专题十　化学实验基础与综合实验探究 (解析版)

这是一份专题十　化学实验基础与综合实验探究 (解析版)，共52页。

专题十　化学实验基础与综合实验探究
明课程标准
备关键能力
1．认识化学实验是探究和学习物质及其变化的基本方法，是科学探究的一种重要途径。初步学会物质的检验、分离、提纯和溶液配制等化学实验基础知识和基本技能。
2．学习研究物质性质，探究反应规律，进行物质分离、检验和制备等不同类型化学实验及探究活动的核心思路与基本方法。体会实验条件控制对完成科学实验及探究活动的作用。
1．理解与辨析：能理解分离提纯的原理，能辨识实验仪器、判断实验操作。
2．分析与推测：能设计探究方案、预测反应现象，推断反应结果。
3．探究与创新：能基于实验目的，设计实验、组装仪器，对物质性质及反应原理进行实验探究，并对方案进行评价。



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GAO KAO ZHEN TI DAO HANG
　　　　　　
1．(2021·全国乙卷T2)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是(　C　)


化学试剂
制备的气体
A
Ca(OH)2＋NH4Cl
NH3
B
MnO2＋HCl(浓)
Cl2
C
MnO2＋KClO3
O2
D
NaCl＋H2SO4(浓)
HCl

【解析】　氨气的密度比空气小，不能用向上排空法收集，故A错误；二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气为固液加热反应，需要选用固液加热装置，不能选用固固加热装置，故B错误；二氧化锰和氯酸钾共热制备氧气为固固加热的反应，能选用固固加热装置，氧气的密度大于空气，可选用向上排空气法收集，故C正确；氯化钠与浓硫酸共热制备氯化氢为固液加热反应，需要选用固液加热装置，不能选用固固加热装置，故D错误。
2．(2021·全国甲卷)实验室制备下列气体的方法可行的是(　D　)

气体
方法
A
氨气
加热氯化铵固体
B
二氧化氮
将铝片加到冷浓硝酸中
C
硫化氢
向硫化钠固体滴加浓硫酸
D
氧气
加热氯酸钾和二氧化锰的混合物

【解析】　氯化铵不稳定，加热易分解生成氨气和氯化氢，但遇冷又会化合生成氯化铵固体，所以不能用于制备氨气，A不可行；将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化现象，不能用于制备二氧化氮，B不可行；硫化氢为还原性气体，浓硫酸具有强氧化性，不能用浓硫酸与硫化钠固体反应制备该硫化氢气体，因为该气体会与浓硫酸发生氧化还原反应，C不可行；实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物，生成氯化钾和氧气，二氧化锰作催化剂，可用此方法制备氧气，D可行。
3．(2020·全国卷Ⅰ·9)下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是(　A　)

气体(杂质)
方法
A
SO2(H2S)
通过酸性高锰酸钾溶液
B
Cl2(HCl)
通过饱和的食盐水
C
N2(O2)
通过灼热的铜丝网
D
NO(NO2)
通过氢氧化钠溶液

【解析】　SO2和H2S都具有较强的还原性，都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化；因此用酸性高锰酸钾溶液除杂质H2S时，SO2也会被吸收，故A项不能实现除杂目的；氯气中混有少量的氯化氢气体，可以用饱和食盐水除去；饱和食盐水在吸收氯化氢气体的同时，也会抑制氯气在水中的溶解，故B项能实现除杂目的；氮气中混有少量氧气，在通过灼热的铜丝网时，氧气可以与之发生反应：2Cu＋O22CuO，而铜与氮气无法反应，因此可以采取这种方式除去杂质氧气，故C项能实现除杂目的；NO2可以与NaOH发生反应：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO与NaOH溶液不能发生反应；尽管NO可以与NO2一同跟NaOH发生反应：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，但由于杂质的含量一般较少，所以也不会对NO的量产生较大的影响，故D项能实现除杂的目的。
4．(2020·全国卷Ⅲ·10)喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是(　B　)


气体
溶液
A．
H2S
稀盐酸
B．
HCl
稀氨水
C．
NO
稀H2SO4
D．
CO2
饱和NaHCO3溶液

【解析】　由于硫化氢气体和盐酸不发生反应且硫化氢在水中的溶解度较小，烧瓶内外压强差变化不大，不会出现喷泉现象，A错误；氯化氢可以和稀氨水中的一水合氨发生反应，使烧瓶内外产生较大压强差，能够出现喷泉实验，B正确；一氧化氮不与硫酸发生反应且不溶于水，烧瓶内外不会产生压强差，不能发生喷泉现象，C错误；二氧化碳不会溶于饱和碳酸氢钠溶液中，烧瓶内外不会产生压强差，不能发生喷泉实验，D错误。
5．(2019·全国卷Ⅰ·9)实验室制备溴苯的反应装置如图所示，关于实验操作或叙述错误的是(　D　)

A．向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B．实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C．装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D．反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯
【解析】　向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液后二者会立即发生反应产生溴化氢和溴苯，所以需先打开K，A正确；由于反应过程是放热的，所以溴蒸气会挥发，溶解在CCl4中，故装置b中的液体逐渐变为浅红色，B正确；本实验中苯与溴发生取代反应会产生溴化氢，可以与碳酸钠发生反应，故装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢，C正确；因溴苯不是固体，是油状液体，所以反应后的混合液经稀碱溶液洗涤，分液后得到溴苯，D不正确。
6．(2019·全国卷Ⅱ·10)下列实验现象与实验操作不相匹配的是(　A　)

实验操作
实验现象
A
向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯后静置
溶液的紫色逐渐褪去，静置后溶液分层
B
将镁条点燃后迅速伸入集满CO2的集气瓶
集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生
C
向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸
有刺激性气味气体产生，溶液变浑浊
D
向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后加1滴KSCN溶液
黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变

【解析】　向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯，高锰酸钾被还原为Mn2＋，紫色逐渐褪去，乙烯被氧化为CO2，故静置后溶液不会分层，A错误；镁与CO2反应生成氧化镁和碳单质，故集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生，B正确；硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸发生氧化还原反应，生成SO2和S，故有刺激性气味气体产生，溶液变浑浊，C正确；FeCl3溶液与过量铁粉充分反应生成FeCl2溶液，黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变，D正确。
7．(2021·全国乙卷T)氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景，通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示)：

Ⅰ．将浓H2SO4、NaNO3、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中，剧烈搅拌下，分批缓慢加入KMnO4粉末，塞好瓶口。
Ⅱ．转至油浴中，35 ℃搅拌1小时，缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98 ℃并保持1小时。
Ⅲ．转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸馏水，而后滴加H2O2至悬浊液由紫色变为土黄色。
Ⅳ．离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。
Ⅴ．蒸馏水洗涤沉淀。
Ⅵ．冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。
回答下列问题：
(1)装置图中，仪器a、c的名称分别是__滴液漏斗__、__三颈烧瓶__，仪器b的进水口是__d__(填字母)。
(2)步骤Ⅰ中，需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴，原因是__反应放热，防止反应过快__。
(3)步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是__反应温度接近水的沸点，油浴更易控温__。
(4)步骤Ⅲ中，H2O2的作用是__2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑__(以离子方程式表示)。
(5)步骤Ⅳ中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在SO来判断。检测的方法是__取最后一次洗出液，滴加BaCl2溶液，若没有白色沉淀生成，则洗涤完成，否则没有完成__。
(6)步骤Ⅴ可用pH试纸检测来判断Cl－是否洗净，其理由是__H＋与Cl－电离平衡，洗出液接近中性时，可认为Cl－洗净__。
【解析】　(1)由图中仪器构造可知，a的仪器名称为滴液漏斗，c的仪器名称为三颈烧瓶；仪器b为球形冷凝管，起冷凝回流作用，为了使冷凝效果更好，冷却水要从d口进，a口出；
(2)反应为放热反应，为控制反应速率，避免反应过于剧烈，需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴；
(3)油浴和水浴相比，由于油的比热容较水小，油浴控制温度更加灵敏和精确，该实验反应温度接近水的沸点，故不采用热水浴，而采用油浴，故答案为反应温度接近水的沸点，油浴更易控温；
(4)由滴加H2O2后发生的现象可知，加入的目的是除去过量的KMnO4，则反应的离子方程式为2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O；
(5)该实验中为判断洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在SO来判断，检测方法是：取最后一次洗涤液，滴加BaCl2溶液，若没有沉淀说明洗涤完成；
(6)步骤IV用稀盐酸洗涤沉淀，步骤V洗涤过量的盐酸，H＋与Cl－电离平衡，洗出液接近中性时，可认为Cl－洗净。
8．(2021·全国甲卷)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：
(1)制备胆矾时，用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有__AC__(填标号)。
A．烧杯 B．容量瓶
C．蒸发皿 D．移液管
(2)将CuO加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为__CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O__，与直接用废铜和浓硫酸反应相比，该方法的优点是__不会产生二氧化硫且产生等量胆矾消耗硫酸少(硫酸利用率高)__。
(3)待CuO完全反应后停止加热，边搅拌边加入适量H2O2，冷却后用NH3·H2O调pH为3．5～4，再煮沸10 min，冷却后过滤。滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、__过滤__、乙醇洗涤、__干燥__，得到胆矾。其中，控制溶液pH为3．5～4的目的是__除尽铁，抑制硫酸铜水解__，煮沸10 min的作用是__破坏氢氧化铁胶体，易于过滤__。
(4)结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为m1，加入胆矾后总质量为m2，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为____(写表达式)。
(5)下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏高的是__①③__(填标号)。
①胆矾未充分干燥
②坩埚未置于干燥器中冷却
③加热时有少胆矾迸溅出来
【解析】　(1)制备胆矾时，根据题干信息可知，需进行溶解、过滤、结晶操作，用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有烧杯和蒸发皿，A、C符合题意；
(2)将CuO加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O；直接用废铜和浓硫酸反应生成硫酸铜与二氧化硫和水，与这种方法相比，将CuO加入到适量的稀硫酸中，加热制备胆矾的实验方案具有的优点是：不会产生二氧化硫且产生等量胆矾消耗硫酸少(硫酸利用率高)；
(3)硫酸铜溶液制硫酸铜晶体，操作步骤有加热蒸发、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥；CuO中含氧化铁杂质，溶于硫酸后会形成铁离子，为使铁元素以氢氧化铁形式沉淀完全，需控制溶液pH为3．5～4，酸性环境同时还可抑制铜离子发生水解；操作过程中可能会生成氢氧化铁胶体，所以煮沸10 min，目的是破坏氢氧化铁胶体，使其沉淀，易于过滤；
(4)称量干燥坩埚的质量为m1，加入胆矾后总质量为m2，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。则水的质量是(m2－m3)g，所以胆矾(CuSO4·nH2O)中n值的表达式为∶＝n∶1，解得n＝；
(5)①胆矾未充分干燥导致所测m2偏大，根据n＝可知，最终会导致结晶水数目测定值偏高，符合题意；②坩埚未置于干燥器中冷却，部分白色硫酸铜会与空气中水蒸气结合重新生成胆矾，导致所测m3偏大，根据n＝可知，最终会导致结晶水数目测定值偏低，不符合题意；
③加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出，会使m3数值偏小，根据n＝可知，最终会导致结晶水数目测定值偏高，符合题意。
9．(2020·全国卷Ⅱ·27)苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸，其反应原理简示如下：
＋KMnO4→＋MnO2
＋HCl→＋KCl
名称
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g·mL－1)
溶解性
甲苯
92
－95
110．6
0．867
不溶于水，易溶于乙醇
苯甲酸
122
122．4(100 ℃左右开始升华)
248
—
微溶于冷水，易溶于乙醇、热水

