微专题热练20 化学综合实验与计算(一)
1. (2024·南京、盐城一模)过氧化钙(CaO2)微溶于水，溶于酸，是一种用途广泛的化工产品。以石灰石(含有少量铁、硅的氧化物)为原料制备CaO2的实验流程如下：
已知：①双氧水(H2O2)在弱酸性或中性条件下性质较稳定，在碱性条件下不稳定。
②273 K时，CaCl2(aq)＋H2O2(aq)CaO2(s)＋2HCl(aq) ΔH＝＋62.2 kJ/mol
(1)判断“酸浸1”完成的标志是 继续滴加盐酸，酸浸液中无气泡产生 。
(2)“除杂”时，待充分反应后将溶液煮沸并趁热过滤，“滤渣”的主要成分为 Fe(OH)3、SiO2 ；相比普通过滤装置，使用如图所示的热抽滤装置的优点是 抽滤比普通过滤速度更快，同时通入热水保温可防止CaCl2晶体析出 。
(3)“转化”需在冰水浴中进行，生成CaO2·8H2O晶体的离子方程式为 Ca2＋＋2NH3·H2O＋H2O2＋6H2OCaO2·8H2O↓＋2NH ；
CaCl2与H2O2直接反应不易发生，制备时加入适量氨水有利于CaO2生成，其可能原因为 氨水与反应生成的HCl发生中和反应，使H＋浓度降低以及放出热量，均促进反应向生成CaO2的方向进行 。
(4)测定产品中CaO2含量。高锰酸钾滴定法原理：在酸性条件下，CaO2与稀酸反应生成H2O2，用标准酸性KMnO4溶液滴定所生成的H2O2，以确定CaO2含量。下列关于滴定分析的说法不正确的是 AC (填字母)。
A. 滴定时应一直观察滴定管中溶液体积的变化
B. 当滴入半滴酸性KMnO4溶液后，溶液颜色从无色刚好变为浅红色，且半分钟内不变色，表示已经到达滴定终点
C. 滴定前滴定管尖嘴内有气泡，滴定后尖嘴内无气泡，则测定结果偏小
D. 读取 KMnO4溶液体积时，滴定前俯视读数，滴定后仰视读数，则测定结果偏大
(5)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2，还含有少量SiO2等杂质]为原料也可制备CaO2，设计制备CaO2·8H2O晶体的实验方案： 在搅拌下，向NH4Cl溶液中分批加入电石渣，置于冰水浴中反应一段时间后，过滤；在冰水浴中，边搅拌边向H2O2溶液中缓慢滴加所得滤液，待有大量晶体生成，过滤，用少量冰水洗涤2～3次，干燥 (须使用的试剂：NH4Cl溶液、H2O2溶液、冰水)。
【解析】 (1)石灰石主要成分是CaCO3，在“酸浸1”时，会发生反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，若“酸浸1”完成，再滴加稀盐酸无气泡产生。(2)石灰石主要成分是CaCO3，还含有杂质铁的氧化物、SiO2，加入盐酸酸浸时，铁的氧化物转化为FeCl3、FeCl2，加入双氧水，FeCl2被氧化变为FeCl3，加入的氨水与FeCl3反应产生Fe(OH)3沉淀，经过滤除去，SiO2与盐酸不能发生反应，也以沉淀的形式存在，故“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3、SiO2；相比普通过滤装置，热抽滤装置的优点是过滤速度更快，通热水抽滤，热水保温可防止CaCl2晶体析出。(4)滴定时，两眼应该观察溶液中颜色的变化，A错误；当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液后，溶液颜色从无色刚好变为浅红色，且半分钟内不变色，表示已经到达滴定终点，B正确；在滴定前滴定管尖嘴内有气泡，滴定后尖嘴内无气泡，则滴定消耗标准酸性KMnO4溶液体积偏大，导致H2O2的量偏大，因而会导致测定结果偏大，C错误；读取KMnO4溶液体积时，滴定前俯视读数，V1偏小，滴定后仰视读数，V2偏大，则消耗标准溶液体积(V2－V1)就会偏大，最终导致测定结果偏大，D正确。
2. (2024·淮安、南通部分学校)LiCoO2(钴酸锂)难溶于水，具有强氧化性，可用作锂电池正极材料。某废旧锂电池正极中主要含LiCoO2，还含有少量Al、Fe的氧化物等。实验室可通过如下过程回收废电极中钴元素并制取Co3O4：
废电极→→→→…→Co3O4
(1)浸取：将粉碎后的废旧锂电池正极材料置于如图1所示三颈烧瓶中，控温反应的温度为90 ℃，向烧瓶中加入2 mol/L H2SO4溶液，在充分搅拌的条件下向烧瓶中滴加Na2S2O3溶液。
