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第53讲 化学实验综合题
【备考目标】1、掌握物质制备型综合实验的分析方法。2、掌握定量测定型综合实验的分析方法。3、掌握性质(或原理)探究型综合实验的分析方法。
化学实验综合题是高考必考题型，具有知识容量大、出题素材新、考查角度广、综合程度高、能力要求强等特点，充分体现了“源于教材，又不拘泥于教材”的命题指导思想。
考点1物质制备型综合实验
1．物质制备型实验题常以制备某无机物或某有机物为背景进行设计。考查常见仪器的正确使用、物质间的反应、物质分离和提纯的基本操作、实验方案的评价与设计、实验安全及事故处理方法等。涉及装置的选择、仪器的连接顺序、物质的纯化、尾气的处理等等。
2．物质制备型综合实验的题型结构与解题流程
(1)无机物的制备
(2)有机物的制备
(3)解题流程
第1步：巧审题——明确实验目的、原理
实验原理可以从题给的化学情境(或题目所给的实验目的)并结合元素化合物的有关知识获取，在此基础上，依据可靠性、简洁性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的实验方案。
第2步：想过程——理清操作先后顺序
根据由实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定实验操作的方法和步骤，把握各实验步骤的要点，理清实验操作的先后顺序。
第3步：看准图——分析装置或流程的作用
若题目中给出装置图，在分析解答过程中，要认真细致地分析图中的各部分装置，并结合实验目的和原理，确定它们在实验中的作用。
第4步：细分析——得出正确的实验结论
在定性实验的基础上研究量的关系，根据实验现象和记录的数据，对实验数据进行筛选，通过分析、计算、推理等确定有关样品含量及化学式。
例1.(2023·贵州贵阳五校联考节选)二氯异氰尿酸钠(NaC3N3O3Cl2)是一种高效广谱杀菌消毒剂，常温下为白色固体，难溶于冷水。其制备原理为2NaClO＋C3H3N3O3NaC3N3O3Cl2＋NaOH＋H2O。请选择如图所示部分装置制备二氯异氰尿酸钠并测定其纯度。
请回答下列问题：
(1)仪器M的名称是__________。若发现实际操作过程当中N中的浓盐酸不易滴下，可将装置N改为__________。
(2)装置B的作用是______________________________________________。
(3)E中发生反应的化学方程式为__________________________________________________。
(4)选择合适装置，按气流从左至右，导管连接顺序为________(填序号)。
(5)实验时，先向A中通入氯气，生成高浓度的NaClO溶液后，才加入氰尿酸溶液，而且整个过程中不断通入一定量的氯气，其原因是________________________________________________。
(6)反应结束后，A中浊液经过滤、______、______得到粗产品。
【流程分析】
解析：(1)仪器M的名称为三颈烧瓶；随着反应进行，装置中的气体增多，压强增大，使分液漏斗N中的液体无法顺利滴下，该装置可以改为恒压滴液漏斗。(2)装置B中为饱和NaCl溶液，可以除去氯气中的氯化氢气体。(3)装置E中，次氯酸钙和浓盐酸反应可以生成氯化钙、氯气和水，化学方程式为：Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。(4)结合分析可知，按气流从左到右，装置的连接顺序为EBCAD，则导管连接顺序为hcdefabg。(5)实验时，先向A中通入氯气，生成高浓度的次氯酸钠溶液后，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，其原因是通入的氯气与生成的氢氧化钠反应，有利于NaC3N3O3Cl2生成。(6)二氯异氰尿酸钠难溶于冷水，故反应结束后，A中浊液经过过滤、冷水洗涤、干燥，获得粗产品。
答案：(1)三颈烧瓶 恒压滴液漏斗 (2)除去氯气中的氯化氢
(3)Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O
(4)hcdefabg
(5)通入的氯气与生成的氢氧化钠反应，有利于NaC3N3O3Cl2的生成
(6)冷水洗涤 干燥
【对点练】 1.(2023·河南新乡二模)苯甲酸可用于医药、染料载体、增塑剂、果汁饮料的保香剂和食品防腐剂等的生产。某化学兴趣小组欲在实验室制备苯甲酸、回收二氧化锰并测定其纯度，进行如下实验：
苯甲酸的实验室制备原理为：
＋2KMnO4＋KOH＋2MnO2↓＋H2O
实验装置如图所示。
已知：甲苯的密度是0.872 g·L－1；苯甲酸微溶于冷水，溶于热水。
实验步骤：
Ⅰ.在50 mL三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、20 mL水和5.0 g高锰酸钾，油浴加热至反应结束。
Ⅱ.将反应液趁热减压过滤，得到滤渣1，滤液呈紫色，加入少量亚硫酸钠使紫色褪去，进行二次减压过滤，得到滤渣2；将滤液放入冰水浴中，然后加酸酸化，有晶体析出，减压过滤、洗涤、干燥，得到苯甲酸晶体。
Ⅲ.回收二氧化锰：将滤渣2和滤纸一并转移到坩埚中，加热灼烧，所得固体与干燥后的滤渣1合并，称重得2.5 g固体。
Ⅳ.二氧化锰纯度的测定：称取0.5 g回收的二氧化锰，放于烧杯中，再加入25 mL 0.3 mol·L－1草酸钠溶液及50 mL 12 mol·L－1硫酸，加热至二氧化碳不再产生，稀释至250 mL，加热至近沸。趁热以浓度为0.05 mol·L－1的高锰酸钾标准液滴定过量的草酸钠，消耗高锰酸钾的体积为16.0 mL。
已知：MnO2＋C2O＋4H＋===Mn2＋＋2CO2↑＋2H2O
2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
回答下列问题：
(1)仪器A的名称为____________，该装置的作用是____________________________________。
(2)步骤Ⅰ中，判断反应结束的现象是___________________________________。
(3)步骤Ⅱ中加酸酸化，加的酸可以是______(填序号)。
①稀硫酸 ②盐酸
滤液放入冰水浴的原因是_______________________________________________________。
(4)滤渣2的主要成分为MnO(OH)2，请写出生成MnO(OH)2的离子方程式：_______________________________。
(5)用高锰酸钾标准液滴定时，滴定终点的现象是________________________，二氧化锰的纯度为________%。
解析：甲苯被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸盐，苯甲酸盐与酸反应得到苯甲酸。图示装置中球形冷凝管的目的是使甲苯冷凝回流，增大反应物的利用率，苯甲酸在三颈烧瓶中生成，由于苯甲酸在冷水中的溶解度较低，冰水浴有利于其析出。
(1)仪器A的名称为球形冷凝管，该装置的作用是：冷凝回流，增大反应物的利用率。
(2)甲苯密度比水小且难溶于水，为油状物，步骤Ⅰ中，甲苯完全反应，可以判断反应结束，故判断反应结束的现象是三颈烧瓶中无油状物。
(3)根据制备原理，苯甲酸盐与酸反应可得到苯甲酸晶体，盐酸和硫酸均可，故选①②；苯甲酸微溶于冷水，溶于热水，冷水浴的目的是降低苯甲酸的溶解度，使苯甲酸充分析出，提高产率。
(4)滤渣2的主要成分为MnO(OH)2，根据得失电子守恒，生成MnO(OH)2的离子方程式为：2MnO＋3SO＋3H2O===2MnO(OH)2 ↓＋3SO＋2OH－。
(5)草酸根能被酸性高锰酸钾氧化，用高锰酸钾标准液滴定时，滴定终点的现象是：当滴加最后半滴高锰酸钾标准液时，溶液变为浅紫红色，且半分钟内不褪色；草酸根一部分与二氧化锰反应，过量的草酸根与高锰酸根反应，故二氧化锰消耗的草酸根的物质的量为：(0.025×0.3－×0.05×0.016)mol，二氧化锰的纯度为：×100%＝95.7%。
答案：(1)球形冷凝管 冷凝回流，增大反应物的利用率
(2)三颈烧瓶中无油状物
(3)①② 降低苯甲酸的溶解度，使苯甲酸充分析出，提高产率
(4)2MnO＋3SO＋3H2O===2MnO(OH)2 ↓＋3SO＋2OH－
(5)当滴加最后半滴高锰酸钾标准液时，溶液变为浅紫红色，且半分钟内不褪色 95.7
考点2定量测定型综合实验
1．定量测定型实验题是将化学实验与化学计量有机地结合在一起测定物质化学组成与含量的探究性实验，是近年高考命题的热点题型。主要以一定物质的量浓度溶液的配制、中和滴定(包括滴定曲线)、中和热测定等为基础进行迁移，要求能预测或描述实验现象，分析或处理实验数据，得出合理结论。
2．实验中的定量分析与计算
(1)定量测定的常用分析方法
①沉淀法：先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。
②测气体体积法：对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。气体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定(二者体积值相等)，也可直接测量收集的气体体积。
a．直接测量法
ⅰ.测量前，可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体，且两管液面相平ⅱ.读数时先要等其恢复室温后，再调整量气装置使两侧液面相平，最后读数时要求视线与凹液面最低点相平
测量收集的气体体积时，应先将气体冷却至室温，再慢慢将量筒下移(或上移)，使量筒内外的液面高度相同，再读取体积
将一种反应物置于倒置的漏斗中，另一反应物置于水槽中，二者反应产生的气体的体积可以直接测量
用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时，球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积
直接测量固液反应产生的气体的体积，注意应恢复至室温后，再读取注射器中气体的体积(一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量)
b.间接测量法：通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积
③测量气体质量法
方法1 称量反应装置在放出气体前后的质量减小值
方法2 将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算
④滴定分析法：定量实验中的滴定方法包括酸碱中和滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定等，主要是根据滴定过程中标准溶液的消耗量来计算待测溶液的浓度。
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
返滴定法 第一步用的滴定剂是过量的，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
碘量法测定 碘量法是氧化还原滴定中应用较为广泛的一种方法。I2可作氧化剂，能被Sn2＋、H2S等还原剂还原；I－可作还原剂，能被IO、Cr2O、MnO等氧化剂氧化。碘量法分为直接碘量法和间接碘量法，直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法，在滴定过程中，I2被还原为I－；间接碘量法(又称滴定碘法)，它是利用I－的还原性与氧化性物质反应产生I2，I2遇淀粉溶液显蓝色，再加入Na2S2O3标准溶液与I2反应，滴定终点的现象为蓝色消失且半分钟内不变色，从而测出氧化性物质的含量。如：用间接碘量法测定混合气中ClO2的含量，有关的离子方程式为2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O和I2＋2S2O===2I－＋S4O，得关系式2ClO2～5I2～10S2O，然后根据已知条件进行计算
(2)定量测定中的相关计算
①常用的计算公式：n＝，n＝(标准状况下、气体)，n＝cV(aq)。
②常见的计算类型
a．物质的质量分数(或纯度)＝×100%
b．产品的产率＝×100%
c．物质的转化率＝×100%
d．物质组成的计算
③两种常用的计算方法
守恒法 中学化学计算中的一种常用方法，它包括元素守恒、电荷守恒、电子守恒。它们都是抓住有关变化的始态和终态，淡化中间过程，利用某种不变量(如①某原子、离子或原子团不变；②溶液中阴、阳离子所带电荷数相等；③氧化还原反应中得失电子数相等)建立关系式，从而达到简化过程、快速解题的目的
关系式法 表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，若第一步反应的产物，是下一步反应的反应物，可以根据化学方程式，将该物质作为“中介”，找出已知物质和所求物质之间量的关系
(3)确定物质组成的注意事项
①测定实验中要消除干扰气体
如用惰性气体将干扰气体排出，或用溶液吸收干扰气体等。
②测定实验中被测量气体要全部被测量
如可采取反应结束后继续向装置中通入惰性气体以使被测量气体全部被吸收剂吸收的方法。
③测定实验中的数据采集处理
a．称量固体质量时，托盘天平可估读到0.1 g，精确度要求高的实验中可以用分析天平或电子天平。
b．测量液体体积时，量筒可估读到0.1 mL，准确度要求高的定量实验如中和滴定中选用滴定管，可估读到0.01 mL。
c．气体除了量取外，还可以称量。称气体的质量时一般有两种方法：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前后的质量增大值。
d．用pH试纸(测得整数值)或pH计(精确到0.01)直接测出溶液的pH，经过计算可以得到溶液中H＋或OH－的物质的量浓度。
(4)定量测定实验的解题流程
例2.(2023·全国卷乙)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题：
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中，先________________，而后将已称重的U型管c、d与石英管连接，检查_________________________________。
依次点燃煤气灯________，进行实验。
(2)O2的作用有________________________________。CuO的作用是_______________________________(举1例，用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是______、______(填字母)。c和d中的试剂不可调换，理由是__________________________________。
A．CaCl2 B．NaCl C．碱石灰(CaO＋NaOH) D．Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后，应进行操作：______________________________________。取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.023 6 g，实验结束后，c管增重0.010 8 g，d管增重0.035 2 g。质谱测得该有机物的相对分子量为118，其分子式为________。
解析：(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中后，应先通入O2排出石英管中的空气，再将已称重的U型管c、d与石英管连接，以防止空气中含有的CO2和水蒸气对实验产生干扰，然后检查装置的气密性。为使有机物被充分氧化，应先点燃b处煤气灯使CuO红热，再点燃a处煤气灯使有机物燃烧。(2)O2可排出装置中空气，同时作为反应物氧化有机物使其生成CO2和H2O，还可以将生成的CO2和H2O赶入c和d装置中使其被完全吸收。有机物氧化不充分时会生成CO，而CuO可将CO氧化为CO2，从而使有机物中的C元素完全被氧化。(3)应先吸收有机物燃烧产生的水(用CaCl2吸收)，再吸收产生的CO2[用碱石灰(CaO＋NaOH)吸收]。因碱石灰能同时吸收水和CO2，故不能将c、d中的药品调换位置，否则无法测出H2O的质量。(4)样品反应完全后，装置内仍有残留的CO2和H2O，故应继续通入一段时间O2，将CO2和H2O赶入c、d装置中。(5)c管增重的0.010 8 g为H2O的质量，则n(H)＝2×＝0.001 2 mol；d管增重的0.035 2 g为CO2的质量，则n(C)＝＝0.000 8 mol；故样品中n(O)＝＝0.000 8 mol，则根据C、H、O元素的物质的量之比可知分子式为(C2H3O2)n，又因为该有机物的相对分子质量为118，所以n＝2，分子式是C4H6O4。
答案：(1)通入O2 装置的气密性 b、a (2)排出装置中空气，氧化有机物，将生成的CO2和H2O赶入c和d装置中完全吸收 CO＋CuOCO2＋Cu (3)A C 碱石灰会同时吸收水和CO2，若调换，则无法测出H2O的质量 (4)熄灭a处煤气灯，继续通入一段时间O2，然后熄灭b处煤气灯，待石英管冷却至室温，停止通入O2 (5)C4H6O4
【对点练】 2.(2024·九省新高考适应性考试)某实验小组对一种染料废水进行处理，获得Na2SO4并测定废水的总有机碳(总有机碳是指单位体积水样中溶解或悬浮的有机物碳元素质量总和，是水体评价的综合指标之一)。
实验步骤为：
①取100 mL废水(假定有机成分只有萘磺酸钠)，在35 ℃下加入等体积甲醇，充分混合后，冷却、过滤，得到固体A和滤液B。
②经检测，固体A主要成分为Na2SO4，并含有少量Na2SO3和萘磺酸钠；滤液B含2.3 g萘磺酸钠(C10H7O3NaS，M＝230 g·mol－1)。
③一定温度下，从滤液B中回收甲醇；再蒸发浓缩析出萘磺酸钠，过滤，得滤液C，向滤液C中加入适量的NaClO溶液去除少量的NH和NH3。
④按下图实验装置(部分装置略)对固体A进行处理，完全反应后Pt坩埚中固体为Na2SO4。
简化的操作过程：先检查装置气密性，再打开或关闭活塞1和活塞2，通入N2一段时间。再次打开或关闭活塞1和活塞2，改为通入O2，点燃煤气灯，一定时间后，停止加热，继续通O2一段时间。
回答下列问题：
(1)实验步骤①中加入甲醇的目的为__________________________________________。
(2)实验步骤③中回收甲醇的操作名称是________，去除NH3生成N2反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)通入N2的目的是____________________________________________________。
(4)酸性KMnO4溶液的作用是________________________________，试剂a是________。
(5)改为通入O2前，需________(填字母)。
A．打开活塞1 B．打开活塞2 C．关闭活塞1 D．关闭活塞2
(6)反应后U形管(含试剂)增重0.44 g，该废水总有机碳＝________mg·L－1(用科学计数法表示)。