实验步骤：
①在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1．5 mL甲苯、100 mL水和4．8 g(约0．03 mol)高锰酸钾，慢慢开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。
②停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，并将反应混合物趁热过滤，用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水浴上干燥。称量，粗产品为1．0 g。
③纯度测定：称取0．122 g粗产品，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－1的KOH标准溶液滴定，三次滴定平均消耗21．50 mL的KOH标准溶液。
回答下列问题：
(1)根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶的最适宜规格为__B__(填标号)。
A．100 mL B．250 mL
C．500 mL D．1 000 mL
(2)在反应装置中应选用__球形__冷凝管(填“直形”或“球形”)，当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成，其判断理由是__无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化__。
(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是__除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气__；该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理，请用反应的离子方程式表达其原理__2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O__。
(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是__MnO2__。
(5)干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，可能出现的结果是__苯甲酸升华而损失__。
(6)本实验制备的苯甲酸的纯度为__86．0%__；据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于__C__(填标号)。
A．70% B．60%
C．50% D．40%
(7)若要得到纯度更高的苯甲酸，可通过在水中__重结晶__的方法提纯。
【解析】　(1)加热液体，所盛液体的体积不超过三颈烧瓶的一半，三颈烧瓶中已经加入100 mL的水，1．5 mL甲苯，4．8 g高锰酸钾，应选用250 mL的三颈烧瓶；(2)为增加冷凝效果，在反应装置中宜选用球形冷凝管，当回流液中不再出现油珠时，说明反应已经完成，因为没有油珠说明不溶于水的甲苯已经完全被氧化；(3)高锰酸钾具有强氧化性，能将Cl－氧化。加入适量的饱和亚硫酸氢钠溶液是为了除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气；该步骤亦可用草酸处理，生成二氧化碳和锰盐，离子方程式为：5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O；(4)由信息甲苯用高锰酸钾氧化时生成苯甲酸钾和二氧化锰，“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是MnO2；(5)苯甲酸100 ℃时易升华，干燥苯甲酸时，若温度过高，苯甲酸升华而损失；(6)由关系式C6H5COOH～KOH得，苯甲酸的纯度为0．010 00 mol·L－1×21．50×10－3 L××100%＝86．0%；1．5 mL甲苯理论上可得到苯甲酸的质量：×122 g·mol－1＝1．72 g，产品的产率为×100%＝50%；(7)提纯苯甲酸可用重结晶的方法。
10．(2020·全国卷Ⅲ·26)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__圆底烧瓶__，a中的试剂为__饱和食盐水__。
(2)b中采用的加热方式是__水浴加热__，c中化学反应的离子方程式是__Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O__，采用冰水浴冷却的目的是__避免生成NaClO3__。
(3)d的作用是__吸收尾气(Cl2)__，可选用试剂__AC__(填标号)。
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，__过滤__，__少量(冷)水洗涤__，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__紫__色。可知该条件下KClO3的氧化能力__小于__NaClO(填“大于”或“小于”)。
【解析】　(1)根据盛放MnO2粉末的仪器结构可知该仪器为圆底烧瓶；a中盛放饱和食盐水除去氯气中混有的HCl气体；(2)根据装置图可知盛有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；c中氯气在NaOH溶液中发生歧化反应生成氯化钠和次氯酸钠，结合元素守恒可得离子方程式为Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O；根据氯气与KOH溶液的反应可知，加热条件下氯气可以和强碱溶液反应生成氯酸盐，所以冰水浴的目的是避免生成NaClO3；(3)氯气有毒，所以d装置的作用是吸收尾气(Cl2)；A．Na2S可以将氯气还原成氯离子，可以吸收氯气，故A可选；B．氯气在NaCl溶液中溶解度很小，无法吸收氯气，故B不可选；C．氯气可以与Ca(OH)2或浊液反应生成氯化钙和次氯酸钙，故C可选；D．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，故D不可选；(4)b中试管为KClO3和KCl的混合溶液，KClO3的溶解度受温度影响更大，所以将试管b中混合溶液冷却结晶、过滤、少量(冷)水洗涤、干燥，得到KClO3晶体；(5)1号试管溶液颜色不变，2号试管溶液变为棕色，说明1号试管中氯酸钾没有将碘离子氧化，2号试管中次氯酸钠将碘离子氧化成碘单质，即该条件下KClO3的氧化能力小于NaClO；碘单质更易溶于CCl4，所以加入CCl4振荡，静置后CCl4层显紫色。
11．(2019·全国卷Ⅰ·27)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：

回答下列问题：
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是__碱煮水洗__。
(2)步骤②需要加热的目的是__加快反应__，温度保持80～95 ℃，采用的合适加热方式是__热水浴__。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为__C__(填标号)。

(3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是__将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，不引入杂质__。分批加入H2O2，同时为了__防止Fe3＋水解__，溶液要保持pH小于0．5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有__加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)__，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时失掉1．5个结晶水，失重5．6%。硫酸铁铵晶体的化学式为__NH4Fe(SO4)2·12H2O__。
【解析】　(1)铁屑表面的油污主要是油脂类的物质，所以可以加入热碱液使其水解除去。(2)步骤②需要加热的目的是加快反应速率，加速铁与稀硫酸的反应；温度保持80～95 ℃，在100 ℃以下，所以主要采取的是热水浴的方式进行加热；因硫化物主要产生的是H2S，H2S在水中溶解度不大且易与碱发生反应，所以用NaOH溶液吸收，并采用防止倒吸的装置。(3)步骤②中得到的滤液的主要成分是硫酸亚铁，而步骤③之后溶液的主要成分是硫酸铁，所以加入足量的H2O2的目的是将溶液中的Fe2＋转换成Fe3＋；当pH过大时，Fe3＋会产生沉淀，所以溶液要保持pH小于0．5。(4)步骤⑤主要是将溶液中的固体进行结晶，所以具体实验操作是加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。(5)设硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2·xH2O，其相对分子质量为266＋18x,1．5个水分子的相对分子质量为1．5×18＝27，则×100%＝5．6%，解得x＝12，则硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2·12H2O。
12．(2019·全国卷Ⅱ·28)咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇，熔点234．5 ℃，100 ℃以上开始升华)，有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%～5%，单宁酸(Ka约为10－6，易溶于水及乙醇)约3%～10%，还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如图所示。

索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发，蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入滤纸套筒1中，与茶叶末接触，进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时，经虹吸管3返回烧瓶，从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题：

(1)实验时需将茶叶研细，放入滤纸套筒1中，研细的目的是！！！增加固液接触面积，提取充分###。圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂，加热前还要加几粒__沸石__。
(2)提取过程不可选用明火直接加热，原因是__乙醇易挥发，易燃__。与常规的萃取相比，采用索氏提取器的优点是__使用溶剂量少，可连续萃取(萃取效率高)__。
(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂。与水相比，乙醇作为萃取剂的优点是__乙醇沸点低，易浓缩__。
“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外，还有__AC__(填标号)
A．直形冷凝管 B．球形冷凝管
C．接收瓶 D．烧杯
(4)浓缩液加生石灰的作用是中和__单宁酸__和吸收__水__。

(5)可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热，咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结，该分离提纯方法的名称是__升华__。
【解析】　(1)实验时将茶叶研细，可增加固液接触面积，提取更加充分，加热液体需要防止液体暴沸，故应该加入沸石。(2)乙醇易挥发，易燃，故不能用明火直接加热；由题干中索氏提取的原理可知溶剂可反复使用，采用索氏提取器使用溶剂少，可连续萃取。(3)与水相比，乙醇沸点
低，易浓缩，适用于“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂。“蒸馏浓缩”的操作原理为蒸馏，需选用的仪器有圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管、直形冷凝管、接收瓶，故选AC。(4)由“茶叶中含咖啡因约1%～5%、单宁酸约3%～10%”可知，浓缩液中含有单宁酸和水，加生石灰的作用是中和单宁酸和吸收水。(5)由“咖啡因是一种生物碱，100 ℃以上开始升华”，再结合简易装置图，可知分离提纯方法为升华。
　　　　　　
化学实验选择题考查点较为分散、涉及面广，试题难度不大，预计在2022年高考中，仍会以图表、装置图或文字描述等形式，考查化学实验的基本操作、仪器的创新使用，以元素化合物知识为基础，以分离、提纯为载体，对物质分离提纯的仪器使用，除杂试剂的选择进行考查，重点考查实验操作、目的、现象和结论之间的逻辑关系判断。
预测2022年高考中，化学实验在非选择题部分仍将结合新情境、新装置图进行综合考查，以物质的制备为载体，结合实验操作、仪器的使用、物质的分离、提纯、检验及纯度计算，对综合实验中某一环节或某一步骤进行方案设计或评价；以探究物质的性质或反应原理为命题主线、涉及性质或反应原理的预测、验证、结论等几个环节；以工艺流程为载体，考查实验操作、仪器的使用、物质的分离、提纯、陌生氧化还原方程式或离子方程式的书写等仍会是高考命题的热点。

必备知识·整合
BI BEI ZHI SHI ZHENG HE
一、化学实验基础
1．实验仪器的选择方法
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(4)除杂仪器的选择—
2．常见仪器的“一材多用”

应变换思维角度，注意常用仪器的非常规使用及“一材多用”。例如：干燥管除用于干燥气体外，还可以用于组装防倒吸装置(如图①)、组装类似启普发生器装置(如图②)；集气瓶除用于收集气体外，还可用于贮存气体(如图③)、测量气体体积(如图④)、作洗气瓶(如图⑤)等用途，图⑥既可以收集密度比空气大的气体(“长进短出”)，也可以收集密度比空气小的气体(“短进长出”)，还可以作为安全瓶(“短进长出”)等。
3．实验基本操作与实验安全中的注意点
(1)酸式滴定管不能装碱性溶液，碱式滴定管不能装酸性溶液。
(2)容量瓶不能长期存放溶液，更不能作为反应容器，也不可加热，瓶塞不可互用。
(3)烧瓶、烧杯、锥形瓶不可直接加热。
(4)pH试纸不能直接蘸取待测液。
(5)药品不能入口，也不能用手直接接触，实验剩余药品不能放回原处(K、Na等除外)，不能随意丢弃，要放入指定容器中。
(6)中和滴定实验中锥形瓶不能用待装液润洗。
(7)温度计不能代替玻璃棒用于搅拌，测液体温度时不能与容器内壁接触。
(8)用天平称量药品时，药品不能直接放在托盘上。
(9)量筒不能用来配制溶液或进行化学反应，更不能用来加热或量取热的溶液。
(10)试纸不能直接用手拿，要用镊子夹取。
(11)配制一定物质的量浓度的溶液时，定容摇匀后液面低于容量瓶刻度线时不能再补加蒸馏水。
4．物质分离与提纯的四种类型
(1)“固＋固”混合物的分离(提纯)

(2)“固＋液”混合物的分离(提纯)

(3)“液＋液”混合物的分离(提纯)

(4)“气＋气”混合物的分离(提纯)

5．物质检验的技巧和要求
(1)先物理后化学。先利用物质的特殊颜色、状态、气味、焰色反应等进行检验，后利用化学反应检验。
(2)先常温后加热。先鉴别出常温下反应的物质，后鉴别加热条件下反应的物质。
(3)先分组后“逐一”。根据阴(阳)离子或官能团的性质分成若干组，然后再逐一鉴别。
(4)检验反应要求具有一定的选择性、典型性和明显性的外部特征。如品红溶液检验SO2，KSCN溶液检验Fe3＋，湿润的红色石蕊试纸检验NH3等颜色的改变，或气体的生成，或沉淀的生成和溶解等特征现象。
(5)检验反应时常需排除干扰，如检验SO应排除CO、SO等干扰，检验Fe2＋、Fe3＋混合溶液中的Fe2＋和检验CO2、SO2混合气体中的CO2等。
(6)通过①观察颜色；②反应现象；③共存关系；④电荷守恒；⑤来龙去脉，追踪推断物质组成成分中一定含有、一定不含有、可能含有某物质(离子)。
二、综合实验设计与评价
(一)实验装置的连接与实验条件的控制
1．气体制备装置的选择与连接——“五审”

2．常见实验装置
(1)无机实验
①常见的气体发生装置

②常见的净化装置——用于除去气体中的杂质气体

③常见的气体收集装置

④常见的量气装置——通过排液法测量气体的体积

⑤有毒气体的处理装置

(2)有机实验
①反应装置

②蒸馏装置

③高考真题中出现的实验装置

3．实验条件控制的操作与目的
条件控制是化学实验的重要手段，通过控制条件可以使反应向着实际需要的方向进行与转化。
(1)化学实验中温度控制的目的
①加热的目的：加快化学反应速率或使化学平衡向某方向移动。
②降温的目的：防止某物质在高温时分解或使化学平衡向某方向移动。
③控制温度在一定范围的目的：若温度过低，则反应速率(或溶解速率)较慢；若温度过高，则某物质(如H2O2、氨水、草酸、浓硝酸、铵盐等)会分解或挥发。
④水浴加热的好处：受热均匀，温度可控，且温度不超过100 ℃。
⑤冰水浴冷却的目的：防止某物质分解或挥发。
⑥趁热过滤的原因：保持过滤温度，防止温度降低后某物质析出。
⑦减压蒸发的原因：减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止某物质分解(如浓缩双氧水需减压蒸发低浓度的双氧水溶液)。
(2)化学实验中控制气体流速的操作与目的
①H2还原金属氧化物(如CuO)的实验中，先通入一段时间H2的目的是排尽装置中的空气，防止加热时H2与O2混合发生爆炸。
②测定某铁硫化物(FexSy)的组成实验如下图所示：

实验中通过控制滴加分液漏斗中水的流速来控制产生O2的流速，当实验结束后(即硬质试管中固体质量不再改变时)，继续向烧瓶中滴加水，目的是利用产生的O2将装置中的SO2驱赶至D装置中，以保证反应产生的SO2被NaOH溶液完全吸收。
(二)物质的制备与物质的检验
1．熟知物质制备实验的解题流程
分析制
备流程

熟悉重
要仪器

特殊实验
装置分析
①制备在空气中易吸水、潮解以及水解的物质(如Al2S3、AlCl3等)，往往在装置的末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气的进入。
②用液体吸收气体，若气体溶解度较大，要加防倒吸装置。
③若制备物质易被空气中氧气氧化，应加排空气装置
依据反应
特点作答
加热操作：①使用可燃性气体(如：H2、CO、CH4等)，先用原料气赶走系统内的空气，再点燃酒精灯加热，以防止爆炸。
②制备一些易与空气中的成分发生反应的物质(如H2还原CuO的实验)，反应结束时，应先熄灭酒精灯，继续通原料气至试管冷却。
有机制备：①有机物易挥发，反应中通常采用冷凝回流装置，以提高原料的利用率和产物的产率。
②在实验中需要控制反应条件，以减少副反应的发生。
③根据产品与杂质的性质特点，选择合适的分离提纯方法

2．物质的检验与鉴别(定)方法
(1)物质检验的一般方法

(2)物质检验中干扰因素的排除
①离子检验中的干扰因素及排除措施(括号中为干扰离子)

