A、C裝置中的現(xiàn)象判斷Fe2O3和SO2的存在；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證 SO3(g)、SO2(g)及N2的存在。
【易錯(cuò)失分點(diǎn)】　忽視A中殘留物中存在Fe2O3，選用錯(cuò)誤的試劑驗(yàn)證FeO；不清楚引起倒吸的原因，未使用安全瓶；將SO3(g)、SO2(g)及N2的驗(yàn)證順序選錯(cuò)。
[自主解答]
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
解析：(1)甲同學(xué)提出猜想；分解產(chǎn)物可能是N2、Fe2O3、SO3、H2O四種物質(zhì)，這四種產(chǎn)物的生成只有化合價(jià)的升高沒有化合價(jià)降低，不符合氧化還原反應(yīng)規(guī)律。(2)①氧化鐵固體為紅棕色，所以固體產(chǎn)物中含有Fe2O3；品紅褪色，說明生成了二氧化硫氣體；②A中殘留物先加入稀硫酸，若有FeO，則生成硫酸亞鐵，再加入KMnO4溶液，亞鐵離子被氧化，高錳酸鉀被還原，溶液褪色，證明含有亞鐵離子，原固體中含有FeO。(3)試劑B中加入堿石灰，吸收二氧化硫氣體，然后利用氨氣的水溶液顯堿性，使紅色石蕊溶液變藍(lán)，證明有氨氣生成。(4)①可知A裝置后如果直接連接帶有溶液的裝置可能會(huì)發(fā)生倒吸，因此A裝置后應(yīng)連接安全瓶H，因SO3易溶于水，應(yīng)先用Ba2＋檢驗(yàn)SO3，混合氣體先通過F裝置；檢驗(yàn)SO2應(yīng)選用品紅溶液，F(xiàn)后接D，因SO2是有毒氣體，D后接E，吸收二氧化硫氣體，最后連接G，檢驗(yàn)是否有N2生成；正確答案為HFDEG。②裝置F中，足量鹽酸的作用是增加溶液的酸度，減少SO2的溶解。
答案：(1)不同意；生成這四種產(chǎn)物只有化合價(jià)的升高，沒有化合價(jià)的降低　(2)①Fe2O3　SO2?、贑D
(3)堿石灰　紅色石蕊溶液　(4)①HFDEG?、谠黾尤芤旱乃岫?，減少SO2的溶解
[多角度·突破練]
?角度1　物質(zhì)組成的假設(shè)推斷
1．(雙選)某科學(xué)興趣小組查閱資料得知，反應(yīng)溫度不同，氫氣還原氧化銅的產(chǎn)物就不同，可能是Cu或Cu2O，Cu和Cu2O均為不溶于水的紅色固體，但Cu2O能與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)：Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。為探究反應(yīng)后的紅色固體的成分，他們提出了以下假設(shè)：
假設(shè)一：紅色固體只有Cu
假設(shè)二：紅色固體只有Cu2O
假設(shè)三：紅色固體中有Cu和Cu2O
下列判斷正確的是(　　)
A．取少量紅色固體，加入足量的稀硫酸，若溶液無明顯現(xiàn)象，則假設(shè)一和二都成立
B．少量紅色固體與足量稀硫酸反應(yīng)，若溶液呈藍(lán)色且仍有紅色固體，則只有假設(shè)三成立
C．若將7.2克紅色固體通入足量的H2還原，最后得到固體6.4克，則假設(shè)二成立
D．實(shí)驗(yàn)室可用向新制Cu(OH)2懸濁液(堿性)中加入葡萄糖后加熱，來制取Cu2O
CD　解析：取少量紅色固體，加入足量的稀硫酸，若溶液無明顯現(xiàn)象，說明紅色固體中不含氧化亞銅，則假設(shè)一成立，假設(shè)二、三不成立，A錯(cuò)誤；若看到溶液變成藍(lán)色，說明紅色固體中含有氧化亞銅，仍有紅色固體，說明反應(yīng)后還有紅色固體銅存在，但不能說明原紅色固體中含有銅，因?yàn)檠趸瘉嗐~和稀硫酸反應(yīng)也能生成銅，則假設(shè)二或三成立，B錯(cuò)誤；若假設(shè)二中紅色固體只有Cu2O，則7.2 g Cu2O的物質(zhì)的量n(Cu2O)＝＝＝0.05 mol，和H2反應(yīng)后生成銅的物質(zhì)的量為 0.1 mol，質(zhì)量為 6.4 g，所以假設(shè)二成立，C正確；葡萄糖含有醛基，可以與新制的含Cu(OH)2懸濁液(堿性)反應(yīng)，加熱后制得Cu2O，D正確。
2．某化學(xué)活動(dòng)小組設(shè)計(jì)如圖所示(部分夾持裝置已略去)實(shí)驗(yàn)裝置，以探究潮濕的Cl2與Na2CO3反應(yīng)得到的固體物質(zhì)。

(1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________
____________________________________________________________________。
(2)寫出試劑Y的名稱：____________________________________________。
(3)已知：通入一定量的Cl2后，測(cè)得D中只有一種常溫下為棕黃色的氣體，其為含氯氧化物?？梢源_定的是C中含氯化合物(鹽)只有一種，且含有NaHCO3，現(xiàn)對(duì)C中的成分進(jìn)行猜想和探究。
①提出合理假設(shè)。
假設(shè)1：存在兩種成分：NaHCO3和________；
假設(shè)2：存在三種成分：NaHCO3、________和________。
②設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論(可不填滿)。
限選實(shí)驗(yàn)試劑和儀器：蒸餾水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、試管、小燒杯、膠頭滴管。
實(shí)驗(yàn)步驟
預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取C中的少量固體樣品于試管中，滴加足量蒸餾水至固體溶解，然后將所得溶液分別置于a、b試管中

步驟2：

步驟3：

(4)已知C中有0.1 mol Cl2參加反應(yīng)。若“假設(shè)1”成立，可推知C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________
____________________________________________________________________。
解析：(1)先制備Cl2，由MnO2可以確定試劑X為濃鹽酸，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4HCl(濃)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)制得的Cl2中除了含有水蒸氣外還含有一定量的HCl氣體，必須除去，試劑Y為飽和食鹽水(或飽和氯化鈉溶液)。(3)①根據(jù)反應(yīng)物Cl2、Na2CO3、H2O，從組成元素的角度來看，生成物可能有 NaHCO3、NaCl、NaClO、NaClO3等，可以確定的是C中只有一種含氯鹽，另一種生成物是含氯氧化物，Cl的化合價(jià)升高，則含氯鹽只能是NaCl，排除NaClO、NaClO3。②D中收集到的氣體是氯的一種氧化物，且在D中沒有其他氣體，則Na2CO3只轉(zhuǎn)化成 NaHCO3。可以假設(shè)C中的成分有兩種可能：NaHCO3和NaCl，NaHCO3、Na2CO3和NaCl。再將產(chǎn)物探究轉(zhuǎn)化為離子的驗(yàn)證即可確定固體種類，即檢驗(yàn)Cl－、CO。檢驗(yàn)CO用BaCl2溶液；檢驗(yàn)Cl－用AgNO3溶液，但要注意CO的干擾，應(yīng)先滴加過量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液。(4)Cl2與Na2CO3等物質(zhì)的量反應(yīng)的通式為xCl2＋xNa2CO3＋H2O===xNaHCO3＋xNaCl＋ClmOn，Cl2與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為 1∶1，由氧原子守恒，可得m∶n＝2∶1，可推出生成的氯的氧化物為Cl2O。
答案：(1)4HCl(濃)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　(2)飽和食鹽水(或飽和氯化鈉溶液)
(3)①NaCl　Na2CO3　NaCl
②
實(shí)驗(yàn)步驟
預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟2：向a試管中滴加BaCl2溶液
Ⅰ.若無明顯現(xiàn)象，證明固體中不含Na2CO3；
Ⅱ.若溶液變渾濁，證明固體中含Na2CO3
步驟3：向b試管中滴加過量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液
若溶液變渾濁，結(jié)合步驟2中Ⅰ，則假設(shè)1成立；結(jié)合步驟2中Ⅱ，則假設(shè)2成立
(4)2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O