解析：步骤④为对固体A进行处理，完全反应后Pt坩埚中固体为Na2SO4，先关闭活塞2，打开活塞1，通入一段时间的N2，以排出装置中的空气防止其影响废水中总有机碳含量的测量，然后再关闭活塞1，打开活塞2，通入O2，点燃煤气灯，一定时间后，停止加热继续通O2至固体A冷却，固体A中Na2SO3转化为Na2SO4，有机物燃烧，未完全燃烧产生的CO被CuO继续氧化，酸性高锰酸钾溶液为除去CO2中的SO2，品红溶液为检验SO2是否除干净，试剂a为浓硫酸，可以干燥CO2和防止空气中的CO2和水蒸气进入U形管，影响实验结果。(6)反应后U形管(含试剂)增重0.44 g，即固体A与O2反应放出的CO2的质量为0.44 g，即固体A中含有的C的质量为0.44 g×＝0.12 g，由题干信息可知，滤液B含2.3 g萘磺酸钠，该有机物中含有C的质量为×10×12 g/mol＝1.2 g，故该废水总有机碳＝＝1.32×104 mg·L－1。
答案：(1)使有机物充分溶解，减小Na2SO4等无机物在水中的溶解度，便于析出
(2)蒸馏 2NH3＋3ClO－===3Cl－＋N2＋3H2O
(3)排出装置中的空气，防止其影响废水中总有机碳含量的测量
(4)除去CO2中的SO2 浓硫酸 (5)BC (6)1.32×104
考点3 性质(或原理)探究型综合实验
1．性质(或原理)探究型实验题要求原理准确、步骤简捷、现象明显、结论易得。中学化学性质实验探究的主要角度有：物质氧化性和还原性强弱的判断、同周期(或同主族)元素性质的递变规律分析、电解质强弱的判断、物质酸性强弱的判断、钢铁发生电化学腐蚀的规律探究、热分解产物的性质探究等，试题综合性强，信息量大，覆盖面较广，旨在考查考生化学实验与探究的能力及科学探究与创新意识的核心素养。
2．性质探究实验的解题流程与答题规范
(1)寻求反应机理类探究型实验的解题流程
(2)文字表述题的各种答题规范
①液体体积测量中读数的答题关键
平视：视线与刻度线和凹液面最低处在同一水平线上
读数：液面最低点(最底端、最底部、最低处)与刻度线相切
②实验操作的原因、目的、作用的答题要点
操作：怎么“做”，为什么这样“做”
作用：须有明确的结论、判断、理由
③实验现象的准确、全面描述
答题要素 现象描述要全面：看到的、听到的、触摸到的、闻到的
现象描述要准确：如“A试管中……，B处有……”
按“现象＋结论”格式描述，忌现象结论不分、由理论推现象、指出具体生成物的名称
得分点及关键词 溶液：颜色由……变成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶液变浑浊，生成(产生)……沉淀，溶液发生倒吸，产生大量气泡(或有气体从溶液中逸出)，有液体溢出等
固体：表面产生大量气泡，逐渐溶解，体积逐渐变小，颜色由……变成……等
气体：生成……色(味)气体，气体由……色变成……色，先变……后……(加深、变浅、褪色)等
④试剂的作用的答题模板
答题要素 试剂的作用是什么？要达到的目的是什么
得分点及关键词 作用类：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要准确
作用—目的类：作用是……，目的是……，回答要准确全面
例3.(2023·北京高考)资料显示，I2可以将Cu氧化为Cu2＋。某小组同学设计实验探究Cu被I2氧化的产物及铜元素的价态。
已知：I2易溶于KI溶液，发生反应I2＋I－ I(红棕色)；I2和I氧化性几乎相同。
将等体积的KI溶液加入到m mol铜粉和n mol I2(n>m)的固体混合物中，振荡。
实验记录如下：
c(KI) 实验现象
实验Ⅰ 0.01 mol/L 极少量I2溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色
实验Ⅱ 0.1 mol/L 部分I2溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色
实验Ⅲ 4 mol/L I2完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液为深红棕色
(1)初始阶段，Cu被氧化的反应速率：实验Ⅰ________(填“>”“<”或“＝”)实验Ⅱ。
(2)实验Ⅲ所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有[Cu(H2O)4]2＋(蓝色)或[CuI2]－(无色)，进行以下实验探究：
步骤a.取实验Ⅲ的深红棕色溶液，加入CCl4，多次萃取、分液。
步骤b.取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。
ⅰ.步骤a的目的是______________________________________________________。
ⅱ.查阅资料，2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，[Cu(NH3)2]＋(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤b的溶液中发生的变化：__________________________________________________________。
(3)结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是________________________________________________________________________。
分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体，洗涤后得到白色沉淀，加入浓KI溶液，__________________________(填实验现象)，观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是____________________________。
(4)上述实验结果，I2仅将Cu氧化为＋1价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验，证实了I2能将Cu氧化为Cu2＋。装置如图所示，a、b分别是_________________________________________________________。
(5)运用氧化还原反应规律，分析在上述实验中Cu被I2氧化的产物中价态不同的原因：
________________________________________________________________________。
解析：因I2溶解度较小，Cu与I2接触不充分，将I2转化为I可以提高Cu与I的接触面积，提高反应速率。加入CCl4，I2＋I－ I平衡逆向移动，I2浓度减小，I－浓度增加，[CuI2]－浓度增加，加入氨水后转化为[Cu(NH3)2]＋，被氧化为[Cu(NH3)4]2＋，故而产生无色溶液变为蓝色溶液的现象。
(1)提高KI浓度，便于提高I的浓度，I与Cu接触更加充分，Cu与I的反应速率加快，故实验Ⅰ<实验Ⅱ。
(2)加入CCl4，I2＋I－ I平衡逆向移动，I2浓度减小，I－浓度增加，其目的为：除去I，防止干扰后续实验。加入浓氨水后[CuI2]－转化为[Cu(NH3)2]＋，无色的[Cu(NH3)2]＋被氧化为蓝色的[Cu(NH3)4]2＋，方程式为[CuI2]－＋2NH3·H2O===[Cu(NH3)2]＋＋2H2O＋2I－、4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O 。
(4)要验证I2能将Cu氧化为Cu2＋，需设计原电池负极材料为Cu，但I2在水中溶解度很小，I2的氧化性和I几乎相同，则b为含n mol I2的4 mol·L－1的KI溶液。
(5)在原电池装置中，I2能将Cu氧化为Cu2＋；而在实验Ⅰ、实验Ⅱ和实验Ⅲ中Cu以Cu＋形式存在，这是由于在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu＋可以进一步与I－结合生成CuI沉淀或[CuI2]－，Cu＋浓度减小使得Cu2＋氧化性增强，发生反应2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2和2Cu2＋＋6I－===2[CuI2]－＋I2。
答案：(1)<
(2)除去I，防止干扰后续实验 [CuI2]－＋2NH3·H2O===[Cu(NH3)2]＋＋2H2O＋2I－、4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O
(3)2Cu＋I2===2CuI(或2Cu＋KI3===2CuI＋KI) 白色沉淀逐渐溶解，溶液变为无色 铜与碘的反应为可逆反应(或I浓度小，未能氧化全部的Cu)
(4)铜、含n mol I2的4 mol·L－1的KI溶液
(5)在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu＋可以进一步与I－结合生成CuI沉淀或[CuI2]－，Cu＋浓度减小使得Cu2＋氧化性增强，发生反应2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2和2Cu2＋＋6I－===2[CuI2]－＋I2
【对点练】 3.某课外小组探究Cu(Ⅱ)盐与Na2S2O3溶液的反应。
[查阅资料]
i．2S2O＋Cu2＋ [Cu(S2O3)2]2－(绿色)
2S2O＋Cu＋ [Cu(S2O3)2]3－(无色)；
ii.2NH3＋Cu＋ [Cu(NH3)2]＋(无色)，[Cu(NH3)2]＋遇空气容易被氧化成[Cu(NH3)4]2＋(蓝色)；
iii.S2O易被氧化为S4O或SO。
[猜想假设]
同学们根据资料认为Cu(Ⅱ)盐与Na2S2O3可能会发生两种反应。
假设1：Cu2＋与S2O在溶液中发生络合反应生成[Cu(S2O3)2]2－；
假设2：Cu(Ⅱ)有____________性，与S2O在溶液中发生氧化还原反应。
[实验操作及现象分析]
实验一：探究CuSO4与Na2S2O3溶液的反应。
实验操作 实验序号 V1/mL V2/mL 逐滴加入Na2S2O3溶液时的实验现象
a 1.5 0.5 溶液逐渐变为绿色，静置无变化
b 1.0 1.0 溶液先变为绿色，后逐渐变成浅绿色，静置无变化
c 0 2.0 溶液先变为绿色，后逐渐变浅至无色，静置无变化
(1)根据实验a的现象可推测溶液中生成的含Cu微粒是____________(填化学符号)。
(2)甲同学认为实验一能证明假设2成立，他的理由是___________________________________。
实验二：探究CuCl2与Na2S2O3溶液的反应。
(3)乙同学利用已知资料进一步确证了实验二的无色溶液中存在Cu(Ⅰ)。他的实验方案是：取少量无色溶液，______________________________________________________。
(4)经检验白色沉淀为CuCl，从化学平衡的角度解释继续加Na2S2O3溶液后CuCl沉淀溶解的原因：
__________________________________________________________。
(5)经检验氧化产物以S4O形式存在。写出Cu2＋与S2O发生氧化还原反应得到无色溶液的离子方程式：
____________________________________________________________。
[获得结论]
综合以上实验，同学们认为Cu(Ⅱ)盐与Na2S2O3在液中的反应与多种因素有关，得到实验结论：
①随n(S2O)∶n(Cu2＋)的增大，________________________________________；
②____________________________________________________________。
解析：(1)结合资料i.2S2O＋Cu2＋ [Cu(S2O3)2]2－(绿色)，根据实验a的现象为溶液逐渐变为绿色，静置无变化，可推测溶液中生成的含Cu微粒是[Cu(S2O3)2]2－。
(3)结合资料ii.2NH3＋Cu＋ [Cu(NH3)2]＋(无色)，[Cu(NH3)2]＋遇空气容易被氧化成[Cu(NH3)4]2＋(蓝色)，无色溶液中存在Cu(Ⅰ)，加入氨水，可先呈现无色，后变为蓝色。
答案：氧化 (1)[Cu(S2O3)2]2－ (2)实验b中，溶液先变为绿色，后逐渐变成浅绿色，说明先发生络合反应之后又发生氧化还原反应(或实验a到实验c，最终溶液颜色逐渐变浅，说明发生了氧化还原反应) (3)向其中滴加氨水，放置在空气中，若溶液变为蓝色，则说明含Cu(Ⅰ)
(4)CuCl(s) Cu＋(aq)＋Cl－(aq)，滴加Na2S2O3溶液后，2S2O＋Cu＋ [Cu(S2O3)2]3－，c(Cu＋)浓度降低，使平衡正向移动，沉淀溶解
(5)2Cu2＋＋6S2O===2[Cu(S2O3)2]3－＋S4O ①二者发生络合反应的趋势减弱，发生氧化还原反应的趋势增强 ②Cu(Ⅱ)盐的阴离子为Cl－时能增大Cu2＋和S2O发生氧化还原反应的趋势
高考真题
1．(2024·河北卷，15，15分)市售的溴(纯度99%)中含有少量的Cl2和I2，某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理，设计实验制备高纯度的溴。回答下列问题：
(1)装置如图(夹持装置等略)，将市售的溴滴入盛有浓CaBr2溶液的B中，水浴加热至不再有红棕色液体馏出。仪器C的名称为_________；CaBr2溶液的作用为______________________；D中发生的主要反应的化学方程式为_________________________________________。
(2)将D中溶液转移至____________________(填仪器名称)中，边加热边向其中滴加酸化的KMnO4 溶液至出现红棕色气体，继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成I2的离子方程式为_________________________。
(3)利用图示相同装置，将R和K2Cr2O7 固体混合均匀放入B中，D中加入冷的蒸馏水。由A向B中滴加适量浓H2SO4，水浴加热蒸馏。然后将D中的液体分液、干燥、蒸馏，得到高纯度的溴。D中蒸馏水的作用为____________________和____________________。
(4)为保证溴的纯度，步骤(3)中K2Cr2O7 固体的用量按理论所需量的计算，若固体R质量为m克(以计)，则需称取_______ g K2Cr2O7 (M=294 g·molˉ1) (用含m的代数式表示)。
(5)本实验所用钾盐试剂均经重结晶的方法纯化。其中趁热过滤的具体操作为漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，转移溶液时用____________________，滤液沿烧杯壁流下。
答案：(1)①直形冷凝管 ②除去市售的溴中少量的Cl2
③Br2+K2C2O42KBr+2CO2↑
(2)①蒸发皿 ②2MnO4-+10I-+16H+Mn2++5I2+8H2O
(3)①液封 ②降低温度
(4) 0.31m
(5)玻璃棒引流，玻璃棒下端靠在三层滤纸处
解析：市售的溴(纯度99%)中含有少量的Cl2和I2，实验利用氧化还原反应原理制备高纯度的溴，市售的溴滴入盛有浓CaBr2溶液中，Cl2可与CaBr2发生氧化还原反应而除去，I2与Br2一起蒸馏入草酸钾溶液中，并被草酸钾还原为I-、Br-，并向溶液中滴加高锰酸钾溶液氧化I-，加热蒸干得KBr固体，将KBr固体和K2Cr2O7固体混合均匀加入冷的蒸馏水，同时滴加适量浓H2SO4，水浴加热蒸馏，得到的液体分液、干燥、蒸馏，可得高纯度的溴。(1)仪器C为直形冷凝管，用于冷凝蒸气；市售的溴中含有少量的Cl2，Cl2可与CaBr2发生氧化还原反应而除去；水浴加热时，Br2、I2蒸发进入装置D中，分别与K2C2O4发生氧化还原反应，Br2+K2C2O42KBr+2CO2↑、I2+K2C2O42KI+2CO2↑，由于Br2为进入D的主要物质，故主要反应的化学方程式为Br2+K2C2O42KBr+2CO2↑；(2)将D中溶液转移至蒸发皿中，边加热边向其中滴加酸化的KMnO4 溶液至出现红棕色气体(Br2)，即说明KMnO4 已将KI全部氧化，发生反应的离子方程式为2MnO4-+10I-+16H+Mn2++5I2+8H2O；KBr几乎未被氧化，继续加热将溶液蒸干所得固体R的主要成分为KBr；(3)密度Br2＞H2O，D中冷的蒸馏水起到液封的作用，同时冷的蒸馏水温度较低，均可减少溴的挥发；(4)m克KBr固体的物质的量为，根据转移电子相等可得关系式6KBr~6e-~ K2Cr2O7，则理论上需要K2Cr2O7 的物质的量为，实际所需称取K2Cr2O7 的质量为；(5)趁热过滤的具体操作：漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，转移溶液时用玻璃棒引流，玻璃棒下端靠在三层滤纸处，滤液沿烧杯壁流下。
2．(2024·浙江1月卷，20，10分)H2S可用于合成光电材料。某兴趣小组用与MgCl2反应制备液态H2S，实验装置如图，反应方程式为：CaS+MgCl2+2H2O= Ca Cl2+ Mg(OH)2+H2S↑。
已知：①H2S的沸点是，有毒：
②装置A内产生的H2S气体中含有酸性气体杂质。
请回答：
(1)仪器X的名称是 _____________ 。
(2)完善虚框内的装置排序：A→B→ →F+G
(3)下列干燥剂，可用于装置C中的是_______。
A．氢氧化钾 B．五氧化二磷 C．氯化钙 D．碱石灰
(4)装置G中汞的两个作用是：①平衡气压：② _____________ 。
(5)下列说法正确的是_______。
A．该实验操作须在通风橱中进行
B．装置D的主要作用是预冷却H2S
C．加入的MgCl2固体，可使MgCl2溶液保持饱和，有利于平稳持续产生H2S
D．该实验产生的尾气可用硝酸吸收
(6)取0.680g H2S产品，与足量CuSO4溶液充分反应后，将生成的CuS置于已恒重、质量为31.230 g的坩埚中，煅烧生成CuO，恒重后总质量为32.814 g。产品的纯度为 。
答案：(1)圆底烧瓶 (2)E→C→D (3)BC (4)液封 (5)ABC (6)99%
解析：A作为H2S的发生装置，由于不能骤冷，所以D、E都是冷却H2S的装置，C装置干燥H2S，F冷却并收集H2S，G作为平衡气压和尾气处理装置。(1)仪器X的名称是圆底烧瓶；(2)制备气体的装置包括发生装置，除杂装置，收集装置和尾气处理，由于不能骤冷，要逐步冷却，所以B连E，E连C，C连D，D连F；(3)H2S是酸性气体，不可以用碱性干燥剂，所以不可以用氢氧化钾和碱石灰，故选BC；(4)装置G中汞的两个作用是：①平衡气压：②液封；(5)A项，H2S有毒，该实验操作须在通风橱中进行，故A正确；B项，气体不能骤冷，装置D的主要作用是预冷却H2S，故B正确；C项，加入的MgCl2固体，可使MgCl2溶液保持饱和，有利于平稳持续产生H2S，故C正确；D项，该实验产生的尾气不可用硝酸吸收，硝酸的氧化性虽然可以把H2S氧化为S单质，但是稀硝酸产生的NO或者浓硝酸产生的NO2，会污染空气，故D错误；故选ABC。(6)根据铜守恒，氧化铜的质量为32.814 g-31.230 g=1.584g，则氧化铜物质的量为0.0198mol，，硫化铜物质的量为0.0198mol，则H2S物质的量为0.0198mol，H2S的质量为0.6732g，产品纯度为。
