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2020版高考新创新一轮复习化学新课改省份专用学案：第十章第四节性质探究与定量测定实验
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第四节性质探究与定量测定实验
考点(一) 性质探究型实验
知考情
明学法
性质探究型实验是高考命题的热点，也是备考的难点。题目常以陌生物质为载体，综合考查反应原理、提纯、除杂以及性质探究方面的问题。涉及问题面广，难度大小不一
针对探究型实验的复习，平时要注重实验的积累，尤其是陌生物质的性质探究，做题时要知其然，更要知其所以然，有条件的学生，可以借阅参考《选修6》教材
[考法感悟]
1．(2018·全国卷Ⅱ)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)Fe2＋的检验方法是加入K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2，反应的化学方程式为3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4。(2)①空气中含有O2，为防止Fe2＋被O2氧化，应先通入N2，隔绝空气，且使反应产生的气体全部进入后续装置。②B中澄清石灰水变浑浊，证明分解过程中产生CO2；F中澄清石灰水变浑浊，E中固体变为红色，说明E中发生反应：CuO＋COCu＋CO2，所以分解产物中一定含有CO。③实验结束时，为了防止倒吸，应先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气。④检验Fe2O3的方法是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滴定终点的现象是有粉红色出现且半分钟内不变色。②加入锌粉后将Fe3＋还原为Fe2＋，再用KMnO4溶液滴定，将Fe2＋氧化为Fe3＋，MnO转化为Mn2＋，可得关系式：5Fe2＋～MnO
已知n(MnO)＝(cV×10－3)mol
则n(Fe2＋)＝(5cV×10－3)mol
则m(Fe2＋)＝(5cV×10－3×56)g
该晶体中铁的质量分数w(Fe)＝×100%＝×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粉红色出现 ②×100%
2．(2018·北京高考)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“<”)，而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO的氧化性强弱关系相反，原因是_________________________________。
③资料表明，酸性溶液中的氧化性FeO>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)①KMnO4被HCl还原为MnCl2，HCl被氧化为Cl2，反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。②应在装置B中加入饱和食盐水，以除去混在Cl2中的HCl。洗气时，气体应长管进、短管出。③过量的KOH还能与Cl2发生歧化反应，化学方程式为Cl2＋2KOH===KCl＋KClO＋H2O。(2)①ⅰ.滴加KSCN溶液，溶液变红，说明原溶液中含有Fe3＋。有Fe3＋生成，不能判断FeO一定与Cl－发生了反应，根据题目给出的信息，K2FeO4在酸性或中性条件下，FeO会与H＋发生氧化还原反应生成Fe3＋和O2，离子方程式为4FeO＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O。ⅱ.用KOH溶液洗涤可除去混在C所得固体中的ClO－。②碱性条件下，氧化性Cl2>FeO；而在酸性条件下，FeO的氧化能力增强，氧化性Cl2
②
③Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋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
[必备知能]
1．探究实验中常见操作及原因
沉淀水洗的目的
除去××(可溶于水)杂质
沉淀用乙醇洗涤的目的
a.减小固体的溶解度；b.除去固体表面吸附的杂质；c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥
冷凝回流的作用及目的
防止××蒸气逸出脱离反应体系，提高××物质的转化率
控制溶液pH的目的
防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××溶解等
“趁热过滤”后，有时先向滤液中加入少量水，加热至沸腾，然后再“冷却结晶”出目标产物的原因
稀释溶液，防止降温过程中杂质析出，提高产品的纯度
加过量A试剂的原因
使B物质反应完全(或提高B物质的转化率)等
温度不高于××℃的原因
温度过高××物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如AlCl3等)
减压蒸馏(减压蒸发)的原因
减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)
蒸发、反应时的气体氛围
抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl气流中进行，加热MgCl2·6H2O得MgCl2时需在HCl气流中进行等)
配制某溶液前先煮沸水的原因
除去溶解在水中的氧气，防止××物质被氧化
反应容器中和大气相通的玻璃管的作用
指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大
2.常考查操作的答题要点
从溶液中得到晶体的操作
蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤(包括水洗、冰水洗、热水洗、乙醇洗等)→干燥
蒸发结晶的操作
将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒不断搅拌，待有大量晶体出现时停止加热，利用余热蒸干剩余水分
测溶液pH的操作
取一小块pH试纸放在表面皿或玻璃片上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点在(或用胶头滴管吸取待测液滴在)试纸中部，观察试纸颜色变化，并与标准比色卡对比
滴定操作
滴定时，左手控制滴定管活塞，右手振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化
证明沉淀完全的操作
静置，取沉淀后的上层清液，加入××试剂(沉淀剂)，若没有沉淀生成，说明沉淀完全
洗涤沉淀的操作
沿玻璃棒向漏斗(过滤器)中的沉淀上加蒸馏水至没过沉淀，静置使其全部滤出，重复操作数次
检验沉淀是否洗涤干净的操作
取最后一次洗涤液，加入××试剂(根据沉淀可能吸附的杂质离子，选择合适的检验试剂)，若没有××(特征现象)出现，证明沉淀已洗涤干净
增大原料浸出率的措施
搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气液或固液接触面积
加热的目的
加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动
滴定终点溶液颜色变化的判断
滴加最后一滴溶液时，溶液由××颜色变为××颜色，且半分钟内不变色
[集训冲关]
1．(2017·全国卷Ⅲ)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。按如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接入如图所示的装置中，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)绿矾溶液中加入KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，说明样品中不含三价铁；再向试管中通入空气，溶液逐渐变红，说明FeSO4易被空气中的氧气氧化。(2)①仪器B是干燥管。②根据实验目的及绿矾易被氧化的性质可知，实验时先打开K1和K2，缓缓通入N2排出装置中的空气，避免空气中的氧气将绿矾氧化；再点燃酒精灯进行加热；一段时间后熄灭酒精灯，冷却至室温，关闭K1和K2，再称量A。故正确的操作顺序是dabfce。③根据题意，绿矾样品的质量为(m2－m1)g，绿矾中结晶水的质量为(m2－m3)g，则FeSO4的质量为(m3－m1)g，设绿矾的化学式为FeSO4·xH2O，
