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2024版新教材高考化学全程一轮总复习第十章化学实验基础第37讲化学实验综合应用学生用书
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第37讲 化学实验综合应用
复 习 目 标
1．掌握常见物质的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法等)；
2.根据化学实验的目的和要求，能做到：
(1)设计实验方案；
(2)掌握控制实验条件的方法；
(3)正确选用实验装置；
(4)预测或描述实验现象，分析或处理实验数据，得出合理结论；
(5)评价或改进实验方案；
3.实验知识与技能的综合应用。
考点一 气体的制备
必备知识整理
1.气体制备的发生装置
选择反应装置一般需从反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置类型，具体如下：
(1)固、固加热型，适用O2、NH3等制备
操作注意事项：①试管要干燥；②试管口________试管底；③加热时先预热再固定加热；④用制取O2时，需在管口处塞________________。
(2)固、液或液、液加热型，适用Cl2等制备
操作注意事项：①加热烧瓶时________；
②反应物均为液体时，烧瓶内________。
(3)固、液不加热型，适用O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等制备
操作注意事项：①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端________________；②启普发生器只适用于________________，且气体难溶于水；③使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速。
2．气体的净化和干燥
(1)原理
酸性杂质用________性物质吸收；
碱性杂质用________性物质吸收；
易溶于水或能与水反应的杂质用水吸收；
还原性杂质，可用________性较强的物质来吸收或转化；
氧化性杂质，可用________性较强的物质来吸收或转化。
(2)气体的净化与干燥装置
3．尾气的吸收装置
(1)吸收式
容器中盛有与有毒气体反应的溶液，将未反应的有毒气体吸收，使其不扩散到空气中造成污染。
(2)燃烧式
适当时候，点燃尖嘴中的可燃性气体，充分燃烧后，转化为对环境无污染的产物。
(3)收集式
利用气球或球胆将有毒气体收集后，另做处理，避免其逸散到空气中污染环境。
4．实验条件的控制
(1)排气方法
为了防止空气中的O2、CO2、水蒸气等干扰实验，常用其他稳定的气体(如氮气)排尽装置中的空气；有时也可充分利用反应产物气体(如氨气、氯气、二氧化硫)等排尽装置中的空气。
(2)控制气体的流速及用量
①用分液漏斗控制液体滴加的速度和用量。②观察气泡，控制气流速度，如图甲，可观察气泡得到N2、H2的体积比约为1∶3的混合气体。
③平衡气压，如图乙，用长玻璃管平衡气压，防堵塞。
(3)温度控制
①控制低温的目的：减少某些反应物或产物分解，如H2O2、NH4HCO3等；减少某些反应物或产物挥发，如盐酸、氨水等；防止某些物质水解，避免副反应发生等。
②采取加热的目的：加快反应速率或使平衡移动，加速溶解等。
③常考的温度控制方式：
a．水浴加热：均匀加热，反应温度在100℃以下。
b．油浴加热：均匀加热，反应温度在100～260℃之间。
c．冰水冷却：使某物质液化、降低产物的溶解度；减少其他副反应，提高产品纯度等。
d．保温：如真空双层玻璃容器等。
对点题组训练
1.在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2，可以制得纳米级碳酸钙(粒子直径在1～10 nm之间)。如图所示A～E为实验室常见的仪器装置(部分固定夹持装置略去)，请根据要求回答问题。
(1)实验室制取氨气的化学方程式：________________________________，选用上图所示装置制取、收集干燥的NH3，接口的连接顺序是：a→________→________→________→________→h(填小写字母)。
(2)向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2气体制纳米级碳酸钙时，应先通入的气体是________，试写出制纳米级碳酸钙的离子方程式：___________________________。
(3)在浓CaCl2溶液和NH3用量正确的情况下，CO2不足或过量都会导致纳米级碳酸钙产量下降，若CO2过量，溶液中大量存在的离子有(不考虑弱电解质的电离和盐类水解产生的少量离子)：________________。
(4)取反应后去除CaCO3的溶液分别做以下实验，下列实验判断合理的是______(填字母)。
A．滴加少量Na2CO3溶液，若有沉淀生成，说明CO2一定不足
B．滴加少量盐酸，若有气泡产生，说明CO2一定过量
C．测量溶液pH，若pH小于7，说明CO2一定过量
D．滴加少量BaCl2溶液，若无沉淀生成，说明CO2一定没有过量
2．溴化亚铁(FeBr2，易潮解、800 ℃升华)是一种无机化工产品，常用作聚合反应催化剂，也用于制药工业。某同学在实验室制备FeBr2(Fe与HBr反应)，装置(部分夹持仪器已省略)如图所示：
已知：2FeBr3 2FeBr2＋Br2↑。
回答下列问题：
(1)盛放浓磷酸的仪器名称为________。
(2)写出烧瓶中发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(磷酸过量)，该反应中体现的制酸原理是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)上述装置中，X、Y分别盛装的试剂依次是________(填字母)。
A．氯化钙、碱石灰 B．碱石灰、氯化钙
C．氯化钙、硫酸铜 D．氢氧化钠、硫酸铜
(4)实验结束后，关闭热源，仍需要通入一段时间N2，其目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)若用浓硫酸(生成SO2和Br2)代替浓磷酸，同样可以制备FeBr2，请简述原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
考点二 有机物的制备
必备知识整理
1.有机实验中常用的操作
(1)加热：酒精灯的火焰温度一般在400～500 ℃，乙酸乙酯的制取、石油的蒸馏等实验选用酒精灯加热，若温度要求更高，可选用酒精喷灯或电炉加热。除上述加热方式外还可以根据加热的温度要求选择水浴、油浴、沙浴加热。
(2)冷凝回流：有机物易挥发，因此在反应中通常要采用冷凝回流装置，以减少有机物的挥发，提高原料的利用率和产物的产率。如图1、图3中的冷凝管，图2中的长玻璃管B的作用都是冷凝回流。
(3)防暴沸：加沸石(碎瓷片)，防止溶液暴沸，若开始忘加沸石(碎瓷片)，需冷却后补加。
2．提纯有机物的常用流程
制取的有机物中常含有一定量的杂质(无机物与有机物)，提纯时可根据杂质与制得有机物性质的差异设计实验进行分离提纯，常用的提纯流程如下：
例如：精制溴苯(含Br2、HBr、FeBr3、杂质)的工艺流程：
对点题组训练
1.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：
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________(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________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______________________________。
(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是___________________________________；
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________________________________________________。
(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是________________________________________________________________________。
(5)干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，可能出现的结果是________________________________________________________________________。
(6)若要得到纯度更高的苯甲酸，可通过在水中________的方法提纯。
2．聚异丁烯是一种性能优异的功能高分子材料。某科研小组研究了使用特定引发剂、正己烷为溶剂、无水条件下异丁烯的聚合工艺。已知：异丁烯沸点266 K。反应方程式及主要装置示意图如下：
回答下列问题：
(1)仪器A的名称是__________，P4O10的作用是________________。
(2)将钠块加入正己烷中，除去微量的水，反应的方程式为________________________________________________________________________。
(3)浴槽中可选用的适宜冷却剂是______(填序号)。
序号
冷却剂
最低温度/℃
甲
NaCl冰(质量比1∶3)
－21
乙
CaCl2·6H2O冰(质量比1.43∶1)
－55
丙
液氨
－33
(4)补齐操作步骤(从a、b中选)
a.向三口瓶中通入一定量异丁烯
b.向三口瓶中加入一定量正己烷
①________(填编号)；
②待反应体系温度下降至既定温度；
③________(填编号)；
④搅拌下滴加引发剂，一定时间后加入反应终止剂停止反应。经后续处理得成品。
(5)测得成品平均相对分子质量为2.8×106，平均聚合度为________________。
微点拨 有机制备实验题的解题模板
分析制
备流程
盘点仪
器装置
关键点
①识别常见实验仪器：蒸馏烧瓶、三颈烧瓶、恒压滴液漏斗、直形冷凝管(冷凝作用)、球形冷凝管(冷凝回流)；
②熟悉常见的有机干燥剂：无水氯化钙、无水硫酸镁、无水硫酸钙、无水碳酸钾等；
③了解常见的制备装置：回流装置、滴加蒸出装置；
④了解有机反应的特点：副反应多。根据题目中的信息确定在该条件下的主要副反应，以便明确主要杂质，了解分离提纯的目的。
考点三 物质性质探究型实验
必备知识整理
一、性质验证型实验
设计性质验证实验方案可分为多种情况：一是已知物质的性质，设计实验验证物质的某些性质；二是已知某类物质的结构(或含有的官能团)，设计性质实验来验证这类物质的结构；三是根据性质设计定量实验；四是根据物质性质验证化学原理(理论)或根据化学原理来验证物质的某些性质。设计性质验证实验方案的常用程序有如下两种：
1．根据物质性质设计实验方案
2．根据物质的结构(或官能团)设计验证性质实验方案
二、物质性质探究、验证实验的考查角度
1．热分解产物的性质探究、判断
(1)难溶性碳酸盐氧化物＋CO2。
(2)碳酸的酸式盐碳酸的正盐＋CO2＋H2O。
(3)铵盐NH3＋相应的酸(或酸性氧化物＋H2O)(NH4NO3除外)。
(4)硝酸盐金属(或金属氧化物、亚硝酸盐)＋氮氧化物(NO或NO2)＋O2。
(5)草酸晶体CO2＋CO＋H2O。
2．物质氧化性、还原性的判断
如探究SO2具有还原性的方法是将气体通入酸性KMnO4溶液中，通过观察酸性KMnO4溶液是否褪色来说明；如探究Fe3＋的氧化性强于I2时，可利用FeCl3与淀粉KI溶液反应，通过溶液变蓝色来说明Fe3＋的氧化性强于I2。
3．验证同周期、同主族元素性质的递变规律
一般通过设计比较元素金属性、非金属性强弱的实验来完成。如通过比较Mg、Al与同浓度盐酸反应产生H2的快慢来说明Mg、Al的活泼性顺序。
4．电解质强弱的判断
如探究一元酸HA是弱酸的方法是常温下配制NaA溶液，测pH，若pH>7，则说明HA为弱酸。
5．物质酸性强弱的判断
如探究碳酸和硅酸的酸性强弱，可利用相对强的酸制备相对弱的酸的反应原理，将CO2气体通入Na2SiO3溶液，看是否有白色沉淀生成来判断。
6．钢铁发生电化学腐蚀的规律探究
可以通过控制钢铁是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等设计实验，找出规律。
微点拨 性质探究型实验
设计性质探究实验方案时要注意：
实验方案
要可行
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，实验方案要简单易行
实验顺序
要科学
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
实验现象
要直观
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(常温下，pH>7)得出结论，操作简便且现象明显
实验结论
要可靠
要反复推敲实验步骤，多方验证实验结果，做到实验结论准确可靠
对点题组训练
1.探究Na2SO3固体的热分解产物。
资料：①4Na2SO3Na2S＋3Na2SO4。②Na2S能与S反应生成Na2Sx，Na2Sx与酸反应生成S和H2S。③BaS易溶于水。
隔绝空气条件下，加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A，过程中未检测到气体生成。黄色固体A加水得到浊液，放置得无色溶液B。
(1)检验分解产物Na2S：取少量溶液B，向其中滴加CuSO4溶液，产生黑色沉淀，证实有S2－。反应的离子方程式是________________________________________。
(2)检验分解产物Na2SO4：取少量溶液B，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，沉淀增多(经检验该沉淀含S)，同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S)，由于沉淀增多对检验造成干扰，另取少量溶液B，加入足量盐酸，离心沉降(固液分离)后，________________(填操作和现象)，可证实分解产物中含有。
(3)探究(2)中S的来源。
来源1：固体A中有未分解的Na2SO3，在酸性条件下与Na2S反应生成S。
来源2：溶液B中有Na2Sx，加酸反应生成S。
针对来源1进行如图实验：
①实验可证实来源1不成立。实验证据是______________________________________。
②不能用盐酸代替硫酸的原因是______________________________________________。
③写出来源2产生S的反应的离子方程式：_____________________________________。
(4)实验证明Na2SO3固体热分解有Na2S，Na2SO4和S产生。运用氧化还原反应规律分析产物中S产生的合理性：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2.某化学小组为研究甲醛和新制反应，进行如下探究，该小组设计如图装置(气密性良好)并进行实验：向试管中依次加入6 mol·L－1 NaOH溶液12 mL、0.5 mol·L－1 CuSO4溶液8 mL，振荡，再加入40%的甲醛溶液6 mL，放入65 ℃水浴中加热，20 min后冷却至室温；反应过程中观察到有红色固体生成，有少量气体产生并收集该气体。回答下列问题：
已知：Cu2O易溶于浓氨水形成[Cu(NH3)4]＋(无色)，它在空气中能被氧化为[Cu(NH3)4]2＋(蓝色)。
(1)实验中NaOH溶液过量的目的是____________________________。使用水浴加热的目的是________________________________________________________________________。
(2)跟乙醛与氢氧化铜的反应相似，甲醛和新制Cu(OH)2反应的产物为甲酸钠、氧化亚铜和水。该小组同学通过查阅资料发现，甲醛和新制Cu(OH)2还能发生下列反应：
HCHO＋Cu(OH)2Cu＋CO↑＋2H2O
HCHO＋4Cu(OH)2＋2NaOH2Cu2O↓＋Na2CO3＋6H2O
小组同学对实验中红色固体产物的组成作出猜想：铜或氧化亚铜或它们的混合物；为了验证固体产物，设计如下实验方案并进行实验(以下每步均充分反应)。
①摇动锥形瓶ⅰ的目的是______________________________________________。
②锥形瓶ⅱ中固体完全溶解得到深蓝色溶液的离子方程式为
________________________________________________________________________。
③将容量瓶ⅱ中的溶液稀释100倍后，溶液的颜色与容量瓶ⅰ相近。由此可知固体产物的组成及物质的量之比约为________。
(3)为进一步确认生成的气体是CO，将收集的气体利用如图所示的装置进行实验(部分夹持仪器略去)。
①无水氯化钙的作用是__________________________________________________。
②实验中“先通气，后加热”的目的是____________________________________。
③证明气体是CO的现象：______________________________________________。
