[考綱·考向·素養(yǎng)]
考綱要求
熱點(diǎn)考向
核心素養(yǎng)
(1)了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究過程中的一種重要方法。
(2)了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常用儀器的主要用途和使用方法。
(3)掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作。能識別化學(xué)品標(biāo)志。了解實(shí)驗(yàn)室一般事故的預(yù)防和處理方法。
(4)掌握常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法(包括所用試劑、反應(yīng)原理、儀器和收集方法)。
(5)掌握常見物質(zhì)檢驗(yàn)、分離和提純的方法。掌握溶液的配制方法。
(6)根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的和要求,能做到:
①設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案;
②正確選用實(shí)驗(yàn)裝置;
③掌握控制實(shí)驗(yàn)條件的方法;
④預(yù)測或描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出合理結(jié)論;
⑤評價或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。
(1)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作
(2)物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離和提純
(3)常見物質(zhì)的制備
(4)制備實(shí)驗(yàn)
(5)探究型實(shí)驗(yàn)
(6)定量測定實(shí)驗(yàn)
科學(xué)探究與創(chuàng)新意識:通過探究物質(zhì)的分離、提純及鑒別、制備、測定的實(shí)驗(yàn)方法、創(chuàng)新的設(shè)計物質(zhì)分離、提純、制備的實(shí)驗(yàn)方案,并對實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計進(jìn)行科學(xué)合理的評價。
科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任:在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計、探究、評價時,要有安全意識,“綠色化學(xué)”觀念和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度,并能將實(shí)驗(yàn)方法和手段運(yùn)用到生產(chǎn)和生活中去。

1.一念對錯(正確的劃“√”,錯誤的劃“×”)
(1)將一小塊pH試紙放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量新制氯水點(diǎn)在試紙上,再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照,確定氯水的pH。(×)
(2)用苯萃取溴水中的溴,分液時有機(jī)層從分液漏斗的下口放出。(×)
(3)如圖所示裝置可用于保存少量液溴。(×)

(4)有如圖兩套裝置:

實(shí)驗(yàn)室用圖1所示裝置制取少量氨氣;實(shí)驗(yàn)室用圖2所示裝置除去Cl2中的少量HCl。(×)
(5)用硫酸酸化的雙氧水與Fe(NO3)2溶液反應(yīng),證明H2O2的氧化性比Fe3+強(qiáng)。(×)
(6)可用如圖所示裝置及藥品比較KMnO4、Cl2和S氧化性的相對強(qiáng)弱。(√)

(7)可用裝置丙制取并檢驗(yàn)乙炔(×)

(8)下圖裝置可用于干燥、收集氨氣、并吸收多余的氨氣(√)

(9)蒸餾時溫度計水銀球可以插入液面以下(×)
(10)使用容量瓶、分液漏斗、滴定管前,先洗滌干凈后檢查是否漏水(×)
(11)做H2還原CuO的實(shí)驗(yàn)時,先通H2后加熱CuO;反應(yīng)完畢后,先停止通H2后撤酒精燈(×)
(12)將某溶液與稀鹽酸反應(yīng)生成的氣體通入澄清石灰水,石灰水變渾濁,該溶液中一定含有CO(×)
2.以下是常用化學(xué)儀器,根據(jù)要求填寫空白。

(1)寫出下列標(biāo)號儀器的名稱:①________,②________,④________,⑥________。
(2)可用酒精燈直接加熱的儀器是________(填編號,下同),可以墊石棉網(wǎng)加熱的是________,存在0刻度的是________。
(3)在使用前需檢查儀器是否漏液的是________,其中可用于物質(zhì)分離的是________,可用于一定物質(zhì)的量濃度溶液配制的是________,量取10.00 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液應(yīng)選用的儀器是________。
(4)用儀器⑨稱量藥品時其精確度為________。
答案:(1)分液漏斗 容量瓶 酸式滴定管 球形冷凝管
(2)⑩?、荨、邰堍啖?br /> (3)①②③④?、佟、凇、?br /> (4)0.1 g
3.碳與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________
________________________________________________________________________。
要驗(yàn)證碳與濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物,可依次通過試劑①________、②________、③________、④________、⑤________。證明產(chǎn)物中含有CO2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________________
________________________________________________________________________。
答案:C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O 無水硫酸銅 品紅溶液 酸性KMnO4溶液 品紅溶液 澄清石灰水?、苤衅芳t溶液不褪色,⑤中石灰水變渾濁
4.實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行草酸晶體(H2C2O4·2H2O)分解產(chǎn)物(H2O、CO2、CO)的檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)流程:
已知信息:(1)草酸晶體的熔點(diǎn)為101 ℃,在170 ℃以上分解;(2)草酸鈣是難溶于水的白色沉淀。
硬質(zhì)玻璃管(給草酸晶體加熱)→試劑為________(檢驗(yàn)H2O)→冰水冷凝裝置(目的是________)→澄清石灰水(檢驗(yàn)CO2)→________溶液(除去CO2)→濃硫酸(除去水蒸氣)→灼熱氧化銅(目的是________)→澄清石灰水(檢驗(yàn)新生成的CO2)→NaOH溶液(除去CO2)→燃著的酒精燈(消除CO的污染)。
答案:無水硫酸銅 除去草酸蒸氣 NaOH 檢驗(yàn)CO


考點(diǎn)一 化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作
[真題引領(lǐng)]
1.(2019·江蘇,T5)下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?  )

A.用經(jīng)水濕潤的pH試紙測量溶液的pH
B.將4.0 g NaOH固體置于100 mL容量瓶中,加水至刻度,配制1.000 mol·L-1 NaOH溶液
C.用裝置甲蒸干AlCl3溶液制無水AlCl3固體
D.用裝置乙除去實(shí)驗(yàn)室所制乙烯中的少量SO2
解析:D [用水潤濕的pH試紙測量溶液的pH會出現(xiàn)人為誤差,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn),故A項(xiàng)錯誤;B選項(xiàng)將氫氧化鈉直接置于容量瓶中,加水后氫氧化鈉溶于水會放熱引起實(shí)驗(yàn)誤差或炸裂容量瓶,故錯誤;用甲裝置蒸干氯化鋁溶液所得的產(chǎn)物因鋁離子會發(fā)生水解,加熱后水解程度增大,蒸發(fā)所得的產(chǎn)物為氫氧化鋁固體,故C錯誤。]
2.(2019·全國Ⅱ,T10)下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)操作不相匹配的是(  )

實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
A.
向盛有高錳酸鉀酸性溶液的試管中通入足量的乙烯后靜置
溶液的紫色逐漸褪去,靜置后溶液分層
B.
將鎂條點(diǎn)燃后迅速伸入集滿CO2的集氣瓶
集氣瓶中產(chǎn)生濃煙并有黑色顆粒產(chǎn)生
C.
向盛有飽和硫代硫酸鈉溶液的試管中滴加稀鹽酸
有刺激性氣味氣體產(chǎn)生,溶液變渾濁
D.
向盛有FeCl3溶液的試管中加過量鐵粉,充分振蕩后加1滴KSCN溶液
黃色逐漸消失,加KSCN后溶液顏色不變
解析:A [A.乙烯被酸性高錳酸鉀氧化生成二氧化碳無機(jī)小分子,則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中不會出現(xiàn)分層,A項(xiàng)錯誤;B.將鎂條點(diǎn)燃后迅速伸入集滿二氧化碳的洗氣瓶,發(fā)生反應(yīng)為:CO2+2Mg2MgO+C,則集氣瓶因反應(yīng)劇烈冒有濃煙,且生成黑色顆粒碳單質(zhì),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與操作匹配,B項(xiàng)正確;C.向盛有飽和硫代硫酸鈉溶液的試管中滴加稀鹽酸,則發(fā)生氧化還原反應(yīng),其離子方程式為:S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O,則會有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,溶液變渾濁,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與操作匹配,C項(xiàng)正確;D.向盛有氯化鐵溶液的試管中加過量的鐵粉,鐵粉會將溶液中所有的鐵離子還原為亞鐵離子,使黃色逐漸消失,充分震蕩后,加1滴KSCN溶液,因振蕩后的溶液中無鐵離子,則溶液不會變色,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與操作匹配,D項(xiàng)正確。]
3.(2019·天津,T4)下列實(shí)驗(yàn)操作或裝置能達(dá)到目的的是(  )
A
B


混合濃硫酸和乙醇
配制一定濃度的溶液
C
D


收集NO2氣體
證明乙炔可使溴水褪色
解析:B [A.乙醇的密度小于濃硫酸,混合時應(yīng)將濃硫酸沿?zé)诘谷胍掖贾?,邊倒邊攪拌,故A錯誤;B.容量瓶上的刻度與凹液面的最低處相切,膠頭滴管垂直位于容量瓶的正上方,故B正確;C.二氧化氮的密度大于空氣,集氣瓶中的導(dǎo)氣管應(yīng)長進(jìn)短出,故C錯誤;D.乙炔中的H2S等雜質(zhì)也能使溴水褪色,應(yīng)先通過一個盛堿的洗氣瓶,將雜質(zhì)除去,故D錯誤。]
4.(2018·全國卷Ⅲ,T10)下列實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)?shù)氖?  )
A.用稀硫酸和鋅粒制取H2時,加幾滴CuSO4溶液以加快反應(yīng)速率
B.用標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液滴定NaHCO3溶液來測定其濃度,選擇酚酞為指示劑
C.用鉑絲蘸取某堿金屬的鹽溶液灼燒,火焰呈黃色,證明其中含有Na+
D.常壓蒸餾時,加入液體的體積不超過圓底燒瓶容積的三分之二
解析:B [A項(xiàng),用稀硫酸和鋅粒制取H2時,加幾滴CuSO4溶液形成原電池,加快反應(yīng)速率,正確,B項(xiàng),HCl溶液與NaHCO3溶液恰好反應(yīng)時,溶解的少量CO2會使溶液呈弱酸性,應(yīng)選擇在弱酸性環(huán)境下變色的指示劑,如甲基橙,錯誤;C項(xiàng),鈉元素的焰色反應(yīng)呈黃色,正確;D項(xiàng),常壓蒸餾時,加入液體的體積不超過圓底燒瓶容積的2/3,正確。]
[知能必備]
1.識別常用儀器
(1)用作容器或反應(yīng)器的儀器
試管、燒杯、錐形瓶、燃燒匙、集氣瓶、廣口瓶、細(xì)口瓶等。
(2)用于提純、分離和干燥的儀器

(3)用于計量的儀器
量筒、溫度計、托盤天平、容量瓶、酸(堿)式滴定管等。
(4)其他儀器

2.實(shí)驗(yàn)基本操作
(1)測定溶液pH的操作
將一小塊pH試紙放在潔凈的表面皿上,用清潔干燥的玻璃棒蘸取少量待測液點(diǎn)到pH試紙中央,待試紙變色穩(wěn)定后再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照,讀出對應(yīng)的pH。
(2)沉淀劑是否過量的判斷方法
①靜置,向上層清液中繼續(xù)滴加少量沉淀劑,若無沉淀產(chǎn)生,則證明沉淀劑已過量,否則沉淀劑不過量。
②靜置,取上層清液適量于另一潔凈試管中,向其中加入少量與沉淀劑作用產(chǎn)生沉淀的試劑,若產(chǎn)生沉淀,證明沉淀劑已過量,否則沉淀劑不過量。
(3)洗滌沉淀的操作
把蒸餾水沿著玻璃棒注入過濾器中至浸沒沉淀,靜置,使蒸餾水自然流出,重復(fù)2~3次即可。
(4)判斷沉淀是否洗凈的操作
取最后一次洗滌液,滴加……(試劑),若沒有……(現(xiàn)象),證明沉淀已經(jīng)洗凈。
(5)檢查裝置的氣密性
①簡易裝置:將導(dǎo)氣管一端放入水中(液封氣體),用手捂熱試管,觀察現(xiàn)象。若導(dǎo)管口有氣泡冒出,冷卻到室溫后,導(dǎo)管口有一段穩(wěn)定的水柱,表明裝置氣密性良好。
②有長頸漏斗的裝置如圖:用止水夾關(guān)閉燒瓶右側(cè)的導(dǎo)氣管,向長頸漏斗中加入適量水,長頸漏斗中會形成一段液柱,停止加水,過一段時間后,若漏斗中的液柱無變化,則裝置氣密性良好。