探究物質(zhì)組成、性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
(1)驗(yàn)證性的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
物質(zhì)→性質(zhì)推測(cè)→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→結(jié)論。圖示如下：

(2)探究性實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
探究性實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，可以按照以下步驟進(jìn)行：
→→→→
?角度2　有關(guān)反應(yīng)的假設(shè)推斷
3．某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究過氧化鈉與氮氧化物的反應(yīng)。
査閱資料知：
①2NO＋Na2O2===2NaNO2；
②6NaNO2＋3H2SO4===3Na2SO4＋2HNO3＋4NO↑＋2H2O；
③酸性條件下，NO和NO2均能與MnO反應(yīng)生成NO和Mn2＋。
(1)探究Na2O2和NO2的反應(yīng)。
①提出假設(shè)
假設(shè)Ⅰ.NO2氧化Na2O2，反應(yīng)生成一種鹽和一種氣體單質(zhì)。
假設(shè)Ⅱ.________________________________________________________，
反應(yīng)只生成一種鹽。
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
甲同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：

試管B中收集滿氣體后，向其中加入適量Na2O2粉末，塞緊塞子輕輕振蕩試管，觀察到紅棕色氣體迅速消失；再將帶火星的木條迅速伸進(jìn)試管內(nèi)，木條復(fù)燃。乙同學(xué)認(rèn)為該裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模碛墒莀_______________________。
乙同學(xué)用改進(jìn)后的裝置，重復(fù)了甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作，觀察到紅棕色氣體迅速消失，帶火星的木條未復(fù)燃。
③實(shí)驗(yàn)結(jié)論
假設(shè)Ⅱ正確，NO2和Na2O2反應(yīng)的化學(xué)方程式是
________________________________________________________________。
(2)丙同學(xué)用下圖所示裝置探究Na2O2和NO的反應(yīng)。

①按照氣流方向，裝置的連接順序?yàn)開___________________________(填標(biāo)號(hào))。
②裝置D中盛放的藥品是________(填標(biāo)號(hào))。
a．濃硫酸 b．飽和NaHCO3溶液
c．水 d．四氯化碳
③反應(yīng)開始前通入N2的作用是____________________________________；
反應(yīng)結(jié)束后再通入N2的目的是____________________________________。
④裝置E中試管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________
______________________________________________________________。
⑤設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明裝置C中有NaNO2生成___________________________
______________________________________________________________。
解析：(1)①假設(shè)Ⅱ：若過氧化鈉氧化二氧化氮反應(yīng)只生成一種鹽，依據(jù)氧化還原反應(yīng)元素化合價(jià)變化配平書寫發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2O2＋2NO2===2NaNO3，則應(yīng)該是過氧化鈉氧化NO2；②NO2氣體中混有水蒸氣，它能與過氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，使帶火星的木條復(fù)燃，從而不能確定氧氣是不是二氧化氮與過氧化鈉反應(yīng)所得，也就無法證明是假設(shè)Ⅰ還是假設(shè)Ⅱ正確；③假設(shè)Ⅱ正確，則NO2和Na2O2反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NO2＋Na2O2===2NaNO3。(2)①探究Na2O2和NO的反應(yīng)，先利用裝置A制備二氧化氮，將產(chǎn)生的氣體通過裝置D與水反應(yīng)生成一氧化氮，再通過裝置B干燥，再通入裝置C與過氧化鈉反應(yīng)，最后進(jìn)入裝置E防止水蒸氣進(jìn)入裝置C，并進(jìn)行尾氣處理，故按照氣流方向，裝置的連接順序?yàn)锳→D→B→C→E；②裝置D中盛放水，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，故選c；③反應(yīng)開始前通入N2的作用是排盡裝置中的空氣，防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳等物質(zhì)與過氧化鈉反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后再通入N2的目的是排盡裝置中的氮氧化物，使之與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)而被除去；④裝置E中試管內(nèi)未反應(yīng)的一氧化氮與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)，其反應(yīng)的離子方程式為5NO＋3MnO＋4H＋===3Mn2＋＋5NO＋2H2O；⑤取裝置C中產(chǎn)物少許于試管中，加入稀硫酸，開始產(chǎn)生無色氣體，遇到空氣變?yōu)榧t棕色，證明產(chǎn)物是亞硝酸鈉。
答案：(1)①過氧化鈉氧化NO2　②NO2氣體中混有水蒸氣，它能與過氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，使帶火星的木條復(fù)燃?、?NO2＋Na2O2===2NaNO3　(2)①A→D→B→C→E　②c
③排盡裝置中的空氣　排盡裝置中的氮氧化物
④5NO＋3MnO＋4H＋===3Mn2＋＋5NO＋2H2O
⑤取裝置C中產(chǎn)物少許于試管中，加入稀硫酸，開始產(chǎn)生無色氣體，遇到空氣變?yōu)榧t棕色，證明產(chǎn)物是亞硝酸鈉

猜想判斷型實(shí)驗(yàn)題的思維流程

考點(diǎn)3　化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)與創(chuàng)新改進(jìn)
[抓本質(zhì)·悟考法]
MnO2是中學(xué)化學(xué)中常見的一種試劑，可作氧化劑和催化劑。某興趣小組通過實(shí)驗(yàn)對(duì)MnO2的性質(zhì)進(jìn)行了一系列的探究。
(1)欲探究MnO2的催化效果，需要用30%的H2O2溶液(密度近似為1 g/cm3)配制濃度為3%的H2O2溶液(密度近似為1 g/cm3)100 mL。簡述其配制方法：____________________________________________________________________。
(2)該小組設(shè)計(jì)了如下四個(gè)方案以驗(yàn)證MnO2的氧化性，可行的是________(填標(biāo)號(hào))。
A．把MnO2固體加入FeSO4溶液中，再加入KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色
B．把MnO2固體加入FeCl3溶液中，再加入KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色
C．把MnO2固體加入Na2SO3溶液中，再加入BaCl2溶液，觀察是否有白色沉淀生成
D．把MnO2固體加入稀鹽酸中，觀察是否有黃綠色氣體生成
(3)該小組為探究在不同酸堿性的溶液中MnO2的氧化能力，他們控制KI溶液的濃度和MnO2固體的質(zhì)量相同，恒定實(shí)驗(yàn)溫度為298 K，設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)
酸或堿
現(xiàn)象
A
1滴0.2 mol/L NaOH溶液
不變色
B
1滴水
緩慢變淺棕褐色
C
1滴0.1 mol/L硫酸
迅速變棕褐色
從上述對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，可以得出的結(jié)論是______________________________。寫出在酸性條件下，MnO2氧化I－的離子方程式：__________________________
____________________________________________________________________。
(4)利用二氧化錳的氧化性，讓其與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，下列儀器可作為該反應(yīng)的反應(yīng)容器的是________(填標(biāo)號(hào))。
　　