图1
①S2O是SO中一个非羟基氧原子被硫原子替代而形成，则S2O的空间结构是 四面体 形。
②浸取所得溶液中含Li＋、Co2＋、Al3＋、Fe2＋、Fe3＋和SO等，不含S2O。写出浸取时LiCoO2发生反应的化学方程式： 8LiCoO2＋11H2SO4＋Na2S2O34Li2SO4＋8CoSO4＋Na2SO4＋11H2O 。
③实验中判断Na2S2O3溶液过量的方法是 烧瓶溶液中有淡黄色沉淀生成 。
(2)除杂：向浸取液中先加入足量H2O2溶液，再加入NaOH溶液调节pH，过滤。有关沉淀数据如下表(“完全沉淀”溶液中离子浓度≤1.0×10－5 mol/L)：
沉淀 Al(OH)3 Fe(OH)3 Co(OH)2
恰好完全沉淀时pH 5.2 2.8 9.4
若浸取液中c(Co2＋)＝0.1 mol/L，则须调节溶液pH的范围是 5.2≤pH<7.4 (加入H2O2溶液和NaOH溶液时，溶液体积的变化忽略不计)。
(3)萃取、反萃取：加入某有机酸萃取剂(HA)2，实验测得Co2＋萃取率随pH的变化如图2所示。向萃取所得有机相中加入H2SO4，反萃取得到水相。
图2
已知：萃取时发生的反应：
Co2＋＋n(HA)2CoA2·(n－1)(HA)2＋2H＋
①萃取时，Co2＋的萃取率随pH升高先增大后减小的可能原因是 ①当pH<6.5时，随着pH升高，溶液中c(H＋)减小，萃取反应的平衡正向移动，更多的Co2＋与萃取剂反应；当pH>6.5时，随着pH升高，溶液中c(OH－)增大，Co2＋与OH－形成Co(OH)2沉淀 。
②反萃取的目的是将有机层Co2＋转移到水层。使Co2＋尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有 ②适当提高稀硫酸的浓度；加适量萃取剂多次萃取；充分振荡分液漏斗(其他合理答案均可) (填两项)。
(4)制Co3O4：请补充完整由反萃取Co2＋所得水层制取Co3O4的实验方案：取反萃取后所得水层， 边搅拌边滴加1 mol/L(NH4)2C2O4溶液，至静置后向上层清液中继续滴加1 mol/L(NH4)2C2O4溶液不再出现沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤至向最后一次洗涤滤液中先滴加0.1 mol/L HCl溶液，再滴加0.1 mol/L BaCl2溶液不出现沉淀，干燥，控制温度在400～800 ℃条件下，将沉淀在空气中加热至固体质量不再发生变化。 。
得到Co3O4。须使用的试剂：1 mol/L(NH4)2C2O4溶液、0.1 mol/L HCl溶液、0.1 mol/L BaCl2溶液、蒸馏水。
已知：①CoC2O4·2H2O难溶于水；
②CoC2O4·2H2O在空气中加热时固体残留物质质量与温度关系如图3所示(Co—59)。
图3
【解析】 (2)Co2＋完全沉淀时pH＝9.4，c(OH－)＝10－4.6 mol/L，则Ksp[Co(OH)2]＝1.0×10－5×(10－4.6)2＝10－14.2，若浸取液中c(Co2＋)＝0.1 mol/L，则c(OH－)＝ mol/L＝10－6.6 mol/L，c(H＋)＝10－7.4 mol/L，pH＝7.4，故除去Al3＋、Fe3＋须调节pH的范围是5.2≤pH<7.4。(4)18.3 g的n(CoC2O4·2H2O)＝0.1 mol，故当残留物为Co3O4时，m(Co3O4)＝0.1 mol××241 g/mol＝8.03 g，即获得Co3O4时，控温为400～800 ℃。
3. (2024·南通二调)实验室以FeS2为原料制备磷酸亚铁晶体[Fe3(PO4)2·8H2O]，其部分实验过程如下：
(1)将一定体积98%的浓硫酸稀释为200 mL 30%的硫酸，除量筒外，还必须使用的玻璃仪器有 烧杯、玻璃棒、200 mL容量瓶、胶头滴管 。
(2)检验“还原”已完全的实验操作为 取少量还原后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液(或亚铁氰化钾)。
(3)向过滤后的滤液中加入Na2HPO4，并用氨水或CH3COONa调节溶液pH，“共沉淀”生成Fe3(PO4)2·8H2O。