则FeSO4·xH2OFeSO4 ＋ xH2O
152 18x
(m3－m1)g (m2－m3)g
＝，解得x＝。如果实验时按照a、d次序操作，则部分绿矾被氧化，导致m3增大，则测出结晶水的值x会偏小。(3)实验后残留的红色固体是Fe2O3。根据氧化还原反应规律，反应中硫元素的化合价必然降低，生成SO2。根据得失电子守恒和元素守恒可写出反应的化学方程式：2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。由于SO3极易溶于水且能与水反应生成H2SO4，欲检验SO2和SO3，必须先用BaCl2溶液检验SO3，再用品红溶液检验SO2。
答案：(1)样品中没有Fe(Ⅲ) Fe(Ⅱ)易被氧气氧化为Fe(Ⅲ)
(2)①干燥管 ②dabfce ③ 偏小
(3)①c、a 生成白色沉淀、褪色
②2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑
2．氰化物有剧毒，冶金工业会产生大量含氰化物的废水，其中氰化物以CN－等形式存在于废水中。某化学小组同学对含氰化物废水处理进行研究。
Ⅰ.查阅资料：含氰化物的废水破坏性处理方法。
利用强氧化剂将氰化物氧化为无毒物质，如以TiO2为催化剂用NaClO将CN－氧化成CNO－(CN－和CNO－中N元素均为－3价)，CNO－在酸性条件下继续与NaClO 反应生成N2、CO2、Cl2等。
Ⅱ.实验验证：破坏性处理CN－的效果。
化学兴趣小组的同学在密闭系统中用如图装置进行实验，以测定CN－被处理的百分率，实验步骤如下：
步骤1：取一定量废水进行加热蒸发、浓缩。
步骤2：取浓缩后含CN－的废水与过量NaClO溶液的混合液共200 mL(设其中CN－的浓度为 0.2 mol·L－1)倒入甲中，塞上橡皮塞。
步骤3：点燃酒精灯对丁装置加热。
步骤4：打开甲上的橡皮塞和活塞，使甲中溶液全部放入乙中，关闭活塞。
步骤5：打开活塞K，通一段时间N2，关闭活塞K。
步骤6：实验完成后测定干燥管Ⅰ(含碱石灰)的质量m2[实验前干燥管Ⅰ(含碱石灰)的质量m1]。
回答下列问题：
(1)在破坏性处理方法中，在酸性条件下NaClO和CNO－反应的离子方程式为2CNO－＋6ClO－＋8H＋===2CO2↑＋N2↑＋3Cl2↑＋4H2O，请标出反应中电子转移的方向和数目：___________________________________________________________________。
(2)对丁装置加热放在步骤3进行的原因是________________________________________
______________________。
(3)丙装置中的试剂是____________。
(4)干燥管Ⅱ的作用是_____________________________________________________。
(5)请简要说明实验中通入N2的目的是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)若干燥管Ⅰ中碱石灰增重1.408 g，则该实验中测得CN－被处理的百分率为________。
解析：(1)根据题意可知，酸性条件下CNO－与NaClO反应生成N2、CO2和Cl2，电子转移的方向和数目如下：
(2)装置丁的作用是利用铜与Cl2反应，除去乙中反应生成的气体中混有的Cl2，故乙中反应之前应先点燃酒精灯对丁装置加热，防止干燥管Ⅰ吸收Cl2，影响CO2质量的测定。(3)实验原理为测量干燥管Ⅰ吸收的CO2的质量确定对CN－的处理效果，由于乙装置中产生N2、CO2、Cl2、H2O，Cl2与H2O都能被碱石灰吸收，影响CO2质量的测定。所以进入干燥管Ⅰ的气体应除去Cl2与H2O，用浓硫酸吸H2O，用铜丝除去Cl2，故丙装置中的试剂是浓硫酸。(4)干燥管Ⅰ的作用是吸收CO2，测定产生的CO2的质量，空气中的CO2、水蒸气进入干燥管Ⅰ会干扰实验，干燥管Ⅱ的作用是防止空气中的CO2、水蒸气进入干扰实验。(5)装置中残留有CO2未被完全吸收，导致测定的CO2质量偏低，通入N2使装置中的CO2全部被排到干燥管Ⅰ中被吸收，减少误差。(6)干燥管Ⅰ中碱石灰增重1.408 g为CO2的质量，物质的量为＝0.032 mol，根据碳原子守恒可知被处理的CN－的物质的量为n(CN－)＝n(CO2)＝0.032 mol，原溶液中CN－的物质的量为0.2 L×0.2 mol·L－1＝0.04 mol，所以该实验中测得CN－被处理的百分率为×100%＝80%。
答案：(1)
(2)将产生的氯气及时除去
(3)浓硫酸
(4)防止空气中的水和CO2进入干燥管Ⅰ中影响对CO2的测量
(5)使装置中的CO2全部被排到干燥管Ⅰ中被吸收，减少误差 (6)80%
3．(2019·乐山调研)莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O](浅绿色)常用作化学试剂、医药以及用于冶金、电镀等。某课题组通过实验来探究莫尔盐晶体加热时的分解产物，回答下列问题：
(1)甲同学提出猜想：分解产物可能是N2、Fe2O3、SO3、H2O四种物质。你是否同意并说明理由_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)乙同学设计了如图装置：
①其中A装置中的固体变为红棕色，则固体产物中含有________________；C装置中红色褪去，说明气体产物中含有________________。
②为验证A中残留物是否含有FeO，需要选的试剂有________。
A．KSCN溶液 B．浓盐酸
C．KMnO4溶液 D．稀硫酸
(3)丙同学想利用乙同学的装置证明分解产物中含有氨气，只需更换B、C中的试剂即可，则更换后的试剂B为____________，C为____________。
(4)丁同学认为莫尔盐晶体分解的气体产物中含有SO3(g)、SO2(g)及N2。为了进行验证，丁同学选用乙同学的A装置和如图装置组装后进行实验。
①丁同学的实验中，装置依次连接的合理顺序为A、________。
②装置F中，足量盐酸的作用是________________________________________________。
解析：(1)甲同学提出猜想：分解产物可能是N2、Fe2O3、SO3、H2O四种物质，这四种产物的生成只有化合价的升高没有化合价降低，不符合氧化还原反应规律。(2)①Fe2O3固体为红棕色，所以固体产物中含有Fe2O3；品红溶液褪色，说明生成了SO2气体。②A中残留物先加入稀硫酸，若有FeO，则生成硫酸亚铁，再加入KMnO4溶液，Fe2＋被氧化，高锰酸钾被还原，溶液褪色，证明含有Fe2＋，原固体中含有FeO。(3)装置B中加入碱石灰，吸收SO2气体，然后利用NH3的水溶液显碱性，使红色石蕊溶液变蓝，证明有NH3生成。(4)①A 装置后如果直接连接带有溶液的装置可能会发生倒吸，因此A装置后应连接安全瓶H，因SO3易溶于水，可知应先用Ba2＋检验SO3，混合气体先通过F装置，检验SO2应选用品红溶液，F后接D，因SO2是有毒气体，D后接E，吸收SO2气体，最后连接G，检验是否有N2生成。②装置F中，足量盐酸的作用是增加溶液的酸度，减少SO2的溶解。
答案：(1)不同意；这四种产物的生成只有化合价的升高没有化合价降低
(2)①Fe2O3 SO2 ②CD
(3)碱石灰 红色石蕊溶液
(4)①HFDEG ②增加溶液的酸度，减少SO2的溶解
考点(二) 含量测定型实验
知考情
明学法
定量分析型实验，除考查元素化合物、反应原理、化学实验的相关知识外，化学计算也是高考的重要考查内容。尤其是常见的计算方法、数据处理、误差分析，更是命题者眼中的“热点”
熟练掌握常见定量实验中出现的实验操作注意点，特别是酸碱中和滴定过程中指示剂的选择、终点的判断、数据的处理等，及沉淀剂的选择、沉淀的洗涤、判断沉淀洗涤干净的方法、误差分析等都是常见的考点
[考法感悟]