(4)甲醛与氢氧化铜反应的实验中，甲醛可能被氧化的产物为甲酸钠或碳酸钠。请设计实验方案证明溶液中甲醛的氧化产物。
考点四 定量分析型实验
必备知识整理
一、五种定量测定的方法与原理
1．测量沉淀质量法
先将某种成分转化为沉淀，然后称量过滤、洗涤、干燥后沉淀的质量再进行相关计算。
称量固体一般用托盘天平，精确度为0.1 g，但精确度高的实验中可使用分析天平，可精确到0.000 1 g。
2．测量气体体积法
(1)量气装置的设计
下列装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的装置。
(2)读数时先要将其恢复室温后，再调整量气装置使两侧液面相平，最后读数要求视线与凹液面最低点相平。
3．测量气体质量法
一般有两种方法：一种方法是称反应装置在放出气体前后的质量减小值；另一种方法是称吸收装置在反应前后的质量增大值。
4．滴定法
即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定或氧化还原反应滴定等获得相应数据再进行相关计算。
5．热重法
只要物质受热时发生质量变化，都可以用热重法来研究物质的组成。热重法是在控制温度的条件下，测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。
二、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。
三、物质组成计算的常用方法
类型
解题方法
物质含
量计算
根据关系式法、得失电子守恒法、滴定法等，求出混合物中某一成分的量，再除以样品的总量，即可得出其含量
确定物质
化学式的
计算
①根据题给信息，计算出有关物质的物质的量；②根据电荷守恒，确定出未知离子的物质的量；③根据质量守恒，确定出结晶水的物质的量；④各粒子的物质的量之比即为物质化学式的下标比
热重曲
线计算
①设晶体为1 mol；②失重一般是先失水、再失气态非金属氧化物；③计算每步的m余，＝固体残留率；④晶体中金属质量不减少，仍在m余中；⑤失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m0，由n金属∶n0即可求出失重后物质的化学式
多步滴
定计算
复杂的滴定可分为两类：①连续滴定法：第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量；②返滴定法：第一步用的滴定剂是过量的，然后第二步再用另一物质返滴定过量的物质，根据第一步加入的量减去第二步中过量的量，即可得出第一步所求物质的物质的量
对点题组训练
1.化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。
Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a mol·L－1 KBrO3标准溶液；
Ⅱ.取v1 mL上述溶液，加入过量KBr，加H2SO4酸化，溶液颜色呈棕黄色；
Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入v2 mL废水；
Ⅳ.向Ⅲ中加入过量KI；
Ⅴ.用b mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴定至终点，共消耗Na2S2O3溶液v3 mL。
已知：I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6
Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色
(1)Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和________。
(2)Ⅱ中发生反应的离子方程式是____________________________________。
(3)Ⅲ中发生反应的化学方程式是_______________________________________。
(4)Ⅳ中加KI前，溶液颜色须为黄色，原因是__________________________________。
(5)KI与KBrO3物质的量关系为n(KI)≥6n(KBrO3)时，KI一定过量，理由是
________________________________________________________________________。
(6)Ⅴ中滴定至终点的现象是________________________________________________。
(7)由于Br2具有________性质，Ⅱ～Ⅳ中反应须在密闭容器中进行，否则会造成测定结果偏高。
[思维建模] 定量实验题的解题流程
2．已知CaCrO4微溶于水，某传统测定CaCrO4溶度积的实验如下：
①配制250 mL待标定的K2CrO4溶液。
②标定测得K2CrO4溶液浓度为0.602 5 mol·L－1。
③按下表数据将0.200 0 mol·L－1 CaCl2溶液、K2CrO4溶液及蒸馏水混匀，静置(溶液体积变化忽略不计)。
④取上层清液于锥形瓶中，加入H2SO4和H3PO4溶液酸化，溶液由黄色转变为橙色，加入指示剂，用0.200 0 mol·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定，数据记入下表。
⑤滴定测出上层清液中的)，进而计算出上层清液中的c(Ca2＋)，即得Ksp(CaCrO4)。
回答下列问题：
(1)步骤①中无需使用下列哪些仪器____(填标号)。
(2)基态Cr原子的电子排布式为____________。
(3)步骤④中所得橙色溶液中铬元素的主要存在形式为________(填化学式)；滴定时还原产物为Cr3＋，写出反应的离子方程式____________________________________________。
(4)根据第2组滴定数据，计算得上层清液中)＝________mol·L－1。
(5)滴定时，有一组数据出现了明显异常，所测)偏大，原因可能有______(填标号)。
A.滴定终点读数时仰视刻度线
B.到达终点时滴定管尖嘴有标准液悬挂
C.盛装待测液的锥形瓶未润洗
D.摇动锥形瓶时有液体溅出
(6)利用上表数据经计算绘制出如下图点，请根据图点绘出溶度积曲线。
(7)请结合图线推测Ksp(CaCrO4)≈________(保留两位有效数字)。
考点五 实验方案的设计与评价
必备知识整理
1.实验方案应包括的内容
实验名称
该实验需要完成的题目，如Fe3＋与SO2的还原性强弱比较等
实验目的
实验需要达到的结果、得出何种结论等
实验原理
完成该实验的反应原理，如化学方程式、装置的选择和组装等
实验用品
包含实验药品和实验装置
实验步骤
包括实验仪器装配和实验操作
实验现象记录
及结果处理
实验现象就是实验过程中能直观感受到的东西，如温度、颜色变化等。根据这些现象或相关数据分析其产生的原理，得出处理结果
问题和讨论
包含实验设计中存在的问题、反应现象或原理解释、误差分析等
2.实验方案设计的基本要求
科学性
实验原理正确，实验流程合理
安全性
保护人身，保护环境，保护仪器
可行性
条件允许，效果明显，操作简单
简约性
步骤少、时间短、节约药品、效果好
3.实验方案评价的主要形式
从评价的主要针对点来看，实验综合题可分为装置评价型和原理评价型两类。
实验装置
的评价
对比各方案装置，从装置的合理性、操作的简便性和可行性等方面进行全面分析，选出最佳装置
实验原理
的评价
紧扣实验目的，对各方案的原理综合考虑，从原理是否科学、原料是否节约、误差是否较小等方面进行全面分析，选出最佳方案
微点拨 实验方案评价类试题的解题思路
(1)从可行性方面进行评价
①实验原理(如药品的选择)是否正确、可行；②实验操作(如仪器的选择、连接)是否安全、合理；③实验步骤是否简单、方便；④实验现象是否明显，实验结论是否正确。
(2)从规范性视角进行评价
①仪器的安装与拆卸；②仪器的查漏、气密性检验；③试剂添加的顺序与用量；④加热的方式方法和时机；⑤温度计的规范使用、水银球的位置；⑥实验数据的读取；⑦冷却、冷凝的方法等。
(3)从“绿色化学”视角进行评价
①反应原料是否易得、安全、无毒；②反应速率是否较快；③原料利用率以及合成物质的产率是否较高；④合成过程中是否造成环境污染。
(4)从实验设计的安全性方面进行评价
①净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；
②进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等)；
③防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等)；
④防吸水(如取用、制取易吸水、潮解、水解的药品，宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；
⑤冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、冷凝管等)；
⑥易挥发液体产物导出时若为蒸气的要及时冷却；
⑦实验方案的科学性与安全性(从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)；
⑧其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。
(5)从经济效益和社会效益方面进行评价
①经济效益指原料的获得成本，转化率、产率等；
②社会效益指对环境的污染分析。
对点题组训练
1.为测定CuSO4溶液的浓度，甲、乙两同学设计了两个方案。回答下列问题：
Ⅰ.甲方案
实验原理：CuSO4＋BaCl2===BaSO4↓＋CuCl2
实验步骤：
(1)判断沉淀完全的操作为_____________________________________________。
(2)步骤②判断沉淀是否洗净所选用的试剂为
________________________________________________________________________。
(3)步骤③灼烧时盛装样品的仪器名称为_____________________________________。
(4)固体质量为w g，则c(CuSO4)＝________mol·L－1。
(5)若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯，则测得c(CuSO4)________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
Ⅱ.乙方案
实验原理：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
实验步骤：
①按如图安装装置(夹持仪器略去)
②……
③在仪器A、B、C、D、E中加入图示的试剂
④调整D、E中两液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，读数并记录
⑤将CuSO4溶液滴入A中并搅拌，反应完成后，再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生
⑥待体系恢复到室温，移动E管，保持D、E中两液面相平，读数并记录
⑦处理数据
(6)步骤②为________________。
(7)步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是____(填标号)。
a．反应热受温度影响
b．气体密度受温度影响
c．反应速率受温度影响
(8)Zn粉质量为a g，若测得H2体积为b mL，已知实验条件下ρ(H2)＝d g·L－1，则c(CuSO4)＝________mol·L－1(列出计算表达式)。
(9)若步骤⑥E管液面高于D管，未调液面即读数，则测得c(CuSO4)________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(10)是否能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度：________(填“是”或“否”)。
2．某化学研究性学习小组探究与铜有关的物质的性质，过程设计如下：
[提出猜想]
问题1：在周期表中，铜与铝的位置很接近，氢氧化铝具有两性，氢氧化铜有两性吗？
问题2：铁和铜都有变价，一般情况下，Fe2＋的稳定性小于Fe3＋，Cu＋的稳定性也小于Cu2＋吗？
问题3：硫酸铜溶液呈蓝色，铜与浓硝酸常温下反应生成的溶液也是蓝色吗？
[实验探究]
Ⅰ.解决问题1：
(1)实验需配制100 mL 0.50 mol·L－1 CuSO4溶液，必需的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、________、________。
(2)为达到目的，某同学认为只要进行两次实验即可得出结论。请写出实验②的具体内容。
①向盛有CuSO4溶液的试管中滴加NaOH溶液至过量，观察生成的Cu(OH)2沉淀是否溶解；
②________________________________________________________________________。
Ⅱ.解决问题2的实验步骤和现象如下：
①取一定量制得的氢氧化铜固体，于坩埚中灼烧，当温度达到80～100 ℃得到黑色固体粉末；继续加热至1 000 ℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜；
②取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中，加入过量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到试管底部还有红色固体存在。
(3)写出氧化亚铜与稀硫酸反应的离子方程式__________________________________。
(4)从实验中可得出的结论是：当温度在1 000 ℃以上时________(填“Cu2＋”或“Cu＋”，下同)稳定，在酸性溶液中________稳定。
Ⅲ.解决问题3，某同学设计的实验如下：
取一铜片装入试管，加入适量的浓硝酸，观察溶液的颜色变化。
(5)另一同学认为此同学设计的实验有缺陷，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)铜与浓硝酸反应溶液呈绿色，有同学认为这是生成的NO2溶于其中的原因。请设计实验说明此解释是否正确。(只需要写出一种方法即可)
实验步骤
实验结论
新 情 境 新 高 考
探究莫尔盐
莫尔盐[硫酸亚铁铵(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]又称马尔氏盐；浅蓝绿色结晶或粉末；对光敏感；在空气中逐渐风化及氧化；溶于水，几乎不溶于乙醇；低毒，有刺激性。
硫酸亚铁铵是一种重要的化工原料，用途十分广泛。它可以作净水剂；在无机化学工业中，它是制取其他铁化合物的原料，如用于制造氧化铁系颜料、磁性材料、黄血盐和其他铁盐等；它还有许多方面的直接应用，如可用作印染工业的媒染剂，制革工业中用于鞣革，木材工业中用作防腐剂，医药中用于治疗缺铁性贫血，农业中施用于缺铁性土壤，畜牧业中用作饲料添加剂等，还可以与鞣酸、没食子酸等混合后配制蓝黑墨水。
[实验一] 莫尔盐热分解产物的实验探究
2 500 ℃时把117.6 g莫尔盐隔绝空气加热完全分解，为检验其分解产物的成分，设计如下实验装置进行实验，加热A中的莫尔盐至分解完全。
[问题探究]
(1)装置A中固体充分加热较长时间后，通入N2的目的是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)实验中观察到装置B中出现白色浑浊，由此判断莫尔盐分解产物中含有哪种气体？写出装置B中发生反应的化学方程式。
________________________________________________________________________
(3)实验中，观察到装置C中有白色沉淀生成，由此判断莫尔盐分解产物中含有哪种气体？写出装置C中发生反应的离子方程式。
________________________________________________________________________
(4)莫尔盐在装置A中完全分解后得到23.2 g等物质的量的FeO和Fe2O3的混合物，同时装置B、C中得到沉淀的质量分别是46.6 g和93.2 g，通过其他实验测得生成6.8 g NH3和2.24 L(标况)N2，试通过计算写出莫尔盐分解的化学方程式。
________________________________________________________________________
[实验二] 莫尔盐含量的实验测定
为测定硫酸亚铁铵晶体纯度，某学生取m g硫酸亚铁铵样品配制成500 mL溶液，根据物质组成，甲、乙两位同学设计了如下三个实验方案，请回答：
(甲)方案一：取20.00 mL硫酸亚铁铵溶液用0.100 0 mol·L－1酸性KMnO4溶液分三次进行滴定。滴定数据如下：
滴定次数
1
2
3
酸性KMnO4溶液用量/mL
19.96
20.03
20.01
(乙)方案二：(通过测定)实验设计如下图所示。取20.00 mL硫酸亚铁铵溶液进行该实验。
[问题探究]
(5)写出方案一中酸性KMnO4氧化Fe2＋的离子方程式，依据滴定数据计算硫酸亚铁铵晶体的纯度。
________________________________________________________________________
(6)方案二中A、B两套装置中哪一个较为合理？你判断的理由是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(7)若测得NH3的体积为V L(已折算为标准状况)，则该硫酸亚铁铵晶体的纯度是多少？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
