2019届二轮复习 综合实验探究 学案（全国通用） (1)

第10题　综合实验探究
复习建议：4课时(题型突破2课时　习题2课时)
1．(2018·课标全国Ⅰ，26)醋酸亚铬[(CH3 COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题：

(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是
_________________________________________________________________。
仪器a的名称是________。
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开K1、K2，关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为______________。
②同时c中有气体产生，该气体的作用是_______________________
________________________________________________。
(3)打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是___________________________________________；
d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是________、________、洗涤、干燥。
(4)指出装置d可能存在的缺点__________________________
________________________________________________________。
解析　(1)审题时抓住醋酸亚铬“在气体分析中用作氧气吸收剂”，这暗示醋酸亚铬具有强还原性，易被氧气氧化，故该实验中使用的蒸馏水必须去除溶解氧。(2)①依题意可知，c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，主要是由于锌与铬离子反应生成亚铬离子和锌离子，即Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋。②c中产生的气体为氢气，该气体主要用于排尽装置内的空气，避免O2氧化Cr2＋。(3)c中有氢气产生，打开K3，关闭K1和K2后，c中压强大于外界压强，从而将c中溶液压入醋酸钠溶液中。析出并分离产品的操作是冷却、过滤、洗涤、干燥。(4)观察d装置，可发现其与空气相通，这会导致生成的醋酸亚铬被O2氧化。
答案　(1)去除水中溶解氧　分液漏斗
(2)①Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋　②排除c中空气
(3)c中产生H2使压强大于大气压　(冰浴)冷却　过滤
(4)敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触
2．(2018·课标全国Ⅱ，28)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。回答下列问题：
(1)晒制蓝图时，用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂，以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为：2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；显色反应的化学方程式为______________________________________。
(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按如图所示装置进行实验。

①通入氮气的目的是____________________________________。
②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此判断热分解产物中一定含有________、________。
③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是________________________
____________________________________________________。
④样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验Fe2O3存在的方法是：_______________________________________
_______________________________________________________。
(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。
①称量m g样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用c mol·L－1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是______________________________________。
②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化，用c mol·L－1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为____________
__________________________________________________________。
解析　(1)发生的显色反应是溶液中Fe2＋与K3[Fe(CN)6]生成Fe3[Fe(CN)6]2，其化学方程式为3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4。(2)①实验时通入N2，不仅能隔绝空气，排除空气的干扰，还能使反应产生的气体全部进入后续装置。②实验中装置B中澄清石灰水变浑浊，说明三草酸合铁酸钾的热分解产物中含有CO2，经NaOH溶液可除去CO2，气体经浓硫酸干燥后，与灼热的CuO反应，得到单质Cu，且由装置F中现象可知装置E中又生成CO2，由此可判断热分解产物中还含有CO。③为防止倒吸，实验结束后，应先熄灭装置A、E两处的酒精灯，冷却后停止通入氮气。④要检验A中残留固体中含有Fe2O3，可取少量A中残留固体，加入足量稀硫酸或稀盐酸溶解，再滴入少许KSCN溶液，溶液中出现红色，即可确定残留固体中含有Fe2O3。(3)①KMnO4能将样品溶液中Fe2＋氧化成Fe3＋，将C2O氧化成CO2，达到滴定终点时，KMnO4稍过量，溶液中出现粉红色。②加入过量锌粉能将溶液中Fe3＋还原为Fe2＋，酸化后Fe2＋与KMnO4溶液反应，根据化合价变化可找出关系式为5Fe2＋～MnO，根据消耗KMnO4溶液的浓度和体积可知溶液中n(Fe2＋)＝c mol·L－1×V×10－3 L×5＝5×10－3cV mol，则该晶体中铁元素的质量分数为×100%或×100%。
答案　(1)3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4
(2)①隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置
②CO2　CO
③先熄灭装置A、E两处的酒精灯，冷却后停止通入氮气
④取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3
(3)①当滴入最后一滴KMnO4溶液，锥形瓶中溶液变为粉红色，且30 s内不变色　②×100%
3．(2018·课标全国Ⅲ，26)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O，M＝248 g·mol－1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题：
(1)已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaS2O3)＝4.1×10－5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质，选用下列试剂设计实验方案进行检验：
试剂：稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液
实验步骤
现象
①取少量样品，加入除氧蒸馏水
②固体完全溶解得无色澄清溶液
③________
④________，有刺激性气体产生
⑤静置，________
⑥________
(2)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下：
①溶液配制：称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水在________中溶解，完全溶解后，全部转移至100 mL的________中，加蒸馏水至________。
②滴定：取0.009 50 mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入过量KI，发生反应：Cr2O＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O。然后用硫代硫酸钠
样品溶液滴定至淡黄绿色，发生反应：I2＋2S2O===S4O＋2I－。加入淀粉溶液作为指示剂，继续滴定，当溶液________，即为终点。平行滴定3次，样品溶液的平均用量为24.80 mL，则样品纯度为________%(保留1位小数)。
解析　(1)欲检验市售Na2S2O3中是否含有SO，应先取少量样品，加入除氧蒸馏水，固体完全溶解得澄清溶液，向其中加入过量稀盐酸，使S2O完全反应(S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O)，以避免生成BaS2O3沉淀，对检验产生干扰，产生的现象是出现乳黄色浑浊，并有刺激性气味的气体产生，静置后，取上层清液，向其中滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀即可说明市售Na2S2O3中含有SO。(2)①配制溶液时称取的样品应在烧杯中溶解，溶解、冷却至室温后全部转移至100 mL的容量瓶中，加蒸馏水至刻度线。②利用I2遇淀粉溶液显蓝色来判断滴定终点时，当溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复即可说明达到滴定终点。根据题中反应可得：Cr2O～3I2～6S2O，则1.200 0 g样品中含有Na2S2O3·5H2O的质量＝××248 g·mol－1＝1.140 g，样品纯度＝×100%＝95.0%。
答案　(1)③加入过量稀盐酸
④出现乳黄色浑浊
⑤(吸)取上层清液，滴入BaCl2溶液
⑥产生白色沉淀
(2)①烧杯　容量瓶　刻度线　②蓝色褪去　95.0
4．(2017·全国卷Ⅰ，26，节选)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。已知：NH3＋H3BO3===NH3·H3BO3；NH3·H3BO3＋HCl===NH4Cl＋ H3BO3。