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②气体检验中干扰因素的排除
先检验出具有干扰作用的气体，并除去该气体，而且要确认该气体已经除尽，再检验其余气体。例如，验证“灼热木炭粉与浓硫酸反应后的气体生成物”流程：
气体→无水CuSO4干燥管检验H2O→品红溶液检验SO2→KMnO4溶液除去SO2→品红试液检验SO2除尽→通入澄清石灰水检验CO2。
(三)物质性质与物质组成探究
1．探究(验证)性质实验设计原则
对物质所具备的性质，从化学实验中寻求证据，设计实验方案的原则是操作简单，现象明显，安全可行。
2．探究性质实验设计依据与评价技巧
分析物质结构的特点或从物质所属类型的代表物去推测物质可能具有一系列性质，提出合理的实验方案，探索物质可能具有的各种性质。
(1)实验简单易行。要尽量避免使用高压和特殊催化剂等实验室难以达到的条件。
(2)实验顺序科学。要对各个实验步骤进行统一的规划和安排，保证实验准确高效，同时要减少副反应的发生和避免实验步骤间的相互干扰。
(3)实验现象直观。如“证明CH3COOH是弱电解质”的实验，可配制一定浓度的CH3COONa溶液，用pH试纸测溶液的pH，通过测定的结果pH>7得出结论，该实验既操作简便又现象明显。
(4)实验结论可靠。要反复推敲实验步骤和多方论证实验结果，做到实验结论准确可靠。

关键能力·突破
GUAN JIAN NENG LI TU PO　　　　　　　　　　　
考点一　化学实验基础
角度　仪器识别与实验基本操作
典例1　＋＋＋(2021·重庆模拟)下列实验中，对应的仪器(夹持装置和加热装置均可满足)、现象和相关说明均正确的是(　D　)
选项
实验内容
选用仪器
实验说明
A
除去HCl中混有的Cl2
装有饱和食盐水的洗气瓶
利用物质溶解度差异洗气除杂
B
分离硝基苯和苯的混合物
圆底烧瓶、直形冷凝管、牛角管、锥形瓶
利用物质沸点差异进行分离操作
C
证明元素的非金属性：Cl＞C＞Si
盛有稀盐酸的分液漏斗、盛有Na2CO3溶液的试管、盛有Na2SiO3溶液的试管、导管和橡皮塞
应在盛装Na2CO3溶液和Na2SiO3溶液间增加一个盛有NaHCO3的洗气瓶才能达到实验目的
D
比较H2C2O4和H2CO3的酸性
测定常温时，相同物质的量浓度的NaHC2O4溶液与NaHCO3溶液的pH
通过pH(NaHC2O4)＜pH(NaHCO3)，可以证明酸性：H2C2O4＞H2CO3

【解析】　HCl极易溶于水，氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，通过饱和食盐水除去了HCl，不符合除杂原则，故A错误；硝基苯和苯互溶，但沸点不同，可以通过蒸馏分离，蒸馏需要的仪器除了圆底烧瓶、直形冷凝管、牛角管、锥形瓶，还需要酒精灯、温度计等，仪器不全，不能完成实验，故B错误；盐酸易挥发，挥发出来的HCl也能与Na2SiO3溶液反应生成白色沉淀，因此需要在盛装Na2CO3溶液和Na2SiO3溶液间增加一个盛有NaHCO3的洗气瓶，但HCl不是Cl元素的最高价含氧酸，不能比较非金属性：Cl＞C＞Si，故C错误；通过测定常温时，相同物质的量浓度的NaHC2O4溶液与NaHCO3溶液的pH，pH(NaHC2O4)＜pH(NaHCO3)，根据越弱越水解，可以判断酸性：H2C2O4＞H2CO3，实验设计和结论均正确，故D正确。

方法技巧
(1)对仪器的性能和适用范围掌握要透彻，如蒸发皿和坩埚、量筒和容量瓶的适用范围不同。
①具有氧化性的试剂(如溴水、氯水、HNO3溶液)能氧化橡胶，所以不能用带有橡胶塞的试剂瓶保存，也不能用碱式滴定管量取。
②量取液体时要注意精度要求，如量筒只能量取10．0 mL溶液，不能量取10．00 mL溶液。量器[如容量瓶、量筒、酸(碱)式滴定管]：选择规格等于或大于(尽量接近)所需液体的体积，如量取50．0 mL溶液应选取50．0 mL量筒，不能用100．0 mL量筒等。
(2)对物质的性质掌握要透彻，如水与CCl4的相对密度大小，气体的溶解度、液体的挥发性、固体的升华、相似相溶性、乙烯被高锰酸钾酸性溶液氧化的产物是CO2、硫代硫酸钠遇酸发生歧化反应的性质等。
(3)对操作方法掌握要准确透彻。

角度　微型实验设计与评价
典例2　＋＋＋(2021·南京模拟)某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。

已知：在溶液中FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。下列说法中不正确的是(　D　)
A．装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液
B．若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应
C．实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞
D．装置J收集的气体中一定不含NO
【解析】　稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，一氧化氮能够被氧气氧化，因此实验前需要通入氮气，排尽装置中的空气，硝酸具有挥发性，生成的一氧化氮中混有少量硝酸蒸气，可以通过水吸收后再干燥，干燥的一氧化氮在装置H中与铜反应，未反应的NO可以利用硫酸亚铁溶液检验。装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液，A项正确；NO和Cu反应，铜被氧化为CuO，所以若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应，B项正确；实验结束后，为了防止倒吸，需要先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞，C项正确；由于FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)为可逆反应，装置J收集的气体中可能含有NO，D项错误。

思维建模
解答装置图题目的一般方法
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角度　物质的制备、分离和提纯
典例3　＋＋＋利用废蚀刻液(含FeCl2、CuCl2及FeCl3)制备碱性蚀刻液[Cu(NH3)4Cl2溶液]和FeCl3·6H2O的主要步骤：用H2O2氧化废蚀刻液，制备氨气，制备碱性蚀刻液[CuCl2＋4NH3===Cu(NH3)4Cl2]、固液分离，用盐酸溶解沉淀并制备FeCl3·6H2O。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是(　D　)

A．用装置甲制备NH3
B．用装置乙制备Cu(NH3)4Cl2并沉铁
C．用装置丙分离Cu(NH3)4Cl2溶液和Fe(OH)3
D．用装置丁将FeCl3溶液蒸干制备FeCl3·6H2O
【解析】　实验室制备氨气，可用氢氧化钙、氯化铵在加热条件下进行，故A正确；氨气易溶于水，注意防止倒吸，氨气与溶液反应生成Cu(NH3)4Cl2和氢氧化铁，故B正确；分离固体和液体，可用过滤的方法，故C正确；应在蒸发皿中蒸发，且避免氯化铁水解，更不能直接蒸干，故D错误。

题后反思
化学方法分离、提纯物质的“四原则”
(1)不增：指不能引入新的杂质
(2)不减：指应尽可能减少被分离与提纯的物质的损失。
(3)易分离：指如果使用试剂除去杂质时，要求反应后的产物跟被提纯的物质容易分离。
(4)易复原：指分离物或被提纯的物质都要容易复原。

角度　图表型逻辑关系的判断
典例4　＋＋＋(2021·长春模拟)下列有关实验现象和解释或结论都正确的选项是(　D　)
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
向某无色溶液中加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中
澄清石灰水变浑浊
原溶液中一定含有CO或HCO
B
将NaClO溶液滴到pH试纸上
测得
pH＝9．8
NaClO溶液水解显碱性
C
两支试管各盛0．1 mol/L 4 mL酸性高锰酸钾溶液，分别加入0．1 mol/L 2 mL草酸溶液和0．2 mol/L 2 mL草酸溶液
加入0．2 mol/L草酸溶液试管中，高锰酸钾溶液褪色更快
反应物浓度越大，反应速率越快
D
把SO2通入紫色石蕊试液中
紫色溶液变红
SO2的水溶液呈酸性

【解析】　能使澄清石灰水变浑浊的气体可能是二氧化碳也可能是二氧化硫，故原溶液中还可能存在亚硫酸酸根或亚硫酸氢根离子，A错误；NaClO溶液有强氧化性，可使pH试纸褪色，无法测出pH，应用pH计，B错误；高锰酸钾与草酸反应方程式为2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O，两支试管各盛0．1 mol/L 4 mL酸性高锰酸钾溶液，分别加入0．1 mol/L 2 mL草酸溶液和0．2 mol/L 2 mL草酸溶液，高锰酸钾是过量的，颜色不会完全褪去，C错误；二氧化硫通入石蕊溶液中，二氧化硫与水反应，生成了亚硫酸，亚硫酸能使石蕊溶液变红，且二氧化硫不能使石蕊溶液褪色，D正确。

答题模板
解答有关表格分析型实验题的思维模型
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〔类题通关〕
1．(2021·重庆模拟)下列实验操作能达到目的的是(　D　)
A
B
C
D




分离碘酒
中的碘
蒸发
检查装置
气密性
读取气
体体积

【解析】　碘易溶于乙醇，不能用萃取的方式分离，A错误；蒸发皿可以直接加热不需要加石棉网，B错误；检查气密性应选择分液漏斗，长颈漏斗与外界相通，不能检验是否漏气，C错误；排水法测体积且量筒读数与体积数吻合，D正确。
2．(2021·银川模拟)溴化苄是重要的有机合成工业原料，可由苯甲醇为原料合成，实验原理及装置如图所示。反应结束后，反应液可按下列步骤分离和纯化：静置→分液→水洗→纯碱洗→水洗→干燥→减压蒸馏。
CH2OH＋HBrCH2Br＋H2O

下列有关说法不正确的是(　D　)
A．实验时，应该先从冷凝管接口b处通水，后加热至反应温度
B．该实验适宜用水浴加热
C．浓硫酸作催化利和吸水剂
D．在水洗操作中往往因为振摇而使得分液漏斗中出现大量气体，可以通过打开上口瓶塞的方式来放气
【解析】　实验时，应该先从冷凝管接口b处(下口)通水，a处(上口)出水，后加热至反应温度，A正确；该反应的温度为55～58 ℃，宜采用水浴加热，B正确；该反应的产物有水，故浓硫酸既作催化剂，又作吸水剂，C正确；在水洗的过程中，分液漏斗中产生的气体要放出，放气的操作为将分液漏斗倒置，用手顶紧上口活塞，将下口斜向上对准安全位置，不时慢慢旋开下口的活塞，放出易挥发物质的蒸气，这样反复操作几次，当产生的气体很少时，再剧烈振荡几次，把漏斗放在漏斗架上静置，D错误。
3．(2021·山师大附中模拟)下列实验设计及操作能达到相应实验目的的是(　B　)
选项
实验目的
实验设计及操作
A
验证溴与苯发生取代反应
向苯与浓溴水的混合液中加入铁粉，将产生的气体先通入足量四氯化碳洗气，再通入AgNO3溶液中
B
测定样品FeC2O4(含少量FeSO4杂质)含量
取质量为m g的样品配制溶液后，用已知浓度高锰酸钾滴定，记录用量V1；适量还原剂还原Fe3＋后，过滤并酸化滤液，高锰酸钾二次滴定用量V2计算可得含量
C
重结晶法提纯苯甲酸
将苯甲酸在较高温度下配成饱和溶液后，再加少量蒸馏水，趁热过滤，静置，冰水中冷却结晶，滤出晶体
D
验证SO2的漂白性
向蓝色石蕊溶液中通入足量二氧化硫气体，可以观察到溶液先变红后褪色

【解析】　苯与溴(铁作催化剂)发生取代反应，溴为液溴不能用浓溴水，溴水与苯不反应，本实验设计不能完成实验目的，故A错误；(V1－V2)mL是将草酸根离子氧化时消耗高锰酸钾溶液的体积，根据高锰酸钾与草酸根离子反应的方程式，从而计算出草酸根离子的物质的量，进一步求得草酸亚铁的物质的量，即可得到草酸亚铁的含量，故B正确；静置后，使滤液缓慢冷却结晶，不能放在冰水中冷却，故C错误；向蓝色石蕊溶液中通入足量二氧化硫气体，可以观察到溶液只变红，故D错误。
4．(2021·南宁模拟)用如图所示装置进行下列实验，装置正确并能达到实验目的的是(　D　)

选项
①中试剂
②中溶液
实验目的
A
浓硫酸、木炭粒
澄清石灰水
检验反应生成物有CO2气体
B
乙醇、乙酸、浓硫酸
饱和碳酸钠溶液
制取乙酸乙酯
C
NaHCO3(s)
澄清石灰水
验证NaHCO3(s)的热稳定性
D
Na2SO3(s)，25%H2SO4
溴水
验证SO2的还原性