3．(2024·甘肃卷，16)某兴趣小组设计了利用MnO2和H2SO3生成MnS2O6，再与Na2CO3反应制备Na2S2O6·2H2O的方案：
(1)采用下图所示装置制备SO2，仪器a的名称为 ；步骤I中采用冰水浴是为了 _____________ ；
(2)步骤Ⅱ应分数次加入MnO2，原因是 _______________________________________ ；
(3)步骤Ⅲ滴加饱和Ba(OH)2溶液的目的是 _______________________________________ ；
(4)步骤Ⅳ生成MnCO3沉淀，判断已沉淀完全的操作是 __________________；
(5)将步骤Ⅴ中正确操作或现象的标号填入相应括号中 。
A．蒸发皿中出现少量晶体 B．使用漏斗趁热过滤 C．利用蒸发皿余热使溶液蒸干
D．用玻璃棒不断搅拌 E．等待蒸发皿冷却
答案：(1)恒压滴液漏斗 增大SO2的溶解度、增大H2SO3的浓度，同时为步骤Ⅱ提供低温
(2)防止过多的MnO2与H2SO3反应生成MnSO4，同时防止反应太快、放热太多、不利于控制温度低于10℃
(3)除去过量的SO2(或H2SO3)
(4)静置，向上层清液中继续滴加几滴饱和Na2CO3溶液，若不再产生沉淀，说明Mn2+已沉淀完全
(5)D、A、E
解析：步骤Ⅱ中MnO2与H2SO3在低于10℃时反应生成MnS2O6，反应的化学方程式为MnO2+2H2SO3=MnS2O6+2H2O，步骤Ⅲ中滴加饱和Ba(OH)2除去过量的SO2(或H2SO3)，步骤Ⅳ中滴入饱和Na2CO3溶液发生反应MnS2O6+Na2CO3=MnCO3↓+Na2S2O6，经过滤得到Na2S2O6溶液，步骤Ⅴ中Na2S2O6溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到Na2S2O6 2H2O。(1)根据仪器a的特点知，仪器a为恒压滴液漏斗；步骤Ⅰ中采用冰水浴是为了增大SO2的溶解度、增大H2SO3的浓度，同时为步骤Ⅱ提供低温；(2)由于MnO2具有氧化性、SO2(或H2SO3)具有还原性，步骤Ⅱ应分数次加入MnO2，原因是：防止过多的MnO2与H2SO3反应生成MnSO4，同时防止反应太快、放热太多、不利于控制温度低于10℃；(3)步骤Ⅲ中滴加饱和Ba(OH)2溶液的目的是除去过量的SO2(或H2SO3)，防止后续反应中SO2与Na2CO3溶液反应，增加饱和Na2CO3溶液的用量、并使产品中混有杂质；(4)步骤Ⅳ中生成MnCO3沉淀，判断Mn2+已沉淀完全的操作是：静置，向上层清液中继续滴加几滴饱和Na2CO3溶液，若不再产生沉淀，说明Mn2+已沉淀完全；(5)步骤Ⅴ的正确操作或现象为：将滤液倒入蒸发皿中→用酒精灯加热→用玻璃棒不断搅拌→蒸发皿中出现少量晶体→停止加热→等待蒸发皿冷却→过滤、洗涤、干燥得到Na2S2O6 2H2O，依次填入D、A、E。
4．(2024·湖南卷，15，3分)亚铜配合物广泛用作催化剂。实验室制备[Cu(CH3CN)4]ClO4的反应原理如下：Cu(ClO4)2·6H2O+Cu+8CH3CN=2[Cu(CH3CN)4]ClO4+6H2O
实验步骤如下：
分别称取3.71g Cu(ClO4)2·6H2O和0.76gCu粉置于乙腈(CH3CN)中应，回流装置图和蒸馏装置图(加热、夹持等装置略)如下：
已知：①乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂；
②相关物质的信息如下：
化合物 [Cu(CH3CN)4]ClO4 Cu(ClO4)2·6H2O
相对分子质量 327.5 371
在乙腈中颜色 无色 蓝色
回答下列问题：
(1)下列与实验有关的图标表示排风的是 (填标号)；
A． B． C． D． E．
(2)装置Ⅰ中仪器M的名称为 ；
(3)装置Ⅰ中反应完全的现象是 ；
(4)装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是 ；
(5) [Cu(CH3CN)4]ClO4不能由步骤c直接获得，而是先蒸馏至接近饱和，再经步骤d冷却结晶获得。这样处理的目的是
(6)为了使母液中的[Cu(CH3CN)4]ClO4结晶，步骤e中向母液中加入的最佳溶剂是 (填标号)；
A．水 B．乙醇 C．乙醚
(7)合并步骤d和e所得的产物，总质量为5.32g，则总收率为 (用百分数表示，保留一位小数)。
答案：(1)D
(2)球形冷凝管
(3)溶液蓝色褪去变为无色
(4)排出装置内空气，防止制备的产品被氧化
(5)冷却过程中降低[Cu(CH3CN)4]ClO4在水中的溶解度
(6)B
(7)81.2%
解析：将Cu(ClO4)2·6H2O和Cu粉以及乙腈(CH3CN)加入两颈烧瓶中，经水浴加热并回流进行充分反应，反应结束后过滤除去未反应完全的Cu，然后利用乙腈的挥发性进行蒸馏除去乙腈，将剩余溶液进行冷却结晶分离出[Cu(CH3CN)4]ClO4。(1)表示需佩戴护目镜，表示当心火灾，表示注意烫伤，表示排风，表示必须洗手，故选D。(2)装置Ⅰ中仪器M的名称为球形冷凝管。(3) Cu(ClO4)2·6H2O在乙腈中为蓝色，[Cu(CH3CN)4]ClO4在乙腈中为无色，因此装置Ⅰ中反应完全的现象是溶液蓝色褪去变为无色，可证明Cu(ClO4)2·6H2O已充分反应完全。(4)由于制备的[Cu(CH3CN)4]ClO4中Cu元素为+1价，具有较强的还原性，容易被空气中氧气氧化，因此装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是排出装置内空气，防止制备的产品被氧化。(5) [Cu(CH3CN)4]ClO4为离子化合物，具有强极性，在水中溶解度较大，在温度较高的环境下蒸馏难以分离，若直接将水蒸干难以获得晶体状固体，因此需先蒸馏至接近饱和，再经步骤d冷却结晶，从而获得晶体。(6)为了使母液中的[Cu(CH3CN)4]ClO4结晶，可向母液中加入极性较小的溶剂，与水混溶的同时扩大与[Cu(CH3CN)4]ClO4的极性差，进而使[Cu(CH3CN)4]ClO4析出，因此可选用的溶剂为乙醇，故选B。(7) 3.71g Cu(ClO4)2·6H2O的物质的量为，理论制得[Cu(CH3CN)4]ClO4的质量为，总收率为。
5．(2024·辽吉黑卷，17，14分)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化，设计实验方案如下：
I．向50 mL烧瓶中分别加入5.7 mL乙酸(100mmol)、8.8 mL乙醇(150mmol)、1.4 g NaHSO4固体及4~6滴甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
II．加热回流50 min后，反应液由蓝色变为紫色，变色硅胶由蓝色变为粉红色，停止加热。
III．冷却后，向烧瓶中缓慢加入饱和Na2CO3溶液至无CO2逸出，分离出有机相。
IV．洗涤有机相后，加入无水MgSO4，过滤。
V．蒸馏滤液，收集73~78℃馏分，得无色液体6.60 g，色谱检测纯度为98.0%。
回答下列问题：
(1) NaHSO4在反应中起__________作用，用其代替浓H2SO4的优点是________________(答出一条即可)。
(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水，除指示反应进程外，还可_________________________________________________。
(3)使用小孔冷凝柱承载，而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是_______(填标号)。
A．无需分离 B．增大该反应平衡常数
C．起到沸石作用，防止暴沸 D．不影响甲基紫指示反应进程
(4)下列仪器中，分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是__________(填名称)。
(5)该实验乙酸乙酯的产率为__________(精确至0.1%)。
(6)若改用C2H518OH作为反应物进行反应，质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为_______(精确至1)。
答案：(1) 催化剂 无有毒气体二氧化硫产生
(2)吸收生成的水，使平衡正向移动，提高乙酸乙酯的产率
(3)AD (4)分液漏斗 (5)73.5% (6)90
解析：乙酸与过量乙醇在一定温度下、硫酸氢钠作催化剂、甲基紫的乙醇溶液和变色硅胶作指示剂的条件下反应制取乙酸乙酯，用饱和碳酸钠溶液除去其中的乙酸至无二氧化碳逸出，分离出有机相、洗涤、加无水硫酸镁后过滤，滤液蒸馏时收集73~78℃馏分，得纯度为98.0%的乙酸乙酯6.60 g。(1)该实验可实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化，用浓H2SO4时，浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂，所以NaHSO4在反应中起催化剂作用；浓硫酸还具有强氧化性和脱水性，用浓H2SO4在加热条件下反应时，可能发生副反应，且浓硫酸的还原产物二氧化硫有毒气体，所以用其代替浓H2SO4的优点是副产物少，可绿色制备乙酸乙酯，无有毒气体二氧化硫产生；(2)变色硅胶吸水，除指示反应进程外，还可吸收加热时生成的水，使平衡正向移动，提高乙酸乙酯的产率；(3)A项，若向反应液中直接加入变色硅胶，则反应后需要过滤出硅胶，而使用小孔冷凝柱承载则无需分离，A正确；B项，反应的平衡常数只与温度有关，使用小孔冷凝柱承载不能增大该反应平衡常数，B错误；C项，小孔冷凝柱承载并没有投入溶液中，不能起到沸石作用，不能防止暴沸，C错误；D项，由题中“反应液由蓝色变为紫色，变色硅胶由蓝色变为粉红色，停止加热”可知，若向反应液中直接加入变色硅胶，则变色硅胶由蓝色变为粉红色，会影响观察反应液由蓝色变为紫色，所以使用小孔冷凝柱承载不影响甲基紫指示反应进程，D正确；故选AD；(4)容量瓶用于配制一定物质的量浓度的溶液，分离有机相和洗涤有机相不需要容量瓶；漏斗用于固液分离，分离有机相和洗涤有机相不需要漏斗；分离液态有机相和洗涤液态有机相也不需要洗气瓶；分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是分液漏斗；(5)由反应CH3COOH+CH3CH2OHeq \o(,\s\up7(浓H2SO4),\s\do6(△))CH3COOCH2CH3+H2O可知，100 mmol乙酸与150mmol乙醇反应时，理论上可获得的乙酸乙酯的质量为0.1mol×88g/mol=8.8g，则该实验乙酸乙酯的产率为；(6)若改用C2H518OH作为反应物进行反应，则因为CH3COOH+CH3CH218OHeq \o(,\s\up7(浓H2SO4),\s\do6(△))CH3CO18OCH2CH3+H2O，生成的乙酸乙酯的摩尔质量为90g/mol，所以质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为90。
6．(2024·全国新课标卷，9，15分)吡咯类化合物在导电聚合物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应用。一种合成1-(4-甲氧基苯基)-2，5-二甲基吡咯(用吡咯X表示)反应和方法如下：
实验装置如图所示，将100 mmol己-2，5-二酮(熔点：-5.5℃，密度：)与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点：57℃)放入①中，搅拌。
待反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体。加热至65℃，至固体溶解，加入脱色剂，回流20 min，趁热过滤。滤液静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析出。经过滤、洗涤、干燥得到产品。
回答下列问题：
(1)量取己-2，5-二酮应使用的仪器为_______(填名称)。
(2)仪器①用铁夹固定在③上，③的名称是_______________；仪器②的名称是________________。
(3)“搅拌”的作用是_______________________________。
(4)“加热”方式为___________________。
(5)使用的“脱色剂”是_______________________。
(6)“趁热过滤”的目的是_______________________________；用___________洗涤白色固体。
(7)若需进一步提纯产品，可采用的方法是___________________________________________。
答案：(1)酸式滴定管
(2) ①铁架台 ②球形冷凝管
(3)使固液充分接触，加快反应速率
(4)水浴加热 (5)活性炭
(6)①防止产品结晶损失，提高产率 ②50%的乙醇溶液
(7)重结晶
解析：将100 mmol己-2，5-二酮(熔点：-5.5℃，密度：0.737 g· cm-3)与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点：57℃)放入两颈烧瓶中，利用球形冷凝管进行冷凝回流提高原料利用率，通过搅拌来提高反应速率，反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体(即含杂质的产品)，加热至65℃，至固体溶解，加入脱色剂(脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体，如：活性炭)，回流20min，趁热过滤，使产品尽可能多地进入滤液，滤液静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析出，经过滤、洗涤、干燥得到产品。(1)己-2，5-二酮的摩尔质量为114 g·molˉ1，根据题中所给数据可知，所需己-2，5-二酮的体积为，又因为酮类对橡胶有腐蚀性，所以选用酸式滴定管。(2)③为铁架台；仪器②用于冷凝回流，为球形冷凝管。(3)己-2，5-二酮的熔点为-5.5℃，常温下为液体，4-甲氧基苯胺的熔点为57℃，常温下为固体，搅拌可使固液反应物充分接触，加快反应速率。(4)由题给信息“加热至65℃”可知，应用水浴加热，这样便于控制温度，且受热更均匀。(5)“脱色剂”的作用是吸附反应过程中产生的有色物质，结合题中信息，加入脱色剂后回流，趁热过滤，保留滤液，即脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体，所以可以选用活性炭作脱色剂。(6)由题给信息可知，产品吡咯X为白色固体，加热至65℃可溶解在50%的乙醇溶液中，所以需趁热过滤，使产品尽可能多地进入滤液，防止产品结晶损失，提高产率；由加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体(即含杂质的产品)可知，常温下产品不溶于50%的乙醇溶液，所以为减少溶解损失，洗涤时可用50%的乙醇溶液。(7)由产品的分离提纯过程可知，若需进一步提纯，可采用的方法为重结晶。
7．(2024·浙江6月卷，20，10分)某小组采用如下实验流程制备AlI3：
已知：AlI3是一种无色晶体，吸湿性极强，可溶于热的正己烷，在空气中受热易被氧化。
请回答：
(1)如图为步骤I的实验装置图(夹持仪器和尾气处理装置已省略)，图中仪器A的名称是 ，判断步骤I反应结束的实验现象是 。
(2)下列做法不正确的是_______。
A．步骤I中，反应物和溶剂在使用前除水
B．步骤I中，若控温加热器发生故障，改用酒精灯(配石棉网)加热
C．步骤Ⅲ中，在通风橱中浓缩至蒸发皿内出现晶膜
D．步骤Ⅳ中，使用冷的正己烷洗涤
(3)所得粗产品呈浅棕黄色，小组成员认为其中混有碘单质，请设计实验方案验证 。
(4)纯化与分析：对粗产品纯化处理后得到产品，再采用银量法测定产品中含量以确定纯度。滴定原理为：先用过量AgNO3标准溶液沉淀I-，再以NH4SCN标准溶液回滴剩余的Ag+。已知：
难溶电解质 AgI(黄色) AgSCN (白色) Ag2CrO4 (红色)
溶度积常数Ksp 8.5×10-17 1.0×10-12 1.1×10-12
①从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤：
称取产品，用少量稀酸A溶解后转移至容量瓶，加水定容得待测溶液。取滴定管检漏、水洗→_______→装液、赶气泡、调液面、读数→用移液管准确移取待测溶液加入锥形瓶→_______→_______→加入稀酸B→用1.00×10-2mol·L-1NH4SCN标准溶液滴定→_______→读数。
a．润洗，从滴定管尖嘴放出液体
b．润洗，从滴定管上口倒出液体
c．滴加指示剂K2CrO4溶液
d．滴加指示剂硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]溶液
e．准确移取25.00mL4.00×10-2mol·L-1AgNO3标准溶液加入锥形瓶
f．滴定至溶液呈浅红色
g．滴定至沉淀变白色
②加入稀酸B的作用是 。
③三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60mL，则产品纯度为 。[M(AlI3)=408 g·molˉ1]
答案：(1) 球形冷凝管 溶液由紫红色恰好变为无色(或溶液褪为无色)
(2)BC
(3)取少量粗产品置于少量冷的正己烷中充分搅拌，静置后，取少量上层清液，向其中滴加淀粉溶液，观察液体是否变蓝，若变蓝则其中混有碘单质，否则没有
(4) a e d f 抑制Fe3+发生水解反应，保证滴定终点的准确判断 99.20%
解析：由流程信息可知，铝、碘和正己烷一起加热回流时，铝和碘发生反应生成AlI3，过滤后滤液经浓缩、结晶、过滤、洗涤、干燥后得到粗产品。(1)由实验装置图中仪器的结构可知，图中仪器A的名称是球形冷凝管，其用于冷凝回流；碘溶于正己烷使溶液显紫红色，AlI3是无色晶体，当碘反应完全后，溶液变为无色，因此，判断步骤I反应结束的实验现象是：溶液由紫红色恰好变为无色(或溶液褪为无色)。(2)A项，AlI3吸湿性极强，因此在步骤I中，反应物和溶剂在使用前必须除水，A正确；B项，使用到易烯的有机溶剂时，禁止使用明火加热，因此在步骤I中，若控温加热器发生故障，不能改用酒精灯(配石棉网)加热，B不正确；C项，AlI3在空气中受热易被氧化，因此在步骤Ⅲ中蒸发浓缩时，要注意使用有保护气(如持续通入氮气的蒸馏烧瓶等)的装置中进行，不能直接在蒸发皿浓缩，C不正确；D项，AlI3在空气中受热易被氧化、可溶于热的正己烷因此，为了减少溶解损失，在步骤Ⅳ中要使用冷的正己烷洗涤，D正确；故BC。(3)碘易溶于正己烷，而AlI3可溶于热的正己烷、不易溶于冷的正己烷，因此，可以取少量粗产品置于少量冷的正己烷中充分搅拌，静置后，取少量上层清液，向其中滴加淀粉溶液，观察液体是否变蓝，若变蓝则其中混有碘单质，否则没有。(4)①润洗时，滴定管尖嘴部分也需要润洗；先加25.00mL待测溶液，后加25.00mL4.00×10-2mol·L-1AgNO3标准溶液，两者充分分反应后，剩余的Ag+浓度较小，然后滴加指示剂硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]溶液作指示剂，可以防止生成Ag2SO4沉淀； Ag2CrO4的溶度积常数与AgSCN非常接近，因此，K2CrO4溶液不能用作指示剂，应该选用[NH4Fe(SO4)2]溶液，其中的Fe3+可以与过量的半滴[NH4Fe(SO4)2]溶液中的SCN-反应生成溶液呈红色的配合物，故滴定至溶液呈浅红色；综上所述，需要补全的操作步骤依次是：a e d f。②Fe3+和Al3+均易发生水解，[NH4Fe(SO4)2]溶液中含有Fe3+，为防止影响滴定终点的判断，必须抑制其发生水解，因此加入稀酸B的作用是：抑制Fe3+发生水解反应，保证滴定终点的准确判断。③由滴定步骤可知，25.00mL4.00×10-2mol·L-1AgNO3标准溶液分别与AlI3溶液中的I-、1.00×10-2mol·L-1NH4SCN标准溶液中的SCN-发生反应生成AgI和AgSCN；由Ag+守恒可知，，则；三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60mL，则=，由I守恒可知，因此，产品纯度为。