(6)氣體的驗(yàn)滿和驗(yàn)純操作
①氧氣驗(yàn)滿:將帶火星的木條平放在集氣瓶口,若木條復(fù)燃,則氣體已集滿。
②可燃性氣體(如氫氣)的驗(yàn)純方法:用排水法收集一小試管的氣體,用大拇指摁住管口移近火焰,放開手指,若聽到尖銳的爆鳴聲,則氣體不純;若聽到輕微的“噗”的一聲,則氣體純凈。
③二氧化碳驗(yàn)滿:將燃著的木條平放在集氣瓶口,若火焰熄滅,則氣體已集滿。
④氨氣驗(yàn)滿:用濕潤的紅色石蕊試紙放在集氣瓶口,若試紙變藍(lán),則氣體已集滿。
⑤氯氣驗(yàn)滿:用濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在集氣瓶口,若試紙變藍(lán),則氣體已集滿。
(7)萃取分液操作
關(guān)閉分液漏斗活塞,將混合液倒入分液漏斗中,塞上塞子,用右手心頂住塞子,左手握住活塞部分,將分液漏斗倒置,充分振蕩、靜置、分層,在漏斗下面放一個小燒杯,先打開上口塞子再打開分液漏斗活塞,使下層液體從下口沿?zé)诹飨拢魍旰箨P(guān)閉活塞,上層液體從上口倒出。
(8)稀釋濃硫酸的操作
將濃硫酸沿?zé)诰従徸⑷胨?,并用玻璃棒不斷攪拌?br /> (9)粗鹽的提純
①實(shí)驗(yàn)室提純粗鹽的實(shí)驗(yàn)操作依次為取樣、溶解、沉淀、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、烘干。
②若過濾時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁,從實(shí)驗(yàn)操作的角度分析,可能的原因是過濾時漏斗中液面高出濾紙邊緣、玻璃棒靠在單層濾紙一邊弄破濾紙等。
(10)從某物質(zhì)稀溶液中結(jié)晶的實(shí)驗(yàn)操作
①溶解度受溫度影響較小的:蒸發(fā)→結(jié)晶→過濾。
②溶解度受溫度影響較大或帶結(jié)晶水的:蒸發(fā)濃縮→冷卻結(jié)晶→過濾。
3.基本儀器使用或?qū)嶒?yàn)基本操作的注意點(diǎn)
(1)酸式滴定管不能裝堿性溶液,堿式滴定管不能裝酸性及強(qiáng)氧化性溶液。
(2)容量瓶不能長期存放溶液,更不能作為反應(yīng)容器,也不可加熱,瓶塞不可互用。
(3)燒瓶、燒杯、錐形瓶不可直接加熱。
(4)不能用pH試紙直接蘸取待測液。
(5)中和滴定實(shí)驗(yàn)中錐形瓶不能用待測液潤洗。
(6)容量瓶、滴定管、分液漏斗在使用前需檢查是否漏水,托盤天平在使用前需調(diào)零。
(7)溫度計不能代替玻璃棒用于攪拌,測液體溫度時不能與容器內(nèi)壁接觸。
(8)用托盤天平稱量藥品時,藥品不能直接放在托盤上。
(9)量筒不能用來配制溶液或用作反應(yīng)容器,更不能用來加熱或量取熱的溶液。
4.實(shí)驗(yàn)過程中儀器與裝置的作用或操作原因
(1)物質(zhì)制備裝置中豎立長導(dǎo)管的作用
①若長導(dǎo)管未伸入到液面下,則起導(dǎo)氣兼冷凝回流。
②若長導(dǎo)管伸入到液面以下,則可以通過觀察長導(dǎo)管內(nèi)液面的升降,判斷裝置是否發(fā)生堵塞、檢查裝置是否漏氣。
(2)燒瓶內(nèi)碎瓷片(或沸石)的作用是防止液體暴沸。
(3)圓底燒瓶與分液漏斗之間用橡皮管連接的目的是使分液漏斗與圓底燒瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)相等,便于分液漏斗中的液體順利流出。
(4)水浴加熱控溫裝置的作用是均勻受熱、防止溫度過高時某些物質(zhì)分解或發(fā)生副反應(yīng)。
(5)沉淀用乙醇洗滌的目的是除去固體表面易溶于乙醇的雜質(zhì)、減少固體物質(zhì)的溶解損失。
(6)控制溶液pH的目的是防止××離子水解,確?!痢岭x子沉淀完全。
(7)冷凝回流裝置的作用防止××蒸氣逸出脫離反應(yīng)體系,提高××物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率。
(8)溫度不高于××℃的原因:溫度過高會使××物質(zhì)分解(如H2O2、濃HNO3等)××物質(zhì)揮發(fā)(如濃鹽酸、濃氨水等)促進(jìn)××物質(zhì)的水解(如FeCl3、AlCl3等)。
[題組訓(xùn)練]
[題組1] 常見儀器的使用
1.化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)習(xí)中具有極其重要的作用。下列實(shí)驗(yàn)中所選用的儀器合理的是(  )
①用50 mL量筒量取5.2 mL稀硫酸
②用分液漏斗分離苯和四氯化碳的混合物
③用托盤天平稱量11.7 g氯化鈉晶體
④用堿式滴定管量取23.10 mL溴水
⑤用瓷坩堝灼燒各種鈉的化合物
⑥用250 mL容量瓶配制250 mL 0.2 mol·L-1的NaOH溶液
A.①②④        B.②③④⑥
C.③⑥ D.③⑤⑥
解析:C [①在實(shí)驗(yàn)室中用量筒量取液體時,若選用的量筒量程太大,則該量筒的最小刻度較大,會產(chǎn)生較大的誤差;量程太小,需量取多次,也會產(chǎn)生誤差,為盡可能地減小誤差,應(yīng)采用大而近原則,所以不能用50 mL量筒量取5.2 mL稀硫酸,故①錯誤。②苯和四氯化碳能互溶,所以不能用分液漏斗分離二者,故②錯誤。③托盤天平精確到0.1 g,故可用托盤天平稱量11.7 g氯化鈉晶體,故③正確。④溴水具有較強(qiáng)的氧化性,會腐蝕堿式滴定管的橡膠管,故④錯誤。⑤瓷坩堝中含有二氧化硅,若用瓷坩堝灼燒NaOH,SiO2會與NaOH在加熱條件下反應(yīng),故⑤錯誤。⑥配制250 mL 0.2 mol·L-1的NaOH溶液可用250 mL容量瓶,故⑥正確。]
2.下列有關(guān)儀器用途的說法中正確的是(  )
A.試管、燒杯均可用于給液體、固體加熱
B.使食鹽水中NaCl結(jié)晶析出時,常用到的儀器有坩堝、酒精燈、玻璃棒、泥三角
C.區(qū)別NaCl、Na2SO4時常用到膠頭滴管、試管
D.漏斗可用于過濾及向滴定管中添加溶液
解析:C [燒杯只能用于給液體加熱,A錯;使食鹽水中NaCl晶體析出的方法通常是蒸發(fā),使用的容器應(yīng)是蒸發(fā)皿而不是坩堝,B錯;由于物質(zhì)鑒別所用試劑量較少,故應(yīng)使用試管做反應(yīng)容器,通過膠頭滴管滴加試劑,C對;向滴定管中添加溶液的方法是直接將試劑瓶中的液體傾倒到滴定管中,D錯。]
[題組2] 實(shí)驗(yàn)基本操作
3.下列實(shí)驗(yàn)操作與安全事故處理錯誤的是(  )
A.用試管夾從試管底由下往上夾住距離管口約三分之一處,手持試管夾長柄末端,進(jìn)行加熱
B.制備乙酸乙酯時,將乙醇和乙酸依次加入濃硫酸中
C.把玻璃管插入乳膠管時,用厚布護(hù)手,緊握用水潤濕的玻璃管插入端,緩慢旋進(jìn)塞孔中
D.實(shí)驗(yàn)時不慎打破溫度計水銀球,用滴管將水銀吸出放入水封的小瓶中,殘破的溫度計插入裝有硫粉的廣口瓶中
解析:B [配制制備乙酸乙酯的反應(yīng)液時,應(yīng)向無水乙醇中依次加入濃硫酸、乙酸,以防飛濺,B項(xiàng)錯誤。]
[題組3] 試劑保存、使用及實(shí)驗(yàn)安全
4.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)安全的說法中,不正確的是(  )
A.點(diǎn)燃乙炔前,對氣體進(jìn)行驗(yàn)純
B.制備乙酸乙酯時,將乙醇和乙酸的混合液沿試管壁緩緩加入濃硫酸中
C.蒸餾時,向蒸餾燒瓶中加入少量碎瓷片
D.將少量鈉保存在煤油中,置于陰涼處
解析:B [乙炔是可燃性氣體,點(diǎn)燃乙炔前必須驗(yàn)純,以防止發(fā)生爆炸,故A項(xiàng)正確;濃硫酸稀釋時會放出大量的熱,且密度比乙醇和乙酸的大,為防止酸液飛濺,應(yīng)先在試管中加入一定量的乙醇,再緩慢加入濃硫酸,邊加邊振蕩,待冷卻后再加入醋酸,故B項(xiàng)錯誤;蒸餾時,向蒸餾燒瓶中加入少量碎瓷片,可以防止液體暴沸,故C項(xiàng)正確;鈉易與空氣中的氧氣、水等反應(yīng),與煤油不反應(yīng),且密度比煤油大,因此鈉可保存在煤油中,置于陰涼處,故D項(xiàng)正確。]
5.請完成下列空白:
(1)存放AlCl3溶液時,通常加入適量的________,其目的是___________________
________________________________________________________________________。
(2)Ca(OH)2溶液通常存放于帶________塞的細(xì)口瓶中,原因是_________________
_______________________________________________________________________。
(3)工業(yè)上濃硫酸可存放于鐵罐中,其原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
(4)Na2O2在空氣中放置一段時間后變成白色,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________、________________、________________。
解析:(1)因?yàn)锳lCl3易發(fā)生水解反應(yīng):AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,通常需要加入適量的稀鹽酸抑制AlCl3水解。(2)Ca(OH)2溶液可與玻璃中的SiO2反應(yīng)生成硅酸鈣,易使瓶塞和瓶頸粘住,故常將Ca(OH)2溶液存放于帶橡膠塞的細(xì)口瓶中。(3)常溫下,鐵遇濃硫酸會發(fā)生鈍化,故可將濃硫酸存放于鐵罐中。(4)Na2O2與空氣中的CO2、H2O均可發(fā)生反應(yīng),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,生成的NaOH還會與空氣中的CO2反應(yīng),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O。
答案:(1)稀鹽酸 抑制AlCl3水解
(2)橡膠 Ca(OH)2溶液與玻璃中的SiO2反應(yīng)生成硅酸鈣,易使瓶塞和瓶頸粘住
(3)常溫下,鐵遇濃硫酸發(fā)生鈍化
(4)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
考點(diǎn)二 物質(zhì)的分離、提純和檢驗(yàn)
[真題引領(lǐng)]
1.(2019·北京,T10)下列除雜試劑選用正確且除雜過程不涉及氧化還原反應(yīng)的是(  )

物質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))
除雜試劑
A
FeCl2溶液(FeCl3)
Fe粉
B
NaCl溶液(MgCl2)
NaOH溶液、稀HCl
C
Cl2(HCl)
H2O、濃H2SO4
D
NO(NO2)
H2O、無水CaCl2
解析:B [A.FeCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2,2FeCl3+Fe===3FeCl2,此過程中Fe的化合價發(fā)生變化,涉及到了氧化還原反應(yīng),故A不符合題意;B.MgCl2與NaOH溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2 +2NaCl,過量的NaOH溶液可用HCl除去HCl+NaOH===NaCl+H2O ,此過程中沒有元素化合價發(fā)生變化,未涉及氧化還原反應(yīng),故B符合題意;C.部分氯氣與H2O 發(fā)生反應(yīng)生成氯化氫和次氯酸,反應(yīng)過程中氯元素化合價變化,涉及到了氧化還原反應(yīng),故C不符合題意;D.NO2與水反應(yīng)生成硝酸和NO。反應(yīng)過程中氮元素化合價發(fā)生變化,涉及到了氧化還原反應(yīng),故D不符合題意。]
2.(2018·江蘇卷)下列有關(guān)從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)原理和裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?  )

A.用裝置甲灼燒碎海帶
B.用裝置乙過濾海帶灰的浸泡液
C.用裝置丙制備用于氧化浸泡液中I-的Cl2
D.用裝置丁吸收氧化浸泡液中I-后的Cl2尾氣
解析:B [A項(xiàng),灼燒碎海帶應(yīng)用坩堝,A項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,故錯誤;B項(xiàng),海帶灰的浸泡液用過濾法分離獲得含I-的溶液,B項(xiàng)符合題意;C項(xiàng),MnO2與濃鹽酸常溫不反應(yīng),MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2需要加熱,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,C項(xiàng)錯誤;D項(xiàng),Cl2在飽和NaCl溶液中溶解度很小,不能用飽和NaCl溶液吸收尾氣Cl2,尾氣Cl2應(yīng)用NaOH溶液吸收,D項(xiàng)錯誤。]
[知能必備]
1.物質(zhì)的分離與提純


裝置
原理
要點(diǎn)及注意事項(xiàng)
舉例







將固體與液體分離開
一貼二低三靠
①過濾除去硫酸鋅溶液中的SiO2、Fe(OH)3、Cd(OH)3
②用左圖裝置過濾除去海帶灰浸泡液中的固體雜質(zhì)
③根據(jù)侯氏制堿原理,用左圖分離制得的NaHCO3
④從溶液中分離出Na2S2O5晶體的方法
⑤除去Cu粉中混有的CuO,應(yīng)加入鹽酸溶解、過濾、洗滌、干燥
結(jié)晶

加熱蒸發(fā)溶劑,使隨溫度升高溶解度增加量較小的溶質(zhì)析出,如NaCl溶液
有大量晶體析出時停止加熱
①從濾液中分離出重鉻酸鉀和
②提純含少量氯化鈉雜質(zhì)的硝酸鉀
③廢電池糊狀填充物加水處理后,過濾、濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶,分離回收
④從硫酸銅溶液中獲取膽礬晶體
分液

利用分液漏斗將已分層的液體分離開
下層液體先從下口放出,上層液體再從上口倒出
①用飽和Na2CO3溶液提純乙酸乙酯
②屠呦呦用乙醚從青蒿中提取青蒿素
③用CCl4萃取碘水中的I2
蒸餾

將沸點(diǎn)不同(相差>30 ℃)的液體混合物彼此分開
加碎瓷片防止暴沸;溫度計水銀球的位置處于蒸餾燒瓶的支管口處;冷卻水的流向?yàn)橄逻M(jìn)上出
① 分離苯和二甲苯混合物
②從海水中獲取蒸餾水
③分離I2和CCl4溶液
2.物質(zhì)分離提純的化學(xué)方法
原物質(zhì)
所含雜質(zhì)
除雜試劑
分離方法
操作方法或儀器
NaCl
BaCl2
Na2CO3、鹽酸
沉淀法
過濾
CO
CO2
NaOH溶液
洗氣法
洗氣瓶
H2
HCl、
H2S
O2、
H2O
依次通過
KMnO4
溶液、焦
性沒食子
酸、濃
H2SO4
洗氣法
洗氣瓶
CO2
HCl
飽和NaHCO3
溶液
雜轉(zhuǎn)純法
洗氣瓶
NaCl
NH4Cl

熱分解

NH3
H2O
堿石灰
干燥
球形干燥管或U形管
N2
O2
Cu
氧化法
硬質(zhì)玻璃管
CO2
H2C2
O4

冷凝
冰水浴
SO2
SO3

冷凝
冰水浴
Mg
Al
NaOH溶液
酸堿溶解法
過濾
Fe2+
Cu2+
Fe
氧化還原法
過濾
CuCl2
FeCl2
H2O2、CuO
調(diào)pH法
過濾
3.檢驗(yàn)物質(zhì)常用的方法
檢驗(yàn)方法
適用范圍
典型物質(zhì)




觀察法
顏色、狀態(tài)的差異
Cl2為黃綠色、NO2為紅棕色
聞氣味法
氣味存在著差異
SO2、HCl、NH3等有刺激性氣味
水溶法
溶解性存在差異
如Na2CO3與CaCO3
丁達(dá)爾效應(yīng)
常用于鑒別堿金屬
如鉀、鈉等元素的單質(zhì)、化合物
焰色法
膠體與非膠體
Fe(OH)3膠體與Fe(SCN)3溶液

學(xué)


沉淀法
將待檢離子轉(zhuǎn)化為沉淀
SO、Cl-、CO、Fe2+、Fe3+、Cu2+
氣體法
將某些離子轉(zhuǎn)化為氣體
CO、HCO、SO、HSO、NH
顯色法
將待檢成分轉(zhuǎn)化為
有特殊顏色的成分
Fe3+、淀粉、I2
[題組訓(xùn)練]
[題組1] 物質(zhì)的分離與提純
1.從含Br-廢水中提取Br2的方法有多種,其中一種方法涉及過濾、氧化、正十二烷的萃取及蒸餾等步驟。已知:
物質(zhì)
Br2
CCl4
正十二烷
密度/(g·cm-3)
3.119
1.594
0.749
沸點(diǎn)/℃
58.8
76.8
216.8

下列說法正確的是(  )
A.用甲裝置過濾時,需要不斷攪拌
B.用乙裝置將Br-氧化為Br2
C.丙裝置中用正十二烷而不用CCl4,是因?yàn)檎榈拿芏刃?br /> D.可用丁裝置進(jìn)行蒸餾,先蒸出正十二烷再蒸出Br2
解析:B [A項(xiàng),過濾時應(yīng)讓濾液自然流下,不能用玻璃棒攪拌,否則會戳破濾紙,錯誤;B項(xiàng),Cl2可以把Br-氧化成Br2,多余的Cl2用氫氧化鈉溶液吸收防止污染空氣,正確;C項(xiàng),根據(jù)表中信息,正十二烷的沸點(diǎn)與Br2的沸點(diǎn)相差更大,更有利于分液后的蒸餾操作,錯誤;D項(xiàng),蒸餾分離正十二烷和Br2時應(yīng)用直形冷凝管,使用球形冷凝管會存留部分餾分,由表中信息知,Br2的沸點(diǎn)低于正十二烷,先蒸出的是Br2,錯誤。]
[題組2] 物質(zhì)的檢驗(yàn)
2.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的判斷正確的是(  )
A.向某溶液中滴加氯水,再滴加KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色,該溶液一定含有Fe2+
B.CO2中含少量SO2,可將該混合氣體通入足量飽和Na2CO3溶液中除去SO2
C.向品紅溶液中通入氣體X,品紅溶液褪色,則氣體X可能是Cl2
D.將某氣體通入Ba(NO3)2溶液中生成白色沉淀,此沉淀是BaSO3
解析:C [A項(xiàng)中有Fe3+,無Fe2+,會發(fā)生同樣實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,應(yīng)先滴加KSCN溶液,后加氯水,A錯誤;二者均與碳酸鈉反應(yīng),應(yīng)選飽和NaHCO3溶液除去SO2,B錯誤;氯氣、二氧化硫等氣體均能使品紅褪色,則向品紅溶液中通入氣體X,品紅溶液褪色,則氣體X可能是Cl2,C正確;將某氣體通入Ba(NO3)2溶液中生成白色沉淀,該氣體若是二氧化硫,則發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成白色沉淀為BaSO4,D錯誤。]
3.高溫下CaSO4和焦炭可發(fā)生反應(yīng):CaSO4+CCaS+CaO+氣體產(chǎn)物。某化學(xué)興趣小組設(shè)計了如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置探究氣體產(chǎn)物的成分。已知B、C、D、E、F裝置中的試劑均為足量。

下列敘述錯誤的是(  )
A.通入氮?dú)饪膳疟M空氣,防止氧氣的干擾,a管的作用是平衡氣壓
B.若實(shí)驗(yàn)后酸性KMnO4溶液的顏色變淺、pH增大,則氣體產(chǎn)物中含有SO2
C.若實(shí)驗(yàn)后Ba(OH)2溶液中產(chǎn)生白色沉淀,則氣體產(chǎn)物中含有CO2
D.若實(shí)驗(yàn)后E裝置中黑色固體變紅、F裝置中溶液變渾濁,則氣體產(chǎn)物中含有CO
解析:B [如果不排盡裝置中的空氣,氧氣與碳在高溫下反應(yīng),會干擾氣體產(chǎn)物的檢驗(yàn),a管可以起到平衡氣壓的作用,A項(xiàng)正確。酸性高錳酸鉀溶液既要檢驗(yàn)二氧化硫,又要除去二氧化硫,所以酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺,又因反應(yīng)為5SO2+2MnO+2H2O===5SO+2Mn2++4H+,所以反應(yīng)后溶液中c(H+)增大,pH減小,B項(xiàng)錯誤。C裝置中產(chǎn)生的白色沉淀應(yīng)為碳酸鋇,據(jù)此可判斷氣體產(chǎn)物中含有CO2,C項(xiàng)正確。黑色氧化銅變?yōu)榧t色的銅,同時澄清石灰水變渾濁,說明氣體產(chǎn)物中含有CO,D項(xiàng)正確。]
考點(diǎn)三 物質(zhì)制備和固體受熱分解產(chǎn)物探究
[真題引領(lǐng)]
1.(2019·全國Ⅰ,T9)實(shí)驗(yàn)室制備溴苯的反應(yīng)裝置如圖所示,關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作或敘述錯誤的是(  )