【解題關(guān)鍵點(diǎn)】　設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證MnO2的氧化性，反應(yīng)過程中MnO2應(yīng)作氧化劑；根據(jù)探究目的，正確書寫實(shí)驗(yàn)結(jié)論；根據(jù)反應(yīng)條件，正確書寫反應(yīng)的離子方程式。
【易錯(cuò)失分點(diǎn)】　第(2)題，忽視無論MnO2有沒有氧化Na2SO3，加入BaCl2溶液均有白色沉淀生成，易錯(cuò)選C項(xiàng)；忽視稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)，易錯(cuò)選D項(xiàng)；第(3)題，忽視反應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行，將MnO2氧化I－的離子方程式寫錯(cuò)。
[自主解答]
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
解析：(1)需30%的H2O2溶液100 mL×3%÷30%＝10.0 mL，質(zhì)量為10 g，需水90 g，即 90.0 mL。(2)B項(xiàng)MnO2固體不可能將FeCl3氧化，加入KSCN溶液也無實(shí)際意義；C項(xiàng)無論Na2SO3是否被氧化，都能生成白色沉淀；D項(xiàng)MnO2不能將稀鹽酸氧化。(3)根據(jù)信息，棕褐色應(yīng)該是I2溶液的顏色，因而MnO2將I－氧化為碘單質(zhì)，本身被還原為Mn2＋，據(jù)此可寫出相應(yīng)的離子方程式。(4)B為燒杯，無法將制得的氯氣導(dǎo)入集氣瓶；C為容量瓶，不能用作反應(yīng)容器。
答案：(1)用量筒量取10.0 mL 30%的H2O2溶液放入燒杯中，再加入90.0 mL水，攪拌均勻　(2)A
(3)酸性越強(qiáng)，MnO2的氧化能力越強(qiáng)　MnO2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I(xiàn)2＋2H2O　(4)AD
[多角度·突破練]
?角度1　實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)
1．在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行物質(zhì)制備，下列從原料及有關(guān)試劑分別制取相應(yīng)的最終產(chǎn)物的設(shè)計(jì)中，理論上正確、操作上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的是(　　)
A．CCOCO2Na2CO3溶液
B．CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2
C．FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液
D．CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液
D　解析：A項(xiàng)中制取Na2CO3溶液的步驟繁瑣，且生成的CO不便收集，故不正確；B項(xiàng)涉及貴重試劑，不經(jīng)濟(jì)，故不正確；C項(xiàng)鐵在氧氣中燃燒的產(chǎn)物是四氧化三鐵，故不正確；D項(xiàng)制取NaOH溶液所用試劑經(jīng)濟(jì)易得，原理正確，步驟簡潔，故正確。
2．(2020·江蘇高考)根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論正確的是(　　)
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象
結(jié)論
A
向淀粉溶液中加適量20% H2SO4溶液，加熱，冷卻后加NaOH溶液至中性，再滴加少量碘水，溶液變藍(lán)
淀粉未水解
B
室溫下，向0.1 mol/L HCl溶液中加入少量鎂粉，產(chǎn)生大量氣泡，測(cè)得溶液溫度上升
鎂與鹽酸反應(yīng)放熱
C
室溫下，向濃度均為0.1 mol/L的BaCl2和CaCl2混合溶液中加入Na2CO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀
白色沉淀是BaCO3
D
向0.1 mol/L H2O2溶液中滴加0.01 mol/L KMnO4溶液，溶液褪色
H2O2具有氧化性
B　解析：A項(xiàng)，加入少量碘水，溶液變藍(lán)，只能證明溶液中含有淀粉，但無法得出淀粉未水解的結(jié)論，可能是部分淀粉發(fā)生水解反應(yīng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，溶液溫度上升，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，白色沉淀中還可能含有碳酸鈣，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，反應(yīng)物H2O2中－1價(jià)的O變?yōu)?價(jià)的O，H2O2失電子，說明H2O2具有還原性，錯(cuò)誤。
3．(雙選)加熱蒸干氯化鎂溶液時(shí)因水解不完全會(huì)得到一種灰白色沉淀——堿式氯化鎂，化學(xué)式可表示為Mgx(OH)yClz·nH2O。設(shè)計(jì)如圖裝置驗(yàn)證其化學(xué)式。下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)說法不正確的是(　　)

A．堿式氯化鎂受熱分解可以產(chǎn)生氧化鎂、氯氣和水
B．結(jié)束反應(yīng)時(shí)，先停止加熱，通一段時(shí)間N2后再關(guān)閉活塞K
C．①②中依次盛裝氫氧化鈉溶液、濃硫酸
D．只需稱取原樣品質(zhì)量、反應(yīng)結(jié)束后硬質(zhì)玻璃管中剩余固體質(zhì)量以及裝置①增重的質(zhì)量即可推出其化學(xué)式
AC　解析：堿式氯化鎂的分解是非氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)物為MgO、HCl、H2O，A錯(cuò)誤；反應(yīng)后繼續(xù)通入N2，使產(chǎn)生的氣體充分吸收，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，B正確；①中盛裝濃硫酸先吸收水分，②中為氫氧化鈉溶液吸收HCl，C錯(cuò)誤；通過稱量反應(yīng)結(jié)束后硬質(zhì)玻璃管中剩余固體質(zhì)量可知生成MgO的質(zhì)量，稱量裝置①增重的質(zhì)量可知H2O的質(zhì)量，原樣品總質(zhì)量減去MgO和H2O的質(zhì)量即為HCl的質(zhì)量，故可以求算堿式氯化鎂的化學(xué)式，D正確。

定性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問題
①有水蒸氣生成時(shí)，先檢驗(yàn)水蒸氣。
②涉及易燃?xì)怏w時(shí)要防爆炸，如H2還原CuO時(shí)應(yīng)先通H2排盡裝置中空氣再加熱。
③制取易吸水、易潮解或易水解的物質(zhì)時(shí)，應(yīng)采取措施隔離水蒸氣，防止發(fā)生副反應(yīng)。如制備無水氯化鐵固體時(shí)，應(yīng)在制備裝置前后加上防止水蒸氣進(jìn)入的裝置，營造干燥環(huán)境。
④易揮發(fā)的液體產(chǎn)物應(yīng)及時(shí)冷卻，防止逸出造成損失。
⑤對(duì)于需要進(jìn)行轉(zhuǎn)化才能檢測(cè)的成分要注意排除干擾。如檢驗(yàn)CO時(shí)，應(yīng)先排除CO中可能混有的CO2，再將CO氧化，防止CO2的存在干擾后續(xù)檢測(cè)。
⑥若試題只給出部分藥品和裝置，則應(yīng)給出必要的補(bǔ)充；若給出多余的試劑品種，則應(yīng)進(jìn)行篩選。
⑦注重答題的規(guī)范性，有些題目要求指出試劑的名稱。如無水硫酸銅、澄清石灰水、酸性高錳酸鉀溶液、飽和NaHCO3溶液等。
?角度2　化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新改進(jìn)
4．某校化學(xué)實(shí)驗(yàn)課上，老師要求學(xué)生用硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液制備Cu(OH)2，為了縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，老師讓學(xué)生將反應(yīng)容器放在沸水浴中進(jìn)行反應(yīng)，結(jié)果出現(xiàn)了如下兩種不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
實(shí)驗(yàn)
操作
現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)一
向NaOH溶液中滴加CuSO4溶液
黑色沉淀
實(shí)驗(yàn)二
向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液
藍(lán)色沉淀
(1)甲同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)一中產(chǎn)生的黑色沉淀是____________(填化學(xué)式)，理由是____________________________________________________________________。
(2)為驗(yàn)證推測(cè)結(jié)果是否正確，甲同學(xué)將黑色沉淀過濾、洗滌、干燥后稱得質(zhì)量為a g，并按照如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前后稱得干燥管E的質(zhì)量分別為c g和d g。

