主题排查2 实验方案设计
1. 已知反应：Zn＋2H2SO3ZnS2O4＋2H2O，Zn(Ⅱ)在水溶液中存在形式的物质的量浓度的对数与pH的关系如图所示。
请补充完整制备Na2S2O4·2H2O的实验方案：向水中加入Zn粉，搅拌， 控温在28～35 ℃条件下，向其中缓慢通入SO2至Zn粉完全溶解(或浊液变澄清)(1分，没有体现Zn粉完全消失不得分)，再向溶液中边搅拌边滴加1 mol/L NaOH溶液至pH在8.2～10.5之间，过滤(3分) ，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，蒸馏水洗涤，再用乙醇洗涤，低温烘干，得到Na2S2O4·2H2O(实验中须使用的试剂：SO2、1 mol/L NaOH溶液)。
2. 已知溶液pH不同时，钒元素与铝元素存在形式如下表：
pH V(Ⅳ) V(Ⅴ) Al(Ⅲ)
pH＝5 VO(OH)2沉淀 VO Al(OH)3沉淀
pH＝13 HV2O VO [Al(OH)4]－
补充完整利用含HV2O、[Al(OH)4]－的碱性废水制取聚合氯化铝的实验方案：取适量废水， 向废水中加入稍过量的5%的H2O2溶液充分反应，然后用0.1 mol/L HCl溶液调节溶液的pH至5，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀至最后一次洗涤液加入AgNO3溶液不产生白色沉淀(4分) ，将Al(OH)3沉淀分散在蒸馏水中，向其中滴加一定量的盐酸，得到聚合氯化铝(实验中须使用的试剂有：0.1 mol/L HCl溶液、5%的H2O2溶液、蒸馏水、AgNO3溶液)。
3. 实验室可以制备FePO4，不同pH对磷酸铁沉淀的影响如图所示。补充完整由FeSO4·7H2O制备FePO4的实验步骤：取一定量的FeSO4·7H2O溶解于稍过量的H3PO4中， 向混合溶液中边搅拌边加入20% H2O2溶液，直至取少量溶液滴加K3[Fe(CN)6]溶液不出现深蓝色沉淀为止，然后加入NaOH溶液调节pH约为2.5，出现大量白色沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤，干燥。(4分) {已知：铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])溶液与Fe2＋反应产生深蓝色沉淀，与Fe3＋不反应。实验中须使用的试剂：20% H2O2溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、NaOH溶液、蒸馏水}。
4. 从含钴废料中获得CoO的工业流程如下：
含钴废料―→―→浸取液―→―→―→CoO
已知：①含钴废料用硫酸和Na2SO3溶液浸取后，溶液中含有的阳离子是Na＋、H＋、Co2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋和Mg2＋；
②氧化性Co3＋>H2O2；
③Ksp(MgF2)＝6.4×10－11；CoF2可溶于水；Fe3＋、Al3＋与F－可生成配合物难以沉淀；
④实验条件下金属离子转化为氢氧化物时开始沉淀及沉淀完全的pH如下表所示：
金属离子 Fe3＋ Al3＋ Fe2＋ Co2＋ Mg2＋
开始沉淀 1.9 3.4 6.9 6.6 9.1
沉淀完全 3.2 4.7 8.9 9.2 11.1
补充完整由“浸取液”制取CoC2O4·2H2O的实验方案：取一定量的浸取液， 向其中边搅拌加入5%的H2O2溶液，直至取少许溶液加入K3[Fe(CN)6]溶液，不出现蓝色沉淀时，停止加入，再向其中滴加2 mol/L 氨水，调pH在4.7～6.6之间，过滤，向滤液中滴加1 mol/L的NH4F溶液直至静置后至上层清液中再滴加NH4F溶液无沉淀产生 ，过滤，向滤液中滴加2 mol/L(NH4)2C2O4溶液，……，得到CoC2O4·2H2O晶体{实验中可选用的试剂是2 mol/L氨水、5% H2O2溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、1 mol/L NH4F溶液}。