本讲真题研练
1．[2022·广东卷]食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25 ℃时，HAc的Ka＝1.75×10－5＝10－4.76。
(1)配制250 mL 0.1 mol·L－1的HAc溶液，需5 mol·L－1HAc溶液的体积为________mL。
(2)下列关于250 mL容量瓶的操作，正确的是________。
(3)某小组研究25 ℃下HAc电离平衡的影响因素。
提出假设 稀释HAc溶液或改变Ac－浓度，HAc电离平衡会发生移动。
设计方案并完成实验 用浓度均为0.1 mol·L－1的HAc和NaAc溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液；测定pH，记录数据。
序号
V(HAc)/
mL
V(NaAc)/
mL
V(H2O)/
mL
n(NaAc)∶
n(HAc)
pH
Ⅰ
40.00
/
/
0
2.86
Ⅱ
4.00
/
36.00
0
3.36
…
Ⅶ
4.00
a
b
3∶4
4.53
Ⅷ
4.00
4.00
32.00
1∶1
4.65
①根据表中信息，补充数据：a＝________，b＝________。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知，稀释HAc溶液，电离平衡________(填“正”或“逆”)向移动；结合表中数据，给出判断理由：______________________________________。
③由实验Ⅱ～Ⅷ可知，增大Ac－浓度，HAc电离平衡逆向移动。
实验结论 假设成立。
(4)小组分析上表数据发现：随着的增加，c(H＋)的值逐渐接近HAc的Ka。
查阅资料获悉：一定条件下，按＝1配制的溶液中，c(H＋)的值等于HAc的Ka。
对比数据发现，实验Ⅷ中pH＝4.65与资料数据Ka＝10－4.76存在一定差异；推测可能由物质浓度准确程度不够引起，故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。
(ⅰ)移取20.00 mL HAc溶液，加入2滴酚酞溶液，用0.100 0 mol·L－1NaOH溶液滴定至终点，消耗体积为22.08 mL，则该HAc溶液的浓度为________。画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点。
(ⅱ)用上述HAc溶液和0.100 0 mol·L－1NaOH溶液，配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液，测定pH，结果与资料数据相符。
(5)小组进一步提出：如果只有浓度均约为0.1 mol·L－1的HAc和NaOH溶液，如何准确测定HAc的Ka？小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ
移取20.00 mL HAc溶液，用NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液V1mL
Ⅱ
________，测得溶液的pH为4.76
实验总结 得到的结果与资料数据相符，方案可行。
(6)根据Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．[2022·湖北卷]高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸(熔点为42 ℃，易吸潮)可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到，纯化过程需要严格控制温度和水分，温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O(熔点为30 ℃)，高于100 ℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验装置如下(夹持装置略)：
回答下列问题：
(1)A的名称是________。B的进水口为________(填“a”或“b”)。
(2)P2O5的作用是________________________________________。
(3)空气流入毛细管的主要作用是防止____________________，还具有搅拌和加速水逸出的作用。
(4)升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是_______________________________________。
(5)磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向过饱和溶液中加入________促进其结晶。
(6)过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为________(填标号)。
A.<20 ℃ B．30～35 ℃C.42～100 ℃
(7)磷酸中少量的水极难除去的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．[2022·全国甲卷]硫化钠可广泛用于染料、医药行业。工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇，重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。回答下列问题：
(1)工业上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高温下生产硫化钠，同时生成CO，该反应的化学方程式为____________________________________________。
(2)溶解回流装置如图所示，回流前无需加入沸石，其原因是________________。回流时，烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的1/3。若气雾上升过高，可采取的措施是________。
(3)回流时间不宜过长，原因是____________________________。回流结束后，需进行的操作有①停止加热 ②关闭冷凝水 ③移去水浴，正确的顺序为________(填标号)。
A.①②③ B．③①②
C.②①③ D．①③②
(4)该实验热过滤操作时，用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液，其原因是________________。热过滤除去的杂质为________。若滤纸上析出大量晶体，则可能的原因是______________________。
(5)滤液冷却、结晶、过滤，晶体用少量________洗涤，干燥，得到Na2S·xH2O。
4．[2022·全国乙卷]二草酸合铜(Ⅱ)酸钾{K2[Cu(C2O4)2]}可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤：
Ⅰ.取已知浓度的CuSO4溶液，搅拌下滴加足量NaOH溶液，产生浅蓝色沉淀。加热，沉淀转变成黑色，过滤。
Ⅱ.向草酸(H2C2O4)溶液中加入适量K2CO3固体，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。
Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80～85 ℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁热过滤。
Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体，进行表征和分析。
回答下列问题：
(1)由CuSO4·5H2O配制Ⅰ中的CuSO4溶液，下列仪器中不需要的是________(填仪器名称)。
(2)长期存放的CuSO4·5H2O中，会出现少量白色固体，原因是______________________。
(3)Ⅰ中的黑色沉淀是________(写化学式)。
(4)Ⅱ中原料配比为n(H2C2O4)∶n(K2CO3)＝1.5∶1，写出反应的化学方程式__________________________。
(5)Ⅱ中，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，加入K2CO3应采取________的方法。
(6)Ⅲ中应采用________进行加热。
(7)Ⅳ中“一系列操作”包括____________________________________________。
第37讲 化学实验综合应用
考点一
必备知识整理
1．(1)略低于 一小团棉花 (2)要垫石棉网 要加碎瓷片(或沸石) (3)插入液面以下 块状固体和液体反应
2．(1)碱 酸 氧化 还原
对点题组训练
1．解析：
(1)在实验室一般是用氯化铵和碱石灰混合加热反应制取氨气，反应的化学方程式为Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O；实验室制取氨气采用固体与固体混合加热型装置，所以应选A为反应装置；生成物中含有水，氨气属于碱性气体，所以应选择碱性物质吸收水蒸气，应选C；氨气极易溶于水，且氨气的密度小于空气的密度，所以应采用向下排空气法收集，应选D；氨气是有刺激性气味的气体，所以不能直接排空；氨气极易溶于水，所以尾气处理应采用防止倒吸装置，用水吸收即可，故选E；干燥管在使用时是大口进小口出，所以仪器装置的接口连接顺序是a、d、e、g、f、h；
(2)氨气极易溶于水，二氧化碳不易溶于水，为增大CO2在水中的溶解度，反应产生更多的，所以应先通入氨气；氨气溶于水生成氨水，使溶液呈碱性，二氧化碳是酸性气体，能和碱反应生成碳酸铵，碳酸铵和氯化钙发生复分解反应生成碳酸钙和氯化铵，制纳米级碳酸钙的离子方程式：Ca2＋＋2NH3＋H2O＋CO2===CaCO3(胶体；
(3)若二氧化碳过量，二氧化碳、碳酸钙和水反应生成碳酸氢钙导致碳酸钙的量减少，碳酸氢钙是可溶性的强电解质，在水溶液里电离出Ca2＋、，溶液中还含有、Cl－，故溶液中含有的离子有：Ca2＋、、、Cl－；
(4)根据(3)可知：若CO2过量溶液中大量存在的离子有Ca2＋、、、Cl－。滴加少量Na2CO3溶液，若有沉淀，该沉淀为CaCO3，说明有和Ca2＋的反应，无论CO2是否过量，溶液中都存在Ca2＋，因此都会产生白色沉淀，A错误；滴加少量盐酸，若有气泡，为和酸的反应，CO2一定过量，B正确；未指明测定温度，因此不能根据溶液pH小于7就判断溶液显酸性，指明CO2过量，C错误；CO2过量溶液中大量存在的离子有Ca2＋、、、Cl－，滴加少量BaCl2溶液，无沉淀，D错误。
答案：
(1)Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O d e g f
(2)NH3 Ca2＋＋2NH3＋H2O＋CO2===CaCO3(胶体
(3)Ca2＋、、、Cl－ (4)B
2．答案：
(1)分液漏斗
(2)NaBr＋H3PO4(浓)NaH2PO4＋HBr↑ 难挥发性酸制取挥发性酸(或高沸点酸制取低沸点酸)
(3)A
(4)将装置中的HBr全部排出到干燥管中，被试剂Y完全吸收，避免污染环境
(5)浓硫酸代替浓磷酸，生成SO2和Br2，SO2不与铁反应，Br2和铁反应生成FeBr3，FeBr3在高温下又分解为FeBr2和Br2
考点二
对点题组训练
1．解析：
(1)三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g KMnO4，所加液体体积不能超过三颈烧瓶容积的，即三颈烧瓶的最适宜规格应为250 mL。
(2)球形冷凝管冷凝效果更好；由于甲苯是不溶于水的油状液体，当回流液中不再出现油状液体时，说明甲苯已经完全被氧化为苯甲酸钾。
(3)取用甲苯质量为1.5 mL×0.867 g·mL－1≈1.3 g，其物质的量约为0.014 mol，实验中加入的KMnO4过量，NaHSO3具有还原性，可用NaHSO3溶液除去过量的KMnO4，避免在用浓盐酸酸化时，KMnO4与盐酸反应生成有毒的Cl2；用草酸在酸性条件下处理过量的KMnO4溶液，发生反应的离子方程式为＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。
(4)根据题给制备苯甲酸的第一步反应可知，用少量热水洗涤的滤渣为MnO2。
(5)因苯甲酸在100 ℃左右开始升华，若干燥时温度过高，可能导致部分苯甲酸升华而损失。
(6)由于苯甲酸微溶于冷水，易溶于热水，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。
答案：
(1)B
(2)球形 无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化
(3)除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气 ＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
(4)MnO2 (5)苯甲酸升华而损失 (6)重结晶
2．解析：
(1)仪器A的名称是U形管或U形干燥管；由信息知，聚异丁烯是在无水条件下由异丁烯发生加聚反应获得，P4O10能吸收水分，作用是吸收空气中的水分，防止水分进入三口瓶中；
(2)正己烷不和钠反应，而钠可与水反应，故将钠块加入正己烷中除去微量的水，反应的方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；
(3)由信息知，加聚反应需在－60 ℃～－30 ℃和引发剂作用下发生，由信息知，甲最低温度为－21 ℃，不合适；乙最低温度为－55 ℃，比较合适；丙最低温度为－33 ℃，离－60 ℃～－30 ℃的上限－30 ℃很接近，也不合适，故浴槽中可选用的适宜冷却剂是乙；
(4)因异丁烯沸点较低，易挥发，为减少其损失，应先向三口瓶中加入适量的正己烷溶剂；待反应体系温度下降至既定温度；再向三口瓶中通入一定量异丁烯；在搅拌下滴加引发剂，一定时间后加入反应终止剂停止反应。经后续处理得成品；
(5)异丁烯的分子式为C4H8，其相对分子质量为56，已知成品聚异丁烯平均相对分子质量为2.8×106，则平均聚合度为＝50 000。
答案：(1)U形管或U形干燥管 吸收空气中的水分，防止水分进入三口瓶中
(2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
(3)乙 (4)①b ③a (5)50 000
考点三
对点题组训练
1．解析：(1)Na2S和CuSO4溶液反应生成硫化铜和硫酸钠，反应的离子方程式是S2－＋Cu2＋===CuS↓。
(2)根据题干资料：Na2S能与S反应生成Na2Sx，Na2Sx与酸反应生成S和H2S，取少量溶液B，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，沉淀增多(经检验该沉淀含S)，同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S)，说明B溶液中含有Na2Sx，Na2Sx与酸反应生成S和H2S，由于沉淀增多对检验造成干扰，另取少量溶液B，加入足量盐酸，离心沉降(固液分离)后，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，可证实分解产物中含有。
(3)①实验可证实来源1不成立。溶液2为H2SO3，向溶液2中加入少量KMnO4溶液，H2SO3具有还原性，酸性条件下KMnO4具有强氧化性，二者混合后应发生氧化还原反应，KMnO4溶液应该褪色，但得到的仍为紫色，说明溶液B中不含Na2SO3；
②不能用盐酸代替硫酸的原因是盐酸中Cl元素为－1价，是Cl元素的最低价，具有还原性，会与KMnO4溶液发生氧化还原反应，使KMnO4溶液褪色，干扰实验现象和实验结论；
③来源2认为溶液B中有Na2Sx，加酸反应生成S，反应的离子方程式：＋2H＋===H2S↑＋(x－1)S↓。
(4)根据已知资料：4Na2SO3Na2S＋3Na2SO4，亚硫酸钠中硫为＋4价，硫酸钠中硫为＋6价，硫化钠中硫为－2价，根据反应可知Na2SO3发生歧化反应，其中的S元素化合价既可升高也可降低，能从＋4价降为－2价，也应该可以降到0价生成硫单质。
答案：(1)S2－＋Cu2＋===CuS↓
(2)滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀
(3)①向溶液2中加入KMnO4溶液，溶液没有褪色 ②盐酸中Cl元素为－1价，是Cl元素的最低价，具有还原性，会与KMnO4溶液发生氧化还原反应，使KMnO4溶液褪色，干扰实验现象和实验结论 ③＋2H＋===H2S↑＋(x－1)S↓
(4)根据反应4Na2SO3Na2S＋3Na2SO4可知，Na2SO3发生歧化反应，其中的S元素化合价既可升高也可降低，能从＋4价降为－2价，也应该可以降到0价生成硫单质
2．解析：根据题干信息分析可知，实验中向试管依次加入 NaOH溶液12 mL，0.5 mol·L－1 CuSO4溶液8 mL，可知碱过量，振荡发生反应Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓，碱性条件下再加入40%的甲醛溶液6 mL，放入65 ℃水浴中加热，发生反应2Cu(OH)2＋HCHO＋NaOHCu2O↓＋3H2O＋HCOONa，也可能发生反应＋2NaOH2Cu2O↓＋Na2CO3＋6H2O，因此红色固体可能是Cu2O和Cu的混合物，气体为CO，可根据已知“Cu2O易溶于浓氨水”验证固体产物，根据CO具有还原性验证气体为CO。