為確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，甲同學(xué)認(rèn)為應(yīng)在裝置A反應(yīng)一段時(shí)間后再接上裝置E，點(diǎn)燃D中的酒精燈，其理由是______________________________________。
乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的裝置仍有不足，應(yīng)在E的末端連接一個(gè)氣囊，氣囊的作用有兩個(gè)：_____________________________________________________________
___________________________________________________________________。
甲同學(xué)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置后完成實(shí)驗(yàn)，若a、c、d滿足關(guān)系式：____________，則證明甲同學(xué)對(duì)黑色沉淀的推測(cè)是正確的。
(3)丙同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)二中的藍(lán)色沉淀應(yīng)為Cu(OH)2，丁同學(xué)立即提出反對(duì)意見，認(rèn)為該藍(lán)色沉淀一定不是Cu(OH)2。為確認(rèn)實(shí)驗(yàn)二中藍(lán)色沉淀的成分，丁同學(xué)從實(shí)驗(yàn)時(shí)藥品的加入順序考慮，可能是反應(yīng)物的用量不同導(dǎo)致產(chǎn)物的不同，并上網(wǎng)查閱資料知，當(dāng)NaOH溶液少量時(shí)會(huì)生成堿式硫酸銅[Cu2(OH)2SO4]，反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)進(jìn)一步查閱資料可知堿式硫酸銅為藍(lán)色物質(zhì)，難溶于水、可溶于酸。請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)二中生成的藍(lán)色沉淀含有SO：____________________
____________________________________________________________________。
解析：(1)甲同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)一中產(chǎn)生的黑色沉淀是CuO，理由是生成的Cu(OH)2沉淀受熱分解生成黑色的CuO。
(2)為確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，甲同學(xué)認(rèn)為應(yīng)在裝置A反應(yīng)一段時(shí)間后再接上裝置E，點(diǎn)燃D中的酒精燈，其理由是裝置中存在二氧化碳和水蒸氣，也會(huì)被堿石灰吸收，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響；乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的裝置仍有不足，應(yīng)在E的末端連接一個(gè)氣囊，氣囊的作用有兩個(gè)：防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置E、吸收多余的氫氣；甲同學(xué)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置后完成實(shí)驗(yàn)，由CuO～H2O可知＝，若a、c、d滿足關(guān)系式：9a＝40(d－c)，則證明甲同學(xué)對(duì)黑色沉淀的推測(cè)是正確的。
(3)當(dāng)NaOH溶液少量時(shí)會(huì)生成堿式硫酸銅[Cu2(OH)2SO4]，反應(yīng)的離子方程式為2Cu2＋＋2OH－＋SO===[Cu2(OH)2SO4]↓。
(4)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)二中生成的藍(lán)色沉淀含有SO，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為將藍(lán)色沉淀過濾、洗滌后溶于過量稀鹽酸中，待沉淀溶解后加入氯化鋇溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明含有SO。
答案：(1)CuO　生成的Cu(OH)2沉淀受熱分解生成黑色的CuO
(2)裝置中存在二氧化碳和水蒸氣，也會(huì)被堿石灰吸收，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響　防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置E、吸收多余的氫氣　9a＝40(d－c)
(3)2Cu2＋＋2OH－＋SO===[Cu2(OH)2SO4]↓
(4)將藍(lán)色沉淀過濾、洗滌后溶于過量稀鹽酸中，待沉淀溶解后加入氯化鋇溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明含有SO

解答物質(zhì)的鑒別問題的兩點(diǎn)注意
1．不許原瓶操作：鑒別的目的是為了以后的使用，若原瓶操作，會(huì)造成原試劑被污染，所以要有“各取少許”字樣。
2．用詞要準(zhǔn)確科學(xué)：結(jié)論的得出來自實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在加入試劑之前，該物質(zhì)是未知的，敘述時(shí)不可出現(xiàn)“取某某試劑加入某某物質(zhì)……”的字樣；氣體試劑要用“通入”，切不可把液體或固體試劑“通入××中”。
考點(diǎn)4　實(shí)驗(yàn)裝置的評(píng)價(jià)與創(chuàng)新改進(jìn)
[抓本質(zhì)·悟考法]
(2020·山東高考)利用下列裝置(夾持裝置略)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　)

A．用甲裝置制備并收集CO2
B．用乙裝置制備溴苯并驗(yàn)證有HBr產(chǎn)生
C．用丙裝置制備無水MgCl2
D．用丁裝置在鐵上鍍銅

【解題關(guān)鍵點(diǎn)】　解答本題時(shí)應(yīng)注意結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)和電解的原理，掌握常見物質(zhì)的制備方法，注意水解的知識(shí)點(diǎn)。
【易錯(cuò)失分點(diǎn)】　本題易忽視苯與溴反應(yīng)揮發(fā)出來的溴單質(zhì)能與水反應(yīng)生成氫溴酸，誤認(rèn)為B項(xiàng)正確。
[自主解答]
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
C　解析：CO2密度大于空氣，應(yīng)采用向上排空氣法收集，A錯(cuò)誤；苯與溴在溴化鐵作用下反應(yīng)，反應(yīng)較劇烈，反應(yīng)放熱，且溴易揮發(fā)，揮發(fā)出來的溴單質(zhì)能與水反應(yīng)生成氫溴酸，所以驗(yàn)證反應(yīng)生成的HBr，應(yīng)先將氣體通過四氯化碳，將揮發(fā)的溴單質(zhì)除去，B錯(cuò)誤； MgCl2能水解，在加熱時(shí)通入干燥的HCl，能避免MgCl2的水解，C正確；電解時(shí)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，所以丁裝置鐵為陽極，失去電子，生成二價(jià)鐵離子，銅為陰極，溶液中的銅離子得到電子，生成銅，D錯(cuò)誤。
[多角度·突破練]
?角度1　實(shí)驗(yàn)裝置的評(píng)價(jià)
1．(2020·煙臺(tái)模擬)下列實(shí)驗(yàn)裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　)

A．用甲裝置除去乙烯中的少量酸性氣體
B．用乙裝置完成實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯
C．用丙裝置證明溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響
D．用丁裝置驗(yàn)證濃硫酸具有脫水性、強(qiáng)氧化性，SO2具有漂白性、還原性
B　解析：洗氣時(shí)導(dǎo)管長進(jìn)短出，且乙烯與NaOH不反應(yīng)，圖中裝置可除去乙烯中的少量酸性氣體，故A正確；乙酸乙酯與燒堿溶液反應(yīng)，小試管中應(yīng)為飽和碳酸鈉溶液，故B錯(cuò)誤；兩燒杯溫度不同，通過燒瓶中氣體顏色變化，可證明溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響，故C正確；濃硫酸使蔗糖脫水后，碳與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫，二氧化硫可使品紅褪色，可被高錳酸鉀氧化使其溶液褪色，可驗(yàn)證濃硫酸具有脫水性、強(qiáng)氧化性，SO2具有漂白性、還原性，故D正確。
2．(2020·威海模擬)下列圖示(加熱裝置省略)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作，能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　)
　　　　　
A．探究乙醇的催化氧化 B．準(zhǔn)確量取一定體積K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液

C．研究催化劑對(duì)過氧 D．證明乙炔可使溴水褪色
化氫分解速率的影響
C　解析：乙醇也能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，無法判斷酸性高錳酸鉀溶液褪色的原因是乙醛還是乙醇，A錯(cuò)誤；量取一定體積K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)該選用酸式滴定管，堿式滴定管不能盛酸性及氧化性液體，否則橡膠管易被腐蝕，B錯(cuò)誤；研究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響，加入的溶液的體積相同，金屬離子和過氧化氫的濃度也相同，符合控制變量法的原則，可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，C正確；乙炔中的H2S等雜質(zhì)也能使溴水褪色，應(yīng)先通過一個(gè)盛堿液的洗氣瓶將雜質(zhì)除去，D錯(cuò)誤。
?角度2　實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新改進(jìn)
3．(2021·濟(jì)寧模擬)Mg與Br2反應(yīng)可生成具有強(qiáng)吸水性的MgBr2，該反應(yīng)劇烈且放出大量的熱。實(shí)驗(yàn)室采用如圖裝置制備無水MgBr2。下列說法錯(cuò)誤的是　(　　)

