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第04讲 综合实验题型探究
目录 01 模拟基础练 【题型一】物质制备型 【题型一】分析评价型 【题型一】实验探究型 【题型一】定量分析型 【题型一】有机制备型 02 重难创新练 03 真题实战练
题型一 物质制备型
1．(2024·安徽安庆市三模)过氧化锶()通常用作分析试剂、氧化剂、漂白剂等。SrO2是一种白色粉末，加热条件下可与CO2、水蒸气反应，室温时在水中逐渐形成无色晶体SrO2·8H2O，与酸作用生成H2O2。
(1)甲同学在实验室利用锶单质制备过氧化锶可能用到的仪器如图：
①按气流从左到右的流向，制备过氧化锶的导管接口顺序为a→ (选择必要的仪器，可重复选择)。
②SrO2在空气中会变质生成碳酸盐，写出该反应的化学方程式 。
③连接好装置进行实验，实验步骤如下，正确的操作顺序为 (填序号)。
a、打开分液漏斗活塞，将水滴入烧瓶中b、检查装置气密性c、在相应装置中装入药品d、加热e、关闭分液漏斗活塞f、停止加热
(2)乙同学在通入氨气的条件下，在水溶液中可制备得到SrO2·8H2O，实验装置如图：
①盛装SrCl2溶液的仪器名称为 ，仪器X的作用是 。
②写出该方法制备SrO2·8H2O的离子方程式 ，NH3的作用是 。(从平衡角度回答)
③实验结束后，得到SrO2·8H2O的操作为 。
(3)除SrO2·8H2O外，请选择下列试剂：FeCl2溶液、HCl溶液、HNO3溶液、KSCN溶液、H2O2溶液设计实验证明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性强： 。
【答案】(1) b→c→h→i(或i→h)→b→c； 2SrO2+2CO2=2SrCO3+O2 bcadfe
(2) 三颈烧瓶或三颈瓶 防止倒吸 Sr2++2NH3+8H2O+H2O2=SrO2 8H2O+2NH4+ 中和反应生成的H+，促进反应进行，同时防止产物和酸发生反应 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥
(3)可在盐酸酸化的氯化亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液，再向其中加少量过氧化锶，溶液变为红色，说明有铁离子生成，则证明SrO2的氧化性比FeCl3的强
【解析】(1)Na2O2和H2O反应生成NaOH和O2，加热条件下Sr和O2反应生成SrO2，SrO2能和水蒸气、CO2反应，为防止生成的Sr和水蒸气、CO2反应，所以Sr和O2反应前应该除去O2中的杂质CO2、水蒸气，用碱石灰除去水蒸气、CO2，并且为防止生成的SrO2和空气中的二氧化碳、水蒸气反应，所以生成SrO2装置连接盛有碱石灰的干燥管；(2)装置中SrCl2溶液和H2O2溶液以及NH3反应可以得到SrO2 8H2O，NH3能污染空气，为防止污染空气，用水吸收，(3) 利用氧化剂的氧化性大于氧化产物可以判断氧化性强弱，设计实验证明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性强。(1)①过氧化钠和水反应生成氧气，根据题干信息可知，过氧化锶在加热条件下可与CO2、水蒸气反应，室温时在水中逐渐形成无色晶体SrO2 8H2O，所以反应制备得到的氧气必须干燥后才能和锶在加热条件下发生反应，由于SrO2在加热条件下可与水蒸气反应，所以装置的最后必须有防止空气中的水蒸气进入硬质玻璃管的装置，所以按气流从左到右的流向，制备过氧化锶的导管接口顺序为a→b→c→h→i(或i→h)→b→c；②SrO2和过氧化钠相似，能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸锶和氧气，该反应的化学方程式为：2SrO2+2CO2=2SrCO3+O2；③连接好装置后，正确的操作顺序为：检查装置气密性，在相应装置中装入药品，打开分液漏斗活塞，将水滴入烧瓶中，以便用产生的O2排空装置内的其他气体，加热让Sr与纯净的O2反应生成SrO2，停止加热后续继续产生O2，防止空气中CO2的杂质气体进入硬质玻璃管中与SrO2反应，冷却后在关闭分液漏斗活塞，即顺序为：bcadfe；(2)①由题干实验装置可知，盛装SrCl2溶液的仪器名称为三颈烧瓶或三颈瓶，由于NH3极易溶于水，以产生倒吸，故仪器X的作用是防止倒吸；②SrCl2、过氧化氢和氨气在溶液中发生反应可以生成SrO2 8H2O，该反应中没有化合价的变化，根据质量守恒和电荷守恒配平该反应，离子方程式为：Sr2++2NH3+8H2O+H2O2=SrO2 8H2O+2NH4+；NH3可以保持碱性环境，防止产物和酸反应；③从溶液中析出晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥，故实验结束后，得到SrO2·8H2O的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥；(3)利用氧化剂的氧化性大于氧化产物可以判断氧化性强弱，设计实验证明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性强的操作为可在盐酸酸化的氯化亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液，再向其中加少量过氧化锶，溶液变为红色，说明有铁离子生成，则证明SrO2的氧化性比FeCl3的强。
2．(2024·浙江省A9协作体高三联考)某兴趣小组设计如图实验装置制备次磷酸钠(NaH2PO2)。
已知：①白磷(P4)在空气中可自燃，与过量烧碱溶液混合，80~ 90℃生成NaH2PO2和PH3。
②PH3是一种有强还原性的有毒气体，空气中可自燃，可与NaClO溶液反应生成NaH2PO2。
(1)仪器a的名称是 ，a 中发生反应的化学方程式是 。
(2)仪器b组成的装置的作用是 ，检查装置气密性后，应先打开K通入N2一段时间，目的是 。
(3)下列有关说法正确的是 。
A．次磷酸(H3PO2)是三元酸
B．为加快反应速率，投料前应先在通风橱内将白磷碾成薄片状
C．d中所盛硫酸铜溶液，可用酸性高锰酸钾溶液代替
(4)①仪器c中充分反应后生成NaH2PO2和NaCl，经过一系列操作可获得固体NaH2PO2，相关物质的溶解度(S)如下：
S(25℃) S(100℃)
NaCl 37 39
NaH2PO2 100 667
从下列选项a-g中选择合理的仪器或操作，补全如下步骤。
取仪器c中溶液，用蒸发皿___________→___________(趁热过滤)→用烧杯(冷却结晶)→用漏斗(过滤得到NaH2PO2)→___________→干燥→NaH2PO2粗品。
选项：a．溶解 b．过滤 c．洗涤 d．普通三角漏斗 e．保温漏斗 f．蒸发浓缩至有大量晶体析出 g．蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜
②写出c中发生反应的离子方程式 。
(5)产品纯度的测定：
取产品mg配成250mL溶液，取25mL于锥形瓶中，然后用0.01 mol·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点(还原产物是Mn2+，氧化产物是PO43-)，达到滴定终点时消耗VmL标准溶液，产品的纯度为 。
【答案】(1) 三颈烧瓶 P4+3NaOH+3H2O3NaH2PO2+PH3↑
(2) 安全瓶，防止c中溶液倒吸入a中 排尽装置内的空气，防止反应生成的pH3自燃引起爆炸
(3)C
(4) f、e、c PH3+2ClO-+OH-= H2PO2-+2Cl-+H2O
(5)
【解析】由题意和图示可知，在三颈烧瓶中加入白磷，用分液漏斗加入烧碱溶液，先打开K通入一会儿氮气，排出装置中空气，然后关闭K，再滴加NaOH溶液并加热，生成NaH2PO2和PH3，生成的PH3在c中被NaClO溶液氧化为NaH2PO2，同时NaClO被反应生成NaCl，实验结束后继续打开K通一会儿氮气，含有PH3的尾气被硫酸铜溶液吸收，防止污染空气。在进行NaH2PO2含量测定时，要利用关系式法进行计算。(1)根据装置仪器结构可知，仪器a的名称是三颈烧瓶；已知白磷与过量烧碱溶液混合，在80~ 90℃生成NaH2PO2和PH3，则反应的化学方程式P4+3NaOH+3H2O3NaH2PO2+PH3↑。(2)仪器b是空的集气瓶，导气管短进长出，组成的装置的作用是安全瓶，防止c中溶液倒吸入a中；检查装置气密性后，应先打开K通入N2一段时间，目的是排尽装置内的空气，防止白磷及反应产生的 PH3被氧化自燃。(3)A项，在c中白磷与过量NaOH反应产生NaH2PO2，则NaH2PO2是正盐，说明H3PO2是一元酸，A错误；B项，投料前若先在通风橱内将白磷碾成薄片状，白磷会被空气中的氧气氧化，因此不可以进行该操作，B错误；C项，反应产生的PH3是有毒气体，在排放前要进行尾气处理，可以使用CuSO4溶液吸收，也可以使用酸性KMnO4溶液吸收，C正确；故选C。(4)①根据表格数据可知在仪器c中生成的NaH2PO2、NaCl的溶解度受温度的影响不同，可知： NaH2PO2的溶度受温度的影响变化较大，而温度对 NaCl的溶解度几乎无影响，故要从c中溶液中获得NaH2PO2的粗产品，取仪器c中溶液，用蒸发皿蒸发浓缩至有大量晶体析出，再用铜制保温漏斗(趁热过滤)→用烧杯(冷却结晶)→用漏斗(过滤得到NaH2PO2)→洗涤→干燥→NaH2PO2粗产品，故合理选项是f、e、c；②PH3和NaClO反应生成NaH2PO2和NaCl，反应的离子方程式为PH3+2ClO-+OH-= H2PO2-+2Cl-+H2O。(5)根据电子转移列关系式：
产品纯度为。
3．(2024·山东济宁高三期中)某小组用淀粉水解液和浓H2SO4(作催化剂)、HNO3为原料制取草酸晶体(H2C2O4·xH2O)，进而制备纳米草酸钙(CaC2O4)，按如下流程开展实验(夹持仪器略)：
已知：①草酸能溶于水，易溶于乙醇；
②纳米草酸钙难溶于水，高温易分解；
③淀粉水解液与混酸反应的方程式：。
请回答下列问题：
(1)仪器甲相比普通分液漏斗的优点是 ，仪器乙的名称为 ，步骤Ⅱ的操作名称是 。
(2)不与反应，但在本实验中可以完全被吸收，请用离子方程式表示被完全吸收的原因 。
(3)催化剂浓硫酸用量过多，会导致草酸产率减少，原因是 。
(4)下列有关操作说法正确的是___________。
A．步骤Ⅲ洗涤可用乙醇水溶液，步骤Ⅳ洗涤可用蒸馏水
B．步骤Ⅳ采用离心分离，装置如图2所示，操作时应将两支离心管放置于1、4处
C．步骤Ⅳ干燥采用图3装置，取用时，手握干燥器盖顶圆球向上拉，取下盖子倒放在桌上，将装有产品的器皿放在陶瓷板上
D．步骤Ⅴ为提高反应速率，也可采用更高温度加热
(5)草酸晶体(H2C2O4·xH2O)含有结晶水，某同学准确称取一定质量草酸晶体于锥形瓶中，用蒸馏水溶解，以酚酞作指示剂，用标准溶液滴定，若草酸晶体中混有H2C2O4，则该滴定法测得产品中x的值 (填“偏大”“偏小”、“无影响”)。
【答案】(1) 平衡气压，便于液体顺利流下 球形冷凝管 冷却结晶
(2)NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O
(3)浓硫酸具有脱水性，会使有机物脱水碳化
(4)B
(5)偏小
【解析】由题给流程和实验装置图可知，装置A中发生的反应为浓硫酸作用下淀粉水解液中的葡萄糖与混酸中的浓硝酸反应生成草酸、一氧化氮、二氧化氮和水，装置B为空载仪器，做安全瓶，起防倒吸的作用，装置C中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收氮的氧化物，防止污染空气；将装置A中得到的反应液冷却结晶、抽滤、洗涤得到草酸晶体；向草酸晶体中加入氯化钙溶液，加热充分反应后，经离心分离、洗涤、干燥得到纳米二水草酸钙；纳米二水草酸钙在250℃条件下加热脱水转化为纳米草酸钙。(1)由实验装置图可知，仪器甲为滴液漏斗，与普通分液漏斗相比，滴液漏斗可以起到平衡气压，便于液体顺利流下的作用；仪器乙为球形冷凝管，起冷凝回流的作用；由分析可知，步骤Ⅱ为冷却结晶；(2)一氧化氮为不成盐氧化物，不能与氢氧化钠溶液反应，一氧化氮和二氧化氮在氢氧化钠溶液中发生归中反应生成亚硝酸钠和水，反应的离子方程式为NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O；(3)由分析可知，装置A中发生的反应为浓硫酸作用下淀粉水解液中的葡萄糖与混酸中的浓硝酸反应生成草酸、一氧化氮、二氧化氮和水，若催化剂浓硫酸用量过多，具有脱水性的浓硫酸会使反应生成的草酸脱水碳化，导致草酸产率减少；(4)A项，由题给信息可知，草酸能溶于水，易溶于乙醇，则步骤Ⅲ洗涤如果用乙醇水溶液，草酸晶体会因部分溶解而造成损失，故错误；B项，步骤Ⅳ采用离心分离得到纳米二水草酸钙，由对称平衡原理可知，分离操作时应将两支离心管放置于1、4处，故正确；C项，打开干燥器时，不能向上拉，应用左手按住干燥器，右手小心将盖子稍微平推，等空气缓缓进入，器内质量平衡后，才能将开口推大成全开，取下的盖子必须仰放，故错误；D项，由题给信息可知，纳米草酸钙高温易分解，步骤Ⅴ如果采用更高温度加热，纳米草酸钙会分解导致产率降低，故错误；故选B；(5)若草酸晶体中混有草酸会使溶质的物质的量增大，消耗氢氧化钠溶液的体积偏小，导致测得产品中x的值偏小。
题型二 分析评价型
4．(2024·江苏镇江高三期中)实验室利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备磁性材料Co3O4。
(1)浸取。将一定量的钴渣粉与Na2SO3、H2SO4溶液中的一种配成悬浊液，加入到三颈瓶中(装置如图)，70℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤，滴液漏斗中的溶液是 ；Co(OH)3转化为的离子方程式为 。
(2)沉钴。Co(II)盐溶液可以Co(OH)2、CoCO3和CoC2O4等多种形式沉淀。
已知：向0.1mol·L-1 CoSO4溶液中滴加NaOH溶液调节pH，pH=7时开始出现Co(OH)2沉淀。向除杂后CoSO4溶液中加入H2C2O4溶液或(NH4)2C2O4溶液作沉淀剂，可得到CoC2O4。
①基态Co2+的价电子排布式为 ；
②不能用同浓度的Na2C2O4溶液代替(NH4)2C2O4溶液的原因是 。
(3)制备Co3O4。以CoSO4为原料先制得CoCO3；然后再制备Co3O4。
已知：①尿素水溶液呈弱碱性，70℃以上能缓慢水解产生CO32-，pH为1～3时水解速率对生成CoCO3沉淀较为适宜。
②取1mol CoCO3在空气中加热，反应温度对反应产物的影响如图所示。
请补充完整以CoSO4溶液、尿素、稀硫酸、蒸馏水为原料，制备Co3O4的实验方案：取一定体积CoSO4溶液， ；充分反应， ；反应至固体质量不再变化，即可制得Co3O4。
(4)利用该工艺制成的改性Co3O4是一种优良的磁性材料，该Co3O4晶胞的的结构如图所示，研究发现结构中的Co2+只可能出现在图中某一“▲”所示位置上，请确定Co2+所在晶胞的位置并说明理由： 。
【答案】(1) 硫酸溶液 2Co(OH)3+SO32-+4H+2Co2++SO42-+5H2O
(2) 3d7 若用草酸钠溶液替换草酸铵溶液，会有氢氧化亚钴沉淀生成，导致草酸亚钴的产率降低
(3)加入一定量尿素，水浴加热控制温度在70℃以上，加入硫酸调节溶液pH至1-3，搅拌 冷却过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2-3次，干燥后在空气中加热至300-600℃，反应至固体质量不再变化
(4)在c位，由均摊法计算可得该结构中Co3+数目为2，O2-数目为4，根据电荷守恒可得Co2+数目为1，所以Co2+应该在c位
【解析】实验室利用钴渣制备四氧化三钴的实验过程为向钴渣粉中加入亚硫酸钠、稀硫酸将氢氧化钴转化为硫酸钴，除去溶液中的铁离子后，过滤得到硫酸钴溶液；向溶液中氢氧化钠溶液或草酸铵溶液将钴元素转化为氢氧化亚钴或草酸钴沉淀，过滤得到氢氧化亚钴或草酸钴沉淀，向沉淀中加入硫酸，将钴元素转化为硫酸亚钴，硫酸亚钴溶液与尿素溶液共热反应制得碳酸亚钴，过滤得到碳酸亚钴，碳酸亚钴在空气中加热制得四氧化三钴。(1)由钴渣粉与题给溶液配成悬浊液可知，滴液漏斗中的溶液是硫酸溶液；由题意可知，氢氧化钴转化为亚钴离子的反应为酸性条件下，氢氧化钴与亚硫酸根离子共热反应生成亚钴离子、硫酸根离子和水，反应的离子方程式为：2Co(OH)3+SO32-+4H+2Co2++SO42-+5H2O；(2)Co2+的价电子排布式为3d7；草酸钠是强碱弱酸盐，草酸铵是弱酸弱碱盐，草酸钠溶液的碱性强于草酸铵溶液，若用草酸钠溶液替换草酸铵溶液，会有氢氧化亚钴沉淀生成，导致草酸亚钴的产率降低，所以不能用草酸钠溶液替换草酸铵溶液；(3)由题给信息可知，制备四氧化三钴的实验方案取一定体积硫酸亚钴溶液，加入一定量尿素，水浴加热控制温度在70℃以上，加入硫酸调节溶液pH至1-3，搅拌，充分反应，冷却过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2-3次，干燥后在空气中加热至300-600℃，反应至固体质量不再变化，即可制得四氧化三钴；(4)在c位，由均摊法计算可得该结构中Co3+数目为2，O2-数目为4，根据电荷守恒可得Co2+数目为1，所以Co2+应该在c位。
5．(2024·湖北省八市第二次模拟考试)铬酰氯是一种无机化合物，化学式为CrO2Cl2，熔点-96.5℃，沸点117℃，常温下为深红棕色液体，放置在空气中会迅速挥发并水解，主要在有机合成中作氧化剂、氯化剂和溶剂。在实验室中可由重铬酸钾、浓硫酸与氯化钠反应得到铬酰氯，反应机理为：浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成CrO3和氯化氢气体两种中间产物，然后CrO3迅速与氯化氢气体反应生成铬酰氯。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)浓硫酸在反应前应装入冰箱中冷却至0℃左右，其目的是 。