回答下列问题：
(1)a的作用是______________________________________。
(2)b中放入少量碎瓷片的目的是_________________________________________。
f的名称是________。
(3)清洗仪器：g中加蒸馏水；打开K1，关闭K2、K3，加热b，蒸气充满管路；停止加热，关闭K1，g中蒸馏水倒吸进入c，原因是____________________；打开K2放掉水，重复操作2～3次。
(4)仪器清洗后，g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂，铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭K3，d中保留少量水，打开K1，加热b，使水蒸气进入e。
①d中保留少量水的目的是___________________________________。
②e中主要反应的离子方程式为_________________________________________，
e采用中空双层玻璃瓶的作用是_____________________________________。
解析　(1)a管作用是平衡气压，防止b中压强过大。(2)碎瓷片防止液体加热时暴沸。f为直形冷凝管。(3)停止加热，管路中气体温度下降，水蒸气冷凝为液态水，形成负压，g中蒸馏水倒吸入c中。(4)①d中少量水，起液封作用，防止有NH3逸出。②e中NH 与OH－加热反应放出NH3。因为加热水蒸气充满管路，中空双层玻璃瓶中也充满水蒸气，起保温作用，有利于NH3完全逸出。
答案　(1)避免b中压强过大　(2)防止暴沸　直形冷凝管　(3)c中温度下降，管路中形成负压
(4)①液封，防止氨气逸出　②NH＋OH－NH3↑＋H2O　保温使氨完全逸出
5．(2016·新课标全国Ⅰ，26)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：
(1)氨气的制备

①氨气的发生装置可以选择上图中的________，反应的化学方程式__________________________________________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。


操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中________________
②反应的化学方程式________________
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成气态水凝聚
打开K2
③____________
④____________
解析　(1)①在实验室通常是用加热氯化铵和消石灰固体混合物制取氨气，应选用发生装置A，其反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑，或选用发生装置B，直接加热浓氨水生成氨气：NH3·H2ONH3↑＋H2O；②氨气是碱性气体，可用碱石灰干燥，密度小于空气，应采用向下排空气法收集，氨气极易溶于水，尾气处理时应防止倒吸，则要收集一瓶干燥的氨气，仪器的连接顺序为：发生装置→d、c→f、e→i。
(2)打开K1，推动注射器活塞将氨气缓慢通入Y管中，在一定温度和催化剂的作用下发生反应：6NO2＋8NH37N2＋12H2O，随着反应的发生Y管中红棕色气体颜色变浅；反应生成的水蒸气液化后，NO2和NH3反应后气体的物质的量减小，反应容器中的压强减小，打开K2，Z中的溶液倒吸入Y管中。
答案　(1)①A　2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑(或B　NH3·H2ONH3↑＋H2O)　②dcfei
(2)①红棕色气体慢慢变浅　②6NO2＋8NH37N2＋12H2O　③Z中NaOH溶液产生倒吸现象　④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压
命题调研(2014～2018五年大数据)
命题角度
设空方向
频数
难度
1.化学实验基础的考查
仪器的名称
9
0.49
仪器的连接及选择
实验基础操作、顺序选择
2.物质性质的考查
物质的化学性质的应用
10
0.51