A．a(chǎn)為冷卻水進(jìn)水口
B．裝置A的作用是吸收水蒸氣和揮發(fā)出的溴蒸氣
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)需緩慢通入N2，防止反應(yīng)過于劇烈
D．不能用干燥空氣代替N2，因?yàn)楦碑a(chǎn)物MgO會(huì)阻礙反應(yīng)的進(jìn)行
B　解析：冷凝時(shí)，冷卻水下進(jìn)上出，達(dá)到充分冷凝的目的，故A正確；MgBr2具有強(qiáng)吸水性，裝有無水CaCl2固體A的作用是防止外界水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)裝置，氯化鈣與溴不反應(yīng)，不能吸收溴，故B錯(cuò)誤；因?yàn)镸g與Br2反應(yīng)劇烈放熱，所以通入干燥的N2可稀釋溴蒸氣，使溴蒸氣濃度減小，減緩反應(yīng)速率，故C正確；氧氣可與鎂反應(yīng)生成MgO，阻礙反應(yīng)進(jìn)行，不能用空氣代替氮?dú)?，故D正確。
4．(雙選)某化學(xué)學(xué)習(xí)小組利用如圖裝置來制備無水AlCl3或NaH(已知：AlCl3、NaH遇水都能迅速發(fā)生反應(yīng))。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)

A．制備無水AlCl3：裝置A中的試劑可能是二氧化錳
B．點(diǎn)燃D處酒精燈之前需排盡裝置中的空氣
C．裝置C中的試劑為濃硫酸
D．制備無水AlCl3和NaH時(shí)裝置E中堿石灰的作用完全相同
AD　解析：金屬鋁和氯氣反應(yīng)可制備氯化鋁，則裝置A為氯氣的發(fā)生裝置，濃鹽酸和二氧化錳在常溫下不反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋁和鈉易被氧氣氧化而變質(zhì)，同時(shí)H2在加熱前要驗(yàn)純，因此，點(diǎn)燃D處酒精燈之前需排盡裝置中的空氣，B項(xiàng)正確；金屬鈉和氫氣化合可以得到氫化鈉，所以制備氫化鈉時(shí)，裝置A為氫氣的發(fā)生裝置，裝置B用于除去氫氣中的HCl氣體，試劑為氫氧化鈉溶液，裝置C為干燥裝置，試劑為濃硫酸，制備氯化鋁時(shí)，裝置B用于除去氯氣中的HCl，試劑為飽和食鹽水，裝置C的作用是除去氣體中的水蒸氣，試劑為濃硫酸，C項(xiàng)正確；制備氯化鋁時(shí)，氯化鋁易水解，氯氣會(huì)污染空氣，裝置E中的堿石灰可吸收水和氯氣，而制備氫化鈉時(shí)，裝置E中的堿石灰用于吸收水，作用不完全相同，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
5．MnSO4·H2O是一種易溶于水的微紅色斜方晶體，某同學(xué)設(shè)計(jì)下列裝置制備硫酸錳：

下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．裝置Ⅰ燒瓶中放入的藥品X為銅屑
B．裝置Ⅱ中用“多孔球泡”可增大SO2的吸收速率
C．裝置Ⅲ用于吸收未反應(yīng)的SO2
D．用裝置Ⅱ反應(yīng)后的溶液制備MnSO4·H2O需經(jīng)歷蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌及干燥的過程
A　解析：Cu與濃硫酸常溫下不反應(yīng)，X不可能為Cu，A錯(cuò)誤；裝置Ⅱ中用“多孔球泡”，增大接觸面積，可增大SO2的吸收速率，B正確；Ⅲ中NaOH溶液可吸收尾氣，C正確；用裝置Ⅱ反應(yīng)后的溶液制備MnSO4·H2O，蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌及干燥可得到，D正確。

(1)廣口瓶(或錐形瓶)的創(chuàng)新應(yīng)用

裝置圖
裝置解讀
儲(chǔ)氣
裝置

廣口瓶內(nèi)注入液體，“短進(jìn)長出”可以暫時(shí)存儲(chǔ)氣體。如使用飽和食鹽水可以存儲(chǔ)少量Cl2
反應(yīng)
裝置

兩長管進(jìn)，短管出，可用于兩種氣體的反應(yīng)，如H2S與SO2的反應(yīng)
(2)球形干燥管的創(chuàng)新應(yīng)用

裝置圖
裝置解讀
吸收
裝置

①內(nèi)裝固體干燥劑，可用于干燥氣體
②內(nèi)裝無水CuSO4固體，可用于檢驗(yàn)水蒸氣
③內(nèi)裝吸收劑，可用于定量測(cè)定氣體質(zhì)量
④放于整套裝置最后，可防止空氣中的水蒸氣、CO2等進(jìn)入
防倒吸
裝置

用于避免極易溶于水的氣體(如NH3、HCl等)發(fā)生倒吸
氣體
制備
裝置

構(gòu)成簡易啟普發(fā)生裝置，實(shí)現(xiàn)塊狀固體和液體的反應(yīng)，利用活塞“隨開隨用，隨關(guān)隨?！?br /> 過濾
裝置

構(gòu)成簡易過濾器，可用于水的凈化等較簡單的過濾
(3)蒸餾裝置的創(chuàng)新

由于冷凝管豎立，使液體混合物能冷凝回流，若以此容器作反應(yīng)容器，可使反應(yīng)物能循環(huán)利用，提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。

1．定量測(cè)定數(shù)據(jù)的方法
(1)沉淀法
先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀，然后稱量純凈、干燥的沉淀的質(zhì)量，再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
(2)測(cè)氣體體積法
對(duì)于產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，可以通過測(cè)定氣體體積的方法測(cè)定樣品純度。
量氣裝置的設(shè)計(jì)：
下列裝置中，A是常規(guī)的量氣裝置，B、C、D是改進(jìn)后的裝置。

(3)測(cè)氣體質(zhì)量法
將生成的氣體通入足量的吸收劑中，通過稱量實(shí)驗(yàn)前后吸收劑的質(zhì)量，求得所吸收氣體的質(zhì)量，然后進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
(4)滴定法
即利用滴定操作原理，通過酸堿中和滴定、沉淀滴定或氧化還原反應(yīng)滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
2．定量型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的篩選
一看數(shù)據(jù)是否符合測(cè)量儀器的精度特點(diǎn)，如用托盤天平測(cè)得的質(zhì)量的精度為0.1 g，若精度值超過了這個(gè)范圍，說明所得數(shù)據(jù)是無效的；
二看數(shù)據(jù)是否在誤差允許范圍內(nèi)，若所得的數(shù)據(jù)明顯超出誤差允許范圍，要舍去；
三看反應(yīng)是否完全，是否是過量反應(yīng)物作用下所得的數(shù)據(jù)，只有完全反應(yīng)時(shí)所得的數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行有效處理和應(yīng)用；
四看所得數(shù)據(jù)的測(cè)試環(huán)境是否一致，特別是氣體體積數(shù)據(jù)，只有在溫度、壓強(qiáng)一致的情況下才能進(jìn)行比較、運(yùn)算；
五看數(shù)據(jù)測(cè)量過程是否規(guī)范、合理，錯(cuò)誤和違反測(cè)量規(guī)則的數(shù)據(jù)需要舍去。
(1)表格型題的解題要點(diǎn)在于通過審題，獲取有用信息，然后對(duì)表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)、變化規(guī)律進(jìn)行解答。
(2)直角坐標(biāo)系題的解題要點(diǎn)在于解題時(shí)要求學(xué)生首先弄清楚自變量和因變量是什么，注意理解起點(diǎn)、終點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)的含義。然后根據(jù)所學(xué)知識(shí)分析概念、圖像、數(shù)值三者之間的關(guān)系。