(3)写出CrO3与氯化氢气体反应生成铬酰氯的化学反应方程式 。
(4)投料时，加入过量氯化钠粉末可以显著增大铬酰氯的产率，原因是 。
(5)反应结束后，用电热套加热装置A，收集117℃左右的馏分，收集装置选用冰水浴的目的是 。
(6)图中C装置未画出，应为下列装置中的哪一种 (填标号)，该装置的作用是 。
【答案】(1)圆底烧瓶 b
(2)防止温度过高，反应速率过快
(3) CrO3+2 HCl=CrO2Cl2+H2O
(4)加入过量氯化钠可产生过量的氯化氢气体，使更多的CrO3参与反应
(5)将CrO2Cl2迅速冷凝便于收集，提高产率(或答减缓铬酰氯挥发)
(6) B 吸收未参与反应的HCl气体和逸出的铬酰氯蒸气，防止空气中的水蒸气进入装置
【解析】装置A中浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成CrO3和氯化氢气体两种中间产物，然后CrO3迅速与氯化氢气体反应生成铬酰氯，CrO2Cl2的熔点-96.5℃，沸点117℃，在冰水浴中收集CrO2Cl2。(1)A的名称是圆底烧瓶，直形冷凝管中冷水遵循“下进上出”， B的进水口为b。(2)该反应过程中要冷凝生成的CrO2Cl2，反应速率不能过快，浓硫酸在反应前应装入冰箱中冷却至0℃左右，其目的是防止温度过高，反应速率过快。(3)CrO3与氯化氢气体反应生成铬酰氯，该反应的化学方程式为：CrO3+2 HCl=CrO2Cl2+H2O。(4)CrO3与氯化氢气体反应的方程式为CrO3+2 HCl=CrO2Cl2+H2O，加入过量氯化钠可产生过量的氯化氢气体，使更多的CrO3参与反应。(5)CrO2Cl2的沸点为117℃，反应结束后，用电热套加热装置A，收集117℃左右的馏分，收集装置选用冰水浴的目的是将CrO2Cl2迅速冷凝便于收集，提高产率(或答减缓铬酰氯挥发)。(6)装置C的作用是吸收未参与反应的HCl气体和逸出的铬酰氯蒸气，防止空气中的水蒸气进入装置，可以用碱性的碱石灰来吸收，A中无水氯化钙不能吸收酸性气体，D装置没有防倒吸设置，C中不能吸收空气中的水分，故选B。
6．(2024·天津市宁河区高三模拟考试)三氯氧磷(POCl3)广泛用于制药等行业。某兴趣小组用过量O2直接氧化PCl3，制备POCl3，反应放出大量热，实验装置设计如图(加持装置已略)
有关物质的部分性质如表：
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 其他性质
PCl3 -112 75.5 遇水生成H3PO3和HCl，遇O2生成POCl3
POCl3 2 105.3 遇水生成H3PO4和HCl，能溶于PCl3
请按要求回答下列问题：
(1)若X为黑色固体，则Y的电子式为 。
(2)装置B的作用是干燥氧气、观察气体流速和 。其中盛有的试剂为 。
(3)装置C三颈烧瓶中反应的化学方程式为 。装置D的作用： 。
(4)请在
处画出需补充的装置，并标注盛装药品名称 。
(5)反应一段时间后，测定装置C中产品的Cl元素的含量的实验步骤如下：
Ⅰ．取克产品于锥形瓶中，加入足量NaOH溶液，待完全反应后加入足量稀硝酸；
Ⅱ．向锥形瓶中加入0.1000mol L-1的AgNO3溶液50.00mL，使Cl-完全沉淀；
Ⅲ．向其中加入2mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖；
Ⅳ．加入指示剂，用cmol L-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点，记下所用体积为VmL。
已知：Ksp(AgCl)=3.2×10-10，Ksp(AgSCN)=2×10-12
①Cl元素的质量分数= (列出算式)。
②若取消步骤Ⅲ，会使步骤Ⅳ中将出现两种沉淀共存，此时c(Cl-):c(SCN-)= 。这样操作会造成结果 (填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)
(2)平衡内外压强起到安全瓶的作用 浓硫酸
(3) 2PCl3+O2=2POCl3 冷凝回流
(4)
(5) 160 偏小
【解析】用过量O2直接氧化PCl3，可制备POCl3。装置A中，双氧水加入MnO2中，发生催化分解反应，生成水和氧气；因为POCl3易发生水解，所以O2进入C装置前，应去除水蒸气，装置B中应加入浓硫酸；装置C中，O2与PCl3反应生成POCl3；蒸馏出PCl3时，为防止空气中的水蒸气进入装置C中，E装置内应盛有碱石灰。(1)若X为黑色固体，则X为MnO2，Y为H2O2，电子式为。(2)装置B中，安装了长颈漏斗与空气相通，可调节装置内外压强，作用是：干燥氧气、观察气体流速和平衡内外压强起到安全瓶的作用。其中盛有的试剂能吸收气体中的水蒸气，则为浓硫酸。(3)装置C的三颈烧瓶中，O2与PCl3反应生成POCl3，反应的化学方程式为2PCl3+O2=2POCl3。为提高产品的质量，应阻止蒸气中的POCl3逸出，则装置D的作用：冷凝回流。(4)为防止空气中的水蒸气进入装置C中，E装置内应盛有碱石灰，装置及药品为。(5)①与Cl-反应的AgNO3的物质的量为0.1000mol L-1×50×10-3L-cmol L-1×V×10-3L=(0.1×50×10-3L -cV×10-3)mol，Cl元素的质量分数==。②若取消步骤Ⅲ，因为Ksp(AgCl)＞Ksp(AgSCN)，将使一部分AgCl转化为AgSCN，从而使步骤Ⅳ中将出现两种沉淀共存，此时c(Cl-):c(SCN-)===160。这样操作会造成消耗的NH4SCN体积偏大，则计算与Cl-结合Ag+的量偏少，结果偏小。
题型三 实验探究型
7．绿矾(FeSO4·xH2O)是生血片的主要成分。某研究性学习小组拟对绿矾热分解产物进行探究。
【实验猜想】
猜想1：生成Fe2O3、SO2、H2O；
猜想2：生成Fe、Fe2O3、SO2、H2O；
猜想3：生成Fe2O3、SO2、SO3、H2O；
……
【实验探究】 该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略)。
请回答下列问题：
(1)实验操作的先后顺序是 (填字母)。
A．熄灭酒精灯，冷却
B．先检查装置的气密性，后加入药品
C．点燃酒精灯，加热
D．在“气体入口”处通入干燥的N2
其中操作d的作用是 。
(2)在实验过程中，观察到A中固体变成红色，B中无水CuSO4 ，C中试纸的颜色变化是 。
(3)反应结束后，取A中固体进行实验，实验操作及现象如下：
①将固体加入盛有足量稀硫酸的试管中，固体完全溶解，且无气体放出；
②取①中溶液滴入适量KMnO4溶液中，KMnO4溶液不褪色；
③取①中溶液滴入KSCN溶液中，溶液变成红色。
由此得出结论：红色固体为 。
(4)D中有白色沉淀生成，该沉淀的化学式为 。有同学认为还应该增加一个实验，取D中沉淀，加入一定量的盐酸以确定其组成，从而确定FeSO4·xH2O的分解产物，你认为是否需要 说明你的理由： 。
【实验结论】
(5)硫酸亚铁晶体受热分解的化学方程式为 。
【答案】(1)bdca 排尽装置内的空气，防止Fe2+被空气中的氧气氧化而干扰实验 (2)变成蓝色 变成红色 (3)Fe2O3 (4)BaSO4、BaSO3 不需要；Fe元素的化合价升高，则必有S元素的化合价降低，根据原子守恒和得失电子守恒可知，一定有部分S元素的化合价降低，则进入D中的气体为SO3和SO2 (5)2(FeSO4·xH2O)Fe2O3+SO2↑+SO3↑+2xH2O
【解析】(1)该实验需要探究是否有气体生成，故首先应检查装置的气密性；Fe2+具有还原性，易被空气中的氧气氧化，影响探究结果，故应在“气体入口”处通入干燥的N2，排尽装置内的空气后，再点燃酒精灯，对样品进行加热，实验结束时，熄灭酒精灯，进行冷却，故实验操作的先后顺序是bdca。(2)加热时，FeSO4·xH2O首先会失去结晶水，然后FeSO4分解。B中无水CuSO4用于检验水的生成，吸水后固体由白色变成蓝色；C中收集到酸性气体，该气体会使湿润的蓝色石蕊试纸变红。(3)由实验①可知，没有气体放出，可能的原因有两个：一是A中固体没有单质Fe；二是A中固体有单质Fe与Fe2O3，加入足量稀硫酸后，Fe与Fe3+反应生成Fe2+；由实验②可知，溶液中不存在Fe2+，说明A中固体没有单质Fe；由实验③可知，A中固体应为Fe2O3。
8．(2024·湖南省三湘名校联盟、湘湖名校教育联合体高三大联考)碘化钾用作制有机物及制药原料，医疗上用于防治甲状腺肿大，作祛痰药，还可用于照相制版等。实验小组设计实验制备KI并探究相关性质。
(一)制备KI
某实验小组设计制备一定量KI的实验(加热及夹持装置已省略)如下：
反应I： 3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O
反应Ⅱ：3H2S+KIO3=3S↓+KI+32O
(1)实验开始前，先进行装置气密性检查：将C中导管下端管口浸入液面以下，塞紧瓶塞，微热A装置，若 ，则气密性良好。
(2)在装置B中先滴入KOH溶液，待观察到三颈烧瓶中溶液颜色由 色变为 色，停止滴入KOH溶液；然后打开装置A中分液漏斗活塞，待三颈烧瓶和烧杯中产生气泡的速率接近相等时停止通气，反应完成。
(3)实验中不能用稀硝酸代替稀硫酸的根本原因是 。
(4)装置B中所得KI溶液经分离提纯后得到KI粗产品，为测定KI的纯度，称取1.0g样品溶于水，然后用0.0500mol·L－1酸性KMnO4标准溶液滴定(2MnO4-+16H++10I-=2Mn2++5I2+8H2O)，杂质不与酸性KMnO4溶液反应。平行滴定三次，滴定到终点平均消耗酸性KMnO4标准溶液20.00mL，则样品的纯度为 (保留两位有效数字)。
(二)实验探究：FeCl3与KI的反应
序号 操作 现象
实验I 取5mL0.1mol·L－1KI溶液，滴加0.1mol·L－1 FeCl3溶液5~6滴(混合溶液的pH=5) 溶液变为棕黄色，20min后棕黄色变深
实验Ⅱ 取少量实验I中棕黄色溶液于试管中，滴加2滴KSCN溶液 溶液变红，20min后红色变浅
(5)证明实验I中有I2生成，加入的试剂为(有机溶剂除外) 。
(6)已知在酸性较强的条件下，I－可被空气氧化为I2，为探究实验I中20min后棕黄色变深的原因，甲同学提出假设：该反应条件下空气将I－氧化为I2，使实验I中溶液棕黄色变深。甲同学设计的实验为： ，若20min后溶液不变蓝，证明该假设不成立。(可选试剂：0.1mol·L－1KI溶液、0.1mol·L－1FeCl3溶液、淀粉溶液、稀硫酸)
(7)乙同学查阅资料可知：①Fe3++3SCN-Fe(SCN)3；②FeCl3与KI反应的平衡体系中还存在反应I2+I-I3-，I3-呈棕褐色。依据资料从平衡移动原理解释实验Ⅱ中20min后溶液红色变浅的原因： 。
【答案】(1)C中导管口有气泡冒出，停止加热后C中导管内形成一段水柱
(2)棕黄(或黄) 无
(3)稀HNO3具有强氧化性，无法制取H2S
(4)83%
(5)淀粉溶液
(6)向试管中加入5mL0.1mol·L－1KI溶液和2滴淀粉溶液，加稀硫酸调至溶液的pH=5
(7)由于I－过量，发生反应I2+I-I3-，使c(I2)减小，平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2正向移动，c(Fe3+)减小，平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3逆向移动，溶液红色变浅
【解析】装置B中通过发生反应I，生成KIO3和KI，A装置通过稀硫酸与FeS反应制取H2S气体，H2S通过导管进入装置B，发生反应Ⅱ，装置C为尾气处理装置，吸收多余的H2S。(1)当微热A装置时，若装置气密性良好，则C中导管口有气泡冒出，停止加热后C中导管内形成一段水柱；(2)在装置B中先滴入KOH溶液，会发生反应：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，所以三颈烧瓶中溶液颜色会由棕黄色变为无色；(3)稀HNO3具有强氧化性，与FeS反应无法制取H2S，所以不能用稀硝酸代替稀硫酸；(4)根据反应的离子方程式：2MnO4-+16H++10I-=2Mn2++5I2+8H2O，滴定到终点时，平均消耗酸性高锰酸钾溶液为20.00mL，即消耗的酸性高锰酸钾物质的量为0.001mol，则样品中碘离子的物质的量为0.005mol，样品的纯度为；(5)检验碘单质可以选用淀粉溶液，溶液变为蓝色证明有碘单质生成；(6)向试管中加入5mL0.1mol L－1KI溶液和2滴淀粉溶液，加稀硫酸调至溶液的pH=5；(7)由于I－过量，发生反应I2+I-I3-，使c(I2)减小，平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2正向移动，c(Fe3+)减小，平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3逆向移动，溶液红色变浅。
9．某学习小组为了探究SO2的还原性，按图示设计并进行实验(部分装置省略)。回答下列问题：
(1)仪器a的名称为______________，装置B的作用是_______________________________。
(2)预测SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应的离子方程式为____________________________。
(3)往C中持续通入SO2至饱和，观察到溶液先变红色，5分钟后变黄，约9小时后变为浅绿色。
经查资料：红色物质可能是Fe3＋与HSO、SO形成的配合物，配合物可表示为[Fe(A)n(H2O)m]3－xn
(A为HSO或SO，x为1或2，n＋m＝6，n越大配合物越稳定，溶液颜色越深)。室温下进行以下实验。
序号 操作 现象
实验1 向1 mL 1 mol·L－1 FeCl3溶液中滴加3 mL 1 mol·L－1 NaHSO3溶液 溶液先变红，随后产生沉淀和刺激性气味气体。抽滤得到橙黄色沉淀
实验2 向1 mL 1 mol·L－1 FeCl3溶液中滴加3 mL 1 mol·L－1 Na2SO3溶液 溶液先变红，析出少量沉淀，加至2 mL析出大量沉淀，加至3 mL沉淀溶解，溶液颜色加深
实验3[略，判断实验1抽滤得到的沉淀不是Fe(OH)3]
①通过计算说明实验1得到的沉淀为Fe2(SO3)3，而非Fe(HSO3)3：__________________。
已知：Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39、Ka1(H2SO3)＝1.2×10－2、Ka2(H2SO3)＝5.6×10－8。
②实验1生成沉淀和气体的离子方程式为___________________________________。
实验4：为了进一步确定红色物质，利用分光光度仪(吸光度越大，溶液颜色越深)进行检测。将浓度均为1 mol·L－1的FeCl3、Na2SO3、NaHSO3溶液按一定体积比配制，实验数据如下表。
实验 编号 V/mL 吸光度
FeCl3 Na2SO3 NaHSO3
1 0.5 4.0 0.0 0.412
2 0.5 3.2 a 0.331
3 0.5 1.6 2.4 0.118
4 0.5 0.0 4.0 0.018
③表中a为________，红色物质可表示为________________________。
④装置C中的溶液5分钟后变黄，约9小时后变为浅绿色，相关解释为__________。
【答案】(1)分液漏斗 作安全瓶(或防止倒吸) (2)SO2＋2Fe3＋ ＋2H2O===2Fe2＋＋4H＋＋SO
(3)①根据已知Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39、Ka1(H2SO3)＝1.2×10－2、Ka2(H2SO3)＝5.6×10－8可知，＝＝c(Fe3＋)·3＝c(Fe3＋)·[]3＝c(Fe3＋)·[]3＝Ksp[Fe(OH)3]·()3＝2.6×10－39×()3≈4.57×10－19，可知Fe2(SO3)3的溶解度远小于Fe(HSO3)3的溶解度，故沉淀为Fe2(SO3)3
②2Fe3＋＋6HSO===Fe2(SO3)3↓＋3SO2↑＋3H2O
③0.8 [Fe(SO3)n(H2O)m]3－2n
④由于溶液中存在Fe3＋和＋4价的硫之间的氧化还原反应，溶液酸性增强，SO的浓度减小，促使Fe3＋＋nSO＋mH2O[Fe(SO3)n(H2O)m]3－2n平衡逆向移动，解离出Fe3＋，由于解离出Fe3＋的速率较快，而Fe3＋与＋4价硫的反应速率较慢，所以导致装置C中的溶液较长时间保持变黄，最终溶液变为浅绿色
【解析】用Na2SO3与70%浓硫酸反应制备SO2，并探究SO2的还原性，则装置A中发生的反应为Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑，装置B为安全瓶，防止倒吸，装置C为探究SO2的还原性，反应原理为SO2＋2FeCl3＋2H2O===2FeCl2＋H2SO4＋2HCl，据此分析解题。(3)③根据实验探究控制变量法可知，实验中需使混合溶液的总体积相等，表中a为0.8；由表中实验数据可知，Na2SO3的浓度越大，溶液颜色越深即生成的配合物浓度越大，可知A为SO，故红色物质可表示为[Fe(SO3)n(H2O)m]3－2n。
题型四 定量分析型
10．(2024·河南平顶山高三第一次质量监测)亚硝酸钙是白色粉末，易潮解，易溶于水，微溶于乙醇、乙醚。实验室用NO和CaO2 (淡黄色固体)制备无水亚硝酸钙的装置(夹持装置略)如图所示。
回答下列问题：
(1)实验开始先通N2，一段时间后，向三颈烧瓶中滴加稀硝酸制取NO，B中产生大量气泡时，D处开始加热。仪器a与普通分液漏斗相比，其优点是 。
(2)装置E中，酸性H2O2溶液可将剩余的NO氧化为NO3-，该反应的离子方程式为 。
(3)CaO2完全还原后，进行的操作是：①停止滴加稀硝酸，停止通电；②打开止水夹，向装置中通入一段时间N2；③冷却后，将所得产品完全转移到试剂瓶中密封保存；④……。则操作②的目的是 。
(4)上述装置存在一处缺陷，会导致亚硝酸钙产率降低，改进的方法是 。