①若使用CH3COONa调节溶液pH，“共沉淀”反应的离子方程式为 3Fe2＋＋2HPO＋2CH3COO－＋8H2O===Fe3(PO4)2·8H2O↓＋2CH3COOH。
②不使用NaOH调节溶液pH的原因是 NaOH碱性强，容易造成局部pH过高，生成Fe(OH)2等杂质 。
③补充完整利用如图所示装置(夹持装置已略去)制取Fe3(PO4)2·8H2O的实验方案：向三颈烧瓶中加入抗坏血酸溶液， 向三颈烧瓶中滴加CH3COONa-Na2HPO4 混合溶液 至混合液pH≈4， 再向三颈烧瓶中滴加FeSO4溶液，通过调节恒压滴液漏斗a、b的活塞，控制溶液pH为4～6 ，充分搅拌一段时间，过滤，洗涤固体，真空干燥(已知：所用抗坏血酸溶液pH＝2.8，当溶液pH控制在4～6之间时，所得晶体质量最好。恒压滴液漏斗a、b中分别盛放FeSO4溶液和CH3COONa-Na2HPO4混合液)。
(4)测定样品中Fe3(PO4)2·8H2O(摩尔质量为502 g/mol)的纯度。取0.627 5 g样品完全溶解后配制成250 mL 溶液，取出25.00 mL于锥形瓶中，加入一定量的H2O2将铁元素完全氧化，以磺基水杨酸为指示剂，用0.020 0 mol/L EDTA标准溶液进行滴定至终点(Fe3＋与EDTA按物质的量之比为1∶1 发生反应)，消耗EDTA溶液15.00 mL。计算该磷酸亚铁晶体样品的纯度(写出计算过程)。
答案：
每25.00 mL溶液中
n(Fe2＋)＝0.020 0 mol/L×15.00×10－3 L＝3.000×10－4 mol
n[Fe3(PO4)2·8H2O]＝1.000×10－4 mol
0．627 5 g样品中含n[Fe3(PO4)2·8H2O]＝1.000×10－4 mol×＝1.000×10－3 mol
m[Fe3(PO4)2·8H2O]＝1.000×10－3 mol×502 g/mol＝0.502 0 g
纯度＝×100%＝ 80.00%
【解析】 (2)FeS2在空气中焙烧时得到Fe2O3，酸溶后得到Fe3＋，检验“还原”中已经完全进行时，只需检验是否还含有Fe3＋即可。
4. (2024·苏锡常镇二模)实验室用磷矿脱镁废液制备MgHPO4·3H2O的实验过程可表示为
(1)磷矿脱镁废液中主要含H2PO及少量Mg2＋、Ca2＋、Fe3＋、Al3＋和SO。
①向废液中加入NaOH溶液调节pH为4.5，可达到Ca2＋、Fe3＋和Al3＋的最佳沉淀效果。其中Ca2＋转化为CaHPO4·2H2O的离子方程式为
Ca2＋＋H2PO＋OH－＋H2O===CaHPO4·2H2O↓。
②将除杂净化后的清液控制在一定温度，加入MgO浆液搅拌即可获得MgHPO4固体。实验测得镁回收率、产品纯度与反应后溶液pH关系如图1所示。pH小于6时，随着pH增大，镁回收率上升，其原因是 pH增大，H2PO转化为HPO，有利于MgHPO4沉淀 。
图1
③pH大于6时，随着pH增大，产品纯度逐渐下降，其可能原因是 pH增大，c(OH－)增大，部分Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀[或c(OH－)增大，部分HPO转化为PO，生成Mg3(PO4)2沉淀] 。
(2)实验室用如下方案测定MgHPO4·3H2O产品(含有Na2HPO4杂质)的纯度：准确称取0.720 0 g磷酸氢镁产品，加入足量稀硫酸溶解后配成100.00 mL溶液。准确移取25.00 mL于锥形瓶中，用0.050 00 mol/L Na2H2Y标准液滴定(离子方程式为Mg2＋＋H2Y2－===MgY2－＋2H＋)至终点，平行滴定三次，平均消耗Na2H2Y标准液19.20 mL。计算该产品中MgHPO4·3H2O的纯度(写出计算过程)。
答案：
n(H2Y2－)＝0.050 00 mol/L×19.20×10－3 L＝9.600×10－4 mol
n(MgHPO4·3H2O)＝n(Mg2＋)＝9.600×10－4 mol×＝3.840×10－3 mol
产品中MgHPO4·3H2O的纯度＝×100%＝92.80%
(3)恒温转化后的母液中主要含Na2HPO4和Na2SO4。已知：水溶液中各含磷微粒的分布如图2所示，Na3PO4和NaCl的溶解度曲线如图3所示；常温下BaSO4、BaHPO4的溶度积常数依次为1.1×10－10和3.2×10－7。