(1)由上述分析，实验中NaOH的目的是提供碱性溶液环境或OH－与Cu(OH)2反应生成，水浴加热的目的是使受热均匀便于控制温度；
(2)①已知[Cu(NH3)4]＋在空气中能被氧化为，摇动锥形瓶ⅰ有利于溶液与空气中的氧气接触；②剩余固体为Cu，与浓氨水反应生成深蓝色的四氨合铜离子，反应的离子方程式为2Cu＋8NH3·H2O＋O2===2[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O；③将容量瓶ⅱ中的溶液稀释100倍后，溶液的颜色与容量瓶ⅰ相近，说明ⅱ中的溶液的浓度是ⅰ中的溶液的100倍，又Cu2O～2[Cu(NH3)4]2＋，Cu～[Cu(NH3)4]2＋，则有n(Cu2O)∶n(Cu)＝1∶200；
(3)①无水氯化钙可吸收CO气体中混有的水蒸气；②CO与空气混合加热可能会爆炸，有安全隐患，因此实验中“先通气，后加热”目的是为了排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；③CO具有还原性，可与黑色的CuO发生氧化还原反应生成红色的铜，并生成CO2气体，因此气体是CO的现象为黑色粉末变为红色，澄清石灰水变浑浊；
(4)甲醛可能被氧化的产物为甲酸钠或碳酸钠，碳酸钠可与盐酸反应生成CO2气体，而甲酸钠不可以，因此证明溶液中甲醛的氧化产物时，可取少量反应后的澄清溶液于试管中，滴入过量的盐酸，若无气泡产生，说明甲醛被氧化成甲酸钠，若有气泡产生，说明甲醛被氧化为碳酸钠。
答案：
(1)提供碱性溶液环境或OH－与Cu(OH)2反应生成[Cu(OH)4]2－ 使受热均匀便于控制温度
(2)①有利于溶液与空气中的氧气接触
②2Cu＋8NH3·H2O＋O2===2[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O
③n(Cu2O)∶n(Cu)＝1∶200
(3)①吸收水蒸气 ②排尽装置中的空气， 防止加热时发生爆炸 ③黑色粉末变为红色， 澄清石灰水变浑浊
(4)取少量反应后的澄清溶液于试管中，滴入过量的盐酸，若无气泡产生，说明甲醛被氧化成甲酸钠，若有气泡产生，说明甲醛被氧化为碳酸钠
考点四
对点题组训练
1．解析：
(1)配制一定物质的量浓度溶液时一定要使用容量瓶。
(2)－1价Br与＋5价Br在酸性条件下可发生氧化还原反应，化合价变为0价，即生成溴单质，该反应的离子方程式为＋6H＋===3Br2＋3H2O。
(3)苯酚与溴发生取代反应生成三溴苯酚和溴化氢，其化学方程式为
(4)溶液显黄色说明溴过量，使用过量的溴是为了确保苯酚已完全被除去，也为下一步操作打下基础。
＋6H＋===3Br2＋3H2O，Br2＋2KI===I2＋2KBr，反应物用量存在关系：KBrO3～3Br2～6KI，因此如果没有苯酚与溴的反应，则n(KI)∶n(KBrO3)＝6∶1时，两者恰好完全反应，因废水中含有苯酚消耗Br2，所以当n(KI)≥6n(KBrO3)时，KI一定过量。
(6)溴与KI反应生成碘单质，碘遇淀粉使溶液变蓝色；碘单质与硫代硫酸钠反应生成碘离子，因此当碘恰好完全反应时，溶液的蓝色恰好消失。
(7)溴易挥发，挥发出去的溴也会被认为是与苯酚反应而消耗的，即会造成测定结果偏高。
答案：
(1)容量瓶
＋6H＋===3Br2＋3H2O
(3)
(4)Br2过量，保证苯酚完全反应
(5)反应物用量存在关系：KBrO3～3Br2～6KI，若无苯酚时，消耗KI物质的量是KBrO3物质的量的6倍，因有苯酚消耗Br2，所以当n(KI)≥6n(KBrO3)时，KI一定过量
(6)溶液蓝色恰好消失
(7)易挥发
2．解析：
(1)①配制250 mL待标定的K2CrO4溶液，称量一定质量的K2CrO4放到500 mL的烧杯中，用量筒量取250 mL的水，加入烧杯中用玻璃棒搅拌，得体积约为250 mL的溶液，步骤①中无需使用100 mL的容量瓶、分液漏斗。
(2)Cr为24号元素，3d、4s均为半充满结构，基态Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
(3)步骤④中加入H2SO4和H3PO4溶液酸化＋H2O，所得橙色溶液中铬元素的主要存在形式为；滴定时还原产物为Cr3＋，反应的离子方程式为＋6Fe2＋＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O。
(4)根据第2组滴定数据，由，＋H2O，得)＝，计算得上层清液中)＝0.100 0 mol·L－1。
(5)滴定时，有一组数据出现了明显异常，所测)偏大，根据浓度计算式)＝；滴定终点读数时仰视刻度线，V测偏大)偏大，故A选；达终点时滴定管尖嘴有标准液悬挂，V测偏大)偏大，故B选；盛装待测液的锥形瓶未润洗，对结果没有影响，故C不选；摇动锥形瓶时有液体溅出，V测偏小)偏小，故D不选。
(7)结合图线当)＝0.100 0 mol·L－1，c(Ca2＋)≈7.2×10－3 mol·L－1，推测Ksp(CaCrO4)≈0.100 0×7.2×10－3＝7.2×10－4。
答案：
(1)AC
(2)1s22s22p63s23p63d54s1
＋6Fe2＋＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O
(4)0.100 0 (5)AB
(6)
(7)7.2×10－4
考点五
对点题组训练
1．解析：
(1)加入BaCl2溶液后，若已经完全沉淀，则向上层清液中继续加入BaCl2溶液时就不会产生新的沉淀，故相应的检验方法是向上层清液中加入BaCl2溶液，没有白色沉淀出现，说明沉淀完全。
(2)BaSO4沉淀中所含有的杂质为Cu2＋、Cl－，可用AgNO3溶液检验最后一次洗涤液中是否含有Cl－的方法达到目的。
(3)灼烧固体时通常在坩埚中进行。
(4)w g BaSO4的物质的量是 mol，由“”守恒可知n(CuSO4)＝ mol，c(CuSO4)＝ mol÷0.025 L＝ mol·L－1。
(5)由于烧杯内壁会沾有一定量BaSO4，因此若不洗涤烧杯，会导致BaSO4损失，由此计算出的CuSO4的量少于理论值，从而导致测量出的CuSO4溶液浓度偏低。
(6)由于实验涉及气体，故装置连接好后应检查装置的气密性。
(7)由于气体密度受温度影响，故要想准确测量氢气的体积，必须保证反应前后体系温度相等，故答案为b。
(8)消耗的锌的物质的量为 mol，生成的n(H2)＝ mol，因此与CuSO4反应的Zn的物质的量为 mol，故c(CuSO4)＝ mol·L－1。
(9)当E管液面高于D管时，说明C、D中气体压强大于大气压，这样测量出的气体体积值偏小，由c(CuSO4)的计算表达式知测量出的c(CuSO4)偏高。(10)由于MgSO4不能与锌反应，故不能用此方法测定MgSO4溶液的浓度。
答案：
(1)向上层清液中继续滴加BaCl2溶液，无白色沉淀生成，则沉淀完全
(2)AgNO3溶液 (3)坩埚 (4) (5)偏低
(6)检查装置气密性 (7)b (8) (9)偏高 (10)否
2．解析：(1)实验需配制100 mL 0.50 mol·L－1 CuSO4溶液，必需的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶。(2)两性氢氧化物能溶于强酸强碱溶液，所以需要检验氢氧化铜是否溶于氢氧化钠或硫酸，所以需要另取实验①中所得沉淀，滴加稀硫酸(或稀盐酸等)至过量，观察沉淀是否溶解。(3)根据题干信息分析，氧化亚铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和铜，离子方程式为Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。(4)继续加热至1 000 ℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜，说明当温度在1 000 ℃以上时Cu＋稳定，但与硫酸反应生成铜离子，所以在酸性溶液中Cu2＋稳定。(5)铜和浓硝酸反应生成二氧化氮气体，污染环境。(6)二氧化氮和氧气和水反应生成硝酸，若向反应后的溶液中通入足量空气，反应生成硝酸，二氧化氮消失，若溶液变蓝，则假设成立。
答案：
(1)玻璃棒 100 mL容量瓶
(2)另取实验①中所得沉淀，滴加稀硫酸(或稀盐酸等)至过量，观察沉淀是否溶解
(3)Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O
(4)Cu＋ Cu2＋
(5)产生NO2气体，污染环境
(6)向反应后的溶液中通入足量空气 若溶液变蓝，则假设成立
新情境新高考
解析：(4)n(莫尔盐)＝＝0.3 mol
莫尔盐分解得到的23.2 g固体产物中n(FeO)＝0.1 mol，n(Fe2O3)＝0.1 mol
莫尔盐分解得到的气体产物中n(SO3)＝n(BaSO4)＝＝0.2 mol，n(SO2)＝n(BaSO4)＝＝0.4 mol，n(N2)＝＝0.1 mol，n(NH3)＝＝0.4 mol，
n[(NH4)2Fe(SO4)2]∶n(FeO)∶n(Fe2O3)∶n(SO3)∶n(SO2)∶n(N2)∶n(NH3)＝0.3∶0.1∶0.1∶0.2∶0.4∶0.1∶0.4＝3∶1∶1∶2∶4∶1∶4，因此莫尔盐分解的化学方程式为3(NH4)2Fe(SO4)2·6H2OFeO＋Fe2O3＋2SO3↑＋4SO2↑＋N2↑＋4NH3↑＋24H2O。
＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
n[(NH4)2Fe(SO4)2]＝n(Fe2＋)＝5n(KMnO4)＝5×0.100 0 mol·L－1×20.00×10－3 L
则样品中n[(NH4)2Fe(SO4)2]＝5×0.100 0 mol·L－1×20.00×10－3 L×＝0.25 mol，故硫酸亚铁铵晶体的纯度为×100%＝×100%。
(7)m g硫酸亚铁铵样品中含N的物质的量为＝ mol
则硫酸亚铁铵的纯度为×100%＝×100%。
答案：
(1)通入N2可将装置A中分解产生的气体全部驱赶至B、C装置中，以保证莫尔盐分解产生的气体在B、C装置中被充分吸收。
(2)SO3 SO3＋H2O＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl。
(3)SO2 ＋2H＋、===BaSO4↓。
(4)3(NH4)2Fe(SO4)2·6H2OFeO＋Fe2O3＋2SO3↑＋4SO2↑＋N2↑＋4NH3↑＋24H2O。
(5)见解析
(6)装置B更合理；原因是NH3极易溶于水，A装置会出现倒吸。
(7)×100%
本讲真题研练
1．解析：
(1)溶液稀释过程中，溶质的物质的量不变，因此250 mL×0.1 mol·L－1＝V×5 mol·L－1，解得V＝5.0 mL。
(2)容量瓶使用过程中，不能用手等触碰瓶口，以免污染试剂，故A错误；定容时，视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切”，不能仰视或俯视，故B错误；向容量瓶中转移液体，需用玻璃棒引流，玻璃棒下端位于刻度线以下，同时玻璃棒不能接触容量瓶口，故C正确；定容完成后，盖上瓶塞，将容量瓶来回颠倒，将溶液摇匀，颠倒过程中，左手食指抵住瓶塞，防止瓶塞脱落，右手扶住容量瓶底部，防止容量瓶从左手掉落，故D错误。
(3)①实验Ⅶ的溶液中n(NaAc)∶n(HAc)＝3∶4，V(HAc)＝4.00 mL，因此V(NaAc)＝3.00 mL，即a＝3.00，由实验Ⅰ可知，溶液最终的体积为40.00 mL，因此V(H2O)＝40.00 mL－4.00 mL－3.00 mL＝33.00 mL，即b＝33.00，故答案为：3.00；33.00。
②实验Ⅰ所得溶液的pH＝2.86，实验Ⅱ的溶液中c(HAc)为实验Ⅰ的，稀释过程中，若不考虑电离平衡移动，则实验Ⅱ所得溶液的pH＝2.86＋1＝3.86，但实际溶液的pH＝3.36<3.86，说明稀释过程中，溶液中n(H＋)增大，即电离平衡正向移动；实验Ⅱ相较于实验Ⅰ，醋酸溶液稀释了10倍，而实验Ⅱ的pH增大值小于1。
(4)①滴定过程中发生反应：HAc＋NaOH===NaAc＋H2O，由反应方程式可知，滴定至终点时，n(HAc)＝n(NaOH)，因此22.08 mL×0.1 mol·L－1＝20.00 mL×c(HAc)，解得c(HAc)＝0.110 4 mol·L－1。
②滴定过程中，当V(NaOH)＝0时，c(H＋)＝≈mol·L－1＝10－2.88mol·L－1，溶液的pH＝2.88，当V(NaOH)＝11.04 mL时，n(NaAc)＝n(HAc)，溶液的pH＝4.76，当V(NaOH)＝22.08 mL时，达到滴定终点，溶液中溶质为NaAc溶液，Ac－发生水解，溶液呈弱碱性，当NaOH溶液过量较多时，c(NaOH)无限接近0.1 mol·L－1，溶液pH接近13，因此滴定曲线如图：
(5)向20.00 mL的HAc溶液中加入V1mL NaOH溶液达到滴定终点，滴定终点的溶液中溶质为NaAc，当＝1时，溶液中c(H＋)的值等于HAc的Ka，因此另取20.00 mL HAc，加入mL氢氧化钠，使溶液中n(NaAc)＝n(HAc)，故答案为：另取20.00 mL HAc，加入mL氢氧化钠。
(6)不同的无机弱酸在生活中应用广泛，如HClO具有强氧化性，在生活中可用于漂白和消毒，H2SO3具有还原性，可用作还原剂，在葡萄酒中添加适量H2SO3可用作防腐剂，H3PO4具有中强酸性，可用作食品添加剂，同时在制药、生产肥料等行业有广泛用途，故答案为：HClO：漂白剂和消毒液(或H2SO3：还原剂、防腐剂或H3PO4：食品添加剂、制药、生产肥料)。
答案：(1)5.0 (2)C
(3)3.00 33.00 正 实验Ⅱ相较于实验Ⅰ，醋酸溶液稀释了10倍，而实验Ⅱ的pH增大值小于1
(4)0.110 4
(5)另取20.00 mL HAc，加入mL氢氧化钠
(6)HClO：漂白剂和消毒液(或H2SO3：还原剂、防腐剂或H3PO4：食品添加剂、制药、生产肥料)
2．解析：(2)纯化过程中需要严格控制水分，故P2O5的作用是吸收气体中的水蒸气。(3)空气流入毛细管的主要作用是防止A中受热气体压强过大使磷酸溶液倒吸，还具有搅拌和加速水逸出的作用。(4)纯化过程中需要严格控制温度，水浴加热可使溶液受热均匀，且可控制溶液温度在100 ℃以内，防止磷酸发生分子间脱水生成焦磷酸等。(5)磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向过饱和溶液中加入纯磷酸细晶体作为晶核促进其结晶。(6)纯磷酸的熔点为42 ℃，且温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O，高于100 ℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等，故过滤磷酸晶体时，需要控制温度为30～35 ℃。(7)磷酸的结构为，含O—H键，和水分子间易形成氢键，故磷酸中少量的水极难除去。
答案：
(1)圆底烧瓶 b
(2)吸收水蒸气，干燥气体
(3)A中磷酸溶液倒吸
(4)使溶液受热均匀；控制温度在100 ℃以内，防止磷酸发生分子间脱水生成焦磷酸等
(5)纯磷酸细晶体
(6)B
(7)磷酸和水分子间易形成氢键
3．解析：(1)Na2SO4·10H2O→Na2S、C→CO，根据得失电子守恒、原子守恒可得Na2SO4·10H2O＋4CNa2S＋4CO↑＋10H2O。(2)粗品中含有不溶性固体，起到了防暴沸的作用，故回流前无需加入沸石；若气雾上升过高，说明温度过高，可通过加快冷却水的流速或降低水浴的温度来解决。(3)回流的目的是浓缩Na2S的乙醇溶液，若回流时间过长，会造成乙醇挥发过多，致使硫化钠晶体析出；移去热源后，烧瓶中温度仍较高，故冷凝水应最后关闭。(4)锥形瓶瓶口比烧杯口要小，可减少乙醇的挥发；由题意知重金属硫化物难溶于乙醇，故热过滤除去的杂质为重金属硫化物；若滤纸上析出大量晶体(Na2S·xH2O)，主要原因是温度降低或乙醇挥发过多。(5)硫化钠易溶于热乙醇，说明硫化钠在冷乙醇中溶解度较小，可用95%冷乙醇洗涤。
答案：
(1)Na2SO4·10H2O＋4CNa2S＋4CO↑＋10H2O
(2)粗品中有不溶性固体，起到了防暴沸作用 加快冷却水的流速或降低水浴的温度
(3)防止乙醇挥发过多而析出产品 D
(4)减少乙醇的挥发 重金属硫化物 温度降低或乙醇挥发过多
(5)95%冷乙醇
4．解析：(1)由CuSO4·5H2O配制CuSO4溶液时，用电子天平称取一定质量的CuSO4·5H2O晶体，用量筒量取水的体积，在烧杯中加水溶解；分液漏斗常用于萃取、分液以及制备装置中滴加液体，球形冷凝管常用于制备实验中的冷凝回流装置，配制溶液时二者都不需要用到。(2)CuSO4·5H2O是蓝色晶体，CuSO4是白色固体，长期存放的CuSO4·5H2O会失去结晶水，出现少量白色固体CuSO4，化学上将此过程称为风化。(3)向CuSO4溶液中滴加足量NaOH溶液，产生的浅蓝色沉淀为Cu(OH)2，加热Cu(OH)2使其分解，生成黑色固体CuO。(4)H2C2O4的酸性比碳酸强，当n(H2C2O4)∶n(K2CO3)＝1.5∶1，即3∶2时，反应的化学方程式为3H2C2O4＋2K2CO3===K2C2O4＋2KHC2O4＋2CO2↑＋2H2O。(5)由于反应产生气体，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，K2CO3应分批加入并不断搅拌。(6)Ⅲ中将混合溶液加热到80～85 ℃，常采用水浴进行加热，使液体受热均匀。(7)将滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，即可得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。
答案：(1)分液漏斗(或梨形分液漏斗)、球形冷凝管
(2)失去结晶水
(3)CuO