【解析】 溶液浸出后，溶液中含有的阳离子是Na＋、H＋、Co2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋和Mg2＋，已知Fe3＋、Al3＋与F－可生成配合物难以沉淀，因此Fe3＋、Al3＋要以氢氧化物形式除去，观察各杂质离子的沉淀pH可知，Fe2＋和Co2＋在转化为氢氧化物过程中的pH有重叠的部分，因此要先将Fe2＋氧化为Fe3＋，而后调节pH后除去Fe3＋、Al3＋，再根据信息CoF2可溶于水而MgF2难溶于水，因此需要加入NH4F除去Mg2＋。
5. 制取MnCO3。在图1所示的实验装置中，搅拌下使一定量的MnSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液充分反应。
图1
(1)滴液漏斗中添加的药品是 氨水-NH4HCO3混合溶液(2分) 。
(2)混合溶液中氨水的作用是 调节溶液pH，增大c(CO)，使Mn2＋尽可能沉淀完全(2分) 。
(3)制取Mn3O4。固定其他条件不变，反应物物质的量浓度比值、温度、空气流量对MnSO4溶液制取Mn3O4纯度的影响如图2、图3、图4所示。补充完整制取纯净Mn3O4的实验方案：取50 mL 0.7 mol/L的MnSO4溶液， 边搅拌边向其中加入50 mL 1.4 mol/L NaOH溶液，并保持75 ℃水浴加热，同时以17 L/min的流量向溶液中通入空气(2分) ，控制搅拌速率500 r/min反应8 h， 静置过滤，用水洗涤，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加1.0 mol/L BaCl2溶液，无沉淀生成(2分) ,110 ℃干燥2 h，得到纯净的Mn3O4(须使用的试剂：1.4 mol/L NaOH溶液、1.0 mol/L BaCl2溶液)。
【解析】 (1)制备MnCO3时，为防止生成Mn(OH)2，应该将碱性试剂氨水-NH4HCO3混合溶液缓慢滴入MnSO4溶液中，故三颈烧瓶中盛有MnSO4溶液，滴液漏斗中盛有氨水-NH4HCO3混合溶液。(2)加入氨水的作用是调节溶液pH，使得HCO转变为CO，从而增大溶液中c(CO)，使Mn2＋尽可能全部转化为MnCO3沉淀。(3)由图2、3、4可以看出，c(NaOH)∶c(MnSO4)＝2、维持温度75 ℃、空气流量为17 L/min时Mn3O4的纯度最高，故制取纯净的Mn3O4的实验方案见答案。
6. 氯化亚铜(CuCl)是一种白色固体，难溶于乙醇，微溶于水，易水解，在空气中易被氧化，实验室利用NaCl粉末、CuSO4溶液、Na2SO3溶液反应制取CuCl晶体，相关装置如图1。反应温度、还原完成时溶液pH对CuCl产率的影响如图2、图3所示。
图1
图2
图3
(1)当pH大于3.5时，随溶液pH升高，CuCl产率降低的原因是 pH升高，CuCl水解程度增大，产率降低 。
(2)补充完整以图1装置制备CuCl晶体实验方案：将2.34 g NaCl粉末加入三颈烧瓶中， 通过滴液漏斗a加入25 mL 1.0 mol/L CuSO4溶液；打开温控磁力搅拌器，控制水浴温度65 ℃；通过滴液漏斗b滴加Na2SO3溶液；待溶液蓝色褪去后；用20% NaOH溶液调节溶液pH为3.5，静置 ，真空抽滤，用2% HCl溶液洗涤后，再用无水乙醇洗涤，真空干燥。
实验中须使用的试剂：25 mL 1.0 mol/L CuSO4溶液、Na2SO3溶液、20% NaOH溶液
7. 实验室以辉铜矿粉(含Cu2S及少量的SiO2、Fe2O3)为原料制备CuSO4·5H2O晶体，再制备Cu2O，实验流程如下：
已知：Ⅰ. 25 ℃时，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20；
Ⅱ. Cu2O在酸性环境中不稳定，在潮湿的空气中易被氧化。
补充完整制取一定量Cu2O的实验方案：称取25 g CuSO4·5H2O晶体于烧杯中，加入适量蒸馏水溶解， 边搅拌边向溶液中滴加过量NaOH溶液；向所得浊液中加入10.8 g葡萄糖，充分搅拌并加热至沉淀由蓝色浊液完全变为砖红色；冷却后抽滤，用蒸馏水洗涤2～3次，真空烘干 [须使用的试剂：葡萄糖(分子式C6H12O6，需过量20%)、NaOH溶液、蒸馏水；需要进行抽滤]。
【解析】 NaOH溶液用于将Cu2＋转化为Cu(OH)2沉淀，葡萄糖用于将Cu(OH)2还原为Cu2O。(共16张PPT)
第三篇
考前排查
主题排查
主题排查2 实验方案设计