化学方程式、离子方程式
3.物质的制备实验
实验条件的控制、实验流程与步骤
8
0.47
产物的分离与提纯
产率的计算
4.探究性综合实验
原理的探究、性质的探究
6
0.43
含量的探究
实验方案的设计
实验是高考的重要内容，所占分值较高，从近几年的实验题来看，通常为考生提供一个真实的实验环境，让考生用已有的化学原理和实验技能，结合新信息、新问题去研究和解决问题。以无机物制备为背景的题目除了考查制备方法、操作方法及制备过程中需要注意的问题等往往还涉及方法改进；实验探究类题目往往涉及到方案设计、定量分析等较高层次的要求，预计2019年高考实验部分会加大对实验设计方案的考查。


(1)装置连接顺序
Ⅰ.装置(仪器)连接顺序考查内容
①常用仪器的使用
②由多个仪器组成的装置的正确选择
③常见气体的制备、性质
④常见物质的检验、分离、提纯
⑤实验现象的预测能力与过程分析的推导能力
Ⅱ.“仪器连接顺序”考查思维流程


接口的连接：总体做到“自下而上，从左到右”。
净化装置应：“长”进“短”出
量气装置应：“短”进“长”出
干燥管应：“粗”进“细”出
(2)实验操作顺序
与气体有关的实验操作顺序：装置选择与连接→气密性检查→装入固体药品→加液体药品→按程序实验→拆卸仪器。
(3)解题指导
[示例1] 三氯化硼(BCl3)常用作有机合成的催化剂，也可用于制取乙硼烷(B2H6)，遇水能够发生水解反应。某兴趣小组设计如图所示装置，用单质硼与氯气反应制备三氯化硼。
已知：BCl3的熔点为－107.3 ℃，沸点为12.5 ℃；SiCl4的熔点为－70 ℃，沸点为57.6 ℃。

(1)装置的连接顺序为A、________、F。
(2)装置D的作用是____________，装置F可用一个盛装________(填试剂名称)的干燥管代替。
(3)实验过程中，应先点燃A处的酒精灯，当观察到____________________时再点燃B处的酒精灯。
解题指导　由A装置出来的Cl2中含有氯化氢和水蒸气，首先要通过E装置，除去氯化氢，再通过C装置，除去水蒸气，纯净的Cl2进入B装置参与反应，用D装置收集三氯化硼，所以装置的连接顺序为A、E、C、B、D、F；实验过程中，先点燃A处酒精灯，当观察到装置F中试剂瓶内充满黄绿色气体时，说明已经把装置中的空气排尽了，再点燃B处酒精灯。
答案　(1)E、C、B、D
(2)冷却和收集三氯化硼　碱石灰
(3)装置F中试剂瓶内充满黄绿色气体

条件控制是化学实验中的重要手段，也是高考命题的一个热点。通过控制条件可以使反应向着实际需要的方向进行和转化，尤其是实验中“温度”的控制。
考查内容
(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或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。
[示例2] ClO2气体是一种高效、广谱、安全的杀菌消毒剂，可用NaClO3和草酸(H2C2O4)反应制得。已知：无水草酸100 ℃可以升华。
问题：制备ClO2时实验需在60～100 ℃进行的原因是________________________，控制所需温度的方法是_________________________
_____________________________________________________。
解题指导　(1)经验：要充分利用题给信息，尤其是物质熔点和沸点、受热分解或升华等信息。
(2)实验规律：一般实验所需温度不超过100 ℃，常用水浴加热的方法控制温度。
(3)答题角度：答题一般分2个角度，温度低了反应速率较慢，温度高了某种反应物(或产物)受热分解(或升华)。
答案　若温度过低，化学反应速率较慢；若温度过高，草酸升华或分解　水浴加热


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Al2S2、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。
剖析：
(1)思维流程

(2)解题指导
[示例3] 醋酸亚铬水合物{[Cr(CH3COO)2]2·2H2O，相对分子质量为376}是一种深红色晶体，不溶于冷水，是常用的氧气吸收剂。实验室中以锌粒、三氯化铬溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物，其装置如图所示，且仪器2中预先加入锌粒。已知二价铬不稳定，极易被氧气氧化，不与锌反应。制备过程中发生的相关反应如下：