8．(2024·湖北卷，18，14分)学习小组为探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相关性质，室温下进行了实验I~Ⅳ。
实验I 实验Ⅱ 实验Ⅲ
无明显变化 溶液变为红色，伴有气泡产生 溶液变为墨绿色，并持续产生能使带火星木条复燃的气体
已知：[Co(H2O)6]2+为粉红色、[Co(H2O)6]3+为蓝色、[Co(CO3)2]2-为红色、[Co(CO3)2]3-为墨绿色。回答下列问题：
(1)配制1.00mol·L-1的CoSO4溶液，需要用到下列仪器中的 (填标号)。
a． b． c． d．
(2)实验I表明[Co(H2O)6]2+ (填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中HCO3-大大过量的原因是 。实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)2]3-能催化H2O2的分解，写出H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式 、 。
(3)实验I表明，反应2[Co(H2O)6]2++H2O2+2H+2[Co(H2O)6]3++2H2O难以正向进行，利用化学平衡移动原理，分析Co3+、Co2+分别与CO32-配位后，正向反应能够进行的原因 。
实验Ⅳ：
(4)实验Ⅳ中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体；B到C溶液变为粉红色，并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为 、 。
答案：(1)bc
(2)不能 HCO3-与Co2+按物质的量之比4：1发生反应4HCO3- +Co2+=[Co(CO3)2]2-+2CO2↑+2H2O，实验中HCO3-与Co2+的物质的量之比为32：3 10HCO3- +2Co2++H2O2=2[Co(CO3)3]3- +4CO2↑+6H2O 2H2O22H2O+O2↑
(3)实验Ⅲ的现象表明，Co3+、Co2+分别与CO32-配位时，[Co(H2O)6]3+更易与CO32-反应生成[Co(CO3)2]3- (该反应为快反应)，导致[Co(H2O)6]2+几乎不能转化为[Co(CO3)2]2-，这样使得[Co(H2O)6]3+的浓度减小的幅度远远大于[Co(H2O)6]2+减小的幅度，根据化学平衡移动原理，减小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动，因此，上述反应能够正向进行
(4) CO2 O2
解析：本题探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相关性质。实验Ⅰ中无明显变化，证明[Co(H2O)6]2+不能催化H2O2的分解；实验Ⅱ中溶液变为红色，证明[Co(H2O)6]2+易转化为[Co(CO3)2]2-；实验Ⅲ中溶液变为墨绿色，说明[Co(H2O)6]3+更易与CO32-反应生成[Co(CO3)3]3-，并且初步证明[Co(H2O)6]2+在HCO3-的作用下易被H2O2氧化为[Co(CO3)3]3-；实验Ⅳ中溶液先变蓝后变红，并且前后均有气体生成，证明在酸性条件下，[Co(CO3)3]3-易转化为[Co(H2O)6]3+，[Co(H2O)6]3+氧化性强，可以把H2O氧化为O2。 (1)配制1.00 mol·L-1的CoSO4溶液，需要用到容量瓶、胶头滴管等等，因此选bc。(2)CoSO4溶液中存在大量的[Co(H2O)6]2+，向其中加入30%的H2O2后无明显变化，因此，实验I表明[Co(H2O)6]2+不能催化H2O2的分解。实验Ⅱ中发生反应的离子方程式为4HCO3- +Co2+=[Co(CO3)2]2-+2CO2↑+2H2O，实验中HCO3-与Co2+的物质的量之比为32：3，因此，HCO3-大大过量的原因是：HCO3-与Co2+按物质的量之比4：1发生反应4HCO3- +Co2+=[Co(CO3)2]2-+2CO2↑+2H2O，实验中HCO3-与Co2+的物质的量之比为32：3。实验Ⅲ的实验现象表明在H2O2的作用下Co2+能与HCO3-反应生成[Co(CO3)3]3-，然后[Co(CO3)3]3-能催化H2O2的分解，因此，H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式为10HCO3- +2Co2++H2O2=2[Co(CO3)2]3- +4CO2↑+6H2O、2H2O22H2O+O2↑ 。(3)实验I表明，反应2[Co(H2O)6]2++H2O2+2H+2[Co(H2O)6]3++2H2O难以正向进行。实验Ⅲ的现象表明，Co3+、Co2+分别与CO32-配位时，[Co(H2O)6]3+更易与CO32-反应生成[Co(CO3)3]3- (该反应为快反应)，导致[Co(H2O)6]2+几乎不能转化为[Co(CO3)2]2-，这样使得[Co(H2O)6]3+的浓度减小的幅度远远大于[Co(H2O)6]2+减小的幅度，根据化学平衡移动原理，减小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动，因此，上述反应能够正向进行。(4)实验Ⅳ中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体，说明发生了[Co(CO3)3]3- +6H++3H2O=[Co(H2O)6]3+ +3CO2↑；B到C溶液变为粉红色，并产生气体，说明发生了4[Co(H2O)6]3+ +2H2O=4[Co(H2O)6]2+ +O2↑+4H+，因此从A到C所产生的气体的分子式分别为CO2和O2。
9．(2024·北京卷，19)某小组同学向pH=1的的FeCl3溶液中分别加入过量的Cu粉、粉和粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。
(1)理论分析
依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe3+还原为Fe的金属是 。
(2)实验验证
实验 金属 操作、现象及产物
I 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液为3~4，取出固体，固体中未检测到单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液为3~4时，取出固体，固体中检测到单质
①分别取实验I、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，证明都有生成，依据的现象是 。
②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因 ____________ __ 。
③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。
i．a．甲认为实验Ⅱ中，当Fe3+、H+浓度较大时，即使与Fe2+反应置换出少量Fe，Fe也会被Fe3+、H+消耗。写出Fe与Fe3+、H+反应的离子方程式 __________ ___________ 。
b．乙认为在pH为3~4的溶液中即便生成Fe也会被H+消耗。设计实验 (填实验操作和现象)。
证实了此条件下可忽略H+对Fe的消耗。
c．丙认为产生的红褐色沉淀包裹在粉上，阻碍了与Fe2+的反应。实验证实了粉被包裹。
ii．查阅资料：0.5mol·L-1 Fe3+开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。
结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2， (填实验操作和现象)，待pH为3~4时，取出固体，固体中检测到单质。
(3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到单质的原因 。
答案：(1) Mg、Zn
(2) 产生蓝色沉淀 Fe3+水解方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入的Mg或Zn会消耗H+，促进Fe3+水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀 2Fe3++2Fe+2H+=4Fe2++H2↑或2Fe3++ Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑ 向pH为3~4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀 加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸
(3)加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹
解析：实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3+发生反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn +2H+= Zn2++H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3+转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3+的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg +2H+= Mg 2++H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。(1)在金属活动性顺序表中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排在Fe之后，因此Mg、Zn可将Fe3+还原为Fe；(2)①Fe2+与K3[Fe(CN)6]会生成蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀；②Fe3+水解方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入的Mg或Zn会消耗H+，促进Fe3+水解平衡正向移动，使其转化为Fe(OH)3沉淀；③i．a．Fe与Fe3+、H+反应的离子方程式为：2Fe3++2Fe+2H+=4Fe2++H2↑或2Fe3++ Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑；b．要证实在pH为3~4的溶液中可忽略H+对Fe的消耗，可向pH为3~4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀，即说明此条件下Fe未与H+反应生成Fe2+；ⅱ．结合a，b和c可知，实验Ⅱ未检测到Fe单质的原因可能是Fe3+的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹，因此可控制反应条件，在未生成Fe(OH)3沉淀时将Fe3+还原，即可排除两个干扰因素，具体操作为：重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制pH<1.2，加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸，待pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质；(3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。
10．(2024·全国甲卷，9，15分)CO(NH2)2·H2O2 (俗称过氧化脲)是一种消毒剂，实验室中可用尿素与过氧化氢制取，反应方程式如下：CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2
(一)过氧化脲的合成
烧杯中分别加入25 mL30% H2O2 (ρ=1.11g· cm-3)、40 mL蒸馏水和12.0 g尿素，搅拌溶解。下反应，冷却结晶、过滤、干燥，得白色针状晶体9.4 g。
(二)过氧化脲性质检测
I．过氧化脲溶液用稀H2SO4 酸化后，滴加KMnO4溶液，紫红色消失。
Ⅱ．过氧化脲溶液用稀H2SO4酸化后，加入溶液和四氯化碳，振荡，静置。
(三)产品纯度测定
溶液配制：称取一定量产品，用蒸馏水溶解后配制成溶液。
滴定分析：量取过氧化脲溶液至锥形瓶中，加入一定量稀H2SO4，用准确浓度的KMnO4溶液滴定至微红色，记录滴定体积，计算纯度。
回答下列问题：
(1)过滤中使用到的玻璃仪器有 (写出两种即可)。
(2)过氧化脲的产率为 。
(3)性质检测Ⅱ中的现象为 。性质检则I和Ⅱ分别说明过氧化脲具有的性质是 。
(4)下图为“溶液配制”的部分过程，操作a应重复3次，目的是 ，定容后还需要的操作为 。
(5)“滴定分析”步骤中，下列操作错误的是_____(填标号)。
A．KMnO4溶液置于酸式滴定管中
B．用量筒量取过氧化脲溶液
C．滴定近终点时，用洗瓶冲洗锥形瓶内壁
D．锥形瓶内溶液变色后，立即记录滴定管液面刻度
(6)以下操作导致氧化脲纯度测定结果偏低的是_____(填标号)。
A．容量瓶中液面超过刻度线
B．滴定管水洗后未用KMnO4溶液润洗
C．摇动锥形瓶时KMnO4溶液滴到锥形瓶外
D．滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失
答案：(1)烧杯、漏斗、玻璃棒，可任选两种作答
(2)50%
(3)液体分层，上层为无色，下层为紫红色 还原性、氧化性
(4)避免溶质损失 盖好瓶塞，反复上下颠倒、摇匀
(5)BD
(6)A
解析：(1)过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，可任选两种作答。(2)实验中加入尿素的质量为12.0g，物质的量为0.2mol，过氧化氢的质量为，物质的量约为0.245mol，过氧化氢过量，产率应按照尿素的质量计算，理论上可得到过氧化脲0.2mol，质量为0.2mol×94g/mol=18.8g，实验中实际得到过氧化脲9.4g，故过氧化脲的产率为。(3)在过氧化脲的性质检测中，检测Ⅰ用稀硫酸酸化，加入高锰酸钾溶液，紫红色消失，说明过氧化脲被酸性高锰酸钾氧化，体现了过氧化脲的还原性；检测Ⅱ用稀硫酸酸化，加入KI溶液和四氯化碳溶液，过氧化脲会将KI氧化为I2单质，体现了过氧化脲的氧化性，生成的I2在四氯化碳中溶解度大，会溶于四氯化碳溶液，且四氯化碳密度大于水，振荡，静置后出现的现象为：液体分层，上层为无色，下层为紫红色。(4)操作a为洗涤烧杯和玻璃棒，并将洗涤液转移到容量瓶中，目的是避免溶质损失；定容后应盖好瓶塞，反复上下颠倒、摇匀。(5)A项，KMnO4溶液是强氧化性溶液，应置于酸式滴定管中，A正确；B项，量筒的精确度不能达到0.01mL，量取25.00mL的溶液应选用滴定管，B错误；C项，滴定过程中，待测液有可能会溅到锥形瓶内壁，滴定近终点时，为了使结果更精确，可用洗瓶冲洗锥形瓶内壁，C正确；D项，锥形瓶内溶液变色后，应等待30s，观察溶液不再恢复原来的颜色后，才能记录滴定管液面刻度，D错误；故选BD。(6)A项，在配制过氧化脲溶液时，容量瓶中页面超过刻度线，会使溶液体积偏大，配制溶液的浓度偏低，会使滴定过程中消耗的KMnO4溶液体积偏低，导致测定结果偏低，A项符合题意；B项，滴定管水洗后未用KMnO4溶液润洗，会导致KMnO4溶液浓度偏低，会使滴定过程中消耗的KMnO4溶液体积偏高，导致测定结果偏高，B项不符合题意；C项，摇动锥形瓶时KMnO4溶液滴到锥形瓶外，会使滴定过程中消耗的KMnO4溶液体积偏高，导致测定结果偏高，C项不符合题意；D项，滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失，会使滴定过程中消耗的KMnO4溶液体积偏高，导致测定结果偏高，D项不符合题意；故选A。
11．(2024·广东卷，17)含硫物质种类繁多，在一定条件下可相互转化。
(1)实验室中，浓硫酸与铜丝反应，所产生的尾气可用 (填化学式)溶液吸收。
(2)工业上，烟气中的SO2可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收，生成石膏。该过程中， (填元素符号)被氧化。
(3)工业锅炉需定期除水垢，其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时，发生反应：CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)(Ⅰ)。兴趣小组在实验室探究Na2CO3溶液的浓度对反应(Ⅰ)的反应速率的影响。
①用Na2CO3固体配制溶液，以滴定法测定其浓度。
i．该过程中用到的仪器有 。
ii．滴定数据及处理：Na2CO3溶液，消耗盐酸(滴定终点时，CO32-转化为HCO3-)，则c(Na2CO3)=_________mol·L-1。
②实验探究：取①中的Na2CO3溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液，分别加入硫酸钙固体，反应后，过滤，取滤液，用盐酸参照①进行滴定。记录的部分数据如下表(忽略CO32-水解的影响)。
序号
a 100.0 0
b 80.0 x
则 ，测得的平均反应速率之比 。
(4)兴趣小组继续探究反应(Ⅰ)平衡的建立，进行实验。
①初步实验 将1.00 g硫酸钙(M=136g·molˉ1)加入100.0 mL0.100mol·L-1Na2CO3溶液中，在和搅拌条件下，利用计测得体系的随时间的变化曲线如图。
②分析讨论 甲同学根据后不改变，认为反应(Ⅰ)已达到平衡；乙同学认为证据不足，并提出如下假设：
假设1 硫酸钙固体已完全消耗；
假设2 硫酸钙固体有剩余，但被碳酸钙沉淀包裹。
③验证假设，乙同学设计如下方案，进行实验。
步骤 现象
ⅰ．将①实验中的反应混合物进行固液分离 /
ⅱ．取少量分离出的沉淀置于试管中，滴加 ，沉淀完全溶解
ⅲ．继续向ⅱ的试管中滴加 无白色沉淀生成
④实验小结 假设1成立，假设2不成立。①实验中反应(Ⅰ)平衡未建立。