图2 图3
请补充完整由恒温转化后的母液制备Na3PO4晶体的实验方案：用比浊法测定母液中SO的浓度后，在搅拌下向一定体积的母液中 加入计算量的BaCl2溶液；过滤，向滤液中逐滴加入NaOH溶液调节至溶液pH为14；加热浓缩至溶液表面出现晶膜，降温结晶 ，过滤、用无水乙醇洗涤，干燥。
【解析】 (3)根据比浊法测定的SO浓度，在溶液中加入计算量的BaCl2溶液，使得Na2SO4转变为BaSO4沉淀和NaCl，过滤除去BaSO4，向滤液中逐滴加入NaOH溶液调节至溶液pH为14(由图2看出在pH＝14时溶液中PO浓度最大)，此时溶液中的P元素全部以Na3PO4形式存在，结合图3可知，Na3PO4的溶解度随着温度的变化而变化得快，而NaCl的温度随着温度的变化而变化不大，故可以采用降温结晶法将二者分离。微专题热练20 化学综合实验与计算(一)
1. (2024·南京、盐城一模)过氧化钙(CaO2)微溶于水，溶于酸，是一种用途广泛的化工产品。以石灰石(含有少量铁、硅的氧化物)为原料制备CaO2的实验流程如下：
已知：①双氧水(H2O2)在弱酸性或中性条件下性质较稳定，在碱性条件下不稳定。
②273 K时，CaCl2(aq)＋H2O2(aq)CaO2(s)＋2HCl(aq) ΔH＝＋62.2 kJ/mol
(1)判断“酸浸1”完成的标志是 。
(2)“除杂”时，待充分反应后将溶液煮沸并趁热过滤，“滤渣”的主要成分为 ；相比普通过滤装置，使用如图所示的热抽滤装置的优点是 。
(3)“转化”需在冰水浴中进行，生成CaO2·8H2O晶体的离子方程式为 ；
CaCl2与H2O2直接反应不易发生，制备时加入适量氨水有利于CaO2生成，其可能原因为 。
(4)测定产品中CaO2含量。高锰酸钾滴定法原理：在酸性条件下，CaO2与稀酸反应生成H2O2，用标准酸性KMnO4溶液滴定所生成的H2O2，以确定CaO2含量。下列关于滴定分析的说法不正确的是 (填字母)。
A. 滴定时应一直观察滴定管中溶液体积的变化
B. 当滴入半滴酸性KMnO4溶液后，溶液颜色从无色刚好变为浅红色，且半分钟内不变色，表示已经到达滴定终点
C. 滴定前滴定管尖嘴内有气泡，滴定后尖嘴内无气泡，则测定结果偏小
D. 读取 KMnO4溶液体积时，滴定前俯视读数，滴定后仰视读数，则测定结果偏大
(5)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2，还含有少量SiO2等杂质]为原料也可制备CaO2，设计制备CaO2·8H2O晶体的实验方案：
(须使用的试剂：NH4Cl溶液、H2O2溶液、冰水)。
2. (2024·淮安、南通部分学校)LiCoO2(钴酸锂)难溶于水，具有强氧化性，可用作锂电池正极材料。某废旧锂电池正极中主要含LiCoO2，还含有少量Al、Fe的氧化物等。实验室可通过如下过程回收废电极中钴元素并制取Co3O4：
废电极→→→→…→Co3O4
(1)浸取：将粉碎后的废旧锂电池正极材料置于如图1所示三颈烧瓶中，控温反应的温度为90 ℃，向烧瓶中加入2 mol/L H2SO4溶液，在充分搅拌的条件下向烧瓶中滴加Na2S2O3溶液。
图1
①S2O是SO中一个非羟基氧原子被硫原子替代而形成，则S2O的空间结构是 形。
②浸取所得溶液中含Li＋、Co2＋、Al3＋、Fe2＋、Fe3＋和SO等，不含S2O。写出浸取时LiCoO2发生反应的化学方程式： 。
③实验中判断Na2S2O3溶液过量的方法是 。
(2)除杂：向浸取液中先加入足量H2O2溶液，再加入NaOH溶液调节pH，过滤。有关沉淀数据如下表(“完全沉淀”溶液中离子浓度≤1.0×10－5 mol/L)：
沉淀 Al(OH)3 Fe(OH)3 Co(OH)2
恰好完全沉淀时pH 5.2 2.8 9.4
若浸取液中c(Co2＋)＝0.1 mol/L，则须调节溶液pH的范围是 (加入H2O2溶液和NaOH溶液时，溶液体积的变化忽略不计)。
(3)萃取、反萃取：加入某有机酸萃取剂(HA)2，实验测得Co2＋萃取率随pH的变化如图2所示。向萃取所得有机相中加入H2SO4，反萃取得到水相。
图2
已知：萃取时发生的反应：
