人教版新高考化学二轮复习课件　化学实验

这是一份人教版新高考化学二轮复习课件　化学实验

第一编
2022
高中总复习优化设计
GAO ZHONG ZONG FU XI YOU HUA SHE JI
内容索引
考点一　常见仪器及基本操作
考点二　物质的分离、提纯及检验
考点三　探究型综合实验
专项突破•素能提升
【高考命题研究】
【要点归纳•再提升】
1.识别化学实验常用仪器(1)常用作容器或反应器的仪器:
(2)用于分离、提纯和计量仪器:
微点拨球形冷凝管一般竖直插在三颈烧瓶上,其冷凝回流效果好,利于提高原料的利用率(或转化率)。
2.了解“五类”常考实验装置
3.掌握常考装置气密性的检验方法
①为“焐热法”,将导气管一端放入水中(液封气体),用手焐热烧瓶,观察现象。若导管口有气泡冒出,冷却到室温后,导管口有一段水柱,过一段时间后,液柱高度不变,表明装置气密性良好。②为“液差法”,用弹簧夹夹住导气管上的乳胶管,从长颈漏斗向试管中加入适量水,形成一段液柱,停止加水,过一段时间后,若液柱高度不变化,则装置气密性良好。　两个要点都要有!
4.熟记常考的10个化学实验基本操作(1)沉淀剂是否过量的判断方法。静置,取上层清液继续滴加少量沉淀剂,若无沉淀产生,则证明沉淀剂已过量,否则沉淀剂不过量。(2)洗涤沉淀操作。将蒸馏水沿着玻璃棒注入过滤器中至浸没沉淀,静置,待水自然流下,重复2~3次即可。(3)判断沉淀是否洗净的操作。取最后一次洗涤液,滴加……(试剂),若没有……现象,证明沉淀已经洗净。
(4)检查滴定管是否漏液操作。①酸式滴定管:关闭活塞,向滴定管中加入适量水,用滴定管夹将滴定管固定在铁架台上,观察是否漏水,若2 min内不漏水,将活塞旋转180°,重复上述操作。如果仍不漏水,证明密封良好。②碱式滴定管:向滴定管中加入适量水,用滴定管夹将滴定管固定在铁架台上,观察是否漏水,若2 min内不漏水,轻轻挤压玻璃球,放出少量液体,再次观察滴定管是否漏水。如果仍不漏水,证明密封良好。(5)滴定管赶气泡的操作。①酸式滴定管:右手将滴定管倾斜30°左右,左手迅速打开活塞使溶液冲出,从而使溶液充满尖嘴。②碱式滴定管:将胶管弯曲使玻璃尖嘴向上倾斜,用两指捏住胶管,轻轻挤压玻璃珠,使溶液从尖嘴流出,即可赶出碱式滴定管中的气泡。
(6)焰色试验的操作。 可概括为“洗”→“蘸”→“烧”→“洗”先将铂丝蘸取盐酸在酒精灯外焰上灼烧,反复几次,直到与酒精灯火焰颜色接近为止,然后用铂丝蘸取少量待测液,放在酒精灯外焰上灼烧,观察火焰颜色,若呈黄色,则说明溶液中含Na+;若透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色,则说明溶液中含K+。(7)萃取与分液操作。关闭分液漏斗活塞,将混合液倒入分液漏斗中,塞上塞子,用右手心顶住塞子,左手握住活塞部分,将分液漏斗倒置,充分振荡,静置、分层,在分液漏斗下面放一个烧杯,先打开上口塞子,再打开分液漏斗活塞,使下层液体从下口沿烧杯内壁流下,上层液体从上口倒出。
(8)气体验满和检验操作。①氧气验满:将带火星的木条平放在集气瓶口,若木条复燃,则说明收集的氧气已满。②可燃性气体(如氢气)的验纯方法:用排水法收集一小试管的气体,用大拇指堵住管口移近火焰,放开手指,若听到尖锐的爆鸣声,则气体不纯;若听到轻微的“噗”的一声,则说明气体纯净。③氨验满:将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口,　　　　　 　 用于定性检验碱性物质若试纸变蓝,则说明气体已收集满。④氯气验满:将湿润的碘化钾淀粉试纸放在集气瓶　　　　　 用于定性检验氧化性物质口,若试纸变蓝,则说明气体已收集满。
(9)浓硫酸与其他液体的混合。①浓硫酸稀释操作:将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入水中,并用玻璃棒不断搅拌、散热。　　　　　　　 注意试剂加入顺序②配制混酸:将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入浓硝酸中,并用玻璃棒不断搅拌、散热。(10)从某水溶液中析出结晶的实验操作。①溶解度随温度升高增大不显著的物质:蒸发浓缩→结晶→过滤。②溶解度随温度升高增大显著或带结晶水的物质:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤。
【经典对练•得高分】
考向1　常用仪器的选择及使用真题示例1- 1.(2021广东卷)测定浓硫酸试剂中H2SO4含量的主要操作包括:①量取一定量的浓硫酸,稀释;②转移定容得待测液;③移取20.00 mL待测液,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定。上述操作中,不需要用到的仪器为(　　)。
答案 B解析 本题考查一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定。溶液配制时用到容量瓶,溶液滴定时用到碱式滴定管和锥形瓶,实验中未用到分液漏斗,B项符合题意。
1- 2.(2021山东卷)关于下列仪器使用的说法错误的是(　　)。A.①、④不可加热B.②、④不可用作反应容器C.③、⑤可用于物质分离D.②、④、⑤使用前需检漏
答案 A解析 锥形瓶可以加热,但需要加石棉网,容量瓶不能加热,A项错误。酸式滴定管用于量取一定体积的溶液,容量瓶只能用于配制一定物质的量浓度的溶液,都不能作反应容器,B项正确。蒸馏烧瓶用于蒸馏操作,分离相互溶解的液体,分液漏斗用于分液操作,分离互不相溶的液体,两者均可用于物质分离,C项正确。酸式滴定管带有旋塞、容量瓶带有瓶塞、分液漏斗带有瓶塞和旋塞,使用前均需检查是否漏水,D项正确。
方法技巧突破常用仪器与基本操作类题的“三个角度”。(1)分析实验原理及实验操作,判断实验现象或结论解释是否具有一致性。(2)结合实验目的及操作,判断所需仪器、选择试剂是否具有匹配性。(3)结合实验操作及仪器的规范使用,判断“仪器(或用品)与使用方法”是否具有合理性。
对点演练1- 1.(双选)(2021山东卷)为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)(　　)。
答案 AB解析 用已知浓度的盐酸滴定待测氢氧化钠溶液可测定出氢氧化钠的浓度,取待测液时需选取碱式滴定管,酸式滴定管则盛装已知浓度的盐酸,所以仪器中还应有碱式滴定管,C项错误。制备乙酸乙酯时需要用浓硫酸作催化剂和吸水剂,所以试剂中缺少浓硫酸,D项错误。
1- 2.(2021广东适应性检测)提取海带中I2的实验中,所选择的装置或仪器(夹持装置已略去)正确的是(　　)。
答案 D解析 灼烧干海带应在坩埚中进行,图中使用仪器为蒸发皿,A项错误。溶解不需要用容量瓶,B项错误。过滤时应该用玻璃棒引流,且漏斗下端要紧靠烧杯内壁,C项错误。分液时需要使用分液漏斗,分液漏斗下口紧靠烧杯内壁,D项正确。
考向2　化学实验基本操作真题示例(双选)(2020山东卷)下列操作不能达到实验目的的是(　　)。
【解题思路】
答案 BC
对点演练2- 1.(2021山东临沂模拟)实验室中下列做法正确的是(　　)。A.用氨水鉴别 AlCl3溶液与 AgNO3溶液B.用带有橡胶塞的棕色玻璃瓶保存浓硝酸C.用湿润的 pH 试纸测定 CH3COONa 溶液的 pHD.用稀硫酸清洗进行焰色试验的铂丝
答案 A解析 AlCl3溶液中滴加氨水,生成白色沉淀Al(OH)3;AgNO3溶液中滴加氨水,先生成白色沉淀AgOH,氨水过量时沉淀溶解,可以鉴别,A项正确。浓硝酸具有强氧化性,易腐蚀橡胶,要用带玻璃塞的棕色瓶保存,B项错误。用湿润的 pH 试纸测定 CH3COONa 溶液的 pH,相当于稀释CH3COONa溶液,测得pH偏小,C项错误。进行焰色试验的铂丝要用稀盐酸洗涤,D项错误。
2- 2.(双选)(2021山东聊城模拟)下列操作能达到实验目的的是(　　)。