请补充完整制备Na2S2O4·2H2O的实验方案：向水中加入Zn粉，搅拌，_______ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，蒸馏水洗涤，再用乙醇洗涤，低温烘干，得到Na2S2O4·2H2O(实验中须使用的试剂：SO2、 1 mol/L NaOH溶液)。
控温在28～35 ℃条件下，向其中缓慢通入SO2至Zn粉完全溶解(或浊液变澄清)(1分，没有体现Zn粉完全消失不得分)，再向溶液中边搅拌边滴加1 mol/L NaOH溶液至pH在8.2～10.5之间，过滤(3分)
2. 已知溶液pH不同时，钒元素与铝元素存在形式如下表：
向废水中加入稍过量的5%的H2O2溶液充分反应，然后用0.1 mol/L HCl溶液调节溶液的pH至5，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀至最后一次洗涤液加入AgNO3溶液不产生白色沉淀(4分)
3. 实验室可以制备FePO4，不同pH对磷酸铁沉淀的影响如图所示。补充完整由FeSO4·7H2O制备FePO4的实验步骤：取一定量的FeSO4·7H2O溶解于稍过量的H3PO4中，____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________{已知：铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])溶液与Fe2＋反应产生深蓝色沉淀，与Fe3＋不反应。实验中须使用的试剂：20% H2O2溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、NaOH溶液、蒸馏水}。
向混合溶液中边搅拌边加入20% H2O2溶液，直至取少量溶液滴加K3[Fe(CN)6]溶液不出现深蓝色沉淀为止，然后加入NaOH溶液调节pH约为2.5，出现大量白色沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤，干燥。(4分)
4. 从含钴废料中获得CoO的工业流程如下：
已知：①含钴废料用硫酸和Na2SO3溶液浸取后，溶液中含有的阳离子是Na＋、H＋、Co2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋和Mg2＋；
②氧化性Co3＋>H2O2；
③Ksp(MgF2)＝6.4×10－11；CoF2可溶于水；Fe3＋、Al3＋与F－可生成配合物难以沉淀；
④实验条件下金属离子转化为氢氧化物时开始沉淀及沉淀完全的pH如下表所示：
金属离子 Fe3＋ Al3＋ Fe2＋ Co2＋ Mg2＋
开始沉淀 1.9 3.4 6.9 6.6 9.1
沉淀完全 3.2 4.7 8.9 9.2 11.1
补充完整由“浸取液”制取CoC2O4·2H2O的实验方案：取一定量的浸取液，______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，过滤，向滤液中滴加2 mol/L(NH4)2C2O4溶液，……，得到CoC2O4·2H2O晶体{实验中可选用的试剂是2 mol/L氨水、5% H2O2溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、1 mol/L NH4F溶液}。
向其中边搅拌加入5%的H2O2溶液，直至取少许溶液加入K3[Fe(CN)6]溶液，不出现蓝色沉淀时，停止加入，再向其中滴加2 mol/L 氨水，调pH在4.7～6.6之间，过滤，向滤液中滴加1 mol/L的NH4F溶液直至静置后至上层清液中再滴加NH4F溶液无沉淀产生
【解析】 溶液浸出后，溶液中含有的阳离子是Na＋、H＋、Co2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋和Mg2＋，已知Fe3＋、Al3＋与F－可生成配合物难以沉淀，因此Fe3＋、Al3＋要以氢氧化物形式除去，观察各杂质离子的沉淀pH可知，Fe2＋和Co2＋在转化为氢氧化物过程中的pH有重叠的部分，因此要先将Fe2＋氧化为Fe3＋，而后调节pH后除去 Fe3＋、Al3＋，再根据信息CoF2可溶于水而MgF2难溶于水，因此需要加入NH4F除去Mg2＋。