A.向圓底燒瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打開K
B.實(shí)驗(yàn)中裝置b中的液體逐漸變?yōu)闇\紅色
C.裝置c中碳酸鈉溶液的作用是吸收溴化氫
D.反應(yīng)后的混合液經(jīng)稀堿溶液洗滌、結(jié)晶,得到溴苯
解析:D [A項(xiàng),若關(guān)閉K時向燒瓶中加注液體,會使燒瓶中氣體壓強(qiáng)增大,苯和溴混合液不能順利流下。打開K,可以平衡氣壓,便于苯和溴混合液流下,故A正確;B項(xiàng),裝置b中四氯化碳的作用是吸收揮發(fā)出的苯和溴蒸汽,溴溶于四氯化碳使液體逐漸變?yōu)闇\紅色,故B正確;C項(xiàng),裝置c中碳酸鈉溶液呈堿性,能夠吸收反應(yīng)生成的溴化氫氣體,故C正確;D項(xiàng),反應(yīng)后得到粗溴苯,向粗溴苯中加入稀氫氧化鈉溶液洗滌,除去其中溶解的溴,振蕩、靜置,分層后分液,向有機(jī)層中加入適當(dāng)?shù)母稍飫?,然后蒸餾分離出沸點(diǎn)較低的苯,可以得到溴苯,不能用結(jié)晶法提純溴苯,故D錯誤。]
2.(2019·全國Ⅲ,T12)下列實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到目的的是(  )
選項(xiàng)
目的
實(shí)驗(yàn)
A
制取較高濃度的次氯酸溶液
將Cl2通入碳酸鈉溶液中
B
加快氧氣的生成速率
在過氧化氫溶液中加入少量MnO2
C
除去乙酸乙酯中的少量乙酸
加入飽和碳酸鈉溶液洗滌、分液
D
制備少量二氧化硫氣體
向飽和亞硫酸鈉溶液中滴加濃硫酸
解析:A [A.氯氣與碳酸鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和碳酸氫鈉,不能制備次氯酸,不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,A符合題意;B.過氧化氫溶液中加入少量二氧化錳作催化劑,加快雙氧水的分解,因此可以加快氧氣的生成速率,能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?;C.碳酸鈉溶液與乙酸反應(yīng),與乙酸乙酯不反應(yīng),可以除去乙酸乙酯中的乙酸,能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模籇.根據(jù)較強(qiáng)酸制備較弱酸可知向飽和亞硫酸鈉溶液中滴加濃硫酸可以制備二氧化硫,能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。]
3.(2017·全國Ⅰ)實(shí)驗(yàn)室用H2還原WO3制備金屬W的裝置如圖所示(Zn粒中往往含有硫等雜質(zhì),焦性沒食子酸溶液用于吸收少量氧氣)。下列說法正確的是(  )

A.①、②、③中依次盛裝KMnO4溶液、濃H2SO4、焦性沒食子酸溶液
B.管式爐加熱前,用試管在④處收集氣體并點(diǎn)燃,通過聲音判斷氣體純度
C.結(jié)束反應(yīng)時,先關(guān)閉活塞K,再停止加熱
D.裝置Q(啟普發(fā)生器)也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣
解析:B [A.Zn粒不純往往含有硫元素等,因此生成的氫氣中可能混有H2S,所以KMnO4溶液除去H2S、焦性沒食子酸溶液吸收氧氣,最后通過濃硫酸干燥氫氣,A錯誤;B.氫氣是可燃性氣體,通過爆鳴法驗(yàn)純,B正確;C.為了防止W受熱被氧化,應(yīng)該先停止加熱,等待W冷卻后再關(guān)閉K,C錯誤;D.二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)需要加熱,而啟普發(fā)生器不能加熱,所以啟普發(fā)生器不能用于該反應(yīng),D錯誤。]

[知能必備]
1.常見物質(zhì)的制備
(1)氣體制備
實(shí)驗(yàn)裝置
制備的氣體
原理


H2
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
CO2
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
Cl2
2KMnO4+6HCl(濃)===2KCl+
2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
SO2
Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O
C2H2
CaC2+2H2O―→Ca(OH)2+CH≡CH↑
NO、NO2
3Cu+8HNO3(稀)=== 3Cu(NO3)2+
2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+
2NO2↑+2H2O

H2
CO2
H2S
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
FeS+H2SO4===FeSO4+H2S↑

ClO2
2NaClO3+H2O2+H2SO4===2ClO2↑
+O2↑+Na2SO4+2H2O

SO2
Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O
Cl2
MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
HF
HCl
HI
CaF2+H2SO4(濃)CaSO4+2HF↑
2NaCl+H2SO4(濃)Na2SO4+2HCl↑
KI+H3PO4KH2PO4+HI↑

NH3
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
O2
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 2KClO32KCl+3O2↑
CH4
CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑
(2)固體物質(zhì)制備
裝置
制備的物質(zhì)
原理




W
Mg3N2
Cu
FeCl3
Fe3O4、
AlCl3
CuCl2
①在HCl氣流中,CuCl2·2H2O熱分解制CuCl2
CuCl2·2H2OCuCl2+2H2O
②WO3+3H2W+3H2O
③2Fe+3Cl22FeCl3
3Mg+N2Mg3N2
2Al+3Cl22AlCl3
④3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(3)重要有機(jī)物制備
裝置
制備的物質(zhì)
原理







CH3CH2 CH2Br
CH3CH2CH2OH+HBrCH3CH2CH2Br+H2O




CH2=CH2
CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
2.物質(zhì)制備的原則
(1)選擇最佳反應(yīng)途徑
如用鋁制取氫氧化鋁:
2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑、Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O===8Al(OH)3↓+3Na2SO4,當(dāng)n(Al3+)∶n(AlO)=1∶3時,Al(OH)3產(chǎn)率最高。
(2)選擇最佳原料
如實(shí)驗(yàn)室用鋁鹽溶液與堿溶液反應(yīng)制取氫氧化鋁,應(yīng)選用氨水,而不能選用強(qiáng)堿氫氧化鈉溶液;用銅鹽與堿溶液反應(yīng)制取氫氧化銅,應(yīng)選用氫氧化鈉溶液,而不能選用氨水(氫氧化銅可溶解在氨水中)等。
3.物質(zhì)制備時的注意事項(xiàng)
制備物質(zhì)時應(yīng)圍繞以下問題進(jìn)行分析或設(shè)計:
(1)必須制備純凈的物質(zhì)。
(2)必須圍繞題目的信息(不會答題時要從信息中挖掘答案)。
(3)必須圍繞反應(yīng)物利用率高,產(chǎn)物的產(chǎn)率高。
(4)必須圍繞實(shí)驗(yàn)安全分析。
如:①實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物或產(chǎn)物若易吸水、潮解、水解等,要采取措施防止吸水,如利用氯氣與Al、Fe反應(yīng)制備AlCl3和FeCl3,由于AlCl3和FeCl3都易水解,因此Cl2必須干燥,最后還應(yīng)連接干燥裝置防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入。
②易揮發(fā)的液體產(chǎn)物要及時冷卻,如蒸氣通過冷凝管冷凝,收集裝置進(jìn)行冷水浴、冰水浴、冰鹽浴等。
③易揮發(fā)的液體反應(yīng)物,需在反應(yīng)裝置中加裝冷凝回流裝置(如長導(dǎo)管、豎直的干燥管、冷凝管等)。
④注意防止倒吸問題
⑤實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn),如為防止分液漏斗中的液體不能順利流出,用橡皮管連接成連通裝置;為防止氣體從長頸漏斗中逸出,可在發(fā)生裝置中的漏斗末端套一支小試管等。
4.固體物質(zhì)受熱分解
裝置
藥品
原理

NaHCO3
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
MgCO3
MgCO3MgO+CO2↑
AgNO3
2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑
NH4HCO3
NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑

H2C2O4·2H2O
H2C2O4·2H2OCO2↑+CO↑+3H2O

FeSO4
2FeSO4Fe2O3+SO3↑+SO2↑
FeC2O4
FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑
K3[Fe(C2O4)3]·
3H2O
4K3[Fe(C2O4)3]·3H2OFe2O3+2FeO+13CO2↑+11CO↑+12H2O+6K2O
[題組訓(xùn)練]
[題組1] 氣體的制備
1.實(shí)驗(yàn)室用HCl和O2制備氯氣并檢驗(yàn)氯氣性質(zhì)的裝置如圖所示。下列說法正確的是(  )

A.①、②中盛放的試劑依次為濃鹽酸、濃硫酸
B.管式爐中發(fā)生反應(yīng)時,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2
C.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時先停止加熱,關(guān)閉K,再從④中拿出導(dǎo)管
D.裝置Q(貯氣瓶)可用于貯存NH3
解析:A [A.需將濃鹽酸慢慢加入硫酸的底部制取HCl,所以A正確;B.管式爐中發(fā)生反應(yīng)4HCl+O2Cl2+2H2O,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶4,故B錯誤;C.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時先從④中拿出導(dǎo)管,再停止加熱,關(guān)閉K,防止發(fā)生倒吸;故C錯誤;D.因?yàn)镹H3極易溶于水,裝置Q(貯氣瓶)裝有水,不可用于貯存NH3,故D錯誤;答案:A。]
2.某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)按下列實(shí)驗(yàn)流程制備Na2CO3,設(shè)計的部分裝置如圖所示。


下列敘述正確的是(  )
A.若X為濃氨水,Y為生石灰,則可用裝置甲制取NH3
B.反應(yīng)①可在裝置乙中發(fā)生,反應(yīng)②可在裝置丁中發(fā)生
C.可用裝置丙進(jìn)行過濾操作
D.將母液蒸干灼燒后可得到NH4Cl固體
解析:C [生石灰遇水會變?yōu)榉勰钍焓遥詽獍彼c生石灰制取NH3不適合用圖甲裝置,A項(xiàng)錯誤;反應(yīng)①制取NaHCO3可在裝置乙中發(fā)生,反應(yīng)②是NaHCO3加熱分解制Na2CO3,同時有CO2和水生成,丁中試管口應(yīng)略向下傾斜,故反應(yīng)②不可以在裝置丁中發(fā)生,B項(xiàng)錯誤;裝置丙為過濾裝置,過濾是將固液混合物進(jìn)行分離,可以用裝置丙進(jìn)行過濾操作,C項(xiàng)正確;NH4Cl受熱易分解,生成NH3和HCl,所以將母液蒸干灼燒后得不到NH4Cl固體,D項(xiàng)錯誤。]
[題組2] 其他物質(zhì)制備
3.FeCl3易潮解、易升華,實(shí)驗(yàn)室制備FeCl3的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置略去)。下列說法正確的是(  )

A.導(dǎo)管g的作用是增強(qiáng)裝置的氣密性
B.試劑X和試劑Y分別為濃硫酸、飽和食鹽水
C.直接用E接收產(chǎn)物比用導(dǎo)管連接的優(yōu)點(diǎn)是可防止堵塞
D.出于簡化裝置的目的,F(xiàn)裝置可拆除
解析:C [導(dǎo)管g的作用是平衡大氣壓,保證液體順利滴下,A項(xiàng)錯誤;試劑X和試劑Y順序顛倒,B項(xiàng)錯誤;FeCl3易潮解,而濃硫酸起到干燥的作用,不能拆除,D項(xiàng)錯誤。]
4.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。下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)說法不正確的是(  )

A.用H2O2氧化廢蝕刻液的離子方程式為2H++2Fe2++H2O2===2Fe3++2H2O
B.用裝置乙可以制備Cu(NH3)4Cl2并沉鐵
C.用裝置丙可以分離Cu(NH3)4Cl2溶液和Fe(OH)3
D.用裝置丁由FeCl3溶液制備FeCl3·6H2O需要經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌等步驟
解析:D [A.H2O2具有強(qiáng)的氧化性,可用H2O2氧化廢蝕刻液中的Fe2+,反應(yīng)的離子方程式為:2H++2Fe2++H2O2===2Fe3++2H2O,A正確;B.氨氣易溶于水,注意防止倒吸,所以要選用乙裝置,氨氣與溶液反應(yīng)生成Cu(NH3)4Cl2和氫氧化鐵,B正確;C.用裝置丙可以分離可溶性Cu(NH3)4Cl2溶液和難溶性的固態(tài)Fe(OH)3,C正確;D.由FeCl3溶液制備FeCl3·6H2O需要在蒸發(fā)皿中蒸干,不能在燒杯中進(jìn)行,D錯誤。]
[題組3] 鹽受熱分解
5.按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),下列推斷正確的是(  )

選項(xiàng)
Ⅰ中試劑
Ⅱ中試劑及現(xiàn)象
推斷
A
氯化銨
酚酞溶液不變紅色
氯化銨穩(wěn)定
B
涂有石蠟油的碎瓷片
酸性高錳酸鉀溶液褪色
石蠟油發(fā)生了化學(xué)變化
C
硫酸亞鐵
品紅溶液褪色
FeSO4分解生成FeO和SO2
D
鐵粉與水蒸氣
肥皂水冒泡
鐵粉與水蒸氣發(fā)生了反應(yīng)
解析:B [氯化銨受熱分解為氯化氫和氨氣,兩種氣體在試管口附近遇冷又生成氯化銨,A錯誤;石蠟油的主要成分為烷烴,加熱分解產(chǎn)生了不飽和烴,能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色,B正確;推斷中硫元素化合價由+6價降低到+4價,其他元素的化合價均未變化,不滿足氧化還原反應(yīng)發(fā)生的條件,C錯誤;肥皂水冒氣泡,不能說明氣泡是氫氣,還可能是試管Ⅰ中的空氣受熱后進(jìn)入試管Ⅱ,產(chǎn)生氣泡,D錯誤。]
6.某小組設(shè)計如圖所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)(NH4)2SO4分解的產(chǎn)物中含有SO2。下列說法錯誤的是(  )

A.①中可加入水吸收氨氣
B.②中的現(xiàn)象為溶液的顏色變淺或褪色
C.③的作用是吸收尾氣,防止空氣污染
D.品紅溶液可用酸性KMnO4溶液代替
解析:A [由信息知,①中應(yīng)加入濃硫酸吸收氨氣,用水可溶解SO2,A項(xiàng)錯誤;SO2可漂白品紅溶液,現(xiàn)象為溶液的顏色變淺或褪色,B項(xiàng)正確;③中試劑吸收SO2,防止空氣污染,C項(xiàng)正確;酸性KMnO4溶液既可檢驗(yàn)產(chǎn)物中含有SO2又可吸收尾氣,D項(xiàng)正確。]
考點(diǎn)四 定量型實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)
[真題引領(lǐng)]
1.(2019·全國Ⅱ,T28)咖啡因是一種生物堿(易溶于水及乙醇,熔點(diǎn)234.5 ℃,100 ℃以上開始升華),有興奮大腦神經(jīng)和利尿等作用。茶葉中含咖啡因約1%~5%、單寧酸(Ka約為10-6,易溶于水及乙醇)約3%~10%,還含有色素、纖維素等。實(shí)驗(yàn)室從茶葉中提取咖啡因的流程如下圖所示。

索氏提取裝置如圖所示。實(shí)驗(yàn)時燒瓶中溶劑受熱蒸發(fā),蒸汽沿蒸汽導(dǎo)管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入濾紙?zhí)淄?中,與茶葉末接觸,進(jìn)行萃取。萃取液液面達(dá)到虹吸管3頂端時,經(jīng)虹吸管3返回?zé)?,從而?shí)現(xiàn)對茶葉末的連續(xù)萃取?;卮鹣铝袉栴}:

(1)實(shí)驗(yàn)時需將茶葉研細(xì),放入濾紙?zhí)淄?中,研細(xì)的目的是____________________。圓底燒瓶中加入95%乙醇為溶劑,加熱前還要加幾粒________。
(2)提取過程不可選用明火直接加熱,原因是__________________,與常規(guī)的萃取相比,采用索氏提取器的優(yōu)點(diǎn)是_________________________________________________。
(3)提取液需經(jīng)“蒸餾濃縮”除去大部分溶劑。與水相比,乙醇作為萃取劑的優(yōu)點(diǎn)是____________________?!罢麴s濃縮”需選用的儀器除了圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計、接收管之外,還有________(填標(biāo)號)。
A.直形冷凝管      B.球形冷凝管
C.接收瓶 D.燒杯
(4)濃縮液加生石灰的作用是中和________和吸收________。
(5)可采用如圖所示的簡易裝置分離提純咖啡因。將粉狀物放入蒸發(fā)皿中并小火加熱,咖啡因在扎有小孔的濾紙上凝結(jié),該分離提純方法的名稱是________。