1．(2018·全国卷Ⅲ)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)Na2S2O3·5H2O晶体样品中含有SO，在SO的检验过程中应防止加入氧化剂，如H2O2，会把S2O氧化为SO，也要防止加入稀H2SO4而引入SO，所以样品加水溶解后应加入过量稀盐酸，发生反应：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。取上层清液滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀：Ba2＋＋SO===BaSO4↓，证明溶液中存在SO。
(2)①配制一定物质的量浓度的溶液，应该在烧杯中溶解，冷却至室温后，转移至100 mL的容量瓶中，加水至距刻度线1～2 cm处，改用胶头滴管滴加至溶液的凹液面最低处与刻度线相平。②加入淀粉作指示剂，淀粉遇I2变蓝色，加入的Na2S2O3样品与I2反应，当I2消耗完后，溶液蓝色褪去，即为滴定终点。
由反应Cr2O＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O
I2＋2S2O===S4O＋2I－
得关系式：Cr2O ～ 3I2 ～ 6S2O
1 6
0．009 50 mol·L－1×0.02 L0.009 50 mol·L－1×0.02 L×6
硫代硫酸钠样品溶液的浓度为
，样品的纯度为
×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 ②蓝色褪去 95.0
2．(2017·全国卷Ⅰ)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_______________________________________________。
(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定，滴定g中吸收液时消耗浓度为c mol·L－1的盐酸V mL，则样品中氮的质量分数为________%，样品的纯度≤________%。
解析：(1)导管a与大气相通，其作用是避免烧瓶内气压过大，发生危险。(2)加热液体时加入碎瓷片，其作用是防止液体暴沸。冷凝管有直形冷凝管和球形冷凝管等，要指明。(3)停止加热，瓶内水蒸气冷凝，气体压强减小，会引起g中液体倒吸入c中，利用蒸馏水倒吸来洗涤仪器e、f。(4)①止水夹k3处可能漏气，导致测定的N元素质量分数偏低，故d中保留少量水起液封作用，防止氨气逸出。②e中发生的主要反应是铵盐与氢氧化钠反应，需要加热，使氨气全部逸出。“中空双层玻璃瓶”比较陌生，可以联想平时生活中保温玻璃瓶来分析问题。(5)n(N)＝n(NH3)＝n(HCl)＝ mol，w(N)＝×100%＝%。C2H5NO2的相对分子质量为75，w(C2H5NO2)＝%×＝%。
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 保温使氨完全蒸出 (5)
[必备知能]
1．定量实验数据的测量方法
(1)沉淀法：先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。
(2)测气体体积法：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纯度。
①常见测量气体体积的实验装置
②量气时应注意的问题
a．量气时应保持装置处于室温状态。
b．读数时要特别注意消除“压强差”，保持液面相平还要注意视线与液面最低处相平。如图中(Ⅰ)(Ⅳ)应使左侧和右侧的液面高度保持相平。
(3)测气体质量法
将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。
(4)滴定法
即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。
2．定量实验数据的处理方法
(1)看数据是否符合测量仪器的精度特点，如用托盘天平测得质量的精度为0.1 g，若精度值超过了这个范围，说明所得数据是无效的。
(2)看数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要舍去。
(3)看反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用。
(4)看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下得出的数据才能进行比较、运算。
(5)看数据测量过程是否规范、合理，错误和违反测量规则的数据需要舍去。
3．定量实验题的解题流程
[集训冲关]
1．(2014·北京高考)碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。
(1)采用装置A，在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。
①气体a的成分是____________。
②若钢样中硫以FeS形式存在，A中反应：3FeS＋5O21________＋3________。
(2)将气体a通入测硫装置中(如图)，采用滴定法测定硫的含量。
①H2O2氧化SO2的化学方程式：___________________________。
②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mL NaOH溶液。若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克，则该钢样中硫的质量分数：________。
(3)将气体a通入测碳装置中(如图)，采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是_____________________________________________。
②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是___________________________________。
解析：(1)①根据题给信息可知气体a的成分为CO2、SO2和过量的O2。②根据原子守恒和得失电子守恒配平方程式：3FeS＋5O2Fe3O4＋3SO2。(2)①过氧化氢具有氧化性，二氧化硫具有还原性，二者发生氧化还原反应生成硫酸。②消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g，则消耗z mL NaOH溶液相当于硫的质量为yz g，所以钢样中硫的质量分数为。(3)①整个装置要准确测定CO2的含量，故需要排除干扰气体SO2，由题给装置可知，活性二氧化锰的作用是除去气体a中的SO2，重铬酸钾和浓硫酸的作用是检验SO2是否除尽。②通过测量二氧化碳吸收瓶吸收CO2前、后的质量计算出钢样中碳的质量分数。
答案：(1)①O2、SO2、CO2 ②Fe3O4 SO2
(2)①H2O2＋SO2===H2SO4 ②
(3)①排除SO2对CO2测定的干扰 ②吸收CO2前、后吸收瓶的质量
2．(2016·天津高考)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶解氧分子的质量表示，单位mg·L－1。我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用水源的DO不能低于5 mg·L－1。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略)，测定某河水的DO。
Ⅰ.测定原理：
碱性条件下，O2将Mn2＋氧化为MnO(OH)2：
①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓
酸性条件下，MnO(OH)2将I－氧化为I2：
②MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平)
用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2：
③2S2O＋I2===S4O＋2I－
Ⅱ.测定步骤：
a．安装装置，检验气密性，充N2排尽空气后，停止充N2。
b．向烧瓶中加入200 mL水样。
c．向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4无氧溶液(过量)、2 mL 碱性KI无氧溶液(过量)，开启搅拌器，至反应①完全。
d．搅拌并向烧瓶中加入2 mL H2SO4无氧溶液，至反应②完全，溶液为中性或弱酸性。