答案 AC解析 乙酸可与Na2CO3溶液反应,乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中溶解度较小,故可用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中的乙酸,A项正确。乙醇与浓硫酸混合加热到170℃,产生的混合气体中含乙烯及挥发出的乙醇,两者都能使酸性KMnO4溶液褪色,应选用溴水检验,B项错误。溶液中先加入KSCN溶液,溶液不变红色,再滴加H2O2溶液,溶液变成红色,证明原溶液含Fe2+而不含Fe3+,C项正确。蔗糖在加入稀硫酸并加热的条件下发生水解,水解液呈酸性,要加入NaOH溶液中和溶液中的硫酸,再加入银氨溶液,水浴加热,检验水解产物,D项错误。
考向3　简单化学实验方案的评价真题示例3- 1.(2021湖南卷)下列实验设计不能达到实验目的的是(　　)。
答案 C解析 检验溶液中硫酸亚铁是否被氧化,也就是检验溶液中是否有Fe3+生成,通常是向待测液中加KSCN溶液,若溶液变红,则证明硫酸亚铁被氧化,A项正确;实验室用二氧化锰和浓盐酸制备的氯气中含有氯化氢气体和水蒸气,若想得到干燥纯净的氯气,通常先将制得的氯气通过饱和食盐水以除去氯化氢杂质,再使气体通过浓硫酸除去水蒸气,即可得干燥纯净的氯气,B项正确;用pH试纸测待测液的pH时,不能事先将试纸湿润,可能会引起误差,C项错误;工业制备无水乙醇通常是向工业乙醇中加入生石灰除去水,再通过蒸馏,即可得到无水乙醇,D项正确。
3- 2.(2020山东卷)利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是(　　)。
A.用甲装置制备并收集CO2B.用乙装置制备溴苯并验证有HBr产生C.用丙装置制备无水MgCl2D.用丁装置在铁上镀铜
【解题思路】
答案 C
方法技巧“四步法”突破化学实验方案的评价题。
对点演练3- 1.(2021山东泰安模拟)用下列实验装置进行有关实验能达到实验目的的是(　　)。
A.检验溶液中是否有K+B.证明蔗糖属于还原糖C.制备CaCO3D.用标准NaOH溶液滴定锥形瓶中的盐酸
答案 C解析 检验溶液中是否有K+,要透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色,A项错误。蔗糖不是还原糖,且利用新制的氢氧化铜检验—CHO时,要加热煮沸,B项错误。少量CO2可以与氨反应生成碳酸铵,碳酸铵与氯化钙生成碳酸钙沉淀,C项正确。用标准NaOH溶液滴定锥形瓶中的盐酸,NaOH溶液要盛放在碱式滴定管中,且滴定时眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化,D项错误。
3- 2.(2021山东肥城二模)水合肼(N2H4·H2O)是重要的氢能源稳定剂,其制备的反应原理为NaClO+2NH3 === N2H4·H2O+NaCl。下列装置和操作不能达到实验目的的是(　　)。
A.在装置甲的圆底烧瓶中加入碱石灰制取NH3B.用装置乙作为反应过程的安全瓶C.制备水合肼时从装置丙的b口通入NH3D.用装置丁吸收反应中过量的NH3
答案 C解析 浓氨水遇碱放出氨,在装置甲的圆底烧瓶中加入碱石灰制取NH3,A项正确。氨易溶于水,为防止倒吸,装置乙作为反应过程的安全瓶,B项正确。氨的密度比空气密度小,为有利于氨与NaClO溶液反应,制备水合肼时从装置丙的a口通入NH3,C项错误。氨会污染环境,用装置丁吸收反应中过量的NH3,并能防倒吸,D项正确。
【易错防范•不失分】
判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。(1)常压蒸馏时,加入液体的体积不超过圆底烧瓶容积的 。(　　)(2)用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度,选择酚酞为指示剂。(　　)(3)配制0.400 0 mol·L-1的NaOH溶液:称取4.0 g NaOH固体置于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至250 mL容量瓶中定容。(　　)(4)取20.00 mL盐酸:在50 mL酸式滴定管中装入盐酸,调整初始读数为30.00 mL后,将剩余盐酸放入锥形瓶。(　　)(5)清洗碘升华实验所用试剂:先用酒精清洗,再用水清洗。(　　)
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【要点归纳•再提升】
一、物质的分离与提纯1.熟悉物质的分离及提纯“五套”常用装置
2.依据物质的状态确定分离与提纯方法(1)“固+固”混合物的分离与提纯。
(2)“固+液”混合物的分离与提纯。
(3)“液+液”混合物的分离与提纯。
(4)“气+气”混合物的分离与提纯。
3.高考常考混合物的除杂归纳(1)常见固体混合物的除杂试剂及分离方法:
(2)常见混合气体的除杂试剂及分离方法:
二、物质的检验与鉴别1.常考离子的检验方法(1)利用盐酸和其他试剂检验。
(2)利用某些特征反应检验离子。①用NaOH溶液检验。
②特殊检验法。
③用淀粉溶液和氯水检验:待测液中加入淀粉溶液和氯水,溶液变蓝色(或加入氯水和四氯化碳,四氯化碳层呈紫红色),证明含有I-。
(3)利用焰色试验检验离子。　 　 物理变化,常用于检验Na、K等元素K+——火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)Na+——火焰呈黄色(4)离子检验实验操作的答题模板。实验操作(取少量或适量待检溶液,加入……试剂,再加入……试剂)→现象描述(①溶液由……变为……,②若有……生成,③若没有……)→得出结论。例如检验某溶液中含有Fe2+而不含Fe3+:取适量溶液加入试管中,滴加几滴KSCN溶液,无明显现象,再向溶液中滴加几滴新制氯水,溶液变为红色,说明溶液中含有Fe2+而不含Fe3+。
2.常见气体的检验方法
3.常见有机化合物的检验
微点拨检验有机化合物时要特别注意溶液的酸碱性:①卤代烃的水解液呈碱性,必须先加入稀硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液检验卤素种类;②淀粉水解液呈酸性,必须先加入NaOH溶液中和至弱碱性,再加入新制的氢氧化铜或银氨溶液检验生成的葡萄糖。
【经典对练•得高分】
考向1　物质的分离与提纯真题示例1- 1.(2020山东卷)实验室分离Fe3+和Al3+的流程如下:已知Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子[FeCl4]-,该配离子在乙醚(Et2O,沸点34.6 ℃)中生成缔合物Et2O·H+·[FeCl4]-。下列说法错误的是(　　)。A.萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向下B.分液时,应先将下层液体由分液漏斗下口放出C.分液后水相为无色,说明已达到分离目的D.蒸馏时选用直形冷凝管
答案 A解析 A项,萃取振荡时,分液漏斗上口向下倾斜,故A项错误。分液时,下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出,B项正确。根据题意,Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子[FeCl4]-,分液后,水相为无色,说明Al3+与[FeCl4]-已完全分离,C项正确。蒸馏时一般选用直形冷凝管,D项正确。
1- 2.(2020全国Ⅰ)下列气体去除杂质的方法中,不能实现目的的是(　　)。
【解题思路】根据物质除杂的基本原则分析判断。
答案 A
方法技巧破解物质的分离与提纯类题。(1)物质的分离、提纯是通过恰当的方法将混合物中各组分分开,得到纯净的物质,各组分都保留下来,且与原来状态相同,具体解题模板如下:
(2)熟悉物质的分离与提纯常用“八法”:①杂质转化法(将杂质转化为主体物质);②沉淀过滤法;③吸收洗涤法;④加热升华法;⑤溶液结晶法;⑥萃取分液法;⑦蒸馏(分馏)法;⑧渗析法。
对点演练1- 1.(2021山东卷)下列由实验现象所得结论错误的是(　　)。A.向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸,产生淡黄色沉淀,证明 具有氧化性B.向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)C.向浓硝酸中插入红热的炭,产生红棕色气体,证明炭可与浓硝酸反应生成NO2D.向NaClO溶液中滴加酚酞溶液,先变红后褪色,证明NaClO在溶液中发生了水解反应
答案 C解析 淡黄色沉淀是硫,在反应过程中硫元素由NaHSO3中的+4价降低到0价,发生还原反应, 体现氧化性,A项正确。酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,与还原性物质反应时紫色褪去,所以可以证明Fe3O4中有还原性物质,即Fe(Ⅱ),B项正确。在该反应中浓硝酸体现氧化性,N元素化合价降低,生成物可能是NO或NO2,NO与空气中的O2会迅速生成NO2,无法证明生成物一定是NO2,C项错误。先变红说明溶液显碱性,证明NaClO在溶液中发生了水解:ClO-+H2O OH-+HClO,后来褪色是因为水解产生了HClO,HClO具有较强的氧化性(漂白性),D项正确。
1- 2.(2021安徽合肥质检)为提纯下列物质(括号内为杂质),选用的除杂试剂和分离方法都正确的是(　　)。
答案 C解析 氢氧化钠溶液能与二氧化硅反应,应选用稀盐酸,A项错误。铜与硫酸铁溶液反应生成硫酸铜和硫酸亚铁,亚铁离子是新杂质,B项错误。乙酸与生石灰反应生成高沸点的乙酸钙,故可以用蒸馏的方法分离,C项正确。二氧化碳也能与碳酸钠反应,应选用饱和NaHCO3溶液,D项错误。
考向2　物质的检验与鉴别真题示例(2020天津卷)检验下列物质所选用的试剂正确的是(　　)。
答案 C解析 A项,淀粉溶液遇单质碘变蓝色,海水中的碘元素不是以单质的形式存在,故不能使淀粉溶液变蓝;B项,SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊,所以不能用澄清石灰水检验SO2,可用品红溶液检验SO2;C项,向含Cu2+的溶液中滴加氨水,产生蓝色沉淀,继续滴加,沉淀溶解,可以用氨水检验Cu2+;D项,检验NH3用湿润的红色石蕊试纸。
方法技巧突破物质的检验与鉴别类题目。(1)解答物质的检验类题目,要抓住特征反应及现象,按照先物理方法(观察颜色、闻气味、加水溶解等),后化学方法(加酸碱指示剂、酸或碱,加热分解等),通过观察产生的特征现象,得出相应实验结论。(2)对被检验的物质要先取样再实验,即先“各取少许”进行实验;检验物质的方法尽量简便易行,选择常用试剂且现象明显。(3)鉴别物质时,要考虑物质具有的特殊性质,一般参照“先物理后化学”顺序,根据加入试剂后产生的现象(如沉淀颜色、气体或溶液颜色变化等)进行区分。
对点演练2- 1.(2021辽宁沈阳模拟)下列实验操作、现象和结论都正确的是(　　)。
答案 C
2- 2.(2021福建模拟)用如图所示装置进行相关实验,能实现目的的是(　　)。
答案 B解析 SO2、CO2都能与澄清石灰水反应,应先通过酸性KMnO4溶液除去SO2后再检验CO2,A项错误。乙烯与溴水发生加成反应,溴水褪色,可用溴水检验乙烯,B项正确。CO2和HCl都与饱和Na2CO3溶液反应,应用饱和NaHCO3溶液除杂,C项错误。不能用CuSO4溶液检验混合气体中是否含有水蒸气,正确的检验方法是先将混合气体通过盛有无水硫酸铜的干燥管,然后将气体通入澄清石灰水中,D项错误。
【易错防范•不失分】
判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。(1)用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+。(　　)(2)向溶液中滴加稀硝酸,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则一定含有 。(　　)
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【要点归纳•再提升】
1.无机物的制备及性质综合题近两年高考中,此类试题一般以实验装置图(或实验流程图)的形式给出实验流程,其实验流程与考查内容如下:
(1)熟知常见的气体发生装置。
微点拨①固体与液体在常温下反应制备气体的装置(如图6),分液漏斗与烧瓶用导管连接,平衡气体压强,能使液体顺利滴下;②制备气体能随制随停,便于控制反应(如图2)。
(2)掌握常见的净化装置——用于除去气体中的杂质气体。
①判断气体中杂质时,要考虑反应介质、反应物的性质(如挥发性)、生成物的成分、是否发生副反应等。②选择干燥剂时,要从酸碱性角度考虑,还要考虑干燥剂的特殊性质,如浓硫酸具有强氧化性,不能用于干燥还原性气体(如H2S等),无水氯化钙不能干燥NH3等。
(3)明确常见的气体收集装置。
微点拨①常温下,能与空气中成分反应的气体(如NO),密度与空气接近的气体(如N2、CO、C2H4等)都不能采用排空气法收集;②能溶于水但溶解度不大的气体,可用排饱和溶液的方法,如Cl2——排饱和食盐水法。
(4)了解常见的量气装置。
微点拨①量气时应保持装置处于室温状态;②读数时要特别注意消除“压强差”,保持液面相平,同时要注意视线与凹液面最低处相平。
(5)知道常见气体的尾气处理装置。
微点拨①某些可燃性有毒气体(如CO),可采用“燃烧式”处理;②装置A适用于溶解度较小的有毒气体,如Cl2、NO2、H2S等;③装置B和C适用于溶解度较大的气体,要防倒吸,如HCl、NH3等。
2.有机化合物的制备及性质综合题(1)高考常考典型制备装置。
微点拨球形冷凝管由于气体与冷凝水接触时间长,具有较好的冷凝效果,但必须竖直放置,所以蒸馏装置通常用直形冷凝管。
(2)有机实验中分离液体混合物的方法。
3.定量测定型综合实验题常见的定量测定型实验题包括混合物成分的测定、物质纯度的测定以及化学式的确定等,涉及物质的称量、物质的分离与提纯、中和滴定、溶液的配制、量气法测定气体体积等实验操作。定量实验数据的测定方法。①沉淀法:先将某种成分转化为沉淀,然后经过滤、洗涤、干燥后,称量固体的质量,最后进行相关计算。②气体体积法:对于产生气体的反应,可以通过测定气体体积的方法测定样品的纯度。
③气体质量法:将生成的气体通入足量的吸收剂,通过称量实验前后吸收剂的质量,求出所吸收气体的质量,最后进行相关计算。常用浓硫酸或无水氯化钙吸收H2O(g),用碱石灰吸收CO2。④滴定法:利用滴定操作原理,通过酸碱中和滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定等获得相应数据,再结合滴定反应原理进行相关计算。
【经典对练•得高分】
考向1　性质探究型综合实验真题示例(2020北京卷)探究Na2SO3固体的热分解产物。资料:①4Na2SO3 Na2S+3Na2SO4。②Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S。③BaS易溶于水。隔绝空气条件下,加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A,过程中未检测到气体生成。黄色固体A加水得到浊液,放置得无色溶液B。