1．某小組以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、濃氨水為原料，在活性炭催化下，合成了橙黃色晶體X。為確定其組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
①氨的測(cè)定：精確稱取w g X，加適量水溶解，注入如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10% NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品液中的氨全部蒸出，用V1 mL c1 mol/L的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶，用c2 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的HCl，到終點(diǎn)時(shí)消耗V2 mL NaOH溶液。

氨的測(cè)定裝置(已省略加熱和夾持裝置)
②氯的測(cè)定：準(zhǔn)確稱取樣品X，配成溶液后用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，K2CrO4溶液為指示劑，至出現(xiàn)淡紅色沉淀且不再消失為終點(diǎn)(Ag2CrO4為磚紅色)。
回答下列問題：
(1)裝置中安全管的作用原理是____________________________________。
(2)用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的HCl時(shí)，應(yīng)使用________式滴定管，可使用的指示劑為________。
(3)樣品中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為___________________________________。
(4)測(cè)定氨前應(yīng)該對(duì)裝置進(jìn)行氣密性檢查，若氣密性不好測(cè)定結(jié)果將________(填“偏高”或“偏低”)。
(5)測(cè)定氯的過程中，使用棕色滴定管的原因是________________________
____________________________________________________________________；
滴定終點(diǎn)時(shí)，若溶液中c(Ag＋)＝2.0×10－5 mol/L，c(CrO)為________ mol/L。[已知：Ksp(Ag2CrO4)＝1.12×10－12]
(6)經(jīng)測(cè)定，樣品X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為1∶6∶3，鈷的化合價(jià)為________。制備X的化學(xué)方程式為____________________________________；
X的制備過程中溫度不能過高的原因是__________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)安全管與大氣相通，可通過液體在安全管的上升平衡A瓶內(nèi)的壓強(qiáng)。(2)NaOH溶液為堿性，量取NaOH溶液用堿式滴定管，滴定終點(diǎn)由酸性變到中性，用酚酞作指示劑。(3)與氨氣反應(yīng)的鹽酸的物質(zhì)的量是n(HCl)＝(c1V1－c2V2)×10－3 mol，根據(jù)氨氣與HCl的關(guān)系知，n(NH3)＝n(HCl)＝(c1V1－c2V2)×
10－3 mol，氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝×100%。(4)若氣密性不好，部分氨氣泄漏，導(dǎo)致氨氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低。(5)測(cè)定氯的過程中用硝酸銀溶液，而硝酸銀見光易分解，故用棕色滴定管；c(CrO)＝＝2.8×10－3 mol/L。(6)經(jīng)測(cè)定，樣品X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為1∶6∶3，則X的化學(xué)式為[Co(NH3)6]Cl3，Co的化合價(jià)為＋3，該反應(yīng)中Co失電子，雙氧水得電子，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O22[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O；雙氧水易分解，氣體的溶解度隨著溫度的升高而降低，所以X的制備過程中溫度不能過高。
答案：(1)當(dāng)A中壓力過大時(shí)，安全管中液面上升，使A瓶中壓力穩(wěn)定
(2)堿　酚酞　(3)×100%
(4)偏低　(5)防止硝酸銀見光分解　2.8×10－3
(6)＋3　2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O22[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O　溫度過高過氧化氫分解、氨氣逸出
2．為測(cè)定某氟化稀土樣品中氟元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。利用高氯酸(高沸點(diǎn)酸)將樣品中的氟元素轉(zhuǎn)化為氟化氫(低沸點(diǎn)酸)蒸出，再滴定測(cè)量。實(shí)驗(yàn)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(guān)閉K，微熱c，導(dǎo)管e末端有氣泡冒出；停止加熱，導(dǎo)管e內(nèi)有一段穩(wěn)定的水柱，說明裝置氣密性良好。
(3)c中加入一定體積高氯酸和m g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(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)入c。
①下列物質(zhì)可代替高氯酸的是________(填標(biāo)號(hào))。
A．硝酸 B．鹽酸
C．硫酸 D．磷酸
②實(shí)驗(yàn)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，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將________(填“偏高”“偏低”或“不受影響”)。
③若觀察到f中溶液紅色褪去，需要向f中及時(shí)補(bǔ)加NaOH溶液，否則會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低，原因是_________________________________________________。
(4)向餾出液中加入V1 mL c1 mol/L La(NO3)3溶液，得到LaF3沉淀，再用c2 mol/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余La3＋(La3＋與EDTA按1∶1反應(yīng))，消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液V2 mL，則氟化稀土樣品中氟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。
(5)用樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，需要用0.084 g氟化鈉代替樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，改變條件(高氯酸用量、反應(yīng)溫度、蒸餾時(shí)間)，測(cè)量并計(jì)算出氟元素質(zhì)量，重復(fù)多次。該操作的目的是_______________________________________________________。
解析：(1)a的作用是平衡壓強(qiáng)，防止圓底燒瓶中壓強(qiáng)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(shí)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此實(shí)驗(yàn)是利用高氯酸(高沸點(diǎn)酸)將樣品中的氟元素轉(zhuǎn)化為HF(低沸點(diǎn)酸)蒸出。硝酸和鹽酸易揮發(fā)，A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；硫酸和磷酸沸點(diǎn)高，難揮發(fā)，C、D兩項(xiàng)正確。
答案：(1)平衡壓強(qiáng)　直形冷凝管
(2)在b和f中加水，水浸沒導(dǎo)管a和e末端
(3)①CD?、诓皇苡绊憽、鄢浞治誋F氣體，防止其揮發(fā)損失
(4)×100%
(5)尋找最佳實(shí)驗(yàn)條件
3．堿式碳酸銅可用于有機(jī)催化劑、殺蟲劑及飼料中銅的添加劑，還可用于煙火和顏料制造。CuSO4溶液與Na2CO3溶液反應(yīng)能否得到堿式碳酸銅？某班同學(xué)進(jìn)行相關(guān)探究。
【沉淀制備】
稱取12.5 g膽礬溶于87.4 mL蒸餾水中，滴4滴稀硫酸，充分?jǐn)嚢韬蟮玫紺uSO4溶液。向其中加入適量Na2CO3溶液，將所得藍(lán)綠色懸濁液過濾，用蒸餾水洗滌，再用無水乙醇洗滌。
(1)滴加稀硫酸的作用是__________________________________________。
(2)用無水乙醇洗滌的目的是______________________________________。
【實(shí)驗(yàn)探究】
同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如下裝置，用制得的藍(lán)綠色固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