Zn(s)＋2HCl(aq)===ZnCl2(aq)＋H2(g)
2CrCl3(aq)＋Zn(s)===2CrCl2(aq)＋ZnCl2(aq)
2Cr2＋(aq)＋4CH3COO－(aq)＋2H2O(l)===
[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(s)
请回答下列问题：
(1)仪器1的名称是________。
(2)往仪器2中加盐酸和三氯化铬溶液的顺序最好是________(选下面字母)；目的是______________________________________________。
A．盐酸和三氯化铬溶液同时加入
B．先加三氯化铬溶液一段时间后再加盐酸
C．先加盐酸一段时间后再加三氯化铬溶液
(3)为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合，应关闭止水夹________(填“A”或“B”，下同)，打开止水夹________。
(4)本实验中锌粒要过量，其原因除了让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3中与CH3COONa溶液反应外，另一个作用是_____________________________。
(5)已知其他反应物足量，实验时取用的CrCl3溶液中含溶质9.51 g，取用的醋酸钠溶液为1.5 L 0.1 mol·L－1；实验后得干燥纯净的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O 9.48 g，则该实验所得产品的产率为________(不考虑溶解的醋酸亚铬水合物)。
解题指导　第一步：明确实验目的、要求及所给原料
以锌粒、CrCl3溶液、CH3COONa溶液和盐酸为主要原料制备[Cr(CH3COO)2]2·2H2O。
第二步：分析制备原理
要得到二价Cr，三氯化铬溶液中需要加入还原剂，选择Zn做还原剂，发生的反应为：2CrCl3(aq)＋Zn(s)===2CrCl2(aq)＋ZnCl2(aq)，然后Cr2＋与醋酸钠溶液反应：2Cr2＋(aq)＋4CH3COO－(aq)＋2H2O(l)===[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(s)。
第三步：解决实际问题
例如装置2分析：①Cr2＋不稳定，极易被O2氧化，让锌粒与盐酸先反应产生H2，把装置2和3中的空气赶出，避免生成的Cr2＋被氧化；②还有一个作用是利用生成氢气，使装置内气压增大，将CrCl2溶液压入装置3中与CH3COONa溶液顺利混合；③装置2锌粒要过量，除了让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3与CH3COONa溶液反应外，另一个作用是：过量的锌与CrCl3充分反应得到CrCl2。
第四步：产率计算要细算
题目中给了CrCl3和CH3COONa两个量，注意CH3COONa是过量的，根据元素守恒即可算出[Cr(CH3COO)2]2·2H2O的量。
答案　(1)分液漏斗
(2)C　让锌粒与盐酸先反应产生H2，把装置2和3中的空气赶出，避免生成的亚铬离子被氧化
(3)B　A　(4)使锌与CrCl3充分反应得到CrCl2
(5)84.0%

一、明确探究目的
探究实验的原理可从题给的化学情境(或题目所给的实验目的)并结合元素化合物的有关知识获取。在此基础上，依据可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的实验方案
二、理清操作过程
根据由实验原理所确定的探究实验方案中的实验过程，确定实验操作的方法和步骤，把握各实验步骤的要点，理清实验操作的先后顺序
三、弄懂装置
(流程)作用
若题目中给出装置图，在分析解答过程中，要认真细致地分析图中的各部分装置，并结合实验目的和原理，确定它们在实验中的作用
四、得出探
究结论
例如对于定量实验，可根据实验现象和记录的数据，对实验数据进行筛选，通过分析、计算、推理等确定有关样品含量及化学式
探究型实验题答题“易错点”
(1)实验探究过程中提出的假设不够完整，遗漏某种情况；有时也会在方案设计中遗漏某一种可能，造成方案不完整，或非此即彼的情况。
(2)实验探究中易将待探究的结果当成已知内容进行设计，造成明确的探究指向。
(3) 评价实验过程中忽视反应条件设置与控制；回答问题时遗漏某一限制条件；易造成想当然或默认某些条件等错误。
(4)实验设计思路中从已知数据中找不到合理的规律，无法将综合实验解答完整。



[典例演示1] (2018·北京理综，28)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)

①A为氯气发生装置。A中反应方程式是__________________________________
____________________________________________________________(锰被还原为Mn2＋)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。
③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，另外还有__________________________。
(2)探究K2FeO4的性质
①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，设计以下方案：