(1)检验分解产物Na2S:取少量溶液B,向其中滴加CuSO4溶液,产生黑色沉淀,证实有S2-。反应的离子方程式是　 。 (2)检验分解产物Na2SO4:取少量溶液B,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含S),同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后,　　　　　　　　　　　　　　　(填操作和现象),可证实分解产物中含有 。 
(3)探究(2)中S的来源。来源1:固体A中有未分解的Na2SO3,在酸性条件下与Na2S反应生成S。来源2:溶液B中有Na2Sx,加酸反应生成S。针对来源1进行如图实验:
①实验可证实来源1不成立。实验证据是 　。 ②不能用盐酸代替硫酸的原因是  　。 ③写出来源2产生S的反应的离子方程式: 　。 (4)实验证明Na2SO3固体热分解有Na2S、Na2SO4和S产生。运用氧化还原反应规律分析产物中S产生的合理性: 　。 
答案 (1)S2-+Cu2+ === CuS↓(2)滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀
解析 (2)根据题干资料:Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S,取少量溶液B,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含S),同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),说明B溶液中含有Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S,由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,可证实分解产物中含有 ;(3)①实验可证实来源1不成立。根据分析,溶液2为H2SO3,向溶液2中加入少量KMnO4溶液,H2SO3具有还原性,酸性条件下KMnO4具有强氧化性,两者混合后应发生氧化还原反应,KMnO4溶液应该褪色,但得到的溶液仍为紫色,说明溶液B中不含Na2SO3;
②不能用盐酸代替硫酸的原因是盐酸中Cl元素为-1价,是Cl元素的最低价,具有还原性,会与KMnO4溶液发生氧化还原反应,使KMnO4溶液褪色,干扰实验现象和实验结论;
(4)根据4Na2SO3 Na2S+3Na2SO4,亚硫酸钠中硫元素为+4价,硫酸钠中硫元素为+6价,硫化钠中硫元素为-2价,根据反应可知Na2SO3发生歧化反应,其中的硫元素化合价既可升高也可降低,能从+4价降为-2价,也可以降到0价生成硫单质。
方法技巧“四步法”突破性质探究型综合实验题。
对点演练(2021福建适应性检测)某研究性学习小组通过下列实验验证AgI沉淀的生成会使I2的氧化能力增强,可将Fe2+氧化。
回答下列问题:(1)由AgNO3固体配制0.1 mol·L-1的AgNO3溶液500 mL,下列仪器中不需要使用的有　　　　　　　　　(写出名称),配制好的溶液应转移到　　　　试剂瓶中保存。 
(2)步骤1的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　;步骤2无明显现象;步骤3最终的实验现象是溶液中生成黄色沉淀,　　　　　　。由此可知,步骤3反应的离子方程式为　 　　　　　　　。 
(3)某同学在实验时漏掉步骤2,直接加入过量AgNO3溶液,也观察到与步骤3相同的实验现象。该同学推测溶液中还有　　　　(填离子符号)生成,并由此对I2氧化Fe2+产生了质疑。 (4)为了证明AgI的生成使I2的氧化能力增强而将Fe2+氧化,学习小组在上述实验基础上进行补充实验:分别取少量的　　　　和步骤3试管中的上层清液加入试管a和试管b中,往两支试管中加入过量的　　　　,观察到的现象为　 　　　　　　　。 
答案 (1)分液漏斗、蒸馏烧瓶　棕色(2)溶液变蓝　溶液蓝色褪去(或其他合理答案)　　2Fe2++I2+2Ag+ === 2Fe3++2AgI↓(3)I-(4)步骤2　KSCN溶液(或其他合理答案)　试管a溶液不变红,试管b溶液变红
解析 (2)步骤1中碘水遇淀粉溶液,现象是溶液变蓝;步骤2中再加入硫酸亚铁铵溶液,无明显现象,则说明亚铁离子与碘水不发生反应;步骤3最终的实验现象是溶液中生成黄色沉淀,黄色沉淀为AgI,则碘分子中碘化合价降低,溶液中发生氧化还原反应,碘为氧化剂,亚铁离子为还原剂,氧化产物为铁离子,故反应中还有另一个现象——溶液蓝色褪去(或溶液变为淡黄色)。由此可知,步骤3反应的离子方程式为I2+2Fe2++2Ag+ === 2AgI↓+2Fe3+。(3)实验时漏掉步骤2,直接加入过量AgNO3溶液,也观察到产生黄色沉淀AgI,说明溶液中同时存在碘单质、碘离子,则有I2+H2O HI+HIO,故推测溶液中还有I-生成。
考向2　物质制备型综合实验真题示例 (2021河北卷)化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展作出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl,实验流程如图:
回答下列问题:(1)从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是     (按气流方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或　　　　　　　　　。 
(2)B中使用雾化装置的优点是  　。 (3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为  　。 
(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:①对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14 g,则固体NaHCO3的质量为　　　　 g。 
②向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)→NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为　　　　、　　　　、洗涤、干燥。 (5)无水Na2CO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前,若无水Na2CO3保存不当,吸收了一定量水分,用其标定盐酸浓度时,会使结果　　　　　(填字母)。 A.偏高 B.偏低 C.不变
答案 (1)a→e→f→b→c→g→h→d　旋转玻璃塞,使分液漏斗上部的小孔对准玻璃塞的凹槽(2)使CO2与饱和氨盐水充分接触,增大反应速率,使反应充分(答案合理即可)(3)NaCl+NH3+CO2+H2O === NaHCO3↓+NH4Cl(4)①0.84　②冷却结晶　过滤(5)A
解析 (1)利用CO2和饱和氨盐水制备NaHCO3,在通入饱和氨盐水之前,应将混入CO2气体中的HCl气体通入饱和NaHCO3溶液除去,未反应的CO2利用NaOH溶液吸收;氨气利用饱和食盐水吸收,防止氨气污染环境,故仪器的连接顺序为a→e→f→b→c→g→h→d。为使装置A中分液漏斗中的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开,或旋转玻璃塞,使分液漏斗上部的小孔对准玻璃塞的凹槽。(2)装置B使用雾化装置,是为了增大CO2与饱和氨盐水的接触面积,增大反应速率,使反应更充分。(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O === NaHCO3↓+NH4Cl。
方法技巧“五步法”突破物质制备型综合实验题。
对点演练2- 1.(2021山东济南联考)二氯异氰尿酸钠(C3N3O3Cl2Na),又名羊毛整理剂DC、优氯净,是一种用途广泛的广谱、高效、低毒的消毒杀菌剂,具有较强的氧化性。其一种工业制备方法为氰尿酸与次氯酸钠反应,在实验室模拟其反应原理如图所示(夹持装置已略去):2C3H3N3O3+3NaClO+Cl2 === 2C3N3O3Cl2Na+NaCl+3H2O。