解析:(1)萃取時將茶葉研細(xì)可以增加固液接觸面積,從而使提取更充分;由于需要加熱,為防止液體暴沸,加熱前還要加入幾粒沸石;(2)由于乙醇易揮發(fā),易燃燒,為防止溫度過高揮發(fā)出的乙醇燃燒,因此提取過程中不可選用明火直接加熱;根據(jù)題干中的已知信息可判斷與常規(guī)的萃取相比較,采用索式提取器的優(yōu)點(diǎn)是使用溶劑量少,可連續(xù)萃取(萃取效率高);(3)乙醇是有機(jī)溶劑,沸點(diǎn)低,因此與水相比較乙醇作為萃取劑的優(yōu)點(diǎn)是乙醇沸點(diǎn)低,易濃縮;蒸餾濃縮時需要冷凝管,為防止液體殘留在冷凝管中,應(yīng)該選用直形冷凝管,而不需要球形冷凝管,A正確,B錯誤;為防止液體揮發(fā),冷凝后得到的餾分需要有接收瓶接收餾分,而不需要燒杯,C正確,D錯誤,答案選AC;(4)由于茶葉中還含有單寧酸,且單寧酸也易溶于水和乙醇,因此濃縮液中加入氧化鈣的作用是中和單寧酸,同時也吸收水;(5)根據(jù)已知信息可知咖啡因在100 ℃以上時開始升華,因此該分離提純方法的名稱是升華。
答案:(1)增加固液接觸面積,提取充分 沸石
(2)乙醇易揮發(fā),易燃 使用溶劑量少,可連續(xù)萃取(萃取效率高) (3)乙醇沸點(diǎn)低,易濃縮 AC (4)單寧酸 水 (5)升華
2.(2019·全國Ⅲ,T27)乙酰水楊酸(阿司匹林)是目前常用藥物之一。實(shí)驗(yàn)室通過水楊酸進(jìn)行乙?;苽浒⑺酒チ值囊环N方法如下:


水楊酸
醋酸酐
乙酰水楊酸
熔點(diǎn)/℃
157~159
-72~-74
135~138
相對密度
/(g·cm-3)
1.44
1.10
1.35
相對分子質(zhì)量
138
102
180
實(shí)驗(yàn)過程:在100 mL錐形瓶中加入水楊酸6.9 g及醋酸酐10 mL,充分搖動使固體完全溶解。緩慢滴加0.5 mL濃硫酸后加熱,維持瓶內(nèi)溫度在70 ℃左右,充分反應(yīng)。稍冷后進(jìn)行如下操作:
①在不斷攪拌下將反應(yīng)后的混合物倒入100 mL冷水中,析出固體,過濾。
②所得結(jié)晶粗品加入50 mL飽和碳酸氫鈉溶液,溶解、過濾。
③濾液用濃鹽酸酸化后冷卻、過濾得固體。
④固體經(jīng)純化得白色的乙酰水楊酸晶體5.4 g。
回答下列問題:
(1)該合成反應(yīng)中應(yīng)采用________加熱。(填標(biāo)號)
A.熱水浴 B.酒精燈
C.煤氣燈 D.電爐
(2)下列玻璃儀器中,①中需使用的有________(填標(biāo)號),不需使用的有___________(填名稱)。

(3)①中需使用冷水,目的是____________________________________________。
(4)②中飽和碳酸氫鈉的作用是___________________________,以便過濾除去難溶雜質(zhì)。
(5)④采用的純化方法為__________________。
(6)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是____________________%。
解析:(1)因?yàn)榉磻?yīng)溫度在70 ℃,低于水的沸點(diǎn),且需維持溫度不變,故采用熱水浴的方法加熱;(2)操作①需將反應(yīng)物倒入冷水,需要用燒杯量取和存放冷水,過濾的操作中還需要漏斗,則答案為:B、D;分液漏斗主要用于分離互不相溶的液體混合物,容量瓶用于配制一定濃度的溶液,這兩個儀器用不到;(3)反應(yīng)時溫度較高,所以用冷水的目的是使得乙酰水楊酸晶體充分析出;(4)乙酰水楊酸難溶于水,為了除去其中的雜質(zhì),可將生成的乙酰水楊酸與碳酸氫鈉反應(yīng)生成可溶性的乙酰水楊酸鈉,以便過濾除去雜質(zhì);(5)每次結(jié)晶過程中會有少量雜質(zhì)一起析出,可以通過多次結(jié)晶的方法進(jìn)行純化,也就是重結(jié)晶;(6)水楊酸分子式為C7H6O3,乙酰水楊酸分子式為C9H8O4,根據(jù)關(guān)系式法計算得:
C7H6O3~C9H8O4
138    180
6.9 g    m
m(C9H8O4)==9 g,則產(chǎn)率為×100%=60%。
答案:(1)A (2)BD 分液漏斗、容量瓶
(3)充分析出乙酰水楊酸固體(結(jié)晶)
(4)生成可溶的乙酰水楊酸鈉
(5)重結(jié)晶 (6)60
3.(2019·北京,T28)化學(xué)小組實(shí)驗(yàn)探究SO2與AgNO3溶液的反應(yīng)。
(1)實(shí)驗(yàn)一:用如下裝置(夾持、加熱儀器略)制備SO2,將足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反應(yīng),得到無色溶液A和白色沉淀B。

①濃H2SO4與Cu反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________
________________________________________________________________________。
②試劑a是________________。
(2)對體系中有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)分析得出:沉淀B可能為Ag2SO3、Ag2SO4 或二者混合物。(資料:Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3難溶于水)
實(shí)驗(yàn)二:驗(yàn)證B的成分

①寫出Ag2SO3溶于氨水的離子方程式:___________________________________
________________________________________________________________________。
②加入鹽酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推斷D中主要是BaSO3,進(jìn)而推斷B中含有Ag2SO3。向?yàn)V液E中加入一種試劑,可進(jìn)一步證實(shí)B中含有Ag2SO3。所用試劑及現(xiàn)象是________________________________________________________________________。
(3)根據(jù)沉淀F的存在,推測SO的產(chǎn)生有兩個途徑:
途徑1:實(shí)驗(yàn)一中, SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4,隨沉淀B進(jìn)入D。
途徑2:實(shí)驗(yàn)二中,SO被氧化為SO進(jìn)入D。
實(shí)驗(yàn)三:探究SO的產(chǎn)生途徑
①向溶液A中滴入過量鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀,證明溶液中含有________;取上層清液繼續(xù)滴加BaCl2溶液,未出現(xiàn)白色沉淀,可判斷B中不含Ag2SO4。做出判斷的理由:______________________________________________。
②實(shí)驗(yàn)三的結(jié)論:______________________________________。
(4)實(shí)驗(yàn)一中SO2與AgNO3溶液反應(yīng)的離子方程式是________________________。
(5)根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)分析,SO2與AgNO3溶液應(yīng)該可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)。將實(shí)驗(yàn)一所得混合物放置一段時間,有Ag和SO生成。
(6)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論:____________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:本題是一道綜合性實(shí)驗(yàn)題,考查了SO2氣體的制備、SO2氣體的性質(zhì)及物質(zhì)性質(zhì)的探究。試題全面考查了實(shí)驗(yàn)與探究的能力,并借助實(shí)驗(yàn)形式考查考查學(xué)生分析和解決化學(xué)問題的能力。試題以科學(xué)研究的一般過程展開,體現(xiàn)了科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的學(xué)科核心素養(yǎng)及創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識的價值觀念。(1)②Cu和濃H2SO4反應(yīng)時會有硫酸酸霧形成,飽和NaHSO3溶液的作用是除去SO2中的H2SO4酸霧。(2)②沉淀D中加過量稀鹽酸后過濾得到濾液E,濾液E中含有BaCl2和少量H2SO3,加入H2O2溶液產(chǎn)生白色沉淀即可證明H2SO3存在。(3)①Ag2SO4是微溶物,A中會含有少量的Ag+和SO。(6)由實(shí)驗(yàn)二知,SO2通入AgNO3溶液中主要生成Ag2SO3沉淀,由(5)知,混合物放置一段時間有Ag和SO生成,則可得在實(shí)驗(yàn)條件下,SO2與AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO的速率;由實(shí)驗(yàn)二分析知,堿性溶液中SO更易被氧化為SO。
答案:(1)①Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O?、陲柡蚇aHSO3溶液
(2)①Ag2SO3+4NH3·H2O===2Ag(NH3)+SO+4H2O?、贖2O2溶液,產(chǎn)生白色沉淀
(3)①Ag+ 因若含有Ag2SO4,加入BaCl2溶液會生成難溶的BaSO4白色沉淀?、赟O產(chǎn)生的途徑是SO被氧化為SO進(jìn)入D
(4)2Ag++SO2+H2O===Ag2SO3↓+2H+
(6)二氧化硫與硝酸銀溶液既能發(fā)生沉淀反應(yīng),又能發(fā)生氧化還原反應(yīng),其中沉淀反應(yīng)的速率比氧化還原反應(yīng)快
4.(2019·北京,T26)化學(xué)小組用如下方法測定經(jīng)處理后的廢水中苯酚的含量(廢水中不含干擾測定的物質(zhì))。
Ⅰ.用已準(zhǔn)確稱量的KBrO3固體配制一定體積的a mol·L-1 KBrO3標(biāo)準(zhǔn)溶液;
Ⅱ.取V1 mL上述溶液,加入過量KBr,加H2SO4酸化,溶液顏色呈棕黃色;
Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入V2 mL廢水;
Ⅳ.向Ⅲ中加入過量KI;
Ⅴ.用b mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ⅳ中溶液至淺黃色時,滴加2滴淀粉溶液,繼續(xù)滴定至終點(diǎn),共消耗Na2S2O3溶液V3 mL。
已知:I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6 Na2S2O3和Na2S4O6溶液顏色均為無色
(1)Ⅰ中配制溶液用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和________________________。
(2)Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)Ⅳ中加KI前,溶液顏色須為黃色,原因是_____________________________
________________________________________________________________________。
(5)KI與KBrO3物質(zhì)的量關(guān)系為n(KI)≥6n(KBrO3)時,KI一定過量,理由是_______
________________________________________________________________________。
(6)V中滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)廢水中苯酚的含量為________g·L-1(苯酚摩爾質(zhì)量:94 g·mol-1)
(8)由于Br2具有________性質(zhì),Ⅱ~Ⅳ中反應(yīng)須在密閉容器中進(jìn)行,否則會造成測定結(jié)果偏高。
解析:(1)準(zhǔn)確稱量KBrO3固體配制溶液所需的玻璃儀器有燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管,一定規(guī)格的容量瓶,因而該空填容量瓶、量筒;(2)KBrO3溶液中加入KBr和H2SO4,溶液顏色呈棕黃色,說明生成Br2,根據(jù)缺項(xiàng)配平可知該離子方程式為BrO+5Br-+6H+===3Br2+3H2O;(3)苯酚和溴水反應(yīng)得到白色沉淀2,4,6-三溴苯酚,化學(xué)方程式為;(4)溶液為黃色說明仍有Br2存在,此時廢水中的苯酚已完全反應(yīng);(5)Ⅱ中反應(yīng)為KBrO3+5KBr+3H2SO4===3K2SO4+3Br2+3H2O可知3n(KBrO3)=n1(Br2),Ⅱ中Br2部分與苯酚反應(yīng),剩余溴的量設(shè)為n2(Br2),[n1(Br2)>n2(Br2)]在Ⅳ中反應(yīng)為Br2+2KI===I2+2KBr,若剩余溴完全反應(yīng),則n(KI)≥ 2n2(Br2),推知n(KI)≥6n(KBrO3);因而當(dāng)n(KI)≥6n(KBrO3),KI一定過量;
(6)Ⅴ中含碘的溶液內(nèi)加入淀粉,溶液顯藍(lán)色,隨著Na2S2O3溶液滴入,藍(lán)色變淺直至消失,因而當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜰a2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且30 s不變色;(7)n(BrO)=aV1×10-3mol,根據(jù)反應(yīng)BrO+5Br-+6H+===3Br2+3H2O可知n(Br2)=3aV1×10-3 mol,溴分別與苯酚和KI反應(yīng),先計算由KI消耗的溴的量,設(shè)為n1(Br2),根據(jù)I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6可知I2~2Na2S2O3,又Br2+2I-===I2+2Br-可知Br2~I(xiàn)2,可得Br2~2Na2S2O3,n(Na2S2O3)= bV3×10-3 mol,n1(Br2)=bV3×10-3 mol,再計算由苯酚消耗的溴的量,設(shè)為n2(Br2)=n(Br2)-n1(Br2)=(3aV1-bv3) ×10-3mol,苯酚與溴水反應(yīng)的計量數(shù)關(guān)系為3Br2~C6H5OH,n(C6H5OH)=n2(Br2)=(aV1-bV3)×10-3 mol,廢水中苯酚的含量==;(8)Ⅱ中生成的溴須被苯酚和KI完全反應(yīng)掉,而溴有揮發(fā)性,反應(yīng)時須在密閉容器中進(jìn)行。
答案:(1)容量瓶 (2)BrO+5Br-+6H+===3Br2+3H2O
(3)
(4)Br2過量保證苯酚完全反應(yīng) (5)Ⅱ中反應(yīng)為KBrO3+5KBr+3H2SO4===3K2SO4+3Br2+3H2O可知3n(KBrO3)=n(Br2),Ⅱ中Br2部分與苯酚反應(yīng),剩余溴在Ⅳ中反應(yīng)為Br2+2KI===I2+2KBr,若剩余溴完全反應(yīng),則n(KI)≥2n(Br2),推知n(KI)≥6n(KBrO3)
(6)當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜰a2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且30s不變色
(7) (8)易揮發(fā)
5.(2018·課標(biāo)全國Ⅰ,26)醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr·2H2O]為磚紅色晶體,難溶于冷水,易溶于酸,在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑,將三價鉻還原為二價鉻;二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。回答下列問題:

(1)實(shí)驗(yàn)中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻,目的是________________。儀器a的名稱是____________。
(2)將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中,加入少量蒸餾水,按圖連接好裝置。打開K1、K2,關(guān)閉K3。
①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色,該反應(yīng)的離子方程式為___________________
________________________________________________________________________。
②同時c中有氣體產(chǎn)生,該氣體的作用是_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)打開K3,關(guān)閉K1和K2。c中亮藍(lán)色溶液流入d,其原因是____________________;d中析出磚紅色沉淀。為使沉淀充分析出并分離,需采用的操作是______________、________、洗滌、干燥。
(4)指出裝置d可能存在的缺點(diǎn)______________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)實(shí)驗(yàn)中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻,目的是去除水中的溶解氧,裝置中儀器a的名稱是分液(或滴液)漏斗。(2)①c中發(fā)生氧化還原反應(yīng),由綠色的Cr3+生成亮藍(lán)色的Cr2+,離子方程式為Zn+2Cr3+===Zn2++2Cr2+,②c中還發(fā)生反應(yīng)Zn+2H+===Zn2++H2↑,可排除c中的空氣。(3)打開K3,關(guān)閉K1、K2后,c中產(chǎn)生的H2使壓強(qiáng)大于外界大氣壓,將c中亮藍(lán)色溶液壓入d中,d中發(fā)生Cr2++2CH3COO-+2H2O===(CH3COO)2Cr·2H2O↓得到磚紅色沉淀,為使沉淀充分析出并分離,需采用(冰浴)冷卻、過濾、洗滌、干燥等操作。(4)裝置d為敞開體系,空氣進(jìn)入后會將醋酸亞鉻氧化。
答案:(1)去除水中溶解氧 分液(或滴液)漏斗
(2)①Zn+2Cr3+===Zn2++2Cr2+?、谂懦齝中空氣 (3)c中產(chǎn)生H2使壓強(qiáng)大于外界大氣壓 (冰浴)冷卻 過濾 (4)敞開體系,可能使醋酸亞鉻與空氣接觸
[知能必備]
1.物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究的內(nèi)容與方法
(1)物質(zhì)氧化性、還原性的判斷。如探究SO2具有還原性的方法是將氣體通入酸性KMnO4溶液中,通過KMnO4溶液是否褪色來說明。
(2)物質(zhì)氧化性強(qiáng)弱、還原性強(qiáng)弱的判斷。如探究Fe3+的氧化性強(qiáng)于I2時,可利用FeCl3與KI淀粉溶液反應(yīng),通過溶液是否變藍(lán)色來說明Fe3+的氧化性強(qiáng)于I2。
(3)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律一般通過設(shè)計元素金屬性、非金屬性的強(qiáng)弱實(shí)驗(yàn)來完成。如通過Mg、Al與同濃度鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的快慢來說明Mg的活動性強(qiáng)于Al。
(4)電解質(zhì)強(qiáng)弱的判斷。如探究一元酸HA是弱酸的方法是常溫下配制NaA的溶液,測溶液的pH,若pH>7,則說明HA為弱酸。
(5)物質(zhì)酸性強(qiáng)弱的判斷。如探究碳酸和硅酸的酸性強(qiáng)弱可利用相對強(qiáng)的酸制備相對弱的酸的反應(yīng)原理,將CO2氣體通入Na2SiO3溶液,看是否有白色沉淀生成來判斷。
(6)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的規(guī)律探究??赏ㄟ^控制所含的雜質(zhì)是否與空氣接觸、所接觸的電解質(zhì)溶液的酸堿度、鋼鐵在腐蝕過程中體系內(nèi)的氣壓變化等角度設(shè)計實(shí)驗(yàn)、找出規(guī)律。
2.性質(zhì)探究型綜合實(shí)驗(yàn)的應(yīng)注意的問題
(1)實(shí)驗(yàn)方案要可行。要盡量避免使用高壓和特殊催化劑等實(shí)驗(yàn)室難以達(dá)到的條件,實(shí)驗(yàn)方案要簡單易行。
(2)實(shí)驗(yàn)順序要科學(xué)。要對各個實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃和安排,保證實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確高效,同時要減少副反應(yīng)的發(fā)生和避免實(shí)驗(yàn)步驟間的相互干擾。
(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要直觀。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論要可靠,要反復(fù)推敲實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,要防止有干擾,步驟是否嚴(yán)密,結(jié)論是否有爭議。
例如:利用如圖所示,證明酸性HCl>H2CO3>H2SiO3。