Co2＋＋n(HA)2CoA2·(n－1)(HA)2＋2H＋
①萃取时，Co2＋的萃取率随pH升高先增大后减小的可能原因是 。
②反萃取的目的是将有机层Co2＋转移到水层。使Co2＋尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有
(填两项)。
(4)制Co3O4：请补充完整由反萃取Co2＋所得水层制取Co3O4的实验方案：取反萃取后所得水层，
。
得到Co3O4。须使用的试剂：1 mol/L(NH4)2C2O4溶液、0.1 mol/L HCl溶液、0.1 mol/L BaCl2溶液、蒸馏水。
已知：①CoC2O4·2H2O难溶于水；
②CoC2O4·2H2O在空气中加热时固体残留物质质量与温度关系如图3所示(Co—59)。
图3
3. (2024·南通二调)实验室以FeS2为原料制备磷酸亚铁晶体[Fe3(PO4)2·8H2O]，其部分实验过程如下：
(1)将一定体积98%的浓硫酸稀释为200 mL 30%的硫酸，除量筒外，还必须使用的玻璃仪器有
。
(2)检验“还原”已完全的实验操作为
。
(3)向过滤后的滤液中加入Na2HPO4，并用氨水或CH3COONa调节溶液pH，“共沉淀”生成Fe3(PO4)2·8H2O。
①若使用CH3COONa调节溶液pH，“共沉淀”反应的离子方程式为
。
②不使用NaOH调节溶液pH的原因是 。
③补充完整利用如图所示装置(夹持装置已略去)制取Fe3(PO4)2·8H2O的实验方案：向三颈烧瓶中加入抗坏血酸溶液， 至混合液pH≈4， ，充分搅拌一段时间，过滤，洗涤固体，真空干燥(已知：所用抗坏血酸溶液pH＝2.8，当溶液pH控制在4～6之间时，所得晶体质量最好。恒压滴液漏斗a、b中分别盛放FeSO4溶液和CH3COONa-Na2HPO4混合液)。
(4)测定样品中Fe3(PO4)2·8H2O(摩尔质量为502 g/mol)的纯度。取0.627 5 g样品完全溶解后配制成250 mL 溶液，取出25.00 mL于锥形瓶中，加入一定量的H2O2将铁元素完全氧化，以磺基水杨酸为指示剂，用0.020 0 mol/L EDTA标准溶液进行滴定至终点(Fe3＋与EDTA按物质的量之比为1∶1 发生反应)，消耗EDTA溶液15.00 mL。计算该磷酸亚铁晶体样品的纯度(写出计算过程)。
4. (2024·苏锡常镇二模)实验室用磷矿脱镁废液制备MgHPO4·3H2O的实验过程可表示为
(1)磷矿脱镁废液中主要含H2PO及少量Mg2＋、Ca2＋、Fe3＋、Al3＋和SO。
①向废液中加入NaOH溶液调节pH为4.5，可达到Ca2＋、Fe3＋和Al3＋的最佳沉淀效果。其中Ca2＋转化为CaHPO4·2H2O的离子方程式为
。
②将除杂净化后的清液控制在一定温度，加入MgO浆液搅拌即可获得MgHPO4固体。实验测得镁回收率、产品纯度与反应后溶液pH关系如图1所示。pH小于6时，随着pH增大，镁回收率上升，其原因是 。
图1
③pH大于6时，随着pH增大，产品纯度逐渐下降，其可能原因是 。
(2)实验室用如下方案测定MgHPO4·3H2O产品(含有Na2HPO4杂质)的纯度：准确称取0.720 0 g磷酸氢镁产品，加入足量稀硫酸溶解后配成100.00 mL溶液。准确移取25.00 mL于锥形瓶中，用0.050 00 mol/L Na2H2Y标准液滴定(离子方程式为Mg2＋＋H2Y2－===MgY2－＋2H＋)至终点，平行滴定三次，平均消耗Na2H2Y标准液19.20 mL。计算该产品中MgHPO4·3H2O的纯度(写出计算过程)。
(3)恒温转化后的母液中主要含Na2HPO4和Na2SO4。已知：水溶液中各含磷微粒的分布如图2所示，Na3PO4和NaCl的溶解度曲线如图3所示；常温下BaSO4、BaHPO4的溶度积常数依次为1.1×10－10和3.2×10－7。
图2 图3
请补充完整由恒温转化后的母液制备Na3PO4晶体的实验方案：用比浊法测定母液中SO的浓度后，在搅拌下向一定体积的母液中 ，过滤、用无水乙醇洗涤，干燥。(共21张PPT)
第一篇
微专题热练
微专题6 化学实验与化学计算
微专题热练20 化学综合实验与计算(一)
1. (2024·南京、盐城一模)过氧化钙(CaO2)微溶于水，溶于酸，是一种用途广泛的化工产品。以石灰石(含有少量铁、硅的氧化物)为原料制备CaO2的实验流程如下：