Ⅰ.实验过程:首先是氯气与烧碱反应制得浓度约为10%的次氯酸钠溶液,然后滴入C3H3N3O3的吡啶溶液。(1)仪器a的名称是　　　　,装置C的作用是　  　。 (2)装置A中反应的离子方程式为 　 。 (3)反应后得到的溶液在蒸发皿中进行　　　、　　　　、过滤、干燥得到粗产品。 
Ⅱ.产品处理:(4)将得到的粗产品先进行“过滤洗盐”,检验是否洗涤干净的方法是 　 。 (5)通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品的有效氯。
准确称取a g样品,用容量瓶配成250 mL溶液;取25.00 mL上述溶液加入碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5 min;用0.100 0 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V0 mL。
①该样品的有效氯测定值为　　　　%。(用含a、V0的代数式表示) ②下列操作会导致样品的有效氯测定值偏低的是　　　　(填字母)。 A.盛装Na2S2O3标准溶液的滴定管未润洗B.滴定管在滴定前无气泡,滴定后有气泡C.碘量瓶中加入的稀硫酸偏少
答案 (1)恒压滴液漏斗　吸收多余的氯气(防止污染环境)(3)蒸发浓缩　冷却结晶(4)取少量最后一次洗涤液加入试管中,滴加(硝酸酸化的)硝酸银溶液,若不产生白色沉淀,证明洗涤干净
解析 用浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气,氯气与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,C3H3N3O3与NaClO及Cl2反应生成C3N3O3Cl2Na、NaCl和H2O,氯气有毒,要进行尾气处理。(1)仪器a的名称是恒压滴液漏斗,由于氯气有毒,因此装置C的作用是吸收多余的氯气(防止污染环境)。(2)装置A中是高锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气,其离子方程式为(3)从溶液到晶体,反应后得到的溶液在蒸发皿中进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥得到粗产品。
(4)将得到的粗产品先进行“过滤洗盐”,检验是否洗涤干净,主要是检验最后一次洗液中是否还有氯离子,因此检验的方法是取少量最后一次洗涤液加入试管中,滴加(硝酸酸化的)硝酸银溶液,若不产生白色沉淀,证明洗涤干净。②盛装Na2S2O3标准溶液的滴定管未润洗,则导致标准溶液浓度降低,消耗标准溶液的体积增大,测定值偏高,A项错误。滴定管在滴定前无气泡,滴定后有气泡,读数偏小,计算出测定值偏低,B项正确。碘量瓶中加入的稀硫酸偏少,未彻底生成单质碘,导致消耗标准溶液体积偏小,测定值偏低,C项正确。
2- 2.(2021山东卷)六氯化钨(WCl6)可用作有机合成催化剂,熔点为283 ℃,沸点为340 ℃,易溶于CS2,极易水解。实验室中,先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W)再制备WCl6,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:
(1)检查装置气密性并加入WO3。先通N2,其目的是　　　　　　　　　　;一段时间后,加热管式炉,改通H2,对B处逸出的H2进行后续处理。仪器A的名称为　　　　　,证明WO3已被完全还原的现象是　 。 (2)WO3完全还原后,进行的操作为:①冷却,停止通H2;②以干燥的接收装置替换E;③在B处加装盛有碱石灰的干燥管;④……⑤加热,通Cl2;⑥……碱石灰的作用是  　; 操作④是　　 　　,目的是　 。 
(3)利用碘量法测定WCl6产品纯度,实验如下:①称量:将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中,盖紧称重为m1 g;开盖并计时1 min,盖紧称重为m2 g;再开盖加入待测样品并计时1 min,盖紧称重为m3 g,则样品质量为　　　　　　　g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。 
滴定达终点时消耗c0 mol·L-1的Na2S2O3溶液V0 mL,则样品中WCl6(摩尔质量为M0 g·mol-1)的质量分数为　　　　　　　。 称量时,若加入待测样品后,开盖时间超过1 min,则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”),样品中WCl6质量分数的测定值将　　　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 
答案 (1)排出装置中的空气　冷凝管　不再有水生成(2)吸收多余氯气,防止污染空气;防止空气中的水蒸气进入E　再次通入N2　排出装置中的H2
根据测定原理,称量时,若加入待测样品后,开盖时间超过1 min,挥发的CS2的质量增大,m3偏小,但WCl6的质量不变,则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将不变,样品中WCl6质量分数的测定值将偏大。
2- 3.四溴化钛(TiBr4)可用作橡胶工业中烯烃聚合反应的催化剂。已知TiBr4常温下为橙黄色固体,熔点为38.3 ℃,沸点为233.5 ℃,具有潮解性且易发生水解。实验室利用反应TiO2+C+2Br2 TiBr4+CO2制备TiBr4的装置如下图所示(夹持装置略)。请回答下列问题。
(1)检查装置气密性并加入药品后,加热前应进行的操作是　　　　,其目的是　　　　　　　　　　　,此时活塞K1、K2、K3的状态为　　　　　　　;一段时间后,打开电炉并加热反应管,此时活塞K1、K2、K3的状态为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)试剂A为　　　　　　　,装置单元X的作用是　　　　　　　;反应过程中需用热源间歇性微热连接管,其目的是　  　。 (3)反应结束后应继续通入一段时间CO2,主要目的是　 。 (4)将连接管切断并熔封,采用蒸馏法提纯。此时应将a端的仪器改装为　　　　　　　、承接管和接收瓶,在防腐胶塞上加装的仪器是　　　　　　　　　(填仪器名称)。 
答案 (1)先通入过量的CO2气体　排出装置内空气　打开K1,关闭K2和K3　打开K2和K3,同时关闭K1(2)浓硫酸　吸收多余的溴蒸气,同时防止外界的水蒸气使产物水解　防止产品四溴化钛凝固成晶体,堵塞连接管,造成危险(3)排出残留在装置中的TiBr4和溴蒸气(4)直形冷凝管　温度计(量程250 ℃)
解析 (1)检查装置气密性并加入药品后,加热前应先排出装置内的空气。此时仅仅是通入CO2气体,所以只需要打开K1,关闭K2和K3;而反应开始一段时间后,打开电炉并加热反应管,此时需要打开K2和K3,同时关闭K1,保证CO2气体携带溴蒸气进入反应装置中。(2)因为产品四溴化钛易发生水解,因此整套装置需要保持干燥,因此通入的CO2气体必须先干燥,所以试剂A为浓硫酸(作干燥剂)。装置单元X应为尾气处理装置,吸收多余的溴蒸气,同时还能防止空气中的水蒸气干扰实验,防止产品四溴化钛水解变质。反应过程中需用热源间歇性微热连接管,其目的是防止产品四溴化钛凝固成晶体,堵塞连接管,造成危险,用热源间歇性微热连接管可以使产品四溴化钛受热熔化,流入收集装置中。