(4)3H2C2O4＋2K2CO3===K2C2O4＋2KHC2O4＋2CO2↑＋2H2O
(5)分批加入并搅拌
(6)水浴
(7)冷却结晶、过滤、洗涤
复 习 目 标
1．掌握常见物质的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法等)；
2.根据化学实验的目的和要求，能做到：
(1)设计实验方案；
(2)掌握控制实验条件的方法；
(3)正确选用实验装置；
(4)预测或描述实验现象，分析或处理实验数据，得出合理结论；
(5)评价或改进实验方案；
3.实验知识与技能的综合应用。
考点一 气体的制备
必备知识整理
1.气体制备的发生装置
选择反应装置一般需从反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置类型，具体如下：
(1)固、固加热型，适用O2、NH3等制备
操作注意事项：①试管要干燥；②试管口________试管底；③加热时先预热再固定加热；④用制取O2时，需在管口处塞________________。
(2)固、液或液、液加热型，适用Cl2等制备
操作注意事项：①加热烧瓶时________；
②反应物均为液体时，烧瓶内________。
(3)固、液不加热型，适用O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等制备
操作注意事项：①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端________________；②启普发生器只适用于________________，且气体难溶于水；③使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速。
2．气体的净化和干燥
(1)原理
酸性杂质用________性物质吸收；
碱性杂质用________性物质吸收；
易溶于水或能与水反应的杂质用水吸收；
还原性杂质，可用________性较强的物质来吸收或转化；
氧化性杂质，可用________性较强的物质来吸收或转化。
(2)气体的净化与干燥装置
3．尾气的吸收装置
(1)吸收式
容器中盛有与有毒气体反应的溶液，将未反应的有毒气体吸收，使其不扩散到空气中造成污染。
(2)燃烧式
适当时候，点燃尖嘴中的可燃性气体，充分燃烧后，转化为对环境无污染的产物。
(3)收集式
利用气球或球胆将有毒气体收集后，另做处理，避免其逸散到空气中污染环境。
4．实验条件的控制
(1)排气方法
为了防止空气中的O2、CO2、水蒸气等干扰实验，常用其他稳定的气体(如氮气)排尽装置中的空气；有时也可充分利用反应产物气体(如氨气、氯气、二氧化硫)等排尽装置中的空气。
(2)控制气体的流速及用量
①用分液漏斗控制液体滴加的速度和用量。②观察气泡，控制气流速度，如图甲，可观察气泡得到N2、H2的体积比约为1∶3的混合气体。
③平衡气压，如图乙，用长玻璃管平衡气压，防堵塞。
(3)温度控制
①控制低温的目的：减少某些反应物或产物分解，如H2O2、NH4HCO3等；减少某些反应物或产物挥发，如盐酸、氨水等；防止某些物质水解，避免副反应发生等。
②采取加热的目的：加快反应速率或使平衡移动，加速溶解等。
③常考的温度控制方式：
a．水浴加热：均匀加热，反应温度在100℃以下。
b．油浴加热：均匀加热，反应温度在100～260℃之间。
c．冰水冷却：使某物质液化、降低产物的溶解度；减少其他副反应，提高产品纯度等。
d．保温：如真空双层玻璃容器等。
对点题组训练
1.在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2，可以制得纳米级碳酸钙(粒子直径在1～10 nm之间)。如图所示A～E为实验室常见的仪器装置(部分固定夹持装置略去)，请根据要求回答问题。
(1)实验室制取氨气的化学方程式：________________________________，选用上图所示装置制取、收集干燥的NH3，接口的连接顺序是：a→________→________→________→________→h(填小写字母)。
(2)向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2气体制纳米级碳酸钙时，应先通入的气体是________，试写出制纳米级碳酸钙的离子方程式：___________________________。
(3)在浓CaCl2溶液和NH3用量正确的情况下，CO2不足或过量都会导致纳米级碳酸钙产量下降，若CO2过量，溶液中大量存在的离子有(不考虑弱电解质的电离和盐类水解产生的少量离子)：________________。
(4)取反应后去除CaCO3的溶液分别做以下实验，下列实验判断合理的是______(填字母)。
A．滴加少量Na2CO3溶液，若有沉淀生成，说明CO2一定不足
B．滴加少量盐酸，若有气泡产生，说明CO2一定过量
C．测量溶液pH，若pH小于7，说明CO2一定过量
D．滴加少量BaCl2溶液，若无沉淀生成，说明CO2一定没有过量
2．溴化亚铁(FeBr2，易潮解、800 ℃升华)是一种无机化工产品，常用作聚合反应催化剂，也用于制药工业。某同学在实验室制备FeBr2(Fe与HBr反应)，装置(部分夹持仪器已省略)如图所示：
已知：2FeBr3 2FeBr2＋Br2↑。
回答下列问题：
(1)盛放浓磷酸的仪器名称为________。
(2)写出烧瓶中发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(磷酸过量)，该反应中体现的制酸原理是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)上述装置中，X、Y分别盛装的试剂依次是________(填字母)。
A．氯化钙、碱石灰 B．碱石灰、氯化钙
C．氯化钙、硫酸铜 D．氢氧化钠、硫酸铜
(4)实验结束后，关闭热源，仍需要通入一段时间N2，其目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)若用浓硫酸(生成SO2和Br2)代替浓磷酸，同样可以制备FeBr2，请简述原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
考点二 有机物的制备
必备知识整理
1.有机实验中常用的操作
(1)加热：酒精灯的火焰温度一般在400～500 ℃，乙酸乙酯的制取、石油的蒸馏等实验选用酒精灯加热，若温度要求更高，可选用酒精喷灯或电炉加热。除上述加热方式外还可以根据加热的温度要求选择水浴、油浴、沙浴加热。
(2)冷凝回流：有机物易挥发，因此在反应中通常要采用冷凝回流装置，以减少有机物的挥发，提高原料的利用率和产物的产率。如图1、图3中的冷凝管，图2中的长玻璃管B的作用都是冷凝回流。
(3)防暴沸：加沸石(碎瓷片)，防止溶液暴沸，若开始忘加沸石(碎瓷片)，需冷却后补加。
2．提纯有机物的常用流程
制取的有机物中常含有一定量的杂质(无机物与有机物)，提纯时可根据杂质与制得有机物性质的差异设计实验进行分离提纯，常用的提纯流程如下：
例如：精制溴苯(含Br2、HBr、FeBr3、杂质)的工艺流程：
对点题组训练
1.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：
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________(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________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______________________________。
(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是___________________________________；
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________________________________________________。
(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是________________________________________________________________________。
(5)干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，可能出现的结果是________________________________________________________________________。
(6)若要得到纯度更高的苯甲酸，可通过在水中________的方法提纯。
2．聚异丁烯是一种性能优异的功能高分子材料。某科研小组研究了使用特定引发剂、正己烷为溶剂、无水条件下异丁烯的聚合工艺。已知：异丁烯沸点266 K。反应方程式及主要装置示意图如下：
回答下列问题：
(1)仪器A的名称是__________，P4O10的作用是________________。
(2)将钠块加入正己烷中，除去微量的水，反应的方程式为________________________________________________________________________。
(3)浴槽中可选用的适宜冷却剂是______(填序号)。
序号
冷却剂
最低温度/℃
甲
NaCl冰(质量比1∶3)
－21
乙
CaCl2·6H2O冰(质量比1.43∶1)
－55
丙
液氨
－33
(4)补齐操作步骤(从a、b中选)
a.向三口瓶中通入一定量异丁烯
b.向三口瓶中加入一定量正己烷
①________(填编号)；
②待反应体系温度下降至既定温度；
③________(填编号)；
④搅拌下滴加引发剂，一定时间后加入反应终止剂停止反应。经后续处理得成品。
(5)测得成品平均相对分子质量为2.8×106，平均聚合度为________________。
微点拨 有机制备实验题的解题模板
分析制
备流程
盘点仪
器装置
关键点
①识别常见实验仪器：蒸馏烧瓶、三颈烧瓶、恒压滴液漏斗、直形冷凝管(冷凝作用)、球形冷凝管(冷凝回流)；
②熟悉常见的有机干燥剂：无水氯化钙、无水硫酸镁、无水硫酸钙、无水碳酸钾等；
③了解常见的制备装置：回流装置、滴加蒸出装置；
④了解有机反应的特点：副反应多。根据题目中的信息确定在该条件下的主要副反应，以便明确主要杂质，了解分离提纯的目的。
考点三 物质性质探究型实验
必备知识整理
一、性质验证型实验
设计性质验证实验方案可分为多种情况：一是已知物质的性质，设计实验验证物质的某些性质；二是已知某类物质的结构(或含有的官能团)，设计性质实验来验证这类物质的结构；三是根据性质设计定量实验；四是根据物质性质验证化学原理(理论)或根据化学原理来验证物质的某些性质。设计性质验证实验方案的常用程序有如下两种：
1．根据物质性质设计实验方案
2．根据物质的结构(或官能团)设计验证性质实验方案
二、物质性质探究、验证实验的考查角度
1．热分解产物的性质探究、判断
(1)难溶性碳酸盐氧化物＋CO2。
(2)碳酸的酸式盐碳酸的正盐＋CO2＋H2O。
(3)铵盐NH3＋相应的酸(或酸性氧化物＋H2O)(NH4NO3除外)。
(4)硝酸盐金属(或金属氧化物、亚硝酸盐)＋氮氧化物(NO或NO2)＋O2。
(5)草酸晶体CO2＋CO＋H2O。
2．物质氧化性、还原性的判断
如探究SO2具有还原性的方法是将气体通入酸性KMnO4溶液中，通过观察酸性KMnO4溶液是否褪色来说明；如探究Fe3＋的氧化性强于I2时，可利用FeCl3与淀粉KI溶液反应，通过溶液变蓝色来说明Fe3＋的氧化性强于I2。
3．验证同周期、同主族元素性质的递变规律
一般通过设计比较元素金属性、非金属性强弱的实验来完成。如通过比较Mg、Al与同浓度盐酸反应产生H2的快慢来说明Mg、Al的活泼性顺序。
4．电解质强弱的判断
如探究一元酸HA是弱酸的方法是常温下配制NaA溶液，测pH，若pH>7，则说明HA为弱酸。
5．物质酸性强弱的判断
如探究碳酸和硅酸的酸性强弱，可利用相对强的酸制备相对弱的酸的反应原理，将CO2气体通入Na2SiO3溶液，看是否有白色沉淀生成来判断。
6．钢铁发生电化学腐蚀的规律探究
可以通过控制钢铁是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等设计实验，找出规律。
微点拨 性质探究型实验
设计性质探究实验方案时要注意：
实验方案
要可行
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，实验方案要简单易行
实验顺序
要科学
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
实验现象
要直观
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(常温下，pH>7)得出结论，操作简便且现象明显
实验结论
要可靠
要反复推敲实验步骤，多方验证实验结果，做到实验结论准确可靠
对点题组训练
1.探究Na2SO3固体的热分解产物。
资料：①4Na2SO3Na2S＋3Na2SO4。②Na2S能与S反应生成Na2Sx，Na2Sx与酸反应生成S和H2S。③BaS易溶于水。
隔绝空气条件下，加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A，过程中未检测到气体生成。黄色固体A加水得到浊液，放置得无色溶液B。
(1)检验分解产物Na2S：取少量溶液B，向其中滴加CuSO4溶液，产生黑色沉淀，证实有S2－。反应的离子方程式是________________________________________。
(2)检验分解产物Na2SO4：取少量溶液B，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，沉淀增多(经检验该沉淀含S)，同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S)，由于沉淀增多对检验造成干扰，另取少量溶液B，加入足量盐酸，离心沉降(固液分离)后，________________(填操作和现象)，可证实分解产物中含有。
(3)探究(2)中S的来源。
来源1：固体A中有未分解的Na2SO3，在酸性条件下与Na2S反应生成S。
来源2：溶液B中有Na2Sx，加酸反应生成S。
针对来源1进行如图实验：
①实验可证实来源1不成立。实验证据是______________________________________。
②不能用盐酸代替硫酸的原因是______________________________________________。
③写出来源2产生S的反应的离子方程式：_____________________________________。
(4)实验证明Na2SO3固体热分解有Na2S，Na2SO4和S产生。运用氧化还原反应规律分析产物中S产生的合理性：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2.某化学小组为研究甲醛和新制反应，进行如下探究，该小组设计如图装置(气密性良好)并进行实验：向试管中依次加入6 mol·L－1 NaOH溶液12 mL、0.5 mol·L－1 CuSO4溶液8 mL，振荡，再加入40%的甲醛溶液6 mL，放入65 ℃水浴中加热，20 min后冷却至室温；反应过程中观察到有红色固体生成，有少量气体产生并收集该气体。回答下列问题：
已知：Cu2O易溶于浓氨水形成[Cu(NH3)4]＋(无色)，它在空气中能被氧化为[Cu(NH3)4]2＋(蓝色)。
(1)实验中NaOH溶液过量的目的是____________________________。使用水浴加热的目的是________________________________________________________________________。
(2)跟乙醛与氢氧化铜的反应相似，甲醛和新制Cu(OH)2反应的产物为甲酸钠、氧化亚铜和水。该小组同学通过查阅资料发现，甲醛和新制Cu(OH)2还能发生下列反应：
HCHO＋Cu(OH)2Cu＋CO↑＋2H2O
HCHO＋4Cu(OH)2＋2NaOH2Cu2O↓＋Na2CO3＋6H2O
小组同学对实验中红色固体产物的组成作出猜想：铜或氧化亚铜或它们的混合物；为了验证固体产物，设计如下实验方案并进行实验(以下每步均充分反应)。
①摇动锥形瓶ⅰ的目的是______________________________________________。
②锥形瓶ⅱ中固体完全溶解得到深蓝色溶液的离子方程式为
________________________________________________________________________。
③将容量瓶ⅱ中的溶液稀释100倍后，溶液的颜色与容量瓶ⅰ相近。由此可知固体产物的组成及物质的量之比约为________。
(3)为进一步确认生成的气体是CO，将收集的气体利用如图所示的装置进行实验(部分夹持仪器略去)。
①无水氯化钙的作用是__________________________________________________。
②实验中“先通气，后加热”的目的是____________________________________。
③证明气体是CO的现象：______________________________________________。
(4)甲醛与氢氧化铜反应的实验中，甲醛可能被氧化的产物为甲酸钠或碳酸钠。请设计实验方案证明溶液中甲醛的氧化产物。
考点四 定量分析型实验
必备知识整理
一、五种定量测定的方法与原理
1．测量沉淀质量法
先将某种成分转化为沉淀，然后称量过滤、洗涤、干燥后沉淀的质量再进行相关计算。