方案Ⅰ
取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。
i.由方案I中溶液变红可知a中含有________离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能由__________________________________产生(用方程式表示)。
ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗涤的目的是_________________________________________________。
②根据K2FeO4的制备实验得出：氧化性Cl2________FeO(填“>”或“MnO，验证实验如下：将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色。该现象能否证明氧化性FeO>MnO。若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。理由或方案：___________________________________________
___________________________________________________。
解析　(1)①由题图知A中反应物为浓盐酸和KMnO4，生成物有Cl2，且锰被还原为Mn2＋，根据得失电子守恒及元素守恒即可完成反应的化学方程式。②由于装置C中高铁酸钾的制备环境呈碱性而制得的氯气中混有的氯化氢气体为酸性，可用饱和食盐水除去氯化氢，注意“长导管进短导管出”。③氯气能与过量的KOH溶液反应。(2)①i.Fe3＋遇KSCN溶液变红色。由已知高铁酸钾在酸性溶液中快速产生氧气，反应过程中氧元素的化合价升高，根据氧化还原反应的规律，高铁酸钾中＋6价的铁元素化合价必然降低，其还原产物可能是Fe3＋。也就是说，Fe3＋可能来自于高铁酸钾自身的氧化还原反应。书写离子方程式时，可以先写出明确的、已知的反应物(即FeO)和生成物(即Fe3＋和O2)，根据得失电子守恒确定Fe3＋和O2的化学计量数之比为4∶3，再根据电荷守恒和元素守恒确定反应物中还应有H＋，最后用观察法配平即可。ii.C中Cl2与KOH反应生成的ClO－具有氧化性，也能氧化Cl－，故需排除ClO－的干扰。②K2FeO4的制备实验中Cl2化合价降低作氧化剂，故氧化性Cl2>FeO，该反应是在碱性条件下进行的，方案Ⅱ是在酸性条件下进行的，溶液的酸碱性对物质的氧化性或还原性会产生影响。
答案　(1)①2KMnO4＋16HCl===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O
②
③Cl2＋2KOH===KCl＋KClO＋H2O
(2)①i.Fe3＋　4FeO＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O
ii.排除ClO－的干扰
②>　溶液酸碱性不同
③理由：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
或方案：向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色
[题型训练1] 1­溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为71 ℃，密度为1.36 g·cm－3。实验室制备少量1­溴丙烷的主要步骤如下：
步骤1：在仪器A中加入搅拌磁子、12 g正丙醇及20 mL水，冰水冷却下缓慢加入28 mL浓H2SO4；冷却至室温，搅拌下加入24 g NaBr。
步骤2：如图所示搭建实验装置，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。

步骤3：将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。
步骤4：将分出的有机相转入分液漏斗，依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得1­溴丙烷。
(1)仪器A的名称是________；加入搅拌磁子的目的是搅拌和________。
(2)反应时生成的主要有机副产物有2­溴丙烷和________。
(3)步骤2中需向接收瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是_______________________________________________________。
(4)步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是
____________________________________________________。
(5)步骤4中用5% Na2CO3溶液洗涤有机相的操作：向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3溶液，振荡，__________________________________，
静置，分液。
解析　(2)浓H2SO4存在条件下，正丙醇可能发生消去反应生成丙烯，也可能分子间脱水生成正丙醚。(3)冰水降低温度，减少1­溴丙烷的挥发。(4)因正丙醇与HBr反应生成1­溴丙烷，HBr易挥发，缓慢加热，以减少HBr的挥发。
答案　(1)蒸馏烧瓶　防止暴沸　(2)丙烯、正丙醚
(3)减少1­溴丙烷的挥发　(4)减少HBr挥发　
(5)将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体

[典例演示2] 绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：
(1)在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：____________、____________。
(2)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2 g。按下图连接好装置进行实验。

①仪器B的名称是________。
②将下列实验操作步骤正确排序________(填标号)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。
a．点燃酒精灯，加热　b．熄灭酒精灯　c．关闭K1和K2　d．打开K1和K2，缓缓通入N2　e．称量A　f．冷却到室温
③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x＝________(列式表示)。若实验时按a、d次序操作，则使x________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)为探究硫酸亚铁的分解产物，将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。