(3)反应结束后在反应装置中还有少量四溴化钛和溴蒸气,应继续通入一段时间CO2,主要目的是把少量残留的四溴化钛排入收集装置中,提高产率,而且还可以排出剩余的溴蒸气,进行尾气处理,防止污染。(4)实验结束后,将连接管切断并熔封,采用蒸馏法提纯。在产品四溴化钛中还有残留的液溴,根据题中给出的四溴化钛的沸点为233.5 ℃,可以使用蒸馏法提纯。此时应将a端的仪器改装为直形冷凝管、承接管和接收瓶,在防腐胶塞上加装的仪器是温度计(量程是250 ℃)。
方法技巧有机化合物的制备及分离提纯“五个”思考点。(1)有机制备实验中常用的玻璃仪器及使用方法,如球形冷凝管、恒压滴液漏斗、三颈烧瓶、温度计等。(2)两种加热方式:一是利用酒精灯直接加热,要加碎瓷片,防止暴沸;二是水浴加热(如50~60 ℃等)。(3)有机制备实验中常用化学性质稳定的干燥剂,如无水CaCl2、无水MgSO4等。
(4)有机制备实验中分离及提纯常用方法:蒸馏、萃取分液等。
考向3　定量测定型综合实验真题示例 (2020天津卷)为测定CuSO4溶液的浓度,甲、乙两同学设计了两个方案。回答下列问题:Ⅰ.甲方案实验原理:CuSO4+BaCl2 === BaSO4↓+CuCl2实验步骤:
(1)判断 沉淀完全的操作为 　 。 (2)步骤②判断沉淀是否洗净所选用的试剂为　　　　　　。 (3)步骤③灼烧时盛装样品的仪器名称为　　　　。 (4)固体质量为w g,则c(CuSO4)=　　　　　 mol·L-1。 (5)若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯,则测得c(CuSO4)　　　　　　　(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 
Ⅱ.乙方案实验原理:Zn+CuSO4 === ZnSO4+CuZn+H2SO4 === ZnSO4+H2↑实验步骤:①按下图安装装置(夹持仪器略去)。②……③在仪器A、B、C、D、E中加入图示的试剂。
④调整D、E中两液面相平,使D中液面保持在0或略低于0刻度位置,读数并记录。⑤将CuSO4溶液滴入A中并搅拌,反应完成后,再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生。⑥待体系恢复到室温,移动E管,保持D、E中两液面相平,读数并记录。⑦处理数据。
(6)步骤②为　　　　　　　。 (7)步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是　　　(填字母)。 A.反应热受温度影响B.气体密度受温度影响C.反应速率受温度影响(8)Zn粉质量为a g,若测得H2体积为b mL,已知实验条件下ρ(H2)=d g·L-1,则c(CuSO4)=　　　　　　　　 mol·L-1(列出计算表达式)。 (9)若步骤⑥E管液面高于D管,未调液面即读数,则测得c(CuSO4)　　　　　(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 (10)是否能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度:　　　　　(填“是”或“否”)。 
答案 Ⅰ.(1)向上层清液中继续滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则沉淀完全(2)AgNO3溶液 (3)坩埚 (4) (5)偏低Ⅱ.(6)检查装置气密性(7)B(9)偏高(10)否
Ⅱ.(6)安装实验装置完毕后,要检查装置气密性。(7)通过排水法测气体的体积,必须考虑气体密度受温度的影响。
方法技巧“四步法”突破定量测定型综合实验题:
对点演练(2021福建模拟)亚硝酸钙是一种常用的阻锈剂,某兴趣小组在实验室中制备Ca(NO2)2并对其性质进行探究。背景材料:Ⅰ.NO+NO2+Ca(OH)2 === Ca(NO2)2+H2O。
制备氮氧化物:甲组同学拟利用如下图所示装置(夹持装置略去)制备氮氧化物。
(1)仪器X的名称是　　　　。 
(2)装置B中逸出的NO与NO2的物质的量之比为1∶1,则装置B中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;若其他条件不变,增大硝酸的浓度,则会使逸出的气体中n(NO)　　　　(填“>”或“<”)n(NO2)。 制备Ca(NO2)2:乙组同学拟利用装置B中产生的氮氧化物制备Ca(NO2)2,装置如图。
测定Ca(NO2)2的纯度:丙组同学测定Ca(NO2)2的纯度(杂质不参加反应),可供选择的试剂:a.稀硫酸b.c1 mol·L-1的KI溶液c.淀粉溶液d.c2 mol·L-1的Na2S2O3溶液e.c3 mol·L-1的酸性KMnO4溶液
(3)利用Ca(NO2)2的还原性来测定其纯度,可选择的试剂是　　　　(填字母)。该测定方法发生反应的离子方程式为　　　　　。 (4)利用Ca(NO2)2的氧化性来测定其纯度的步骤:准确称取m0 g Ca(NO2)2样品放入锥形瓶中,加适量水溶解,加入　　　　　　　　　　　　　　,然后滴加稀硫酸,用c2 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至溶液　　　　　　　　　　　　　　　　　　,读取消耗Na2S2O3溶液的体积,重复以上操作3次(请用上述给出试剂补充完整实验步骤)。若三次消耗Na2S2O3溶液的平均体积为V0 mL,则Ca(NO2)2纯度的表达式为　　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)分液漏斗
(4)根据信息Ⅲ知,在酸性条件下,Ca(NO2)2能将I-氧化为I2, 能将I2还原为I-,利用Ca(NO2)2的氧化性来测定其纯度,步骤为:准确称取m0 g Ca(NO2)2样品放入锥形瓶中,加适量水溶解,加入过量c1 mol·L-1的KI溶液、淀粉溶液,然后滴加稀硫酸,用c2 mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不恢复原来的颜色,读取消耗Na2S2O3溶液的体积。为减少误差,须重复以上操作3次,则若三次消耗Na2S2O3溶液的平均体积为V0 mL,
十二、综合实验探究题解题策略
【热点专攻】化学综合实验探究题大多以物质的制备为基础,涉及仪器选择及使用、分离提纯与检验、实验操作及目的、实验条件的控制、实验方案设计、反应产物的探究、样品组成或纯度的测定等,注重化学实验基础,突出化学实验方法与技能,突出“理解与辨析能力”“分析与推测能力”“归纳与论证能力”“探究与创新能力”等关键能力,及“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”等学科素养。
【解法导引】 解答化学实验综合探究题,要基于实验目的,明确化学实验反应原理和操作原理,结合实验操作步骤、现象进行分析、判断。解题时,可以将整个实验拆分成几个相对独立而又相互关联的小实验、小操作,再由各个小实验确定各步操作的方法和目的,并由各个小实验之间的相互关系,确定实验操作及顺序,并解答相关问题。
【思维建模】 消除陌生感,建立解答综合实验探究题的模板
【题型突破】(2020全国Ⅲ)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是　　　　　　,a中的试剂为　　　　　　。 (2)b中采用的加热方式是　　　　　　。c中化学反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,采用冰水浴冷却的目的是　　　　　　　　　　。 (3)d的作用是　　　　　　　　,可选用试剂　　　　(填字母)。 A.Na2S B.NaCl C.Ca(OH)2 D.H2SO4