(5)测定所得亚硝酸钙中硝酸钙的含量。
实验原理：Ca2++SO42-= CaSO4↓；NH4+NO2-N2↑+2H2O
实验步骤：
NO3-+3Fe2++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
I．准确称取ag所得亚硝酸钙，置于150mL烧杯中，加入100mL蒸馏水和bg足量的硫酸钠，搅拌均匀，将溶液与沉淀全部移入250mL容量瓶，加蒸馏水稀释至刻度，摇匀，过滤；(忽略固体对溶液体积的影响)
Ⅱ．取25.00mL滤液于500mL锥形瓶中，加入足量NH4Cl饱和溶液，煮沸5min；
Ⅲ．冷却后用少量蒸馏水洗涤锥形瓶内壁，再加入25.00mLc mol·L-1硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4]溶液、在不断摇动下，沿瓶壁缓慢加入20mL硫酸(1：1)；
Ⅳ．加4滴指示剂，迅速用c2 mol·L-1K2Cr2O7标准液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准液VmL。
则所得亚硝酸钙中硝酸钙的质量分数为 ；已知在酸性条件下，NO2- 可氧化Fe2+，下列情况会导致硝酸钙的质量分数测量值偏小的是 (填标号)。
a．步骤l中，称量时样品发生了潮解
b．步骤Ⅱ中，煮沸时间过短
c．步骤Ⅲ中量取的硫酸亚铁铵溶液的实际体积小于25.00mL
【答案】(1)平衡滴液漏斗与三颈烧瓶中的压强，便于液体顺利流下
(2) 2NO+3H2O2=2H++2NO3-+2H2O
(3)排出装置内残留的氮的氧化物，防止污染空气(或：加速无水亚硝酸钙的冷却)
(4)在装置D、E之间加装盛有浓硫酸的洗气瓶(答案合理即可)
(5) a
【解析】实验开始前先通氮气是为了排除装置内的空气，为了使仪器a中的液体能顺利流下，仪器a为恒压滴液漏斗，在装置A中发生反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，产生的气体中混有少量的NO2，可用B装置进行除杂，则B装置中盛放的试剂为蒸馏水，发生反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，装置C为干燥装置，装置E为尾气吸收装置，则发生反应的离子方程式为2NO+3H2O2=2H++2NO3-+2H2O，由于亚硝酸钙是白色粉末，易潮解，装置E中的水蒸气回流导致亚硝酸钙的产率较低，改进方法为在装置D、E之间加装盛有浓硫酸的洗气瓶，停止通电后，由于亚硝酸钙温度较高需在N2中冷却到室温，则应打开止水夹，继续通入氮气，步骤Ⅰ为生成沉淀，步骤Ⅱ为除去亚硝酸根，步骤Ⅲ为反应硝酸根，该反应的关系式为3n(NO3-)=n(Fe2+)，6n(Cr2O72-)=n(Fe2+)，根据计算可得硝酸钙的百分含量为%。(1)装置A三颈烧瓶中制备NO，反应的方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，仪器a为恒压滴液漏斗，平衡滴液漏斗与三颈烧瓶中的压强，便于液体顺利流下；(2)酸性H2O2溶液可将剩余的NO氧化为NO，离子方程式为：2NO+3H2O2=2H++2NO3-+2H2O；(3)CaO2完全还原后由于反应温度较高，停止加硝酸后需继续通入N2，排出装置内残留的氮的氧化物，防止污染空气(或：加速无水亚硝酸钙的冷却)；(4)由于装置E盛放的为H2O2溶液，装置D生成的亚硝酸钙极易潮解，E中会有水蒸气回流导致产率降低，改进的方法为在装置D、E之间加装盛有浓硫酸的洗气瓶(答案合理即可)；(5)步骤Ⅰ为生成沉淀，步骤Ⅱ为除去亚硝酸根，步骤Ⅲ为反应硝酸根，NO3-+3Fe2++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，该反应的关系式为3n(NO3-)=n(Fe2+)，6n(Cr2O72-)=n(Fe2+)，总的n(Fe2+)总=c1mol/L×0.025L=0.025c1mol，n(Fe2+)总=3n(NO3-)+6n(Cr2O72-)，0.025c1mol=3n(NO3-)+6×c2V×10-3mol，n(NO3-)=(25c1-6c2V)×10-3mol，硝酸钙的总质量为m=，亚硝酸钙中硝酸钙的质量分数为%；A项，步骤I中是为了让硝酸钙和亚硝酸钙中的钙离子全部变为沉淀，称量时样品发生了潮解，则配成溶液时溶质偏少，硝酸钙的质量分数偏小，a项正确；b项，步骤II中是为了让亚硝酸根离子反应除去亚硝酸根，煮沸时间偏短，溶液中亚硝酸根离子未被反应完全，导致消耗的亚铁离子增多，则滴定时消耗亚铁离子的量偏小，消最终测得硝酸钙的百分含量偏大，b项错误；c项，步骤III是为了反应硝酸根离子，若量取的硫酸亚铁铵溶液的实际体积小于25.00mL，导致滴定时消耗亚铁离子的量偏小，则硝酸钙的百分含量偏大，c项错误；故选a。
11．(2024·河北省保定市九校二模)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常用作葡萄酒、果脯等食品的抗氧化剂，在空气中、受热时均易分解，某实验小组通过实验制备焦亚硫酸钠并测定焦亚硫酸钠的纯度。回答下列问题：
I.焦亚硫酸钠的制备
实验室制备少量Na2S2O5的装置如图所示。
实验步骤：在不断搅拌下，控制反应温度在左右，向Na2CO3过饱和溶液中通入SO2，当溶液的为4.1时，停止通入SO2，静置结晶，经减压抽滤、洗涤、干燥，可获得Na2S2O5固体。
(1)的VSEPR模型名称为 。
(2)控制反应温度在左右的原因是 。
(3)装置的作用是 。
(4)工业上亦可用Na2CO3·nH2O(固体)与SO2气体充分接触反应制备焦亚硫酸钠，此法常称为干法制备焦亚硫酸盐，写出反应的化学方程式： 。
(5)因为Na2S2O5具有 性，所以产品Na2S2O5中不可避免地存在Na2SO4。检验产品中含有SO42-的方法是 。
Ⅱ.焦亚硫酸钠纯度的测定
工业焦亚硫酸钠优质品要求焦亚硫酸钠的质量分数通过下列实验检测焦亚硫酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为(未配平)，。
准确称取样品，快速置于预先加入碘标准液及水的碘量瓶中，加入乙酸溶液，立即盖上瓶塞，水封，缓缓摇动溶解后，置于暗处，用标准溶液滴定至溶液呈微黄色，加入淀粉指示剂，继续滴定至终点，消耗Na2S2O3标准溶液。
(6)滴定终点的现象是 。
(7)该样品中焦亚硫酸钠的质量分数为 ， (填“是”或“不是”)优质品。
【答案】(1)平面三角形
(2)温度过高产物易分解，温度过低反应速率慢
(3)作安全瓶，防倒吸
(4)2SO2+Na2CO3·nH2O=Na2S2O5+CO2+ nH2O
(5) 还原 先加足量盐酸酸化，再加入氯化钡溶液，若生成白色沉淀，证明含有SO42-
(6)滴加最后半滴Na2S2O3标准溶液，溶液恰好由蓝色变为无色，且半分钟内不变蓝
(7) 95 不是
【解析】实验室制备少量Na2S2O5，在不断搅拌下，控制反应温度在40℃左右，向Na2CO3过饱和溶液通入SO2，当溶液的pH约为4时，停止通入SO2，20℃静置结晶，经减压抽滤、洗涤、25～30 ℃干燥，可获得Na2S2O5固体。(1)SO2的中心原子S的价层电子对数=2+1/2(6-2×2)=3，VSEPR模型名称为平面三角形；(2)控制反应温度在40℃左右的原因是：温度过高产物易分解，温度过低反应速率慢；(3)装置Y的作用是作作安全瓶，防倒吸；(4)Na2CO3·nH2O(固体)与SO2气体充分接触反应制备焦亚硫酸钠的化学方程式：2SO2+Na2CO3·nH2O=Na2S2O5+CO2+ nH2O；(5)由于Na2S2O5固体受热分解生成Na2SO3，Na2SO3在空气中被氧化成Na2SO4 (或Na2S2O5在空气中被氧化生成Na2SO4)，即还原性；检验SO42-的方法是：先加足量盐酸酸化，再加入氯化钡溶液，若生成白色沉淀，证明含有SO42-；(6)开始滴定时，溶液中含有碘单质及淀粉溶液，溶液显蓝色。随着Na2S2O3标准溶液的滴入，I2不断被消耗，溶液的蓝色逐渐变浅，当滴加最后半滴Na2S2O3标准溶液，溶液由蓝色变为无色(或溶液蓝色消失)，半分钟内溶液不再变为蓝色时，停止滴加，此时达到滴定终点；(7)n(Na2S2O3)=0.1000mol L 1×20.00mL×10 3L mL 1=2.000×10 3mol，根据I2 2Na2S2O3可知过量的I2的物质的量n(I2)=n(Na2S2O3)= ×2.000×10 3mol=1.000×10 3mol，则与Na2S2O5反应的I2的物质的量n(I2)=(0.1000mol L 1×30.00mL×10 3L mL 1) 1.000×10 3mol=2.000×10 3mol，根据Na2S2O5 2I2可知：m(Na2S2O5)=1.000×10 3mol×190g mol 1=0.1900g，样品中Na2S2O5的质量为：×100％=95%，该样品中Na2S2O5的质量分数小于96.5%，故该样品不是优质品。
12．(2024·河南湘豫名校联盟高三联考)碳酸钐Sm2(CO3)3(摩尔质量为480g mol-1)为难溶于水的白色粉末，可用于治疗高磷酸盐血症，实验室可利用如图所示装置制备一定量的Sm2(CO3)3 xH2O并测量x值(夹持装置已省略)。
请回答下列问题：
(1)仪器C的名称是 ，仪器A中的试剂是 。
(2)装置的连接顺序是a→ ， ←b(填接口字母)；若仪器B中盛有生石灰，则该装置中发生反应的化学方程式为 。
(3)仪器D的用途是 ，尾气中的 必须吸收处理。
(4)如图所示装置可测量样品组成中的x值，有关实验数据如表所示。
装置 E G
实验前仪器与试剂总质量\g m1 m3
实验后仪器与试剂总质量\g m2 m4
①加热前后均要通入一段时间的N2。加热前通入N2的操作是 ，装置H的作用是 。
②x= (用含m1、m2、m3、m4的代数式表示)。
【答案】(1) 三颈烧瓶 饱和碳酸氢钠溶液
(2) c d NH3·H2O+CaO= Ca(OH)2+ NH3↑ CO2
(3) 防止NH3溶解产生倒吸现象 NH3
(4) 打开K4、K5和K6，缓缓通入一段时间的N2 防止空气中CO2、H2O进入装置G中干扰实验
【解析】装置A中产生CO2和装置B中产生的NH3，通入装置C中，与SmCl3溶液反应生成Sm2(CO3)3 xH2O晶体。(1)仪器C的名称是三颈烧瓶，将仪器A中溶液滴入集气瓶中将CO2出，因此CO2不能溶解在相应的溶液中，也不能与相应溶液反应，故仪器A中的试剂应是饱和NaHCO3溶液；(2)由于氨气极易溶于水，需要设置防倒吸装置，故氨气从d口进入，故装置的连接顺序是a→c，d←b；在题给制气装置中，制备NH3的试剂是CaO、浓氨水，反应的化学方程式为NH3·H2O+CaO= Ca(OH)2+ NH3↑；(3)NH3极易溶于水，仪器D的用途是防止倒吸，尾气中NH3有毒，因此NH3必须用相应的试剂吸收处理；(4)①加热时Sm2(CO3)3 xH2O分解为水、CO2、Sm2O3，水用浓硫酸吸收，CO2用碱石灰吸收。加热前通入N2的操作是打开K4、K5和K6，再缓缓通入N2，H装置的作用是防止空气中二氧化碳、水干扰实验；②由表中数据知，，E中固体质量减少了，此值与生成的CO2、H2O质量和相等，故，Sm2(CO3)3 xH2O分解的化学方程式为Sm2(CO3)3 xH2OSm2O3+3CO2↑+xH2O，故有，解得。
题型五 有机制备型
13．某化学兴趣小组设计实验制备苯甲酸异丙酯，其反应原理如下：
++H2O
用如图所示装置进行实验：
物质的性质数据如表所示：
物质 相对分子质量 密度/(g·cm-3) 沸点/℃ 水溶性
苯甲酸 122 1.27 249 微溶
异丙醇 60 0.79 82 易溶
苯甲酸异丙酯 164 1.08 218 不溶
实验步骤：
步骤ⅰ.在图甲干燥的仪器a中加入24.4 g苯甲酸、20 mL异丙醇和10 mL浓硫酸，再加入几粒沸石；
步骤ⅱ.加热至70 ℃左右保持恒温半小时；
步骤ⅲ.将图甲的仪器a中的液体混合物进行如下操作得到粗产品：
步骤ⅳ.将粗产品用图乙所示装置进行精制。
回答下列问题：
(1)图甲中仪器a的名称为 ，步骤ⅰ中选择的仪器a的容积大小为 (填标号)。
A．50 mL B．100 mL C．250 mL D．500 mL
(2)实验中，加入的异丙醇需过量，其目的是 。判断酯化反应接近反应限度的现象为 。
(3)本实验一般可采用的加热方式为 。
(4)操作Ⅰ中饱和碳酸钠溶液洗涤的目的是 ，操作Ⅱ中加入无水硫酸镁的作用为 。
(5)步骤ⅳ操作时应收集218 ℃的馏分，如果温度计水银球位置偏上，则收集的精制产品中可能混有的杂质为 (填物质名称)。
(6)如果得到的苯甲酸异丙酯的质量为27.88 g，那么该实验的产率为 %(保留3位有效数字)。
【答案】(1) 三颈烧瓶(或三口烧瓶) B
(2) 使酯化反应向正反应方向进行，提高苯甲酸的转化率 油水分离器中水面保持稳定(或油水分离器中水层高度不变)
(3)水浴加热
(4) 除去硫酸和苯甲酸等酸性杂质 除去残留的水
(5)苯甲酸 (6)85.0
【解析】(1)仪器a的名称为三颈烧瓶，三颈烧瓶使用时，装有的试剂不宜超过其容积的，也不宜少于其容积的，故选择B较为适宜；(2)酯化反应为可逆反应，使异丙醇稍过量有利于酯化反应向正反应方向进行，提高苯甲酸的转化率；油水分离器中水层高低的变化可以显示生成物水的量，据此可以判断酯化反应是否达到平衡，当油水分离器中水面保持稳定(或油水分离器中水层高度不变)，说明酯化反应接近反应限度；(3)由于加热温度为70 ℃，故采用水浴加热的方式；(4)第一次水洗主要是除去异丙醇和硫酸等水溶性杂质，用饱和碳酸钠溶液洗涤主要是除去硫酸和苯甲酸等酸性杂质，而第二次水洗，则是为了除去残留的碳酸钠，操作Ⅱ中加入无水硫酸镁是为了除去残留的水；(5)如果蒸馏时温度计的水银球位置偏上，则蒸馏烧瓶支管口处温度比温度计所测量的温度高，会有沸点较高的杂质逸出，根据几种物质的沸点分析，可知混有的杂质可能为苯甲酸；(6)24.4 g苯甲酸的物质的量为0.2 mol，20 mL异丙醇的物质的量为0.26 mol，苯甲酸不足，所以苯甲酸异丙酯的理论产量为0.2×164=32.8 (g)，则产率为85.0% 。
14．苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料一纳米氧化铜的重要前驱体之一，下面是它的一种实验室合成路线：
制备苯乙酸的装置示意图如图所示(加热和夹持装置等略)。
制备苯乙酸的反应原理为： + +NH4HSO4
药品 相对分子质量 熔点／℃ 沸点／℃ 溶解性 密度(g·cm-3)
苯乙腈 117 -48 197 微溶于冷水，易溶于乙醇 1.08
苯乙酸 136 76.5 161 微溶于冷水，易溶于乙醇 1.17
(1)配置100 mL 70%的硫酸(密度1.61 g cm)需取 mL 98%的浓硫酸(密度)1.84 g cm)。
(2)仪器b的名称 ，仪器c的作用是 。
(3)反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是 。分离苯乙酸粗品不需要的仪器是 (填标号)。
A．分液漏斗 B．漏斗 C．烧杯 D．直形冷凝管 E．玻璃棒
(4)在实验中用5.0 mL苯乙腈，最终获得3.2 g苯乙酸，计算产率为 (结果保留三位有效数字)。
(5)将苯乙酸加入乙醇与水的混合物中，充分溶解后，加入Cu(OH)2搅拌30 min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体。
①混合溶剂中乙醇的作用是 。
②写出制苯乙酸铜的化学方程式： 。
【答案】(1)62.5
(2)滴液漏斗(或分液漏斗) 冷凝回流
(3) 降低苯乙酸的溶解度 AD
(4)51.0%
(5)增大苯乙酸溶解度，便于充分反应
2
【解析】(1)根据溶液稀释时溶质的质量不变列出等式：，解得体积V=62.5mL；(2)根据仪器b结构特点可知为滴液漏斗；仪器c为球形冷凝管，作用是冷凝回流苯乙酸；(3)苯乙酸物理性质微溶于冷水，所以加入冷水目的是降低溶解度，便于苯乙酸结晶析出；苯乙酸结晶析出后，通过过滤方法将其分离，不需要用到分液漏斗和直形冷凝管，故选AD；(4)根据反应方程式可算出产率=；(5)①乙醇是良好的有机溶剂，加入乙醇的目的是为了增大乙酸溶解度，便于充分反应；②苯乙酸具有酸性，可与Cu(OH)2反应，反应方程式：2 。
1．(2024·河北省部分重点高中高三第一次综合素养测评)工业制备并提取一氯乙酸(ClCH2COOH)的母液中有CH3COOH、ClCH2COOH、Cl2CHCOOH等残留。实验室用多孔硫颗粒作催化剂，对母液进行深度氯化，使其中残留物转化为有广泛应用价值的三氯乙酸(Cl3CCOOH)。主要反应方程式：ClCH2COOH+2Cl2Cl3CCOOH +2HCl。制备装置如图所示。
回答下列问题：
(1)装置甲中用仪器X替换分液漏斗的好处是 。
(2)装置甲中制取Cl2离子方程式为 。
(3)装置丁中仪器Y的名称是 。
(4)制备三氯乙酸时，需要控制温度在140℃左右持续加热，则丁的加热方法是 (填“水浴加热”“油浴加热”或“酒精灯直接加热”)。
(5)制备三氯乙酸过程中不需要另加沸石，原因是 。
(6)可以用pKa ()来衡量酸性的强弱，下表是部分酸的pKa数据：
物质 ClCH2COOH Cl2CHCOOH Cl3CCOOH H2SO3
pKa (室温) 2.86 1.29 0.65 、
①从表中数据可知，酸性：ClCH2COOH＜Cl2CHCOOH＜Cl3CCOOH，请从物质结构角度解释原因 。
②在溶液中加入足量的ClCH2COOH，反应的离子反应方程式为 。
【答案】(1)平衡压强，可以使浓盐酸顺利滴下
(2) 2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(3)球形冷凝管
(4)油浴加热
(5)多孔硫颗粒状态为固体，该物质可同时起催化剂和防止暴沸的作用
(6) Cl原子电负性大，使羧基的极性增强，羧基H原子更容易电离，物质分子中烃基中Cl原子数目越多，羧基H就越容易电离，其相应的氯代乙酸的酸性就越强，故三氯乙酸最容易电离出氢离子，其酸性最强 SO32-+ClCH2COOH=HSO3-+ClCH2COO-