【解析】　浓硫酸在加热条件下与木炭反应生成CO2和SO2两种气体，都能使澄清石灰水变浑浊，故A错误；制取乙酸乙酯时导气管口应置于饱和碳酸钠溶液液面上方，不应插入液面下，以防止倒吸，故B错误；在试管中加热固体物质时，试管口应略向下倾斜，故C错误；Na2SO3(s)和25%H2SO4反应生成SO2，SO2可以使溴水褪色，体现的是SO2的还原性，故D正确。
考点二　综合实验设计与评价
角度　制备型综合实验
典例1　＋＋＋(2021·山东高考)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__排除装置中的空气__；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__直形冷凝管__，证明WO3已被完全还原的现象是__淡黄色固体变为银白色__。
(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__吸收多余氯气，防止污染空气；防止空气中的水蒸气进入E__；操作④是__再次通入N2__，目的是__排除装置中的H2__。
(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分钟，盖紧称重为m2 g；再开盖加入待测样品并计时1分钟，盖紧称重为m3 g，则样品质量为__(m3＋m1－2m2)__g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。
②滴定：先将WCl6转化为可溶的Na2WO4，通过IO离子交换柱发生反应：WO＋Ba(IO3)2===BaWO4＋2IO；交换结束后，向所得含IO的溶液中加入适量酸化的KI溶液，发生反应：IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O；反应完全后，用Na2S2O3标准溶液滴定，发生反应：I2＋2S2O===2I－＋S4O。滴定达终点时消耗c mol·L－1的Na2S2O3溶液V mL，则样品中WCl6(摩尔质量为M 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分钟，则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将__不变__(填“偏大”“偏小”或“不变”)，样品中WCl6质量分数的测定值将__偏大__(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【解析】　(1)用H2还原WO3制备W，装置中不能有空气，所以先通N2，其目的是排除装置中的空气；由仪器构造可知仪器A的名称为直形冷凝管；WO3为淡黄色固体，被还原后生成W为银白色，所以能证明WO3已被完全还原的现象是淡黄色固体变为银白色；
(2)由信息可知WCl6极易水解，W与Cl2反应制取WCl6时，要在B处加装盛有碱石灰的干燥管，防止空气中的水蒸气进入E中，所以碱石灰的作用其一是吸收多余氯气，防止污染空气；其二是防止空气中的水蒸气进入E；在操作⑤加热，通Cl2之前，装置中有多余的H2，需要除去，所以操作④是再次通入N2，目的是排除装置中的H2；
(3)①根据分析，称量时加入足量的CS2，盖紧称重为m1 g，由于CS2易挥发，开盖时要挥发出来，称量的质量要减少，开盖并计时1分钟，盖紧称重m2 g，则挥发出的CS2的质量为(m1－m2)g，再开盖加入待测样品并计时1分钟，又挥发出(m1－m2)g的CS2，盖紧称重为m3 g，则样品质量为m3 g＋2(m1－m2)g－m1 g＝(m3＋m1－2m2)g；
②滴定时，根据关系式：WO～2IO～6I2～12S2O，样品中n(WCl6)＝n(WO)＝n(S2O)＝cV×10－3mol，m(WCl6)＝cV×10－3 mol×M g/mol＝ g，则样品中WCl6的质量分数为：×100%＝%；根据测定原理，称量时，若加入待测样品后，开盖时间超过1分钟，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。

方法技巧
制备实验方案设计与评价类试题的答题策略
(1)制备方案的实验流程与考法

(2)方案评价：①可行性角度；②绿色化学角度；
③安全性角度；④规范性角度

角度　探究型综合实验
典例2　＋＋＋(2021·南京师大附中模拟)高铁酸钾(K2FeO4)为高效净水剂，紫色固体，易溶于水，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性溶液中完全、快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。某实验小组制备高铁酸钾并探究其性质。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)

①装置B中所用试剂为__饱和食盐水__。
②C中得到紫色固体和溶液，C中发生的主要反应为__3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O__(用化学方程式表示)。
(2)探究K2FeO4的性质
①将K2FeO4溶液滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象能否证明酸性条件下FeO与MnO氧化性的强弱关系，请说明理由：__能，FeO在过量酸的作用下完全转化为Fe3＋和O2，溶液浅紫色一定是MnO的颜色(或不能，补充对比实验，向K2FeO4紫色溶液中滴加过量稀H2SO4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)__。
②取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，某同学设计了以下方案：取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。该方案并不完善，因为溶液变红的原因可能是__4FeO＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O__，__Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3__(用离子方程式表示)，重新设计实验方案，证明是K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2：将装置C中混合物过滤，__将所得固体用KOH溶液充分洗涤，再用KOH溶液将少量固体溶解，得到紫色溶液，向溶液中滴加盐酸，产生黄绿色气体，使湿润的淀粉KI试纸变蓝__。[实验中必须使用的试剂：盐酸、KOH溶液、淀粉碘化钾试纸]
【解析】　(1)①装置A是制备Cl2的装置，装置B为净化装置，用于除去Cl2中的HCl，装置B中所用试剂为饱和食盐水；②在碱性条件下Cl2可以氧化Fe(OH)3制取K2FeO4，反应方程式为3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O；(2)①K2FeO4在酸性溶液中具有强氧化性，能将Mn2＋氧化成MnO，溶液呈浅紫色证明含有MnO，故理由是：能，FeO在过量酸的作用下完全转化为Fe3＋和O2，溶液浅紫色一定是MnO的颜色(或不能，补充对比实验，向K2FeO4紫色溶液中滴加过量稀H2SO4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)；②K2FeO4具有强氧化性，在酸性溶液中快速产生O2，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色是由于Fe3＋与SCN－结合成血红色的配合物，用离子方程式表示原因为4FeO＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3；为了证明是K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2：将装置C中混合物过滤，将所得固体用KOH溶液充分洗涤，再用KOH溶液将少量固体溶解，得到紫色溶液，向溶液中滴加盐酸，产生黄绿色气体，由于氯气能够把碘离子氧化为碘单质，所以氯气使湿润的淀粉KI试纸变蓝。

思维建模
性质探究型实验题的解题思路
(1)巧审题，明确实验目的和原理。实验原理可从题给的化学情境(或题首所给实验目的)并结合元素化合物、化学实验基本操作、化学反应基本原理等有关知识获取。
(2)想过程，理清实验操作的先后顺序。根据实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定实验操作的方法、步骤，把握各步实验操作的要点，理清实验操作的先后顺序。
(3)看准图，分析各项实验装置的作用。在解答过程中，要认真细致地分析图中所示的各项装置，并结合实验目的和原理，确定它们在该实验中的作用。
(4)细分析，得出正确的实验结论。在分析实验现象(或数据)的过程中，要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因，或从有关数据中归纳出定量公式，绘制变化曲线等。

角度　定量型综合实验
典例3　＋＋＋(2021·重庆模拟)碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂，是一种绿色或墨绿色结晶性粉末，难溶于水，溶于稀酸和氨水，在空气中十分稳定。
Ⅰ．模拟制备碱式氯化铜。向CuCl2溶液中通入NH3和HCl，调节pH至5．0～5．5，控制反应温度于70～80 ℃，实验装置如图所示(部分夹持装置已省略)。

(1)仪器X的名称是__球形干燥管__，其主要作用有导气、__防倒吸__。
(2)实验室利用装置A制NH3，发生反应的化学方程式为__2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O__。
(3)反应过程中，在三颈烧瓶内除观察到溶液蓝绿色褪去，还可能观察到的现象有__溶液中有大量墨绿色固体产生，三颈烧瓶中有白烟__。
Ⅱ．无水碱式氯化铜组成的测定。称取产品4．29 g，加硝酸溶解，并加水定容至200 mL，得到待测液。
(4)铜的测定：取20．00 mL待测液，经测定Cu2＋浓度为0．2 mol·L－1。则称取的样品中n(Cu2＋)＝__0．04__mol。
(5)采用沉淀滴定法测定氯：用NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3(已知：AgSCN是一种难溶于水的白色固体)，实验如下图：

①滴定时，应选用下列哪种物质作为指示剂__b__(填标号)。
a．FeSO4　　　b．Fe(NO3)3　　　c．FeCl3
②重复实验操作三次，消耗NH4SCN溶液的体积平均为10．00 mL。则称取的样品中n(Cl－)＝__0．02__mol。
(6)根据上述实验结果可推知无水碱式氯化铜的化学式为__Cu2(OH)3Cl__。
【解析】　(1)仪器X的名称是球形干燥管，氨气极易溶于水，因此球形干燥管主要作用有导气、防倒吸；
(2)实验室利用装置A制NH3，主要是用NH4Cl和Ca(OH)2加热反应制得氨气，其化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；
(3)反应过程中，在三颈烧瓶内除观察到溶液蓝绿色褪去，还可能观察到的现象有溶液中有大量墨绿色固体产生，三颈烧瓶中有白烟，主要是氨气和HCl反应生成；
(4)铜的测定：取20．00 mL待测液，经测定Cu2＋浓度为0．2 mol·L－1．则称取的样品中n(Cu2＋)＝0．2 mol·L－1．×0．2 L＝0．04 mol；
(5)①过量硝酸银将氯离子沉淀，剩余的银离子用NH4SCN标准溶液滴定，因此滴定时，不能添加氯离子，硫氰根离子与铁离子显红色，因此应选用Fe(NO3)3作为指示剂即b；
②重复实验操作三次，消耗NH4SCN溶液的体积平均为10．00 mL。则称取的样品中n(Cl－)＝(0．1 mol·L－1×30×10－3－0． 1mol·L－1×10×10－3)×10＝0．02 mol；
(6)根据前面分析，产品4．29 g里含n(Cu2＋)＝0．04 mol，n(Cl－)＝0．02 mol，n(OH－)＝＝0．06 mol，可推知无水碱式氯化铜的化学式为Cu2(OH)3Cl。

方法技巧
常见的计算方法
(1)关系式法
多步反应是多个反应连续发生，各反应物、生成物之间存在确定的物质的量关系，根据有关反应物、生成物之间物质的量的关系，找出已知物的量与未知物的量间的数量关系；列比例式求解，能简化计算过程。
(2)守恒法
所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。在化学变化中有各种各样的守恒，如质量守恒、原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒等。根据守恒关系可列等式求解。

〔类题通关〕
1．(2021·成都模拟)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)，也称为保险粉，常在染料、药品的生产里作还原剂或漂白剂。已知 Na2S2O4 易溶于水，难溶于甲醇，易被空气氧化，遇水迅速分解，在碱性条件下较稳定，可与盐酸发生反应：2Na2S2O4＋4HCl===4NaCl＋S↓＋3SO2↑＋2H2O。实验室常用甲酸钠(HCOONa)法制备Na2S2O4，操作步骤与装置图(夹持仪器略去)如图：

Ⅰ．安装好整套装置，检查装置气密性， 然后再加入相应的试剂。
Ⅱ．向装置中先通入一段时间N2，再向装置中通入SO2。
Ⅲ．控制温度60～70 ℃，向甲酸钠的甲醇溶液中，边搅拌边滴加Na2CO3甲醇溶液， 即可生成Na2S2O4。
Ⅳ．冷却至40～50 ℃，过滤，洗涤干燥。回答下列问题：
(1)仪器A的名称是__恒压滴液漏斗__。
(2)步骤Ⅱ中要先通入一段时间N2，目的是__排干净装置内的空气，避免Na2S2O4被O2氧化__。
(3)步骤Ⅲ中的HCOONa 被氧化为CO2，生成Na2S2O4 的化学方程式为__2HCOONa＋4SO2＋Na2CO3===2Na2S2O4＋H2O＋3CO2__。
(4)步骤Ⅳ用甲醇对Na2S2O4进行洗涤可提高纯度，简述洗涤步骤：在无氧环境中__将Na2S2O4置于漏斗，加入甲醇至浸没晶体，待甲醇自然流尽，重复2～3次__。
(5)在包装保存“保险粉”时可加入少量的Na2CO3固体，目的是__Na2CO3能够提供碱性环境，使保险粉更稳定__，保存时还应注意__密封干燥阴凉__。
(6)隔绝空气加热Na2S2O4固体，可得到产物Na2SO3和Na2S2O3。某实验小组由于没有做到完全隔绝空气，得到的产物中还含有Na2SO4。完成表中的内容，证明该分解产物中含有Na2SO4。(可选试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、KMnO4溶液)
实验步骤
预期的实验现象
步骤1：取少量分解产物于试管，加水溶解，加入足量稀盐酸
现象1：__产生有刺激性气味的气体和淡黄色沉淀__
步骤2：过滤，__取滤液于新的试管中，加入BaCl2溶液__
现象2：__产生白色沉淀__

【解析】　(1)仪器A的名称是恒压滴液漏斗；
(2)Na2S2O4易被空气氧化，所以步骤Ⅱ中要先通入一段时间N2，目的是排干净装置内的空气，避免Na2S2O4被O2氧化；
(3)HCOONa被氧化为CO2，C元素化合价由＋2升高为＋4，SO2生成Na2S2O4，S由＋4变为＋3，方程式为：2HCOONa＋4SO2＋Na2CO3===2Na2S2O4＋H2O＋3CO2；
(4)Na2S2O4难溶于甲醇，所以用甲醇洗涤的步骤为：将Na2S2O4置于漏斗，加入甲醇至浸没晶体，待甲醇自然流尽，重复2～3次；
(5)由于Na2S2O4在碱性条件下较稳定，而Na2CO3能够提供碱性环境，使保险粉更稳定；由于Na2S2O4易溶于水，易被空气氧化，遇水迅速分解，所以要密封干燥阴凉处保存。
(6)步骤1：取少量分解产物于试管，加水溶解，加入足量稀盐酸，产生有刺激性气味的气体和淡黄色沉淀，气体为二氧化硫，淡黄色沉淀为硫单质；步骤2：过滤，取滤液于新的试管中，加入 BaCl2溶液，产生白色沉淀，白色沉淀为硫酸钡沉淀。
2．(2021·成都模拟)实验室熔融法合成高锰酸钾的反应原理：将软锰矿(主要成分为MnO2)、碱和KClO3(还原产物为KCl)混合强热共熔，即可得到墨绿色的锰酸钾熔体。然后再电解锰酸钾溶液得到高锰酸钾。
[实验Ⅰ]：KMnO4合成步骤过程如下图所示：