(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,　　　　　　　　　,　　　　　　　　　　,干燥,得到KClO3晶体。 (5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1 号试管溶液颜色不变,2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显　　　色。可知该条件下KClO3的氧化能力　　　　(填“大于”或“小于”)NaClO。 
【解题思路】整体分析反应装置。装置共分四部分。
(1)仪器的名称和试剂的选择。根据盛放MnO2粉末的仪器结构可知该仪器为圆底烧瓶;利用浓盐酸与MnO2粉末共热制取氯气,生成的氯气中混有HCl气体,因此装置a的作用是除去氯气中混有的HCl气体,除杂试剂可选用饱和食盐水。(2)制备目标物质的分析。由题给信息可知,b装置中生成KClO3,c装置中生成NaClO。①加热方式的判断。盛有KOH溶液的试管放在盛有水的大烧杯中加热,该加热方式为水浴加热。②离子方程式的书写。由目标产物及图示分析可知,c装置中氯气与NaOH溶液反应生成NaClO和NaCl,离子方程式为Cl2+2OH- === ClO-+Cl-+H2O。
③操作目的分析——对比分析。第一步,进行比较。
对比三,产物不同。b装置中生成KClO3;c装置中生成NaClO。第二步,得出结论。产物中氯元素的价态不同取决于反应的温度。第三步,回答问题。冰水浴的目的是避免生成NaClO3。
(3)装置的作用和试剂的选择。第一步,物质性质的分析:氯气有毒。第二步,装置作用的判断:d装置的作用是吸收尾气(Cl2)。第三步,根据物质性质选择试剂:Na2S可以将氯气还原成氯离子,可以吸收氯气,A项正确;氯气在NaCl溶液中溶解度很小,无法充分吸收氯气,B项错误;氯气可以与Ca(OH)2反应生成氯化钙和次氯酸钙,C项正确;氯气与硫酸不反应,且硫酸溶液中存在大量氢离子会降低氯气的溶解度,D项错误。(4)实验基本操作——从溶液中得到晶体的操作。依据:从溶液中得到晶体的一般操作为“蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥”。结论:根据一般操作步骤和该题设问可得出相关结论为过滤、洗涤。
(5)氧化能力强弱的探究。
答案 (1)圆底烧瓶　饱和食盐水(2)水浴加热　Cl2+2OH- === Cl-+ClO-+H2O　避免生成NaClO3(3)吸收尾气(Cl2)　AC(4)过滤　少量(冷)水洗涤(5)紫　小于
【应考训练】1.过氧乙酸(CH3COOOH)是无色易挥发、易溶于水的液体,受热易分解,有强烈刺激性气味,有腐蚀性,对人的眼睛、皮肤、黏膜、上呼吸道等有强烈刺激作用。(1)实验室配制500 mL 0.1 mol·L-1过氧乙酸溶液时,除需使用烧杯和玻璃棒外,还要用到以下哪些仪器　　　　(填字母)。 A.分液漏斗　B.500 mL容量瓶　C.普通漏斗　D.胶头滴管　E.量筒(2)某实验小组利用高浓度的过氧化氢溶液与乙酸反应合成少量过氧乙酸,同时利用乙酸丁酯与水形成共沸物(沸点90.7 ℃)及时分离出水。已知乙酸丁酯的密度为0.88 g·cm-3,难溶于水。实验装置如图所示。
①仪器a的名称为　　　　,写出H2O2的电子式　　　　　　　　。 ②装置中油水分离器的作用是  　。 ③反应体系采用减压的目的是 　 。 
(3)过氧乙酸(含有少量H2O2杂质)的含量测定流程:取样→H2SO4酸化→KMnO4除H2O2→加过量FeSO4溶液还原CH3COOOH → K2Cr2O7溶液滴定剩余FeSO4溶液①过氧乙酸被Fe2+还原,产物之一为CH3COOH,其离子方程式为　 。 ②若样品体积为V0 mL,加入c1 mol· L-1 FeSO4溶液V1 mL,消耗c2 mol·L-1 K2Cr2O7溶液V2 mL,则过氧乙酸含量为　　　　 g·L-1。 ③若用KMnO4溶液除H2O2时,不慎滴加KMnO4过量,则导致最终测定过氧乙酸的含量　　　　(填“偏高”“偏低”或“不变”)。 
答案 (1)BDE②将水从反应体系中分离出来,使反应可以正向进行,提高产率③减压可以降低共沸物的沸点;防止温度过高,过氧乙酸和H2O2分解③偏高
解析 (1) 实验室配制500 mL 0.1 mol·L-1过氧乙酸的步骤有计算、量取、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀,所以需要的仪器有烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管、量筒。(2)①根据图示可知,仪器a的名称为恒压滴液漏斗, H2O2的电子式为②装置中油水分离器可以将水从反应体系中分离出来,使反应可以正向进行,提高产率。③过氧化氢、过氧乙酸受热易分解,减压可以降低共沸物的沸点,防止温度过高,过氧化氢、过氧乙酸分解。
③若用KMnO4溶液除H2O2时,不慎滴加KMnO4过量,过量的KMnO4氧化部分Fe2+,则消耗K2Cr2O7的体积偏小,导致最终测定过氧乙酸的含量偏高。
2.(2021北京检测)某小组同学探究银氨溶液的配制及银氨溶液的成分。(1)银氨溶液在实验室中常用来检验醛基的存在。该反应中,通过“银镜”现象,可知银氨溶液为　　　　剂。 (2)探究制备银氨溶液过程中沉淀的颜色。已知:常温下氢氧化银极不稳定,Ag+与OH-在溶液中会转化为棕褐色Ag2O沉淀。
[实验Ⅰ](实验中所用氨水均为新制):
①ⅰ中发生反应的离子方程式是 　　　　　　　　　。 ②经推断,上述实验中白色沉淀的主要成分是Ag2CO3。为进一步证明白色沉淀的组成,还可在上述实验中用　　　　(填化学式)溶液作为试剂a。 ③实验测得,ⅱ中所用的氨水比ⅰ中所用氨水的pH小,可能原因有　 。 
(3)探究银氨溶液成分。[实验Ⅱ]向ⅰ所得浊液中继续滴加2%氨水,使沉淀溶解。将制得的银氨溶液进行如下操作(流程中酒精的作用是减小溶质的溶解度)。
①通过实验可证明,白色沉淀X是Ag(NH3)2NO3,而不是Ag(NH3)2OH。将该实验方案和现象补充完整:溶液B滴加酚酞不变红,　 。 ②溶液B与盐酸反应的离子方程式是  　。 ③实验Ⅱ中制银氨溶液的反应为Ag2O+4NH3·H2O === 2[Ag(NH3)2]++2OH-+3H2O。结合实验Ⅰ中ⅰ的反应,也可分析得出上述关于白色沉淀X成分的结论正确,说明理由:   　。 
3.(2021广东珠海模拟)FeCl2广泛应用于织物印染、医药、冶金和照相等行业。某实验小组设计如下装置(夹持装置略)利用H2和 FeCl3制备 FeCl2,从左侧缓缓通入H2。
已知有关物质的性质如下:Fe2+与铁氰化钾生成蓝色沉淀。(1)浓硫酸在实验中有两个作用: ①除去水,干燥氢气;②　　　　　　。 (2)球形干燥管中盛放的物质为　 　　　。 
(3)实验过程中,探究电炉温度t对产物的影响。①当温度t为300 ℃时,加热一段时间后发现石英管内几乎没有固体剩余,请指出出现该现象可能的原因:　 。 ②当温度t为330 ℃时,加热后石英管内有固体剩余,取少量固体加入试管中并加入稀盐酸,全部溶解且无气泡,对固体成分进行猜测并设计实验验证。猜测1:只有 FeCl2;猜测2:含有FeCl2和 FeCl3;猜测3:只有FeCl3实验方案:
第二步加入的物质为　　 　　。 实验结论:现象一为　　　　　　　　　,现象二为　　　　　　　　　　,则猜测1 成立。 ③当温度t为350 ℃时,加热后石英管内有固体剩余,取少量固体加入试管中并加入稀盐酸,固体溶解的同时有少量气泡产生,写出加热过程中发生的副反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　。 (4)三次实验中,广口瓶中都可以收集到大量固体,则其成分主要为　　 　　。 
答案 (1)观察氢气的流速,便于控制氢气的速率(2)碱石灰(3)①当温度为300 ℃时,FeCl3升华并被氢气流吹离石英管②铁氰化钾[K3Fe(CN)6亦可]　溶液无明显变化　有蓝色沉淀生成　③2FeCl3+3H2 2Fe+6HCl(4)FeCl3(或三氯化铁)