【解析】(1)甲中用仪器X替换分液漏斗的好处是能够防止浓盐酸挥发，可以使浓盐酸顺利滴下。(2)在装置甲中浓盐酸与KMnO4反应制取Cl2，反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，该反应的离子方程式为2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。(3)根据装置图可知，装置丁中仪器Y的名称是球形冷凝管。(4)制备三氯乙酸时，需要控制温度在140℃左右持续加热，由于水浴加热温度不超过100℃，酒精灯直接加热温度不容易控制，因此装置的加热方法是采用油浴加热方式。(5)由于催化剂多孔硫颗粒状态为固体，该物质既可起催化剂作用，同时也可以防止液体暴沸，因此制备过程中无需沸石。(6)①根据表格数据可知，pKa ClCH2COOH＞Cl2CHCOOH＞Cl3CCOOH，弱酸的pKa越大，则相应的弱酸的酸性就越弱，故酸性ClCH2COOH＜Cl2CHCOOH＜Cl3CCOOH，从结构分析，这是由于Cl原子电负性大，使羟基的极性增强，羟基H原子更容易发生电离。物质分子中烃基上Cl原子数目越多，羧基中羟基H越容易电离，因此相应的氯代乙酸的酸性就越强，故三氯乙酸最容易电离出氢离子，其酸性最强。②根据pKa可知酸性H2SO3＞ClCH2COOH＞HSO3-，根据复分解反应的规律，强酸可与弱酸盐反应制取弱酸，向Na2SO3溶液中加入足量的ClCH2COOH，发生反应产生NaHSO3和ClCH2COONa，该反应的离子反应方程式为SO32-+ClCH2COOH=HSO3-+ClCH2COO-。
2．(2024·江苏淮安市5校高三联考)二氯异氰尿酸钠(CNO)3Cl2Na)为白色固体，难溶于冷水， 是一种高效、安全的氧化性消毒剂。实验室用如图所示装置制备(夹持装置已略去)。回答下列问题：
已知：实验原理为：2NaClO + (CNO)3H3=(CNO)3Cl2Na+NaOH+H2O，该反应为放热反应。
(1)仪器a中侧管的作用为 ，装置A中的药品不可以选择 。
A． KMnO4 B． MnO2 C． K2Cr2O7 D． KClO
(2)装置B的作用是除去氯气中的HCl， 用平衡原理解释30%硫酸的作用 。
(3)当从装置C中观察到 时， 加入(CNO)3H3溶液。实验过程中C的温度必须保持在 17~20℃， pH控制在6.5~8.5， 若温度过高， pH值过低， 会生成NCl3，为避免生成NCl3，可采取的最佳改进措施为 。
(4)二氯异氰尿酸钠缓慢水解可产生HClO 消毒灭菌。通过下列实验检测样品的有效氯含量： 准确称取 1.4200g样品， 用容量瓶配成250.0mL 溶液； 取 25.00mL上述溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，密封在暗处静置5min；用 -1Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色，加入淀粉指示剂继续滴定至终点， 消耗 Na2S2O3溶液20.00mL。[已知H++(CNO)3Cl2-+2H2O=(CNO)3H3+ 2HClO、I2+2S2O32-=S4O62-+2I-，该样品的有效氯=]
①请算出该样品的有效氯 (写出计算过程)
②下列操作会导致样品的有效氯测定值偏高的是 填序号)。
A． 盛装 Na2S2O3标准溶液的滴定管未润洗
B． 滴定管在滴定前无气泡，滴定后有气泡
C． 碘量瓶中加入的稀硫酸偏少
【答案】(1)平衡气压，使液体顺利流下 B
(2)氯气溶于水存在：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，30%硫酸中的H+使平衡左移，减少氯气损失
(3) 液面上方出现黄绿色气体 将装置C进行17～20℃冷水浴
(4) 25.00 A
【解析】由实验装置图可知，装置A用于制备Cl2，不需要加热，可用KMnO4或K2Cr2O7或KClO与浓盐酸反制备，由于浓盐酸具有挥发性，制得的Cl2含有大量的HCl气体，制备NaClO过程中会消耗部分NaOH，使得NaOH利用率降低，可先通入盛装饱和食盐水或30%硫酸的洗气瓶除去HCl气体，装置C中生成二氯异氰尿酸钠的反应为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O、2NaClO+(CNO)3H3=(CNO)3Cl2Na+NaOH+H2O，氯气是有毒气体、能与NaOH溶液反应，装置D中盛装的NaOH溶液用于尾气处理。(1)装置A中仪器a中侧管的作用为平衡压强，有利于浓盐酸顺利滴下；装置A用于制备Cl2，不需要加热，并且KMnO4、K2Cr2O7、KClO均具有强氧化性，能与浓盐酸反应生成Cl2，所以装置A中的药品可以是KMnO4、K2Cr2O7、KClO；(2)装置B的作用是除去氯气中的HCl，氯气溶于水存在平衡为Cl2+H2OH++Cl-+HClO，30%硫酸电离出的H+使该平衡逆向移动，减少氯气的溶解损失；(3)装置C用于生成二氯异氰尿酸钠，反应原理是2NaClO+(CNO)3H3=(CNO)3Cl2Na+NaOH+H2O，由图可知，氯气和NaOH溶液先反应生成NaClO，当从装置C中观察到液面上方出现黄绿色气体时说明NaOH溶液已反应完全，即装置中生成了一定量的NaClO，此时可加入(CNO)3H3溶液，发生生成二氯异氰尿酸钠的反应，实验过程中C的温度必须保持在17～20℃，可用冷水浴加热，若温度过高，pH值过低，会生成NCl3，即(CNO)3H3会与Cl2反应生成NCl3；(4)①由题干信息可知，反应的关系式为2Cl～(CNO)3Cl2Na～2I2～4S2O32-，即25.00mL样品溶液n(Cl)=n(Na2S2O3)=0.5×0.1000×20×10-3mol=1×10-3mol，则1.4200g样品中n(Cl)=1×10-3mol×=1×10-2mol，所以样品的有效氯测定值为×100%=25.00%； ②A项，盛装Na2S2O3标准溶液的滴定管未润洗，导致Na2S2O3标准溶液的浓度偏低，消耗Na2S2O3标准溶液的体积V偏大，则样品的有效氯测定值偏高，A正确；B项，滴定管在滴定前无气泡，滴定后有气泡，则消耗Na2S2O3标准溶液的体积V读数偏小，样品的有效氯测定值偏低，B错误；C项，碘量瓶中加入的稀硫酸偏少，过程中生成I2的量偏小，滴定过程中消耗Na2S2O3标准溶液的体积V偏小，样品的有效氯测定值偏低，C错误；故选A。
3．(2024·四川成都·高三成都实外校考阶段练习)碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂，是一种墨绿色结晶性粉末，难溶于水，溶于稀酸和氨水，在空气中十分稳定。
Ⅰ．模拟制备碱式氯化铜。
向CuCl2溶液中通入NH3和HCl，调节pH至5.0~5.5，控制反应温度于70~80℃，实验装置如图所示(部分夹持装置已省略)。
(1)仪器X的主要作用有导气、 。
(2)实验室利用装置A制NH3，发生反应的化学方程式为 。
(3)反应过程中，在三颈烧瓶内除观察到溶液蓝绿色褪去，还可能观察到的现象有 。
Ⅱ．无水碱式氯化铜组成的测定。称取产品4.29g，加硝酸溶解，并加水定容至200mL，得到待测液。
(4)铜的测定：取20.00 mL待测液，经测定Cu2+ 浓度为0.2 mol·L-1，则称取的样品中n(Cu2+)= mol。
(5)采用沉淀滴定法测定氯：用NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3 (已知AgSCN是一种难溶于水的白色固体)，实验如图：
①滴定时，应选用什么物质作为指示剂 。
A．FeSO4 B．Fe(NO3)3 C．FeCl2
②重复实验操作三次，消耗NH4SCN溶液平均体积为10.00 mL。则称取的样品中n(Cl－)等于 mol。
(6)根据上述实验结果可推知无水碱式氯化铜的化学式为 。
【答案】(1)防倒吸
(2)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(3)溶液中有大量墨绿色固体产生，三颈烧瓶中有白烟
(4)0.04
(5) b 0.02
(6)Cu2(OH)3Cl
【解析】用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水，由于氨气极易溶于水，因此通入到溶液时要注意防倒吸，用浓硫酸和氯化钠反应制得HCl，向CuCl2溶液中通入NH3和HCl，控制反应得到碱式氯化铜。(1)根据装置图可知，仪器X为球形干燥管，其主要作用是导气和防止倒吸现象的发生；(2)实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应制备氨气，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；(3)向CuCl2溶液中通入NH3和HCl，反应除了生成碱式氯化铜外，还有NH3与HCl反应生成NH4Cl，因此看到的实验现象除溶液中有大量墨绿色固体产生，三颈烧瓶中还有白烟产生；(4)4.29 g固体溶解配制成溶液体积为200 mL，取20.00 mL待测液，经测定Cu2+浓度为0.2 mol·L-1，则称取的样品中n(Cu2+)=0.2 mol·L-1×0.2 L=0.04 mol；(5)①用NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液，当到达滴定终点时，可用Fe3+检验SCN-，可以使用Fe(NO3)3，而不能使用含有Cl-的FeCl3溶液，否则FeCl3会和AgNO3反应生成AgCl沉淀，影响滴定终点的判断，故使用的指示剂是Fe(NO3)3溶液，故选b；②10.00 mL 0.1 mol/L的NH4SCN的物质的量n(NH4SCN)=0.1 mol/L×0.01 L=0.001 mol，由关系式NH4SCN~AgNO3可知：未反应的AgNO3的物质的量等于0.001 mol，由于共加入30.00 mL 0.1000 mol/L的AgNO3溶液，则与Cl-反应的硝酸银的物质的量等于0.0300 L×0.1000 mol/L-0.001 mol=0.002 mol，根据关系式Cl-~Ag+，可知n(Cl-)=0.002 mol，则样品配成的的200 mL溶液中含有的氯离子的物质的量是n(Cl-)=0.002 mol× =0.02 mol；(6)测定无水碱式氯化铜组成时，称取产品4.29 g，已知铜离子的物质的量为0.04 mol，氯离子的物质的量为0.02 mol，假设无水碱式氯化铜的化学式为Cu2(OH)xCl，可知无水碱式氯化铜的物质的量为0.02 mol，其摩尔质量M=，2×64 +17x +35.5 =214.5，解得x=3，故该无水碱式氯化铜的化学式为Cu2(OH)3Cl。
4．(2024·辽宁省重点协作校高三第二次模拟)碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是常用的食盐加碘剂，可采用如下方法进行制备。
已知：①KIO3为无色或白色颗粒或粉末状结晶，是一种较强的氧化剂，其水溶液呈中性。
②KIO3加热至560℃开始分解，不溶于乙醇。
方法一：采用如图所示装置用氯气氧化碘化钾得到碘酸钾溶液，再经一系列操作得到碘酸钾产品。
(1)装置B中盛装的试剂为 ，仪器的名称为 。
(2)装置C中多孔球泡的作用是 ；C中反应生成碘酸钾的总化学方程式为 。
(3)一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥等多步操作。下列说法正确的是______(填序号)。
A．蒸发浓缩过程中需要使用三脚架、泥三角、坩埚等仪器
B．抽滤可以加快过滤速率，获得较为干燥的产品
C．产品可用乙醇洗涤以减少溶解损失
D．干燥时高温烘干比低温烘干效果更好
方法二：采用如图实验流程，用碘单质制取碘酸钾产品。
(4)步骤①需控制温度在左右，原因是 。
(5)步骤②中生成气体的反应的离子方程式为 。
(6)产品碘酸钾纯度的测定：准确称产品配成溶液，取该溶液于碘量瓶中，加入稍过量的碘化钾溶液，用适量硫酸酸化。用c mol·L-1的硫代硫酸钠标准溶液滴定，滴定至淡黄色，加入少许淀粉溶液。平行滴定三次，平均消耗硫代硫酸钠标准溶液V mL。已知I2+2S2O32-=S4O62-+2I-，产品的纯度为 (用含a、c、V的代数式表示)。
【答案】(1) 饱和食盐水 三颈烧瓶
(2) 增大氯气与氢氧化钾和碘化钾的混合溶液的接触面积，使氯气充分反应，提高产率
6KOH+KI+3Cl2=KIO3+6KCl +3H2O
(3)BC
(4)硝酸和过氧化氢受热易分解
(5) 2H++CO32-=CO2↑+H2O
(6)
【解析】A装置中浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气，由于浓盐酸易挥发，故氯气中混有氯化氢气体，B装置中用饱和食盐水将氯气中混有的氯化氢气体除去，在C装置中将氯气通入氢氧化钾和碘化钾的混合溶液中，发生6KOH+KI+3Cl2=KIO3+6KCl +3H2O
反应，制得碘酸钾，D装置中用氢氧化钠溶液对多余的氯气进行处理，防止污染空气。(1)装置B中盛装的试剂为饱和食盐水；由图知，仪器a的名称为三颈烧瓶；(2)装置C中多孔球泡可以增大氯气与氢氧化钾和碘化钾的混合溶液的接触面积，使氯气充分反应，提高产率；C中反应生成碘酸钾的总化学方程式为6KOH+KI+3Cl2=KIO3+6KCl +3H2O；(3)A项，三脚架、泥三角、坩埚等仪器可用于固体灼烧，蒸发浓缩过程中需要使用蒸发皿、三脚架、酒精灯、玻璃棒等仪器，A错误；B项，抽滤可以加快过滤速率，获得较为干燥的产品，B正确；C项，由已知得，碘酸钾难溶于乙醇，故产品可用乙醇洗涤以减少溶解损失，C正确；D项，由于KIO3加热至560℃开始分解，故不能采用高温烘干，D错误；(4)如图，在步骤①中由于硝酸和过氧化氢受热易分解，故需控制温度在70℃左右；(5)KIO3水溶液呈中性证明HIO3为强酸，步骤②中，碳酸钾与碘酸反应生成气体的反应的离子方程式为2H++CO32-=CO2↑+H2O；(6)由IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O和I2+2S2O32-=S4O62-+2I-得，，则，，故产品的纯度为。
5．(2024·浙江省宁波市十校高三二模联考)某小组设计如下装置测定新装修居室内空气中甲醛的含量(夹持装置略)。
已知：①测定原理为甲醛把Ag+还原成Ag，产生的Ag与Fe3+定量反应生成Fe2+，Fe2+与菲洛嗪形成有色配合物，通过测定吸光度计算出甲醛的含量；
②吸光度用A表示，计算公式为，其中a为吸光度系数，b为光在样本中经过的距离，c为溶液浓度。
请回答：
(1)仪器A的名称是 。
(2)制备银氨溶液，仪器B中放置的药品是 (填“AgNO3溶液”或“氨水”)。
(3)选择正确的操作，完成室内空气中甲醛含量的测定：
操作①：取下玻璃塞→操作②：__________→操作③：__________→操作④：使可滑动隔板处于最右端→操作⑤：__________→操作⑥：__________→操作⑦：__________→再将操作③～⑦重复4次→测定溶液吸光度。
A．打开，关闭 B．打开，关闭
C．将可滑动隔板拉至最左端 D．热水浴加热仪器A
e.将可滑动隔板缓慢推至最右端 f.将可滑动隔板迅速推至最右端
(4)写出甲醛与银氨溶液反应的化学方程式 。
(5)将仪器A中溶液的调至1，加入足量Fe2(SO4)3溶液，充分反应后加入菲洛嗪，通过测定吸光度确定生成Fe2+1.12mg，则空气中甲醛的含量为 mg/L。
(6)下列说法正确的是__________。
A．本实验缺少尾气处理装置
B．实验应在室内不同点位进行空气取样，以保证数据的准确性
C．毛细管的作用是减小空气通入速率，保证空气中的被吸收完全
D．有色配合物浓度越大，测得吸光度数值越大
【答案】(1)三颈烧瓶 (2)氨水 (3)d a c b e
(4)HCHO+[Ag(NH3)2]+OH4Ag+(NH4)2CO3+6NH3+2H2O
(5)0.0375 (6)BCD
【解析】硝酸银溶液中滴加氨水生成AgOH白色沉淀，加入过量氨水沉淀溶解，得到银氨溶液；故在仪器A为硝酸银溶液、B为氨水，反应生成银氨溶液，然后通过C向A通入室内空气，空气中甲醛和银氨溶液水浴加热发生银镜反应产生单质Ag和CO2气体，产生的Ag与Fe3+定量反应生成Fe2+，Fe2+与菲洛嗪形成有色配合物，在562 nm处测定吸光度，测得生成Fe2＋1.12 mg，可计算室内空气中甲醛含量。(1)仪器A的名称是三颈烧瓶；(2)仪器B中放置的药品是氨水；(3)室内空气中甲醛含量的测定操作为：操作①：取下玻璃塞→操作②D．热水浴加热仪器A→操作③A．打开K1，关闭K2→操作④使可滑动隔板处于最右端，排出容器中空气→操作⑤C．将可滑动隔板拉至最左端，吸入室内待测的空气→操作⑥B．打开K2，关闭K1→操作⑦e.将可滑动隔板缓慢推至最右端，使得待测空气缓缓进入银氨溶液充分反应→再将操作③～⑦重复4次，减小实验误差→测定溶液吸光度；故答案为：dacbe；(4)甲醛具有一定还原性，能还原一价银为银单质，与银氨溶液反应生成银单质和碳酸铵、水、氨气，化学方程式HCHO+[Ag(NH3)2]+OH4Ag+(NH4)2CO3+6NH3+2H2O；(5)甲醛和银氨溶液加热反应生成银，银具有还原性，被Fe3+氧化，结合甲醛被氧化为CO2，甲醛中碳元素化合价0价变化为+4价，银氨溶液中元素化合价+1价变化为0价，生成的银又被铁离子氧化，铁离子被还原为亚铁离子，生成亚铁离子1.12 mg，物质的量，据电子守恒：HCHO~4e-~4Fe2+，消耗甲醛，因实验进行了4次操作，所以测得1L空气中甲醛的含量为5×10-6 mol÷4=1.25×10-6 mol，空气中甲醛的含量为1.25×10-6 mol×30 g/mol×103 mg/g=0.0375 mg/L。(6)A项，本实验中氨气极易溶于水，无需尾气处理装置，错误；B项，实验应在室内不同点位进行空气取样，以减少实验误差，保证数据的准确性，正确；C项，毛细管的作用是减小气体的通入速率，使空气中的甲醛气体和溶液反应充分，使其被完全吸收，正确；D项，K1与菲洛嗪形成有色配合物，则有色配合物浓度越大，测得吸光度数值越大，正确；故选BCD。