⑤优化方案、建立平衡 写出优化的实验方案，并给出反应(Ⅰ)平衡已建立的判断依据： 。
答案：(1)NaOH(其他合理答案也可)
(2)S
(3) BD 20.0 6：5
(4) 过量稀盐酸 有气体产生 BaCl2溶液 将最少1.36 g硫酸钙加入100.0 mL0.100mol·L-1Na2CO3溶液中，在25℃和搅拌条件下，利用pH计测得体系的pH，当pH不变时，加入Na2SO4固体，若pH值变大，说明反应Ⅰ平衡已建立
解析：探究反应CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq) (Ⅰ)中Na2CO3溶液的浓度对反应速率的影响，通过HCl与Na2CO3的滴定反应，来测量Na2CO3浓度的变化量，从而计算平均反应速率；探究反应CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq) 平衡的建立，利用CO32-水解呈碱性的性质，通过测定pH来判断CO32-离子浓度的变化情况，从而判断反应是否平衡。(1)浓硫酸与铜丝反应方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，所产生的尾气为SO2，可用NaOH溶液吸收(其他合理答案也可)；(2)SO2生成石膏(主要成分CaSO4)，S元素的化合价由+4价上升到+6价，失去电子，被氧化；(3)①用Na2CO3固体配制溶液，以滴定法测定其浓度，该过程用到下列仪器中的烧杯、酸式滴定管，故选BD；根据离子方程式CO32-+H+=HCO3-可知，；②总体积应相同，x为20.0mL；a中消耗的盐酸体积为，即，同理可得，b中，由于，；(4)由结论假设1成立，假设2不成立，说明①实验中的沉淀均为CaCO3，要验证沉淀中无CaSO4，可酸溶后滴加BaCl2将①实验中的反应混合物进行固液分离后，取少量分离出的沉淀置于试管中，滴加过量稀盐酸，有气体产生，沉淀完全溶解，继续滴加BaCl2溶液，无白色沉淀生成，说明沉淀均为CaCO3，无CaSO4；由方程式CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq) 可知，假设正反应100%进行，，质量为0.01mol×136g/mol=1.36g，实验方案为：将最少1.36 g硫酸钙加入100.0 mL0.100mol·L-1Na2CO3溶液中，在25℃和搅拌条件下，利用pH计测得体系的pH，当pH不变时，加入Na2SO4固体，若pH值变大，说明反应Ⅰ平衡已建立。
12．(2024·山东卷，19，12分)利用“燃烧—碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如下图所示(夹持装置略)。
实验过程如下：
①加样，将a mg样品加入管式炉内瓷舟中(瓷舟两端带有气孔且有盖)，聚四氟乙烯活塞滴定管G内预装c(KIO3)：c(KI)略小于1：5的KIO3碱性标准溶液，吸收管F内盛有盐酸酸化的淀粉水溶液。向F内滴入适量KIO3碱性标准溶液，发生反应：KIO3+5KI+6 HCl =6KCl +3I2+3H2O，使溶液显浅蓝色。
②燃烧：按一定流速通入O2，一段时间后，加热并使样品燃烧。
③滴定：当F内溶液浅蓝色消退时(发生反应：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI)，立即用KIO3碱性标准溶液滴定至浅蓝色复现。随SO2不断进入F，滴定过程中溶液颜色“消退-变蓝”不断变换，直至终点。
回答下列问题：
(1)取20.00mL 0.1000mol·Lˉ1 KIO3的碱性溶液和一定量的固体，配制1000 mL KIO3碱性标准溶液，下列仪器必须用到的是_______(填标号)。
A．玻璃棒 B．1000 mL锥形瓶 C．500 mL容量瓶 D．胶头滴管
(2)装置B和C的作用是充分干燥O2，B中的试剂为_____________。装置F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子(见放大图)，目的是_____________________________________。
(3)该滴定实验达终点的现象是___________________________________________；滴定消耗KIO3碱性标准溶液VmL，样品中硫的质量分数是_______(用代数式表示)。
(4)若装置D中瓷舟未加盖，会因燃烧时产生粉尘而促进SO3的生成，粉尘在该过程中的作用是_____________________________________；若装置E冷却气体不充分，可能导致测定结果偏大，原因是___________________________________________；若滴定过程中，有少量IO3-不经I2直接将SO2氧化成H2SO4，测定结果会_____________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
答案：(1)AD (2) ①浓硫酸 ②防止倒吸
(3) ①当加入最后半滴KIO3碱性标准溶液后，溶液由无色突变为蓝色且30s内不变色 ②
(4)①催化剂 ②通入F的气体温度过高，导致部分I2升华，从而消耗更多的KIO3碱性标准溶液 ③不变
解析：由题中信息可知，利用“燃烧—碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验中，将氧气经干燥、净化后通入管式炉中将钢铁中硫氧化为SO2，然后将生成的SO2导入碘液中吸收，通过消耗KIO3碱性标准溶液的体积来测定钢铁中硫的含量。(1)取20.00mL 0.1000mol·Lˉ1 KIO3的碱性溶液和一定量的固体，配制1000 mL KIO3碱性标准溶液(稀释了50倍后KIO3的浓度为0.0020000 mol·Lˉ1)，需要用碱式滴定管或移液管量取20.00mL 0.1000mol·Lˉ1 KIO3的碱性溶液，需要用一定精确度的天平称量一定质量的KI固体，需要在烧杯中溶解KI固体，溶解时要用到玻璃棒搅拌，需要用1000 mL容量瓶配制标准溶液，需要用胶头滴管定容，因此，下列仪器必须用到的是AD。(2)装置B和C的作用是充分干燥O2，浓硫酸具有吸水性，常用于干燥某些气体，因此B中的试剂为浓硫酸。装置F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子，其目的是防止倒吸，因为磨砂浮子的密度小于水，若球泡内水面上升，磨砂浮子也随之上升，磨砂浮子可以作为一个磨砂玻璃塞将导气管的出气口堵塞上，从而防止倒吸。(3)该滴定实验是利用过量的1滴或半滴标准溶液来指示滴定终点的，因此，该滴定实验达终点的现象是当加入最后半滴KIO3碱性标准溶液后，溶液由无色突变为蓝色且30s内不变色；由S元素守恒及SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI、KIO3+5KI+6 HCl =6KCl+3I2+3H2O可得关系式3S~3SO2~3I2~KIO3，若滴定消耗KIO3碱性标准溶液VmL，则，，样品中硫的质量分数是。(4)若装置D中瓷舟未加盖，燃烧时产生粉尘中含有铁的氧化物，铁的氧化物能催化SO2的氧化反应从而促进SO3的生成，因此，粉尘在该过程中的作用是催化剂；若装置E冷却气体不充分，则通入F的气体温度过高，可能导致部分I2升华，这样就要消耗更多KIO3碱性标准溶液，从而可能导致测定结果偏大；若滴定过程中，有少量IO3-不经I2直接将SO2氧化成H2SO4，从电子转移守恒的角度分析，IO3-得到6e-被还原为I-，仍能得到关系式3S~3SO2~ KIO3，测定结果会不变。
13．(2024·安徽卷，16，15分)测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl2-HgCl2- K2Cr2O7滴定法。研究小组用该方法测定质量为的某赤铁矿试样中的铁含量。
【配制溶液】
①cmol·L-1 K2Cr2O7标准溶液
②SnCl2溶液：称取6gSnCl2·2H2O溶于10 mL浓盐酸，加水至100 mL，加入少量锡粒。
【测定含量】按下图所示(加热装置路去)操作步骤进行实验。
已知：氯化铁受热易升华；室温时HgCl2，可将Sn2+氧化为Sn4+。难以氧化Fe2+；Cr2O72-可被Fe2+还原为Cr3+。回答下列问题：
(1)下列仪器在本实验中必须用到的有_____________(填名称)。
(2)结合离子方程式解释配制SnCl2溶液时加入锡粒的原因：_______________________________。
(3)步骤I中“微热”的原因是_____________________________________。
(4)步琛Ⅲ中，若未“立即滴定”，则会导致测定的铁含量_____________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)若消耗cmol·L-1 K2Cr2O7标准溶液V mL，则试样中的质量分数为_____________ (用含a、c、V的代数式表示)。
(6) SnCl2- TiCl3- KMnO4滴定法也可测定铁的含量，其主要原理是利用SnCl2和TiCl3将铁矿石试样中Fe3+还原为Fe2+，再用KMnO4标准溶液滴定。
①从环保角度分析，该方法相比于SnCl2-HgCl2- K2Cr2O7，滴定法的优点是_________________________________________________。
②为探究KMnO4溶液滴定时，Cl-在不同酸度下对Fe2+测定结果的影响，分别向下列溶液中加入1滴0.1 mol·L-1KMnO4溶液，现象如下表：
溶液 现象
空白实验 2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL试剂X 紫红色不褪去
实验I 2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL 0.1mol·L-1硫酸 紫红色不褪去
实验ⅱ 2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL 6mol·L-1硫酸 紫红色明显变浅
表中试剂X为_____________；根据该实验可得出的结论是_______________________________________________________。
答案：(1)容量瓶、量筒
(2)Sn2+易被空气氧化为Sn4+，离子方程式为2Sn2++O2+4H+=2 Sn4++2H2O，加入Sn，发生反应Sn4++ Sn=2 Sn2+，可防止Sn2+氧化
(3)增大SnCl2·2H2O的溶解度，促进其溶解
(4)偏小
(5)
(6) 更安全，对环境更友好 H2O 酸性越强，KMnO4的氧化性越强，Cl-被KMnO4氧化的可能性越大，对Fe2+测定结果造成干扰的可能性越大，因此在KMnO4标准液进行滴定时，要控制溶液的pH值
解析：浓盐酸与试样反应，使得试样中Fe元素以离子形式存在，滴加稍过量的SnCl2使Fe3+还原为Fe2+，冷却后滴加HgCl2，将多余的Sn2+氧化为Sn4+，加入硫酸和磷酸混合液后，滴加指示剂，用K2Cr2O7进行滴定，将Fe2+氧化为Fe3+，化学方程式为6Fe2++Cr2O72-+14H+=6 Fe3++2Cr3++7H2O。(1)配制SnCl2溶液需要用到容量瓶和量筒，滴定需要用到酸式滴定管，但给出的为碱式滴定管，因此给出仪器中，本实验必须用到容量瓶、量筒；(2)Sn2+易被空气氧化为Sn4+，离子方程式为2Sn2++O2+4H+=2 Sn4++2H2O，加入Sn，发生反应Sn4++ Sn=2 Sn2+，可防止Sn2+氧化；(3)步骤I中“微热”是为了增大SnCl2·2H2O的溶解度，促进其溶解；(4)步琛Ⅲ中，若未“立即滴定”，Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+，导致测定的铁含量偏小；(5)根据方程式6Fe2++Cr2O72-+14H+=6 Fe3++2Cr3++7H2O可得：，ag试样中Fe元素的质量为，质量分数为。(6)①SnCl2-HgCl2- K2Cr2O7方法中，HgCl2氧化Sn2+的离子方程式为：Sn2++Hg2+= Sn4++Hg，生成的Hg有剧毒，因此SnCl2- TiCl3- KMnO4相比于SnCl2-HgCl2- K2Cr2O7的优点是：更安全，对环境更友好；②2mL0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL试剂X，为空白试验，因此X为H2O；由表格可知，酸性越强，KMnO4的氧化性越强，Cl-被KMnO4氧化的可能性越大，对Fe2+测定结果造成干扰的可能性越大，因此在KMnO4标准液进行滴定时，要控制溶液的pH值。
巩固练习
非选择题(共4题，共75分)
1．(17分)(2023·全国卷甲)钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水，在冷水中微溶，可通过如下反应制备：
2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O22[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O
具体步骤如下：
Ⅰ.称取2.0 g NH4Cl，用 5 mL水溶解。
Ⅱ.分批加入3.0 g CoCl2·6H2O后，将溶液温度降至10 ℃以下，加入1 g活性炭、7 mL 浓氨水，搅拌下逐滴加入10 mL 6%的双氧水。
Ⅲ.加热至55～60 ℃反应20 min。冷却，过滤。
Ⅳ.将滤得的固体转入含有少量盐酸的25 mL 沸水中，趁热过滤。
Ⅴ.滤液转入烧杯，加入4 mL浓盐酸，冷却、过滤、干燥，得到橙黄色晶体。
回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ中使用的部分仪器如下。
仪器a的名称是________。加快NH4Cl溶解的操作有___________________________________。(4分)
(2)步骤Ⅱ中，将温度降至10 ℃以下以避免________________、________________；可选用________降低溶液温度。(6分)
(3)指出下列过滤操作中不规范之处：__________________________________________。(2分)
(4)步骤Ⅳ中，趁热过滤，除掉的不溶物主要为_______________________________。(2分)
(5)步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是______________________________________。(3分)
解析：(1)仪器a的名称为锥形瓶，根据题给步骤Ⅰ中使用的部分仪器可知，加快NH4Cl溶解所采用的操作有：用玻璃棒搅拌、用酒精灯加热。(2)在加入热稳定性差的浓氨水和H2O2前降低温度，主要是考虑反应物的分解会使原料利用率降低，将温度降至10 ℃以下可以避免浓氨水分解和挥发、H2O2受热分解；将温度降低到10 ℃以下的方法是将反应容器放入冰水浴中。(4)该反应中活性炭作催化剂(反应前后不变)，[Co(NH3)6]Cl3在冷水中微溶，则步骤Ⅲ过滤得到的固体为[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的混合物，步骤Ⅳ中[Co(NH3)6]Cl3溶于含有少量盐酸的沸水中，趁热过滤得到的固体为活性炭。(5)根据同离子效应可知，向滤液中加入浓盐酸，可以增大Cl －浓度，能抑制[Co(NH3)6]Cl3溶解，利于析出橙黄色晶体。
答案：(1)锥形瓶 用玻璃棒搅拌、用酒精灯加热
(2)H2O2受热分解 浓氨水分解和挥发 冰水浴
(3)玻璃棒末端没有靠在三层滤纸处、漏斗下端尖嘴部分没有紧贴烧杯内壁 (4)活性炭 (5)利用同离子效应，促进[Co(NH3)6]Cl3结晶析出
2．(19分)(2022·湖北高考)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”)。(4分)
(2)P2O5的作用是______________________________________________。(2分)
(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。(3分)
(4)升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是_________________________________。(3分)
(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。(2分)
(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)。(2分)
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分)
解析：(2)纯磷酸制备过程中要严格控制温度和水分，因此五氧化二磷的作用为干燥气体。
(3)空气流入毛细管可以对烧瓶中的溶液进行搅拌，使受热均匀，同时还具有加速水逸出和防止溶液沿毛细管上升而倒吸的作用。
(4)升高温度能提高除水速度，而纯磷酸制备过程中要严格控制温度，水浴加热可以避免直接加热造成的过度剧烈与温度的不可控性，使溶液受热均匀。
(5)过饱和溶液暂时处于亚稳态，当加入一些固体的晶体或晃动时可使此状态失去平衡，过多的溶质就会结晶，因此可向磷酸的过饱和溶液中加入磷酸晶体促进其结晶。
(6)纯磷酸纯化过程中，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，纯磷酸的熔点为42 ℃，因此过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为30～35 ℃。
(7)磷酸的结构式为：，分子中含O—H键，可与水分子间形成氢键，因此磷酸中少量的水极难除去。
答案：(1)圆底烧瓶 b(2)干燥气体 (3)液体暴沸和倒吸(4)使溶液受热均匀 (5)磷酸晶体(6)B (7)磷酸可与水分子间形成氢键
3．(16分)(2023·四川自贡二模)己二酸在有机合成工业等方面都有重要作用，以环己醇(，M＝100，ρ＝0.95 g/mL)为原料制取己二酸[HOOC(CH2)4COOH，M＝146]。
[实验原理]
已知：3＋8KMnO43KOOC(CH2)4COOK＋8MnO2＋2KOH＋5H2O ΔH<0
[实验步骤]向250 mL三颈烧瓶中加入搅拌磁子、50 mL 1.0%的KOH溶液和9.0 g高锰酸钾，按图1所示安装装置，控制滴速维持温度在45 ℃左右，滴加环己醇共2.0 mL，滴加结束时需启动加热装置加热一段时间。趁热分离出氧化液中的MnO2，再用约4 mL浓HCl溶液，使溶液呈酸性，加热浓缩使溶液体积减少至10 mL，经过冷却、脱色得到1.46 g产品。
(1)图1中冷却水从冷凝管________(填“a”或“b”)口流入，搅拌磁子的作用是_____________________________________。(4分)
(2)“氧化”过程，三颈烧瓶中溶液温度逐渐升高，其原因是_______________________________________；
在环己醇不同滴加速度下，溶液温度随滴加时间变化曲线如图2，为了实验安全，应选择的滴速为________滴/min。(4分)