e．从烧瓶中取出40.00 mL溶液，以淀粉作指示剂，用0.010 00 mol·L－1 Na2S2O3溶液进行滴定，记录数据。
f．……
g．处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。
回答下列问题：
(1)配制以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简单操作为________。
(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是________。
①滴定管 ②注射器 ③量筒
(3)搅拌的作用是____________________________________________________________。
(4)配平反应②的方程式，其化学计量数依次为__________________________________。
(5)步骤f为________________________。
(6)步骤e中达到滴定终点的标志为__________________________________________。
若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL，水样的DO＝______ mg·L－1(保留一位小数)。作为饮用水源，此次测得DO是否达标：________(填“是”或“否”)。
(7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后，若溶液pH过低，滴定时会产生明显的误差。写出产生此误差的原因(用离子方程式表示，至少写出2个)______________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)气体的溶解度随温度升高而减小，故可用将水加热煮沸法除去溶解在溶剂水中的氧气。(2)测定步骤中加入的试剂均为无氧溶液，且加入的水样要防止空气中氧气的干扰，故需要隔绝空气，所以选用密封性较好的注射器。(3)搅拌能够使物质混合均匀，加快化学反应的进行。(4)MnO(OH)2中Mn显＋4价，2 mol I－化合价升高2价生成I2，故根据化合价升降总数相等和元素守恒、电荷守恒配平方程式为MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋3H2O。(5)中和滴定一般采用重复滴定2～3次来减小滴定误差。(6)用Na2S2O3溶液进行滴定时，I2的量逐渐减小至消失时为滴定终点，此时的现象是蓝色消失且半分钟内不变色。根据题中所给反应方程式得关系式：
2Mn2＋～O2～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O3
1 4
n(O2) 0.004 5 L×0.010 00 mol·L－1
＝，
则n(O2)＝×0.004 5 L×0.010 00 mol·L－1，
则DO＝
＝9.0×10－3 g·L－1＝9.0 mg·L－1，根据生活饮用水的DO不低于5 mg·L－1知，此次测得的DO达标。(7)Na2S2O3在酸性条件下可以发生歧化反应生成S和SO2，且生成的SO2可被I2氧化。另外，在酸性条件下I－也可被氧气氧化。
答案：(1)将溶剂水煮沸后冷却 (2)②
(3)使溶液混合均匀，快速完成反应 (4)1,2,4,1,1,3
(5)重复步骤e的操作2～3次
(6)溶液蓝色褪去(半分钟内不变色) 9.0 是
(7)2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O、
SO2＋I2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－、
4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O(任写其中2个)
3．(2019·肇庆模拟)磷化铝、磷化锌、磷化钙与水反应产生高毒的PH3气体(熔点为－132 ℃，还原性强、易自燃)，可用于粮食熏蒸杀虫。卫生安全标准规定：当粮食中磷化物(以PH3计)的含量低于0.05 mg·kg－1时算合格。可用以下方法测定粮食中残留的磷化物含量：
[操作流程]安装吸收装置→PH3的产生与吸收→转移KMnO4吸收溶液→亚硫酸钠标准溶液滴定。
[实验装置]C中盛100 g原粮，D中盛有20.00 mL 1.12×10－4 mol·L－1 KMnO4溶液(H2SO4酸化)。
请回答下列问题：
(1)仪器C的名称是________；原粮最好先打成粉末，其原因是________________________________________________________________________。
(2)磷化钙与水反应的化学方程式为____________________________________________；
检查整套装置气密性良好的方法是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)A中盛装KMnO4溶液的作用是除去空气中的还原性气体；B中盛装焦性没食子酸的碱性溶液，其作用是吸收空气中的O2，防止__________________________________________；
通入空气的作用是______________________________________________________________。
(4)D中PH3被氧化成磷酸，发生反应的离子方程式为_____________________________。
(5)把D中吸收液转移至容量瓶中，加水稀释至250 mL，取25.00 mL于锥形瓶中，用5.0×10－5 mol·L－1的Na2SO3标准溶液滴定剩余的KMnO4溶液，消耗标准Na2SO3溶液11.00 mL，则该原粮中磷化物(以PH3计)的含量为________mg·kg－1，该原粮质量________(填“合格”或“不合格”)。
解析：(1)仪器C的名称是三颈烧瓶；原粮打成粉末可以增大接触面积，有利于反应充分进行。(2)依据题干信息磷化钙与水反应生成氢氧化钙和磷化氢；利用装置特征：关闭K1、打开K2，用抽气泵缓慢抽气，若观察到A、B、D各装置中有气泡产生则气密性良好；或在D左边导管口处用橡胶管和止水夹封闭、关闭K2用液差法；或关闭分液漏斗旋塞后对C加热法。(3)依据题图装置中的试剂选择分析判断，KMnO4 溶液是强氧化剂可以吸收空气中的还原性气体；焦性没食子酸先和碱反应，再和氧气反应可以吸收氧气；若不吸收氧气，PH3会在氧气中燃烧，准确测定PH3的含量，需要其被KMnO4溶液全部吸收，避免产生较大误差，通入空气的作用是保证PH3全部被吸收。(4)PH3被酸性KMnO4氧化成磷酸，KMnO4被还原为Mn2＋，结合电子守恒和电荷守恒、原子守恒配平书写得到离子方程式为5PH3＋8MnO＋24H＋===5H3PO4＋8Mn2＋＋12H2O。(5)依据滴定反应：2KMnO4＋5Na2SO3＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋5Na2SO4＋3H2O,2KMnO4～5Na2SO3，未反应的KMnO4的物质的量＝0.011 L×5×10－5 mol·L－1××＝2.2×10－6mol·L－1；与PH3反应的KMnO4的物质的量＝1.12×10－4mol·L－1×0.02 L－2.2×10－6 mol＝4.0×10－8mol；根据反应5PH3＋8KMnO4＋12H2SO4===5H3PO4＋8MnSO4＋4K2SO4＋12H2O，得到定量关系为5PH3～8KMnO4，计算得到PH3的物质的量＝4.0×10－8 mol×＝2.5×10－8mol，则PH3的质量分数＝＝0.008 5 mg·kg－1，当粮食中磷化物(以PH3计)的含量低于0.05 mg·kg－1时算合格，所以该原粮质量合格。
答案：(1)三颈烧瓶 使原粮中磷化物与水充分反应
(2)Ca3P2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2PH3↑ 关闭K1、打开K2，用抽气泵缓慢抽气，若观察到A、B、D各装置中有气泡产生则气密性良好(或在D左边导管口处用橡胶管和止水夹封闭、关闭K2用液差法；或关闭分液漏斗旋塞后对C加热法)
(3)氧化装置C中生成的PH3 吹出PH3，使其全部被酸性KMnO4溶液吸收