6．(2024·湖南省名校大联考高三第一次质量检测)DCCNa()是一种高效、安全的消毒杀菌剂。它常温下为白色固体，难溶于冷水，受热易分解。实验室利用NaClO溶液和氰尿酸(C3H3N3O3)溶液反应制备DCCNa，实验装置如图所示：
已知：NaClO+ C3H3N3O3= NaC3H3N3O3Cl2 ↓+NaOH+H2O
回答下列问题：
(1)仪器a的名称为 。
(2)装置A中发生的离子反应方程式为 。
(3)实验发现装置B中NaOH溶液的利用率较低，改进方法是 。
(4)当装置B的三颈烧瓶内液面上方有黄绿色气体时，再加入氰尿酸溶液。并在整个过程中不断通入一定量的氯气，其原因是 。
(5)实验过程中B的温度必须保持为7～12℃，pH控制在6.5～8.5的范围。若温度过高，pH过低，C3H3N3O3在溶液中会与Cl2发生副反应生成NCl3和CO2等，写出该副反应的化学方程式： 。
(6)装置C的试剂可选用 (填标号)。
a．Na2S b．NaCl c．Ba(OH)2 d．H2SO4
(7)反应结束后，装置B中的浊液经过滤、 、干燥得DCCNa粗产品。
【答案】(1)恒压分液(滴液)漏斗
(2) MnO2+4H++2Cl-Mn2++ Cl2↑+2H2O
(3)在A、B装置间加饱和食盐水洗气瓶洗气
(4)使反应生成的NaOH再次生成次氯酸钠，提高原料的利用率
(5) C3H3N3O3+9Cl2+3H2O=3NCl3+3CO2+9HCl
(6)ac (7)冰(冷)水洗涤
【解析】(1)由仪器构造可知a为恒压分液(滴液)漏斗；(2)装置A中发生的离子反应方程式为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++ Cl2↑+2H2O;(3)装置A中制备的氯气会混有氯化氢气体，与氢氧化钠发生反应从而造成NaOH溶液的利用率较低，所以改进方法是在A、B装置间加饱和食盐水洗气瓶洗气，以除去氯化氢气体；(4)当装置B的三颈烧瓶内液面上方有黄绿色气体时，再加入氰尿酸溶液。并在整个过程中不断通入一定量的氯气，可使反应生成的NaOH再次生成次氯酸钠，提高原料的利用率；(5)副反应为C3H3N3O3与氯气发生反应生成NCl3和CO2该副反应的化学方程式：C3H3N3O3+9 Cl2+3H2O=3NCl3+3CO2+9HCl；(6)装置C的目的吸收氯气，防止污染环境，则a、c均能与氯气反应吸收氯气，故选ac；(7)装置B中的浊液经过滤、冰(冷)水洗涤、干燥得DCCNa粗产品。
7．(2024·河南省南阳市高三质量检测)叠氮化钠(NaN3)是一种防腐剂和分析试剂，在有机合成和汽车行业也有重要应用。学习小组对叠氮化钠的制备和产品纯度测定进行相关探究。
查阅资料：
I．氨基钠(NaNH2)熔点为208℃，易潮解和氧化；N2O有强氧化性，不与酸、碱反应；叠氮酸(HN3)不稳定，易分解爆炸
Ⅱ．2HNO3+8HCl+4SnCl2=4SnCl4+5H2O+N2O↑，2NaNH2+N2ONaN3+NaOH+NH3。
回答下列问题：
(1)制备NaN3
①按气流方向，上述装置合理的连接顺序为 (填仪器接口字母)。
②B的作用为 。
③实验时E中生成SnO2·xH2O沉淀，反应的化学方程式为 。
④C处充分反应后，需继续进行的操作为
A． 先关闭分液漏斗活塞，后停止加热 B． 先停止加热，后关闭分液漏斗活塞
(2)用如图所示装置测定产品纯度(测定原理为：ClO-+2N3-+H2O=Cl-+3N2↑+2OH-)，取m g反应后C中所得固体加入到蒸馏烧瓶中发生上述反应；
①管q的作用为 。
②若G的初始读数为V1 mL、末读数为V2 mL，本实验条件下气体摩尔体积为Vm L·mol-1，则产品中NaN3的质量分数为
③反应结束读数时，若G中液面高于球形干燥管液面，则测定结果 (填“偏高”、“偏低”或不影响)
【答案】(1) afg(或gf)debch 防止水蒸气进入C装置 SnCl2+N2O+(x+1)H2O=SnO2·xH2O↓+N2+2HCl B
(2)平衡压强、使液体容易流下，使测量气体体积数据更准确
×100% 偏低
【解析】(1)①根据反应原理，利用盐酸与混合液中加入稀硝酸反应产生一氧化二氮，利用D中的碱石灰吸收N2O中混有的HNO3和水蒸气，进入装置C中与NaNH2反应制备NaN3，B用于防止E中水蒸气进入C中干扰实验，E用于尾气处理，进而对产品的纯度进行探究，按气流方向，装置的连接顺序为a→f(g)→g(f)→d→e→b→c→h;②F中发生NaClO与NaN3生成N2的反应，通过测量产生的N2的体积来计算NaN3的质量分数，B用于防止E中水蒸气进入C中干扰实验；③由信息，N2O有强氧化性，故E中生成SnO2 xH2O沉淀的化学方程式为SnCl2+N2O+(x+1)H2O=SnO2 xH2O↓+N2+2HCl； ④C处充分反应后，停止加热，为防止倒吸，需继续进行的操作为继续通入N2O至三颈瓶冷却后，关闭分液漏斗活塞，故选B；(2)①管q可以平衡压强、使液体容易流下和减小测定气体体积时误差的作用；②若G的初始读数为V1 mL、末读数为V2 mL，本实验条件下气体摩尔体积为Vm L·mol-1，由题给信息可知，N2的体积为(V1-V2)mL，由关系式2NaN2～3N2可得，产品中NaN3的质量分数为×100%＝×100%；③反应结束读数时，若G中液面高于球形干燥管液面，导致量气管中气体压强大于外面大气压，使得气体体积偏小，故则测定结果偏低。
8．(2024·湖南邵阳市三模)实验室由1，3，5-三甲苯(密度为0.87gcm3)为主要有机原料制备2，4，6-三甲基苯甲酸的反应原理为；
相关信息如下表：
物质 性状 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
1，3，5-三甲苯(Mr=120) 无色液体 -44.8 164.7 难溶于水、酸、碱
2，4，6-三甲基苯甲酸(Mr=164) 白色固体 155 296 微溶于冷水，能溶于热水，易溶于碱
六甲基二苯甲酮 白色粉末 136 340 难溶于水、酸、碱
装置示意图如图所示：
实验步骤如下：
①在装置甲仪器a中加入8.0g无水AlCl3、20mL1，3，5-三甲苯，并控制温度40℃。
②打开分液漏斗活塞和K1，通入过量干燥纯净的CO2气体，加热D回流20～30min。
③关闭分液漏斗活塞和K1.取下球形冷凝管，接装置乙加热蒸馏，回收未反应完的1，3，5-三甲苯。
④将仪器a中的混合物倒入NaOH溶液中，调节pH至8～9，过滤。
⑤向滤液中加入稀盐酸调节pH=2，过滤、洗涤干燥，再将粗品进行纯化，得到19.0g白色固体。
回答下列问题：
(1)仪器b的名称为 。使用仪器b代替普通分液漏斗的主要优点是 。
(2)为获得干燥纯净的CO2气体，装置B、C中所盛试剂分别为 、 。
(3)装置乙中，冷凝水的进水口为 (填“m”或“n”)，冷凝管为何不能使用装置D中的球形冷凝管？说明理由： 。
(4)步骤④中过滤得到的沉淀中包含Al(OH)3和六甲基二苯甲酮，从该沉淀中获得六甲基二苯甲酮的实验方法为 。步骤⑤中将粗品进行纯化的操作名称为 。
(5)①2，4，6-三甲基苯甲酸、②苯甲酸、③2，4，6-三氟苯甲酸，三种酸的酸性由强到弱的顺序为 (用序号表示)。
(6)本实验的产率为 (保留两位有效数字)。
【答案】(1) 恒压滴液漏斗 平衡气压，便于漏斗中液体能顺利流下
(2)饱和碳酸氢钠溶液 浓硫酸
(3) m 会有馏分液体残留在球形冷凝管凹槽中(合理即可)
(4)加入足量稀盐酸(或稀NaOH溶液)，过滤、洗涤、干燥(合理即可) 重结晶
(5)③>②>①
(6)80%
【解析】根据反应原理，装置甲中A的作用是生成CO2，B中装饱和碳酸氢钠溶液，用于吸收挥发的HCl，C中装浓硫酸干燥气体，干燥纯净的CO2通入D中，加热D回流20～30min，闭分液漏斗活塞和K1.取下球形冷凝管，接装置乙加热蒸馏，回收未反应完的1，3，5-三甲苯，最后将仪器a中的混合物倒入NaOH溶液中，按题干步骤④和⑤进行提纯。(1)仪器b为恒压滴液漏斗，用它代替普通分液漏斗的主要优点是平衡气压，便于漏斗中液体能顺利流下；(2)根据分析可知，为获得干燥纯净的CO2气体，装置B、C中所盛试剂分别为饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸；(3)冷凝水通常是下进上出，故冷凝水的进水口为m；因为球形冷凝管会有馏分液体残留在球形冷凝管凹槽中，故蒸馏时一般不用球形冷凝管；(4)由题干中表格可知，六甲基二苯甲酮难溶于水、酸、碱，而Al(OH)3能溶于强酸或强碱，故从该沉淀中获得六甲基二苯甲酮的实验方法为加入足量稀盐酸(或稀NaOH溶液)，过滤、洗涤、干燥；步骤⑤中将粗品进行纯化的操作为重结晶；(5)2，4，6-三甲基苯甲酸中甲基为推电子基团，所以酸性比苯甲酸弱，2，4，6-三氟苯甲酸中F原子为吸电子基团，所以酸性比苯甲酸强，故三者酸性强弱顺序为：③>②>①；(6)20mL的1，3，5-三甲苯的质量为=17.4g，根据方程式，理论上生成的2，4，6-三甲基苯甲酸的质量为=23.78g，故产率为：。
9．(2024·山东省实验中学高三针对性考试)醋酸钴与双水杨醛缩乙二胺形成的配合物具有可逆载氧能力，能模拟金属蛋白的载氧作用，在催化氧化反应中应用广泛，合成反应如图。回答下列问题：
(1)合成装置如图所示。先通入一段时间的氮气，再向含有双水杨醛缩乙二胺的乙醇溶液中缓慢滴加醋酸钴的乙醇溶液，加热回流。
A处应安装的仪器是 (填名称，下同)，B处应安装的仪器是 ；装置C的作用是 ，通氮气的目的是 。
(2)回流，沉淀转化为暗红色晶体。回流结束后进行如下操作：
①停止通氮气 ②停止加热 ③关闭冷凝水
正确的操作顺序为 (填标号)。充分冷却后将溶液过滤，洗涤并干燥，得到配合物。
(3)测定的载氧能力。将的(相对分子质量为)加入圆底烧瓶中，在恒压漏斗中加入(配合物在中可吸氧)，如图搭建装置。
①检查仪器气密性的操作为：先关闭 ，然后调节水平仪的水位至与量气管水位产生一定液面差。装置不漏气的现象是 。
②调整水平仪高度，待 (填现象)时，记录量气管水位的体积刻度为。将加入圆底烧瓶，待吸氧反应结束并规范操作后，记录量气管水位的体积刻度为。已知大气压为，氧气的压强为，温度为。配合物载氧量的计算式为 。
【答案】(1)球形冷凝管 恒压(滴液)漏斗 液封 排尽装置中的氧气
(2)②③①
(3)活塞1和活塞2 液面差恒定 量气管水位与水平仪水位齐平
【解析】由题意可知，制备配合物的操作为：氮气保护作用下，向含有双水杨醛缩乙二胺的乙醇溶液中缓慢滴加醋酸钴的乙醇溶液，加热回流1h，待沉淀转化为暗红色晶体后停止加热、关闭冷凝水、停止通氮气，充分冷却后将溶液过滤，洗涤并干燥，得到配合物。(1)由实验装置图可知，A处的装置为起冷凝回流作用的球形冷凝管，B处装置为便于醋酸钴的乙醇溶液顺利流下的恒压滴液漏斗，装置C的作用是：起液封的作用，防止空气中的氧气进入三颈烧瓶中，通氮气的目的是排尽装置中的氧气；(2)由分析可知，回流结束后的操作为停止加热、关闭冷凝水、停止通氮气，充分冷却后将溶液过滤，洗涤并干燥，得到配合物。即②③①；(3)由实验装置图可知，检查装置气密性的操作为关闭活塞1和活塞2，然后调节水平仪的水位至与量气管水位产生一定液面差，若液面差恒定，说明装置不漏气；调整水平仪高度，待量气管水位与水平仪水位齐平时，记录量气管水位的体积刻度；根据PV=nRT知，，，则。
1．(2023 全国新课标卷，28)实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下：
相关信息列表如下：
物质 性状 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
安息香 白色固体 133 344 难溶于冷水 溶于热水、乙醇、乙酸
二苯乙二酮 淡黄色固体 95 347 不溶于水 溶于乙醇、苯、乙酸
冰乙酸 无色液体 17 118 与水、乙醇互溶
装置示意图如下图所示，实验步骤为：
①在圆底烧瓶中加入冰乙酸、水及9.0gFeCl3·6H2O，边搅拌边加热，至固体全部溶解。
②停止加热，待沸腾平息后加入安息香，加热回流。
③加入水，煮沸后冷却，有黄色固体析出。
④过滤，并用冷水洗涤固体3次，得到粗品。
⑤粗品用的乙醇重结晶，干燥后得淡黄色结晶。
回答下列问题：
(1)仪器A中应加入_______(填“水”或“油”)作为热传导介质。
(2)仪器B的名称是_______；冷却水应从_______(填“a”或“b”)口通入。
(3)实验步骤②中，安息香必须待沸腾平息后方可加入，其主要目的是_______。
(4)在本实验中，FeCl3为氧化剂且过量，其还原产物为_______；某同学尝试改进本实验：采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮。该方案是否可行_______？简述判断理由_______。
(5)本实验步骤①~③在乙酸体系中进行，乙酸除作溶剂外，另一主要作用是防止_______。
(6)若粗品中混有少量未氧化的安息香，可用少量_______洗涤的方法除去(填标号)。若要得到更高纯度的产品，可用重结晶的方法进一步提纯。
a．热水 b．乙酸 c．冷水 d．乙醇
(7)本实验的产率最接近于_______(填标号)。
a． b． c． d．
【答案】(1)油 (2) 球形冷凝管 a (3)防暴沸
(4) FeCl2 可行 空气可以将还原产物FeCl2又氧化为FeCl3，FeCl3可循环参与反应
(5)抑制氯化铁水解 (6)a (7)b
【解析】在圆底烧瓶中加入10 mL冰乙酸，5mL水，及9.0gFeCl3· 6H2O，加热至固体全部溶解，停止加热，待沸腾平息后加入2.0g安息香，加热回流45-60min，反应结束后加入50mL水，煮沸后冷却，析出黄色固体，即为二苯乙二酮，过滤，用冷水洗涤固体三次，得到粗品，再用75%乙醇重结晶，干燥后得到产品1.6g。(1)该实验需要加热使冰乙酸沸腾，冰乙酸的沸点超过了100℃，应选择油浴加热，所以仪器A中应加入油作为热传导介质；(2)根据仪器的结构特征可知，B为球形冷凝管，为了充分冷却，冷却水应从a口进，b口出；(3)步骤②中，若沸腾时加入安息香，会暴沸，所以需要沸腾平息后加入；(4)FeCl3为氧化剂，则铁的化合价降低，还原产物为FeCl2，若采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮，空气可以将还原产物FeCl2又氧化为FeCl3，FeCl3可循环参与反应；(5)氯化铁易水解，所以步骤①～③中，乙酸除做溶剂外，另一主要作用是抑制氯化铁水解；(6)根据安息香和二苯乙二酮的溶解特征，安息香溶于热水，二苯乙二酮不溶于水，所以可以采用热水洗涤粗品除去安息香，故选a；(7)2.0g安息香(C14H12O2)的物质的量约为0.0094mol，理论上可产生二苯乙二酮(C14H10O2)的物质的量约为0.0094mol，质量约为1.98g，产率为=80.8%，最接近80%，故选b。
2．(2023 湖南卷，15)金属Ni对H2有强吸附作用，被广泛用于硝基或羰基等不饱和基团的催化氢化反应，将块状转化成多孔型雷尼Ni后，其催化活性显著提高。
已知：①雷尼Ni暴露在空气中可以自燃，在制备和使用时，需用水或有机溶剂保持其表面“湿润”；
②邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行。
某实验小组制备雷尼Ni并探究其催化氢化性能的实验如下：
步骤1：雷尼的制备
步骤2：邻硝基苯胺的催化氢化反应
反应的原理和实验装置图如下(夹持装置和搅拌装置略)。装置Ⅰ用于储存H2和监测反应过程。
回答下列问题：
(1)操作(a)中，反应的离子方程式是_______；
(2)操作(d)中，判断雷尼Ni被水洗净的方法是_______；
(3)操作(e)中，下列溶剂中最有利于步骤2中氢化反应的是_______；
A．丙酮 B．四氯化碳 C．乙醇 D．正己烷
(4)向集气管中充入H2时，三通阀的孔路位置如下图所示：发生氢化反应时，集气管向装置Ⅱ供气，此时孔路位置需调节为_______；
(5)仪器M的名称是_______；
(6)反应前应向装置Ⅱ中通入N2一段时间，目的是_______；
(7)如果将三颈瓶N中的导气管口插入液面以下，可能导致的后果是_______；
(8)判断氢化反应完全的现象是_______。
【答案】(1)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
(2)取最后一次洗涤液于试管中，滴加几滴酚酞，如果溶液不变粉红色，则证明洗涤干净，否则没有洗涤干净
(3)C
(4)B
(5)恒压滴液漏斗
(6)排除装置中的空气，防止雷尼Ni自燃
(7)管道中气流不稳，不利于监测反应过程
(8)集气管中液面不再改变
【解析】(1)铝可以和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；(2)由于水洗之前是用碱洗，此时溶液显碱性，故可以用酸碱指示剂来判断是否洗净，具体方法为，取最后一次洗涤液于试管中，滴加几滴酚酞，如果溶液不变粉红色，则证明洗涤干净，否则没有洗涤干净；(3)根据题给信息可知，邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行，在丙酮，四氯化碳，乙醇，正己烷中极性较强的为乙醇，故选C；(4)向集气管中充入H2时，氢气从左侧进入，向下进入集气管，则当由集气管向装置Ⅱ供气，此时孔路位置需调节为气体由下方的集气管，向右进入装置Ⅱ，应该选B，而装置C方式中左侧会漏气，不符合题意，故选B；(5)由图可知，仪器M的名称是恒压滴液漏斗；(6)根据题给信息可知，雷尼Ni暴露在空气中可以自燃，故反应前向装置Ⅱ中通入N2一段时间，目的是排除装置中的空气，防止雷尼Ni自燃；(7)如果将三颈瓶N中的导气管口插入液面以下，则会在三颈瓶中产生气泡，从而导致管道中气流不稳，不利于监测反应过程；(8)反应完成后，氢气不再被消耗，则集气管中液面不再改变。
3．(2023 浙江省1月选考，20) (10分)某研究小组制备纳米ZnO，再与金属有机框架(MOF)材料复合制备荧光材料ZnO@MOF，流程如下：