(3)完成“氧化”后，用玻璃棒蘸取一滴反应混合液点在滤纸上，在黑色圆点周围出现紫色环。该现象说明________________________________________________________________________；
向溶液中加入适量的KHSO3，直到点滴实验呈负性为止，如果KHSO3用量不足，在己二酸“制备”过程中会观察到________(填颜色)的气体逸出。(4分)
(4)分离出MnO2的装置为________(填字母)；己二酸的产率是____________(用最简的分数表示)。(4分)
解析：(1)图1中冷却水应下进上出，从冷凝管b口流入；反应为放热反应且需维持温度在45 ℃左右，故搅拌磁子的作用是使反应物混合均匀加速反应，且可以散热防止温度过高。
(2)反应焓变小于零为放热反应，故三颈烧瓶中溶液温度逐渐升高；由题干可知，反应需维持温度在45 ℃左右，结合图像可知，为了实验安全，应选择的滴速为5滴/min。
(3)高锰酸钾溶液为紫红色，出现紫色环，该现象说明高锰酸钾过量；KHSO3具有还原性，可以除去过量的高锰酸钾，如果KHSO3用量不足，在己二酸“制备”过程中加入盐酸后，氯离子会被高锰酸钾氧化为氯气，会观察到生成黄绿色气体。
(4)二氧化锰为固体，分离固液选择过滤操作，故分离出MnO2的装置为C；由题干可知，高锰酸钾过量，环己醇2.0 mL为＝0.019 mol，则理论生成0.019 mol己二酸，故己二酸的产率是×100%＝。
答案：(1)b 使反应物混合均匀加速反应，且可以散热防止温度过高
(2)反应焓变小于零为放热反应 5 (3)高锰酸钾过量 黄绿色 (4)C
4．(23分)(2023·重庆沙坪坝模拟)甘氨酸亚铁晶体是一种新型的固体螯合补铁剂。其实验室合成路线为：
铁片FeSO4FeCO3甘氨酸亚铁晶体粗品甘氨酸亚铁晶体纯品
已知：
①相关物质的信息如下表所示
物质 化学式 摩尔质量 性质
甘氨酸 H2NCH2COOH 75g/mol 两性物质，易溶于水，微溶于乙醇
甘氨酸亚铁晶体 － － 易溶于水，溶解度随温度升高而增大；难溶于乙醇，在潮湿的空气中易被氧化
②含有多个配位原子的配体与同一中心离子通过螯合配位成环而形成的配合物称为螯合物。
(一)FeCO3固体的制备
(1)实验开始时应先打开K1和______，关闭______(填“K2”或“K3”)；一段时间后，改变开关状态，生成FeCO3。(4分)
(2)三颈烧瓶中生成FeCO3沉淀的离子方程式为____________________________________________。(3分)
(二)甘氨酸亚铁的制备
(3)用如图装置制备甘氨酸亚铁。反应开始时，先通过滴液口滴入适量的NaOH溶液调节pH为5左右，pH过高或过低都会使产率下降，原因是______________________________________________。(2分)
(4)当FeCO3固体完全溶解后，再通过滴液口加入乙醇，其作用是_____________________________________________。(2分)
(5)反应结束后，过滤出产品粗品，依次用______、________(填字母)洗涤，再经过一系列操作得纯品。(4分)
a．热水 b．冰水 c．乙醇
(三)甘氨酸亚铁晶体结构的分析
步骤1：准确称取甘氨酸亚铁晶体纯品0.480 0 g于锥形瓶中，加3 mol/L H2SO4溶液15 mL将样品溶解完全后，加入指示剂，立即用0.100 0 mol/L(NH4)2Ce(SO中小学教育资源及组卷应用平台
第53讲 化学实验综合题
【备考目标】1、掌握物质制备型综合实验的分析方法。2、掌握定量测定型综合实验的分析方法。3、掌握性质(或原理)探究型综合实验的分析方法。
化学实验综合题是高考必考题型，具有知识容量大、出题素材新、考查角度广、综合程度高、能力要求强等特点，充分体现了“源于教材，又不拘泥于教材”的命题指导思想。
考点1物质制备型综合实验
1．物质制备型实验题常以制备某无机物或某有机物为背景进行设计。考查常见仪器的正确使用、物质间的反应、物质分离和提纯的基本操作、实验方案的评价与设计、实验安全及事故处理方法等。涉及装置的选择、仪器的连接顺序、物质的纯化、尾气的处理等等。
2．物质制备型综合实验的题型结构与解题流程
(1)无机物的制备
(2)有机物的制备
(3)解题流程
第1步：巧审题——明确实验目的、原理
实验原理可以从题给的化学情境(或题目所给的实验目的)并结合元素化合物的有关知识获取，在此基础上，依据可靠性、简洁性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的实验方案。
第2步：想过程——理清操作先后顺序
根据由实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定实验操作的方法和步骤，把握各实验步骤的要点，理清实验操作的先后顺序。
第3步：看准图——分析装置或流程的作用
若题目中给出装置图，在分析解答过程中，要认真细致地分析图中的各部分装置，并结合实验目的和原理，确定它们在实验中的作用。
第4步：细分析——得出正确的实验结论
在定性实验的基础上研究量的关系，根据实验现象和记录的数据，对实验数据进行筛选，通过分析、计算、推理等确定有关样品含量及化学式。
例1.(2023·贵州贵阳五校联考节选)二氯异氰尿酸钠(NaC3N3O3Cl2)是一种高效广谱杀菌消毒剂，常温下为白色固体，难溶于冷水。其制备原理为2NaClO＋C3H3N3O3NaC3N3O3Cl2＋NaOH＋H2O。请选择如图所示部分装置制备二氯异氰尿酸钠并测定其纯度。
请回答下列问题：
(1)仪器M的名称是__________。若发现实际操作过程当中N中的浓盐酸不易滴下，可将装置N改为__________。
(2)装置B的作用是______________________________________________。
(3)E中发生反应的化学方程式为__________________________________________________。
(4)选择合适装置，按气流从左至右，导管连接顺序为________(填序号)。
(5)实验时，先向A中通入氯气，生成高浓度的NaClO溶液后，才加入氰尿酸溶液，而且整个过程中不断通入一定量的氯气，其原因是________________________________________________。
(6)反应结束后，A中浊液经过滤、______、______得到粗产品。
【流程分析】
【对点练】 1.(2023·河南新乡二模)苯甲酸可用于医药、染料载体、增塑剂、果汁饮料的保香剂和食品防腐剂等的生产。某化学兴趣小组欲在实验室制备苯甲酸、回收二氧化锰并测定其纯度，进行如下实验：
苯甲酸的实验室制备原理为：
＋2KMnO4＋KOH＋2MnO2↓＋H2O
实验装置如图所示。
已知：甲苯的密度是0.872 g·L－1；苯甲酸微溶于冷水，溶于热水。
实验步骤：
Ⅰ.在50 mL三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、20 mL水和5.0 g高锰酸钾，油浴加热至反应结束。
Ⅱ.将反应液趁热减压过滤，得到滤渣1，滤液呈紫色，加入少量亚硫酸钠使紫色褪去，进行二次减压过滤，得到滤渣2；将滤液放入冰水浴中，然后加酸酸化，有晶体析出，减压过滤、洗涤、干燥，得到苯甲酸晶体。
Ⅲ.回收二氧化锰：将滤渣2和滤纸一并转移到坩埚中，加热灼烧，所得固体与干燥后的滤渣1合并，称重得2.5 g固体。
Ⅳ.二氧化锰纯度的测定：称取0.5 g回收的二氧化锰，放于烧杯中，再加入25 mL 0.3 mol·L－1草酸钠溶液及50 mL 12 mol·L－1硫酸，加热至二氧化碳不再产生，稀释至250 mL，加热至近沸。趁热以浓度为0.05 mol·L－1的高锰酸钾标准液滴定过量的草酸钠，消耗高锰酸钾的体积为16.0 mL。
已知：MnO2＋C2O＋4H＋===Mn2＋＋2CO2↑＋2H2O
2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
回答下列问题：
(1)仪器A的名称为____________，该装置的作用是____________________________________。
(2)步骤Ⅰ中，判断反应结束的现象是___________________________________。
(3)步骤Ⅱ中加酸酸化，加的酸可以是______(填序号)。
①稀硫酸 ②盐酸
滤液放入冰水浴的原因是_______________________________________________________。
(4)滤渣2的主要成分为MnO(OH)2，请写出生成MnO(OH)2的离子方程式：_______________________________。
(5)用高锰酸钾标准液滴定时，滴定终点的现象是________________________，二氧化锰的纯度为________%。
考点2定量测定型综合实验
1．定量测定型实验题是将化学实验与化学计量有机地结合在一起测定物质化学组成与含量的探究性实验，是近年高考命题的热点题型。主要以一定物质的量浓度溶液的配制、中和滴定(包括滴定曲线)、中和热测定等为基础进行迁移，要求能预测或描述实验现象，分析或处理实验数据，得出合理结论。
2．实验中的定量分析与计算
(1)定量测定的常用分析方法
①沉淀法：先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。
②测气体体积法：对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。气体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定(二者体积值相等)，也可直接测量收集的气体体积。
a．直接测量法
ⅰ.测量前，可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体，且两管液面相平ⅱ.读数时先要等其恢复室温后，再调整量气装置使两侧液面相平，最后读数时要求视线与凹液面最低点相平
测量收集的气体体积时，应先将气体冷却至室温，再慢慢将量筒下移(或上移)，使量筒内外的液面高度相同，再读取体积
将一种反应物置于倒置的漏斗中，另一反应物置于水槽中，二者反应产生的气体的体积可以直接测量
用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时，球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积
直接测量固液反应产生的气体的体积，注意应恢复至室温后，再读取注射器中气体的体积(一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量)
b.间接测量法：通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积
③测量气体质量法
方法1 称量反应装置在放出气体前后的质量减小值
方法2 将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算
④滴定分析法：定量实验中的滴定方法包括酸碱中和滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定等，主要是根据滴定过程中标准溶液的消耗量来计算待测溶液的浓度。
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
返滴定法 第一步用的滴定剂是过量的，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
碘量法测定 碘量法是氧化还原滴定中应用较为广泛的一种方法。I2可作氧化剂，能被Sn2＋、H2S等还原剂还原；I－可作还原剂，能被IO、Cr2O、MnO等氧化剂氧化。碘量法分为直接碘量法和间接碘量法，直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法，在滴定过程中，I2被还原为I－；间接碘量法(又称滴定碘法)，它是利用I－的还原性与氧化性物质反应产生I2，I2遇淀粉溶液显蓝色，再加入Na2S2O3标准溶液与I2反应，滴定终点的现象为蓝色消失且半分钟内不变色，从而测出氧化性物质的含量。如：用间接碘量法测定混合气中ClO2的含量，有关的离子方程式为2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O和I2＋2S2O===2I－＋S4O，得关系式2ClO2～5I2～10S2O，然后根据已知条件进行计算
(2)定量测定中的相关计算
①常用的计算公式：n＝，n＝(标准状况下、气体)，n＝cV(aq)。
②常见的计算类型
a．物质的质量分数(或纯度)＝×100%
b．产品的产率＝×100%
c．物质的转化率＝×100%
d．物质组成的计算
③两种常用的计算方法
守恒法 中学化学计算中的一种常用方法，它包括元素守恒、电荷守恒、电子守恒。它们都是抓住有关变化的始态和终态，淡化中间过程，利用某种不变量(如①某原子、离子或原子团不变；②溶液中阴、阳离子所带电荷数相等；③氧化还原反应中得失电子数相等)建立关系式，从而达到简化过程、快速解题的目的
关系式法 表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，若第一步反应的产物，是下一步反应的反应物，可以根据化学方程式，将该物质作为“中介”，找出已知物质和所求物质之间量的关系
(3)确定物质组成的注意事项
①测定实验中要消除干扰气体
如用惰性气体将干扰气体排出，或用溶液吸收干扰气体等。
②测定实验中被测量气体要全部被测量
如可采取反应结束后继续向装置中通入惰性气体以使被测量气体全部被吸收剂吸收的方法。
③测定实验中的数据采集处理
a．称量固体质量时，托盘天平可估读到0.1 g，精确度要求高的实验中可以用分析天平或电子天平。
b．测量液体体积时，量筒可估读到0.1 mL，准确度要求高的定量实验如中和滴定中选用滴定管，可估读到0.01 mL。
c．气体除了量取外，还可以称量。称气体的质量时一般有两种方法：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前后的质量增大值。
d．用pH试纸(测得整数值)或pH计(精确到0.01)直接测出溶液的pH，经过计算可以得到溶液中H＋或OH－的物质的量浓度。
(4)定量测定实验的解题流程
例2.(2023·全国卷乙)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题：
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中，先________________，而后将已称重的U型管c、d与石英管连接，检查_________________________________。
依次点燃煤气灯________，进行实验。
(2)O2的作用有________________________________。CuO的作用是_______________________________(举1例，用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是______、______(填字母)。c和d中的试剂不可调换，理由是__________________________________。
A．CaCl2 B．NaCl C．碱石灰(CaO＋NaOH) D．Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后，应进行操作：______________________________________。取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.023 6 g，实验结束后，c管增重0.010 8 g，d管增重0.035 2 g。质谱测得该有机物的相对分子量为118，其分子式为________。
【对点练】 2.(2024·九省新高考适应性考试)某实验小组对一种染料废水进行处理，获得Na2SO4并测定废水的总有机碳(总有机碳是指单位体积水样中溶解或悬浮的有机物碳元素质量总和，是水体评价的综合指标之一)。
实验步骤为：
①取100 mL废水(假定有机成分只有萘磺酸钠)，在35 ℃下加入等体积甲醇，充分混合后，冷却、过滤，得到固体A和滤液B。
②经检测，固体A主要成分为Na2SO4，并含有少量Na2SO3和萘磺酸钠；滤液B含2.3 g萘磺酸钠(C10H7O3NaS，M＝230 g·mol－1)。
③一定温度下，从滤液B中回收甲醇；再蒸发浓缩析出萘磺酸钠，过滤，得滤液C，向滤液C中加入适量的NaClO溶液去除少量的NH和NH3。
④按下图实验装置(部分装置略)对固体A进行处理，完全反应后Pt坩埚中固体为Na2SO4。
简化的操作过程：先检查装置气密性，再打开或关闭活塞1和活塞2，通入N2一段时间。再次打开或关闭活塞1和活塞2，改为通入O2，点燃煤气灯，一定时间后，停止加热，继续通O2一段时间。
回答下列问题：
(1)实验步骤①中加入甲醇的目的为__________________________________________。
(2)实验步骤③中回收甲醇的操作名称是________，去除NH3生成N2反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)通入N2的目的是____________________________________________________。
(4)酸性KMnO4溶液的作用是________________________________，试剂a是________。
(5)改为通入O2前，需________(填字母)。
A．打开活塞1 B．打开活塞2 C．关闭活塞1 D．关闭活塞2
(6)反应后U形管(含试剂)增重0.44 g，该废水总有机碳＝________mg·L－1(用科学计数法表示)。
考点3 性质(或原理)探究型综合实验
1．性质(或原理)探究型实验题要求原理准确、步骤简捷、现象明显、结论易得。中学化学性质实验探究的主要角度有：物质氧化性和还原性强弱的判断、同周期(或同主族)元素性质的递变规律分析、电解质强弱的判断、物质酸性强弱的判断、钢铁发生电化学腐蚀的规律探究、热分解产物的性质探究等，试题综合性强，信息量大，覆盖面较广，旨在考查考生化学实验与探究的能力及科学探究与创新意识的核心素养。
2．性质探究实验的解题流程与答题规范
(1)寻求反应机理类探究型实验的解题流程
(2)文字表述题的各种答题规范
①液体体积测量中读数的答题关键
平视：视线与刻度线和凹液面最低处在同一水平线上
读数：液面最低点(最底端、最底部、最低处)与刻度线相切
②实验操作的原因、目的、作用的答题要点
操作：怎么“做”，为什么这样“做”
作用：须有明确的结论、判断、理由
③实验现象的准确、全面描述
答题要素 现象描述要全面：看到的、听到的、触摸到的、闻到的
现象描述要准确：如“A试管中……，B处有……”
按“现象＋结论”格式描述，忌现象结论不分、由理论推现象、指出具体生成物的名称
得分点及关键词 溶液：颜色由……变成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶液变浑浊，生成(产生)……沉淀，溶液发生倒吸，产生大量气泡(或有气体从溶液中逸出)，有液体溢出等