(3)D裝置加熱前，需要首先打開活塞K，用A裝置制取適量N2，然后關(guān)閉K，點(diǎn)燃D裝置處酒精燈。A裝置中產(chǎn)生N2的作用是_______________________。
(4)A裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________
____________________________________________________________________。
(5)若藍(lán)綠色固體的組成為xCuCO3·yCu(OH)2，實(shí)驗(yàn)過程中能觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(6)同學(xué)們查閱文獻(xiàn)知：Ksp[CaCO3]＝2.8×10－9，Ksp[BaCO3]＝5.1×10－9，經(jīng)討論認(rèn)為需要用 Ba(OH)2代替Ca(OH)2來定量測(cè)定藍(lán)綠色固體的化學(xué)式，其原因是________(填標(biāo)號(hào))。
a．Ba(OH)2的堿性比Ca(OH)2強(qiáng)
b．Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2，能充分吸收CO2
c．相同條件下，CaCO3的溶解度明顯大于BaCO3
d．吸收等量CO2生成的BaCO3的質(zhì)量大于CaCO3，測(cè)量誤差小
待D裝置中反應(yīng)完全后，打開活塞K，再次滴加NaNO2溶液產(chǎn)生N2，若定量分析所取藍(lán)綠色固體質(zhì)量為27.1 g，F(xiàn)裝置中使用Ba(OH)2溶液，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，E裝置的質(zhì)量增加2.7 g，F(xiàn)裝置中產(chǎn)生沉淀19.7 g。則該藍(lán)綠色固體的化學(xué)式為___________________________________________________________________。
解析：(1)CuSO4會(huì)發(fā)生水解，生成氫氧化銅沉淀，滴加稀硫酸可以抑制
Cu2＋水解，防止溶液變渾濁。(2)乙醇易揮發(fā)，用無水乙醇洗滌沉淀，可以利用乙醇易揮發(fā)的性質(zhì)帶走沉淀上面的水。(3)藍(lán)綠色固體如果為堿式碳酸銅，受熱分解會(huì)生成氧化銅、二氧化碳和水，空氣中含有二氧化碳和水蒸氣，D裝置加熱前，需要用A裝置中產(chǎn)生的N2排除裝置中的空氣，避免干擾。(4)A裝置中亞硝酸鈉與氯化銨反應(yīng)生成氮?dú)狻⒙然c和水，反應(yīng)的離子方程式為NO＋NHN2↑＋2H2O。(5)藍(lán)綠色固體xCuCO3·yCu(OH)2在氮?dú)庵惺軣岱纸馍裳趸~、二氧化碳和水，實(shí)驗(yàn)過程中能觀察到的現(xiàn)象為：硬質(zhì)玻璃管中藍(lán)綠色固體變黑色，E裝置中白色固體變藍(lán)，F(xiàn)裝置中溶液變渾濁。(6)用Ba(OH)2代替Ca(OH)2來定量測(cè)定藍(lán)綠色固體的化學(xué)式，原因?yàn)锽a(OH)2溶解度大于Ca(OH)2，能充分吸收CO2，吸收等量CO2生成的BaCO3的質(zhì)量大于CaCO3，測(cè)量誤差小，故選bd；E裝置中吸收的是水，水的物質(zhì)的量n(H2O)＝＝0.15 mol，則n(OH－)＝0.3 mol，F(xiàn)裝置中吸收的是二氧化碳，生成碳酸鋇白色沉淀，根據(jù)碳原子守恒得，二氧化碳的物質(zhì)的量n(CO2)＝＝0.1 mol，氧化銅的物質(zhì)的量＝0.25 mol，則銅離子、氫氧根離子和碳酸根離子的物質(zhì)的量之比 n(Cu2＋)∶
n(OH－)∶n(CO)＝0.25 mol∶0.3 mol∶0.1 mol＝5∶6∶2，所以其化學(xué)式為2CuCO3·3Cu(OH)2。
答案：(1)抑制Cu2＋水解，防止溶液變渾濁
(2)利用乙醇易揮發(fā)的性質(zhì)帶走沉淀上面的水
(3)排除裝置中的空氣，避免干擾
(4)NO＋NHN2↑＋2H2O
(5)硬質(zhì)玻璃管中藍(lán)綠色固體變黑色，E裝置中白色固體變藍(lán)，F(xiàn)裝置中溶液變渾濁
(6)bd　2CuCO3·3Cu(OH)2[或3Cu(OH)2·2CuCO3或 Cu5(OH)6(CO3)2]
4．某課題組同學(xué)受葡萄糖與新制氫氧化銅懸濁液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，擬設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)利用氧化銅探究乙醛的還原性。
[提出猜想]
猜想1：________________________________________________________；
猜想2：CH3CHO＋2CuOCH3COOH＋Cu2O。
[定性實(shí)驗(yàn)]
(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)如圖1所示實(shí)驗(yàn)方案(部分夾持裝置已略去)：

圖1
已知，有機(jī)物的部分物理性質(zhì)如表所示：
有機(jī)物
乙酸
乙醛
溶解性
易溶于乙醇和乙醛
易溶于乙醇和乙酸
沸點(diǎn)/℃
117.9
20.8
按上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)裝置B中氧化銅完全反應(yīng)后停止實(shí)驗(yàn)。
①補(bǔ)充“猜想1”：_________________________________(寫化學(xué)方程式)。
②裝置C中冷水浴的作用是_______________________________________。
分離、提純產(chǎn)品的方法是____________________________________________。
實(shí)驗(yàn)中，先通入乙醛蒸氣，后點(diǎn)燃裝置B處酒精燈，這樣操作的目的是_______
____________________________________________________________________。
(2)已知：Cu2O呈紅色，在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)為Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。
乙同學(xué)設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)方案：
方案
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
Ⅰ
取少量裝置B中紅色粉末于試管中，加入適量稀硫酸，振蕩
溶液變藍(lán)色
Ⅱ
取少量裝置B中紅色粉末于試管中，加入適量稀硝酸，振蕩
溶液變藍(lán)色
Ⅲ
取少量裝置B中紅色粉末于試管中，加入適量稀鹽酸，振蕩
溶液中有
紅色固體
上述方案能證明猜想2成立的是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
[定量實(shí)驗(yàn)]
(3)丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案不能證明猜想1是否成立，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2所示實(shí)驗(yàn)方案定量探究紅色固體的成分：

圖2
已知：醋酸亞鉻[Cr(CH3COO)2]溶液可以吸收少量的O2。
①下列有關(guān)說法正確的是________(填標(biāo)號(hào))。
a．裝置D可以控制反應(yīng)的發(fā)生與停止
b．裝置F中盛裝醋酸亞鉻溶液
c．向裝置D中滴幾滴硫酸銅溶液可加快反應(yīng)
d．實(shí)驗(yàn)中觀察到裝置G中有明顯現(xiàn)象
②裝置G中紅色粉末完全反應(yīng)后，稱得固體粉末質(zhì)量為19.2 g；裝置H凈增質(zhì)量為2.0 g。選擇合理數(shù)據(jù)計(jì)算，確定紅色粉末的成分及物質(zhì)的量：________。
解析：(2)取少量裝置B中紅色粉末于試管中，加入稀硫酸，振蕩，溶液變藍(lán)色，可確定有Cu2O；Cu、Cu2O都能與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生Cu2＋，方案Ⅱ不能證明猜想2成立；紅色固體為Cu，無法確定此紅色固體是否是Cu2O與酸反應(yīng)生成的，方案Ⅲ不能證明猜想2成立。(3)①裝置E中裝醋酸亞鉻溶液吸收裝置D中排出的氧氣，裝置F中裝濃硫酸，干燥氫氣，b項(xiàng)錯(cuò)誤；氧化亞銅、銅都是紅色，故裝置G中無明顯現(xiàn)象，d項(xiàng)錯(cuò)誤。②裝置H還會(huì)吸收空氣中水蒸氣，凈增質(zhì)量大于生成水的質(zhì)量，不能作為計(jì)算依據(jù)，只能根據(jù)裝置G中紅色粉末的質(zhì)量變化進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系Cu2O→Cu，固體凈減質(zhì)量等于混合物中氧元素的質(zhì)量。m(O)＝(20.8－19.2) g＝1.6 g，n(Cu2O)＝n(O)＝0.1 mol，m(Cu2O)＝144 g/mol×0.1 mol＝14.4 g，n(Cu)＝＝0.1 mol。
答案：(1)①CH3CHO＋CuOCu＋CH3COOH?、诶鋮s產(chǎn)品　蒸餾　排盡裝置中的空氣　(2)Ⅰ
(3)①ac?、?.1 mol Cu2O,0.1 mol Cu
5．(2020·天津高考)為測(cè)定CuSO4溶液的濃度，甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)了兩個(gè)方案。
回答下列問題：
Ⅰ.甲方案
實(shí)驗(yàn)原理：CuSO4＋BaCl2===BaSO4↓＋CuCl2
實(shí)驗(yàn)步驟：