其結(jié)論是錯誤的,應(yīng)除去CO2中的HCl,HCl干擾H2CO3的酸性大于H2SiO3的證明。
3.定量實(shí)驗(yàn)的設(shè)計探究
(1)定量實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的測量方法
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)計算。
②測氣氣體體積法
對于產(chǎn)生氣體的反應(yīng),可以通過測定氣體體積的方法測定樣品純度。
常見測量氣體體積的實(shí)驗(yàn)裝置

量氣時應(yīng)注意的問題
a.量氣時應(yīng)保持裝置處于室溫狀態(tài)。b.讀數(shù)時要特別注意消除“壓強(qiáng)差”,保持液面相平還要注意視線與液面最低處相平。如圖中(Ⅰ)(Ⅳ)應(yīng)使左側(cè)和右側(cè)的液面高度保持相平。
③測氣體質(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、沉淀滴定和氧化還原反應(yīng)滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行相關(guān)計算。
(2)數(shù)據(jù)處理時的三個基本計算公式
①物質(zhì)的純度(或質(zhì)量分?jǐn)?shù))=×100%。
②產(chǎn)品的產(chǎn)率=×100%。
③物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率=×100%。
(3)定量實(shí)驗(yàn)設(shè)計應(yīng)注意的問題
定量實(shí)驗(yàn)設(shè)計應(yīng)注意考慮實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,設(shè)計實(shí)驗(yàn)必須圍繞減少實(shí)驗(yàn)誤差。
[題組訓(xùn)練]
[題組1] 實(shí)驗(yàn)探究綜合實(shí)驗(yàn)
1.探究鋁片與Na2CO3溶液的反應(yīng)。


無明顯現(xiàn)象
鋁片表面產(chǎn)生細(xì)小氣泡
出現(xiàn)白色渾濁,產(chǎn)生大量氣泡(經(jīng)檢驗(yàn)為H2和CO2)
下列說法不正確的是(  )
A.Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO+H2OHCO+OH-
B.對比Ⅰ、Ⅲ,說明Na2CO3溶液能破壞鋁表面的保護(hù)膜
C.推測出現(xiàn)白色渾濁的原因:AlO+HCO+H2O===Al(OH)3↓+CO
D.加熱和H2逸出對CO水解平衡移動方向的影響是相反的
解析:D [A.溶液中碳酸根會水解,結(jié)合水電出來的氫離子,生成碳酸氫根,A正確;B.實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ沒有氣泡,根據(jù)所學(xué)Al可以和熱水反應(yīng),但是此實(shí)驗(yàn)中沒有氣泡,說明有氧化膜的保護(hù),實(shí)驗(yàn)Ⅲ中卻有氣泡,說明氧化膜被破壞,B正確;C.Na2CO3溶液呈堿性,鋁片在堿性溶液中與OH-反應(yīng),生成偏鋁酸根,2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑,AlO和HCO反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀,C正確;D.CO的水解是吸熱的,加熱可以促進(jìn)水解。H2產(chǎn)生的原因是Al和CO水解生成的OH-反應(yīng)生成H2,H2逸出,有利于Al和OH-的反應(yīng),OH-減少,從而促進(jìn)碳酸根水解,加熱和H2逸出對CO水解平衡移動方向的影響是相同的,D不正確。]
2.某小組探究Na2SO3溶液和KIO3溶液的反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)Ⅰ:向某濃度的KIO3酸性溶液(過量)中加入Na2SO3溶液(含淀粉),一段時間(t秒)后,溶液突然變藍(lán)。
資料:IO在酸性溶液氧化I-,反應(yīng)為IO+5I-+6H+===3I2+3H2O
(1)溶液變藍(lán),說明Na2SO3具有________性。
(2)針對t秒前溶液未變藍(lán),小組做出如下假設(shè):
ⅰ.t秒前未生成I2,是由于反應(yīng)的活化能________(填“大”或“小”),反應(yīng)速率慢導(dǎo)致的。
ⅱ.t秒前生成了I2,但由于存在Na2SO3,________(用離子方程式表示),I2被消耗。
(3)下述實(shí)驗(yàn)證實(shí)了假設(shè)ⅱ合理。
實(shí)驗(yàn)Ⅱ:向?qū)嶒?yàn)Ⅰ的藍(lán)色溶液中加入________,藍(lán)色迅速消失,后再次變藍(lán)。
(4)進(jìn)一步研究Na2SO3溶液和KIO3溶液反應(yīng)的過程,裝置如下。
實(shí)驗(yàn)Ⅲ:K閉合后,電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況記錄如下表:
表盤


時間/min
0~t1
t2~t3
t4
偏轉(zhuǎn)位置

右偏
至Y
,指針回到“0”處,又返至“X”處;如此周期性往復(fù)多次……
指針
歸零
①K閉合后,取b極區(qū)溶液加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,現(xiàn)象是________________
________________________________________________________________________。
②0~t1時,從a極區(qū)取溶液于試管中,滴加淀粉溶液,溶液變藍(lán);直接向a極區(qū)滴加淀粉溶液,溶液未變藍(lán)。判斷IO在a極放電的產(chǎn)物是________。
③結(jié)合反應(yīng)解釋t2~t3時指針回到“0”處的原因:____________________________
_______________________________________________________________________。
(5)綜合實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,下列說法正確的是________。
A.對比實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ,t秒后溶液變藍(lán),I中SO被完全氧化
B.對比實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ,t秒前IO未發(fā)生反應(yīng)
C.實(shí)驗(yàn)Ⅲ中指針返回X處的原因,可能是I2氧化SO
解析:(1)向某濃度的KIO3酸性溶液(過量)中加入Na2SO3溶液(含淀粉),一段時間(t秒)后,溶液突然變藍(lán)。說明溶液中生成了I2,IO中I的化合價從+5降低到0,硫的化合價升高,則Na2SO3具有還原性;(2)ⅰ.一般情況下活化能大,化學(xué)反應(yīng)速率慢;ⅱ.I2具有氧化性,SO具有還原性,能夠發(fā)生氧化還原反應(yīng),則I2被還原成I-,SO被氧化成SO,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒,配平方程式;(3)為了證明假設(shè)ⅱ的合理性,即生成的I2會由于Na2SO3的存在,而與之反應(yīng),使得溶液不再呈藍(lán)色,則需要在含有I2的溶液中,加入少量的Na2SO3溶液,與I2反應(yīng),使藍(lán)色消失;(4)0~t1,指針右偏至Y,說明有電流產(chǎn)生,發(fā)生了氧化還原反應(yīng),t2~t3,指針回到“0”處,又返至“X”處;如此周期性往復(fù)多次……中間有一段時間,回路中沒有電流產(chǎn)生,之后往復(fù),直到亞硫酸鈉完全反應(yīng)完。①閉合開關(guān)后,指針有偏轉(zhuǎn),又發(fā)生反應(yīng)說明SO被氧化成了SO。加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成;②0~t1時,直接向a極區(qū)滴加淀粉溶液,溶液未變藍(lán),但是又發(fā)生了反應(yīng),根據(jù)假設(shè),生成的碘單質(zhì)與SO反應(yīng),生成了I-;③t2~t3時指針回到“0”處,說明電路中沒有電流,SO沒有參與反應(yīng),但是隨后又有電流產(chǎn)生,而且偏轉(zhuǎn)到X,說明有碘單質(zhì)生成,是碘酸根和碘離子的反應(yīng);(5)A.如果有SO存在,SO會與I2反應(yīng),現(xiàn)溶液呈現(xiàn)藍(lán)色,說明存在I2,沒有SO,A正確;B. 對比實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ,t秒前IO還原成I-,而不是I2,IO發(fā)生反應(yīng),B錯誤;C.指針回到0,電路中沒有發(fā)生反應(yīng),發(fā)生的反應(yīng)是IO+5I-+ 6H+===3I2+3H2O,但是隨后指針又轉(zhuǎn)到X,說明又與SO反應(yīng),產(chǎn)生電流。如果是IO與SO反應(yīng),指針會指到Y(jié),所以是I2與SO反應(yīng),C正確。
答案:(1)還原 (2)ⅰ.大 ⅱ.I2+SO+H2O===2I-+SO+2H+
(3)少量Na2SO3 (4)①生成白色沉淀?、贗-?、鄞藭r,a極區(qū)發(fā)生反應(yīng)IO+5I-+6H+===3I2+3H2O ,IO不再與SO發(fā)生反應(yīng),外電路無電流通過 (5)AC
[題組2] 定量實(shí)驗(yàn)探究
3.某學(xué)習(xí)小組擬設(shè)計實(shí)驗(yàn)探究鐵鹽與碳酸鹽反應(yīng)的產(chǎn)物。
序號
實(shí)驗(yàn)操作
主要現(xiàn)象

10 mL 0.5 mol·L-1 FeCl3溶液和20 mL 0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液混合
產(chǎn)生棕色沉淀、無氣泡

10 mL 0.5 mol·L-1 FeCl3溶液和20 mL 0.5 mol·L-1NaHCO3溶液混合
產(chǎn)生紅褐色沉淀、產(chǎn)生大量氣泡
對實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ反應(yīng)后的混合物進(jìn)行過濾洗滌、低溫晾干,分別得到M、N固體。
回答下列問題
(1)用pH計分別測定0.5 mol·L-1 NaHCO3溶液、0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液,得pH依次為a、b。預(yù)測a________b(填“>”“<”或“=”)
(2)為了定性確認(rèn)M、N成分,進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
結(jié)論
①取少量M于試管,滴加足量的稀硫酸,再滴加X溶液
沉淀溶解,產(chǎn)生大量氣泡,溶液變紅色
M一定含F(xiàn)e3+、CO
②取少量N于試管,滴加足量的稀硫酸,再滴加X溶液
沉淀溶解,無氣泡產(chǎn)生,溶液變紅色
N是________(填化學(xué)式)
X的化學(xué)式為________________________(填化學(xué)式)
(3)為了進(jìn)一步探究M(無結(jié)晶水的純凈物)的組成進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):

①點(diǎn)燃酒精燈前,先通入N2,其目的是____________。加熱一段時間后,裝置A中棕色粉末變紅色,裝置B中白色粉末變藍(lán)色;裝置C中產(chǎn)生白色沉淀。當(dāng)裝置A中M完全反應(yīng)時停止加熱,繼續(xù)通入N2。
②停止加熱之前,________先拆去B、C之間導(dǎo)管(填“要”或“不要”)。
③對裝置C中混合物進(jìn)行過濾、洗滌、干燥、稱重,白色固體質(zhì)量為19.7 g。裝置A中殘留紅色粉末的質(zhì)量為8.0 g,則M的化學(xué)式為________________________。
(4)FeCl3溶液和Na2CO3溶液反應(yīng)的離子方程式為_____________________________
________________________________________________________________________。
(5)鐵鹽與碳酸鹽溶液反應(yīng)產(chǎn)物不同可能與________、濃度、水解產(chǎn)物CO2有關(guān)。
解析:(1)Na2CO3水解能力強(qiáng),堿性強(qiáng),用pH計分別測定0.5 mol·L-1 NaHCO3溶液、0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液,得pH為a<b;(2)KSCN或 NH4SCN是檢驗(yàn)鐵離子的特效試劑,現(xiàn)象是溶液呈紅色,N溶于酸,無氣泡,加KSCN或 NH4SCN后呈紅色,說明N是Fe(OH)3;
(3)①加熱一段時間后,裝置A中棕色粉末變紅色,裝置B中白色粉末變藍(lán)色;裝置C中產(chǎn)生白色沉淀。說明有水蒸氣和二氧化碳產(chǎn)生,故①點(diǎn)燃酒精燈前,先通入N2,其目的是排盡裝置內(nèi)的空氣和水蒸氣。②停止加熱之前,不要先拆去B、C之間導(dǎo)管,空氣中的水分會進(jìn)入B中,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。③白色固體質(zhì)量為19.7 g,n(CO2)=n(BaCO3)=19.7 g/197 g·mol-1=0.1 mol,A中殘留紅色粉末Fe2O3的質(zhì)量為8.0 g,n(Fe)=8.0 g/160 g·mol-1×2=0.1 mol,故M化學(xué)式為Fe(OH)CO3;
(4)FeCl3溶液和Na2CO3反應(yīng)生成Fe(OH)CO3,溶液反應(yīng)的離子方程式為Fe3++2CO+H2O===Fe(OH)CO3↓+HCO;(5)鐵鹽與碳酸鹽溶液反應(yīng)產(chǎn)物不同可能與堿性強(qiáng)弱、濃度、水解產(chǎn)物CO2有關(guān),堿性強(qiáng),產(chǎn)物中氫氧根的含量增大。
答案:(1)< (2)Fe(OH)3 KSCN或NH4SCN (3)①排盡裝置內(nèi)的空氣和水蒸氣?、诓灰、跢e(OH)CO3 (4)Fe3++2CO+H2O===Fe(OH)CO3↓+HCO (5)堿性強(qiáng)弱
4.摩爾鹽的成分為(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(M=392 g·mol-1),常作氧化還原滴定劑。學(xué)校購買了一批摩爾鹽樣品(假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)),某學(xué)習(xí)小組擬設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案測定其純度:
方案1:沉淀法。甲同學(xué)準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量樣品溶于適量的蒸餾水,滴加適量BaCl2溶液至SO完全沉淀,經(jīng)過濾、洗滌、干燥,稱得BaSO4質(zhì)量。
(1)檢驗(yàn)SO是否完全沉淀的操作是________________________________________
________________________________________________________________________。
方案2:滴定法。乙同學(xué)準(zhǔn)確稱取mg摩爾鹽樣品溶于蒸餾水配制成250 mL溶液,量取25.00 mL所配制溶液于錐形瓶中,滴加適量的稀硫酸,用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液的體積為V mL。
(2)用KMnO4溶液滴定時應(yīng)選用________(填“酸式”或“堿式”)滴定管,寫出滴定反應(yīng)的離子方程式:______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)該樣品的純度為_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若用待測液潤洗錐形瓶,測得結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
方案3:量氣法。丙同學(xué)準(zhǔn)確稱量4.0 g樣品按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(5)①橡膠管L的作用是______________________________________________。
②B中液體可以是________(填字母)。
a.飽和食鹽水      B.四氯化碳
c.煤油 D.飽和氯化銨溶液
③當(dāng)A中樣品完全反應(yīng)后,待裝置冷卻至室溫,測得NH3的體積為448 mL(已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況)。根據(jù)上述數(shù)據(jù)計算,該產(chǎn)品的純度為________________。
解析:(1)檢驗(yàn)SO是否完全沉淀的操作:靜置后,在上層清液中繼續(xù)滴加氯化鋇溶液,若無沉淀產(chǎn)生,證明SO已經(jīng)完全沉淀;反之,則未完全沉淀。(2)高錳酸鉀為強(qiáng)氧化性物質(zhì),不能使用堿式滴定管,會腐蝕橡膠管,應(yīng)使用酸式滴定管,滴定時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:MnO+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H2O。(3)依題取25 mL溶液消耗的高錳酸鉀為cV/1000 mol,依據(jù)方程式可知鐵元素為cV/200 mol,原250 mL溶液中含有鐵元素cV/20 mol,即摩爾鹽的物質(zhì)的量也為cV/20 mol,其質(zhì)量為392 cV/20 g,純度為392 cV/20 g÷mg×100%=%。(4)若用待測液潤洗錐形瓶,消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積會變大。(5)①橡膠管L可以平衡壓強(qiáng),使分液漏斗中溶液順利滴下,同時也可以減少因滴入液體排出氣體體積對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響。②該實(shí)驗(yàn)中滴入燒堿溶液產(chǎn)生的氣體為氨氣,故所選用液體不能與氨氣反應(yīng),也不能溶解氨氣。③標(biāo)況下NH3的體積為448 mL,物質(zhì)的量為0.02 mol,依據(jù)原子守恒可知摩爾鹽為0.01 mol,其質(zhì)量為3.92 g,純度為3.92 g÷4.0 g×100%=98%。
答案:(1)靜置后,在上層清液中繼續(xù)滴加氯化鋇溶液,若無沉淀產(chǎn)生,證明SO已經(jīng)完全沉淀;反之,則未完全沉淀
(2)酸式 MnO+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H2O
(3)% (4)偏高
(5)①平衡壓強(qiáng),使分液漏斗中溶液順利滴下;同時減少滴入液體排出氣體體積對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 ②bc?、?8%
考點(diǎn)五 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計與評價
[真題引領(lǐng)]
1.(2019·北京,T13)探究草酸(H2C2O4)性質(zhì),進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。(已知:室溫下,0.1 mol·L-1H2C2O4的pH=1.3)
實(shí)驗(yàn)
裝置
試劑a
現(xiàn)象