已知：①双氧水(H2O2)在弱酸性或中性条件下性质较稳定，在碱性条件下不稳定。
(1)判断“酸浸1”完成的标志是____________________________________。
(2)“除杂”时，待充分反应后将溶液煮沸并趁热过滤，“滤渣”的主要成分为____________________；相比普通过滤装置，使用如图所示的热抽滤装置的优点是__________________________________________________________________。
(3)“转化”需在冰水浴中进行，生成CaO2·8H2O晶体的离子方程式为
______________________________________________________________________；
CaCl2与H2O2直接反应不易发生，制备时加入适量氨水有利于CaO2生成，其可能原因为________________________________________________________________ ______________________________________。
继续滴加盐酸，酸浸液中无气泡产生
Fe(OH)3、SiO2
抽滤比普通过滤速度更快，同时通入热水保温可防止CaCl2晶体析出
氨水与反应生成的HCl发生中和反应，使H＋浓度降低以及放出热量，均促进反应向生成CaO2的方向进行
(4)测定产品中CaO2含量。高锰酸钾滴定法原理：在酸性条件下，CaO2与稀酸反应生成H2O2，用标准酸性KMnO4溶液滴定所生成的H2O2，以确定CaO2含量。下列关于滴定分析的说法不正确的是________(填字母)。
A. 滴定时应一直观察滴定管中溶液体积的变化
B. 当滴入半滴酸性KMnO4溶液后，溶液颜色从无色刚好变为浅红色，且半分钟内不变色，表示已经到达滴定终点
C. 滴定前滴定管尖嘴内有气泡，滴定后尖嘴内无气泡，则测定结果偏小
D. 读取 KMnO4溶液体积时，滴定前俯视读数，滴定后仰视读数，则测定结果偏大
AC
(5)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2，还含有少量SiO2等杂质]为原料也可制备CaO2，设计制备CaO2·8H2O晶体的实验方案：________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (须使用的试剂：NH4Cl溶液、H2O2溶液、冰水)。
【解析】 (1)石灰石主要成分是CaCO3，在“酸浸1”时，会发生反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，若“酸浸1”完成，再滴加稀盐酸无气泡产生。(2)石灰石主要成分是CaCO3，还含有杂质铁的氧化物、SiO2，加入盐酸酸浸时，铁的氧化物转化为FeCl3、FeCl2，加入双氧水，FeCl2被氧化变为FeCl3，加入的氨水与FeCl3反应产生Fe(OH)3沉淀，经过滤除去，SiO2与盐酸不能发生反应，也以沉淀的形式存在，故“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3、SiO2；相比普通过滤装置，热抽滤装置的优点是过滤速度更快，通热水抽滤，热水保温可防止CaCl2晶体析出。
在搅拌下，向NH4Cl溶液中分批加入电石渣，置于冰水浴中反应一段时间后，过滤；在冰水浴中，边搅拌边向H2O2溶液中缓慢滴加所得滤液，待有大量晶体生成，过滤，用少量冰水洗涤2～3次，干燥
(4)滴定时，两眼应该观察溶液中颜色的变化，A错误；当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液后，溶液颜色从无色刚好变为浅红色，且半分钟内不变色，表示已经到达滴定终点，B正确；在滴定前滴定管尖嘴内有气泡，滴定后尖嘴内无气泡，则滴定消耗标准酸性KMnO4溶液体积偏大，导致H2O2的量偏大，因而会导致测定结果偏大，C错误；读取KMnO4溶液体积时，滴定前俯视读数，V1偏小，滴定后仰视读数，V2偏大，则消耗标准溶液体积(V2－V1)就会偏大，最终导致测定结果偏大，D正确。