已知：①含锌组分间的转化关系：
②ε-Zn(OH)2是Zn(OH)2的一种晶型，39℃以下稳定。
请回答：
(1)步骤Ⅰ，初始滴入ZnSO4溶液时，体系中主要含锌组分的化学式是___________。
(2)下列有关说法不正确的是___________。
A．步骤Ⅰ，搅拌的作用是避免反应物浓度局部过高，使反应充分
B．步骤Ⅰ，若将过量溶液滴入ZnSO4溶液制备ε-Zn(OH)2，可提高ZnSO4的利用率
C．步骤Ⅱ，为了更好地除去杂质，可用的热水洗涤
D．步骤Ⅲ，控温煅烧的目的是为了控制的颗粒大小
(3)步骤Ⅲ，盛放样品的容器名称是___________。
(4)用Zn(CH3COO)2和过量(NH4)2CO3反应，得到的沉淀可直接控温煅烧得纳米ZnO，沉淀无需洗涤的原因是___________。
(5)为测定纳米ZnO产品的纯度，可用已知浓度的标准溶液滴定。从下列选项中选择合理的仪器和操作，补全如下步骤[“___________”上填写一件最关键仪器，“(___________)”内填写一种操作，均用字母表示]。___________用___________(称量ZnO样品)→用烧杯(___________)→用___________(___________)→用移液管(___________)→用滴定管(盛装标准溶液，滴定)
仪器：A．烧杯；B．托盘天平；C．容量瓶；D．分析天平；e.试剂瓶
操作：f.配制一定体积的Zn2+溶液；g.酸溶样品;h.量取一定体积的Zn2+溶液；i.装瓶贴标签
(6)制备的ZnO@MOF荧光材料可测Cu2+浓度。已知ZnO@MOF的荧光强度比值与Cu2+在一定浓度范围内的关系如图。
某研究小组取7.5×10-3g人血浆铜蓝蛋白(相对分子质量1.5×105)，经预处理，将其中Cu元素全部转化为Cu2+并定容至1L。取样测得荧光强度比值为10.2，则1个血浆铜蓝蛋白分子中含___________个铜原子。
【答案】(1)[Zn(OH)4]2- (2)BC (3)坩埚
(4)杂质中含有CH3COO-、CO32-、NH4+，在控温煅烧过程中分解或被氧化为气体而除去
(5)d→(g)→c(f)→(h) (6)8
【解析】首先向氢氧化钠溶液中滴加硫酸锌溶液并搅拌，此时生成ε-Zn(OH)2，分离出ε-Zn(OH)2后再控温煅烧生成纳米氧化锌，进一步处理后得到最终产品。(1)初始滴入ZnSO4溶液时，氢氧化钠过量，根据信息①可知，体系中主要含锌组分的化学式是[Zn(OH)4]2-；(2)A项，步骤Ⅰ，搅拌可以使反应物充分接触，加快反应速率，避免反应物浓度局部过高，A正确；B项，根据信息①可知，氢氧化钠过量时，锌的主要存在形式是[Zn(OH)4]2-，不能生成ε-Zn(OH)2，B错误；C项，由信息②可知，ε-Zn(OH)239℃以下稳定，故在用50℃的热水洗涤时会导致，ε-Zn(OH)2分解为其他物质，C错误；D项，由流程可知，控温煅烧时ε-Zn(OH)2会转化为纳米氧化性，故，控温煅烧的目的是为了控制Zn中小学教育资源及组卷应用平台
第04讲 综合实验题型探究
目录 01 模拟基础练 【题型一】物质制备型 【题型一】分析评价型 【题型一】实验探究型 【题型一】定量分析型 【题型一】有机制备型 02 重难创新练 03 真题实战练
题型一 物质制备型
1．(2024·安徽安庆市三模)过氧化锶()通常用作分析试剂、氧化剂、漂白剂等。SrO2是一种白色粉末，加热条件下可与CO2、水蒸气反应，室温时在水中逐渐形成无色晶体SrO2·8H2O，与酸作用生成H2O2。
(1)甲同学在实验室利用锶单质制备过氧化锶可能用到的仪器如图：
①按气流从左到右的流向，制备过氧化锶的导管接口顺序为a→ (选择必要的仪器，可重复选择)。
②SrO2在空气中会变质生成碳酸盐，写出该反应的化学方程式 。
③连接好装置进行实验，实验步骤如下，正确的操作顺序为 (填序号)。
a、打开分液漏斗活塞，将水滴入烧瓶中b、检查装置气密性c、在相应装置中装入药品d、加热e、关闭分液漏斗活塞f、停止加热
(2)乙同学在通入氨气的条件下，在水溶液中可制备得到SrO2·8H2O，实验装置如图：
①盛装SrCl2溶液的仪器名称为 ，仪器X的作用是 。
②写出该方法制备SrO2·8H2O的离子方程式 ，NH3的作用是 。(从平衡角度回答)
③实验结束后，得到SrO2·8H2O的操作为 。
(3)除SrO2·8H2O外，请选择下列试剂：FeCl2溶液、HCl溶液、HNO3溶液、KSCN溶液、H2O2溶液设计实验证明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性强： 。
2．(2024·浙江省A9协作体高三联考)某兴趣小组设计如图实验装置制备次磷酸钠(NaH2PO2)。
已知：①白磷(P4)在空气中可自燃，与过量烧碱溶液混合，80~ 90℃生成NaH2PO2和PH3。
②PH3是一种有强还原性的有毒气体，空气中可自燃，可与NaClO溶液反应生成NaH2PO2。
(1)仪器a的名称是 ，a 中发生反应的化学方程式是 。
(2)仪器b组成的装置的作用是 ，检查装置气密性后，应先打开K通入N2一段时间，目的是 。
(3)下列有关说法正确的是 。
A．次磷酸(H3PO2)是三元酸
B．为加快反应速率，投料前应先在通风橱内将白磷碾成薄片状
C．d中所盛硫酸铜溶液，可用酸性高锰酸钾溶液代替
(4)①仪器c中充分反应后生成NaH2PO2和NaCl，经过一系列操作可获得固体NaH2PO2，相关物质的溶解度(S)如下：
S(25℃) S(100℃)
NaCl 37 39
NaH2PO2 100 667
从下列选项a-g中选择合理的仪器或操作，补全如下步骤。
取仪器c中溶液，用蒸发皿___________→___________(趁热过滤)→用烧杯(冷却结晶)→用漏斗(过滤得到NaH2PO2)→___________→干燥→NaH2PO2粗品。
选项：a．溶解 b．过滤 c．洗涤 d．普通三角漏斗 e．保温漏斗 f．蒸发浓缩至有大量晶体析出 g．蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜
②写出c中发生反应的离子方程式 。
(5)产品纯度的测定：
取产品mg配成250mL溶液，取25mL于锥形瓶中，然后用0.01 mol·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点(还原产物是Mn2+，氧化产物是PO43-)，达到滴定终点时消耗VmL标准溶液，产品的纯度为 。
3．(2024·山东济宁高三期中)某小组用淀粉水解液和浓H2SO4(作催化剂)、HNO3为原料制取草酸晶体(H2C2O4·xH2O)，进而制备纳米草酸钙(CaC2O4)，按如下流程开展实验(夹持仪器略)：
已知：①草酸能溶于水，易溶于乙醇；
②纳米草酸钙难溶于水，高温易分解；
③淀粉水解液与混酸反应的方程式：。
请回答下列问题：
(1)仪器甲相比普通分液漏斗的优点是 ，仪器乙的名称为 ，步骤Ⅱ的操作名称是 。
(2)不与反应，但在本实验中可以完全被吸收，请用离子方程式表示被完全吸收的原因 。
(3)催化剂浓硫酸用量过多，会导致草酸产率减少，原因是 。
(4)下列有关操作说法正确的是___________。
A．步骤Ⅲ洗涤可用乙醇水溶液，步骤Ⅳ洗涤可用蒸馏水
B．步骤Ⅳ采用离心分离，装置如图2所示，操作时应将两支离心管放置于1、4处
C．步骤Ⅳ干燥采用图3装置，取用时，手握干燥器盖顶圆球向上拉，取下盖子倒放在桌上，将装有产品的器皿放在陶瓷板上
D．步骤Ⅴ为提高反应速率，也可采用更高温度加热
(5)草酸晶体(H2C2O4·xH2O)含有结晶水，某同学准确称取一定质量草酸晶体于锥形瓶中，用蒸馏水溶解，以酚酞作指示剂，用标准溶液滴定，若草酸晶体中混有H2C2O4，则该滴定法测得产品中x的值 (填“偏大”“偏小”、“无影响”)。
题型二 分析评价型
4．(2024·江苏镇江高三期中)实验室利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备磁性材料Co3O4。
(1)浸取。将一定量的钴渣粉与Na2SO3、H2SO4溶液中的一种配成悬浊液，加入到三颈瓶中(装置如图)，70℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤，滴液漏斗中的溶液是 ；Co(OH)3转化为的离子方程式为 。
(2)沉钴。Co(II)盐溶液可以Co(OH)2、CoCO3和CoC2O4等多种形式沉淀。
已知：向0.1mol·L-1 CoSO4溶液中滴加NaOH溶液调节pH，pH=7时开始出现Co(OH)2沉淀。向除杂后CoSO4溶液中加入H2C2O4溶液或(NH4)2C2O4溶液作沉淀剂，可得到CoC2O4。
①基态Co2+的价电子排布式为 ；
②不能用同浓度的Na2C2O4溶液代替(NH4)2C2O4溶液的原因是 。
(3)制备Co3O4。以CoSO4为原料先制得CoCO3；然后再制备Co3O4。
已知：①尿素水溶液呈弱碱性，70℃以上能缓慢水解产生CO32-，pH为1～3时水解速率对生成CoCO3沉淀较为适宜。
②取1mol CoCO3在空气中加热，反应温度对反应产物的影响如图所示。
请补充完整以CoSO4溶液、尿素、稀硫酸、蒸馏水为原料，制备Co3O4的实验方案：取一定体积CoSO4溶液， ；充分反应， ；反应至固体质量不再变化，即可制得Co3O4。
(4)利用该工艺制成的改性Co3O4是一种优良的磁性材料，该Co3O4晶胞的的结构如图所示，研究发现结构中的Co2+只可能出现在图中某一“▲”所示位置上，请确定Co2+所在晶胞的位置并说明理由： 。
5．(2024·湖北省八市第二次模拟考试)铬酰氯是一种无机化合物，化学式为CrO2Cl2，熔点-96.5℃，沸点117℃，常温下为深红棕色液体，放置在空气中会迅速挥发并水解，主要在有机合成中作氧化剂、氯化剂和溶剂。在实验室中可由重铬酸钾、浓硫酸与氯化钠反应得到铬酰氯，反应机理为：浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成CrO3和氯化氢气体两种中间产物，然后CrO3迅速与氯化氢气体反应生成铬酰氯。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)浓硫酸在反应前应装入冰箱中冷却至0℃左右，其目的是 。
(3)写出CrO3与氯化氢气体反应生成铬酰氯的化学反应方程式 。
(4)投料时，加入过量氯化钠粉末可以显著增大铬酰氯的产率，原因是 。
(5)反应结束后，用电热套加热装置A，收集117℃左右的馏分，收集装置选用冰水浴的目的是 。
(6)图中C装置未画出，应为下列装置中的哪一种 (填标号)，该装置的作用是 。
6．(2024·天津市宁河区高三模拟考试)三氯氧磷(POCl3)广泛用于制药等行业。某兴趣小组用过量O2直接氧化PCl3，制备POCl3，反应放出大量热，实验装置设计如图(加持装置已略)
有关物质的部分性质如表：
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 其他性质
PCl3 -112 75.5 遇水生成H3PO3和HCl，遇O2生成POCl3
POCl3 2 105.3 遇水生成H3PO4和HCl，能溶于PCl3
请按要求回答下列问题：
(1)若X为黑色固体，则Y的电子式为 。
(2)装置B的作用是干燥氧气、观察气体流速和 。其中盛有的试剂为 。
(3)装置C三颈烧瓶中反应的化学方程式为 。装置D的作用： 。
(4)请在
处画出需补充的装置，并标注盛装药品名称 。
(5)反应一段时间后，测定装置C中产品的Cl元素的含量的实验步骤如下：
Ⅰ．取克产品于锥形瓶中，加入足量NaOH溶液，待完全反应后加入足量稀硝酸；
Ⅱ．向锥形瓶中加入0.1000mol L-1的AgNO3溶液50.00mL，使Cl-完全沉淀；
Ⅲ．向其中加入2mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖；
Ⅳ．加入指示剂，用cmol L-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点，记下所用体积为VmL。
已知：Ksp(AgCl)=3.2×10-10，Ksp(AgSCN)=2×10-12
①Cl元素的质量分数= (列出算式)。
②若取消步骤Ⅲ，会使步骤Ⅳ中将出现两种沉淀共存，此时c(Cl-):c(SCN-)= 。这样操作会造成结果 (填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。
题型三 实验探究型
7．绿矾(FeSO4·xH2O)是生血片的主要成分。某研究性学习小组拟对绿矾热分解产物进行探究。
【实验猜想】
猜想1：生成Fe2O3、SO2、H2O；
猜想2：生成Fe、Fe2O3、SO2、H2O；
猜想3：生成Fe2O3、SO2、SO3、H2O；
……
【实验探究】 该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略)。
请回答下列问题：
(1)实验操作的先后顺序是 (填字母)。
A．熄灭酒精灯，冷却
B．先检查装置的气密性，后加入药品
C．点燃酒精灯，加热
D．在“气体入口”处通入干燥的N2
其中操作d的作用是 。
(2)在实验过程中，观察到A中固体变成红色，B中无水CuSO4 ，C中试纸的颜色变化是 。
(3)反应结束后，取A中固体进行实验，实验操作及现象如下：
①将固体加入盛有足量稀硫酸的试管中，固体完全溶解，且无气体放出；
②取①中溶液滴入适量KMnO4溶液中，KMnO4溶液不褪色；
③取①中溶液滴入KSCN溶液中，溶液变成红色。
由此得出结论：红色固体为 。
(4)D中有白色沉淀生成，该沉淀的化学式为 。有同学认为还应该增加一个实验，取D中沉淀，加入一定量的盐酸以确定其组成，从而确定FeSO4·xH2O的分解产物，你认为是否需要 说明你的理由： 。
【实验结论】
(5)硫酸亚铁晶体受热分解的化学方程式为 。
8．(2024·湖南省三湘名校联盟、湘湖名校教育联合体高三大联考)碘化钾用作制有机物及制药原料，医疗上用于防治甲状腺肿大，作祛痰药，还可用于照相制版等。实验小组设计实验制备KI并探究相关性质。
(一)制备KI
某实验小组设计制备一定量KI的实验(加热及夹持装置已省略)如下：
反应I： 3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O
反应Ⅱ：3H2S+KIO3=3S↓+KI+32O
(1)实验开始前，先进行装置气密性检查：将C中导管下端管口浸入液面以下，塞紧瓶塞，微热A装置，若 ，则气密性良好。
(2)在装置B中先滴入KOH溶液，待观察到三颈烧瓶中溶液颜色由 色变为 色，停止滴入KOH溶液；然后打开装置A中分液漏斗活塞，待三颈烧瓶和烧杯中产生气泡的速率接近相等时停止通气，反应完成。
(3)实验中不能用稀硝酸代替稀硫酸的根本原因是 。
(4)装置B中所得KI溶液经分离提纯后得到KI粗产品，为测定KI的纯度，称取1.0g样品溶于水，然后用0.0500mol·L－1酸性KMnO4标准溶液滴定(2MnO4-+16H++10I-=2Mn2++5I2+8H2O)，杂质不与酸性KMnO4溶液反应。平行滴定三次，滴定到终点平均消耗酸性KMnO4标准溶液20.00mL，则样品的纯度为 (保留两位有效数字)。
(二)实验探究：FeCl3与KI的反应
序号 操作 现象
实验I 取5mL0.1mol·L－1KI溶液，滴加0.1mol·L－1 FeCl3溶液5~6滴(混合溶液的pH=5) 溶液变为棕黄色，20min后棕黄色变深
实验Ⅱ 取少量实验I中棕黄色溶液于试管中，滴加2滴KSCN溶液 溶液变红，20min后红色变浅
(5)证明实验I中有I2生成，加入的试剂为(有机溶剂除外) 。
(6)已知在酸性较强的条件下，I－可被空气氧化为I2，为探究实验I中20min后棕黄色变深的原因，甲同学提出假设：该反应条件下空气将I－氧化为I2，使实验I中溶液棕黄色变深。甲同学设计的实验为： ，若20min后溶液不变蓝，证明该假设不成立。(可选试剂：0.1mol·L－1KI溶液、0.1mol·L－1FeCl3溶液、淀粉溶液、稀硫酸)
(7)乙同学查阅资料可知：①Fe3++3SCN-Fe(SCN)3；②FeCl3与KI反应的平衡体系中还存在反应I2+I-I3-，I3-呈棕褐色。依据资料从平衡移动原理解释实验Ⅱ中20min后溶液红色变浅的原因： 。
9．某学习小组为了探究SO2的还原性，按图示设计并进行实验(部分装置省略)。回答下列问题：
(1)仪器a的名称为______________，装置B的作用是_______________________________。
(2)预测SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应的离子方程式为____________________________。
(3)往C中持续通入SO2至饱和，观察到溶液先变红色，5分钟后变黄，约9小时后变为浅绿色。
经查资料：红色物质可能是Fe3＋与HSO、SO形成的配合物，配合物可表示为[Fe(A)n(H2O)m]3－xn
(A为HSO或SO，x为1或2，n＋m＝6，n越大配合物越稳定，溶液颜色越深)。室温下进行以下实验。
序号 操作 现象
实验1 向1 mL 1 mol·L－1 FeCl3溶液中滴加3 mL 1 mol·L－1 NaHSO3溶液 溶液先变红，随后产生沉淀和刺激性气味气体。抽滤得到橙黄色沉淀
实验2 向1 mL 1 mol·L－1 FeCl3溶液中滴加3 mL 1 mol·L－1 Na2SO3溶液 溶液先变红，析出少量沉淀，加至2 mL析出大量沉淀，加至3 mL沉淀溶解，溶液颜色加深
实验3[略，判断实验1抽滤得到的沉淀不是Fe(OH)3]
①通过计算说明实验1得到的沉淀为Fe2(SO3)3，而非Fe(HSO3)3：__________________。
已知：Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39、Ka1(H2SO3)＝1.2×10－2、Ka2(H2SO3)＝5.6×10－8。
②实验1生成沉淀和气体的离子方程式为___________________________________。