称量固体一般用托盘天平，精确度为0.1 g，但精确度高的实验中可使用分析天平，可精确到0.000 1 g。
2．测量气体体积法
(1)量气装置的设计
下列装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的装置。
(2)读数时先要将其恢复室温后，再调整量气装置使两侧液面相平，最后读数要求视线与凹液面最低点相平。
3．测量气体质量法
一般有两种方法：一种方法是称反应装置在放出气体前后的质量减小值；另一种方法是称吸收装置在反应前后的质量增大值。
4．滴定法
即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定或氧化还原反应滴定等获得相应数据再进行相关计算。
5．热重法
只要物质受热时发生质量变化，都可以用热重法来研究物质的组成。热重法是在控制温度的条件下，测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。
二、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。
三、物质组成计算的常用方法
类型
解题方法
物质含
量计算
根据关系式法、得失电子守恒法、滴定法等，求出混合物中某一成分的量，再除以样品的总量，即可得出其含量
确定物质
化学式的
计算
①根据题给信息，计算出有关物质的物质的量；②根据电荷守恒，确定出未知离子的物质的量；③根据质量守恒，确定出结晶水的物质的量；④各粒子的物质的量之比即为物质化学式的下标比
热重曲
线计算
①设晶体为1 mol；②失重一般是先失水、再失气态非金属氧化物；③计算每步的m余，＝固体残留率；④晶体中金属质量不减少，仍在m余中；⑤失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m0，由n金属∶n0即可求出失重后物质的化学式
多步滴
定计算
复杂的滴定可分为两类：①连续滴定法：第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量；②返滴定法：第一步用的滴定剂是过量的，然后第二步再用另一物质返滴定过量的物质，根据第一步加入的量减去第二步中过量的量，即可得出第一步所求物质的物质的量
对点题组训练
1.化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。
Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a mol·L－1 KBrO3标准溶液；
Ⅱ.取v1 mL上述溶液，加入过量KBr，加H2SO4酸化，溶液颜色呈棕黄色；
Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入v2 mL废水；
Ⅳ.向Ⅲ中加入过量KI；
Ⅴ.用b mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴定至终点，共消耗Na2S2O3溶液v3 mL。
已知：I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6
Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色
(1)Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和________。
(2)Ⅱ中发生反应的离子方程式是____________________________________。
(3)Ⅲ中发生反应的化学方程式是_______________________________________。
(4)Ⅳ中加KI前，溶液颜色须为黄色，原因是__________________________________。
(5)KI与KBrO3物质的量关系为n(KI)≥6n(KBrO3)时，KI一定过量，理由是
________________________________________________________________________。
(6)Ⅴ中滴定至终点的现象是________________________________________________。
(7)由于Br2具有________性质，Ⅱ～Ⅳ中反应须在密闭容器中进行，否则会造成测定结果偏高。
[思维建模] 定量实验题的解题流程
2．已知CaCrO4微溶于水，某传统测定CaCrO4溶度积的实验如下：
①配制250 mL待标定的K2CrO4溶液。
②标定测得K2CrO4溶液浓度为0.602 5 mol·L－1。
③按下表数据将0.200 0 mol·L－1 CaCl2溶液、K2CrO4溶液及蒸馏水混匀，静置(溶液体积变化忽略不计)。
④取上层清液于锥形瓶中，加入H2SO4和H3PO4溶液酸化，溶液由黄色转变为橙色，加入指示剂，用0.200 0 mol·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定，数据记入下表。
⑤滴定测出上层清液中的)，进而计算出上层清液中的c(Ca2＋)，即得Ksp(CaCrO4)。
回答下列问题：
(1)步骤①中无需使用下列哪些仪器____(填标号)。
(2)基态Cr原子的电子排布式为____________。
(3)步骤④中所得橙色溶液中铬元素的主要存在形式为________(填化学式)；滴定时还原产物为Cr3＋，写出反应的离子方程式____________________________________________。
(4)根据第2组滴定数据，计算得上层清液中)＝________mol·L－1。
(5)滴定时，有一组数据出现了明显异常，所测)偏大，原因可能有______(填标号)。
A.滴定终点读数时仰视刻度线
B.到达终点时滴定管尖嘴有标准液悬挂
C.盛装待测液的锥形瓶未润洗
D.摇动锥形瓶时有液体溅出
(6)利用上表数据经计算绘制出如下图点，请根据图点绘出溶度积曲线。
(7)请结合图线推测Ksp(CaCrO4)≈________(保留两位有效数字)。
考点五 实验方案的设计与评价
必备知识整理
1.实验方案应包括的内容
实验名称
该实验需要完成的题目，如Fe3＋与SO2的还原性强弱比较等
实验目的
实验需要达到的结果、得出何种结论等
实验原理
完成该实验的反应原理，如化学方程式、装置的选择和组装等
实验用品
包含实验药品和实验装置
实验步骤
包括实验仪器装配和实验操作
实验现象记录
及结果处理
实验现象就是实验过程中能直观感受到的东西，如温度、颜色变化等。根据这些现象或相关数据分析其产生的原理，得出处理结果
问题和讨论
包含实验设计中存在的问题、反应现象或原理解释、误差分析等
2.实验方案设计的基本要求
科学性
实验原理正确，实验流程合理
安全性
保护人身，保护环境，保护仪器
可行性
条件允许，效果明显，操作简单
简约性
步骤少、时间短、节约药品、效果好
3.实验方案评价的主要形式
从评价的主要针对点来看，实验综合题可分为装置评价型和原理评价型两类。
实验装置
的评价
对比各方案装置，从装置的合理性、操作的简便性和可行性等方面进行全面分析，选出最佳装置
实验原理
的评价
紧扣实验目的，对各方案的原理综合考虑，从原理是否科学、原料是否节约、误差是否较小等方面进行全面分析，选出最佳方案
微点拨 实验方案评价类试题的解题思路
(1)从可行性方面进行评价
①实验原理(如药品的选择)是否正确、可行；②实验操作(如仪器的选择、连接)是否安全、合理；③实验步骤是否简单、方便；④实验现象是否明显，实验结论是否正确。
(2)从规范性视角进行评价
①仪器的安装与拆卸；②仪器的查漏、气密性检验；③试剂添加的顺序与用量；④加热的方式方法和时机；⑤温度计的规范使用、水银球的位置；⑥实验数据的读取；⑦冷却、冷凝的方法等。
(3)从“绿色化学”视角进行评价
①反应原料是否易得、安全、无毒；②反应速率是否较快；③原料利用率以及合成物质的产率是否较高；④合成过程中是否造成环境污染。
(4)从实验设计的安全性方面进行评价
①净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；
②进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等)；
③防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等)；
④防吸水(如取用、制取易吸水、潮解、水解的药品，宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；
⑤冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、冷凝管等)；
⑥易挥发液体产物导出时若为蒸气的要及时冷却；
⑦实验方案的科学性与安全性(从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)；
⑧其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。
(5)从经济效益和社会效益方面进行评价
①经济效益指原料的获得成本，转化率、产率等；
②社会效益指对环境的污染分析。
对点题组训练
1.为测定CuSO4溶液的浓度，甲、乙两同学设计了两个方案。回答下列问题：
Ⅰ.甲方案
实验原理：CuSO4＋BaCl2===BaSO4↓＋CuCl2
实验步骤：
(1)判断沉淀完全的操作为_____________________________________________。
(2)步骤②判断沉淀是否洗净所选用的试剂为
________________________________________________________________________。
(3)步骤③灼烧时盛装样品的仪器名称为_____________________________________。
(4)固体质量为w g，则c(CuSO4)＝________mol·L－1。
(5)若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯，则测得c(CuSO4)________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
Ⅱ.乙方案
实验原理：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
实验步骤：
①按如图安装装置(夹持仪器略去)
②……
③在仪器A、B、C、D、E中加入图示的试剂
④调整D、E中两液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，读数并记录
⑤将CuSO4溶液滴入A中并搅拌，反应完成后，再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生
⑥待体系恢复到室温，移动E管，保持D、E中两液面相平，读数并记录
⑦处理数据
(6)步骤②为________________。
(7)步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是____(填标号)。
a．反应热受温度影响
b．气体密度受温度影响
c．反应速率受温度影响
(8)Zn粉质量为a g，若测得H2体积为b mL，已知实验条件下ρ(H2)＝d g·L－1，则c(CuSO4)＝________mol·L－1(列出计算表达式)。
(9)若步骤⑥E管液面高于D管，未调液面即读数，则测得c(CuSO4)________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(10)是否能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度：________(填“是”或“否”)。
2．某化学研究性学习小组探究与铜有关的物质的性质，过程设计如下：
[提出猜想]
问题1：在周期表中，铜与铝的位置很接近，氢氧化铝具有两性，氢氧化铜有两性吗？
问题2：铁和铜都有变价，一般情况下，Fe2＋的稳定性小于Fe3＋，Cu＋的稳定性也小于Cu2＋吗？
问题3：硫酸铜溶液呈蓝色，铜与浓硝酸常温下反应生成的溶液也是蓝色吗？
[实验探究]
Ⅰ.解决问题1：
(1)实验需配制100 mL 0.50 mol·L－1 CuSO4溶液，必需的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、________、________。
(2)为达到目的，某同学认为只要进行两次实验即可得出结论。请写出实验②的具体内容。
①向盛有CuSO4溶液的试管中滴加NaOH溶液至过量，观察生成的Cu(OH)2沉淀是否溶解；
②________________________________________________________________________。
Ⅱ.解决问题2的实验步骤和现象如下：
①取一定量制得的氢氧化铜固体，于坩埚中灼烧，当温度达到80～100 ℃得到黑色固体粉末；继续加热至1 000 ℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜；
②取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中，加入过量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到试管底部还有红色固体存在。
(3)写出氧化亚铜与稀硫酸反应的离子方程式__________________________________。
(4)从实验中可得出的结论是：当温度在1 000 ℃以上时________(填“Cu2＋”或“Cu＋”，下同)稳定，在酸性溶液中________稳定。
Ⅲ.解决问题3，某同学设计的实验如下：
取一铜片装入试管，加入适量的浓硝酸，观察溶液的颜色变化。
(5)另一同学认为此同学设计的实验有缺陷，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)铜与浓硝酸反应溶液呈绿色，有同学认为这是生成的NO2溶于其中的原因。请设计实验说明此解释是否正确。(只需要写出一种方法即可)
实验步骤
实验结论
新 情 境 新 高 考
探究莫尔盐
莫尔盐[硫酸亚铁铵(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]又称马尔氏盐；浅蓝绿色结晶或粉末；对光敏感；在空气中逐渐风化及氧化；溶于水，几乎不溶于乙醇；低毒，有刺激性。
硫酸亚铁铵是一种重要的化工原料，用途十分广泛。它可以作净水剂；在无机化学工业中，它是制取其他铁化合物的原料，如用于制造氧化铁系颜料、磁性材料、黄血盐和其他铁盐等；它还有许多方面的直接应用，如可用作印染工业的媒染剂，制革工业中用于鞣革，木材工业中用作防腐剂，医药中用于治疗缺铁性贫血，农业中施用于缺铁性土壤，畜牧业中用作饲料添加剂等，还可以与鞣酸、没食子酸等混合后配制蓝黑墨水。
[实验一] 莫尔盐热分解产物的实验探究
2 500 ℃时把117.6 g莫尔盐隔绝空气加热完全分解，为检验其分解产物的成分，设计如下实验装置进行实验，加热A中的莫尔盐至分解完全。
[问题探究]
(1)装置A中固体充分加热较长时间后，通入N2的目的是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)实验中观察到装置B中出现白色浑浊，由此判断莫尔盐分解产物中含有哪种气体？写出装置B中发生反应的化学方程式。
________________________________________________________________________
(3)实验中，观察到装置C中有白色沉淀生成，由此判断莫尔盐分解产物中含有哪种气体？写出装置C中发生反应的离子方程式。
________________________________________________________________________
(4)莫尔盐在装置A中完全分解后得到23.2 g等物质的量的FeO和Fe2O3的混合物，同时装置B、C中得到沉淀的质量分别是46.6 g和93.2 g，通过其他实验测得生成6.8 g NH3和2.24 L(标况)N2，试通过计算写出莫尔盐分解的化学方程式。
________________________________________________________________________
[实验二] 莫尔盐含量的实验测定
为测定硫酸亚铁铵晶体纯度，某学生取m g硫酸亚铁铵样品配制成500 mL溶液，根据物质组成，甲、乙两位同学设计了如下三个实验方案，请回答：
(甲)方案一：取20.00 mL硫酸亚铁铵溶液用0.100 0 mol·L－1酸性KMnO4溶液分三次进行滴定。滴定数据如下：
滴定次数
1
2
3
酸性KMnO4溶液用量/mL
19.96
20.03
20.01
(乙)方案二：(通过测定)实验设计如下图所示。取20.00 mL硫酸亚铁铵溶液进行该实验。
[问题探究]
(5)写出方案一中酸性KMnO4氧化Fe2＋的离子方程式，依据滴定数据计算硫酸亚铁铵晶体的纯度。
________________________________________________________________________
(6)方案二中A、B两套装置中哪一个较为合理？你判断的理由是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(7)若测得NH3的体积为V L(已折算为标准状况)，则该硫酸亚铁铵晶体的纯度是多少？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
本讲真题研练