①C、D中的溶液依次为________(填标号)。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为_______________________________________。
a．品红　b．NaOH　c．BaCl2　d．Ba(NO3)2　e．浓H2SO4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_______________________
__________________________________________________________。
解析　(1)绿矾溶解于水电离出Fe2＋，滴加KSCN溶液后颜色无明显变化，说明样品中没有Fe3＋，通入空气之后，空气中的氧气把Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋与KSCN反应而使溶液显红色，说明Fe2＋易被氧气氧化为Fe3＋。
(2)①仪器B的名称是干燥管；②实验时先打开K1和K2，缓慢通入N2，排除装置中的空气，防止空气中的氧气将绿矾中的Fe2＋氧化为Fe3＋，一段时间后点燃酒精灯，使绿矾中的结晶水变为水蒸气并被N2排出，然后熄灭酒精灯，冷却时注意关闭K1和K2，防止氧气进入，冷却至室温后再称量A；③由题意可知FeSO4的物质的量为 mol，水的物质的量为 mol，则绿矾中结晶水的数目x＝＝＝；若先点燃酒精灯再通N2，则石英玻璃管中原有的空气会将绿矾中的Fe2＋氧化，最终剩余的固体质量会偏大，则计算得到的结晶水的数目会偏小。
(3)①实验后反应管中残留的红色粉末为Fe2O3，根据得失电子守恒可知必然有SO2产生，根据元素守恒可知还会生成SO3，检验的试剂应选择品红溶液、BaCl2溶液，不能选择Ba(NO3)2溶液，因为SO2会与Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀，干扰SO3 的检验，由于SO3可与水反应生成硫酸，故应先检验SO3，再利用SO2能使品红褪色的原理检验SO2；②由题意可以得到硫酸亚铁分解的方程式为2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。
答案　(1)样品中没有Fe3＋　Fe2＋易被氧气氧化为Fe3＋
(2)①干燥管　②d、a、b、c、f、e　③　偏小
(3)①c、a　品红褪色，生成白色沉淀　②2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑

[典例演示3] 用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I－)，实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ.准备标准溶液
a．准确称取AgNO3基准物4.246 8 g(0.025 0 mol)后，配制成250 mL标准溶液，放在棕色试剂瓶中避光保存，备用。
b．配制并标定100 mL 0.100 0 mol·L－1 NH4SCN标准溶液，备用。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a．取待测NaI溶液25.00 mL于锥形瓶中。
b．加入25.00 mL 0.100 0 mol·L－1 AgNO3溶液(过量)，使I－完全转化为AgI沉淀。
c．加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。
d．用0.100 0 mol·L－1 NH4SCN溶液滴定过量的Ag＋，使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后，体系出现淡红色，停止滴定。
e．重复上述操作两次。三次测定数据如下表：
实验序号
1
2
3
消耗NH4SCN标准溶液体积/mL
10.24
10.02
9.98
f.数据处理。
回答下列问题：
(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有_____________________________________________________________。
(2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是____________
_______________________________________________。
(3)滴定应在pH＜0.5的条件下进行，其原因是_________________________
____________________________________________________。
(4)b和c两步操作是否可以颠倒________，说明理由______________________
______________________________________________________。
(5)所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为________mL，测得c(I－)＝________mol·L－1。
(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步，应进行的操作为___________________________________________________。
(7)判断下列操作对c(I－)测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
①若在配制AgNO3标准溶液时，烧杯中的溶液有少量溅出，则测定结果________。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，则测定结果________。
解析　(1)配制AgNO3标准溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管。(2)因AgNO3见光易分解，所以AgNO3标准溶液应放在棕色细口试剂瓶中并避光保存。(3)NH4Fe(SO4)2为强酸弱碱盐，且Fe3＋的水解程度很大，为防止因Fe3＋的水解而影响滴定终点的判断(或抑制Fe3＋的水解)，所以滴定应在pH＜0.5的条件下进行。(4)因Fe3＋能与I－发生氧化还原反应，而使指示剂耗尽，无法判断滴定终点，所以b和c两步操作不能顺序颠倒。(5)由三次测定数据可知，第1组数据误差较大，应舍去，所以所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为＝10.00 mL，测得c(I－)＝[n(AgNO3)－n(NH4SCN)]/V[NaI(aq)]＝(25.00×10－3 L×0.100 0 mol·L－1－10.00×10－3 L×0.100 0 mol·L－1)/25.00×10－3 L＝0.060 0 mol·L－1。(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步，用NH4SCN标准溶液润洗滴定管2～3次。(7)①若在配制AgNO3标准溶液时，烧杯中的溶液有少量溅出，造成溶质减少，则使配制AgNO3标准溶液的浓度偏低，则使消耗的n(NH4SCN)偏小，由c(I－)＝[n(AgNO3)－n(NH4SCN)]/V[NaI(aq)]可推断，对c(I－)测定结果影响将偏高。②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，使读取的NH4SCN标准溶液的体积偏低，由c(I－)＝[n(AgNO3)－n(NH4SCN)]/V[NaI(aq)]可推断，对c(I－)测定结果影响将偏高。
答案　(1)250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管
(2)避免AgNO3见光分解
(3)防止因Fe3＋的水解而影响滴定终点的判断(或抑制Fe3＋的水解)
(4)否(或不能)　若颠倒，Fe3＋与I－反应，指示剂耗尽，无法判断滴定终点
(5)10.00　0.060 0
(6)用NH4SCN标准溶液润洗滴定管2～3次
(7)偏高　偏高
[题型训练2]　(2018·天津理综，9)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题：
Ⅰ.采样