[实验Ⅱ]：KMnO4纯度测定
称取自制的KMnO4晶体2．000 g，配制成250．00 mL溶液。取25．00 mL 0．1 000 mol/L草酸标准液溶液于锥形瓶中，加入25．00 mL 1 mol/L硫酸，混合均匀后加热到75～85 ℃，用KMnO4溶液滴定，重复操作3次，平均消耗20．00 mL KMnO4溶液。
请根据上述实验回答下列问题：
(1)“容器Ⅰ”的名称是__铁坩埚__。加热过程中需要不断搅拌，搅拌仪器名称是__铁棒__。
(2)操作②的名称是__过滤__。烘干操作中温度不能过高的原因是__高锰酸钾受热易分解__。
(3)“容器Ⅰ”中发生反应的化学方程式是__3MnO2＋6KOH＋KClO33K2MnO4＋KCl＋3H2O__。
(4)判断电解可以结束的方法是__玻璃棒蘸取少量电解液于一片试纸上，如果试纸上只显示紫红色，而无墨绿色说明电解可以结束__。
(5)电解操作中总反应的离子方程式是__2MnO＋2H2O2MnO＋2OH－＋H2↑__。
(6)滴定操作过程中，KMnO4溶液应装入__酸式滴定管__(填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”)，其自制KMnO4纯度是__98．75%__。
【解析】　(1)灼烧KClO3、KOH和软锰矿的混合物，因KOH能够和陶瓷、玻璃反应，需要的实验仪器是铁坩埚，搅拌仪器名称是铁棒；
(2)操作②得到固体和液体，该操作是过滤；高锰酸钾受热易分解，烘干操作中温度不能过高；
(3)“容器Ⅰ”中KClO3、KOH和MnO2发生反应，生成K2MnO4、KCl和H2O，Mn元素由＋4价上升到＋6价，Cl元素由＋5价下降到－1价，根据得失电子守恒和质量守恒配平方程式为3MnO2＋6KOH＋KClO33K2MnO4＋KCl＋3H2O；
(4)判断电解可以结束的方法是：玻璃棒蘸取少量电解液于一片试纸上，如果试纸上只显示紫红色，而无墨绿色说明电解可以结束；
(5)由流程图可知，电解过程中生成MnO，Mn元素化合价上升，则H元素化合价下降生成H2，根据得失电子守恒和质量守恒配平离子方程式为2MnO＋2H2O2MnO＋2OH－＋H2↑；
(6)KMnO4溶液具有强氧化性，应该放在酸式滴定管中；高锰酸钾与草酸反应离子方程式：2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，草酸的物质的量为0．025×0．1 mol＝0．002 5 mol，消耗KMnO4的物质的量为0．002 5 mol×＝0．001 mol，体积为20 ml，则250．00 mL KMnO4溶液中KMnO4的物质的量为0．001 mol×＝0．012 5 mol，其自制KMnO4纯度为×100%＝98．75%。

预测精练·提能
YU CE JING LIAN TI NENG　　　　　　　　　　　
1． (2021·郑州模拟)利用所给的药品和主要玻璃仪器，不能达到实验目的的是(　B　)
选项
实验目的
药品
主要玻璃仪器
A
除去KI晶体中混有的I2

烧杯、圆底烧瓶、酒精灯
B
除去SO2中混有的HCl
饱和Na2SO3溶液　　
洗气瓶
C
除去BaSO4中混有的BaCl2
水
漏斗、玻璃棒、烧杯
D
除去乙酸乙酯中混有的乙酸
饱和Na2CO3溶液　　
分液漏斗、烧杯

【解析】　因为碘单质易升华，所以除去KI晶体中混有的I2可以用升华法，烧杯、圆底烧瓶、酒精灯可以实现实验目的，故A不符合题意；SO2和饱和Na2SO3溶液会反应，所以除去SO2中混有的HCl，不能用饱和Na2SO3溶液，应该用饱和NaHSO3溶液，所以不能达到实验目的，故B符合题意；BaSO4难溶于水，BaCl2易溶于水，除去BaSO4中混有的BaCl2，可以用过滤的方法除去，用漏斗、玻璃棒、烧杯可以实现实验目的，故C不符合题意；饱和Na2CO3溶液可以和乙酸反应，所以用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸，然后再分液，分液漏斗、烧杯可以实现实验目的，故D不符合题意。
2．(2021·广州模拟)过氧化钙(CaO2)是一种白色的固体，微溶于水，且不溶于乙醇、乙醚和碱性溶液，溶于酸。利用反应Ca2＋＋H2O2＋2NH3＋8H2O===CaO2·8H2O＋2NH制备过氧化钙的装置如图所示。下列说法正确的是(　B　)

A．仪器Y的名称为长颈漏斗
B．仪器X的作用是导气，并防止发生倒吸现象
C．W可以是NH4Cl，通过加热W提供反应所需的NH3
D．为加快反应速率和提高产率，可将冰水混合物改为温水浴加热
【解析】　仪器Y的名称为分液漏斗，故A错误；氨气极易溶于水，仪器X的作用是导气，并能防止发生倒吸，故B正确；氯化铵加热分解为氨气和氯化氢，氯化氢和氨气遇冷又能生成氯化铵，不能用只加热氯化铵的方法制备氨气，故C错误；升高温度，氨气挥发加快、过氧化氢分解速度加快，不能将冰水混合物改为温水浴加热，故D错误。
3．(2021·杭州模拟)侯德榜为了提高食盐的利用率，降低生产成本，提出侯氏制碱法，其流程如下：

下列说法错误的是(　C　)
A．向饱和食盐水中，先通NH3，再通CO2
B．“母液I”吸收NH3是将NaHCO3转化为Na2CO3，提高NH4C1的纯度，同时还增加产量
C．“盐析”中加入细小NaCl颗粒只是通过循环使用提高利用率
D．“煅烧”时需要的主要仪器有坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯、玻璃棒等
【解析】　侯氏制碱法原理为：向饱和食盐水中通入NH3、CO2，析出NaHCO3沉淀，再加热获得纯碱Na2CO3，如图所示，精制饱和食盐水中首先通入NH3，相对CO2来说，NH3在水中溶解度更大，且NH3溶解后溶液显碱性，可促进CO2溶解，过滤后母液Ⅰ中主要含NH4Cl、NaCl、NaHCO3，通入NH3，可将NaHCO3转化为Na2CO3，溶解度增大，防止冷析析出NH4Cl时，同时析出NaHCO3，冷析后溶液中主要含NaCl、Na2CO3、NH4Cl(少量)，再加入NaCl固体进一步促进NH4Cl析出，得母液Ⅱ的主要成分为NaCl、Na2CO3，循环使用。由分析知，A正确；母液Ⅰ中主要含NH4Cl、NaCl、NaHCO3，通入NH3，可将NaHCO3转化为Na2CO3，溶解度增大，防止冷析析出NH4Cl时，同时析出NaHCO3，提高NH4Cl纯度，B正确；冷析后溶液中主要含NaCl、Na2CO3、NH4Cl(少量)，再加入NaCl固体进一步促进NH4Cl析出，提高NH4Cl产率，C错误；煅烧固体时需要用到坩埚，坩埚配套泥三角使用，放在三脚架上加热，加热时需用到酒精灯，同时需要用玻璃棒适当搅拌，防止受热不均，引起固体迸溅，D正确。
4．(2021·潍坊模拟)下列操作正确并能达到实验目的的是(　A　)




A．验证稀硝酸的还原产物为NO
B．灼烧海带
C．制取并收集NH3
D．用滴定法测氨水的物质的量浓度

【解析】　稀硝酸与碳酸钙反应生成硝酸钙、二氧化碳和水，二氧化碳排出装置中的氧气，再将铜丝伸入，即可验证稀硝酸的还原产物为一氧化氨，A项正确；灼烧海带用坩埚，不能用烧杯，B项错误；氨气应利用向下排空气法收集，则小试管中的导管应伸到试管底部，C项错误；盐酸与稀氨水生成氯化铵和水，氯化铵溶液显酸性，滴定终点为酸性，而酚酞的变色范围是8．2～10．0，甲基橙的变色范围是pH值为3．1～4．4，故使用甲基橙作指示剂更加准确，D项错误。
5．(2021·徐州模拟)下列实验操作和现象及所得到的结论均正确的是(　D　)
选项
实验操作和现象
结论
A
向铁和过量浓硫酸加热反应后的溶液中滴加几滴KSCN溶液，溶液变为红色
反应后的溶液中一定含有Fe3＋
B
用玻璃棒蘸取浓度约为30%的过氧化氢溶液滴到pH试纸上，pH试纸变为红色
30%的过氧化氢溶液呈酸性
C
将适量苯加入溴水中，充分振荡后，水层变为无色
苯能与溴发生加成反应
D
向Na2S溶液中通入足量CO2，然后再将产生的气体导入CuSO4溶液中，产生黑色沉淀
Ka1(H2CO3)＞Ka1(H2S)

【解析】　浓硫酸过量，反应后浓硫酸有剩余，不能向浓硫酸中加KSCN溶液，否则酸液容易溅出伤人，A不正确；30%的过氧化氢溶液具有漂白性，不能用pH试纸测定其pH，B不正确；适量苯加入溴水中，发生萃取作用，大部分溴进入苯层，从而使水层变为无色，C不正确；产生黑色沉淀，表明Na2S溶液与CO2反应生成H2S气体，依据强酸制弱酸的原理，碳酸的酸性比氢硫酸强，所以Ka1(H2CO3)＞Ka1(H2S)，D正确。
6．(2021·兰州模拟)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效漂白剂，其有效氯含量相当于漂白粉的7倍。可用ClO2与过氧化氢为原料制取亚氯酸钠，相关实验装置如图所示。请回答：

已知：①2NaClO3＋H2O2＋H2SO4===2ClO2↑＋O2↑＋Na2SO4＋2H2O
②2ClO2＋2NaOH===NaClO2＋NaClO3＋H2O
③NaClO2饱和溶液在温度低于38 ℃时析出NaClO2·3H2O晶体，高于38 ℃时析出NaClO2晶体，高于60 ℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl
(1)仪器B的作用是__防止倒吸__。
(2)写出装置C中制备NaClO2固体的化学方程式：__2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋O2↑＋2H2O__。冰水浴冷却的目的是__减少H2O2的分解、提高ClO2的溶解度__(写两种)。
(3)在装置C中发生反应生成NaClO2，反应过程中放出大量的热。
①研究表明，实验时装置C中H2O2与NaOH的物料比需要控制在0．8左右，原因可能是__H2O2受热易分解，配料时应略过量；同时防止ClO2与NaOH反应生成杂质__。
②在吸收液中H2O2和NaOH的物料比、浓度和体积不变的条件下，控制反应在0～3 ℃进行，实验中可采取的措施是__使用冰水浴，且缓慢通入ClO2__。
(4)尾气吸收时，一般用__NaOH__溶液吸收过量的ClO2。
(5)为了测定NaClO2粗品的纯度，取上述粗产品a g溶于水配成1 L溶液，取出10 mL溶液于锥形瓶中，再加入足量酸化的KI溶液，充分反应后(NaClO2被还原为Cl－，杂质不参加反应)，加入2～3滴淀粉溶液，用0．20 mol·L－1 Na2S2O3标准液滴定，达到滴定终点时用去标准液V mL，试计算NaClO2粗品的纯度____(提示：2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI)。
(6)下列关于该实验及样品组成分析的说法，正确的是__BC__(填字母)。
A．装置C中制得的NaClO2固体中可用略低于38 ℃的热水洗涤2～3遍
B．装置C中制得的NaClO2固体后的操作包括过滤、洗涤和干燥
C．如果撤去装置C中的冰水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl
D．装置A中空气流速过快或过慢，均会增大NaClO2的产率
【解析】　(1)仪器B的作用是防止倒吸；
(2)装置C中制备NaClO2固体的化学方程式：2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋O2↑＋2H2O。冰水浴冷却的目的是减少H2O2的分解、提高ClO2的溶解度(写两种)；
(3)①实验时装置C中H2O2与NaOH的物料比需要控制在0．8左右，原因可能是H2O2受热易分解，配料时应略过量；同时防止ClO2与NaOH反应生成杂质。②在吸收液中H2O2和NaOH的物料比、浓度和体积不变的条件下，控制反应在0～3 ℃进行，实验中可采取的措施是使用冰水浴，且缓慢通入ClO2；
(4)尾气吸收时，根据2ClO2＋2NaOH===NaClO2＋NaClO3＋H2O，一般用NaOH溶液吸收过量的ClO2；
(5)NaClO2与足量酸化的KI溶液，反应为ClO＋4I－＋4H＋===2H2O＋2I2＋Cl－，则：由关系式NaClO2～2I2～4S2O，n(NaClO2)＝n(S2O)＝×0．2 mol/L×10－3V L＝5×10－5V mol,10 mL样品中m(NaClO2)＝5×10－5V mol×90．5 g/mol＝4．525×10－3V g，原样品中NaClO2的质量分数为×100%＝；
(6)NaClO2饱和溶液在温度低于38 ℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38 ℃时析出的晶体是NaClO2，高于60 ℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，装置C中制得的NaClO2固体中可用38 ℃～60 ℃的温水洗涤2～3遍，故A错误；装置C中制得的NaClO2固体后的操作包括趁热过滤，用38 ℃～60 ℃的温水洗涤，低于60 ℃干燥，得到成品，故B正确；高于60 ℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，如果撤去装置C中的冰水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl，故C正确；装置A中空气流速过慢时，ClO2不能及时被移走，浓度过高导致分解爆炸，空气流速过快时，ClO2不能被充分吸收，NaClO2的产率下降，故D错误。

热点聚焦
RE DIAN JU JIAO　　　　　　　　　　　
综合实验探究
〔知识储备〕
1．综合实验大题的审题关键点
综合实验探究题是高考实验大题的热点题型。命题类型有物质性质实验探究，物质制备实验探究，定量测定实验探究，或者是上述三种类型的部分综合。主要以化学实验基础知识、元素及其化合物性质为载体，考查实验仪器的使用、基本实验操作、物质的分离提纯和检验方法、实验方案的设计与评价、实验条件的控制、实验数据的分析处理等。
(1)题型特点