1．[2022·广东卷]食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25 ℃时，HAc的Ka＝1.75×10－5＝10－4.76。
(1)配制250 mL 0.1 mol·L－1的HAc溶液，需5 mol·L－1HAc溶液的体积为________mL。
(2)下列关于250 mL容量瓶的操作，正确的是________。
(3)某小组研究25 ℃下HAc电离平衡的影响因素。
提出假设 稀释HAc溶液或改变Ac－浓度，HAc电离平衡会发生移动。
设计方案并完成实验 用浓度均为0.1 mol·L－1的HAc和NaAc溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液；测定pH，记录数据。
序号
V(HAc)/
mL
V(NaAc)/
mL
V(H2O)/
mL
n(NaAc)∶
n(HAc)
pH
Ⅰ
40.00
/
/
0
2.86
Ⅱ
4.00
/
36.00
0
3.36
…
Ⅶ
4.00
a
b
3∶4
4.53
Ⅷ
4.00
4.00
32.00
1∶1
4.65
①根据表中信息，补充数据：a＝________，b＝________。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知，稀释HAc溶液，电离平衡________(填“正”或“逆”)向移动；结合表中数据，给出判断理由：______________________________________。
③由实验Ⅱ～Ⅷ可知，增大Ac－浓度，HAc电离平衡逆向移动。
实验结论 假设成立。
(4)小组分析上表数据发现：随着的增加，c(H＋)的值逐渐接近HAc的Ka。
查阅资料获悉：一定条件下，按＝1配制的溶液中，c(H＋)的值等于HAc的Ka。
对比数据发现，实验Ⅷ中pH＝4.65与资料数据Ka＝10－4.76存在一定差异；推测可能由物质浓度准确程度不够引起，故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。
(ⅰ)移取20.00 mL HAc溶液，加入2滴酚酞溶液，用0.100 0 mol·L－1NaOH溶液滴定至终点，消耗体积为22.08 mL，则该HAc溶液的浓度为________。画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点。
(ⅱ)用上述HAc溶液和0.100 0 mol·L－1NaOH溶液，配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液，测定pH，结果与资料数据相符。
(5)小组进一步提出：如果只有浓度均约为0.1 mol·L－1的HAc和NaOH溶液，如何准确测定HAc的Ka？小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ
移取20.00 mL HAc溶液，用NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液V1mL
Ⅱ
________，测得溶液的pH为4.76
实验总结 得到的结果与资料数据相符，方案可行。
(6)根据Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．[2022·湖北卷]高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸(熔点为42 ℃，易吸潮)可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到，纯化过程需要严格控制温度和水分，温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O(熔点为30 ℃)，高于100 ℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验装置如下(夹持装置略)：
回答下列问题：
(1)A的名称是________。B的进水口为________(填“a”或“b”)。
(2)P2O5的作用是________________________________________。
(3)空气流入毛细管的主要作用是防止____________________，还具有搅拌和加速水逸出的作用。
(4)升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是_______________________________________。
(5)磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向过饱和溶液中加入________促进其结晶。
(6)过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为________(填标号)。
A.<20 ℃ B．30～35 ℃C.42～100 ℃
(7)磷酸中少量的水极难除去的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．[2022·全国甲卷]硫化钠可广泛用于染料、医药行业。工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇，重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。回答下列问题：
(1)工业上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高温下生产硫化钠，同时生成CO，该反应的化学方程式为____________________________________________。
(2)溶解回流装置如图所示，回流前无需加入沸石，其原因是________________。回流时，烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的1/3。若气雾上升过高，可采取的措施是________。
(3)回流时间不宜过长，原因是____________________________。回流结束后，需进行的操作有①停止加热 ②关闭冷凝水 ③移去水浴，正确的顺序为________(填标号)。
A.①②③ B．③①②
C.②①③ D．①③②
(4)该实验热过滤操作时，用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液，其原因是________________。热过滤除去的杂质为________。若滤纸上析出大量晶体，则可能的原因是______________________。
(5)滤液冷却、结晶、过滤，晶体用少量________洗涤，干燥，得到Na2S·xH2O。
4．[2022·全国乙卷]二草酸合铜(Ⅱ)酸钾{K2[Cu(C2O4)2]}可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤：
Ⅰ.取已知浓度的CuSO4溶液，搅拌下滴加足量NaOH溶液，产生浅蓝色沉淀。加热，沉淀转变成黑色，过滤。
Ⅱ.向草酸(H2C2O4)溶液中加入适量K2CO3固体，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。
Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80～85 ℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁热过滤。
Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体，进行表征和分析。
回答下列问题：
(1)由CuSO4·5H2O配制Ⅰ中的CuSO4溶液，下列仪器中不需要的是________(填仪器名称)。
(2)长期存放的CuSO4·5H2O中，会出现少量白色固体，原因是______________________。
(3)Ⅰ中的黑色沉淀是________(写化学式)。
(4)Ⅱ中原料配比为n(H2C2O4)∶n(K2CO3)＝1.5∶1，写出反应的化学方程式__________________________。
(5)Ⅱ中，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，加入K2CO3应采取________的方法。
(6)Ⅲ中应采用________进行加热。
(7)Ⅳ中“一系列操作”包括____________________________________________。
第37讲 化学实验综合应用
考点一
必备知识整理
1．(1)略低于 一小团棉花 (2)要垫石棉网 要加碎瓷片(或沸石) (3)插入液面以下 块状固体和液体反应
2．(1)碱 酸 氧化 还原
对点题组训练
1．解析：
(1)在实验室一般是用氯化铵和碱石灰混合加热反应制取氨气，反应的化学方程式为Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O；实验室制取氨气采用固体与固体混合加热型装置，所以应选A为反应装置；生成物中含有水，氨气属于碱性气体，所以应选择碱性物质吸收水蒸气，应选C；氨气极易溶于水，且氨气的密度小于空气的密度，所以应采用向下排空气法收集，应选D；氨气是有刺激性气味的气体，所以不能直接排空；氨气极易溶于水，所以尾气处理应采用防止倒吸装置，用水吸收即可，故选E；干燥管在使用时是大口进小口出，所以仪器装置的接口连接顺序是a、d、e、g、f、h；
(2)氨气极易溶于水，二氧化碳不易溶于水，为增大CO2在水中的溶解度，反应产生更多的，所以应先通入氨气；氨气溶于水生成氨水，使溶液呈碱性，二氧化碳是酸性气体，能和碱反应生成碳酸铵，碳酸铵和氯化钙发生复分解反应生成碳酸钙和氯化铵，制纳米级碳酸钙的离子方程式：Ca2＋＋2NH3＋H2O＋CO2===CaCO3(胶体；
(3)若二氧化碳过量，二氧化碳、碳酸钙和水反应生成碳酸氢钙导致碳酸钙的量减少，碳酸氢钙是可溶性的强电解质，在水溶液里电离出Ca2＋、，溶液中还含有、Cl－，故溶液中含有的离子有：Ca2＋、、、Cl－；
(4)根据(3)可知：若CO2过量溶液中大量存在的离子有Ca2＋、、、Cl－。滴加少量Na2CO3溶液，若有沉淀，该沉淀为CaCO3，说明有和Ca2＋的反应，无论CO2是否过量，溶液中都存在Ca2＋，因此都会产生白色沉淀，A错误；滴加少量盐酸，若有气泡，为和酸的反应，CO2一定过量，B正确；未指明测定温度，因此不能根据溶液pH小于7就判断溶液显酸性，指明CO2过量，C错误；CO2过量溶液中大量存在的离子有Ca2＋、、、Cl－，滴加少量BaCl2溶液，无沉淀，D错误。
答案：
(1)Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O d e g f
(2)NH3 Ca2＋＋2NH3＋H2O＋CO2===CaCO3(胶体
(3)Ca2＋、、、Cl－ (4)B
2．答案：
(1)分液漏斗
(2)NaBr＋H3PO4(浓)NaH2PO4＋HBr↑ 难挥发性酸制取挥发性酸(或高沸点酸制取低沸点酸)
(3)A
(4)将装置中的HBr全部排出到干燥管中，被试剂Y完全吸收，避免污染环境
(5)浓硫酸代替浓磷酸，生成SO2和Br2，SO2不与铁反应，Br2和铁反应生成FeBr3，FeBr3在高温下又分解为FeBr2和Br2
考点二
对点题组训练
1．解析：
(1)三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g KMnO4，所加液体体积不能超过三颈烧瓶容积的，即三颈烧瓶的最适宜规格应为250 mL。
(2)球形冷凝管冷凝效果更好；由于甲苯是不溶于水的油状液体，当回流液中不再出现油状液体时，说明甲苯已经完全被氧化为苯甲酸钾。
(3)取用甲苯质量为1.5 mL×0.867 g·mL－1≈1.3 g，其物质的量约为0.014 mol，实验中加入的KMnO4过量，NaHSO3具有还原性，可用NaHSO3溶液除去过量的KMnO4，避免在用浓盐酸酸化时，KMnO4与盐酸反应生成有毒的Cl2；用草酸在酸性条件下处理过量的KMnO4溶液，发生反应的离子方程式为＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。
(4)根据题给制备苯甲酸的第一步反应可知，用少量热水洗涤的滤渣为MnO2。
(5)因苯甲酸在100 ℃左右开始升华，若干燥时温度过高，可能导致部分苯甲酸升华而损失。
(6)由于苯甲酸微溶于冷水，易溶于热水，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。
答案：
(1)B
(2)球形 无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化
(3)除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气 ＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
(4)MnO2 (5)苯甲酸升华而损失 (6)重结晶
2．解析：
(1)仪器A的名称是U形管或U形干燥管；由信息知，聚异丁烯是在无水条件下由异丁烯发生加聚反应获得，P4O10能吸收水分，作用是吸收空气中的水分，防止水分进入三口瓶中；
(2)正己烷不和钠反应，而钠可与水反应，故将钠块加入正己烷中除去微量的水，反应的方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；
(3)由信息知，加聚反应需在－60 ℃～－30 ℃和引发剂作用下发生，由信息知，甲最低温度为－21 ℃，不合适；乙最低温度为－55 ℃，比较合适；丙最低温度为－33 ℃，离－60 ℃～－30 ℃的上限－30 ℃很接近，也不合适，故浴槽中可选用的适宜冷却剂是乙；
(4)因异丁烯沸点较低，易挥发，为减少其损失，应先向三口瓶中加入适量的正己烷溶剂；待反应体系温度下降至既定温度；再向三口瓶中通入一定量异丁烯；在搅拌下滴加引发剂，一定时间后加入反应终止剂停止反应。经后续处理得成品；
(5)异丁烯的分子式为C4H8，其相对分子质量为56，已知成品聚异丁烯平均相对分子质量为2.8×106，则平均聚合度为＝50 000。
答案：(1)U形管或U形干燥管 吸收空气中的水分，防止水分进入三口瓶中
(2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
(3)乙 (4)①b ③a (5)50 000
考点三
对点题组训练
1．解析：(1)Na2S和CuSO4溶液反应生成硫化铜和硫酸钠，反应的离子方程式是S2－＋Cu2＋===CuS↓。
(2)根据题干资料：Na2S能与S反应生成Na2Sx，Na2Sx与酸反应生成S和H2S，取少量溶液B，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，沉淀增多(经检验该沉淀含S)，同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S)，说明B溶液中含有Na2Sx，Na2Sx与酸反应生成S和H2S，由于沉淀增多对检验造成干扰，另取少量溶液B，加入足量盐酸，离心沉降(固液分离)后，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，可证实分解产物中含有。
(3)①实验可证实来源1不成立。溶液2为H2SO3，向溶液2中加入少量KMnO4溶液，H2SO3具有还原性，酸性条件下KMnO4具有强氧化性，二者混合后应发生氧化还原反应，KMnO4溶液应该褪色，但得到的仍为紫色，说明溶液B中不含Na2SO3；
②不能用盐酸代替硫酸的原因是盐酸中Cl元素为－1价，是Cl元素的最低价，具有还原性，会与KMnO4溶液发生氧化还原反应，使KMnO4溶液褪色，干扰实验现象和实验结论；
③来源2认为溶液B中有Na2Sx，加酸反应生成S，反应的离子方程式：＋2H＋===H2S↑＋(x－1)S↓。
(4)根据已知资料：4Na2SO3Na2S＋3Na2SO4，亚硫酸钠中硫为＋4价，硫酸钠中硫为＋6价，硫化钠中硫为－2价，根据反应可知Na2SO3发生歧化反应，其中的S元素化合价既可升高也可降低，能从＋4价降为－2价，也应该可以降到0价生成硫单质。
答案：(1)S2－＋Cu2＋===CuS↓
(2)滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀
(3)①向溶液2中加入KMnO4溶液，溶液没有褪色 ②盐酸中Cl元素为－1价，是Cl元素的最低价，具有还原性，会与KMnO4溶液发生氧化还原反应，使KMnO4溶液褪色，干扰实验现象和实验结论 ③＋2H＋===H2S↑＋(x－1)S↓
(4)根据反应4Na2SO3Na2S＋3Na2SO4可知，Na2SO3发生歧化反应，其中的S元素化合价既可升高也可降低，能从＋4价降为－2价，也应该可以降到0价生成硫单质
2．解析：根据题干信息分析可知，实验中向试管依次加入 NaOH溶液12 mL，0.5 mol·L－1 CuSO4溶液8 mL，可知碱过量，振荡发生反应Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓，碱性条件下再加入40%的甲醛溶液6 mL，放入65 ℃水浴中加热，发生反应2Cu(OH)2＋HCHO＋NaOHCu2O↓＋3H2O＋HCOONa，也可能发生反应＋2NaOH2Cu2O↓＋Na2CO3＋6H2O，因此红色固体可能是Cu2O和Cu的混合物，气体为CO，可根据已知“Cu2O易溶于浓氨水”验证固体产物，根据CO具有还原性验证气体为CO。
(1)由上述分析，实验中NaOH的目的是提供碱性溶液环境或OH－与Cu(OH)2反应生成，水浴加热的目的是使受热均匀便于控制温度；
(2)①已知[Cu(NH3)4]＋在空气中能被氧化为，摇动锥形瓶ⅰ有利于溶液与空气中的氧气接触；②剩余固体为Cu，与浓氨水反应生成深蓝色的四氨合铜离子，反应的离子方程式为2Cu＋8NH3·H2O＋O2===2[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O；③将容量瓶ⅱ中的溶液稀释100倍后，溶液的颜色与容量瓶ⅰ相近，说明ⅱ中的溶液的浓度是ⅰ中的溶液的100倍，又Cu2O～2[Cu(NH3)4]2＋，Cu～[Cu(NH3)4]2＋，则有n(Cu2O)∶n(Cu)＝1∶200；
(3)①无水氯化钙可吸收CO气体中混有的水蒸气；②CO与空气混合加热可能会爆炸，有安全隐患，因此实验中“先通气，后加热”目的是为了排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；③CO具有还原性，可与黑色的CuO发生氧化还原反应生成红色的铜，并生成CO2气体，因此气体是CO的现象为黑色粉末变为红色，澄清石灰水变浑浊；
(4)甲醛可能被氧化的产物为甲酸钠或碳酸钠，碳酸钠可与盐酸反应生成CO2气体，而甲酸钠不可以，因此证明溶液中甲醛的氧化产物时，可取少量反应后的澄清溶液于试管中，滴入过量的盐酸，若无气泡产生，说明甲醛被氧化成甲酸钠，若有气泡产生，说明甲醛被氧化为碳酸钠。
答案：
(1)提供碱性溶液环境或OH－与Cu(OH)2反应生成[Cu(OH)4]2－ 使受热均匀便于控制温度
(2)①有利于溶液与空气中的氧气接触
②2Cu＋8NH3·H2O＋O2===2[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O
③n(Cu2O)∶n(Cu)＝1∶200
(3)①吸收水蒸气 ②排尽装置中的空气， 防止加热时发生爆炸 ③黑色粉末变为红色， 澄清石灰水变浑浊
(4)取少量反应后的澄清溶液于试管中，滴入过量的盐酸，若无气泡产生，说明甲醛被氧化成甲酸钠，若有气泡产生，说明甲醛被氧化为碳酸钠
考点四
对点题组训练
1．解析：
(1)配制一定物质的量浓度溶液时一定要使用容量瓶。
(2)－1价Br与＋5价Br在酸性条件下可发生氧化还原反应，化合价变为0价，即生成溴单质，该反应的离子方程式为＋6H＋===3Br2＋3H2O。
(3)苯酚与溴发生取代反应生成三溴苯酚和溴化氢，其化学方程式为
(4)溶液显黄色说明溴过量，使用过量的溴是为了确保苯酚已完全被除去，也为下一步操作打下基础。
＋6H＋===3Br2＋3H2O，Br2＋2KI===I2＋2KBr，反应物用量存在关系：KBrO3～3Br2～6KI，因此如果没有苯酚与溴的反应，则n(KI)∶n(KBrO3)＝6∶1时，两者恰好完全反应，因废水中含有苯酚消耗Br2，所以当n(KI)≥6n(KBrO3)时，KI一定过量。
(6)溴与KI反应生成碘单质，碘遇淀粉使溶液变蓝色；碘单质与硫代硫酸钠反应生成碘离子，因此当碘恰好完全反应时，溶液的蓝色恰好消失。
(7)溴易挥发，挥发出去的溴也会被认为是与苯酚反应而消耗的，即会造成测定结果偏高。
答案：
(1)容量瓶
＋6H＋===3Br2＋3H2O
(3)
(4)Br2过量，保证苯酚完全反应
(5)反应物用量存在关系：KBrO3～3Br2～6KI，若无苯酚时，消耗KI物质的量是KBrO3物质的量的6倍，因有苯酚消耗Br2，所以当n(KI)≥6n(KBrO3)时，KI一定过量
(6)溶液蓝色恰好消失
(7)易挥发
2．解析：
(1)①配制250 mL待标定的K2CrO4溶液，称量一定质量的K2CrO4放到500 mL的烧杯中，用量筒量取250 mL的水，加入烧杯中用玻璃棒搅拌，得体积约为250 mL的溶液，步骤①中无需使用100 mL的容量瓶、分液漏斗。
(2)Cr为24号元素，3d、4s均为半充满结构，基态Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
(3)步骤④中加入H2SO4和H3PO4溶液酸化＋H2O，所得橙色溶液中铬元素的主要存在形式为；滴定时还原产物为Cr3＋，反应的离子方程式为＋6Fe2＋＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O。
(4)根据第2组滴定数据，由，＋H2O，得)＝，计算得上层清液中)＝0.100 0 mol·L－1。
(5)滴定时，有一组数据出现了明显异常，所测)偏大，根据浓度计算式)＝；滴定终点读数时仰视刻度线，V测偏大)偏大，故A选；达终点时滴定管尖嘴有标准液悬挂，V测偏大)偏大，故B选；盛装待测液的锥形瓶未润洗，对结果没有影响，故C不选；摇动锥形瓶时有液体溅出，V测偏小)偏小，故D不选。
(7)结合图线当)＝0.100 0 mol·L－1，c(Ca2＋)≈7.2×10－3 mol·L－1，推测Ksp(CaCrO4)≈0.100 0×7.2×10－3＝7.2×10－4。
答案：
(1)AC
(2)1s22s22p63s23p63d54s1
＋6Fe2＋＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O
(4)0.100 0 (5)AB
(6)
(7)7.2×10－4
考点五
对点题组训练
1．解析：
(1)加入BaCl2溶液后，若已经完全沉淀，则向上层清液中继续加入BaCl2溶液时就不会产生新的沉淀，故相应的检验方法是向上层清液中加入BaCl2溶液，没有白色沉淀出现，说明沉淀完全。
(2)BaSO4沉淀中所含有的杂质为Cu2＋、Cl－，可用AgNO3溶液检验最后一次洗涤液中是否含有Cl－的方法达到目的。
(3)灼烧固体时通常在坩埚中进行。
(4)w g BaSO4的物质的量是 mol，由“”守恒可知n(CuSO4)＝ mol，c(CuSO4)＝ mol÷0.025 L＝ mol·L－1。
(5)由于烧杯内壁会沾有一定量BaSO4，因此若不洗涤烧杯，会导致BaSO4损失，由此计算出的CuSO4的量少于理论值，从而导致测量出的CuSO4溶液浓度偏低。
(6)由于实验涉及气体，故装置连接好后应检查装置的气密性。
(7)由于气体密度受温度影响，故要想准确测量氢气的体积，必须保证反应前后体系温度相等，故答案为b。
(8)消耗的锌的物质的量为 mol，生成的n(H2)＝ mol，因此与CuSO4反应的Zn的物质的量为 mol，故c(CuSO4)＝ mol·L－1。
(9)当E管液面高于D管时，说明C、D中气体压强大于大气压，这样测量出的气体体积值偏小，由c(CuSO4)的计算表达式知测量出的c(CuSO4)偏高。(10)由于MgSO4不能与锌反应，故不能用此方法测定MgSO4溶液的浓度。
答案：
(1)向上层清液中继续滴加BaCl2溶液，无白色沉淀生成，则沉淀完全
(2)AgNO3溶液 (3)坩埚 (4) (5)偏低
(6)检查装置气密性 (7)b (8) (9)偏高 (10)否
2．解析：(1)实验需配制100 mL 0.50 mol·L－1 CuSO4溶液，必需的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶。(2)两性氢氧化物能溶于强酸强碱溶液，所以需要检验氢氧化铜是否溶于氢氧化钠或硫酸，所以需要另取实验①中所得沉淀，滴加稀硫酸(或稀盐酸等)至过量，观察沉淀是否溶解。(3)根据题干信息分析，氧化亚铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和铜，离子方程式为Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。(4)继续加热至1 000 ℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜，说明当温度在1 000 ℃以上时Cu＋稳定，但与硫酸反应生成铜离子，所以在酸性溶液中Cu2＋稳定。(5)铜和浓硝酸反应生成二氧化氮气体，污染环境。(6)二氧化氮和氧气和水反应生成硝酸，若向反应后的溶液中通入足量空气，反应生成硝酸，二氧化氮消失，若溶液变蓝，则假设成立。
答案：
(1)玻璃棒 100 mL容量瓶
(2)另取实验①中所得沉淀，滴加稀硫酸(或稀盐酸等)至过量，观察沉淀是否溶解
(3)Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O
(4)Cu＋ Cu2＋
(5)产生NO2气体，污染环境
(6)向反应后的溶液中通入足量空气 若溶液变蓝，则假设成立
新情境新高考
解析：(4)n(莫尔盐)＝＝0.3 mol
莫尔盐分解得到的23.2 g固体产物中n(FeO)＝0.1 mol，n(Fe2O3)＝0.1 mol
莫尔盐分解得到的气体产物中n(SO3)＝n(BaSO4)＝＝0.2 mol，n(SO2)＝n(BaSO4)＝＝0.4 mol，n(N2)＝＝0.1 mol，n(NH3)＝＝0.4 mol，
n[(NH4)2Fe(SO4)2]∶n(FeO)∶n(Fe2O3)∶n(SO3)∶n(SO2)∶n(N2)∶n(NH3)＝0.3∶0.1∶0.1∶0.2∶0.4∶0.1∶0.4＝3∶1∶1∶2∶4∶1∶4，因此莫尔盐分解的化学方程式为3(NH4)2Fe(SO4)2·6H2OFeO＋Fe2O3＋2SO3↑＋4SO2↑＋N2↑＋4NH3↑＋24H2O。
＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
n[(NH4)2Fe(SO4)2]＝n(Fe2＋)＝5n(KMnO4)＝5×0.100 0 mol·L－1×20.00×10－3 L
则样品中n[(NH4)2Fe(SO4)2]＝5×0.100 0 mol·L－1×20.00×10－3 L×＝0.25 mol，故硫酸亚铁铵晶体的纯度为×100%＝×100%。
(7)m g硫酸亚铁铵样品中含N的物质的量为＝ mol
则硫酸亚铁铵的纯度为×100%＝×100%。
答案：
(1)通入N2可将装置A中分解产生的气体全部驱赶至B、C装置中，以保证莫尔盐分解产生的气体在B、C装置中被充分吸收。
(2)SO3 SO3＋H2O＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl。
(3)SO2 ＋2H＋、===BaSO4↓。
(4)3(NH4)2Fe(SO4)2·6H2OFeO＋Fe2O3＋2SO3↑＋4SO2↑＋N2↑＋4NH3↑＋24H2O。
(5)见解析
(6)装置B更合理；原因是NH3极易溶于水，A装置会出现倒吸。
(7)×100%
本讲真题研练
1．解析：
(1)溶液稀释过程中，溶质的物质的量不变，因此250 mL×0.1 mol·L－1＝V×5 mol·L－1，解得V＝5.0 mL。
(2)容量瓶使用过程中，不能用手等触碰瓶口，以免污染试剂，故A错误；定容时，视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切”，不能仰视或俯视，故B错误；向容量瓶中转移液体，需用玻璃棒引流，玻璃棒下端位于刻度线以下，同时玻璃棒不能接触容量瓶口，故C正确；定容完成后，盖上瓶塞，将容量瓶来回颠倒，将溶液摇匀，颠倒过程中，左手食指抵住瓶塞，防止瓶塞脱落，右手扶住容量瓶底部，防止容量瓶从左手掉落，故D错误。
(3)①实验Ⅶ的溶液中n(NaAc)∶n(HAc)＝3∶4，V(HAc)＝4.00 mL，因此V(NaAc)＝3.00 mL，即a＝3.00，由实验Ⅰ可知，溶液最终的体积为40.00 mL，因此V(H2O)＝40.00 mL－4.00 mL－3.00 mL＝33.00 mL，即b＝33.00，故答案为：3.00；33.00。
②实验Ⅰ所得溶液的pH＝2.86，实验Ⅱ的溶液中c(HAc)为实验Ⅰ的，稀释过程中，若不考虑电离平衡移动，则实验Ⅱ所得溶液的pH＝2.86＋1＝3.86，但实际溶液的pH＝3.36<3.86，说明稀释过程中，溶液中n(H＋)增大，即电离平衡正向移动；实验Ⅱ相较于实验Ⅰ，醋酸溶液稀释了10倍，而实验Ⅱ的pH增大值小于1。
(4)①滴定过程中发生反应：HAc＋NaOH===NaAc＋H2O，由反应方程式可知，滴定至终点时，n(HAc)＝n(NaOH)，因此22.08 mL×0.1 mol·L－1＝20.00 mL×c(HAc)，解得c(HAc)＝0.110 4 mol·L－1。
②滴定过程中，当V(NaOH)＝0时，c(H＋)＝≈mol·L－1＝10－2.88mol·L－1，溶液的pH＝2.88，当V(NaOH)＝11.04 mL时，n(NaAc)＝n(HAc)，溶液的pH＝4.76，当V(NaOH)＝22.08 mL时，达到滴定终点，溶液中溶质为NaAc溶液，Ac－发生水解，溶液呈弱碱性，当NaOH溶液过量较多时，c(NaOH)无限接近0.1 mol·L－1，溶液pH接近13，因此滴定曲线如图：
(5)向20.00 mL的HAc溶液中加入V1mL NaOH溶液达到滴定终点，滴定终点的溶液中溶质为NaAc，当＝1时，溶液中c(H＋)的值等于HAc的Ka，因此另取20.00 mL HAc，加入mL氢氧化钠，使溶液中n(NaAc)＝n(HAc)，故答案为：另取20.00 mL HAc，加入mL氢氧化钠。
(6)不同的无机弱酸在生活中应用广泛，如HClO具有强氧化性，在生活中可用于漂白和消毒，H2SO3具有还原性，可用作还原剂，在葡萄酒中添加适量H2SO3可用作防腐剂，H3PO4具有中强酸性，可用作食品添加剂，同时在制药、生产肥料等行业有广泛用途，故答案为：HClO：漂白剂和消毒液(或H2SO3：还原剂、防腐剂或H3PO4：食品添加剂、制药、生产肥料)。
答案：(1)5.0 (2)C
(3)3.00 33.00 正 实验Ⅱ相较于实验Ⅰ，醋酸溶液稀释了10倍，而实验Ⅱ的pH增大值小于1
(4)0.110 4
(5)另取20.00 mL HAc，加入mL氢氧化钠
(6)HClO：漂白剂和消毒液(或H2SO3：还原剂、防腐剂或H3PO4：食品添加剂、制药、生产肥料)
2．解析：(2)纯化过程中需要严格控制水分，故P2O5的作用是吸收气体中的水蒸气。(3)空气流入毛细管的主要作用是防止A中受热气体压强过大使磷酸溶液倒吸，还具有搅拌和加速水逸出的作用。(4)纯化过程中需要严格控制温度，水浴加热可使溶液受热均匀，且可控制溶液温度在100 ℃以内，防止磷酸发生分子间脱水生成焦磷酸等。(5)磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向过饱和溶液中加入纯磷酸细晶体作为晶核促进其结晶。(6)纯磷酸的熔点为42 ℃，且温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O，高于100 ℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等，故过滤磷酸晶体时，需要控制温度为30～35 ℃。(7)磷酸的结构为，含O—H键，和水分子间易形成氢键，故磷酸中少量的水极难除去。
答案：
(1)圆底烧瓶 b
(2)吸收水蒸气，干燥气体
(3)A中磷酸溶液倒吸
(4)使溶液受热均匀；控制温度在100 ℃以内，防止磷酸发生分子间脱水生成焦磷酸等
(5)纯磷酸细晶体
(6)B
(7)磷酸和水分子间易形成氢键
3．解析：(1)Na2SO4·10H2O→Na2S、C→CO，根据得失电子守恒、原子守恒可得Na2SO4·10H2O＋4CNa2S＋4CO↑＋10H2O。(2)粗品中含有不溶性固体，起到了防暴沸的作用，故回流前无需加入沸石；若气雾上升过高，说明温度过高，可通过加快冷却水的流速或降低水浴的温度来解决。(3)回流的目的是浓缩Na2S的乙醇溶液，若回流时间过长，会造成乙醇挥发过多，致使硫化钠晶体析出；移去热源后，烧瓶中温度仍较高，故冷凝水应最后关闭。(4)锥形瓶瓶口比烧杯口要小，可减少乙醇的挥发；由题意知重金属硫化物难溶于乙醇，故热过滤除去的杂质为重金属硫化物；若滤纸上析出大量晶体(Na2S·xH2O)，主要原因是温度降低或乙醇挥发过多。(5)硫化钠易溶于热乙醇，说明硫化钠在冷乙醇中溶解度较小，可用95%冷乙醇洗涤。
答案：
(1)Na2SO4·10H2O＋4CNa2S＋4CO↑＋10H2O
(2)粗品中有不溶性固体，起到了防暴沸作用 加快冷却水的流速或降低水浴的温度
(3)防止乙醇挥发过多而析出产品 D
(4)减少乙醇的挥发 重金属硫化物 温度降低或乙醇挥发过多
(5)95%冷乙醇
4．解析：(1)由CuSO4·5H2O配制CuSO4溶液时，用电子天平称取一定质量的CuSO4·5H2O晶体，用量筒量取水的体积，在烧杯中加水溶解；分液漏斗常用于萃取、分液以及制备装置中滴加液体，球形冷凝管常用于制备实验中的冷凝回流装置，配制溶液时二者都不需要用到。(2)CuSO4·5H2O是蓝色晶体，CuSO4是白色固体，长期存放的CuSO4·5H2O会失去结晶水，出现少量白色固体CuSO4，化学上将此过程称为风化。(3)向CuSO4溶液中滴加足量NaOH溶液，产生的浅蓝色沉淀为Cu(OH)2，加热Cu(OH)2使其分解，生成黑色固体CuO。(4)H2C2O4的酸性比碳酸强，当n(H2C2O4)∶n(K2CO3)＝1.5∶1，即3∶2时，反应的化学方程式为3H2C2O4＋2K2CO3===K2C2O4＋2KHC2O4＋2CO2↑＋2H2O。(5)由于反应产生气体，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，K2CO3应分批加入并不断搅拌。(6)Ⅲ中将混合溶液加热到80～85 ℃，常采用水浴进行加热，使液体受热均匀。(7)将滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，即可得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。
答案：(1)分液漏斗(或梨形分液漏斗)、球形冷凝管
(2)失去结晶水
(3)CuO
(4)3H2C2O4＋2K2CO3===K2C2O4＋2KHC2O4＋2CO2↑＋2H2O
(5)分批加入并搅拌
(6)水浴
(7)冷却结晶、过滤、洗涤
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