Ca(OH)2溶液(含酚酞)
溶液褪色,產(chǎn)生白色沉淀

少量NaHCO3溶液
產(chǎn)生氣泡

酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色

C2H5OH和濃硫酸
加熱后產(chǎn)生有香味物質(zhì)
由上述實(shí)驗(yàn)所得草酸性質(zhì)所對應(yīng)的方程式不正確的是(  )
A.H2C2O4有酸性,Ca(OH)2+H2C2O4===CaC2O4↓+2H2O
B.酸性:H2C2O4>H2CO3,NaHCO3+H2C2O4===NaHC2O4+CO2↑+H2O
C.H2C2O4具有還原性,2MnO+5C2O+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
D.H2C2O4可發(fā)生酯化反應(yīng),HOOCCOOH+2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H5+2H2O
解析:C [A.H2C2O4為二元弱酸,能與氫氧化鈣溶液發(fā)生中和反應(yīng),生成白色沉淀草酸鈣和水,因此含酚酞的氫氧化鈣溶液堿性逐漸減弱,溶液紅色褪去,故A不符合題意;B.產(chǎn)生氣泡證明有CO2 產(chǎn)生,因此可證明酸性H2C2O4>H2CO3,反應(yīng)方程式為:H2C2O4+2NaHCO3===Na2C2O4+2CO2↑+2H2O 或H2C2O4+NaHCO3===NaHC2O4+CO2↑+H2O,故B不符合題意;C.0.1 mol·L-1H2C2O4的pH=1.3,說明草酸為弱酸,故草酸不可以拆分,故C符合題意;D.草酸(又稱乙二酸),其中含有羧基因此能發(fā)生酯化反應(yīng),反應(yīng)方程式正確,故D不符合題意。]
2.(2019·江蘇,T13)室溫下進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),根據(jù)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X溶液中滴加幾滴新制氯水,振蕩,再加入少量KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色
X溶液中一定含有Fe2+
B
向濃度均為0.05 mol·L-1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黃色沉淀生成
Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)
C
向3 mL KI溶液中滴加幾滴溴水,振蕩,再滴加1 mL淀粉溶液,溶液顯藍(lán)色
Br2的氧化性比I2的強(qiáng)
D
用pH試紙測得:CH3COONa溶液的pH約為9,NaNO2溶液的pH約為8
HNO2電離出H+的能力比CH3COOH的強(qiáng)
解析:C [A.先滴加氯水,再加入KSCN溶液,溶液變紅,說明存在Fe3+,而此時的Fe3+是否由Fe2+氧化而來是不能確定的,所以結(jié)論中一定含有Fe2+是錯誤的,故A錯誤;B.黃色沉淀為AgI,在定量分析中可以看出AgI比AgCl更難溶,則說明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),故B錯誤;C.溶液變藍(lán)說明有單質(zhì)碘生成,說明溴置換出KI中的碘,根據(jù)氧化還原反應(yīng)的原理得出結(jié)論:Br2的氧化性比I2的強(qiáng),故C正確;D.CH3COONa和NaNO2溶液濃度未知,所以無法根據(jù)pH的大小,比較出兩種鹽的水解程度,也就無法比較HNO2和CH3COOH的電離的難易程度,故D錯誤。]
3.(2019·天津,T9)環(huán)己烯是重要的化工原料。其實(shí)驗(yàn)室制備流程如下:

回答下列問題:
Ⅰ.環(huán)己烯的制備與提純
(1)原料環(huán)己醇中若含苯酚雜質(zhì),檢驗(yàn)試劑為________,現(xiàn)象為________________。

(2)操作1的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去)。
①燒瓶A中進(jìn)行的可逆反應(yīng)化學(xué)方程式為________________________________,濃硫酸也可作該反應(yīng)的催化劑,選擇FeCl3·6H2O而不用濃硫酸的原因?yàn)開_______(填序號)。
a.濃硫酸易使原料炭化并產(chǎn)生SO2
b.FeCl3·6H2O污染小、可循環(huán)使用,符合綠色化學(xué)理念
c.同等條件下,用FeCl3·6H2O比濃硫酸的平衡轉(zhuǎn)化率高
②儀器B的作用為________________________。
(3)操作2用到的玻璃儀器是________________________。
(4)將操作3(蒸餾)的步驟補(bǔ)齊:安裝蒸餾裝置,加入待蒸餾的物質(zhì)和沸石,________________,棄去前餾分,收集83 ℃的餾分。
Ⅱ.環(huán)己烯含量的測定
在一定條件下,向a g環(huán)己烯樣品中加入定量制得的b mol Br2,與環(huán)己烯充分反應(yīng)后,剩余的Br2與足量KI作用生成I2,用c mol·L-1的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,終點(diǎn)時消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL(以上數(shù)據(jù)均已扣除干擾因素)。
測定過程中,發(fā)生的反應(yīng)如下:

(5)滴定所用指示劑為________。樣品中環(huán)己烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(用字母表示)。
(6)下列情況會導(dǎo)致測定結(jié)果偏低的是________(填序號)。
a.樣品中含有苯酚雜質(zhì)
b.在測定過程中部分環(huán)己烯揮發(fā)
c.Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液部分被氧化
解析:(1)檢驗(yàn)苯酚的首選試劑是FeCl3溶液,原料環(huán)己醇中若含有苯酚,加入FeCl3溶液后,溶液將顯示紫色;
(2)①從題給的制備流程可以看出,環(huán)己醇在FeCl3·6H2O的作用下,反應(yīng)生成了環(huán)己烯,對比環(huán)己醇和環(huán)己烯的結(jié)構(gòu),可知發(fā)生了消去反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為:,注意生成的小分子水勿漏寫,題目已明確提示該反應(yīng)可逆,要標(biāo)出可逆符號,F(xiàn)eCl3·6H2O是反應(yīng)條件(催化劑)別漏標(biāo);此處用FeCl3·6H2O而不用濃硫酸的原因分析中:a項(xiàng)合理,因濃硫酸具有強(qiáng)脫水性,往往能使有機(jī)物脫水至炭化,該過程中放出大量的熱,又可以使生成的炭與濃硫酸發(fā)生反應(yīng):C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O;b項(xiàng)合理,與濃硫酸相比,F(xiàn)eCl3·6H2O對環(huán)境相對友好,污染小,絕大部分都可以回收并循環(huán)使用,更符合綠色化學(xué)理念;c項(xiàng)不合理,催化劑并不能影響平衡轉(zhuǎn)化率;②儀器B為球形冷凝管,該儀器的作用除了導(dǎo)氣外,主要作用是冷凝回流,盡可能減少加熱時反應(yīng)物環(huán)己醇的蒸出,提高原料環(huán)己醇的利用率;(3)操作2實(shí)現(xiàn)了互不相溶的兩種液體的分離,應(yīng)是分液操作,分液操作時需要用到的玻璃儀器主要有分液漏斗和燒杯;(4)題目中已明確提示了操作3是蒸餾操作。蒸餾操作在加入藥品后,要先通冷凝水,再加熱;如先加熱再通冷凝水,必有一部分餾分沒有及時冷凝,造成浪費(fèi)和污染;(5)因滴定的是碘單質(zhì)的溶液,所以選取淀粉溶液比較合適;根據(jù)所給的②式和③式,可知剩余的Br2與反應(yīng)消耗的Na2S2O3的物質(zhì)的量之比為1∶2,所以剩余 Br2的物質(zhì)的量為:n(Br2)余=×c mol·L-1×V mL×10-3 L·mL-1= mol,反應(yīng)消耗的Br2的物質(zhì)的量為mol,據(jù)反應(yīng)①式中環(huán)己烯與溴單質(zhì)1∶1反應(yīng),可知環(huán)己烯的物質(zhì)的量也為mol,其質(zhì)量為×82 g,所以a g樣品中環(huán)己烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:。(6)a項(xiàng)錯誤,樣品中含有苯酚,會發(fā)生反應(yīng):
,每反應(yīng)1 mol Br2,消耗苯酚的質(zhì)量為31.3 g;而每反應(yīng)1 mol Br2,消耗環(huán)己烯的質(zhì)量為82 g;所以苯酚的混入,將使耗Br2增大,從而使環(huán)己烯測得結(jié)果偏大;b項(xiàng)正確,測量過程中如果環(huán)己烯揮發(fā),必然導(dǎo)致測定環(huán)己烯的結(jié)果偏低;c項(xiàng)正確,Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液被氧化,必然滴定時消耗其體積增大,即計算出剩余的溴單質(zhì)偏多,所以計算得出與環(huán)己烯反應(yīng)的溴單質(zhì)的量就偏低,導(dǎo)致最終環(huán)己烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低。
答案:(1)FeCl3溶液 溶液顯紫色

②減少環(huán)己醇蒸出
(3)分液漏斗、燒杯
(4)通冷凝水,加熱
(5)淀粉溶液 
(6)b、c
4.(2018·北京理綜,28)實(shí)驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。
資料:K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液;具有強(qiáng)氧化性,在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,在堿性溶液中較穩(wěn)定。
(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)

①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是________(錳被還原為Mn2+)。
②將除雜裝置B補(bǔ)充完整并標(biāo)明所用試劑。
③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH===2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外還有__________________________。
(2)探究K2FeO4的性質(zhì)
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,產(chǎn)生黃綠色氣體,得溶液a,經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl-而產(chǎn)生Cl2,設(shè)計以下方案:
方案Ⅰ
取少量a,滴加KSCN溶液至過量,溶液呈紅色。
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗滌C中所得固體,再用KOH溶液將K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加鹽酸,有Cl2產(chǎn)生。
ⅰ.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有的離子是________,但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl-氧化,還可能由________產(chǎn)生(用離子方程式表示)。
ⅱ.方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗滌的目的是____________________。
②根據(jù)K2FeO4的制備實(shí)驗(yàn)得出:氧化性Cl2________(填“>”或“MnO,驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)如下:將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振蕩后溶液呈淺紫色。該現(xiàn)象能否證明氧化性FeO>MnO,若能。請說明理由;若不能,進(jìn)一步設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案。理由或方案:______________________。
解析:(1)①A為制取氯氣的發(fā)生裝置,KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)時,MnO被還原為Mn2+,濃鹽酸被氧化成Cl2,KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,離子方程式為2MnO+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O。②由于鹽酸具有揮發(fā)性,所得Cl2中混有HCl和H2O(g),HCl會消耗Fe(OH)3、KOH,用飽和食鹽水除去HCl,除雜裝置B為
③C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH===2K2FeO4+6KCl+8H2O,還有Cl2與KOH的反應(yīng),Cl2與KOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2+2KOH===KCl+KClO+H2O,反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
(2)①根據(jù)上述制備反應(yīng),C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl,還可能含有KClO等。
Ⅰ.方案Ⅰ加入KSCN溶液,溶液變紅說明a中含F(xiàn)e3+。但Fe3+的產(chǎn)生不能判斷K2FeO4與Cl-發(fā)生了反應(yīng),根據(jù)題意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,自身被還原成Fe3+,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒,可能的反應(yīng)為4FeO+20H+===3O2↑+4Fe3++10H2O。
Ⅱ.產(chǎn)生Cl2還可能是ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O,即KClO的存在干擾判斷;K2FeO4微溶于KOH溶液,用KOH溶液洗滌的目的是除去KClO、排除ClO-的干擾,同時保持K2FeO4穩(wěn)定存在。②制備K2FeO4的原理為3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH===2K2FeO4+6KCl+8H2O,在該反應(yīng)中Cl元素的化合價由0價降至-1價,Cl2是氧化劑,F(xiàn)e元素的化合價由+3價升至+6價,F(xiàn)e(OH)3是還原劑,K2FeO4為氧化產(chǎn)物,根據(jù)同一反應(yīng)中,氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物,得出氧化性Cl2>FeO;方案Ⅱ的反應(yīng)的離子方程式 2FeO+6Cl-+16H+===2Fe3++3Cl2↑+8H2O,實(shí)驗(yàn)表明,Cl2和FeO氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反;對比兩個反應(yīng)的條件,制備K2FeO4在堿性條件下,方案Ⅱ在酸性條件下,說明溶液的酸堿性的不同影響物質(zhì)氧化性的強(qiáng)弱。③該小題為開放性試題。若能,根據(jù)題意K2FeO4在足量H2SO4溶液中會轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2,最后溶液中不存在FeO,溶液振蕩后呈淺紫色一定是MnO的顏色,說明FeO將Mn2+氧化成MnO,所以該實(shí)驗(yàn)方案能證明氧化性FeO>MnO。(或不能,因?yàn)槿芤篵呈紫色,溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中,c(FeO)變小,溶液的紫色也會變淺;則設(shè)計一個空白對比的實(shí)驗(yàn)方案,方案為:向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4,觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色)。
答案:(1)①2KMnO4+16HCl(濃)===2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O

③Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(2)①ⅰ.Fe3+ 4FeO+20H+===4Fe3++3O2↑+10H2O?、?排除ClO-的干擾?、冢尽∪芤旱乃釅A性不同 ③若能,理由:FeO在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2,溶液淺紫色一定是MnO的顏色(若不能,方案:向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4,觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色)
[知能必備]
1.評價原則
基本原則
原則闡述
科學(xué)性原則
設(shè)計實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性是指設(shè)計實(shí)驗(yàn)的原理正確、程序合理、方法得當(dāng)。如鑒別BaSO3和BaSO4沉淀是否溶解于酸時,如果選用HNO3等具有氧化性的酸就不符合科學(xué)性原則
安全性原則
設(shè)計實(shí)驗(yàn)時應(yīng)盡量避免選擇有毒、有害的藥品;盡量避免設(shè)計具有危險性的實(shí)驗(yàn)操作,并且對實(shí)驗(yàn)中可能存在的安全隱患采取必要的措施,如裝置氣密性的檢查、可燃性氣體的檢驗(yàn)、蒸餾操作中在蒸餾的液體中放入沸石等
可行性原則
可行性原則是指實(shí)驗(yàn)設(shè)計應(yīng)切實(shí)可行,具備可操作性,也就是說所選用的化學(xué)藥品、實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)方法等在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室中能夠進(jìn)行
2.評價思路



3.操作、現(xiàn)象、結(jié)論一致性圖表評價模型思路

[題組訓(xùn)練]
[題組1] 裝置圖評價題
1.文獻(xiàn)報道,H2能還原FeCl2。某學(xué)習(xí)小組設(shè)計實(shí)驗(yàn)探究“文獻(xiàn)”的真實(shí)性,下列裝置錯誤的是(  )

解析:C [氫氣還原氯化亞鐵生成鐵、氯化氫,檢驗(yàn)氯化氫可以確認(rèn)氫氣是否能還原氯化亞鐵。A.裝置用于制備氫氣,故A正確;B.裝置用于還原氯化亞鐵,故B正確;C.裝置檢驗(yàn)氯化氫,因?yàn)槁然瘹錁O易溶于水,必須考慮防倒吸裝置,故C錯誤;D.裝置用于干燥氫氣,D正確。]
2.氮化鋰(Li3N)常作固體電解質(zhì)和催化劑,遇水蒸氣劇烈反應(yīng)生成氫氧化鋰和氨氣。某實(shí)驗(yàn)小組用一瓶氮?dú)鈽悠分苽浼儍舻牡嚨难b置如圖所示。