规律：→→→
(2)审题、破题秘诀
①审信息；题目中一般会告诉若干条信息，这些信息一定会应用在解题中。
②看步骤：明确实验设计中有哪些步骤。
③判原理：找出实现实验目的的原理。
④找作用：判断各个装置在实验中的作用。
⑤关注量：在计算时要关注题目中有哪些已知量，要计算哪些量。
2．综合实验大题中的常考点
(1)实验装置的组合顺序
一般为：气体发生→除杂→干燥→主体实验→尾气处理。
(2)接口的连接原则
总体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应“长”进“短”出；量气装置应“短”进“长”出；洗气装置应“长”进“短”出；干燥管应“大”进“小”出。
(3)实验操作顺序
气体发生一般按：装置选择与连接→气密性检查→装固体药品→加液体药品→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。
(4)加热操作注意事项
主体实验加热前一般应先通原料气赶走空气后再点燃酒精灯，其目的一是防止爆炸，如H2还原CuO、CO还原Fe2O3；二是保证产品纯度，如制Mg3N2、CuCl2等。反应结束时，应先熄灭酒精灯，继续通原料气直到冷却为止。
(5)尾气处理
有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将其点燃，无毒气体直接排放。
3．高考实验“十大目的”及答题方向
(1)加入某一物质的目的，一般可从洗涤、除杂、溶解、沉淀等方面考虑。
(2)反应前后通入某一气体的目的，一般可从排除气体、提供反应物等方面考虑。
(3)酸(碱)浸的目的，一般可从某些元素从矿物中溶解出来方面考虑。
(4)物质洗涤(水洗、有机物洗)的目的，一般可从洗去杂质离子和减少损耗方面考虑。
(5)趁热过滤的目的，一般可从“过滤”和“趁热”两个方面考虑。
(6)控制温度的目的，一般可从反应速率、平衡移动、溶解度、稳定性、挥发、升华等方面考虑。
(7)控制pH的目的，一般可从酸、碱性对反应的影响方面考虑。
(8)某一实验操作的目的，一般可从除杂、检验、收集、尾气处理、防倒吸、改变反应速率、保证实验安全等方面考虑。
(9)使用某一仪器的目的，一般可从仪器的用途方面考虑，注意一些组合仪器的使用如安全瓶，量气瓶。
(10)控制加入量的目的，一般可从加入的物质与反应体系中的其他物质发生的反应方面考虑。如为了防止发生反应消耗产物或生成其他物质，从而影响产品的产率或纯度。
〔典例剖析〕
典例1　＋＋＋(2019·全国卷Ⅲ·14)乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下：
＋ ＋CH3COOH
水杨酸 醋酸酐 乙酰水杨酸


水杨酸
醋酸酐
乙酰水杨酸
熔点/ ℃
157～159
－72～－74
135～138
相对密度/(g·cm－3)
1．44
1．10
1．35
相对分子质量
138
102
180
实验过程：在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6．9 g及醋酸酐10 mL，充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加0．5 mL浓硫酸后加热，维持瓶内温度在70 ℃左右，充分反应。稍冷后进行如下操作。
①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中，析出固体，过滤。
②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液，溶解、过滤。
③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。
④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5．4 g。
回答下列问题：
(1)该合成反应中应采用__A__加热(填标号)。
A．热水浴 B．酒精灯
C．煤气灯 D．电炉
(2)下列玻璃仪器中，①中需使用的有__BD__(填标号)，不需使用的有__分液漏斗、容量瓶__(填名称)。

(3)①中需使用冷水，目的是__充分析出乙酰水杨酸固体(结晶)__。
(4)②中饱和碳酸氢钠的作用是！！！生成可溶的乙酰水杨酸钠###，以便过滤除去难溶杂质。
(5)④采用的纯化方法为__重结晶__。
(6)本实验的产率是__60__%。
【解析】　(1)根据题目描述实验过程中应维持瓶内温度在70 ℃左右，所以应选择热水浴加热。(2)实验过程①的操作是“在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中，析出固体，过滤”，100 mL冷水应在烧杯中盛放，过滤需要漏斗，所以需要的仪器是烧杯、漏斗，不需使用分液漏斗和容量瓶。(3)①中需使用冷水是为了降低乙酰水杨酸的溶解度，使乙酰水杨酸充分结晶。(4)乙酰水杨酸的酸性强于碳酸，②中饱和碳酸氢钠的作用是与乙酰水杨酸反应生成可溶性的乙酰水杨酸钠，以便过滤除去难溶性杂质。(5)乙酰水杨酸钠与浓盐酸反应后生成乙酰水杨酸，冷却后过滤得到粗产品，其中会含有氯化钠等杂质，可以利用重结晶的方法进行纯化。
(6)根据反应的化学方程式
＋(CH3CO)2O ＋CH3COOH
138　　　　　　　　　　　　180
6．9 g　　　　　　　　　　　m
可以求出m＝9．0 g，所以本实验的产率为×100%＝60%。
典例2　＋＋＋(2021·河北高考)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做出了重要贡献，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__aefbcgh__(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__将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔__。

(2)B中使用雾化装置的优点是__使氨盐水雾化，可增大与二氧化碳的接触面积，从而提高产率(或其他合理答案)__。
(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为__NH3·H2O＋NaCl＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓__。
(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__0．84__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__蒸发浓缩__、__冷却结晶__、洗涤、干燥。

(5)无水NaHCO3可作为基准物质标定盐酸浓度．称量前，若无水NaHCO3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__A__(填标号)。
A．偏高　　　　　　　　　B．偏低　　　　　　　　C．不变
【解析】　根据工艺流程知，浓氨水中加入氯化钠粉末形成饱和氨盐水后，再通入二氧化碳气体，发生反应：NH3·H2O＋NaCl＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓，得到的碳酸氢钠晶体烘干后受热分解会生成碳酸钠、二氧化碳和水，从而制备得到纯碱；另一方面得到的母液主要溶质为NH4Cl，再加入氯化钠粉末，存在反应NaCl(s)＋NH4Cl(aq)===NaCl(aq)＋NH4Cl(s)。
(1)根据分析可知，要制备NaHCO3，需先选用装置A制备二氧化碳，然后通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的HCl，后与饱和氨盐水充分接触来制备NaHCO3，其中过量的二氧化碳可被氢氧化钠溶液吸收，也能充分利用二氧化碳制备得到少量NaHCO3，所以按气流方向正确的连接顺序应为aefbcgh；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将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔；
(2)B中使用雾化装置使氨盐水雾化，可增大与二氧化碳的接触面积，从而提高产率；
(3)根据上述分析可知，生成NaHCO3的总反应的化学方程式为NH3·H2O＋NaCl＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓；
(4)①对固体NaHCO3充分加热，产生二氧化碳和水蒸气，反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，将气体先通过足量浓硫酸，吸收水蒸气，再通过足量Na2O2，Na2O2与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，根据方程式可知，根据差量法可知，当增重0．14 g(2CO的质量)时，消耗的二氧化碳的质量为0．14 g×＝0．22 g，其物质的量为＝0．005 mol，根据关系式2NaHCO3～CO2可知，消耗的NaHCO3的物质的量为2×0．005 mol＝0．01 mol，所以固体的质量为0．01 mol×84 g/mol＝0．84 g；
②根据溶解度随温度的变化曲线可以看出，氯化铵的溶解度随着温度的升高而不断增大，而氯化钠的溶解度随着温度的升高变化并不明显，所以要想使NH4Cl沉淀充分析出并分离，需采用蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥的方法；
(5)称量前，若无水NaHCO3保存不当，吸收了一定量水分，标准液被稀释，浓度减小，所以用其标定盐酸浓度时，消耗的碳酸氢钠的体积V(标)会增大，根据c(测)＝可知，最终会使c(测)偏高，A项符合题意。
〔增分训练〕
1．(2021·合肥模拟)正丁醚，无色透明液体，是一种性能优良的有机萃取剂。用正丁醇制备正丁醚的反应原理如下：
2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3＋H2O。
副反应：CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH===CH2＋H2O
反应物和产物的相关数据如表：
化合物
状态
密度(g·mL－1)
沸点( ℃)
溶解性
正丁醇
无色液体
0．80
118．0
微溶于水，可以与50%硫酸混溶
正丁醚
无色液体
0．76
142．0
不溶于水
浓硫酸
无色液体
1．84
340．0
与水互溶
丁烯
有毒气体
0．002 5
－6．9
不溶于水

实验步骤如图：

(1)加热回流装置如图所示(夹持装置已略去)。在100 mL二颈瓶中加入2．0 mL浓硫酸和20．0 mL正丁醇，加入顺序是__先加正丁醇再加浓硫酸__，分水器中加水至接近支管，安装好冷凝回流装置，用电热套给二颈瓶加热，随着冷凝回流到分水器中的液体增加，上层有机液体从右侧支管自动流回二颈瓶(如果分水器中的水层接近了支管时可打开底端旋塞放掉一部分，防止水流回二颈瓶)。实验中一般不用酒精灯加热的原因是__有机物易挥发，为了防止产生明火爆炸等事故__，回流时使用分水器的好处是__便于正丁醇回流，增大正丁醇的利用率__。

(2)洗涤过程中，先用50%硫酸洗涤，洗去的杂质主要是__正丁醇__。证明有机层水洗呈中性的操作是__用玻璃棒蘸取少量的有机层溶液，点滴在pH试纸上与标准比色卡进行对照，若颜色与pH＝7的颜色对应，则有机层溶液呈中性__。
(3)将干燥后的产物小心注入圆底烧瓶中，装上蒸馏头，蒸馏并收集到139～142 ℃馏分共5．0 mL，实验后所得正丁醚的产率为__27．0__%(计算结果保留一位小数)。
(4)实验过程中，下列仪器还能用到的有__分液漏斗__(填名称)。

【解析】　(1)浓硫酸的密度比正丁醇大，两者混合时要将浓硫酸缓慢注入正丁醇中，目的是为防止浓硫酸在稀释时放热导致液体飞溅；该反应过程中的反应物为有机物，沸点较低，加热时会挥发，且均为易燃物，接触酒精灯明火时可能会发生燃烧爆炸，因此不能用酒精灯直接加热；反应过程中有机物和生成的水会挥发出去，经冷凝管冷凝后回流到分水器中，其中水的密度比正丁醇和正丁醚的密度大在下层，有机物在上层，当液面达到一定高度时正丁醇和正丁醚可以回流到反应装置中，可以提高正丁醇的利用率；
(2)洗涤过程中，先用50%硫酸洗涤，可以洗去其中易溶于50%硫酸的正丁醇。证明有机层水洗呈中性可通过pH试纸测有机层水洗液的酸碱性，具体操作：用玻璃棒蘸取少量的有机层溶液，点滴在pH试纸上与标准比色卡进行对照，若颜色与pH＝7的颜色对应，则有机层溶液呈中性；
(3)实际收集到的正丁醚为5 mL，其质量为5 mL×0．76 g·mL－1＝3．8 g,20．0 mL正丁醇的质量为20．0 mL×0．80 g·mL－1＝16 g，则理论生成的正丁醚的质量为××130 g/mol＝14．1 g，则正丁醚的产率为×100%≈27．0%；
(4)实验过程中需要分离有机物和水，需要用分液的方法分离，因此还需分液漏斗。
2．(2021·南昌模拟)硫氰化钾(KSCN)俗称玫瑰红酸钾，是一种用途广泛的化学药品。实验室模拟工业制备硫氰化钾的实验装置如下图所示：

