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模块6 主题2 第5讲 化学实验的评价与条件控制 课件 2025高考化学一轮复习
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这是一份模块6 主题2 第5讲 化学实验的评价与条件控制 课件 2025高考化学一轮复习，共57页。PPT课件主要包含了学习目标，活动方案，链接真题等内容，欢迎下载使用。
1. 了解反应条件控制在物质制备实验中的意义，初步掌握控制反应条件的方法。2.能对实验方案、实验过程和实验结果进行分析和评价。
1. (1) 实验室用浓盐酸、二氧化锰共热制氯气，并用氯气和Ca(OH)2制取少量漂白粉。已知MnO2与浓盐酸反应时被还原为Mn2＋，反应：2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O是放热反应，温度稍高即发生副反应：6Cl2＋6Ca(OH)2 ===Ca(ClO3)2＋5CaCl2＋6H2O。现有3个同学分别设计的3套实验装置如图所示。
活动一 了解反应条件控制在化学实验中的意义
他们的设计各有优缺点，请从上述装置中选取合理的部分，设计组装一套更合理的实验装置，按连接顺序写出各装置的序号，该组合中还缺少的装置是什么？【答案】 FBE。除去Cl2中的HCl杂质的装置。
(2) 以银为原料制备AgNO3，银和浓度为50% ～ 60% 的HNO3作用，反应放热，待反应平稳后，适当加热，而后冷却即得AgNO3晶体。①从反应方程式看，用浓硝酸和稀硝酸与银作用，哪种硝酸利用率高？为什么生产上用浓度为50% ～ 60%的硝酸(较浓)?【答案】 稀硝酸的利用率高，但太稀的HNO3与银反应速率太小。②工厂生产时，使Ag或HNO3哪种过量更易控制？简述原因。【答案】 银过量更为容易控制，可使HNO3充分反应，而过量银可以通过过滤回收等。
2. 结合上述示例，思考在确立物质制备生产工艺的过程中，实施条件控制的目的有哪些方面？【答案】 产量高，纯度优，速率大，绿色化(原子利用率高，原料转用率高，对环境无污染，能源综合利用)。
1. 与“反应试剂”相关的条件控制(1) 某同学进行如下操作验证海带中是否含有碘元素：将足量海带在坩埚中灼烧成灰烬，将灰烬转移到烧杯中，加适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌煮沸、过滤，向滤液中加入适量的氧化剂氧化碘离子，滴加淀粉溶液，观察现象。上述氧化剂最好选用下列哪一种？说明理由_____________________ _____________________________________________________________。A. 浓硫酸 B. 新制氯水 C. KMnO4溶液 D. H2O2
活动二 掌握实验条件控制的常见类型
D。过氧化氢是绿色氧化
剂，在氧化过程中不引入杂质，不产生污染，也不会进一步氧化碘单质
(2) 工业上以硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4，另含少量难溶杂质)为主要原料制备铁红的一种工艺流程如下：
①工业上常将硫铁矿烧渣经过粉碎后再进行“酸浸”，其目的是___________________________________________________，为达到此目的，还可以采用的方法是__________________________________。②“酸浸”时加入硫酸不宜过多的原因是_______________________ ____________。
增大反应物接触面积，增大反应速率，提高烧渣浸出率
搅拌，适当增加硫酸浓度，升高温度
硫酸过量会增加沉淀过程
(3) 一种制备葡萄糖酸亚铁的实验流程如下：
①为制得FeCO3，反应Ⅰ中混合两种试剂的操作为________________________________________________。②反应Ⅱ中需加入稍过量的葡萄糖酸，目的是___________________ _________________。
将Na2CO3溶液缓缓加入FeSO4溶液中，边加边搅拌
确保FeCO3完全溶解，
2. 与“温度”相关的条件控制(1) 若用如图所示的实验装置来制取Al(NO3)3，通入水蒸气的作用是______________________________。
提高温度、搅拌，增大反应速率
(2) 经查阅资料后发现，硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSO4·7H2O、FeSO4·4H2O和FeSO4·H2O。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示(仅在56.7 ℃、64 ℃温度下可同时析出两种晶体)。
硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成
若需从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO4·4H2O，应控制的结晶温度的范围为______________________________。
(3) 用钢管厂的废铁渣(主要成分为Fe3O4，少量碳及二氧化硅)为原料制备聚硅酸铁的流程如下：
当酸浸温度超过100 ℃时，铁浸取率反而减小，其原因是_____________________________________________________________。
温度超过100 ℃，明显增大了Fe3＋水解反应的速率，导致Fe3＋浓度降低
(4) 水合肼(N2H4·H2O)易溶于水，具有弱碱性和还原性，能与铜离子形成络合物。利用水合肼处理碱性铜氨废液可获得纳米铜粉。已知：
②Cu2＋在一定条件下可与铜反应转化为Cu＋。保持其他条件不变，反应温度对纳米铜的产率的影响如图所示。
温度高于75 ℃后，纳米铜的产率下降的原因可能是______________________________________________________________________________________________________________________________________。
温度升高加速氨气逸出；使铜氨络合物向分解的方向进行；已被还原产生的铜粉可能在较高温度下与溶液中的Cu2＋发生反应，从而使纳米铜产率下降
(5) CO2与丙烯通过金属杂多酸盐[CH4P2W24O80]催化合成甲基丙烯酸。催化剂在温度不同时，对CO2转化率的影响如图所示，300 ℃时的催化效果远不如200 ℃和250 ℃时的原因为____________________________ ______。
温度过高，可能会导致催化剂
3. 与“pH”相关的条件控制(1) 由碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，还含有FeCO3、MnO2、Al2O3、SiO2等)中提取金属锰的一种流程如下：
相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 ml·L－1计算)。
结合上表，“除铁、铝”时加入氨水控制反应液pH的范围为________________。
(2) 工业上用钛白渣[主要成分为FeSO4，还含有少量Fe2(SO4)3、MgSO4及TiOSO4]为主要原料生产氧化铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如下：
实验测得反应溶液的pH对氧化铁黄产率的影响如图所示。
氧化时应控制pH的合理范围是4.5左右，pH过小或过大均会导致氧化铁黄产率较低，其可能原因是___________________________________ ___________________________。
pH过小会导致氧化铁黄部分溶于酸，
pH过大会导致Fe(OH)3增多
(3) 高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效氧化剂，可用于氨氮处理。K2FeO4在干燥空气中和强碱性溶液中能稳定存在。氧化剂的氧化性受溶液中H＋的浓度影响较大。用K2FeO4氧化含氨氮废水，其他条件相同时，废水pH对氧化氨氮去除率及氧化时间的影响如图所示。当pH小于9时，随着pH的增大，氨氮去除率增大、氧化时间明显增长的原因是________________________ _______________________________________________________________________________________。
随着pH的增大，K2FeO4的
稳定性增强，利用率提高，氨氮去除率增大；但H＋浓度减小，K2FeO4氧化性减弱，氧化时间增长
4. 与“氛围”相关的条件控制(1) 将LiOH、FePO4·2H2O(米白色固体)与还原剂葡萄糖按一定计量数混合，在N2中高温焙烧可制得锂电池正极材料LiFePO4。焙烧过程中N2的作用是___________________________________________________。(2) 工业上MgCl2·6H2O晶体在HCl气流中加热脱水制取无水MgCl2，在干燥HCl气流中加热的目的是_______________________。
防止生成的Fe2＋在空气中重新被氧化
5. 与“分离操作”相关的条件控制(1) 将NH4VO3溶于pH为4的弱酸性介质后，加入乙醇，过滤得到(NH4)xH6－xV10O28·yH2O晶体。乙醇的作用是______________________。
促进十钒酸铵晶体的析出
反应Ⅰ后过滤得到的磷酸钛滤渣经充分洗涤，洗涤液需与滤液合并的原因是____________________________________。
减少Fe2＋的损失，提高氧化铁黑的产率
(3) 以含锂电解铝废渣(主要成分为LiF、AlF3、NaF和少量CaO等)为原料，生产碳酸锂的工艺流程如下：
已知：常温下，LiOH可溶于水，Li2CO3微溶于水。流程中浸取后的过滤操作需要趁热在恒温装置中进行，否则会导致Li2SO4的回收率下降，原因是_____________________________________ __________________________________________________。(已知部分物质的溶解度数据见下表)
若未恒温趁热过滤，则过滤时溶液温度下
降，硫酸钠结晶析出时，夹裹了部分的硫酸锂共同沉淀
1. 物质制备实验方案的评价在实验室进行下列物质制备，下列从原料及试剂分别制取相应的最终产物的设计中，原理正确、操作可行、经济合算、安全环保的是哪一个？
活动三 实验方案的评价
2. 探究实验方案的评价查阅资料：①Cu、Cu2O都呈红色，Cu2O属于碱性氧化物； ②在空气中加热Cu2O生成CuO；③Cu2O在酸性条件下能发生自身氧化还原反应(Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O)。研究性学习小组对实验室的Cu2O试样中是否含有Cu进行探究。请你对他们设计的三个实验方案进行评价，完成下表。
铜和氧化亚铜都能和硝酸反应生成Cu2＋
Cu＋在酸性条件下能发生自身氧化还原反应，也生成了铜单质
1 (江苏卷)室温下，下列实验探究方案不能达到探究目的的是 ( )
2 (全国甲卷)根据实验目的，下列实验及现象、结论都正确的是( )
3 (2023湖南卷)取一定体积的两种试剂进行反应，改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为0.1 ml·L－1)，反应现象没有明显差别的是( )
【解析】 向氨水中滴加AgNO3溶液并振荡，由于开始时氨水过量，振荡后没有沉淀产生，发生的反应为AgNO3＋2NH3·H2O===Ag(NH3)2NO3＋2H2O；向AgNO3溶液中滴加氨水并振荡，开始时生成白色沉淀且沉淀逐渐增多，发生的反应为AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4NO3；当氨水过量后，继续滴加氨水沉淀逐渐减少直至沉淀完全溶解，发生的反应为AgOH＋2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH＋2H2O，因此改变两种试剂的滴加顺序后反应现象有明显差别，A不符合题意。向NaOH中滴加Al2(SO4)3溶液并振荡，由于开始时NaOH过量，振荡后没有沉淀产生，发生的反应为
8NaOH＋Al2(SO4)3===2NaAlO2＋3Na2SO4＋4H2O；向Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH并振荡，开始时生成白色沉淀且沉淀逐渐增多，发生的反应为6NaOH＋Al2(SO4)3===2Al(OH)3↓＋3Na2SO4；当NaOH过量后，继续滴加NaOH沉淀逐渐减少直至沉淀完全溶解，发生的反应为NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O，因此改变两种试剂的滴加顺序后反应现象有明显差别，B不符合题意。向H2C2O4溶液中滴加酸性KMnO4溶液并振荡，由于开始时H2C2O4是过量的，KMnO4可以被H2C2O4完全还原，可以看到紫红色的溶液褪为无色，发生的反应为5H2C2O4＋2KMnO4＋
3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O；向KMnO4溶液中滴加酸性H2C2O4溶液并振荡，由于开始时KMnO4是过量的，KMnO4逐渐被H2C2O4还原，可以看到紫红色的溶液逐渐变浅，最后变为无色，因此改变两种试剂的滴加顺序后反应现象有明显差别，C不符合题意。向KSCN溶液中滴加FeCl3溶液，溶液立即变为血红色；向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液同样立即变为血红色，因此改变两种试剂的滴加顺序后反应现象没有明显差别，D符合题意。
4 信息时代产生的大量电子垃圾对环境造成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70% Cu、25% Al、4% Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线。
请回答下列问题。(1) 第①步Cu与酸反应的离子方程式为________________________ _____________________________________________________________________；得到滤渣1的主要成分为____________。(2) 第②步加入H2O2的作用是___________________________，使用H2O2的优点是________________________________；调节pH的目的是使____________生成沉淀。(3) 用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是__________。
将Fe2＋氧化为Fe3＋
不引入杂质，产物对环境无污染
(4) 由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O，探究小组设计了三种方案：
上述三种方案中，________方案不可行，原因是_________________ _______________；从原子利用率角度考虑，________方案更合理。
多Fe2(SO4)3杂质
(5) 探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr＝250)含量。取a g 试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c ml·L－1 EDTA(H2Y2－)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下：Cu2＋＋H2Y2－===CuY2－＋2H＋。写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w＝___________________________________________；
下列操作会导致CuSO4·5H2O含量测定结果偏高的是__________(填字母)。a. 未干燥锥形瓶b. 滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c. 未除净可与EDTA反应的干扰离子
5 (江苏卷)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α-Fe2O3。其主要实验流程如下：
(1) 酸浸。用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中，下列措施能提高铁元素浸出率的有_________(填字母)。A. 适当升高酸浸温度B. 适当加快搅拌速度C. 适当缩短酸浸时间
(2) 还原。向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3＋完全转化为Fe2＋。“还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成________(填化学式)；检验Fe3＋是否还原完全的实验操作是__________________________ _____________________________________________________________。(3) 除杂。向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2＋转化为CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低，将会导致CaF2沉淀不完全，其原因是____________________________________________________[Ksp(CaF2)＝5.3×10－9，Ka(HF)＝6.3×10－4]。
取少量清液，向其中滴加几
滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈血红色
pH偏低形成HF，导致溶液中F－浓度减小，CaF2沉淀不完全
6 某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。
已知：①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO===2NaCl＋NaClO3；
(1) “氧化”阶段需在80 ℃条件下进行，适宜的加热方式为_______________。
(2) NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH和 O2，该反应的化学方程式为______________________________________________。HNO3也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是____________________________________________。(3) 为提高Ag的回收率，需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤，并____________________________________。
4Ag＋4NaClO＋2H2O===4AgCl＋4NaOH＋O2↑
会释放出氮氧化物或NO、NO2，造成环境污染
将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中
(4) 若省略“过滤Ⅰ”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水的用量，除因过量NaClO与NH3·H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3·H2O不反应)，还因为_____________________________ _____________________________________________________________。
未过滤掉的溶液会稀释加入的氨
水，且其中含有一定浓度的Cl－，不利于AgCl与氨水反应
1. 了解反应条件控制在物质制备实验中的意义，初步掌握控制反应条件的方法。2.能对实验方案、实验过程和实验结果进行分析和评价。
1. (1) 实验室用浓盐酸、二氧化锰共热制氯气，并用氯气和Ca(OH)2制取少量漂白粉。已知MnO2与浓盐酸反应时被还原为Mn2＋，反应：2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O是放热反应，温度稍高即发生副反应：6Cl2＋6Ca(OH)2 ===Ca(ClO3)2＋5CaCl2＋6H2O。现有3个同学分别设计的3套实验装置如图所示。
活动一 了解反应条件控制在化学实验中的意义
他们的设计各有优缺点，请从上述装置中选取合理的部分，设计组装一套更合理的实验装置，按连接顺序写出各装置的序号，该组合中还缺少的装置是什么？【答案】 FBE。除去Cl2中的HCl杂质的装置。
(2) 以银为原料制备AgNO3，银和浓度为50% ～ 60% 的HNO3作用，反应放热，待反应平稳后，适当加热，而后冷却即得AgNO3晶体。①从反应方程式看，用浓硝酸和稀硝酸与银作用，哪种硝酸利用率高？为什么生产上用浓度为50% ～ 60%的硝酸(较浓)?【答案】 稀硝酸的利用率高，但太稀的HNO3与银反应速率太小。②工厂生产时，使Ag或HNO3哪种过量更易控制？简述原因。【答案】 银过量更为容易控制，可使HNO3充分反应，而过量银可以通过过滤回收等。
2. 结合上述示例，思考在确立物质制备生产工艺的过程中，实施条件控制的目的有哪些方面？【答案】 产量高，纯度优，速率大，绿色化(原子利用率高，原料转用率高，对环境无污染，能源综合利用)。
1. 与“反应试剂”相关的条件控制(1) 某同学进行如下操作验证海带中是否含有碘元素：将足量海带在坩埚中灼烧成灰烬，将灰烬转移到烧杯中，加适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌煮沸、过滤，向滤液中加入适量的氧化剂氧化碘离子，滴加淀粉溶液，观察现象。上述氧化剂最好选用下列哪一种？说明理由_____________________ _____________________________________________________________。A. 浓硫酸 B. 新制氯水 C. KMnO4溶液 D. H2O2
活动二 掌握实验条件控制的常见类型
D。过氧化氢是绿色氧化
剂，在氧化过程中不引入杂质，不产生污染，也不会进一步氧化碘单质
(2) 工业上以硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4，另含少量难溶杂质)为主要原料制备铁红的一种工艺流程如下：
①工业上常将硫铁矿烧渣经过粉碎后再进行“酸浸”，其目的是___________________________________________________，为达到此目的，还可以采用的方法是__________________________________。②“酸浸”时加入硫酸不宜过多的原因是_______________________ ____________。
增大反应物接触面积，增大反应速率，提高烧渣浸出率
搅拌，适当增加硫酸浓度，升高温度
硫酸过量会增加沉淀过程
(3) 一种制备葡萄糖酸亚铁的实验流程如下：
①为制得FeCO3，反应Ⅰ中混合两种试剂的操作为________________________________________________。②反应Ⅱ中需加入稍过量的葡萄糖酸，目的是___________________ _________________。
将Na2CO3溶液缓缓加入FeSO4溶液中，边加边搅拌
确保FeCO3完全溶解，
2. 与“温度”相关的条件控制(1) 若用如图所示的实验装置来制取Al(NO3)3，通入水蒸气的作用是______________________________。
提高温度、搅拌，增大反应速率
(2) 经查阅资料后发现，硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSO4·7H2O、FeSO4·4H2O和FeSO4·H2O。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示(仅在56.7 ℃、64 ℃温度下可同时析出两种晶体)。
硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成
若需从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO4·4H2O，应控制的结晶温度的范围为______________________________。
(3) 用钢管厂的废铁渣(主要成分为Fe3O4，少量碳及二氧化硅)为原料制备聚硅酸铁的流程如下：
当酸浸温度超过100 ℃时，铁浸取率反而减小，其原因是_____________________________________________________________。
温度超过100 ℃，明显增大了Fe3＋水解反应的速率，导致Fe3＋浓度降低
(4) 水合肼(N2H4·H2O)易溶于水，具有弱碱性和还原性，能与铜离子形成络合物。利用水合肼处理碱性铜氨废液可获得纳米铜粉。已知：
②Cu2＋在一定条件下可与铜反应转化为Cu＋。保持其他条件不变，反应温度对纳米铜的产率的影响如图所示。
温度高于75 ℃后，纳米铜的产率下降的原因可能是______________________________________________________________________________________________________________________________________。
温度升高加速氨气逸出；使铜氨络合物向分解的方向进行；已被还原产生的铜粉可能在较高温度下与溶液中的Cu2＋发生反应，从而使纳米铜产率下降
(5) CO2与丙烯通过金属杂多酸盐[CH4P2W24O80]催化合成甲基丙烯酸。催化剂在温度不同时，对CO2转化率的影响如图所示，300 ℃时的催化效果远不如200 ℃和250 ℃时的原因为____________________________ ______。
温度过高，可能会导致催化剂
3. 与“pH”相关的条件控制(1) 由碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，还含有FeCO3、MnO2、Al2O3、SiO2等)中提取金属锰的一种流程如下：
相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 ml·L－1计算)。
结合上表，“除铁、铝”时加入氨水控制反应液pH的范围为________________。
(2) 工业上用钛白渣[主要成分为FeSO4，还含有少量Fe2(SO4)3、MgSO4及TiOSO4]为主要原料生产氧化铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如下：
实验测得反应溶液的pH对氧化铁黄产率的影响如图所示。
氧化时应控制pH的合理范围是4.5左右，pH过小或过大均会导致氧化铁黄产率较低，其可能原因是___________________________________ ___________________________。
pH过小会导致氧化铁黄部分溶于酸，
pH过大会导致Fe(OH)3增多
(3) 高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效氧化剂，可用于氨氮处理。K2FeO4在干燥空气中和强碱性溶液中能稳定存在。氧化剂的氧化性受溶液中H＋的浓度影响较大。用K2FeO4氧化含氨氮废水，其他条件相同时，废水pH对氧化氨氮去除率及氧化时间的影响如图所示。当pH小于9时，随着pH的增大，氨氮去除率增大、氧化时间明显增长的原因是________________________ _______________________________________________________________________________________。
随着pH的增大，K2FeO4的
稳定性增强，利用率提高，氨氮去除率增大；但H＋浓度减小，K2FeO4氧化性减弱，氧化时间增长
4. 与“氛围”相关的条件控制(1) 将LiOH、FePO4·2H2O(米白色固体)与还原剂葡萄糖按一定计量数混合，在N2中高温焙烧可制得锂电池正极材料LiFePO4。焙烧过程中N2的作用是___________________________________________________。(2) 工业上MgCl2·6H2O晶体在HCl气流中加热脱水制取无水MgCl2，在干燥HCl气流中加热的目的是_______________________。
防止生成的Fe2＋在空气中重新被氧化
5. 与“分离操作”相关的条件控制(1) 将NH4VO3溶于pH为4的弱酸性介质后，加入乙醇，过滤得到(NH4)xH6－xV10O28·yH2O晶体。乙醇的作用是______________________。
促进十钒酸铵晶体的析出
反应Ⅰ后过滤得到的磷酸钛滤渣经充分洗涤，洗涤液需与滤液合并的原因是____________________________________。
减少Fe2＋的损失，提高氧化铁黑的产率
(3) 以含锂电解铝废渣(主要成分为LiF、AlF3、NaF和少量CaO等)为原料，生产碳酸锂的工艺流程如下：
已知：常温下，LiOH可溶于水，Li2CO3微溶于水。流程中浸取后的过滤操作需要趁热在恒温装置中进行，否则会导致Li2SO4的回收率下降，原因是_____________________________________ __________________________________________________。(已知部分物质的溶解度数据见下表)
若未恒温趁热过滤，则过滤时溶液温度下
降，硫酸钠结晶析出时，夹裹了部分的硫酸锂共同沉淀
1. 物质制备实验方案的评价在实验室进行下列物质制备，下列从原料及试剂分别制取相应的最终产物的设计中，原理正确、操作可行、经济合算、安全环保的是哪一个？
活动三 实验方案的评价
2. 探究实验方案的评价查阅资料：①Cu、Cu2O都呈红色，Cu2O属于碱性氧化物； ②在空气中加热Cu2O生成CuO；③Cu2O在酸性条件下能发生自身氧化还原反应(Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O)。研究性学习小组对实验室的Cu2O试样中是否含有Cu进行探究。请你对他们设计的三个实验方案进行评价，完成下表。
铜和氧化亚铜都能和硝酸反应生成Cu2＋
Cu＋在酸性条件下能发生自身氧化还原反应，也生成了铜单质
1 (江苏卷)室温下，下列实验探究方案不能达到探究目的的是 ( )
2 (全国甲卷)根据实验目的，下列实验及现象、结论都正确的是( )
3 (2023湖南卷)取一定体积的两种试剂进行反应，改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为0.1 ml·L－1)，反应现象没有明显差别的是( )
【解析】 向氨水中滴加AgNO3溶液并振荡，由于开始时氨水过量，振荡后没有沉淀产生，发生的反应为AgNO3＋2NH3·H2O===Ag(NH3)2NO3＋2H2O；向AgNO3溶液中滴加氨水并振荡，开始时生成白色沉淀且沉淀逐渐增多，发生的反应为AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4NO3；当氨水过量后，继续滴加氨水沉淀逐渐减少直至沉淀完全溶解，发生的反应为AgOH＋2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH＋2H2O，因此改变两种试剂的滴加顺序后反应现象有明显差别，A不符合题意。向NaOH中滴加Al2(SO4)3溶液并振荡，由于开始时NaOH过量，振荡后没有沉淀产生，发生的反应为
8NaOH＋Al2(SO4)3===2NaAlO2＋3Na2SO4＋4H2O；向Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH并振荡，开始时生成白色沉淀且沉淀逐渐增多，发生的反应为6NaOH＋Al2(SO4)3===2Al(OH)3↓＋3Na2SO4；当NaOH过量后，继续滴加NaOH沉淀逐渐减少直至沉淀完全溶解，发生的反应为NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O，因此改变两种试剂的滴加顺序后反应现象有明显差别，B不符合题意。向H2C2O4溶液中滴加酸性KMnO4溶液并振荡，由于开始时H2C2O4是过量的，KMnO4可以被H2C2O4完全还原，可以看到紫红色的溶液褪为无色，发生的反应为5H2C2O4＋2KMnO4＋
3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O；向KMnO4溶液中滴加酸性H2C2O4溶液并振荡，由于开始时KMnO4是过量的，KMnO4逐渐被H2C2O4还原，可以看到紫红色的溶液逐渐变浅，最后变为无色，因此改变两种试剂的滴加顺序后反应现象有明显差别，C不符合题意。向KSCN溶液中滴加FeCl3溶液，溶液立即变为血红色；向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液同样立即变为血红色，因此改变两种试剂的滴加顺序后反应现象没有明显差别，D符合题意。
4 信息时代产生的大量电子垃圾对环境造成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70% Cu、25% Al、4% Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线。
请回答下列问题。(1) 第①步Cu与酸反应的离子方程式为________________________ _____________________________________________________________________；得到滤渣1的主要成分为____________。(2) 第②步加入H2O2的作用是___________________________，使用H2O2的优点是________________________________；调节pH的目的是使____________生成沉淀。(3) 用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是__________。
将Fe2＋氧化为Fe3＋
不引入杂质，产物对环境无污染
(4) 由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O，探究小组设计了三种方案：
上述三种方案中，________方案不可行，原因是_________________ _______________；从原子利用率角度考虑，________方案更合理。
多Fe2(SO4)3杂质
(5) 探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr＝250)含量。取a g 试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c ml·L－1 EDTA(H2Y2－)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下：Cu2＋＋H2Y2－===CuY2－＋2H＋。写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w＝___________________________________________；
下列操作会导致CuSO4·5H2O含量测定结果偏高的是__________(填字母)。a. 未干燥锥形瓶b. 滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c. 未除净可与EDTA反应的干扰离子
5 (江苏卷)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α-Fe2O3。其主要实验流程如下：
(1) 酸浸。用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中，下列措施能提高铁元素浸出率的有_________(填字母)。A. 适当升高酸浸温度B. 适当加快搅拌速度C. 适当缩短酸浸时间
(2) 还原。向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3＋完全转化为Fe2＋。“还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成________(填化学式)；检验Fe3＋是否还原完全的实验操作是__________________________ _____________________________________________________________。(3) 除杂。向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2＋转化为CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低，将会导致CaF2沉淀不完全，其原因是____________________________________________________[Ksp(CaF2)＝5.3×10－9，Ka(HF)＝6.3×10－4]。
取少量清液，向其中滴加几
滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈血红色
pH偏低形成HF，导致溶液中F－浓度减小，CaF2沉淀不完全
6 某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。
已知：①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO===2NaCl＋NaClO3；
(1) “氧化”阶段需在80 ℃条件下进行，适宜的加热方式为_______________。
(2) NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH和 O2，该反应的化学方程式为______________________________________________。HNO3也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是____________________________________________。(3) 为提高Ag的回收率，需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤，并____________________________________。
4Ag＋4NaClO＋2H2O===4AgCl＋4NaOH＋O2↑
会释放出氮氧化物或NO、NO2，造成环境污染
将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中
(4) 若省略“过滤Ⅰ”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水的用量，除因过量NaClO与NH3·H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3·H2O不反应)，还因为_____________________________ _____________________________________________________________。
未过滤掉的溶液会稀释加入的氨
水，且其中含有一定浓度的Cl－，不利于AgCl与氨水反应
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