(4)5PH3＋8MnO＋24H＋===5H3PO4＋8Mn2＋＋12H2O
(5)0.008 5 合格
考点(一) 性质探究型实验
知考情
明学法
性质探究型实验是高考命题的热点，也是备考的难点。题目常以陌生物质为载体，综合考查反应原理、提纯、除杂以及性质探究方面的问题。涉及问题面广，难度大小不一
针对探究型实验的复习，平时要注重实验的积累，尤其是陌生物质的性质探究，做题时要知其然，更要知其所以然，有条件的学生，可以借阅参考《选修6》教材
[考法感悟]
1．(2018·全国卷Ⅱ)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)Fe2＋的检验方法是加入K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2，反应的化学方程式为3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4。(2)①空气中含有O2，为防止Fe2＋被O2氧化，应先通入N2，隔绝空气，且使反应产生的气体全部进入后续装置。②B中澄清石灰水变浑浊，证明分解过程中产生CO2；F中澄清石灰水变浑浊，E中固体变为红色，说明E中发生反应：CuO＋COCu＋CO2，所以分解产物中一定含有CO。③实验结束时，为了防止倒吸，应先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气。④检验Fe2O3的方法是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滴定终点的现象是有粉红色出现且半分钟内不变色。②加入锌粉后将Fe3＋还原为Fe2＋，再用KMnO4溶液滴定，将Fe2＋氧化为Fe3＋，MnO转化为Mn2＋，可得关系式：5Fe2＋～MnO
已知n(MnO)＝(cV×10－3)mol
则n(Fe2＋)＝(5cV×10－3)mol
则m(Fe2＋)＝(5cV×10－3×56)g
该晶体中铁的质量分数w(Fe)＝×100%＝×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粉红色出现 ②×100%
2．(2018·北京高考)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“<”)，而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO的氧化性强弱关系相反，原因是_________________________________。
③资料表明，酸性溶液中的氧化性FeO>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)①KMnO4被HCl还原为MnCl2，HCl被氧化为Cl2，反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。②应在装置B中加入饱和食盐水，以除去混在Cl2中的HCl。洗气时，气体应长管进、短管出。③过量的KOH还能与Cl2发生歧化反应，化学方程式为Cl2＋2KOH===KCl＋KClO＋H2O。(2)①ⅰ.滴加KSCN溶液，溶液变红，说明原溶液中含有Fe3＋。有Fe3＋生成，不能判断FeO一定与Cl－发生了反应，根据题目给出的信息，K2FeO4在酸性或中性条件下，FeO会与H＋发生氧化还原反应生成Fe3＋和O2，离子方程式为4FeO＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O。ⅱ.用KOH溶液洗涤可除去混在C所得固体中的ClO－。②碱性条件下，氧化性Cl2>FeO；而在酸性条件下，FeO的氧化能力增强，氧化性Cl2
②
③Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋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
[必备知能]
1．探究实验中常见操作及原因
沉淀水洗的目的
除去××(可溶于水)杂质
沉淀用乙醇洗涤的目的
a.减小固体的溶解度；b.除去固体表面吸附的杂质；c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥
冷凝回流的作用及目的
防止××蒸气逸出脱离反应体系，提高××物质的转化率
控制溶液pH的目的
防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××溶解等
“趁热过滤”后，有时先向滤液中加入少量水，加热至沸腾，然后再“冷却结晶”出目标产物的原因
稀释溶液，防止降温过程中杂质析出，提高产品的纯度
加过量A试剂的原因
使B物质反应完全(或提高B物质的转化率)等
温度不高于××℃的原因
温度过高××物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如AlCl3等)
减压蒸馏(减压蒸发)的原因
减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)
蒸发、反应时的气体氛围
抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl气流中进行，加热MgCl2·6H2O得MgCl2时需在HCl气流中进行等)
配制某溶液前先煮沸水的原因
除去溶解在水中的氧气，防止××物质被氧化
反应容器中和大气相通的玻璃管的作用
指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大
2.常考查操作的答题要点
从溶液中得到晶体的操作
蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤(包括水洗、冰水洗、热水洗、乙醇洗等)→干燥
蒸发结晶的操作
将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒不断搅拌，待有大量晶体出现时停止加热，利用余热蒸干剩余水分
测溶液pH的操作
取一小块pH试纸放在表面皿或玻璃片上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点在(或用胶头滴管吸取待测液滴在)试纸中部，观察试纸颜色变化，并与标准比色卡对比
滴定操作
滴定时，左手控制滴定管活塞，右手振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化
证明沉淀完全的操作
静置，取沉淀后的上层清液，加入××试剂(沉淀剂)，若没有沉淀生成，说明沉淀完全
洗涤沉淀的操作
沿玻璃棒向漏斗(过滤器)中的沉淀上加蒸馏水至没过沉淀，静置使其全部滤出，重复操作数次
检验沉淀是否洗涤干净的操作
取最后一次洗涤液，加入××试剂(根据沉淀可能吸附的杂质离子，选择合适的检验试剂)，若没有××(特征现象)出现，证明沉淀已洗涤干净
增大原料浸出率的措施
搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气液或固液接触面积
加热的目的
加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动
滴定终点溶液颜色变化的判断
滴加最后一滴溶液时，溶液由××颜色变为××颜色，且半分钟内不变色
[集训冲关]
1．(2017·全国卷Ⅲ)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。按如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接入如图所示的装置中，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)绿矾溶液中加入KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，说明样品中不含三价铁；再向试管中通入空气，溶液逐渐变红，说明FeSO4易被空气中的氧气氧化。(2)①仪器B是干燥管。②根据实验目的及绿矾易被氧化的性质可知，实验时先打开K1和K2，缓缓通入N2排出装置中的空气，避免空气中的氧气将绿矾氧化；再点燃酒精灯进行加热；一段时间后熄灭酒精灯，冷却至室温，关闭K1和K2，再称量A。故正确的操作顺序是dabfce。③根据题意，绿矾样品的质量为(m2－m1)g，绿矾中结晶水的质量为(m2－m3)g，则FeSO4的质量为(m3－m1)g，设绿矾的化学式为FeSO4·xH2O，