实验4：为了进一步确定红色物质，利用分光光度仪(吸光度越大，溶液颜色越深)进行检测。将浓度均为1 mol·L－1的FeCl3、Na2SO3、NaHSO3溶液按一定体积比配制，实验数据如下表。
实验 编号 V/mL 吸光度
FeCl3 Na2SO3 NaHSO3
1 0.5 4.0 0.0 0.412
2 0.5 3.2 a 0.331
3 0.5 1.6 2.4 0.118
4 0.5 0.0 4.0 0.018
③表中a为________，红色物质可表示为________________________。
④装置C中的溶液5分钟后变黄，约9小时后变为浅绿色，相关解释为__________。
题型四 定量分析型
10．(2024·河南平顶山高三第一次质量监测)亚硝酸钙是白色粉末，易潮解，易溶于水，微溶于乙醇、乙醚。实验室用NO和CaO2 (淡黄色固体)制备无水亚硝酸钙的装置(夹持装置略)如图所示。
回答下列问题：
(1)实验开始先通N2，一段时间后，向三颈烧瓶中滴加稀硝酸制取NO，B中产生大量气泡时，D处开始加热。仪器a与普通分液漏斗相比，其优点是 。
(2)装置E中，酸性H2O2溶液可将剩余的NO氧化为NO3-，该反应的离子方程式为 。
(3)CaO2完全还原后，进行的操作是：①停止滴加稀硝酸，停止通电；②打开止水夹，向装置中通入一段时间N2；③冷却后，将所得产品完全转移到试剂瓶中密封保存；④……。则操作②的目的是 。
(4)上述装置存在一处缺陷，会导致亚硝酸钙产率降低，改进的方法是 。
(5)测定所得亚硝酸钙中硝酸钙的含量。
实验原理：Ca2++SO42-= CaSO4↓；NH4+NO2-N2↑+2H2O
实验步骤：
NO3-+3Fe2++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
I．准确称取ag所得亚硝酸钙，置于150mL烧杯中，加入100mL蒸馏水和bg足量的硫酸钠，搅拌均匀，将溶液与沉淀全部移入250mL容量瓶，加蒸馏水稀释至刻度，摇匀，过滤；(忽略固体对溶液体积的影响)
Ⅱ．取25.00mL滤液于500mL锥形瓶中，加入足量NH4Cl饱和溶液，煮沸5min；
Ⅲ．冷却后用少量蒸馏水洗涤锥形瓶内壁，再加入25.00mLc mol·L-1硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4]溶液、在不断摇动下，沿瓶壁缓慢加入20mL硫酸(1：1)；
Ⅳ．加4滴指示剂，迅速用c2 mol·L-1K2Cr2O7标准液滴定至终点，消耗K2Cr2O7标准液VmL。
则所得亚硝酸钙中硝酸钙的质量分数为 ；已知在酸性条件下，NO2- 可氧化Fe2+，下列情况会导致硝酸钙的质量分数测量值偏小的是 (填标号)。
a．步骤l中，称量时样品发生了潮解
b．步骤Ⅱ中，煮沸时间过短
c．步骤Ⅲ中量取的硫酸亚铁铵溶液的实际体积小于25.00mL
11．(2024·河北省保定市九校二模)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常用作葡萄酒、果脯等食品的抗氧化剂，在空气中、受热时均易分解，某实验小组通过实验制备焦亚硫酸钠并测定焦亚硫酸钠的纯度。回答下列问题：
I.焦亚硫酸钠的制备
实验室制备少量Na2S2O5的装置如图所示。
实验步骤：在不断搅拌下，控制反应温度在左右，向Na2CO3过饱和溶液中通入SO2，当溶液的为4.1时，停止通入SO2，静置结晶，经减压抽滤、洗涤、干燥，可获得Na2S2O5固体。
(1)的VSEPR模型名称为 。
(2)控制反应温度在左右的原因是 。
(3)装置的作用是 。
(4)工业上亦可用Na2CO3·nH2O(固体)与SO2气体充分接触反应制备焦亚硫酸钠，此法常称为干法制备焦亚硫酸盐，写出反应的化学方程式： 。
(5)因为Na2S2O5具有 性，所以产品Na2S2O5中不可避免地存在Na2SO4。检验产品中含有SO42-的方法是 。
Ⅱ.焦亚硫酸钠纯度的测定
工业焦亚硫酸钠优质品要求焦亚硫酸钠的质量分数通过下列实验检测焦亚硫酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为(未配平)，。
准确称取样品，快速置于预先加入碘标准液及水的碘量瓶中，加入乙酸溶液，立即盖上瓶塞，水封，缓缓摇动溶解后，置于暗处，用标准溶液滴定至溶液呈微黄色，加入淀粉指示剂，继续滴定至终点，消耗Na2S2O3标准溶液。
(6)滴定终点的现象是 。
(7)该样品中焦亚硫酸钠的质量分数为 ， (填“是”或“不是”)优质品。
12．(2024·河南湘豫名校联盟高三联考)碳酸钐Sm2(CO3)3(摩尔质量为480g mol-1)为难溶于水的白色粉末，可用于治疗高磷酸盐血症，实验室可利用如图所示装置制备一定量的Sm2(CO3)3 xH2O并测量x值(夹持装置已省略)。
请回答下列问题：
(1)仪器C的名称是 ，仪器A中的试剂是 。
(2)装置的连接顺序是a→ ， ←b(填接口字母)；若仪器B中盛有生石灰，则该装置中发生反应的化学方程式为 。
(3)仪器D的用途是 ，尾气中的 必须吸收处理。
(4)如图所示装置可测量样品组成中的x值，有关实验数据如表所示。
装置 E G
实验前仪器与试剂总质量\g m1 m3
实验后仪器与试剂总质量\g m2 m4
①加热前后均要通入一段时间的N2。加热前通入N2的操作是 ，装置H的作用是 。
②x= (用含m1、m2、m3、m4的代数式表示)。
题型五 有机制备型
13．某化学兴趣小组设计实验制备苯甲酸异丙酯，其反应原理如下：
++H2O
用如图所示装置进行实验：
物质的性质数据如表所示：
物质 相对分子质量 密度/(g·cm-3) 沸点/℃ 水溶性
苯甲酸 122 1.27 249 微溶
异丙醇 60 0.79 82 易溶
苯甲酸异丙酯 164 1.08 218 不溶
实验步骤：
步骤ⅰ.在图甲干燥的仪器a中加入24.4 g苯甲酸、20 mL异丙醇和10 mL浓硫酸，再加入几粒沸石；
步骤ⅱ.加热至70 ℃左右保持恒温半小时；
步骤ⅲ.将图甲的仪器a中的液体混合物进行如下操作得到粗产品：
步骤ⅳ.将粗产品用图乙所示装置进行精制。
回答下列问题：
(1)图甲中仪器a的名称为 ，步骤ⅰ中选择的仪器a的容积大小为 (填标号)。
A．50 mL B．100 mL C．250 mL D．500 mL
(2)实验中，加入的异丙醇需过量，其目的是 。判断酯化反应接近反应限度的现象为 。
(3)本实验一般可采用的加热方式为 。
(4)操作Ⅰ中饱和碳酸钠溶液洗涤的目的是 ，操作Ⅱ中加入无水硫酸镁的作用为 。
(5)步骤ⅳ操作时应收集218 ℃的馏分，如果温度计水银球位置偏上，则收集的精制产品中可能混有的杂质为 (填物质名称)。
(6)如果得到的苯甲酸异丙酯的质量为27.88 g，那么该实验的产率为 %(保留3位有效数字)。
14．苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料一纳米氧化铜的重要前驱体之一，下面是它的一种实验室合成路线：
制备苯乙酸的装置示意图如图所示(加热和夹持装置等略)。
制备苯乙酸的反应原理为： + +NH4HSO4
药品 相对分子质量 熔点／℃ 沸点／℃ 溶解性 密度(g·cm-3)
苯乙腈 117 -48 197 微溶于冷水，易溶于乙醇 1.08
苯乙酸 136 76.5 161 微溶于冷水，易溶于乙醇 1.17
(1)配置100 mL 70%的硫酸(密度1.61 g cm)需取 mL 98%的浓硫酸(密度)1.84 g cm)。
(2)仪器b的名称 ，仪器c的作用是 。
(3)反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是 。分离苯乙酸粗品不需要的仪器是 (填标号)。
A．分液漏斗 B．漏斗 C．烧杯 D．直形冷凝管 E．玻璃棒
(4)在实验中用5.0 mL苯乙腈，最终获得3.2 g苯乙酸，计算产率为 (结果保留三位有效数字)。
(5)将苯乙酸加入乙醇与水的混合物中，充分溶解后，加入Cu(OH)2搅拌30 min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体。
①混合溶剂中乙醇的作用是 。
②写出制苯乙酸铜的化学方程式： 。
1．(2024·河北省部分重点高中高三第一次综合素养测评)工业制备并提取一氯乙酸(ClCH2COOH)的母液中有CH3COOH、ClCH2COOH、Cl2CHCOOH等残留。实验室用多孔硫颗粒作催化剂，对母液进行深度氯化，使其中残留物转化为有广泛应用价值的三氯乙酸(Cl3CCOOH)。主要反应方程式：ClCH2COOH+2Cl2Cl3CCOOH +2HCl。制备装置如图所示。
回答下列问题：
(1)装置甲中用仪器X替换分液漏斗的好处是 。
(2)装置甲中制取Cl2离子方程式为 。
(3)装置丁中仪器Y的名称是 。
(4)制备三氯乙酸时，需要控制温度在140℃左右持续加热，则丁的加热方法是 (填“水浴加热”“油浴加热”或“酒精灯直接加热”)。
(5)制备三氯乙酸过程中不需要另加沸石，原因是 。
(6)可以用pKa ()来衡量酸性的强弱，下表是部分酸的pKa数据：
物质 ClCH2COOH Cl2CHCOOH Cl3CCOOH H2SO3
pKa (室温) 2.86 1.29 0.65 、
①从表中数据可知，酸性：ClCH2COOH＜Cl2CHCOOH＜Cl3CCOOH，请从物质结构角度解释原因 。
②在溶液中加入足量的ClCH2COOH，反应的离子反应方程式为 。
2．(2024·江苏淮安市5校高三联考)二氯异氰尿酸钠(CNO)3Cl2Na)为白色固体，难溶于冷水， 是一种高效、安全的氧化性消毒剂。实验室用如图所示装置制备(夹持装置已略去)。回答下列问题：
已知：实验原理为：2NaClO + (CNO)3H3=(CNO)3Cl2Na+NaOH+H2O，该反应为放热反应。
(1)仪器a中侧管的作用为 ，装置A中的药品不可以选择 。
A． KMnO4 B． MnO2 C． K2Cr2O7 D． KClO
(2)装置B的作用是除去氯气中的HCl， 用平衡原理解释30%硫酸的作用 。
(3)当从装置C中观察到 时， 加入(CNO)3H3溶液。实验过程中C的温度必须保持在 17~20℃， pH控制在6.5~8.5， 若温度过高， pH值过低， 会生成NCl3，为避免生成NCl3，可采取的最佳改进措施为 。
(4)二氯异氰尿酸钠缓慢水解可产生HClO 消毒灭菌。通过下列实验检测样品的有效氯含量： 准确称取 1.4200g样品， 用容量瓶配成250.0mL 溶液； 取 25.00mL上述溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，密封在暗处静置5min；用 -1Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色，加入淀粉指示剂继续滴定至终点， 消耗 Na2S2O3溶液20.00mL。[已知H++(CNO)3Cl2-+2H2O=(CNO)3H3+ 2HClO、I2+2S2O32-=S4O62-+2I-，该样品的有效氯=]
①请算出该样品的有效氯 (写出计算过程)
②下列操作会导致样品的有效氯测定值偏高的是 填序号)。
A． 盛装 Na2S2O3标准溶液的滴定管未润洗
B． 滴定管在滴定前无气泡，滴定后有气泡
C． 碘量瓶中加入的稀硫酸偏少
3．(2024·四川成都·高三成都实外校考阶段练习)碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂，是一种墨绿色结晶性粉末，难溶于水，溶于稀酸和氨水，在空气中十分稳定。
Ⅰ．模拟制备碱式氯化铜。
向CuCl2溶液中通入NH3和HCl，调节pH至5.0~5.5，控制反应温度于70~80℃，实验装置如图所示(部分夹持装置已省略)。
(1)仪器X的主要作用有导气、 。
(2)实验室利用装置A制NH3，发生反应的化学方程式为 。
(3)反应过程中，在三颈烧瓶内除观察到溶液蓝绿色褪去，还可能观察到的现象有 。
Ⅱ．无水碱式氯化铜组成的测定。称取产品4.29g，加硝酸溶解，并加水定容至200mL，得到待测液。
(4)铜的测定：取20.00 mL待测液，经测定Cu2+ 浓度为0.2 mol·L-1，则称取的样品中n(Cu2+)= mol。
(5)采用沉淀滴定法测定氯：用NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3 (已知AgSCN是一种难溶于水的白色固体)，实验如图：
①滴定时，应选用什么物质作为指示剂 。
A．FeSO4 B．Fe(NO3)3 C．FeCl2
②重复实验操作三次，消耗NH4SCN溶液平均体积为10.00 mL。则称取的样品中n(Cl－)等于 mol。
(6)根据上述实验结果可推知无水碱式氯化铜的化学式为 。
4．(2024·辽宁省重点协作校高三第二次模拟)碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是常用的食盐加碘剂，可采用如下方法进行制备。
已知：①KIO3为无色或白色颗粒或粉末状结晶，是一种较强的氧化剂，其水溶液呈中性。
②KIO3加热至560℃开始分解，不溶于乙醇。
方法一：采用如图所示装置用氯气氧化碘化钾得到碘酸钾溶液，再经一系列操作得到碘酸钾产品。
(1)装置B中盛装的试剂为 ，仪器的名称为 。
(2)装置C中多孔球泡的作用是 ；C中反应生成碘酸钾的总化学方程式为 。
(3)一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥等多步操作。下列说法正确的是______(填序号)。
A．蒸发浓缩过程中需要使用三脚架、泥三角、坩埚等仪器
B．抽滤可以加快过滤速率，获得较为干燥的产品
C．产品可用乙醇洗涤以减少溶解损失
D．干燥时高温烘干比低温烘干效果更好
方法二：采用如图实验流程，用碘单质制取碘酸钾产品。
(4)步骤①需控制温度在左右，原因是 。
(5)步骤②中生成气体的反应的离子方程式为 。
(6)产品碘酸钾纯度的测定：准确称产品配成溶液，取该溶液于碘量瓶中，加入稍过量的碘化钾溶液，用适量硫酸酸化。用c mol·L-1的硫代硫酸钠标准溶液滴定，滴定至淡黄色，加入少许淀粉溶液。平行滴定三次，平均消耗硫代硫酸钠标准溶液V mL。已知I2+2S2O32-=S4O62-+2I-，产品的纯度为 (用含a、c、V的代数式表示)。
5．(2024·浙江省宁波市十校高三二模联考)某小组设计如下装置测定新装修居室内空气中甲醛的含量(夹持装置略)。
已知：①测定原理为甲醛把Ag+还原成Ag，产生的Ag与Fe3+定量反应生成Fe2+，Fe2+与菲洛嗪形成有色配合物，通过测定吸光度计算出甲醛的含量；
②吸光度用A表示，计算公式为，其中a为吸光度系数，b为光在样本中经过的距离，c为溶液浓度。
请回答：
(1)仪器A的名称是 。
(2)制备银氨溶液，仪器B中放置的药品是 (填“AgNO3溶液”或“氨水”)。
(3)选择正确的操作，完成室内空气中甲醛含量的测定：
操作①：取下玻璃塞→操作②：__________→操作③：__________→操作④：使可滑动隔板处于最右端→操作⑤：__________→操作⑥：__________→操作⑦：__________→再将操作③～⑦重复4次→测定溶液吸光度。
A．打开，关闭 B．打开，关闭
C．将可滑动隔板拉至最左端 D．热水浴加热仪器A
e.将可滑动隔板缓慢推至最右端 f.将可滑动隔板迅速推至最右端
(4)写出甲醛与银氨溶液反应的化学方程式 。
(5)将仪器A中溶液的调至1，加入足量Fe2(SO4)3溶液，充分反应后加入菲洛嗪，通过测定吸光度确定生成Fe2+1.12mg，则空气中甲醛的含量为 mg/L。
(6)下列说法正确的是__________。
A．本实验缺少尾气处理装置
B．实验应在室内不同点位进行空气取样，以保证数据的准确性
C．毛细管的作用是减小空气通入速率，保证空气中的被吸收完全
D．有色配合物浓度越大，测得吸光度数值越大
6．(2024·湖南省名校大联考高三第一次质量检测)DCCNa()是一种高效、安全的消毒杀菌剂。它常温下为白色固体，难溶于冷水，受热易分解。实验室利用NaClO溶液和氰尿酸(C3H3N3O3)溶液反应制备DCCNa，实验装置如图所示：
已知：NaClO+ C3H3N3O3= NaC3H3N3O3Cl2 ↓+NaOH+H2O
回答下列问题：
(1)仪器a的名称为 。
(2)装置A中发生的离子反应方程式为 。
(3)实验发现装置B中NaOH溶液的利用率较低，改进方法是 。
(4)当装置B的三颈烧瓶内液面上方有黄绿色气体时，再加入氰尿酸溶液。并在整个过程中不断通入一定量的氯气，其原因是 。
(5)实验过程中B的温度必须保持为7～12℃，pH控制在6.5～8.5的范围。若温度过高，pH过低，C3H3N3O3在溶液中会与Cl2发生副反应生成NCl3和CO2等，写出该副反应的化学方程式： 。
(6)装置C的试剂可选用 (填标号)。
a．Na2S b．NaCl c．Ba(OH)2 d．H2SO4
(7)反应结束后，装置B中的浊液经过滤、 、干燥得DCCNa粗产品。
7．(2024·河南省南阳市高三质量检测)叠氮化钠(NaN3)是一种防腐剂和分析试剂，在有机合成和汽车行业也有重要应用。学习小组对叠氮化钠的制备和产品纯度测定进行相关探究。
查阅资料：
I．氨基钠(NaNH2)熔点为208℃，易潮解和氧化；N2O有强氧化性，不与酸、碱反应；叠氮酸(HN3)不稳定，易分解爆炸
Ⅱ．2HNO3+8HCl+4SnCl2=4SnCl4+5H2O+N2O↑，2NaNH2+N2ONaN3+NaOH+NH3。
回答下列问题：
(1)制备NaN3
①按气流方向，上述装置合理的连接顺序为 (填仪器接口字母)。
②B的作用为 。
③实验时E中生成SnO2·xH2O沉淀，反应的化学方程式为 。
④C处充分反应后，需继续进行的操作为
A． 先关闭分液漏斗活塞，后停止加热 B． 先停止加热，后关闭分液漏斗活塞
(2)用如图所示装置测定产品纯度(测定原理为：ClO-+2N3-+H2O=Cl-+3N2↑+2OH-)，取m g反应后C中所得固体加入到蒸馏烧瓶中发生上述反应；
①管q的作用为 。