2. (2024·淮安、南通部分学校)LiCoO2(钴酸锂)难溶于水，具有强氧化性，可用作锂电池正极材料。某废旧锂电池正极中主要含LiCoO2，还含有少量Al、Fe的氧化物等。实验室可通过如下过程回收废电极中钴元素并制取Co3O4：
(1)浸取：将粉碎后的废旧锂电池正极材料置于如图1所示三颈烧瓶中，控温反应的温度为90 ℃，向烧瓶中加入2 mol/L H2SO4溶液，在充分搅拌的条件下向烧瓶中滴加Na2S2O3溶液。
图1
(2)除杂：向浸取液中先加入足量H2O2溶液，再加入NaOH溶液调节pH，过滤。有关沉淀数据如下表(“完全沉淀”溶液中离子浓度≤1.0×10－5 mol/L)：
沉淀 Al(OH)3 Fe(OH)3 Co(OH)2
恰好完全沉淀时pH 5.2 2.8 9.4
若浸取液中c(Co2＋)＝0.1 mol/L，则须调节溶液pH的范围是_________________ (加入H2O2溶液和NaOH溶液时，溶液体积的变化忽略不计)。
四面体
4Li2SO4＋8CoSO4＋Na2SO4＋11H2O
烧瓶溶液中有淡黄色沉淀生成
5.2≤pH<7.4
(3)萃取、反萃取：加入某有机酸萃取剂(HA)2，实验
测得Co2＋萃取率随pH的变化如图2所示。向萃取所得有机
相中加入H2SO4，反萃取得到水相。
图2
①萃取时，Co2＋的萃取率随pH升高先增大后减小的可能原因是______________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②反萃取的目的是将有机层Co2＋转移到水层。使Co2＋尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有__________________________________ _____________________________________________________________(填两项)。
①当pH<6.5时，随着pH升高，溶液中c(H＋)减小，萃取反应的平衡正向移动，更多的Co2＋与萃取剂反应；当pH>6.5时，随着pH升高，溶液中c(OH－)增大，Co2＋与OH－形成Co(OH)2沉淀
②适当提高稀硫酸的浓度；加适量萃取剂多次萃取；充分振荡分液漏斗(其他合理答案均可)
(4)制Co3O4：请补充完整由反萃取Co2＋所得水层制取Co3O4的实验方案：取反萃取后所得水层，________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
得到Co3O4。须使用的试剂：1 mol/L(NH4)2C2O4溶
液、0.1 mol/L HCl溶液、0.1 mol/L BaCl2溶液、蒸馏水。
已知：①CoC2O4·2H2O难溶于水；
②CoC2O4·2H2O在空气中加热时固体残留物质质量
与温度关系如图3所示(Co—59)。
图3
边搅拌边滴加1 mol/L(NH4)2C2O4溶液，至静置后向上层清液中继续滴加1 mol/L(NH4)2C2O4溶液不再出现沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤至向最后一次洗涤滤液中先滴加0.1 mol/L HCl溶液，再滴加0.1 mol/L BaCl2溶液不出现沉淀，干燥，控制温度在400～800 ℃条件下，将沉淀在空气中加热至固体质量不再发生变化。
3. (2024·南通二调)实验室以FeS2为原料制备磷酸亚铁晶体[Fe3(PO4)2·8H2O]，其部分实验过程如下：
(1)将一定体积98%的浓硫酸稀释为200 mL 30%的硫酸，除量筒外，还必须使用的玻璃仪器有______________________________________________。
(2)检验“还原”已完全的实验操作为____________________________________ _________________________。
(3)向过滤后的滤液中加入Na2HPO4，并用氨水或CH3COONa调节溶液pH，“共沉淀”生成Fe3(PO4)2·8H2O。
①若使用CH3COONa调节溶液pH，“共沉淀”反应的离子方程式为_____________________________________________________________________。