则FeSO4·xH2OFeSO4 ＋ xH2O
152 18x
(m3－m1)g (m2－m3)g
＝，解得x＝。如果实验时按照a、d次序操作，则部分绿矾被氧化，导致m3增大，则测出结晶水的值x会偏小。(3)实验后残留的红色固体是Fe2O3。根据氧化还原反应规律，反应中硫元素的化合价必然降低，生成SO2。根据得失电子守恒和元素守恒可写出反应的化学方程式：2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。由于SO3极易溶于水且能与水反应生成H2SO4，欲检验SO2和SO3，必须先用BaCl2溶液检验SO3，再用品红溶液检验SO2。
答案：(1)样品中没有Fe(Ⅲ) Fe(Ⅱ)易被氧气氧化为Fe(Ⅲ)
(2)①干燥管 ②dabfce ③ 偏小
(3)①c、a 生成白色沉淀、褪色
②2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑
2．氰化物有剧毒，冶金工业会产生大量含氰化物的废水，其中氰化物以CN－等形式存在于废水中。某化学小组同学对含氰化物废水处理进行研究。
Ⅰ.查阅资料：含氰化物的废水破坏性处理方法。
利用强氧化剂将氰化物氧化为无毒物质，如以TiO2为催化剂用NaClO将CN－氧化成CNO－(CN－和CNO－中N元素均为－3价)，CNO－在酸性条件下继续与NaClO 反应生成N2、CO2、Cl2等。
Ⅱ.实验验证：破坏性处理CN－的效果。
化学兴趣小组的同学在密闭系统中用如图装置进行实验，以测定CN－被处理的百分率，实验步骤如下：
步骤1：取一定量废水进行加热蒸发、浓缩。
步骤2：取浓缩后含CN－的废水与过量NaClO溶液的混合液共200 mL(设其中CN－的浓度为 0.2 mol·L－1)倒入甲中，塞上橡皮塞。
步骤3：点燃酒精灯对丁装置加热。
步骤4：打开甲上的橡皮塞和活塞，使甲中溶液全部放入乙中，关闭活塞。
步骤5：打开活塞K，通一段时间N2，关闭活塞K。
步骤6：实验完成后测定干燥管Ⅰ(含碱石灰)的质量m2[实验前干燥管Ⅰ(含碱石灰)的质量m1]。
回答下列问题：
(1)在破坏性处理方法中，在酸性条件下NaClO和CNO－反应的离子方程式为2CNO－＋6ClO－＋8H＋===2CO2↑＋N2↑＋3Cl2↑＋4H2O，请标出反应中电子转移的方向和数目：___________________________________________________________________。
(2)对丁装置加热放在步骤3进行的原因是________________________________________
______________________。
(3)丙装置中的试剂是____________。
(4)干燥管Ⅱ的作用是_____________________________________________________。
(5)请简要说明实验中通入N2的目的是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)若干燥管Ⅰ中碱石灰增重1.408 g，则该实验中测得CN－被处理的百分率为________。
解析：(1)根据题意可知，酸性条件下CNO－与NaClO反应生成N2、CO2和Cl2，电子转移的方向和数目如下：
(2)装置丁的作用是利用铜与Cl2反应，除去乙中反应生成的气体中混有的Cl2，故乙中反应之前应先点燃酒精灯对丁装置加热，防止干燥管Ⅰ吸收Cl2，影响CO2质量的测定。(3)实验原理为测量干燥管Ⅰ吸收的CO2的质量确定对CN－的处理效果，由于乙装置中产生N2、CO2、Cl2、H2O，Cl2与H2O都能被碱石灰吸收，影响CO2质量的测定。所以进入干燥管Ⅰ的气体应除去Cl2与H2O，用浓硫酸吸H2O，用铜丝除去Cl2，故丙装置中的试剂是浓硫酸。(4)干燥管Ⅰ的作用是吸收CO2，测定产生的CO2的质量，空气中的CO2、水蒸气进入干燥管Ⅰ会干扰实验，干燥管Ⅱ的作用是防止空气中的CO2、水蒸气进入干扰实验。(5)装置中残留有CO2未被完全吸收，导致测定的CO2质量偏低，通入N2使装置中的CO2全部被排到干燥管Ⅰ中被吸收，减少误差。(6)干燥管Ⅰ中碱石灰增重1.408 g为CO2的质量，物质的量为＝0.032 mol，根据碳原子守恒可知被处理的CN－的物质的量为n(CN－)＝n(CO2)＝0.032 mol，原溶液中CN－的物质的量为0.2 L×0.2 mol·L－1＝0.04 mol，所以该实验中测得CN－被处理的百分率为×100%＝80%。
答案：(1)
(2)将产生的氯气及时除去
(3)浓硫酸
(4)防止空气中的水和CO2进入干燥管Ⅰ中影响对CO2的测量
(5)使装置中的CO2全部被排到干燥管Ⅰ中被吸收，减少误差 (6)80%
3．(2019·乐山调研)莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O](浅绿色)常用作化学试剂、医药以及用于冶金、电镀等。某课题组通过实验来探究莫尔盐晶体加热时的分解产物，回答下列问题：
(1)甲同学提出猜想：分解产物可能是N2、Fe2O3、SO3、H2O四种物质。你是否同意并说明理由_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)乙同学设计了如图装置：
①其中A装置中的固体变为红棕色，则固体产物中含有________________；C装置中红色褪去，说明气体产物中含有________________。
②为验证A中残留物是否含有FeO，需要选的试剂有________。
A．KSCN溶液 B．浓盐酸
C．KMnO4溶液 D．稀硫酸
(3)丙同学想利用乙同学的装置证明分解产物中含有氨气，只需更换B、C中的试剂即可，则更换后的试剂B为____________，C为____________。
(4)丁同学认为莫尔盐晶体分解的气体产物中含有SO3(g)、SO2(g)及N2。为了进行验证，丁同学选用乙同学的A装置和如图装置组装后进行实验。
①丁同学的实验中，装置依次连接的合理顺序为A、________。
②装置F中，足量盐酸的作用是________________________________________________。
解析：(1)甲同学提出猜想：分解产物可能是N2、Fe2O3、SO3、H2O四种物质，这四种产物的生成只有化合价的升高没有化合价降低，不符合氧化还原反应规律。(2)①Fe2O3固体为红棕色，所以固体产物中含有Fe2O3；品红溶液褪色，说明生成了SO2气体。②A中残留物先加入稀硫酸，若有FeO，则生成硫酸亚铁，再加入KMnO4溶液，Fe2＋被氧化，高锰酸钾被还原，溶液褪色，证明含有Fe2＋，原固体中含有FeO。(3)装置B中加入碱石灰，吸收SO2气体，然后利用NH3的水溶液显碱性，使红色石蕊溶液变蓝，证明有NH3生成。(4)①A 装置后如果直接连接带有溶液的装置可能会发生倒吸，因此A装置后应连接安全瓶H，因SO3易溶于水，可知应先用Ba2＋检验SO3，混合气体先通过F装置，检验SO2应选用品红溶液，F后接D，因SO2是有毒气体，D后接E，吸收SO2气体，最后连接G，检验是否有N2生成。②装置F中，足量盐酸的作用是增加溶液的酸度，减少SO2的溶解。
答案：(1)不同意；这四种产物的生成只有化合价的升高没有化合价降低
(2)①Fe2O3 SO2 ②CD
(3)碱石灰 红色石蕊溶液
(4)①HFDEG ②增加溶液的酸度，减少SO2的溶解
考点(二) 含量测定型实验
知考情
明学法
定量分析型实验，除考查元素化合物、反应原理、化学实验的相关知识外，化学计算也是高考的重要考查内容。尤其是常见的计算方法、数据处理、误差分析，更是命题者眼中的“热点”
熟练掌握常见定量实验中出现的实验操作注意点，特别是酸碱中和滴定过程中指示剂的选择、终点的判断、数据的处理等，及沉淀剂的选择、沉淀的洗涤、判断沉淀洗涤干净的方法、误差分析等都是常见的考点
[考法感悟]
1．(2018·全国卷Ⅲ)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)Na2S2O3·5H2O晶体样品中含有SO，在SO的检验过程中应防止加入氧化剂，如H2O2，会把S2O氧化为SO，也要防止加入稀H2SO4而引入SO，所以样品加水溶解后应加入过量稀盐酸，发生反应：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。取上层清液滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀：Ba2＋＋SO===BaSO4↓，证明溶液中存在SO。