采样系统简图
采样步骤：
①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140 ℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。
(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为_______________________。
(2)C中填充的干燥剂是(填序号)________。
a．碱石灰　　　　b．无水CuSO4　　　　c．P2O5
(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。

(4)采样步骤②加热烟道气的目的是___________________________。
Ⅱ.NOx含量的测定
将V L气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化成NO，加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液，加入V1 mL c1 mol·L－1 FeSO4标准溶液(过量)，充分反应后，用c2 mol·L－1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2＋，终点时消耗V2 mL。
(5)NO被H2O2氧化为NO的离子方程式为________________________________
__________________________________________________。
(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有______________________________。
(7)滴定过程中发生下列反应：
3Fe2＋＋NO＋4H＋===NO↑＋3Fe3＋＋2H2O
Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
则气样中NOx折合成NO2的含量为________mg·m－3。
(8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
若缺少采样步骤③，会使测定结果________。
若FeSO4标准溶液部分变质，会使测定结果______________________。
解析　(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用是除去烟道气中的粉尘。(2)C中填充的干燥剂不能吸收NOx，因此不能为碱石灰，而无水CuSO4通常只用于检验水而不是吸收水，故该干燥剂为P2O5。(3)D的作用是吸收NOx，故该装置中应装有碱液，为洗气瓶装置，气体从长管进、短管出。(4)NOx中的NO2能溶于水且与水反应，故加热烟道气的目的是防止NOx溶于冷凝水。(5)NO被H2O2氧化为NO，则H2O2被还原为H2O，配平离子方程式为2NO＋3H2O2===2NO＋2H＋＋2H2O。(6)K2Cr2O7标准溶液具有强氧化性，能氧化碱式滴定管下端的橡胶部分，因此滴定操作使用的玻璃仪器主要有锥形瓶、酸式滴定管。(7)根据滴定原理，可得原溶液中NO消耗的n(Fe2＋)＝[c1 mol·L－1×V1×10－3 L－c2 mol·L－1×V2×10－3L×6]×＝5(c1V1－6c2V2)×10－3 mol，则n(NO)＝n(Fe2＋)＝(c1V1－6c2V2)×10－3mol，故气样中NOx折合成NO2的含量为(c1V1－6c2V2)×10－3 mol×46 000 mg·mol－1÷(V×10－3)m3＝×104 mg·m－3。(8)若缺少采样步骤③，则采集的烟道气中混有空气，测定结果偏低；若FeSO4标准溶液部分变质，则消耗的FeSO4标准溶液的体积偏大，测定结果偏高。
答案　(1)除尘　(2)c
(3)
(4)防止NOx溶于冷凝水
(5)2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO＋2H2O
(6)锥形瓶、酸式滴定管
(7)×104
(8)偏低　偏高

1．(2018·平度一中高三阶段性质量检测，28)Cu2SO3·CuSO3·2H2O是一种深红色固体(以下用M表示)。某学习小组拟测定胆矾样品的纯度，并以其为原料制备M。
已知：①M不溶于水和乙醇，100℃时发生分解反应；
②M可由胆矾和SO2为原料制备，反应原理为3Cu2＋＋6H2O＋3SO2Cu2SO3·CuSO3·2H2O↓＋8H＋＋SO。
Ⅰ.测定胆矾样品的纯度。
(1)取w g胆矾样品溶于蒸馏水配制成250 mL溶液，从中取25.00 mL于锥形瓶中，加入指示剂，用c mol·L－1EDTA(简写成Na4Y)标准溶液滴定至终点(滴定原理：Cu2＋＋Y4－===CuY2－)，测得消耗了V mL EDTA标准溶液。则该胆矾样品的纯度为________%(用含c、V、w的代数式表示)。如果滴定管装液前没有用EDTA标准溶液润洗，测得的结果会__________ (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
Ⅱ.制备M实验装置如下图所示：