②若G的初始读数为V1 mL、末读数为V2 mL，本实验条件下气体摩尔体积为Vm L·mol-1，则产品中NaN3的质量分数为
③反应结束读数时，若G中液面高于球形干燥管液面，则测定结果 (填“偏高”、“偏低”或不影响)
8．(2024·湖南邵阳市三模)实验室由1，3，5-三甲苯(密度为0.87gcm3)为主要有机原料制备2，4，6-三甲基苯甲酸的反应原理为；
相关信息如下表：
物质 性状 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
1，3，5-三甲苯(Mr=120) 无色液体 -44.8 164.7 难溶于水、酸、碱
2，4，6-三甲基苯甲酸(Mr=164) 白色固体 155 296 微溶于冷水，能溶于热水，易溶于碱
六甲基二苯甲酮 白色粉末 136 340 难溶于水、酸、碱
装置示意图如图所示：
实验步骤如下：
①在装置甲仪器a中加入8.0g无水AlCl3、20mL1，3，5-三甲苯，并控制温度40℃。
②打开分液漏斗活塞和K1，通入过量干燥纯净的CO2气体，加热D回流20～30min。
③关闭分液漏斗活塞和K1.取下球形冷凝管，接装置乙加热蒸馏，回收未反应完的1，3，5-三甲苯。
④将仪器a中的混合物倒入NaOH溶液中，调节pH至8～9，过滤。
⑤向滤液中加入稀盐酸调节pH=2，过滤、洗涤干燥，再将粗品进行纯化，得到19.0g白色固体。
回答下列问题：
(1)仪器b的名称为 。使用仪器b代替普通分液漏斗的主要优点是 。
(2)为获得干燥纯净的CO2气体，装置B、C中所盛试剂分别为 、 。
(3)装置乙中，冷凝水的进水口为 (填“m”或“n”)，冷凝管为何不能使用装置D中的球形冷凝管？说明理由： 。
(4)步骤④中过滤得到的沉淀中包含Al(OH)3和六甲基二苯甲酮，从该沉淀中获得六甲基二苯甲酮的实验方法为 。步骤⑤中将粗品进行纯化的操作名称为 。
(5)①2，4，6-三甲基苯甲酸、②苯甲酸、③2，4，6-三氟苯甲酸，三种酸的酸性由强到弱的顺序为 (用序号表示)。
(6)本实验的产率为 (保留两位有效数字)。
9．(2024·山东省实验中学高三针对性考试)醋酸钴与双水杨醛缩乙二胺形成的配合物具有可逆载氧能力，能模拟金属蛋白的载氧作用，在催化氧化反应中应用广泛，合成反应如图。回答下列问题：
(1)合成装置如图所示。先通入一段时间的氮气，再向含有双水杨醛缩乙二胺的乙醇溶液中缓慢滴加醋酸钴的乙醇溶液，加热回流。
A处应安装的仪器是 (填名称，下同)，B处应安装的仪器是 ；装置C的作用是 ，通氮气的目的是 。
(2)回流，沉淀转化为暗红色晶体。回流结束后进行如下操作：
①停止通氮气 ②停止加热 ③关闭冷凝水
正确的操作顺序为 (填标号)。充分冷却后将溶液过滤，洗涤并干燥，得到配合物。
(3)测定的载氧能力。将的(相对分子质量为)加入圆底烧瓶中，在恒压漏斗中加入(配合物在中可吸氧)，如图搭建装置。
①检查仪器气密性的操作为：先关闭 ，然后调节水平仪的水位至与量气管水位产生一定液面差。装置不漏气的现象是 。
②调整水平仪高度，待 (填现象)时，记录量气管水位的体积刻度为。将加入圆底烧瓶，待吸氧反应结束并规范操作后，记录量气管水位的体积刻度为。已知大气压为，氧气的压强为，温度为。配合物载氧量的计算式为 。
1．(2023 全国新课标卷，28)实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下：
相关信息列表如下：
物质 性状 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
安息香 白色固体 133 344 难溶于冷水 溶于热水、乙醇、乙酸
二苯乙二酮 淡黄色固体 95 347 不溶于水 溶于乙醇、苯、乙酸
冰乙酸 无色液体 17 118 与水、乙醇互溶
装置示意图如下图所示，实验步骤为：
①在圆底烧瓶中加入冰乙酸、水及9.0gFeCl3·6H2O，边搅拌边加热，至固体全部溶解。
②停止加热，待沸腾平息后加入安息香，加热回流。
③加入水，煮沸后冷却，有黄色固体析出。
④过滤，并用冷水洗涤固体3次，得到粗品。
⑤粗品用的乙醇重结晶，干燥后得淡黄色结晶。
回答下列问题：
(1)仪器A中应加入_______(填“水”或“油”)作为热传导介质。
(2)仪器B的名称是_______；冷却水应从_______(填“a”或“b”)口通入。
(3)实验步骤②中，安息香必须待沸腾平息后方可加入，其主要目的是_______。
(4)在本实验中，FeCl3为氧化剂且过量，其还原产物为_______；某同学尝试改进本实验：采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮。该方案是否可行_______？简述判断理由_______。
(5)本实验步骤①~③在乙酸体系中进行，乙酸除作溶剂外，另一主要作用是防止_______。
(6)若粗品中混有少量未氧化的安息香，可用少量_______洗涤的方法除去(填标号)。若要得到更高纯度的产品，可用重结晶的方法进一步提纯。
a．热水 b．乙酸 c．冷水 d．乙醇
(7)本实验的产率最接近于_______(填标号)。
a． b． c． d．
2．(2023 湖南卷，15)金属Ni对H2有强吸附作用，被广泛用于硝基或羰基等不饱和基团的催化氢化反应，将块状转化成多孔型雷尼Ni后，其催化活性显著提高。
已知：①雷尼Ni暴露在空气中可以自燃，在制备和使用时，需用水或有机溶剂保持其表面“湿润”；
②邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行。
某实验小组制备雷尼Ni并探究其催化氢化性能的实验如下：
步骤1：雷尼的制备
步骤2：邻硝基苯胺的催化氢化反应
反应的原理和实验装置图如下(夹持装置和搅拌装置略)。装置Ⅰ用于储存H2和监测反应过程。
回答下列问题：
(1)操作(a)中，反应的离子方程式是_______；
(2)操作(d)中，判断雷尼Ni被水洗净的方法是_______；
(3)操作(e)中，下列溶剂中最有利于步骤2中氢化反应的是_______；
A．丙酮 B．四氯化碳 C．乙醇 D．正己烷
(4)向集气管中充入H2时，三通阀的孔路位置如下图所示：发生氢化反应时，集气管向装置Ⅱ供气，此时孔路位置需调节为_______；
(5)仪器M的名称是_______；
(6)反应前应向装置Ⅱ中通入N2一段时间，目的是_______；
(7)如果将三颈瓶N中的导气管口插入液面以下，可能导致的后果是_______；
(8)判断氢化反应完全的现象是_______。
3．(2023 浙江省1月选考，20) (10分)某研究小组制备纳米ZnO，再与金属有机框架(MOF)材料复合制备荧光材料ZnO@MOF，流程如下：
已知：①含锌组分间的转化关系：
②ε-Zn(OH)2是Zn(OH)2的一种晶型，39℃以下稳定。
请回答：
(1)步骤Ⅰ，初始滴入ZnSO4溶液时，体系中主要含锌组分的化学式是___________。
(2)下列有关说法不正确的是___________。
A．步骤Ⅰ，搅拌的作用是避免反应物浓度局部过高，使反应充分
B．步骤Ⅰ，若将过量溶液滴入ZnSO4溶液制备ε-Zn(OH)2，可提高ZnSO4的利用率
C．步骤Ⅱ，为了更好地除去杂质，可用的热水洗涤
D．步骤Ⅲ，控温煅烧的目的是为了控制的颗粒大小
(3)步骤Ⅲ，盛放样品的容器名称是___________。
(4)用Zn(CH3COO)2和过量(NH4)2CO3反应，得到的沉淀可直接控温煅烧得纳米ZnO，沉淀无需洗涤的原因是___________。
(5)为测定纳米ZnO产品的纯度，可用已知浓度的标准溶液滴定。从下列选项中选择合理的仪器和操作，补全如下步骤[“___________”上填写一件最关键仪器，“(___________)”内填写一种操作，均用字母表示]。___________用___________(称量ZnO样品)→用烧杯(___________)→用___________(___________)→用移液管(___________)→用滴定管(盛装标准溶液，滴定)
仪器：A．烧杯；B．托盘天平；C．容量瓶；D．分析天平；e.试剂瓶
操作：f.配制一定体积的Zn2+溶液；g.酸溶样品;h.量取一定体积的Zn2+溶液；i.装瓶贴标签
(6)制备的ZnO@MOF荧光材料可测Cu2+浓度。已知ZnO@MOF的荧光强度比值与Cu2+在一定浓度范围内的关系如图。
某研究小组取7.5×10-3g人血浆铜蓝蛋白(相对分子质量1.5×105)，经预处理，将其中Cu元素全部转化为Cu2+并定容至1L。取样测得荧光强度比值为10.2，则1个血浆铜蓝蛋白分子中含___________个铜原子。
4．(2023 广东卷，17)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式计算获得。
(1)盐酸浓度的测定：移取20.00 mL待测液，加入指示剂，用0.5000mol·L-1的NaOH溶液滴定至终点，消耗溶液22.00 mL。
①上述滴定操作用到的仪器有 。
A． B． C． D．
②该盐酸浓度为 mol·L-1。
(2)热量的测定：取上述溶液和盐酸各进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为 (c和分别取和，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。
(3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应Fe(s)+CuSO4(aq) = FeSO4(aq)+Cu(s)的焓变(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。
序号 反应试剂 体系温度/℃
反应前 反应后
i 0.2mol·L-1 CuSO4溶液 1.20 g 铁粉 a b
ii 0.56 g 铁粉 a c
①温度：b c(填“>”“<”或“=”)。
② (选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。
(4)乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应A：Fe(s)+ Fe2(SO4)3(aq) =3FeSO4(aq)的焓变。
查阅资料：配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。加酸的目的是 。
提出猜想：Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在粉和酸的反应。
验证猜想：用试纸测得Fe2(SO4)3溶液的不大于1；向少量Fe2(SO4)3溶液中加入粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和 (用离子方程式表示)。
实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。
教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。
优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的焓变。该方案为 。
(5)化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用 。
5．(2022 北京卷)煤中硫的存在形态分为有机硫和无机硫(CaSO4、硫化物及微量单质硫等)。库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。其主要过程如下图所示。
已知：在催化剂作用下，煤在管式炉中燃烧，出口气体主要含O2、CO2、H2O、N2、SO2。
(1)煤样需研磨成细小粉末，其目的是___________。
(2)高温下，煤中CaSO4完全转化为SO2，该反应的化学方程式为___________。
(3)通过干燥装置后，待测气体进入库仑测硫仪进行测定。
已知：库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前，电解质溶液中保持定值时，电解池不工作。待测气体进入电解池后，SO2溶解并将I3-还原，测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值，测定结束，通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。
①SO2在电解池中发生反应的离子方程式为___________。
②测硫仪工作时电解池的阳极反应式为___________。
(4)煤样为，电解消耗的电量为x库仑，煤样中硫的质量分数为___________。
已知：电解中转移电子所消耗的电量为96500库仑。
(5)条件控制和误差分析。
①测定过程中，需控制电解质溶液，当时，非电解生成的I3-使得测得的全硫含量偏小，生成I3-的离子方程式为___________。
②测定过程中，管式炉内壁上有SO3残留，测得全硫量结果为___________。(填“偏大”或“偏小”)
6．(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_______。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。
7．(2022 湖北省选择性考试)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___________。
8．(2021 湖北选择性考试)超酸是一类比纯硫酸更强的酸，石油重整中用作高效催化剂。某实验小组对超酸HSbF6的制备及性质进行了探究。由三氯化锑(SbCl3)制备HSbF6的反应如下：
SbCl3＋Cl2SbCl5 SbCl5＋5HF＝HSbF6＋5HCl
制备SbCl5的初始实验装置如图(毛细管连通大气，减压时可吸入极少量空气，防止液体暴沸；夹持、加热及搅拌装置略)。
相关性质如下表：
物质 熔点 沸点 性质
SbCl3 73.4 ℃ 220.3 ℃ 极易水解
SbCl5 3.5 ℃ 140 ℃分解，79 ℃/2.9kPa 极易水解
回答下列问题：
(1)实验装置中两个冷凝管 (填“能”或“不能”)交换使用。
(2)试剂X的作用为 、 。
(3)反应完成后，关闭活塞a、打开活塞b，减压转移 (填仪器名称)中生成的至双口烧瓶中。用真空泵抽气减压蒸馏前，必须关闭的活塞是(填“a”或“b”)；用减压蒸馏而不用常压蒸馏的主要原因是 。
(4)实验小组在由SbCl5制备HSbF6时，没有选择玻璃仪器，其原因为 。(写化学反应方程式)
(5)为更好地理解超酸的强酸性，实验小组查阅相关资料了解得：弱酸在强酸性溶剂中表现出碱的性质，如冰醋酸与纯硫酸之间的化学反应方程式为
CH3COOH＋H2SO4＝[CH3C(OH)2][HSO4]
以此类推，H2SO4与HSbF6之间的化学反应方程式为 。
(6)实验小组在探究实验中发现蜡烛可以溶解于中，同时放出氢气。已知烷烃分子中碳氢键的活性大小顺序为：甲基(－CH3)＜亚甲基(－CH2－)＜次甲基()。写出2-甲基丙烷与反应的离子方程式 。
9．(2021 广东选择性考试)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810年，戴维确认这是一种新元素组成的单质，并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为_______。
(2)实验室制取干燥Cl2时，净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为_______。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中_______已分解。检验此久置氯水中Cl-存在的操作及现象是_______。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务。通过测定溶液电导率，探究温度对AgCl溶解度的影响。
②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时，强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大；离子浓度一定时，稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时，Ksp(AgCl)=1.8×10-10。
③提出猜想。
猜想a：较高温度的AgCl饱和溶液的电导率较大。
猜想b：AgCl在水中的溶解度s(45℃)＞s(35℃)＞s(25℃)。
④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的AgCl饱和溶液)，在设定的测试温度下，进行表中实验1~3，记录数据。
实验序号 试样 测试温度/℃ 电导率/
1 Ⅰ：25℃的AgCl饱和溶液 25 A1
2 Ⅱ：35℃的AgCl饱和溶液 35 A2
3 Ⅲ：45℃的AgCl饱和溶液 45 A3
⑤数据分析、交流讨论。25℃的AgCl饱和溶液中，c(Cl-)= ______________mol·L－1。
实验结果为A3＞A2＞A1。小组同学认为，此结果可以证明③中的猜想成立，但不足以证明猜想成立。结合②中信息，猜想不足以成立的理由有_______。
⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想，在实验1~3的基础上完善方案，进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。
实验序号 试样 测试温度/℃ 电导率/
4 Ⅰ _______ B1
5 _______ _______ B2
⑦实验总结。根据实验1~5的结果，并结合②中信息，小组同学认为猜想也成立。猜想成立的判断依据是_______。
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