已知:連苯三酚堿性溶液能定量吸收少量O2,氯化亞銅鹽酸溶液能定量吸收少量CO生成Cu(CO)Cl·H2O且易被O2氧化;在加熱條件下,CO2與鋰發(fā)生劇烈反應(yīng)。下列說法正確的是(  )
A.干燥管e中試劑為無水CuSO4,用于檢驗(yàn)氮?dú)庵械乃魵?br /> B.為了減少氣體用量,先點(diǎn)燃酒精燈再通入氮?dú)?br /> C.a(chǎn)、c中試劑分別為連苯三酚堿性溶液、濃硫酸
D.a(chǎn)裝置可以換成盛裝赤熱銅粉的硬質(zhì)玻璃管
解析:C [A.干燥管e主要作用是防止外界空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入,干擾實(shí)驗(yàn),應(yīng)該裝有堿石灰,故A錯誤;B.未發(fā)生反應(yīng)前,裝置中有空氣,空氣中含有氧氣和二氧化碳,會干擾實(shí)驗(yàn),在加熱以前,需要先通入一段時間氣體,排盡裝置中的空氣,故B錯誤;C.原料氣中干擾氣體要依次除去,a中盛放連苯三酚堿性溶液除去氧氣,b中盛放氯化亞銅鹽酸溶液除去一氧化碳,c中盛放濃硫酸干燥,故C正確;D.a裝置若換成盛裝赤熱銅粉的硬質(zhì)玻璃管,可除去氧氣,但同時生成的氧化銅可以和一氧化碳繼續(xù)反應(yīng),生成二氧化碳,干擾實(shí)驗(yàn),故D錯誤。]
[題組2] 操作、現(xiàn)象、結(jié)論一致性圖表題
3.(2018·全國卷Ⅱ,T13)下列實(shí)驗(yàn)過程可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?  )
編號
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 實(shí)驗(yàn)過程
A
配制0.400 0 mol·L-1的NaOH溶液
稱取4.0 g固體NaOH于燒杯中,加入少量蒸餾水溶解,轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中定容
B
探究維生素C的還原性
向盛有2 mL黃色氯化鐵溶液的試管中滴加濃的維生素C溶液,觀察顏色變化
C
制取并純化氫氣
向稀鹽酸中加入鋅粒,將生成的氣體依次通過NaOH溶液、濃硫酸和KMnO4溶液
D
探究濃度對反應(yīng)速率的影響
向2支盛有5 mL不同濃度NaHSO3溶液的試管中同時加入2 mL 5% H2O2溶液,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
解析:B [A.氫氧化鈉溶于水放熱,因此溶解后需要冷卻到室溫下再轉(zhuǎn)移至容量瓶中,錯誤;B.氯化鐵具有氧化性,能被維生素C還原為氯化亞鐵,從而使溶液顏色發(fā)生變化,所以向盛有2 mL黃色氯化鐵溶液的試管中滴加濃的維生素C溶液,通過觀察顏色變化可以探究維生素C的還原性,正確;C.向稀鹽酸中加入鋅粒,生成氫氣,由于生成的氫氣中含有氯化氫和水蒸氣,因此將生成的氣體依次通過NaOH溶液、濃硫酸即可,不需要通過KMnO4溶液,或者直接通過堿石灰,錯誤;D.反應(yīng)的化學(xué)方程式為HSO+H2O2===SO+H++H2O,這說明反應(yīng)過程中沒有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,因此無法探究濃度對反應(yīng)速率的影響,錯誤。]
4.對下列現(xiàn)象或事實(shí)的解釋正確的是(  )
選項(xiàng)
操作、現(xiàn)象或事實(shí)
解釋或結(jié)論
A
常溫下,飽和亞硫酸鈉溶液的pH小于飽和碳酸鈉溶液
常溫下Na2CO3水解程度大于Na2SO3
B
向FeCl3溶液中滴入幾滴30%的H2O2溶液,有氣體產(chǎn)生,一段時間后,溶液顏色加深
FeCl3能催化過氧化氫分解,該分解反應(yīng)為放熱反應(yīng)
C
灼熱的木炭放入濃硝酸中,放出紅棕色氣體
一定是木炭與濃硝酸反應(yīng)生成NO2呈紅棕色
D
向2.0 mL 1.0 mol·L-1的NaOH溶液中先加入3滴1.0 mol·L-1MgCl2溶液,出現(xiàn)白色沉淀,再加入3滴1.0 mol·L-1 FeCl3溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀。
說明Mg(OH)2沉淀可以轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀
解析:B [A.飽和溶液的濃度不同,不能比較弱酸根的水解程度,應(yīng)比較等濃度溶液的pH才能比較弱酸根的水解程度,A錯誤;B.有氣體產(chǎn)生,一段時間后溶液顏色加深,則過氧化氫分解生成氧氣,并放熱,則Fe3+能催化H2O2 分解且該分解反應(yīng)為放熱反應(yīng),B正確;C.濃硝酸不穩(wěn)定,易分解生成二氧化氮,可能為硝酸的分解生成的二氧化氮,所以不一定是木炭與濃硝酸反應(yīng)生成NO2呈紅棕色,C錯誤; D.氫氧化鈉過量,氫氧化鈉和氯化鎂、氯化鐵反應(yīng)都生成沉淀,所以不能證明Mg(OH)2沉淀可以轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,D錯誤。]
[題組3] 實(shí)驗(yàn)綜合評價題
5.已知:NOx能與Na2O2反應(yīng);NO和NO2均能與酸性KMnO4溶液反應(yīng)生成NO和Mn2+。
Ⅰ.用下圖所示裝置(略去夾持儀器)可制得少量亞硝酸鈉(2NO+Na2O2===2NaNO2)。

(1)B、D的儀器名稱是________,D的作用是_______________________________
________________________________________________________________________。
(2)通NO前,需先通一段時間N2,目的是___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)E中主要反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)常溫下,測得實(shí)驗(yàn)前后C的質(zhì)量差值為0.30 g,則制得NaNO2________g。
Ⅱ.NO2和Na2O2都有較強(qiáng)氧化性,為探究NO2與Na2O2反應(yīng)的產(chǎn)物,提出如下假設(shè):
假設(shè)ⅰ.NO2氧化Na2O2;假設(shè)ⅱ.Na2O2氧化NO2。
甲同學(xué)設(shè)計如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置:

請回答下列問題:
(5)單向閥在實(shí)現(xiàn)氣體單向流通的同時,還有一個作用是
________________________________________________________________________。
(6)待試管G中收集滿氣體,向試管G中加入適量Na2O2粉末,塞緊塞子,輕輕振蕩試管內(nèi)粉末,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,甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為假設(shè)ⅰ正確。乙同學(xué)認(rèn)為該裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,?yīng)在F、G之間增加一個M裝置,M中應(yīng)盛裝________(可供選擇的試劑:堿石灰,濃硫酸、飽和氯化鈉溶液);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。得到結(jié)論:假設(shè)ⅱ正確。
請做出正確判斷,寫出NO2和Na2O2反應(yīng)的化學(xué)方程式
________________________________________________________________________。
解析:本實(shí)驗(yàn)分兩部分,Ⅰ的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵迫∩倭縼喯跛徕c,根據(jù)反應(yīng):2NO+Na2O2===2NaNO2,Na2O2可以與水反應(yīng),所以該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是完全干燥。(1)B、D的儀器名稱是(球形) 干燥管,B、D的作用都是防止水蒸氣進(jìn)入C裝置;(2)通NO前,需先通一段時間N2,就是要將裝置中的空氣排出去,因?yàn)楫a(chǎn)物NaNO2容易被氧化;故目的是排出裝置中的空氣;(3)裝置E的作用是吸收未反應(yīng)完的NO,根據(jù)題中信息:NO和NO2均能與酸性KMnO4溶液反應(yīng)生成NO和Mn2+,故C中主要反應(yīng)的離子方程式為:4H++3MnO+5NO===3Mn2++5NO+2H2O;(4)常溫下,測得實(shí)驗(yàn)前后C的質(zhì)量差值為0.30 g,根據(jù)反應(yīng)原理:2NO+Na2O2===2NaNO2,裝置增重即為NO的質(zhì)量,故n(NO)=n(NaNO2)=0.01 mol,m(NaNO2)=0.69 g;Ⅱ.該實(shí)驗(yàn)的目的是探究NO2與Na2O2反應(yīng)的產(chǎn)物,NO2和Na2O2都有較強(qiáng)氧化性;(5)單向閥在G和H之間,單向閥內(nèi)部有一個關(guān)鍵的圓錐狀結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)氣體單向流通的同時,還有一個作用是可以阻隔液體,防止倒吸;(6)待試管G中收集滿氣體,向試管G中加入適量Na2O2粉末,塞緊塞子,輕輕振蕩試管內(nèi)粉末,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,說明NO2反應(yīng)完了,且生成O2,但可能是F中的水蒸氣進(jìn)入G,和NO2、Na2O2反應(yīng),故F、G之間增加一個M裝置,用來吸收水蒸氣,M中應(yīng)盛裝濃硫酸;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,說明反應(yīng)了,但未生成O2,所以是Na2O2氧化NO2,將其氧化成NaNO3,故其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NO2+Na2O2===2NaNO3。
答案:(1)(球形)干燥管 防止水蒸氣進(jìn)入C裝置
(2)排出裝置中的空氣
(3)4H++3MnO+5NO===3Mn2++5NO+2H2O
(4)0.69 g (5)防止倒吸
(6)濃硫酸 2NO2+Na2O2===2NaNO3
6.某學(xué)習(xí)小組通過下列裝置探究MnO2與FeCl3·6H2O能否反應(yīng)產(chǎn)生Cl2。

實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象如下表:
實(shí)驗(yàn)編號
操作
現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)1
按上圖所示加熱MnO2與FeCl3·6H2O混合物
① 試管A中部分固體溶解,試管中出現(xiàn)白霧
②稍后,產(chǎn)生黃色氣體,管壁附著黃色液滴
③試管B中溶液變藍(lán)
實(shí)驗(yàn)2
把A中的混合物換為FeCl3·6H2O,B中溶液換為KSCN溶液,加熱
A中部分固體溶解,產(chǎn)生白霧和黃色氣體,B中KSCN溶液變紅
回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2產(chǎn)生白霧的原因是_______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)實(shí)驗(yàn)2說明黃色氣體中含有________(填化學(xué)式),則實(shí)驗(yàn)1中③的現(xiàn)象也可能是發(fā)生了另一個離子反應(yīng),其離子方程式為___________________________________________。
(3)為進(jìn)一步確認(rèn)黃色氣體中含有Cl2,該學(xué)習(xí)小組對實(shí)驗(yàn)1提出兩種改進(jìn)方案:
方案1:在A、B間增加盛有某種試劑的洗氣瓶C,結(jié)果B中溶液仍變?yōu)樗{(lán)色。
方案2:將B中KI淀粉溶液替換為NaBr溶液,結(jié)果B中溶液呈橙紅色,且未檢出Fe2+。
則方案1中C中盛放的試劑是________;方案2中檢驗(yàn)Fe2+的試劑名稱是________,選擇NaBr溶液的依據(jù)是
________________________________________________________________________。
(4)實(shí)驗(yàn)1充分加熱后,若反應(yīng)中被氧化與未被氧化的氯元素質(zhì)量之比為1∶2,則A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
________________________________________________________________________。
(5)該學(xué)習(xí)小組認(rèn)為實(shí)驗(yàn)1中溶液變藍(lán),可能還有另外一種原因是________________。請你設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證此猜想:_________________________________________________。
解析:(1)FeCl3·6H2O受熱失去結(jié)晶水,F(xiàn)eCl3·6H2OFeCl3+6H2O,同時發(fā)生水解FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,生成HCl氣體,HCl和H2O結(jié)合形成鹽酸小液滴,而形成白霧。
(2)A中部分固體溶解,產(chǎn)生白霧和黃色氣體,B中KSCN溶液變紅,說明黃色氣體是氯化鐵;碘離子具有還原性,氯化鐵具有強(qiáng)氧化性,兩者反應(yīng),碘離子被氧化為碘單質(zhì)使KI淀粉溶液變藍(lán)。
(3)方案1:除去Cl2中的FeCl3,若仍能觀察到B中溶液變?yōu)樗{(lán)色,則證明原氣體中確實(shí)存在Cl2,除去FeCl3又不影響Cl2可以使用飽和NaCl溶液;方案2:檢驗(yàn)Fe2+一般使用鐵氰化鉀;選擇NaBr溶液的依據(jù)是Br-可以被Cl2氧化成Br2,但不會被Fe3+氧化為Br2。
(4)實(shí)驗(yàn)1充分加熱后,若反應(yīng)中被氧化與未被氧化的氯元素質(zhì)量之比為1∶2,則生成物中氯氣和氯離子物質(zhì)的量之比為1∶4,反應(yīng)中錳元素化合價由+4價變化為+2價,氯元素化合價由-1價變化為0價,根據(jù)電子守恒和原子守恒得到A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(5)另外一種原因就是I-被裝置中的氧氣氧化;驗(yàn)證猜想可以做對照實(shí)驗(yàn),即另取一支試管,向其中加入KI淀粉溶液,再滴入幾滴稀鹽酸,在空氣中放置,觀察一段時間后溶液是否變藍(lán),若變藍(lán)則推測成立。
答案:(1)FeCl3·6H2O受熱失去結(jié)晶水,F(xiàn)eCl3水解生成HCl氣體,HCl和H2O結(jié)合形成鹽酸小液滴
(2)FeCl3 2Fe3++2I-===2Fe2++I(xiàn)2
(3)飽和NaCl溶液 鐵氰化鉀溶液 Br-可以被Cl2氧化成Br2,但不會被Fe3+氧化為Br2
(4)MnO2+2FeCl3·6H2OFe2O3+MnCl2+Cl2↑+2HCl+11H2O
(5)實(shí)驗(yàn)未先趕出空氣,其中的O2在此條件下可能氧化I- 向一試管中加入KI淀粉溶液,再滴入幾滴稀鹽酸,在空氣中放置,觀察一段時間后溶液是否變藍(lán)

1.工業(yè)上,制備AlN的原理是Al2O3+3C+N2===2AlN+3CO;實(shí)驗(yàn)室用飽和NH4Cl溶液和NaNO2溶液共熱制備N2。某小組設(shè)計如圖裝置制備氮化鋁。下列說法錯誤的是(  )

A.裝置連接順序是①—⑤—④—②—③
B.實(shí)驗(yàn)時點(diǎn)燃酒精燈的順序是①—②—④
C.裝置②中黑色粉末變紅,說明裝置④中生成了CO
D.用Fe2O3替代CuO,用盛裝濃硫酸的洗氣瓶替代⑤,現(xiàn)象相同
解析:D [由題干信息可知,實(shí)驗(yàn)操作的順序是制備N2、干燥N2、制氮化鋁、檢驗(yàn)CO、收集尾氣,A項(xiàng)正確;裝置②是檢驗(yàn)裝置④中反應(yīng)產(chǎn)物CO的裝置,由于CO有可燃性,有毒性,所以應(yīng)在啟動裝置④中反應(yīng)之前,通入N2排盡裝置內(nèi)空氣,B項(xiàng)正確;裝置②中黑色粉末變紅色,說明氧化銅被還原,則有還原劑CO生成,C項(xiàng)正確;用氧化鐵替代氧化銅,現(xiàn)象應(yīng)是紅色粉末變黑,現(xiàn)象不同,D項(xiàng)錯誤。]
2.下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到預(yù)期實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?  )
選項(xiàng)
目的
操作
A
比較S與Cl元素非金屬性強(qiáng)弱
測定等濃度Na2S、NaCl溶液的pH
B
制取硅酸膠體
向飽和硅酸鈉溶液中加入濃鹽酸
C
檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2
取少量溶液于試管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液
D
除去Na2CO3溶液中的NaHCO3
向溶液中通入足量CO2
解析:C [A.測定相同濃度的NaCl溶液和Na2S溶液的pH,可比較鹽酸、氫硫酸的酸性,但不能利用氫化物的酸性比較非金屬性,比較非金屬性的強(qiáng)弱,需要比較硫酸和高氯酸的酸性強(qiáng)弱,故A錯誤;B.制備硅酸膠體,需要稀鹽酸,濃溶液會反應(yīng)生成硅酸沉淀,故B錯誤;C.取少量該溶液滴加K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液,如果產(chǎn)生特征藍(lán)色沉淀,說明含有二價鐵離子,反應(yīng)的離子方程式3Fe2++2[Fe(CN)6]3-===Fe3[Fe(CN)6]2↓,故C正確。D.除去Na2CO3溶液中的NaHCO3應(yīng)該加入適量NaOH溶液,故D錯誤。]
3.按照自左向右的順序連接下列實(shí)驗(yàn)儀器,能證明亞硫酸的酸性強(qiáng)于次氯酸的是(  )