(2)①配制一定物质的量浓度的溶液，应该在烧杯中溶解，冷却至室温后，转移至100 mL的容量瓶中，加水至距刻度线1～2 cm处，改用胶头滴管滴加至溶液的凹液面最低处与刻度线相平。②加入淀粉作指示剂，淀粉遇I2变蓝色，加入的Na2S2O3样品与I2反应，当I2消耗完后，溶液蓝色褪去，即为滴定终点。
由反应Cr2O＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O
I2＋2S2O===S4O＋2I－
得关系式：Cr2O ～ 3I2 ～ 6S2O
1 6
0．009 50 mol·L－1×0.02 L0.009 50 mol·L－1×0.02 L×6
硫代硫酸钠样品溶液的浓度为
，样品的纯度为
×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 ②蓝色褪去 95.0
2．(2017·全国卷Ⅰ)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_______________________________________________。
(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定，滴定g中吸收液时消耗浓度为c mol·L－1的盐酸V mL，则样品中氮的质量分数为________%，样品的纯度≤________%。
解析：(1)导管a与大气相通，其作用是避免烧瓶内气压过大，发生危险。(2)加热液体时加入碎瓷片，其作用是防止液体暴沸。冷凝管有直形冷凝管和球形冷凝管等，要指明。(3)停止加热，瓶内水蒸气冷凝，气体压强减小，会引起g中液体倒吸入c中，利用蒸馏水倒吸来洗涤仪器e、f。(4)①止水夹k3处可能漏气，导致测定的N元素质量分数偏低，故d中保留少量水起液封作用，防止氨气逸出。②e中发生的主要反应是铵盐与氢氧化钠反应，需要加热，使氨气全部逸出。“中空双层玻璃瓶”比较陌生，可以联想平时生活中保温玻璃瓶来分析问题。(5)n(N)＝n(NH3)＝n(HCl)＝ mol，w(N)＝×100%＝%。C2H5NO2的相对分子质量为75，w(C2H5NO2)＝%×＝%。
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 保温使氨完全蒸出 (5)
[必备知能]
1．定量实验数据的测量方法
(1)沉淀法：先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。
(2)测气体体积法：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纯度。
①常见测量气体体积的实验装置
②量气时应注意的问题
a．量气时应保持装置处于室温状态。
b．读数时要特别注意消除“压强差”，保持液面相平还要注意视线与液面最低处相平。如图中(Ⅰ)(Ⅳ)应使左侧和右侧的液面高度保持相平。
(3)测气体质量法
将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。
(4)滴定法
即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。
2．定量实验数据的处理方法
(1)看数据是否符合测量仪器的精度特点，如用托盘天平测得质量的精度为0.1 g，若精度值超过了这个范围，说明所得数据是无效的。
(2)看数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要舍去。
(3)看反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用。
(4)看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下得出的数据才能进行比较、运算。
(5)看数据测量过程是否规范、合理，错误和违反测量规则的数据需要舍去。
3．定量实验题的解题流程
[集训冲关]
1．(2014·北京高考)碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。
(1)采用装置A，在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。
①气体a的成分是____________。
②若钢样中硫以FeS形式存在，A中反应：3FeS＋5O21________＋3________。
(2)将气体a通入测硫装置中(如图)，采用滴定法测定硫的含量。
①H2O2氧化SO2的化学方程式：___________________________。
②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mL NaOH溶液。若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克，则该钢样中硫的质量分数：________。
(3)将气体a通入测碳装置中(如图)，采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是_____________________________________________。
②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是___________________________________。
解析：(1)①根据题给信息可知气体a的成分为CO2、SO2和过量的O2。②根据原子守恒和得失电子守恒配平方程式：3FeS＋5O2Fe3O4＋3SO2。(2)①过氧化氢具有氧化性，二氧化硫具有还原性，二者发生氧化还原反应生成硫酸。②消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g，则消耗z mL NaOH溶液相当于硫的质量为yz g，所以钢样中硫的质量分数为。(3)①整个装置要准确测定CO2的含量，故需要排除干扰气体SO2，由题给装置可知，活性二氧化锰的作用是除去气体a中的SO2，重铬酸钾和浓硫酸的作用是检验SO2是否除尽。②通过测量二氧化碳吸收瓶吸收CO2前、后的质量计算出钢样中碳的质量分数。
答案：(1)①O2、SO2、CO2 ②Fe3O4 SO2
(2)①H2O2＋SO2===H2SO4 ②
(3)①排除SO2对CO2测定的干扰 ②吸收CO2前、后吸收瓶的质量
2．(2016·天津高考)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶解氧分子的质量表示，单位mg·L－1。我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用水源的DO不能低于5 mg·L－1。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略)，测定某河水的DO。
Ⅰ.测定原理：
碱性条件下，O2将Mn2＋氧化为MnO(OH)2：
①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓
酸性条件下，MnO(OH)2将I－氧化为I2：
②MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平)
用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2：
③2S2O＋I2===S4O＋2I－
Ⅱ.测定步骤：
a．安装装置，检验气密性，充N2排尽空气后，停止充N2。
b．向烧瓶中加入200 mL水样。
c．向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4无氧溶液(过量)、2 mL 碱性KI无氧溶液(过量)，开启搅拌器，至反应①完全。
d．搅拌并向烧瓶中加入2 mL H2SO4无氧溶液，至反应②完全，溶液为中性或弱酸性。
e．从烧瓶中取出40.00 mL溶液，以淀粉作指示剂，用0.010 00 mol·L－1 Na2S2O3溶液进行滴定，记录数据。
f．……