固体：表面产生大量气泡，逐渐溶解，体积逐渐变小，颜色由……变成……等
气体：生成……色(味)气体，气体由……色变成……色，先变……后……(加深、变浅、褪色)等
④试剂的作用的答题模板
答题要素 试剂的作用是什么？要达到的目的是什么
得分点及关键词 作用类：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要准确
作用—目的类：作用是……，目的是……，回答要准确全面
例3.(2023·北京高考)资料显示，I2可以将Cu氧化为Cu2＋。某小组同学设计实验探究Cu被I2氧化的产物及铜元素的价态。
已知：I2易溶于KI溶液，发生反应I2＋I－ I(红棕色)；I2和I氧化性几乎相同。
将等体积的KI溶液加入到m mol铜粉和n mol I2(n>m)的固体混合物中，振荡。
实验记录如下：
c(KI) 实验现象
实验Ⅰ 0.01 mol/L 极少量I2溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色
实验Ⅱ 0.1 mol/L 部分I2溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色
实验Ⅲ 4 mol/L I2完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液为深红棕色
(1)初始阶段，Cu被氧化的反应速率：实验Ⅰ________(填“>”“<”或“＝”)实验Ⅱ。
(2)实验Ⅲ所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有[Cu(H2O)4]2＋(蓝色)或[CuI2]－(无色)，进行以下实验探究：
步骤a.取实验Ⅲ的深红棕色溶液，加入CCl4，多次萃取、分液。
步骤b.取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。
ⅰ.步骤a的目的是______________________________________________________。
ⅱ.查阅资料，2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，[Cu(NH3)2]＋(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤b的溶液中发生的变化：__________________________________________________________。
(3)结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是________________________________________________________________________。
分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体，洗涤后得到白色沉淀，加入浓KI溶液，__________________________(填实验现象)，观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是____________________________。
(4)上述实验结果，I2仅将Cu氧化为＋1价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验，证实了I2能将Cu氧化为Cu2＋。装置如图所示，a、b分别是_________________________________________。
(5)运用氧化还原反应规律，分析在上述实验中Cu被I2氧化的产物中价态不同的原因：
________________________________________________________________________。
【对点练】 3.某课外小组探究Cu(Ⅱ)盐与Na2S2O3溶液的反应。
[查阅资料]
i．2S2O＋Cu2＋ [Cu(S2O3)2]2－(绿色)
2S2O＋Cu＋ [Cu(S2O3)2]3－(无色)；
ii.2NH3＋Cu＋ [Cu(NH3)2]＋(无色)，[Cu(NH3)2]＋遇空气容易被氧化成[Cu(NH3)4]2＋(蓝色)；
iii.S2O易被氧化为S4O或SO。
[猜想假设]
同学们根据资料认为Cu(Ⅱ)盐与Na2S2O3可能会发生两种反应。
假设1：Cu2＋与S2O在溶液中发生络合反应生成[Cu(S2O3)2]2－；
假设2：Cu(Ⅱ)有____________性，与S2O在溶液中发生氧化还原反应。
[实验操作及现象分析]
实验一：探究CuSO4与Na2S2O3溶液的反应。
实验操作 实验序号 V1/mL V2/mL 逐滴加入Na2S2O3溶液时的实验现象
a 1.5 0.5 溶液逐渐变为绿色，静置无变化
b 1.0 1.0 溶液先变为绿色，后逐渐变成浅绿色，静置无变化
c 0 2.0 溶液先变为绿色，后逐渐变浅至无色，静置无变化
(1)根据实验a的现象可推测溶液中生成的含Cu微粒是____________(填化学符号)。
(2)甲同学认为实验一能证明假设2成立，他的理由是___________________________________。
实验二：探究CuCl2与Na2S2O3溶液的反应。
(3)乙同学利用已知资料进一步确证了实验二的无色溶液中存在Cu(Ⅰ)。他的实验方案是：取少量无色溶液，______________________________________________________。
(4)经检验白色沉淀为CuCl，从化学平衡的角度解释继续加Na2S2O3溶液后CuCl沉淀溶解的原因：
__________________________________________________________。
(5)经检验氧化产物以S4O形式存在。写出Cu2＋与S2O发生氧化还原反应得到无色溶液的离子方程式：
____________________________________________________________。
[获得结论]
综合以上实验，同学们认为Cu(Ⅱ)盐与Na2S2O3在液中的反应与多种因素有关，得到实验结论：
①随n(S2O)∶n(Cu2＋)的增大，________________________________________；
②____________________________________________________________。
高考真题
1．(2024·河北卷，15，15分)市售的溴(纯度99%)中含有少量的Cl2和I2，某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理，设计实验制备高纯度的溴。回答下列问题：
(1)装置如图(夹持装置等略)，将市售的溴滴入盛有浓CaBr2溶液的B中，水浴加热至不再有红棕色液体馏出。仪器C的名称为_________；CaBr2溶液的作用为______________________；D中发生的主要反应的化学方程式为_________________________________________。
(2)将D中溶液转移至____________________(填仪器名称)中，边加热边向其中滴加酸化的KMnO4 溶液至出现红棕色气体，继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成I2的离子方程式为_________________________。
(3)利用图示相同装置，将R和K2Cr2O7 固体混合均匀放入B中，D中加入冷的蒸馏水。由A向B中滴加适量浓H2SO4，水浴加热蒸馏。然后将D中的液体分液、干燥、蒸馏，得到高纯度的溴。D中蒸馏水的作用为____________________和____________________。
(4)为保证溴的纯度，步骤(3)中K2Cr2O7 固体的用量按理论所需量的计算，若固体R质量为m克(以计)，则需称取_______ g K2Cr2O7 (M=294 g·molˉ1) (用含m的代数式表示)。
(5)本实验所用钾盐试剂均经重结晶的方法纯化。其中趁热过滤的具体操作为漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，转移溶液时用____________________，滤液沿烧杯壁流下。
2．(2024·浙江1月卷，20，10分)H2S可用于合成光电材料。某兴趣小组用与MgCl2反应制备液态H2S，实验装置如图，反应方程式为：CaS+MgCl2+2H2O= Ca Cl2+ Mg(OH)2+H2S↑。
已知：①H2S的沸点是，有毒：
②装置A内产生的H2S气体中含有酸性气体杂质。
请回答：
(1)仪器X的名称是 _____________ 。
(2)完善虚框内的装置排序：A→B→ →F+G
(3)下列干燥剂，可用于装置C中的是_______。
A．氢氧化钾 B．五氧化二磷 C．氯化钙 D．碱石灰
(4)装置G中汞的两个作用是：①平衡气压：② _____________ 。
(5)下列说法正确的是_______。
A．该实验操作须在通风橱中进行
B．装置D的主要作用是预冷却H2S
C．加入的MgCl2固体，可使MgCl2溶液保持饱和，有利于平稳持续产生H2S
D．该实验产生的尾气可用硝酸吸收
(6)取0.680g H2S产品，与足量CuSO4溶液充分反应后，将生成的CuS置于已恒重、质量为31.230 g的坩埚中，煅烧生成CuO，恒重后总质量为32.814 g。产品的纯度为 。
3．(2024·甘肃卷，16)某兴趣小组设计了利用MnO2和H2SO3生成MnS2O6，再与Na2CO3反应制备Na2S2O6·2H2O的方案：
(1)采用下图所示装置制备SO2，仪器a的名称为 ；步骤I中采用冰水浴是为了 _____________ ；
(2)步骤Ⅱ应分数次加入MnO2，原因是 _______________________________________ ；
(3)步骤Ⅲ滴加饱和Ba(OH)2溶液的目的是 _______________________________________ ；
(4)步骤Ⅳ生成MnCO3沉淀，判断已沉淀完全的操作是 __________________；
(5)将步骤Ⅴ中正确操作或现象的标号填入相应括号中 。
A．蒸发皿中出现少量晶体 B．使用漏斗趁热过滤 C．利用蒸发皿余热使溶液蒸干
D．用玻璃棒不断搅拌 E．等待蒸发皿冷却
4．(2024·湖南卷，15，3分)亚铜配合物广泛用作催化剂。实验室制备[Cu(CH3CN)4]ClO4的反应原理如下：Cu(ClO4)2·6H2O+Cu+8CH3CN=2[Cu(CH3CN)4]ClO4+6H2O
实验步骤如下：
分别称取3.71g Cu(ClO4)2·6H2O和0.76gCu粉置于乙腈(CH3CN)中应，回流装置图和蒸馏装置图(加热、夹持等装置略)如下：
已知：①乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂；
②相关物质的信息如下：
化合物 [Cu(CH3CN)4]ClO4 Cu(ClO4)2·6H2O
相对分子质量 327.5 371
在乙腈中颜色 无色 蓝色
回答下列问题：
(1)下列与实验有关的图标表示排风的是 (填标号)；
A． B． C． D． E．
(2)装置Ⅰ中仪器M的名称为 ；
(3)装置Ⅰ中反应完全的现象是 ；
(4)装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是 ；
(5) [Cu(CH3CN)4]ClO4不能由步骤c直接获得，而是先蒸馏至接近饱和，再经步骤d冷却结晶获得。这样处理的目的是
(6)为了使母液中的[Cu(CH3CN)4]ClO4结晶，步骤e中向母液中加入的最佳溶剂是 (填标号)；
A．水 B．乙醇 C．乙醚
(7)合并步骤d和e所得的产物，总质量为5.32g，则总收率为 (用百分数表示，保留一位小数)。
5．(2024·辽吉黑卷，17，14分)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化，设计实验方案如下：
I．向50 mL烧瓶中分别加入5.7 mL乙酸(100mmol)、8.8 mL乙醇(150mmol)、1.4 g NaHSO4固体及4~6滴甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
II．加热回流50 min后，反应液由蓝色变为紫色，变色硅胶由蓝色变为粉红色，停止加热。
III．冷却后，向烧瓶中缓慢加入饱和Na2CO3溶液至无CO2逸出，分离出有机相。
IV．洗涤有机相后，加入无水MgSO4，过滤。
V．蒸馏滤液，收集73~78℃馏分，得无色液体6.60 g，色谱检测纯度为98.0%。
回答下列问题：
(1) NaHSO4在反应中起__________作用，用其代替浓H2SO4的优点是________________(答出一条即可)。
(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水，除指示反应进程外，还可_________________________________________________。
(3)使用小孔冷凝柱承载，而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是_______(填标号)。
A．无需分离 B．增大该反应平衡常数
C．起到沸石作用，防止暴沸 D．不影响甲基紫指示反应进程
(4)下列仪器中，分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是__________(填名称)。
(5)该实验乙酸乙酯的产率为__________(精确至0.1%)。
(6)若改用C2H518OH作为反应物进行反应，质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为_______(精确至1)。
6．(2024·全国新课标卷，9，15分)吡咯类化合物在导电聚合物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应用。一种合成1-(4-甲氧基苯基)-2，5-二甲基吡咯(用吡咯X表示)反应和方法如下：
实验装置如图所示，将100 mmol己-2，5-二酮(熔点：-5.5℃，密度：)与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点：57℃)放入①中，搅拌。
待反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体。加热至65℃，至固体溶解，加入脱色剂，回流20 min，趁热过滤。滤液静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析出。经过滤、洗涤、干燥得到产品。
回答下列问题：
(1)量取己-2，5-二酮应使用的仪器为_______(填名称)。
(2)仪器①用铁夹固定在③上，③的名称是_______________；仪器②的名称是________________。
(3)“搅拌”的作用是_______________________________。
(4)“加热”方式为___________________。
(5)使用的“脱色剂”是_______________________。
(6)“趁热过滤”的目的是_______________________________；用___________洗涤白色固体。
(7)若需进一步提纯产品，可采用的方法是___________________________________________。
7．(2024·浙江6月卷，20，10分)某小组采用如下实验流程制备AlI3：
已知：AlI3是一种无色晶体，吸湿性极强，可溶于热的正己烷，在空气中受热易被氧化。
请回答：
(1)如图为步骤I的实验装置图(夹持仪器和尾气处理装置已省略)，图中仪器A的名称是 ，判断步骤I反应结束的实验现象是 。
(2)下列做法不正确的是_______。
A．步骤I中，反应物和溶剂在使用前除水
B．步骤I中，若控温加热器发生故障，改用酒精灯(配石棉网)加热
C．步骤Ⅲ中，在通风橱中浓缩至蒸发皿内出现晶膜
D．步骤Ⅳ中，使用冷的正己烷洗涤
(3)所得粗产品呈浅棕黄色，小组成员认为其中混有碘单质，请设计实验方案验证 。
(4)纯化与分析：对粗产品纯化处理后得到产品，再采用银量法测定产品中含量以确定纯度。滴定原理为：先用过量AgNO3标准溶液沉淀I-，再以NH4SCN标准溶液回滴剩余的Ag+。已知：
难溶电解质 AgI(黄色) AgSCN (白色) Ag2CrO4 (红色)
溶度积常数Ksp 8.5×10-17 1.0×10-12 1.1×10-12
①从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤：
称取产品，用少量稀酸A溶解后转移至容量瓶，加水定容得待测溶液。取滴定管检漏、水洗→_______→装液、赶气泡、调液面、读数→用移液管准确移取待测溶液加入锥形瓶→_______→_______→加入稀酸B→用1.00×10-2mol·L-1NH4SCN标准溶液滴定→_______→读数。
a．润洗，从滴定管尖嘴放出液体
b．润洗，从滴定管上口倒出液体
c．滴加指示剂K2CrO4溶液
d．滴加指示剂硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]溶液
e．准确移取25.00mL4.00×10-2mol·L-1AgNO3标准溶液加入锥形瓶
f．滴定至溶液呈浅红色
g．滴定至沉淀变白色
②加入稀酸B的作用是 。
③三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60mL，则产品纯度为 。[M(AlI3)=408 g·molˉ1]
8．(2024·湖北卷，18，14分)学习小组为探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相关性质，室温下进行了实验I~Ⅳ。
实验I 实验Ⅱ 实验Ⅲ
无明显变化 溶液变为红色，伴有气泡产生 溶液变为墨绿色，并持续产生能使带火星木条复燃的气体
已知：[Co(H2O)6]2+为粉红色、[Co(H2O)6]3+为蓝色、[Co(CO3)2]2-为红色、[Co(CO3)2]3-为墨绿色。回答下列问题：
(1)配制1.00mol·L-1的CoSO4溶液，需要用到下列仪器中的 (填标号)。
a． b． c． d．
(2)实验I表明[Co(H2O)6]2+ (填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中HCO3-大大过量的原因是 。实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)2]3-能催化H2O2的分解，写出H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式 、 。
(3)实验I表明，反应2[Co(H2O)6]2++H2O2+2H+2[Co(H2O)6]3++2H2O难以正向进行，利用化学平衡移动原理，分析Co3+、Co2+分别与CO32-配位后，正向反应能够进行的原因 。
实验Ⅳ：