A.①③②⑤④⑥      B.①③⑥⑤④
C.①②③⑥④⑤ D.①②⑥⑤④
解析:A [本題采用間接法證明亞硫酸的酸性強(qiáng)于次氯酸。③的作用是除去二氧化硫中的氯化氫,②的作用是證明亞硫酸的酸性大于碳酸,⑤的作用是除去二氧化硫,通過④中品紅不褪色,⑥中出現(xiàn)白色沉淀即可證明碳酸的酸性強(qiáng)于次氯酸,從而間接證明亞硫酸的酸性強(qiáng)于次氯酸。]
4.下列有關(guān)儀器使用方法或?qū)嶒?yàn)操作正確的是(  )
A.用膠頭滴管向試管里滴加溶液,滴管都不能插入液面下
B.用向上排空氣法可以收集NO氣體
C.用pH試紙測定氯水的pH
D.乙醇和乙酸乙酯可用飽和Na2CO3溶液鑒別
解析:D [對有特殊要求的反應(yīng),如向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液制Fe(OH)2。須將長膠頭滴管插入液面下,避免空氣中O2氧化Fe(OH)2,A錯誤;NO氣體易于O2反應(yīng),不能用排空氣法收集,B錯誤;氯水具有漂白性,不能用pH試紙測定其pH,C錯誤;乙醇可溶于碳酸鈉溶液,而乙酸乙酯難溶于碳酸鈉溶液,D正確。]
5.乙酸乙酯廣泛用于藥物、染料、香料等工業(yè),某學(xué)習(xí)小組設(shè)計以下兩套裝置用乙醇、乙酸和濃硫酸分別制備乙酸乙酯(沸點(diǎn)77.2 ℃)。下列說法不正確的是(  )

A.濃硫酸能加快酯化反應(yīng)速率
B.不斷蒸出酯,會降低其產(chǎn)率
C.裝置b比裝置a原料損失的少
D.可用分液的方法分離出乙酸乙酯
解析:B [A.乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱發(fā)生酯化反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)為:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),濃硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移動。故濃硫酸的作用為催化劑、吸水劑,濃硫酸能加快酯化反應(yīng)速率,故A正確;B.該制備乙酸乙酯反應(yīng)為可逆反應(yīng),不斷蒸出酯,減少生成物濃度,有利于反應(yīng)正向移動,會提高其產(chǎn)率,故B錯誤;C.乙醇、乙酸易揮發(fā),甲裝置則采取直接加熱的方法,溫度升高快,溫度不易于控制,裝置b采用水浴受熱均勻,相對于裝置a原料損失的少,故C正確;D.分離乙酸乙酯時先將盛有混合物的試管充分振蕩,讓飽和碳酸鈉溶液中和揮發(fā)出來的乙酸,使之轉(zhuǎn)化為乙酸鈉溶于水中,溶解揮發(fā)出來的乙醇;降低乙酸乙酯在水中的溶解度,靜置分層后取上層得乙酸乙酯,故D正確。]
6.某化學(xué)學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置制備、收集Cl2,并進(jìn)行性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)(夾持裝置略去)。下列說法正確的是(  )

A.用KMnO4和濃鹽酸制備Cl2時,只選①
B.③用于Cl2收集時,b為進(jìn)氣口
C.④中加入NaBr溶液和CCl4,通入Cl2反應(yīng)后振蕩、靜置,下層溶液呈橙紅色
D.⑤中通入Cl2使品紅溶液褪色后,取出溶液加熱可恢復(fù)紅色
解析:C [A.KMnO4和濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2,①不可行,高錳酸鉀可溶于水,氯氣可以從長頸漏斗中逸出。選②可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,A錯誤;B.排空氣法收集氯氣時,因氯氣的密度比空氣大,則應(yīng)從a進(jìn)氣,B錯誤;C.Cl2的氧化性比Br2大,通入NaBr溶液中,會發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Br2,進(jìn)而被CCl4萃取在下層溶液中,顯橙紅色,C正確;D.Cl2能使品紅溶液褪色,主要是發(fā)生了氧化還原反應(yīng),不可逆,因此取出溶液加熱不能恢復(fù)紅色,D錯誤。]
7.下列試劑的保存方法正確的是(  )
A.硝酸銀固體通常應(yīng)密封保存于無色廣口瓶中
B.疫苗一般應(yīng)冷藏存放,以避免蛋白質(zhì)變性
C.HF溶液通常應(yīng)密封保存于細(xì)口玻璃瓶中
D.Na2SiO3溶液通常應(yīng)密封保存于帶玻璃塞的細(xì)口瓶中
解析:B [硝酸銀見光易分解,應(yīng)密封于棕色試劑瓶中,A項(xiàng)錯誤。疫苗中含有蛋白質(zhì),易變性,一般低溫保存,B項(xiàng)正確。HF能與玻璃中的SiO2反應(yīng),應(yīng)存放于塑料瓶中,C項(xiàng)錯誤。Na2SiO3溶液屬于礦物膠,易把玻璃塞與瓶頸粘在一起,應(yīng)存放于帶橡膠塞的試劑瓶中,D項(xiàng)錯誤。]
8.已知:①在酸性溶液中Cr2+(藍(lán)色)易被O2氧化,Cr3+(綠色)最穩(wěn)定;②當(dāng)Cr沒有被鈍化時,很容易將Cu、Sn等從它們的鹽溶液中置換出來;③Cr溶于稀鹽酸時生成藍(lán)色溶液。下列敘述錯誤的是(  )
A.Cr與鹽酸反應(yīng)生成的鹽為CrCl3
B.CrCl2溶液在保存時需要加入少量鉻
C.CrCl2溶液需要密閉保存
D.CrCl2溶液在空氣中放置容易由藍(lán)色變?yōu)榫G色
解析:A [由“Cr溶于稀鹽酸時生成藍(lán)色溶液”可知,Cr與鹽酸反應(yīng)生成的鹽為CrCl2,A項(xiàng)錯誤。因Cr2+易被O2氧化,CrCl2溶液在保存時加入少量鉻可防止Cr2+被氧化,B項(xiàng)正確。因?yàn)镃r2+易被O2氧化,所以保存時需要密閉保存,C項(xiàng)正確。在溶液中Cr2+(藍(lán)色)易被O2氧化為Cr3+(綠色),D項(xiàng)正確。]
9.已知:可用亞銅鹽(CuCl)的氨水溶液或鹽溶液來吸收混合氣體中的CO,使其生成CuCl·CO·2H2O。下列氣體的制備及收集實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到目的的是(  )

選項(xiàng)
裝置Ⅲ收集的氣體
裝置Ⅰ中
試劑a、b
裝置Ⅱ中
試劑c
裝置Ⅳ中
試劑d
A
SO2
濃硫酸
與銅片
濃硫酸

NaOH溶液
B
HBr
濃硫酸與
溴化鈉

濃硫酸


C
Cl2(忽略水蒸氣)
濃鹽酸與
二氧化錳
飽和氯化
鈉溶液
NaOH溶液
D
CO
濃硫酸與甲酸
濃硫酸
CuCl與氨水的混合液
解析:C [因?yàn)镾O2易溶于NaOH溶液,裝置Ⅳ中易產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象,可用倒置的漏斗防倒吸,A項(xiàng)錯誤。濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,HBr會被濃硫酸氧化為Br2,B項(xiàng)錯誤。甲酸為液態(tài),不是固體,而且CO的密度與空氣的相近,不宜用排空氣法收集,D項(xiàng)錯誤。]
10.為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物,將硫酸亞鐵裝入如圖所示的裝置a中,打開K1和K2,緩緩?fù)ㄈ隢2,加熱。實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。下列說法中正確的是(  )

A.分解的氣體產(chǎn)物中有SO3、SO2,應(yīng)該先檢驗(yàn)SO3
B.裝置b中的試劑為Ba(NO3)2溶液,反應(yīng)后有白色沉淀生成
C.裝置c中的試劑為酸性KMnO4溶液,作用是除去混合氣體中的SO2
D.裝置d之后需要增加尾氣處理裝置
解析:A [硫酸亞鐵高溫下分解生成氧化鐵、二氧化硫和三氧化硫;先把混合氣體通入氯化鋇溶液中,二氧化硫氣體與氯化鋇溶液不反應(yīng),三氧化硫氣體與氯化鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀,因此分解的氣體產(chǎn)物中應(yīng)該先檢驗(yàn)SO3,A正確。二氧化硫溶于水,溶液顯酸性,酸性條件下,硝酸根離子將二氧化硫氧化為硫酸根離子,再與鋇離子結(jié)合生成硫酸鋇沉淀,所以無法判斷使硝酸鋇溶液出現(xiàn)白色沉淀的是SO2還是SO3,B錯誤。裝置c中的試劑為酸性KMnO4溶液,作用是檢驗(yàn)混合氣體中的SO2,如果溶液褪色,證明存在SO2,C錯誤。裝置d中裝有氫氧化鈉溶液,吸收多余的二氧化硫氣體,因此裝置d之后不需要增加尾氣處理裝置,D錯誤。]
11.實(shí)驗(yàn)室欲測定鐵鋁合金的組成,將鐵鋁合金溶解后,取試樣25.00 mL,分離并測定Fe3+的濃度,實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計如圖所示。


已知:乙醚易揮發(fā),易燃燒。
回答下列問題:
(1)常溫下,將鐵鋁合金溶解的試劑是________(填標(biāo)號)。
a.稀鹽酸        B.稀硫酸
c.稀硝酸 D.濃硝酸
(2)已知?dú)溲趸F實(shí)際上是三氧化二鐵的水合物,則通過稱量氫氧化鐵固體質(zhì)量的方法來確定c(Fe3+)時,該方案理論上的主要缺點(diǎn)是____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)操作X是________,操作X后檢驗(yàn)溶液中是否有Fe3+殘留的方法是_______________。
(4)蒸餾裝置如圖所示,裝置中存在的錯誤是________________________________。

(5)將含F(xiàn)e3+的溶液定容至100 mL需要的儀器是________________。
(6)已知滴定反應(yīng)為Ce4++Fe2+===Ce3++Fe3+,當(dāng)?shù)味ㄟ_(dá)到終點(diǎn)時,消耗0.100 0 mol·L-1Ce(SO4)2溶液15.00 mL,則初始試樣中c(Fe3+)=________。若改用稀硫酸酸化的K2Cr2O7溶液滴定含F(xiàn)e2+的待測液,則該反應(yīng)的離子方程式為________________________。
解析:(1)由流程圖可知,合金溶解后溶液中存在的是Fe3+,所以加入的一定是氧化性酸,由于鐵、鋁在冷的濃硝酸中發(fā)生鈍化,所以只能使用稀硝酸,c正確。(2)已知?dú)溲趸F實(shí)際上是三氧化二鐵的水合物,所以該水合物的最大問題在于其n值不確定,所以通過稱量氫氧化鐵固體質(zhì)量的方法來確定c(Fe3+)是不合理的。(3)乙醚是不溶于水的液體,所以操作X應(yīng)該是分液。檢驗(yàn)Fe3+的方法是滴加KSCN溶液,觀察溶液顏色是否變?yōu)榧t色,如果顯紅色說明殘留,否則無殘留。(4)圖示是蒸餾裝置是完全封閉的裝置,這樣進(jìn)行加熱是很危險的。(5)將含F(xiàn)e3+的溶液定容至100 mL,應(yīng)該將溶液轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中,洗滌燒杯,加水定容,所以需要的儀器為100 mL容量瓶、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管。
(6)Ce(SO4)2的物質(zhì)的量為15.00×0.1000÷1000=0.0015 (mol),則滴定消耗的Fe2+的物質(zhì)的量為0.0015 mol,又實(shí)驗(yàn)是將Fe3+溶液定容為100 mL,取出25 mL與過量還原鐵粉又得到Fe2+溶液,然后進(jìn)行滴定,所以100 mL溶液中Fe2+的物質(zhì)的量為0.0015×4=0.006(mol)。溶液中的Fe2+來自于反應(yīng)Fe+2Fe3+===3Fe2+,所以原來Fe3+的物質(zhì)的量為0.004 mol,這些Fe3+來自于25.00 mL試樣,所以初始試樣中c(Fe3+)=1000×0.004÷25=0.16(mol·L-1)。若改用稀硫酸酸化的K2Cr2O7溶液滴定含F(xiàn)e2+的待測液,Cr2O被還原為Cr3+,離子方程式為Cr2O+6Fe2++14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O。
答案:(1)c (2)氫氧化鐵(Fe2O3·nH2O)沒有固定的組成 (3)分液 從水溶液中取樣,滴加少量KSCN溶液顯紅色說明有殘留,否則無殘留 (4)體系密閉
(5)100 mL容量瓶、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管
(6)0.16 mol·L-1 Cr2O+6Fe2++14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O
12.氯化銨俗稱鹵砂,主要用于干電池、化肥制備等。某化學(xué)研究小組設(shè)計如下實(shí)驗(yàn)制備鹵砂并進(jìn)行元素測定。
Ⅰ.實(shí)驗(yàn)室用NH3和HCl氣體在A中制備鹵砂,所需裝置如下。

(1)裝置接口連接順序是________→a;________→b。(裝置可重復(fù)選用)
(2)C裝置的作用是________________,D裝置盛裝的物質(zhì)是________________。
(3)寫出用上述裝置制備氨氣的一組試劑:__________________________________
_______________________________________________________________________。
Ⅱ.測定鹵砂中Cl元素和N元素的質(zhì)量之比。
該研究小組準(zhǔn)確稱取a g鹵砂,與足量氧化銅混合加熱,充分反應(yīng)后把氣體產(chǎn)物按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。收集裝置收集到的氣體為空氣中含量最多的氣體,其體積換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為VL,堿石灰增重b g。

(4)E裝置內(nèi)的試劑為________,鹵砂與氧化銅混合加熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。
(5)鹵砂中Cl元素和N元素的質(zhì)量之比為________(用含b、V的式子表示)。
(6)為了測定鹵砂中氯元素的質(zhì)量,他們設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案是將a g鹵砂完全溶解于水,加入過量AgNO3溶液,然后測定生成沉淀的質(zhì)量。請你評價該方案是否合理,并說明理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:Ⅰ.(1)制取氯化銨,可以由氨氣和氯化氫反應(yīng)制備,應(yīng)該選用B裝置分別制備氨氣和氯化氫,干燥除雜后通入A中反應(yīng),根據(jù)氨氣的密度小于氯化氫,應(yīng)該由b口通入氨氣,a口通入氯化氫,因此裝置接口連接順序是c→f→g→a;b←e←d←c ;(2)根據(jù)上述分析,C裝置中裝入堿石灰可以干燥氨氣,D裝置盛裝濃硫酸可以干燥氯化氫;(3)根據(jù)裝置圖,可以選用濃氨水和堿石灰制備氨氣;Ⅱ.(4)氯化銨與氧化銅混合加熱,發(fā)生的反應(yīng)為2NH4Cl+3CuO3Cu+N2↑+2HCl↑+3H2O,F(xiàn)裝置中的堿石灰可以吸收氯化氫,則E裝置內(nèi)可以裝入濃硫酸,吸收反應(yīng)過程中生成的水蒸氣,G裝置用于收集氮?dú)猓?5)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為=mol,氯化氫的物質(zhì)的量為=,鹵砂中Cl元素和N元素的質(zhì)量之比為×35.5 g·mol-1∶mol×28 g·mol-1==;(6)若氯化銨純凈,其電離出的氯離子全部沉淀,故通過沉淀質(zhì)量可求得氯離子質(zhì)量,因此該方案合理(或不合理,氯化銨不純,雜質(zhì)離子也發(fā)生了沉淀反應(yīng)等其他合理答案)。
答案:(1)c→f→g c→d→e (2)干燥氨氣 濃硫酸 (3)濃氨水和堿石灰(或其他合理答案) (4)濃硫酸 2NH4Cl+3CuO3Cu+N2↑+2HCl↑+3H2O
(5)(或等其他合理答案) (6)合理,氯化銨純凈,其電離出的氯離子全部沉淀,故通過沉淀質(zhì)量可求得氯離子質(zhì)量(或不合理,氯化銨不純,雜質(zhì)離子也發(fā)生了沉淀反應(yīng)等其他合理答案)


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