(1)判斷SO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(shí)盛裝樣品的儀器名稱為________。
(4)固體質(zhì)量為w g，則c(CuSO4)＝________mol/L。
(5)若步驟①從燒杯中轉(zhuǎn)移沉淀時(shí)未洗滌燒杯，則測(cè)得c(CuSO4)________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
Ⅱ.乙方案
實(shí)驗(yàn)原理：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
實(shí)驗(yàn)步驟：
①按下圖安裝裝置(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(diào)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中并攪拌，反應(yīng)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(fù)到室溫，移動(dòng)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(fù)到室溫的原因是______(填標(biāo)號(hào))。
a．反應(yīng)熱受溫度影響
b．氣體密度受溫度影響
c．反應(yīng)速率受溫度影響
(8)Zn粉質(zhì)量為a g，若測(cè)得H2體積為b mL，已知實(shí)驗(yàn)條件下ρ(H2)＝d g/L，則c(CuSO4)＝________mol/L(列出計(jì)算表達(dá)式)。
(9)若步驟⑥E管液面高于D管，未調(diào)液面即讀數(shù)，則測(cè)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(cè)定MgSO4溶液的濃度：________(填“是”或“否”)。
解析：(1)判斷SO沉淀完全的操作是向上層清液中(或取上層清液少許于試管中)繼續(xù)滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則沉淀完全。(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)w g為BaSO4的質(zhì)量，BaSO4的物質(zhì)的量為 mol，由化學(xué)方程式：CuSO4＋BaCl2===BaSO4＋CuCl2可知，CuSO4的物質(zhì)的量等于BaSO4的物質(zhì)的量，所以CuSO4溶液的濃度為c(CuSO4)＝＝ mol/L。(5)若步驟①中，轉(zhuǎn)移沉淀時(shí)未洗滌燒杯，會(huì)造成BaSO4沉淀的質(zhì)量減少，所以使測(cè)得c(CuSO4)偏低。(6)安裝好裝置后的下一步操作是檢查裝置的氣密性。(7)步驟⑥中保證體系恢復(fù)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(huì)造成氣體密度的改變。(8)Zn粉的物質(zhì)的量為 mol，反應(yīng)產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為＝ mol，由Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑知，與H2SO4反應(yīng)的Zn的物質(zhì)的量等于產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量，為 mol，與CuSO4反應(yīng)消耗的Zn為(－) mol。由化學(xué)方程式Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu可知，與CuSO4反應(yīng)消耗的Zn的物質(zhì)的量等于CuSO4的物質(zhì)的量，所以c(CuSO4)＝ mol/L。(9)若步驟⑥E管液面高于D管，則D管內(nèi)氣體壓強(qiáng)高于外界大氣壓，造成氣體體積b的數(shù)值偏小，由c(CuSO4)＝ mol/L可知，會(huì)使c(CuSO4)偏高。(10)因?yàn)閆n和MgSO4溶液不反應(yīng)，所以不能用同樣的裝置和方法測(cè)定MgSO4溶液的濃度。
答案：(1)向上層清液中繼續(xù)滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則沉淀完全　(2)AgNO3溶液　(3)坩堝　(4)　(5)偏低　(6)檢查裝置氣密性　(7)b　(8)　(9)偏高　(10)否

1．(2020·山東高考)(雙選)下列操作不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　)

目的
操作
A
除去苯中少量的苯酚
加入適量NaOH溶液，振蕩、靜置、分液
B
證明酸性：碳酸>苯酚
將鹽酸與 NaHCO3混合產(chǎn)生的氣體直接通入苯酚鈉溶液
C
除去堿式滴定管膠管內(nèi)的氣泡
將尖嘴垂直向下，擠壓膠管內(nèi)玻璃球?qū)馀菖懦?br /> D
配制用于檢驗(yàn)醛基的氫氧化銅懸濁液
向試管中加入2 mL 10% NaOH溶液，再滴加數(shù)滴2% CuSO4溶液，振蕩
BC　解析：A項(xiàng)，苯酚與氫氧化鈉反應(yīng)生成可溶于水的苯酚鈉，而苯不溶于氫氧化鈉溶液，可用分液法分離，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；B項(xiàng)，鹽酸具有揮發(fā)性，可與苯酚鈉反應(yīng)生成苯酚，干擾實(shí)驗(yàn)，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模籆項(xiàng)，除去堿式滴定管膠管內(nèi)的氣泡，應(yīng)將膠管稍向上彎曲，再擠壓膠管中的玻璃球，該項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模籇項(xiàng)，配制新制氫氧化銅懸濁液，應(yīng)使氫氧化鈉過量，該項(xiàng)能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br /> 2．(命題情境：化學(xué)與資源回收利用的問題)利用廢蝕刻液(含F(xiàn)eCl2、CuCl2及FeCl3)制備堿性蝕刻液[Cu(NH3)4Cl2溶液]和FeCl3·6H2O的主要步驟：用H2O2氧化廢蝕刻液，制備氨氣，制備堿性蝕刻液[CuCl2＋4NH3===Cu(NH3)4Cl2]，固液分離，用鹽酸溶解沉淀并制備FeCl3·6H2O。下列實(shí)驗(yàn)原理和裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　)

A．用裝置甲制備NH3
B．用裝置乙制備Cu(NH3)4Cl2并沉鐵
C．用裝置丙分離Cu(NH3)4Cl2溶液和Fe(OH)3
D．用裝置丁將FeCl3溶液蒸干制備FeCl3·6H2O
D　解析：實(shí)驗(yàn)室用Ca(OH)2和NH4Cl共熱制備氨氣，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模蔄不符合題意；乙裝置制備堿性蝕刻液 Cu(NH3)4Cl2，F(xiàn)e3＋與氨水反應(yīng)生成Fe(OH)3，乙裝置能完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，故B不符合題意；丙裝置為過濾裝置，能分離固液混合物，丙裝置能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，故C不符合題意；用FeCl3溶液制備FeCl3·6H2O，應(yīng)用蒸發(fā)皿蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，且不能蒸干，丁裝置不能完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，故D符合題意。
3．(命題情境：化學(xué)與人體健康的問題)鐵粉主治驚癇、癲狂、腳氣沖心、貧血等。某興趣小組探究用氫氣和碳酸亞鐵制取鐵粉并檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。下列說法不正確的是(　　)

A．通過調(diào)節(jié)分液漏斗的活塞以控制①中氣泡產(chǎn)生快慢
B．裝置①的作用是干燥氫氣
C．裝置②③中的藥品分別是無水硫酸銅、堿石灰
D．加熱裝置Y前，應(yīng)先讓X反應(yīng)一段時(shí)間，排除裝置中的空氣
C　解析：分液漏斗有活塞，可以通過控制活塞的角度來調(diào)節(jié)液體的流速，以便控制反應(yīng)產(chǎn)生氣體的快慢，故A正確；Zn粒與稀硫酸反應(yīng)生成H2，又因生成的H2混有H2O，在硬質(zhì)玻璃管中加熱易發(fā)生爆炸，所以要先用濃硫酸除去H2中的水蒸氣，即干燥氫氣，故B正確；制得純凈的H2還原碳酸亞鐵生成鐵粉，H2＋FeCO3Fe＋CO2＋H2O，②無水硫酸銅檢驗(yàn)生成的H2O，③應(yīng)用無水CaCl2(防止④中水蒸氣使無水CuSO4變藍(lán)干擾實(shí)驗(yàn)而吸收水蒸氣)，再用澄清石灰水檢驗(yàn)CO2；③不能用堿石灰，因堿石灰會(huì)吸收CO2無法被澄清石灰水檢驗(yàn)出，故C錯(cuò)誤；H2與空氣混合加熱易發(fā)生爆炸，故加熱Y前，應(yīng)先通入一段時(shí)間的H2以排盡裝置中的空氣，故D正確。
4．(2020·江蘇高考)羥基乙酸鈉易溶于熱水，微溶于冷水，不溶于醇、醚等有機(jī)溶劑。制備少量羥基乙酸鈉的反應(yīng)為
ClCH2COOH＋2NaOH―→HOCH2COONa＋NaCl＋H2O　ΔH

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