已知：①CS2不溶于水，密度比水的大
②NH3不溶于CS2
③三颈烧瓶内盛放有CS2、水和催化剂
回答下列问题：
(1)制备NH4SCN溶液
①实验前，经检验装置的气密性良好。其中装置B中的试剂是__碱石灰__。三颈烧瓶的下层CS2液体必须浸没导气管口，目的是__使反应物NH3和CS2充分接触，并防止发生倒吸__。
②实验开始时，打开K1，加热装置A、D，使A中产生的气体缓缓通入D中，发生反应CS2＋3NH3NH4SCN＋NH4HS(该反应比较缓慢)至CS2消失。
(2)制备KSCN溶液
①熄灭A处的酒精灯，关闭K2，移开水浴，将装置D继续加热至105 ℃，当NH4HS完全分解后(NH4HS===H2S↑＋NH3↑)，打开K2，继续保持液温105 ℃，缓缓滴入适量的KOH溶液，发生反应的化学方程式为__NH4SCN＋KOHKSCN＋NH3↑＋H2O__。
②使用KOH溶液会使产品KSCN固体中混有较多的K2S，工业上用相同浓度的K2CO3溶液替换KOH溶液，除了原料成本因素外，优点是__K2CO3能与NH4SCN反应产生更多CO2和NH3气体，有利于残留在装置中的H2S逸出__。
③装置E的作用是__除去反应过程中产生的H2S和NH3，以免污染环境__。
(3)制备KSCN晶体：先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂，再减压__蒸发浓缩__、__冷却结晶__、过滤、洗涤、干燥，得到硫氰化钾晶体。
(4)测定晶体中KSCN的含量：称取10．0 g样品，配成1 000 mL溶液。量取20．00 mL溶液于锥形瓶中，加入适量稀硝酸，再加入几滴Fe(NO3)3溶液作指示剂，0．100 0 mol·L－1 AgNO3标准溶液滴定，达到滴定终点时消耗AgNO3，标准溶液20．00 mL。
①滴定时发生的反应：SCN－＋Ag＋===AgSCN↓(白色)。则判断到达滴定终点的方法是__滴入最后一滴AgNO3溶液时，红色恰好褪去，且半分钟内颜色不恢复__。
②晶体中KSCN的质量分数为__97．0%__(计算结果精确至0．1%)。
【解析】　(1)装置B中盛有的碱石灰用于干燥氨气；由相似相溶原理可知，氨气易溶于水、不易溶于二硫化碳，则制备硫氰化铵时，为了使反应物充分接触，防止发生倒吸，三颈烧瓶的下层二硫化碳液体必须浸没导气管口；
(2)①由题意可知，缓缓滴入适量的氢氧化钾溶液发生的反应为氢氧化钾溶液与硫氰化铵共热反应生成硫氰化钾、氨气和水，反应的化学方程式为NH4SCN＋KOHKSCN＋NH3↑＋H2O；
②与氢氧化钾溶液相比，相同浓度的碳酸钾溶液除了价格便宜外，溶液的碱性弱于氢氧化钾溶液，与硫氰化铵共热反应时，能生成二氧化碳和氨气，有利于残留在装置中的硫化氢气体逸出，减少硫化钾的生成，故答案为：K2CO3能与NH4SCN反应产生更多CO2和NH3气体，有利于残留在装置中的H2S逸出；
③由分析可知，装置E中盛有的酸性重铬酸钾溶液用于吸收氨气和硫化氢气体，防止污染环境；
(3)制备硫氰化钾晶体的操作为先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂，再将所得滤液减压蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到硫氰化钾晶体；
(4)①由题意可知，硫氰酸根离子与铁离子发生显色反应，使溶液呈红色，当溶液中硫氰酸根离子完全反应时，溶液红色会褪去，则判断到达滴定终点的方法为滴入最后一滴硝酸银溶液时，红色恰好褪去，且半分钟内颜色不恢复；
②由滴定消耗0．100 0 mol/L硝酸银溶液的体积为20．00 mL可知，10．0 g样品中硫氰化钾的质量分数为×100%＝97．0%。
专题强化提升训练(十)
1．(2021·河北高考)下列操作规范且能达到实验目的的是(　A　)

A．图甲测定醋酸浓度 B．图乙测定中和热
C．图丙稀释浓硫酸 D．图丁萃取分离碘水中的碘
【解析】　氢氧化钠溶液呈碱性，因此需装于碱式滴定管，氢氧化钠溶液与醋酸溶液恰好完全反应后生成的醋酸钠溶液呈碱性，因此滴定过程中选择酚酞作指示剂，当溶液由无色变为淡红色时，达到滴定终点，故A选；测定中和热实验中温度计用于测定溶液温度，因此不能与烧杯内壁接触，并且大烧杯内空隙需用硬纸板填充，防止热量散失，故B不选；容量瓶为定容仪器，不能用于稀释操作，故C不选；分液过程中分液漏斗下方放液端的长斜面需紧贴烧杯内壁，防止液体流下时飞溅，故D不选。
2．(2021·天津模拟)下列化学实验基本操作中正确的是(　A　)
A．分液时，碘的四氯化碳溶液从分液漏斗下口放出，水层从上口倒出
B．蒸馏时，温度计水银球置于被蒸馏的石油液面下，且不触及蒸馏烧瓶的底部
C．滴定时，左手控制滴定管活塞，右手握持锥形瓶，边滴边振荡并平视滴定管内液面
D．用HCl标准溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度，选择酚酞为指示剂
【解析】　分液时，下层溶液从分液漏斗下口放出，上层溶液从上口倒出，四氯化碳的密度比水大，则碘的四氯化碳溶液从分液漏斗下口放出，水层从上口倒出，故A正确；蒸馏时，应将温度计水银球置于蒸馏烧瓶的支管口处，用于测定馏出物的温度，故B错误；滴定时，左手控制滴定管活塞，右手握持锥形瓶，边滴边振荡并注视锥形瓶中溶液颜色的变化，故C错误；强酸滴定弱碱时，应选用甲基橙为指示剂，则用盐酸标准溶液滴定碳酸氢钠溶液来测定其浓度，应选择甲基橙为指示剂，故D错误。
3．(2021·西安模拟)用KIO3与H2S反应制备KI固体，装置如图所示。实验步骤：①检查装置的气密性；②关闭K，在各装置中加入相应试剂，向装置B中滴入30%的KOH溶液，制得KIO3；③打开K，通入H2S直至饱和可制得KI，同时有黄色沉淀生成；④关闭K，向所得溶液滴入稀硫酸，水浴加热，充分逸出H2S；⑤把装置B中混合液倒入烧杯，为除去硫酸，加入足量碳酸钡，再经过一系列操作可得成品。下列有关该实验的叙述错误的是(　C　)

A．步骤②可观察到固体溶解，溶液由棕黄色变为无色
B．步骤③装置B中发生反应的离子方程式为3H2S＋IO===3S↓＋3H2O＋I－
C．步骤⑤中一系列操作为过滤，洗涤，合并滤液和洗液，蒸馏
D．装置A也可用于实验室制备H2和CO2
【解析】　步骤②中滴入30%氢氧化钾溶液后，发生反应：3I2＋6KOH===KIO3＋5KI＋3H2O，溶液由棕黄色(碘水颜色)变成无色，A正确；步骤③中装置B生成黄色沉淀为S，反应方程式为：3H2S＋IO===3S↓＋3H2O＋I－，B正确；步骤⑤中把装置B中混合液倒入烧杯，为除去硫酸，加入足量碳酸钡，得到硫酸钡沉淀，过滤、洗涤，合并滤液和洗液，蒸发结晶得到成品，C错误；装置A为启普发生器，适用于制取的气体要符合以下三个条件：块状固体与液体反应制取气体；反应不需要加热；制取的气体难溶于水。由于H2、CO2制取反应原理符合上述条件，因此也可以用于实验室制备H2和CO2，D正确。
4．(2021·华南师大附中模拟)实验室探究SO2与Fe(NO3)3溶液反应的原理，装置如图，实验中Y装置产生白色沉淀。下列说法错误的是(　B　)

A．滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开弹簧夹，通入一段时间N2
B．Y中产生的白色沉淀是BaSO4和BaSO3
C．在X装置中浓硫酸不体现氧化性
D．若将Fe(NO3)3换成氨水，Y中也能产生白色沉淀
【解析】　通入一段时间N2，目的是为了赶走装置中的空气，防止Na2SO3和生成的SO2气体被氧化，故A正确；二氧化硫气体溶于水，溶液显酸性，在酸性溶液中其能被NO、Fe3＋氧化成SO，则Y中产生的白色沉淀只能是BaSO4，故B错误；在X装置中反生的反应是H2SO4(浓)＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O＋SO2↑，此反应不是氧化还原反应，不能体现浓硫酸氧化性，故C正确；若将Fe(NO3)3换成氨水，通入SO2后，SO2和水反应生成的亚硫酸会和氨水继续反应生成亚硫酸铵，生成的亚硫酸铵和氯化钡反应生成BaSO3沉淀，故D正确。
5．(2021·沈阳模拟)根据装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置，图1中虚线框内的装置是图2)，能达到相应实验目的的是(　B　)

选项
a中的
物质
b中的
物质
实验目的、试剂和操作
实验目的
c中的物质
进气方向
A
浓氨水
碱石灰
收集氨气
饱和NH4Cl溶液
N→M
B
稀硝酸
Cu
收集NO
水
N→M
C
稀硝酸
Na2SO3
检验SO2的漂白性
品红溶液
M→N
D
浓盐酸
MnO2
检验Cl2的氧化性
Na2S溶液
M→N

【解析】　氨气能够溶于饱和NH4Cl溶液，不能用排饱和NH4Cl溶液收集氨气，故A错误；Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、水和NO，NO难溶于水，可用排水法收集，图示药品、装置均合理，故B正确；浓硝酸将Na2SO3氧化成Na2SO4，不会生成SO2，无法用品红溶液检验SO2的漂白性，故C错误；MnO2与浓盐酸反应生成氯气需要加热，缺少加热装置，无法制取氯气，故D错误。
6．(2021·日照模拟)无水氯化铝可用于生产高分子混凝剂，极易潮解，遇水爆炸。实验室中用如图装置进行制备，下列说法错误的是(　C　)

A．无水氯化铝遇水会看到白雾
B．仪器的连接顺序为①→③→④→⑤→⑥→②
C．装置②可以用盛有氢氧化钠溶液的烧杯代替
D．酒精灯的点燃顺序，应该先①后⑤
【解析】　无水氯化铝遇到水会发生反应：AlCl3＋3H2O===Al(OH)3＋3HCl，氯化氢结合水滴挥发，形成白雾，A正确；①产生氯气，③除去氯气中的氯化氢杂质，④除去水蒸气，⑤发生反应生成氯化铝，⑥作为缓冲收集装置，②用来吸收未反应的氯气，所以顺序为①③④⑤⑥②，B正确；不能换成氢氧化钠溶液，因为无水氯化铝遇水会反应，如果用氢氧化钠溶液，水蒸气会沿着导管进入收集装置，导致氯化铝的损失，C错误；先点燃①处的酒精灯，产生氯气，一段时间后再点燃⑤处的酒精灯，这样可以防止⑤中的铝粉加热时和管中的氧气反应，导致产物不纯，D正确。
7．(2021·绵阳模拟)硫氰化钾(KSCN)是一种用途广泛的化学药品。实验室模拟工业制备硫氰化钾的实验装置(部分夹持仪器略去)如下图所示：

已知：①NH3不溶于CS2；
②在水溶液中，NH4HS、(NH4)2CO3受热易分解，NH4SCN在高于170 ℃时易分解；
③D中缓慢反应：CS2＋3NH3NH4HS＋NH4SCN。
回答下列问题：
(1)实验前应进行的操作是__检查装置的气密性__。实验中通过观察C中气泡速率，便于控制加热温度，装置C中的试剂最好选择__a__(填标号)。
a．CS2　　　b．H2O　　　c．浓硫酸
(2)制备KSCN溶液：熄灭A处的酒精灯，关闭K1，使三颈烧瓶内液温在一段时间内维持在105 ℃，然后打开K2，继续保持液温105 ℃，缓缓滴入适量的K2CO3溶液。
①先加热一段时间，然后打开K2的目的是__使NH4HS在105_℃时，充分分解__。
②写出装置D中生成KSCN的化学方程式：__2NH4SCN＋K2CO32KSCN＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O__。
(3)制备KSCN晶体：先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂，再减压蒸发浓缩、__冷却结晶__、__过滤__、洗涤、干燥，得到硫氰化钾晶体。
(4)测定晶体中KSCN的含量：称取10．0 g样品配成100 mL溶液，再量取20．00 mL溶液于锥形瓶中，加入适量稀硝酸，再加入几滴Fe(NO3)3溶液，用0．100 0 mol/L AgNO3标准溶液滴定，重复2次滴定操作，滴定终点时消耗AgNO3标准溶液的体积如下表。已知：SCN－＋Ag＋===AgSCN↓(白色)

待测液的体积/mL
AgNO3标准溶液的体积/mL
第1次滴定
20．00
18．05
第2次滴定
20．00
20．10
第3次滴定
20．00
17．95

①将样品配成溶液时需用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管、__100_mL容量瓶__。
②晶体中KSCN的质量分数为__87．3%__。
【解析】　(1)由于反应中利用气体进行制备，故答案为：应先检查装置的气密性；装置C中通入的气体是氨气，根据气泡的速率观察，故所用试剂不能与氨气反应，也不能吸收氨气，故不能用水和浓硫酸，根据相似相溶原理，判断氨气不易溶于CS2，故选a；
(2)①根据已知信息③判断D中三颈烧瓶先制备NH4SCN，而NH4HS即是杂质，故先要除去该杂质，然后再制备KSCN，故保持温度在105 ℃，故答案为：使NH4HS在105 ℃时，充分分解。②根据原子守恒配平方程式，装置D中生成KSCN的化学方程式：2NH4SCN＋K2CO32KSCN＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O；
(3)根据晶体制备方法结晶法的步骤进行判断答案为：冷却结晶、过滤；
(4)①溶液配制必需用的精密仪器是容量瓶，根据题目中所用溶液体积判断：100 mL容量瓶；②根据三次滴定实验的对比发现，第二组实验误差比较大，故舍去，利用第一组和第三组实验求其平均消耗AgNO3标准溶液的体积为：mL＝18 mL，
KSCN　　～　　AgNO3
1 mol 1 mol
x　　0．1 mol/L×18×10－3 L
解得：n(KSCN)＝1．8×10－3mol，m(KSCN)＝n×M＝1．8×10－3 mol×97 g/mol＝1．746 g，
则样品中含有的KSCN质量为：1．746 g×＝8．73 g，
晶体中KSCN的含量为：×100%＝87．3%。
8．(2021·南宁模拟)三氯化六氨合钴(Ⅲ){[Co(NH3)6]Cl3，钴为＋3价}在钴化合物的合成中是重要原料。实验室以CoCl2为原料制备[Co(NH3)6]Cl3，步骤如下：
Ⅰ．CoCl2的制备。
CoCl2可以通过钴和氯气反应制得，实验室制备纯净CoCl2可用下图实验装置实现(已知：钴单质在300 ℃以上易被氧气氧化，CoCl2易潮解)。