(2)实验室用70%硫酸与亚硫酸钠粉末在常温下制备SO2。上图A处的气体发生装置可从下图装置中选择，最合适的是________(填字母)。

(3)装置D中的试剂是________。装置B中水浴加热的优点是__________。
(4)实验完毕冷却至室温后，从锥形瓶中分离产品的操作包括：________、水洗、乙醇洗、常温干燥，得产品Cu2SO3·CuSO3·2H2O。检验产品已水洗完全的操作是__________________________________________________
____________________________________________________。
解析　(1)Cu2＋～Y4－，故胆矾样品的纯度＝×100%＝%。如果滴定管装液前没有用EDTA标准溶液润洗，EDTA标准溶液在滴定管中会被稀释，使滴定消耗的EDTA标准溶液体积偏大，结果偏高。
(2)70%硫酸与亚硫酸钠粉末在常温下反应生成SO2，应选择固液不加热制气装置，即装置a。
(3)装置D用于吸收未反应的SO2，其中盛装的试剂可以是NaOH溶液、Na2CO3溶液、NaHCO3溶液或Na2SO3溶液等。装置B中水浴加热的优点是受热均匀，容易控制温度范围，可防止温度过高导致产品分解。
(4)用过滤的方法分离固体和溶液。水洗的目的是除去产品表面的可溶性杂质，通过检验洗涤液中是否存在SO或H＋来判断水洗是否完全。
答案　(1)　偏高　(2)a
(3)NaOH溶液(其他合理答案也可)　受热均匀，容易控制温度范围，可防止温度过高导致产品分解
(4)过滤　取最后一次洗涤液少许于试管中，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无沉淀生成，则产品已水洗完全(也可检验最后一次洗涤液中的H＋，2分)
2．(2018·陕西师大附中高三化学第五次月考，16)某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验，探究O2与KI溶液发生反应的条件。

供选试剂：30%H2O2溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体
(1)小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如下

操作
现象
甲
向I的锥形瓶中加入________，向I的________中加入30%H2O2溶液，连接I、Ⅲ，打开活塞
I中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅速变蓝
乙
向Ⅱ中加入KMnO4固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯
Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝
丙
向Ⅱ中加入KMnO4固体，Ⅲ中加入适量0.1 mol/L H2SO4溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯
Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝
(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是____________________________
___________________________________________________________。
(3)对比乙、丙实验可知，O2与KI溶液发生反应的适宜条件是_______________________________________________。
为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是___________________________。
(4)由甲、乙、丙三实验推测，甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。学生将I中产生的气体直接通入下列________(填字母)溶液，证明了白雾中含有H2O2。
A．酸性 KMnO4 B．FeC12
C．Na2S D．品红
(5)资料显示：KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：4KI＋O2＋2H2O===2I2＋4KOH。该小组同学取20 mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应，3I2
＋6OH－===5I－＋IO＋3H2O造成的。请设计实验证明他们的猜想是否正确：_____________________________________________________。
解析　(1)甲实验：根据装置Ⅰ不需要加热制取氧气可知利用的是双氧水的分解，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气，向Ⅰ的锥形瓶中加入MnO2固体，向Ⅰ的分液漏斗中加入30% H2O2溶液，连接I、Ⅲ，打开活塞，Ⅰ中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅速变蓝说明生成碘单质；(2)碘离子具有还原性，在酸性条件下能够被氧气氧化成碘单质，据此写出反应的离子方程式为：O2＋4I－＋4H＋===2I2＋2H2O；(3)向Ⅱ中加入KMnO4固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯，Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝，向Ⅱ中加入KMnO4固体，Ⅲ中加入适量0.1 mol/L H2SO4溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯，Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝，对比乙、丙实验可知，O2与KI溶液发生反应的适宜条件是：酸性环境；为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是：使用不同浓度的稀硫酸作对比实验；(4)A.KMnO4，高锰酸钾溶液能够将过氧化氢氧化，导致高锰酸钾溶液褪色，而氧气不与高锰酸钾溶液反应，如果高锰酸钾溶液褪色可证明混合气体中含有过氧化氢，故A正确；B.FeCl2，氧气和H2O2都能够氧化亚铁离子，无法证明混合气体中含有过氧化氢，故B错误；C.Na2S，H2O2和氧气都能够氧化硫化钠，无法用硫化钠检验混合气体中是否含有双氧水，故C错误；D.品红遇过氧化氢会被氧化红色褪去，证明混合气体中含有双氧水，故D正确；(5)KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：4KI＋O2＋2H2O===2I2＋4KOH。该小组同学取20 mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应离子方程式为：3I2＋6OH－===5I－＋IO＋3H2O，设计实验证明他们的猜想是否正确，方案为：向上述未变蓝的溶液中滴入0.1 mol/L H2SO4溶液观察现象，若溶液变蓝则猜想正确，否则错误。
答案　(1) MnO2固体　分液漏斗
(2) O2＋4I－＋4H＋===2I2＋2H2O
(3)酸性环境　使用不同浓度的稀硫酸作对比实验
(4)AD
(5)向上述未变蓝的溶液中滴入0.1 mol/L H2SO4溶液，观察现象，若溶液变蓝，则猜想正确，否则错误
3．(2018·山西省实验中学高三质量检测，19)在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH