江苏省2025年1月普通高中学业水平合格性化学考试 导学案 课时22　化学综合实验

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知识点1 装置的气密性检查
知识点2 常见装置的作用
知识点3 反应前后物质颜色发生改变的实验
知识点4 图像分析
课外兴趣小组成员将锌粒与盐酸反应产生氢气的体积与时间关系作了如图所示。试判断OE、EF、FG这三段时间内产生氢气的速率大小，速率从大到小的顺序为_________________，(用OE、EF、FG表示)，产生这样速率大小的原因是_________________。

知识点5 化学综合计算题
1. 分类
2. 计算方法
(1) 关系式法：其本质是根据反应的化学方程式进行定量关系计算，这是计算的通法。
(2) 守恒法
①质量守恒法：本质是根据化学方程式的计算。
②得失电子守恒法：本质是根据氧化还原反应化学方程式的计算。
③化学式或溶液中离子电荷守恒法：化学式或溶液中阴、阳离子的物质的量的定量关系计算。
典 型 例 题
(2023·江苏学测)氯化亚铜(CuCl)微溶于水，易被氧化，广泛应用于医药等行业。以废铜渣(铜单质的质量分数为64%，CuO的质量分数为8%，其他杂质不含铜元素)为原料，可制备CuCl并获得副产品(NH4)2SO4，流程如图：
(1) “浸出”时发生的主要反应有：
反应Ⅰ. CuO＋H2SO4===CuSO4 ＋H2O
反应Ⅱ.4Cu＋NH4NO3 ＋5H2SO4===4CuSO4＋(NH4)2SO4 ＋3H2O
①浸出温度为20 ℃时，铜元素浸出率随时间的变化如图所示。
铜元素浸出率＝eq \f(溶液中nCu2＋,原料中[nCu＋nCuO])×100%。结合图像，从反应速率的角度分析，可得出的结论是_________________________________________。
②实际浸出温度选择65 ℃，可提高单位时间内铜元素浸出率。若温度过高，会产生红棕色气体，该气体的化学式为________。
(2) 充分浸出后，“还原”时加入的(NH4)2SO3溶液需略过量，“还原”后的滤液经多次循环可提取一定量的(NH4)2SO4(忽略转化流程中杂质参与的反应)。
①“还原”时(NH4)2SO3溶液过量的原因是
________________________________________________________________________
____________________________________________________(写出两点)。
②假设铜元素完全浸出，忽略过量的 (NH4)2SO3，计算100 g废铜渣理论上可制得CuCl与(NH4)2SO4的物质的量(写出计算过程)。
(2023·南京学测合格考)水体中常含Na2S、H2S等可溶性硫化物。为测定某水样中可溶性硫化物的硫含量ρ(ρ＝eq \f(可溶性硫化物中硫元素的质量,水样的体积))，设计了以下实验方案，装置如图所示(夹持类仪器省略)。
步骤1：检查装置的气密性。通N2，并维持一段时间。
步骤2：取100 mL水样加入三颈烧瓶，再将烧瓶置于60 ℃水浴中，滴加足量稀硫酸，充分反应，生成H2S。再次通N2，将H2S赶至吸收瓶中，使其完全转化成ZnS沉淀。
步骤3：过滤，洗涤，将ZnS沉淀转入锥形瓶中，加入15.00 mL 0.010 00 ml/L I2溶液，控制溶液pH，充分反应(－2价的硫元素被I2完全氧化为S)。
步骤4：向锥形瓶中滴加少量淀粉溶液，再滴加0.010 00 ml/L Na2S2O3溶液，发生反应：I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6)。恰好完全反应时，消耗Na2S2O3溶液的体积为20.00 mL。
(1) 步骤1中，通N2的目的是______________________________________。
(2) 步骤3中，反应的单质I2的物质的量用n(I2)表示，生成的S的物质的量用 n(S) 表示，则 eq \f(nI2,nS)＝________。
(3) 步骤4中，恰好完全反应时的实验现象为____________________________________。
(4) 计算该水样中可溶性硫化物的硫含量ρ(以mg/L表示)，并写出计算过程。
课时22 化学综合实验
[知识梳理]
[知识点4] EF＞FG＞OE
OE段温度较低，所以此时生成氢气的速率最小，而EF段速率最大，是因为锌与盐酸反应是一个放热反应，反应一段时间后，反应体系温度升高，所以反应速率增大，FG段是由于溶液中盐酸的浓度降低，所以导致了反应速率的减小
[典型例题]
例题1 (1) ①由图中曲线可知，t1时间之前曲线斜率较大，说明反应速率较快，铜元素的浸出率提高较快；t1后曲线渐趋平缓，反应速率变慢，铜元素浸出变慢 ②NO2
(2) ①亚硫酸根离子具有还原性，能够将铜离子还原为亚铜离子；同时也能防止亚铜离子被氧化 ②由铜单质和氧化铜的质量分数可得100 g废铜渣中含有铜64 g、氧化铜8 g，则铜元素的物质的量为eq \f(64 g,64 g/ml)＋eq \f(8 g,80 g/ml)＝1.1 ml，由铜原子守恒可得生成氯化亚铜的物质的量为1.1 ml
由反应Ⅱ可知，浸出过程中生成硫酸铵的物质的量为eq \f(1,4)×eq \f(64 g,64 g/ml)＝0.25 ml
还原过程中：2Cu2＋～SOeq \\al(2－,3)～(NH4)2SO4，则n(NH4)2SO4＝eq \f(1,2)×1.1 ml＝0.55 ml，即生成硫酸铵的总物质的量为0.25 ml＋0.55 ml＝0.8 ml
变式1 (1) 赶走装置内的O2，防止生成的H2S被O2氧化 (2) 1 (3) 溶液蓝色恰好褪去，且半分钟内不恢复原色
(4) n(I2)＝15.00×10－3 L×0.010 00 ml/L＝1.500×10－4 ml
根据I2～2S2Oeq \\al(2－,3)，与Na2S2O3反应的I2的物质的量为
eq \f(1,2)×20.00×10－3 L×0.010 00 ml/L＝1.000×10－4ml
则与ZnS反应的I2的物质的量为
1．500×10－4ml－1.000×10－4ml＝5.000×10－5ml
根据关系式：ZnS～I2～S
n(S)＝5.000×10－5 ml
m(S)＝5.000×10－5 ml×32 g/ml＝1.600×10－3 g＝1.600 mg
ρ＝eq \f(mS,V水样)＝eq \f(1.600 mg,100×10－3 L)＝16.00 mg/L
装置图
(夹持装
置省略)
装置A
的气密
性检查
关闭K1、K2，打开分液漏斗的活塞，向三颈烧瓶中加水，若分液漏斗中液体不滴下，证明A装置不漏气
装置C
的气密
性检查
关闭K3，打开K4，将导气管末端插入水中，用酒精灯(或用手、热毛巾捂)微热大试管，导管末端有气泡产生，撤离酒精灯(或松开手)后，导管末端有一段水柱形成，证明装置C不漏气
装置图
作用
多孔球泡的作用：
增大气体与液体的接触面积，使吸收更充分
圆底烧瓶的作用：
防倒吸
有毒气体须安装尾气处理装置。作用：吸收尾气，防止污染空气
①干燥气体；②除杂；③防止空气中的水蒸气或CO2进入装置
处理具有可燃性的尾气，如H2、CO、CH4，防止发生爆炸
实验
现象
FeSO4·7H2Oeq \(――→,\s\up9(O2),\s\d8(高温))Fe2O3
绿色晶体变红棕色粉末
Naeq \(――→,\s\up9(O2),\s\d8(△))Na2O2
银白色固体变为淡黄色固体
CuO―→Cu
黑色固体变为红色固体
Fe(OH)2eq \(――→,\s\up9(O2))Fe(OH)3
固体由白色变为灰绿色，最终变为红褐色
淀粉溶液加入碘水
溶液由无色变为蓝色
酸性高锰酸钾溶液滴定亚铁离子
溶液由浅绿色变为浅黄色
Na2S2O3溶液滴定碘水用淀粉作指示剂
溶液由蓝色变为无色
NOeq \(――→,\s\up9(O2))NO2
气体由无色变为红棕色
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 ml；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)，eq \f(m余,m1 ml晶体质量)＝固体残留率；④晶体中金属质量不减小，仍在m(余)中；⑤失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m(O)，由n(金属)∶n(O)即可求出失重后物质的化学式