(1)仪器X的名称为__圆底烧瓶__。
(2)X中发生的离子方程式为__MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O__。
(3)装置的连接顺序为A→__ECD__→B(按气流方向，用大写字母表示)；反应开始前应先点燃A处的酒精灯，其目的是__用氯气将装置内的空气排出，防止氧气氧化钴单质__。
Ⅱ．三氯化六氨合钴(Ⅲ)的制备。
在100 mL锥形瓶内加入4．5 g研细的二氯化钴CoCl2,3 g NH4Cl和5 mL水，加热溶解后加入0．3 g活性炭作催化剂，冷却后，通入足量NH3，混合均匀；控制温度在10 ℃以下，缓慢加入10 mL 10%的H2O2，然后加热至60 ℃左右，恒温20分钟，适当摇动锥形瓶：在冰水中冷却所得溶液，即有晶体析出(粗产品)。
回答下列问题：
(1)该过程中控制温度为60 ℃的方法是__水浴加热__。
(2)制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)的总反应化学方程式为__10NH3＋2CoCl2＋2NH4Cl＋H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O__。
Ⅲ．测定[Co(NH3)6]Cl3中钴的含量。
原理：利用Co3＋能将KI氧化成I2，Co3＋被还原后的产物为Co2＋。然后用0．015 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，Na2S2O3所得产物为S4O。若称取样品的质量为0．27 g，滴定I2时，达到终点消耗Na2S2O3标准溶液的平均体积为54．00 mL。{提示：[Co(NH3)6]Cl3转化成Co3＋的反应为：[Co(NH3)6]Cl3＋3NaOHCo(OH)3↓＋6NH3↑＋3NaCl、Co(OH)3＋3H＋===Co3＋＋3H2O。}
回答下列问题：
(1)该氧化还原滴定指示剂为__淀粉溶液__。
(2)该产品中钴元素的质量分数为__17．7%__。
【解析】　Ⅰ．(1)仪器X的名称为圆底烧瓶。
(2)X中MnO2与浓盐酸反应加热生成Cl2，发生的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。
(3)A中MnO2与浓盐酸反应加热生成的Cl2中含有HCl和水蒸气，通过E的饱和的NaCl、C的浓硫酸，除杂得纯净的Cl2；D中氯气与金属Co加热反应生成CoCl2，CoCl2易潮解，装置B中碱石灰的作用，防止水蒸气进入装置D中，同时吸收多余的Cl2，装置的连接顺序为A→ECD→B；反应开始前应先点燃A处的酒精灯，其目的是用氯气将装置内的空气排出，防止氧气氧化钴单质。
Ⅱ．(1)为了受热均匀，便于控制加热温度，该过程中控制温度为60 ℃的方法是水浴加热。
(2)用双氧水在不断通入氨气的条件下将CoCl2氧化生成三氯化六氨合钴(Ⅲ)，制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)的总反应化学方程式为10NH3＋2CoCl2＋2NH4Cl＋H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O。
Ⅲ．(1)碘遇淀粉呈蓝色，该反应是Na2S2O3标准液滴定碘，滴入最后一滴Na2S2O3标准液，终点溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色；该氧化还原滴定指示剂为淀粉溶液。
(2)发生的反应2Co3＋＋2I－===I2＋2Co2＋，I2＋2S2O===2I－＋S4O，由此进行计算，关系式为2Co3＋～I2～2S2O，n(Co3＋)＝n(S2O)＝c×V×10－3 mol，m(Co3＋)＝0．015 mol/L×54．00×10－3 mol×59 g/mol＝0．047 79 g，该产品中钴元素的质量分数为×100%＝17．7%。
9．(2021·石家庄模拟)六氨合氯化镁(MgCl2·6NH3)具有极好的可逆吸、放氨特性，是一种优良的储氨材料。某研究小组以MgCl2·6H2O为原料在实验室制备MgCl2·6NH3，并测定所得产品中氨的含量。
Ⅰ．制备MgCl2·6NH3。
ⅰ．首先制备无水MgCl2，实验装置如图(加热及夹持装置略去)：

已知：SOCl2熔点－105 ℃、沸点76 ℃；遇水剧烈水解生成两种酸性气体。
(1)三颈瓶中发生反应的化学方程式为__MgCl2·6H2O＋6SOCl2MgCl2＋6SO2↑＋12HCl↑__。
(2)该实验装置中的不足之处为__尾气吸收时未采取防倒吸措施__。
(3)改进装置后，向三颈瓶中缓慢滴加SOCl2时，需打开活塞b，此时__不需要__(填“需要”或“不需要”)打开玻璃塞a，原因为__滴液漏斗侧管可维持漏斗与三颈烧瓶内压强一致，使SOCl2顺利滴下__。
ⅱ．制备MgCl2·6NH3。
将NH3通入无水MgCl2的乙醇溶液中，充分反应后，过滤、洗涤并自然风干，制得粗品。相关物质的性质如表：
　　　　溶质
溶解性溶剂　　　　　
NH3
MgCl2
MgCl2·6NH3
水
易溶
易溶
易溶
甲醇(沸点65 ℃)
易溶
易溶
难溶
乙二醇(沸点197 ℃)
易溶
易溶
难溶

(4)生成MgCl2·6NH3的反应需在冰水浴中进行，其原因为__减少NH3与乙醇的挥发、降低MgCl2·6NH3溶解度，促进其结晶析出(任写一点)__(写出一点即可)。
(5)洗涤产品时，应选择的洗涤剂为__C__(填选项标号)。
A．冰浓氨水　
B．乙二醇和水的混合液
C．氨气饱和的甲醇溶液
D．氨气饱和的乙二醇溶液
Ⅱ．利用间接法测定产品中氨的含量，步骤如下：
步骤1：称取1．800 g样品，加入足量稀硝酸溶解，配成250 mL溶液；
步骤2：取25．00 mL待测液于锥形瓶中，以K2CrO4为指示剂，用0．200 0 mol·L－1 AgNO3标准液滴定溶液中Cl－，记录消耗标准液的体积；
步骤3：重复步骤2操作2～3次，平均消耗标准液10．00 mL。
(6)步骤1中，用稀硝酸溶解样品的目的为__将NH3转化为NH4NO3，防止滴定时与AgNO3反应__。
(7)该样品中氨的质量分数为__56．67%__；该实验值与理论值(51．8%)有偏差，造成该偏差的可能原因为(已知滴定操作均正确)__MgCl2未完全氨化，导致MgCl2·6NH3混有MgCl2(或产品部分分解导致混有MgCl2杂质)__。
【解析】　(1)加热时，MgCl2·6H2O逐渐失去结晶水，产生的H2O与滴入的SOCl2反应生成SO2和HCl，故三颈瓶中反应方程式为：MgCl2·6H2O＋6SOCl2MgCl2＋6SO2↑＋12HCl↑；
(2)SO2、HCl气体进入烧杯被NaOH溶液吸收时容易产生倒吸；
(3)由于滴液漏斗侧管可维持漏斗与三颈烧瓶内压强一致，使SOCl2能顺利滴下，故不需要打开玻璃塞a；
(4)由于NH3、乙醇易挥发，故采用冰水浴，可减少NH3与乙醇的挥发(或增大NH3的溶解度)，同时可降低MgCl2·6NH3溶解度，促进其结晶析出；
(5)A．冰浓氨水可减少洗涤时产品的溶解损失，但相对于甲醇来说，洗涤后不易干燥；B．由于产品易溶于水，故不宜用乙二醇和水的混合液洗涤；C．氨气饱和的甲醇溶液既可以减少产品的溶解损失，也便于洗涤后快速干燥(甲醇易挥发)，C符合题意；D．相对于甲醇溶液，用乙二醇溶液洗涤后不易干燥；
(6)HNO3可将NH3转化为NH4NO3，否则NH3溶解后形成氨水，滴定时氨水也能与AgNO3反应，从而对实验测定结果产生影响；
(7)滴定时，AgNO3测定的是样品中Cl－的含量，根据定量关系：AgNO3～Cl－，得n(Cl－)＝n(AgNO3)＝0．200 0 mol/L×10．00 mL×10－3 L/mL×＝0．02 mol，由化学式MgCl2·6NH3知n(NH3)＝3n(Cl－)＝0．06 mol，则w(NH3)＝×100%＝56．67%；实验值比理论值大，说明实验所测Cl－含量偏大，可能有如下原因：MgCl2未完全氨化，导致MgCl2·6NH3混有MgCl2或产品部分分解导致混有MgCl2杂质。
10．(2021·银川模拟)肉桂酸乙酯是高级防晒霜中必不可少的成分之一，由于其分子中存在碳碳双键，稳定性较差。研究肉桂酸乙酯的合成一直是热点，制备原理如下：
＋CH3CH2OH＋H2O
已知：物理常数
有机物
相对分
子质量
性状
熔点/℃
沸点/℃
密度
g·mL－1
溶解度
水
乙醇
乙醚
肉桂酸
148
白色晶体
135
300
1．25
微溶
溶
溶
肉桂酸乙酯
176
无色油状
12
271．5
1．05
不溶
溶
溶

三元共沸物的组成和沸点
物质
水
乙醇
环己烷
共沸物
沸点/ ℃(101 kpa)
100
78．3
80．8
62．6
质量分数/%
4．8
19．7
75．5
—
分水器内
液体组成
上层
0．2
5．2
94．6

下层
10．4
18．4
71．2
—

实验步骤：

①向圆底烧瓶中加入44．4 g肉桂酸、25 mL无水乙醇和25 mL环己烷，在不断振摇下将3 mL浓硫酸分多次加入其中，加完后充分摇匀并加入几粒沸石；
②按照图示组装好仪器(安装分水器)，加热圆底烧瓶，开始回流，分水器中出现上下两层；
③停止加热后，将圆底烧瓶中的物质倒入盛有80 mL水的烧杯中，分批加入碳酸钠粉末至溶液呈弱酸性，直至无二氧化碳逸出；
④用分液漏斗分出有机层，水层用25 mL乙醚萃取，然后合并至有机层；
⑤……
⑥首先低温蒸出乙醚，再改用减压蒸馏水浴加热即可得到产品肉桂酸乙酯的体积为35．2 mL。
回答下列问题：
(1)已经开始回流，发现盛装硫酸的量筒中残留大量硫酸，后续应该如何操作__停止加热，冷却到室温后加入残留的硫酸，重新加入几粒沸石，再开始加热回流__。
(2)实验中加入环己烷的作用是__在较低的温度下形成三元共沸物，既分离出了水，促使平衡正向移动，又减少了乙醇的挥发，提高了原料的利用率__。
(3)制备肉桂酸乙酯时，反应结束的判断标准为__分水器下层液面不再升高，说明反应结束__。
(4)步骤⑤所对应的操作为__干燥、过滤__；减压蒸馏的原因是__肉桂酸乙酯沸点高，在有碳碳双键的存在的情况下，高温易发生副反应，采用减压蒸馏可以降低沸点，在较低的温度下进行蒸馏，减少副反应的发生，提高产率__；减压蒸馏时，选用的冷凝管为__C__(填字母)。
A．空气冷凝管　　　　 B．球形冷凝管
C．直形冷凝管 D．蛇形冷凝管
(5)已知无水乙醇的密度为0．79 g·mL－1，该实验中肉桂酸乙酯的产率为__70%__。
(6)产品纯度的分析，取a g所得样品，用乙醇作溶剂，准确配制成250．00 mL溶液，量取25．00 mL所配溶液转移至锥形瓶中，加入m g过量氢氧化钠，充分反应后，用浓度为c mol·L－1的盐酸滴定，消耗盐酸的体积为V mL，该样品的纯度为__×100%__(列表达式)；滴定时所选用的指示剂为__酚酞(甲基橙)__(杂质不参与反应)。
【解析】　(1)若实验时，分水器中已经开始回流，发现盛装硫酸的量筒中残留大量硫酸，应立即停止加热，待圆底烧瓶中溶液冷却到室温后，再加入残留的硫酸，重新加入几粒沸石，然后开始加热回流；
(2)由题给信息可知，实验中加入环己烷后，在较低的温度下形成了水、乙醇和环己烷三元共沸物，既能分离出反应生成的水，使平衡向正反应方向移动，又能减少乙醇的挥发，有利于反应物充分反应，提高乙醇的利用率；
(3)制备肉桂酸乙酯时，当分水器下层液面不再升高，说明反应没有水生成，反应已经结束，故答案为：分水器下层液面不再升高，说明反应结束；
(4)步骤⑤所对应的操作为向有机层加入无水盐除去有机层中的水分，过滤得到有机层；由题给信息可知，肉桂酸乙酯沸点为271．5 ℃，不易挥发，由结构简式可知，肉桂酸乙酯分子中含有碳碳双键，若蒸馏时温度过高，易发生副反应，采用减压蒸馏可以降低肉桂酸乙酯的沸点，在较低的温度下进行蒸馏，减少副反应的发生，提高肉桂酸乙酯的产率；减压蒸馏时，为增强冷凝效果，便于肉桂酸乙酯顺利流下，应选用直形冷凝管冷凝；
(5)由题意可知，肉桂酸的物质的量为＝0．3 mol，乙醇的物质的量为≈0．42 mol＞0．3 mol，则乙醇过量；0．3 mol肉桂酸理论上制得肉桂酸乙酯的物质的量为0．3 mol，实验中肉桂酸乙酯的产率为×100%＝70%；
(6)由题意可知250．00 mL溶液中含有肉桂酸乙酯的物质的量为mol×10，则该样品的纯度为×100%＝×100%；由于肉桂酸乙酯与氢氧化钠溶液反应生成的肉桂酸钠为强碱弱酸盐，在溶液中水解呈碱性，为保证肉桂酸乙酯完全反应，应选用酚酞试液做指示剂。