烧杯、玻璃棒、200 mL容量瓶、胶头滴管
取少量还原后的溶液于试管中，滴加
KSCN溶液(或亚铁氰化钾)
②不使用NaOH调节溶液pH的原因是___________________________________ _____________________________。
③补充完整利用如图所示装置(夹持装置已略去)制取Fe3(PO4)2·8H2O的实验方案：向三颈烧瓶中加入抗坏血酸溶液，______________________________________ ____________至混合液pH≈4，_____________________________________________ ___________________________________________，充分搅拌一段时间，过滤，洗涤固体，真空干燥(已知：所用抗坏血酸溶液pH＝2.8，当溶液pH控制在4～6之间时，所得晶体质量最好。恒压滴液漏斗a、b中分别盛放FeSO4溶液和CH3COONa-Na2HPO4混合液)。
NaOH碱性强，容易造成局部pH过高，生成Fe(OH)2等杂质
向三颈烧瓶中滴加CH3COONa-Na2HPO4
混合溶液
再向三颈烧瓶中滴加FeSO4溶液，通过调节恒压
滴液漏斗a、b的活塞，控制溶液pH为4～6
(4)测定样品中Fe3(PO4)2·8H2O(摩尔质量为502 g/mol)的纯度。取0.627 5 g样品完全溶解后配制成250 mL 溶液，取出25.00 mL于锥形瓶中，加入一定量的H2O2将铁元素完全氧化，以磺基水杨酸为指示剂，用0.020 0 mol/L EDTA标准溶液进行滴定至终点(Fe3＋与EDTA按物质的量之比为1∶1 发生反应)，消耗EDTA溶液15.00 mL。计算该磷酸亚铁晶体样品的纯度(写出计算过程)。
答案：
每25.00 mL溶液中
n(Fe2＋)＝0.020 0 mol/L×15.00×10－3 L＝3.000×10－4 mol
n[Fe3(PO4)2·8H2O]＝1.000×10－4 mol
【解析】 (2)FeS2在空气中焙烧时得到Fe2O3，酸溶后得到Fe3＋，检验“还原”中已经完全进行时，只需检验是否还含有Fe3＋即可。
4. (2024·苏锡常镇二模)实验室用磷矿脱镁废液制备MgHPO4·3H2O的实验过程可表示为
H2O===CaHPO4·2H2O↓
②将除杂净化后的清液控制在一定温度，加入MgO浆液搅拌即可获得MgHPO4固体。实验测得镁回收率、产品纯度与反应后溶液pH关系如图1所示。pH小于6时，随着pH增大，镁回收率上升，其原因是__________________________________ _________________。
图1
③pH大于6时，随着pH增大，产品纯度逐渐下降，其可能原因是____________ _____________________________________________________________________________________________________。
于MgHPO4沉淀
(2)实验室用如下方案测定MgHPO4·3H2O产品(含有Na2HPO4杂质)的纯度：准确称取0.720 0 g磷酸氢镁产品，加入足量稀硫酸溶解后配成100.00 mL溶液。准确移取25.00 mL于锥形瓶中，用0.050 00 mol/L Na2H2Y标准液滴定(离子方程式为Mg2＋＋H2Y2－===MgY2－＋2H＋)至终点，平行滴定三次，平均消耗Na2H2Y标准液19.20 mL。计算该产品中MgHPO4·3H2O的纯度(写出计算过程)。
(3)恒温转化后的母液中主要含Na2HPO4和Na2SO4。已知：水溶液中各含磷微粒的分布如图2所示，Na3PO4和NaCl的溶解度曲线如图3所示；常温下BaSO4、BaHPO4的溶度积常数依次为1.1×10－10和3.2×10－7。
图2 图3
加入计算量的BaCl2溶液；过滤，向滤液中逐滴加入NaOH溶液调节至溶液pH为14；加热浓缩至溶液表面出现晶膜，降温结晶
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