(4)实验Ⅳ中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体；B到C溶液变为粉红色，并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为 、 。
9．(2024·北京卷，19)某小组同学向pH=1的的FeCl3溶液中分别加入过量的Cu粉、粉和粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。
(1)理论分析
依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe3+还原为Fe的金属是 。
(2)实验验证
实验 金属 操作、现象及产物
I 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液为3~4，取出固体，固体中未检测到单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液为3~4时，取出固体，固体中检测到单质
①分别取实验I、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，证明都有生成，依据的现象是 。
②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因 ____________ __ 。
③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。
i．a．甲认为实验Ⅱ中，当Fe3+、H+浓度较大时，即使与Fe2+反应置换出少量Fe，Fe也会被Fe3+、H+消耗。写出Fe与Fe3+、H+反应的离子方程式 __________ ___________ 。
b．乙认为在pH为3~4的溶液中即便生成Fe也会被H+消耗。设计实验 (填实验操作和现象)。
证实了此条件下可忽略H+对Fe的消耗。
c．丙认为产生的红褐色沉淀包裹在粉上，阻碍了与Fe2+的反应。实验证实了粉被包裹。
ii．查阅资料：0.5mol·L-1 Fe3+开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。
结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2， (填实验操作和现象)，待pH为3~4时，取出固体，固体中检测到单质。
(3)对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到单质的原因 。
10．(2024·全国甲卷，9，15分)CO(NH2)2·H2O2 (俗称过氧化脲)是一种消毒剂，实验室中可用尿素与过氧化氢制取，反应方程式如下：CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2
(一)过氧化脲的合成
烧杯中分别加入25 mL30% H2O2 (ρ=1.11g· cm-3)、40 mL蒸馏水和12.0 g尿素，搅拌溶解。下反应，冷却结晶、过滤、干燥，得白色针状晶体9.4 g。
(二)过氧化脲性质检测
I．过氧化脲溶液用稀H2SO4 酸化后，滴加KMnO4溶液，紫红色消失。
Ⅱ．过氧化脲溶液用稀H2SO4酸化后，加入溶液和四氯化碳，振荡，静置。
(三)产品纯度测定
溶液配制：称取一定量产品，用蒸馏水溶解后配制成溶液。
滴定分析：量取过氧化脲溶液至锥形瓶中，加入一定量稀H2SO4，用准确浓度的KMnO4溶液滴定至微红色，记录滴定体积，计算纯度。
回答下列问题：
(1)过滤中使用到的玻璃仪器有 (写出两种即可)。
(2)过氧化脲的产率为 。
(3)性质检测Ⅱ中的现象为 。性质检则I和Ⅱ分别说明过氧化脲具有的性质是 。
(4)下图为“溶液配制”的部分过程，操作a应重复3次，目的是 ，定容后还需要的操作为 。
(5)“滴定分析”步骤中，下列操作错误的是_____(填标号)。
A．KMnO4溶液置于酸式滴定管中
B．用量筒量取过氧化脲溶液
C．滴定近终点时，用洗瓶冲洗锥形瓶内壁
D．锥形瓶内溶液变色后，立即记录滴定管液面刻度
(6)以下操作导致氧化脲纯度测定结果偏低的是_____(填标号)。
A．容量瓶中液面超过刻度线
B．滴定管水洗后未用KMnO4溶液润洗
C．摇动锥形瓶时KMnO4溶液滴到锥形瓶外
D．滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失
11．(2024·广东卷，17)含硫物质种类繁多，在一定条件下可相互转化。
(1)实验室中，浓硫酸与铜丝反应，所产生的尾气可用 (填化学式)溶液吸收。
(2)工业上，烟气中的SO2可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收，生成石膏。该过程中， (填元素符号)被氧化。
(3)工业锅炉需定期除水垢，其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时，发生反应：CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)(Ⅰ)。兴趣小组在实验室探究Na2CO3溶液的浓度对反应(Ⅰ)的反应速率的影响。
①用Na2CO3固体配制溶液，以滴定法测定其浓度。
i．该过程中用到的仪器有 。
ii．滴定数据及处理：Na2CO3溶液，消耗盐酸(滴定终点时，CO32-转化为HCO3-)，则c(Na2CO3)=_________mol·L-1。
②实验探究：取①中的Na2CO3溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液，分别加入硫酸钙固体，反应后，过滤，取滤液，用盐酸参照①进行滴定。记录的部分数据如下表(忽略CO32-水解的影响)。
序号
a 100.0 0
b 80.0 x
则 ，测得的平均反应速率之比 。
(4)兴趣小组继续探究反应(Ⅰ)平衡的建立，进行实验。
①初步实验 将1.00 g硫酸钙(M=136g·molˉ1)加入100.0 mL0.100mol·L-1Na2CO3溶液中，在和搅拌条件下，利用计测得体系的随时间的变化曲线如图。
②分析讨论 甲同学根据后不改变，认为反应(Ⅰ)已达到平衡；乙同学认为证据不足，并提出如下假设：
假设1 硫酸钙固体已完全消耗；
假设2 硫酸钙固体有剩余，但被碳酸钙沉淀包裹。
③验证假设，乙同学设计如下方案，进行实验。
步骤 现象
ⅰ．将①实验中的反应混合物进行固液分离 /
ⅱ．取少量分离出的沉淀置于试管中，滴加 ，沉淀完全溶解
ⅲ．继续向ⅱ的试管中滴加 无白色沉淀生成
④实验小结 假设1成立，假设2不成立。①实验中反应(Ⅰ)平衡未建立。
⑤优化方案、建立平衡 写出优化的实验方案，并给出反应(Ⅰ)平衡已建立的判断依据： 。
12．(2024·山东卷，19，12分)利用“燃烧—碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如下图所示(夹持装置略)。
实验过程如下：
①加样，将a mg样品加入管式炉内瓷舟中(瓷舟两端带有气孔且有盖)，聚四氟乙烯活塞滴定管G内预装c(KIO3)：c(KI)略小于1：5的KIO3碱性标准溶液，吸收管F内盛有盐酸酸化的淀粉水溶液。向F内滴入适量KIO3碱性标准溶液，发生反应：KIO3+5KI+6 HCl =6KCl +3I2+3H2O，使溶液显浅蓝色。
②燃烧：按一定流速通入O2，一段时间后，加热并使样品燃烧。
③滴定：当F内溶液浅蓝色消退时(发生反应：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI)，立即用KIO3碱性标准溶液滴定至浅蓝色复现。随SO2不断进入F，滴定过程中溶液颜色“消退-变蓝”不断变换，直至终点。
回答下列问题：
(1)取20.00mL 0.1000mol·Lˉ1 KIO3的碱性溶液和一定量的固体，配制1000 mL KIO3碱性标准溶液，下列仪器必须用到的是_______(填标号)。
A．玻璃棒 B．1000 mL锥形瓶 C．500 mL容量瓶 D．胶头滴管
(2)装置B和C的作用是充分干燥O2，B中的试剂为_____________。装置F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子(见放大图)，目的是_____________________________________。
(3)该滴定实验达终点的现象是___________________________________________；滴定消耗KIO3碱性标准溶液VmL，样品中硫的质量分数是_______(用代数式表示)。
(4)若装置D中瓷舟未加盖，会因燃烧时产生粉尘而促进SO3的生成，粉尘在该过程中的作用是_____________________________________；若装置E冷却气体不充分，可能导致测定结果偏大，原因是___________________________________________；若滴定过程中，有少量IO3-不经I2直接将SO2氧化成H2SO4，测定结果会_____________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
13．(2024·安徽卷，16，15分)测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl2-HgCl2- K2Cr2O7滴定法。研究小组用该方法测定质量为的某赤铁矿试样中的铁含量。
【配制溶液】
①cmol·L-1 K2Cr2O7标准溶液
②SnCl2溶液：称取6gSnCl2·2H2O溶于10 mL浓盐酸，加水至100 mL，加入少量锡粒。
【测定含量】按下图所示(加热装置路去)操作步骤进行实验。
已知：氯化铁受热易升华；室温时HgCl2，可将Sn2+氧化为Sn4+。难以氧化Fe2+；Cr2O72-可被Fe2+还原为Cr3+。回答下列问题：
(1)下列仪器在本实验中必须用到的有_____________(填名称)。
(2)结合离子方程式解释配制SnCl2溶液时加入锡粒的原因：_______________________________。
(3)步骤I中“微热”的原因是_____________________________________。
(4)步琛Ⅲ中，若未“立即滴定”，则会导致测定的铁含量_____________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)若消耗cmol·L-1 K2Cr2O7标准溶液V mL，则试样中的质量分数为_____________ (用含a、c、V的代数式表示)。
(6) SnCl2- TiCl3- KMnO4滴定法也可测定铁的含量，其主要原理是利用SnCl2和TiCl3将铁矿石试样中Fe3+还原为Fe2+，再用KMnO4标准溶液滴定。
①从环保角度分析，该方法相比于SnCl2-HgCl2- K2Cr2O7，滴定法的优点是_________________________________________________。
②为探究KMnO4溶液滴定时，Cl-在不同酸度下对Fe2+测定结果的影响，分别向下列溶液中加入1滴0.1 mol·L-1KMnO4溶液，现象如下表：
溶液 现象
空白实验 2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL试剂X 紫红色不褪去
实验I 2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL 0.1mol·L-1硫酸 紫红色不褪去
实验ⅱ 2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL 6mol·L-1硫酸 紫红色明显变浅
表中试剂X为_____________；根据该实验可得出的结论是_______________________________________________________。
巩固练习
非选择题(共4题，共75分)
1．(17分)(2023·全国卷甲)钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水，在冷水中微溶，可通过如下反应制备：
2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O22[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O
具体步骤如下：
Ⅰ.称取2.0 g NH4Cl，用 5 mL水溶解。
Ⅱ.分批加入3.0 g CoCl2·6H2O后，将溶液温度降至10 ℃以下，加入1 g活性炭、7 mL 浓氨水，搅拌下逐滴加入10 mL 6%的双氧水。
Ⅲ.加热至55～60 ℃反应20 min。冷却，过滤。
Ⅳ.将滤得的固体转入含有少量盐酸的25 mL 沸水中，趁热过滤。
Ⅴ.滤液转入烧杯，加入4 mL浓盐酸，冷却、过滤、干燥，得到橙黄色晶体。
回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ中使用的部分仪器如下。
仪器a的名称是________。加快NH4Cl溶解的操作有___________________________________。(4分)
(2)步骤Ⅱ中，将温度降至10 ℃以下以避免________________、________________；可选用________降低溶液温度。(6分)
(3)指出下列过滤操作中不规范之处：__________________________________________。(2分)
(4)步骤Ⅳ中，趁热过滤，除掉的不溶物主要为_______________________________。(2分)
(5)步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是______________________________________。(3分)
2．(19分)(2022·湖北高考)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”)。(4分)
(2)P2O5的作用是______________________________________________。(2分)
(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。(3分)
(4)升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是_________________________________。(3分)
(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。(2分)
(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)。(2分)
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分)
3．(16分)(2023·四川自贡二模)己二酸在有机合成工业等方面都有重要作用，以环己醇(，M＝100，ρ＝0.95 g/mL)为原料制取己二酸[HOOC(CH2)4COOH，M＝146]。
[实验原理]
已知：3＋8KMnO43KOOC(CH2)4COOK＋8MnO2＋2KOH＋5H2O ΔH<0
[实验步骤]向250 mL三颈烧瓶中加入搅拌磁子、50 mL 1.0%的KOH溶液和9.0 g高锰酸钾，按图1所示安装装置，控制滴速维持温度在45 ℃左右，滴加环己醇共2.0 mL，滴加结束时需启动加热装置加热一段时间。趁热分离出氧化液中的MnO2，再用约4 mL浓HCl溶液，使溶液呈酸性，加热浓缩使溶液体积减少至10 mL，经过冷却、脱色得到1.46 g产品。
(1)图1中冷却水从冷凝管________(填“a”或“b”)口流入，搅拌磁子的作用是_____________________________________。(4分)
(2)“氧化”过程，三颈烧瓶中溶液温度逐渐升高，其原因是_______________________________________；
在环己醇不同滴加速度下，溶液温度随滴加时间变化曲线如图2，为了实验安全，应选择的滴速为________滴/min。(4分)
(3)完成“氧化”后，用玻璃棒蘸取一滴反应混合液点在滤纸上，在黑色圆点周围出现紫色环。该现象说明________________________________________________________________________；
向溶液中加入适量的KHSO3，直到点滴实验呈负性为止，如果KHSO3用量不足，在己二酸“制备”过程中会观察到________(填颜色)的气体逸出。(4分)
(4)分离出MnO2的装置为________(填字母)；己二酸的产率是____________(用最简的分数表示)。(4分)
4．(23分)(2023·重庆沙坪坝模拟)甘氨酸亚铁晶体是一种新型的固体螯合补铁剂。其实验室合成路线为：
铁片FeSO4FeCO3甘氨酸亚铁晶体粗品甘氨酸亚铁晶体纯品
已知：
①相关物质的信息如下表所示
物质 化学式 摩尔质量 性质
甘氨酸 H2NCH2COOH 75g/mol 两性物质，易溶于水，微溶于乙醇
甘氨酸亚铁晶体 － － 易溶于水，溶解度随温度升高而增大；难溶于乙醇，在潮湿的空气中易被氧化
②含有多个配位原子的配体与同一中心离子通过螯合配位成环而形成的配合物称为螯合物。
(一)FeCO3固体的制备
(1)实验开始时应先打开K1和______，关闭______(填“K2”或“K3”)；一段时间后，改变开关状态，生成FeCO3。(4分)
(2)三颈烧瓶中生成FeCO3沉淀的离子方程式为____________________________________________。(3分)
(二)甘氨酸亚铁的制备
(3)用如图装置制备甘氨酸亚铁。反应开始时，先通过滴液口滴入适量的NaOH溶液调节pH为5左右，pH过高或过低都会使产率下降，原因是______________________________________________。(2分)
(4)当FeCO3固体完全溶解后，再通过滴液口加入乙醇，其作用是_____________________________________________。(2分)
(5)反应结束后，过滤出产品粗品，依次用______、________(填字母)洗涤，再经过一系列操作得纯品。(4分)
a．热水 b．冰水 c．乙醇
(三)甘氨酸亚铁晶体结构的分析
步骤1：准确称取甘氨酸亚铁晶体纯品0.480 0 g于锥形瓶中，加3 mol/L H2SO4溶液15 mL将样品溶解完全后，加入指示剂，立即用0.100 0 mol/L(NH4)2Ce(SO4)3标准液滴定至终点，用去标准液20.20 mL(反应为Ce4＋＋Fe2＋===Ce3＋＋Fe3＋)。
步骤2：不加产品，重复步骤1操作，滴定至终点，用去标准液0.20 mL。
回答下列问题：
(6)滴定时应选择________滴定管。(2分)
(7)甘氨酸亚铁晶体中Fe的质量分数为________%(保留小数点后一位)。(3分)
(8)进一步分析表明：甘氨酸亚铁晶体中，阴、阳离子只有H2NCH2COO－和Fe2＋；Fe2＋的配位数为6，且存在五元螯合环；该配合物整体量中心对称，甘氨酸亚铁晶体的结构简式为____________________。(3分)
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