5. 制取MnCO3。在图1所示的实验装置中，搅拌下使一定量的MnSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液充分反应。
图1
(1)滴液漏斗中添加的药品是_____________________________。
(2)混合溶液中氨水的作用是___________________________________________ ________________。
氨水-NH4HCO3混合溶液(2分)
(3)制取Mn3O4。固定其他条件不变，反应物物质的量浓度比值、温度、空气流量对MnSO4溶液制取Mn3O4纯度的影响如图2、图3、图4所示。补充完整制取纯净Mn3O4的实验方案：取50 mL 0.7 mol/L的MnSO4溶液，____________________ ___________________________________________________________________________________________，控制搅拌速率500 r/min反应8 h，_____________________ ______________________________________________________________________, 110 ℃干燥2 h，得到纯净的Mn3O4(须使用的试剂：1.4 mol/L NaOH溶液、1.0 mol/L BaCl2溶液)。
边搅拌边向其中加入50 mL 1.4 mol/L NaOH溶液，并保持75 ℃水浴加热，同时以17 L/min的流量向溶液中通入空气(2分)
静置过滤，用水洗涤，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加1.0 mol/L BaCl2溶液，无沉淀生成(2分)
6. 氯化亚铜(CuCl)是一种白色固体，难溶于乙醇，微溶于水，易水解，在空气中易被氧化，实验室利用NaCl粉末、CuSO4溶液、Na2SO3溶液反应制取CuCl晶体，相关装置如图1。反应温度、还原完成时溶液pH对CuCl产率的影响如图2、图3所示。
图1
图2
图3
(1)当pH大于3.5时，随溶液pH升高，CuCl产率降低的原因是_______________ __________________________。
(2)补充完整以图1装置制备CuCl晶体实验方案：将2.34 g NaCl粉末加入三颈烧瓶中，__________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________，真空抽滤，用2% HCl溶液洗涤后，再用无水乙醇洗涤，真空干燥。
实验中须使用的试剂：25 mL 1.0 mol/L CuSO4溶液、Na2SO3溶液、20% NaOH溶液
pH升高，CuCl水解程度增大，产率降低
通过滴液漏斗a加入25 mL 1.0 mol/L CuSO4溶液；打开温控磁力搅拌器，控制水浴温度65 ℃；通过滴液漏斗b滴加Na2SO3溶液；待溶液蓝色褪去后；用20% NaOH溶液调节溶液pH为3.5，静置
7. 实验室以辉铜矿粉(含Cu2S及少量的SiO2、Fe2O3)为原料制备CuSO4·5H2O晶体，再制备Cu2O，实验流程如下：
已知：Ⅰ. 25 ℃时，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20；
Ⅱ. Cu2O在酸性环境中不稳定，在潮湿的空气中易被氧化。
补充完整制取一定量Cu2O的实验方案：称取25 g CuSO4·5H2O晶体于烧杯中，加入适量蒸馏水溶解，____________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________[须使用的试剂：葡萄糖(分子式C6H12O6，需过量20%)、NaOH溶液、蒸馏水；需要进行抽滤]。
边搅拌边向溶液中滴加过量NaOH溶液；向所得浊液中加入10.8 g葡萄糖，充分搅拌并加热至沉淀由蓝色浊液完全变为砖红色；冷却后抽滤，用蒸馏水洗涤2～3次，真空烘干
【解析】 NaOH溶液用于将Cu2＋转化为Cu(OH)2沉淀，葡萄糖用于将Cu(OH)2还原为Cu2O。
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