g．处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。
回答下列问题：
(1)配制以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简单操作为________。
(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是________。
①滴定管 ②注射器 ③量筒
(3)搅拌的作用是____________________________________________________________。
(4)配平反应②的方程式，其化学计量数依次为__________________________________。
(5)步骤f为________________________。
(6)步骤e中达到滴定终点的标志为__________________________________________。
若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL，水样的DO＝______ mg·L－1(保留一位小数)。作为饮用水源，此次测得DO是否达标：________(填“是”或“否”)。
(7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后，若溶液pH过低，滴定时会产生明显的误差。写出产生此误差的原因(用离子方程式表示，至少写出2个)______________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)气体的溶解度随温度升高而减小，故可用将水加热煮沸法除去溶解在溶剂水中的氧气。(2)测定步骤中加入的试剂均为无氧溶液，且加入的水样要防止空气中氧气的干扰，故需要隔绝空气，所以选用密封性较好的注射器。(3)搅拌能够使物质混合均匀，加快化学反应的进行。(4)MnO(OH)2中Mn显＋4价，2 mol I－化合价升高2价生成I2，故根据化合价升降总数相等和元素守恒、电荷守恒配平方程式为MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋3H2O。(5)中和滴定一般采用重复滴定2～3次来减小滴定误差。(6)用Na2S2O3溶液进行滴定时，I2的量逐渐减小至消失时为滴定终点，此时的现象是蓝色消失且半分钟内不变色。根据题中所给反应方程式得关系式：
2Mn2＋～O2～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O3
1 4
n(O2) 0.004 5 L×0.010 00 mol·L－1
＝，
则n(O2)＝×0.004 5 L×0.010 00 mol·L－1，
则DO＝
＝9.0×10－3 g·L－1＝9.0 mg·L－1，根据生活饮用水的DO不低于5 mg·L－1知，此次测得的DO达标。(7)Na2S2O3在酸性条件下可以发生歧化反应生成S和SO2，且生成的SO2可被I2氧化。另外，在酸性条件下I－也可被氧气氧化。
答案：(1)将溶剂水煮沸后冷却 (2)②
(3)使溶液混合均匀，快速完成反应 (4)1,2,4,1,1,3
(5)重复步骤e的操作2～3次
(6)溶液蓝色褪去(半分钟内不变色) 9.0 是
(7)2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O、
SO2＋I2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－、
4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O(任写其中2个)
3．(2019·肇庆模拟)磷化铝、磷化锌、磷化钙与水反应产生高毒的PH3气体(熔点为－132 ℃，还原性强、易自燃)，可用于粮食熏蒸杀虫。卫生安全标准规定：当粮食中磷化物(以PH3计)的含量低于0.05 mg·kg－1时算合格。可用以下方法测定粮食中残留的磷化物含量：
[操作流程]安装吸收装置→PH3的产生与吸收→转移KMnO4吸收溶液→亚硫酸钠标准溶液滴定。
[实验装置]C中盛100 g原粮，D中盛有20.00 mL 1.12×10－4 mol·L－1 KMnO4溶液(H2SO4酸化)。
请回答下列问题：
(1)仪器C的名称是________；原粮最好先打成粉末，其原因是________________________________________________________________________。
(2)磷化钙与水反应的化学方程式为____________________________________________；
检查整套装置气密性良好的方法是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)A中盛装KMnO4溶液的作用是除去空气中的还原性气体；B中盛装焦性没食子酸的碱性溶液，其作用是吸收空气中的O2，防止__________________________________________；
通入空气的作用是______________________________________________________________。
(4)D中PH3被氧化成磷酸，发生反应的离子方程式为_____________________________。
(5)把D中吸收液转移至容量瓶中，加水稀释至250 mL，取25.00 mL于锥形瓶中，用5.0×10－5 mol·L－1的Na2SO3标准溶液滴定剩余的KMnO4溶液，消耗标准Na2SO3溶液11.00 mL，则该原粮中磷化物(以PH3计)的含量为________mg·kg－1，该原粮质量________(填“合格”或“不合格”)。
解析：(1)仪器C的名称是三颈烧瓶；原粮打成粉末可以增大接触面积，有利于反应充分进行。(2)依据题干信息磷化钙与水反应生成氢氧化钙和磷化氢；利用装置特征：关闭K1、打开K2，用抽气泵缓慢抽气，若观察到A、B、D各装置中有气泡产生则气密性良好；或在D左边导管口处用橡胶管和止水夹封闭、关闭K2用液差法；或关闭分液漏斗旋塞后对C加热法。(3)依据题图装置中的试剂选择分析判断，KMnO4 溶液是强氧化剂可以吸收空气中的还原性气体；焦性没食子酸先和碱反应，再和氧气反应可以吸收氧气；若不吸收氧气，PH3会在氧气中燃烧，准确测定PH3的含量，需要其被KMnO4溶液全部吸收，避免产生较大误差，通入空气的作用是保证PH3全部被吸收。(4)PH3被酸性KMnO4氧化成磷酸，KMnO4被还原为Mn2＋，结合电子守恒和电荷守恒、原子守恒配平书写得到离子方程式为5PH3＋8MnO＋24H＋===5H3PO4＋8Mn2＋＋12H2O。(5)依据滴定反应：2KMnO4＋5Na2SO3＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋5Na2SO4＋3H2O,2KMnO4～5Na2SO3，未反应的KMnO4的物质的量＝0.011 L×5×10－5 mol·L－1××＝2.2×10－6mol·L－1；与PH3反应的KMnO4的物质的量＝1.12×10－4mol·L－1×0.02 L－2.2×10－6 mol＝4.0×10－8mol；根据反应5PH3＋8KMnO4＋12H2SO4===5H3PO4＋8MnSO4＋4K2SO4＋12H2O，得到定量关系为5PH3～8KMnO4，计算得到PH3的物质的量＝4.0×10－8 mol×＝2.5×10－8mol，则PH3的质量分数＝＝0.008 5 mg·kg－1，当粮食中磷化物(以PH3计)的含量低于0.05 mg·kg－1时算合格，所以该原粮质量合格。
答案：(1)三颈烧瓶 使原粮中磷化物与水充分反应
(2)Ca3P2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2PH3↑ 关闭K1、打开K2，用抽气泵缓慢抽气，若观察到A、B、D各装置中有气泡产生则气密性良好(或在D左边导管口处用橡胶管和止水夹封闭、关闭K2用液差法；或关闭分液漏斗旋塞后对C加热法)
(3)氧化装置C中生成的PH3 吹出PH3，使其全部被酸性KMnO4溶液吸收
(4)5PH3＋8MnO＋24H＋===5H3PO4＋8Mn2＋＋12H2O
(5)0.008 5 合格
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