解析 由于FeCl3易升华、易水解,因此用浓硫酸干燥氢气,并控制流速,在石英管中FeCl3与氢气反应生成氯化亚铁和氯化氢,氯化亚铁熔点高,停留在石英管中,氯化氢气体被盛有碱石灰的干燥管吸收。(1)浓硫酸在实验中有两个作用:①除去水,干燥氢气;②观察氢气的流速,便于控制氢气的速率。(2)球形干燥管中盛放的物质为碱石灰,主要用于除掉尾气HCl和防止空气中水蒸气进入。
(3)①当温度t为300 ℃时,加热一段时间后发现石英管内几乎没有固体剩余,由于FeCl3易升华,因此出现该现象可能的原因:当温度为 300 ℃时,FeCl3升华并被氢气流吹离石英管。②实验方案主要是检验溶液中是否含有亚铁离子和铁离子,一般用KSCN检验铁离子、用铁氰化钾检验亚铁离子,因此第二步加入的物质为几滴铁氰化钾溶液,现象一为溶液不变色,现象二为有蓝色沉淀,则说明猜测1成立。③根据题意,取少量固体加入试管中并加入稀盐酸,固体溶解的同时有少量气泡产生,说明有铁生成,其加热过程中发生副反应的化学方程式: 2FeCl3+3H2 2Fe+6HCl。(4)由于FeCl3易升华,FeCl2熔点是672 ℃,因此广口瓶中都可以收集到大量固体,主要成分为FeCl3。
4.(2021山东日照一模)常温下,一氧化二氯(Cl2O)为棕黄色气体,熔点为-116 ℃,浓度过高时易分解爆炸。为降低风险和便于贮存,制出Cl2O后,一般将其“固化”。某小组按以下两阶段制备Cl2O。回答下列问题:第一阶段:制备HgO。配制15%的NaCl溶液和30%的HgCl2溶液,将两者以一定质量比混合得到5% NaCl和20%HgCl2的混合液;在室温下,边搅拌边缓慢地向混合液中加入过量NaOH溶液,生成黄色沉淀;将沉淀反复洗涤数次,直至没有氯离子;真空抽滤后将沉淀物在暗处干燥,得到干燥的HgO。
(1)配制15%NaCl溶液,除用到天平和烧杯、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器有　 。 (2)配制混合液时,15%NaCl溶液和30%HgCl2溶液的质量比为　　　　。 (3)检验沉淀已经洗涤至没有氯离子的操作及现象为 　 。 第二阶段:制备Cl2O。制备干燥、纯净的Cl2;然后在干燥氮气的气流中,用Cl2和HgO在18~20 ℃条件下制备Cl2O;将产生的Cl2O气体“固化”;最后进行尾气处理。
(4)将干燥、纯净的Cl2通入下面装置中制备Cl2O并“固化”。
①制备Cl2O时还得到了HgCl2·HgO固体,则装置Ⅰ中制备反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。干燥氮气的作用除将产生的Cl2O送入后续装置“固化”外,还有　　　　。 ②常用冷却剂的数据如下表。“固化”时装置Ⅱ中的冷却剂为　　　　(填字母)。 A.液氯 B.液氨C.干冰 D.液氧
答案 (1)量筒、胶头滴管(2) 1∶2(3)取少量最后一次洗涤液加入试管中,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,无沉淀产生(4)①2Cl2+2HgO HgCl2·HgO+Cl2O　稀释Cl2O,防止Cl2O浓度过高分解爆炸　②D
解析 (1)配制15%的NaCl溶液,首先计算配制溶液所需NaCl和水的质量,再称量所需的NaCl和量取水,最后进行溶解;在这些操作中需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、胶头滴管、量筒,故还需要的玻璃仪器有量筒、胶头滴管。
(3)取少量最后一次洗涤液加入试管中,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,无沉淀产生则说明洗涤干净。(4)①将干燥、纯净的Cl2通入HgO固体中且水浴加热,制备Cl2O时还得到了HgCl2·HgO固体,则装置Ⅰ中制备反应的化学方程式为2Cl2+2HgO HgCl2·HgO+Cl2O;干燥氮气的作用除将产生的Cl2O送入后续装置“固化”外,还有稀释 Cl2O,防止 Cl2O 浓度过高分解爆炸;②根据一氧化二氯(Cl2O)的熔点为-116 ℃,即“固化”时装置Ⅱ中的冷却剂熔点或沸点应低于-116 ℃,故应选液氧。
5.为验证氧化性Cl2>Fe3+>SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已略)。
实验过程:Ⅰ.检查好装置的气密性后,在各仪器中添加相应试剂。Ⅱ.打开弹簧夹K1~K4,通入一段时间N2,再将T形导管插入B中溶液,继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4。Ⅲ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热。Ⅳ.当B中溶液变黄时,停止加热,关闭K2。Ⅴ.打开活塞b,使约2 mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。Ⅵ.打开K3和活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后关闭K3。Ⅶ.更换试管D,重复过程Ⅴ,检验B溶液中的离子。
(1)检验虚线框内装置气密性的操作是    　。 (2)B装置中棉花上浸润的溶液为　　　　。实验Ⅱ通入N2的作用是　 　　　　　　　　　。 (3)C中发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)用70%的硫酸制取SO2,反应速率比用98%的硫酸大,原因是  　。 (5)若将制取的SO2通入酸性高锰酸钾溶液可使溶液褪色,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(6)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,结论如下表所示。他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2 > Fe3+>SO2的是　　　　(填“甲”“乙”或“丙”)。 
答案 (1)关闭K1、K2,打开分液漏斗上部的塞子和活塞,向其中加水,一段时间后分液漏斗尖嘴处不再滴液即证明气密性良好(2)NaOH溶液　排出装置内的空气,防止FeCl2溶液被O2氧化(4)70%的硫酸中的H+的浓度比98%的硫酸中的H+的浓度大(6)甲、丙
解析 (2)装置A是制备氯气的,二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,氯气有毒,要用氢氧化钠溶液进行吸收。由于装置中含有空气,会对实验产生干扰,所以通入氮气的目的是排出装置中的空气,防止FeCl2溶液被O2氧化。(3)亚硫酸钠可以与较浓的硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化硫,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4 === Na2SO4+SO2↑+H2O。(4)98%的硫酸中主要是硫酸分子,70%的硫酸中氢离子浓度较大,所以用70%的硫酸制取SO2,反应速率比用98%的硫酸大。
(6)甲的过程Ⅳ中B溶液中含有Fe3+、Fe2+,说明氯气不足,氯气的氧化性大于铁离子的氧化性,过程Ⅵ中B溶液中含有 ,说明发生二氧化硫与铁离子的反应,则铁离子的氧化性大于二氧化硫的氧化性。乙的过程Ⅳ中B溶液中含有Fe3+,能够说明氯气的氧化性大于铁离子的氧化性,过程Ⅵ中B溶液中含有 ,可能是过量的氯气将二氧化硫氧化,不能说明铁离子的氧化性大于二氧化硫的氧化性;丙中过程Ⅳ中B溶液中有Fe3+无Fe2+,则氯气的氧化性大于铁离子的氧化性,过程Ⅳ中B溶液中有亚铁离子,说明二氧化硫与铁离子发生了反应,则铁离子的氧化性大于二氧化硫的氧化性。