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高考大题突破5 化学实验综合题
综合实验题是高考的热点题型，试题具有知识容量大、出题素材广、考查角度多、综合程度高的特点，试题综合性强、区分度大。
化学实验综合题考查内容全面，从定性判断到定量分析、从化学原理到实际操作、从无机到有机都有涉及，考查内容有：化学常见仪器的使用；物质的分离、除杂、提纯的方法；物质的检验、制备、性质的验证；化学性质递变规律与化学反应规律的研究；实验方案的设计与评价。
解答化学实验综合题，要明确实验综合题的类型，厘清实验题中的知识网络，提炼试题的知识点、能力点，汇集成小专题，逐个进行突破。抓住重点、大题小做、步步为营，是实验综合题提分的关键。
一、考什么·怎么考
——全面解读高考题
回答下列问题：
(1)制备SiHCl3时进行操作：(ⅰ)……；(ⅱ)将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中；(ⅲ)通入HCl，一段时间后接通冷凝装置，加热开始反应。操作(ⅰ)为__________________________；判断制备反应结束的实验现象是____________________________。图示装置存在的两处缺陷是_______________________________________。
(2)已知电负性：Cl>H>Si，SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为________________________________________________
______________________________________。
(3)采用如下方法测定溶有少量HCl的SiHCl3纯度。
m1 g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，进行如下实验操作：①________，②________(填操作名称)，③称量等操作，测得所得固体氧化物质量为m2 g，从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器，依次为________(填标号)。测得样品纯度为___________
__________________________________________________________________________(用含m1、m2的代数式表示)。
解析：(1)制备SiHCl3时，由于HCl、SiHCl3和氢气都是气体，所以组装好装置后，要先检查装置气密性，然后将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中，通入HCl气体，排出装置中的空气，一段时间后，接通冷凝装置，加热开始反应，当管式炉中没有固体剩余，不再有液体滴入蒸馏烧瓶中时，制备反应结束。球形冷凝管不利于液体顺利流下，管中会有SiHCl3残留，应选用直形冷凝管。由于SiHCl3易水解，所以需要在C、D之间加一个干燥装置，防止D中的水蒸气进入装置
2．(2024·山东卷)利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如图所示(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＋6HCl===3I2＋6KCl＋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20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体，配制1 000 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．1 000 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V mL，样品中硫的质量分数为______(用代数式表示)。
解析：(1)取20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体，配制1 000 mLKIO3碱性标准溶液，需要用碱式滴定管或移液管量取20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 KIO3的碱性溶液，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1 000 mL容量瓶配制标准溶液，需要用胶头滴管定容，因此，必须用到的仪器是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，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
1．命题特点
实验综合题通常以系统的实验设计、完备的研究方法整体呈现，使学生感受完整的知识体系，体现化学的应用性，培养学生分析和解决问题的系统性和完整性，具有一定的选拔性。
(1)试题突出体现以实验为基础的化学学科特点。
(2)试题情境选取视野开阔，涉及生产、生活、科技等方面，充分体现化学学科价值与育人功能，落实立德树人功能。
(3)试题表述简洁清晰、物质载体熟悉度高，着重考查题述信息理解能力、有效信息提取及加工能力、推理论证能力、实践与创新能力。
(4)考查方式灵活，渗透化学基本方法、基本思想，重视学科内综合，注重生产、生活和科研中化学必备知识、关键能力、学科素养、核心价值的考查。
2．命题趋势
命题趋向于选择新颖的实验情境，要求学生根据实验目的，以设问为导向，将基础实验知识、基本操作技能和研究方法与情境结合，自主选择仪器、药品，设计实验步骤、推测实验现象、处理实验数据、总结实验结论等，体现高考命题对“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”等学科核心素养的渗透。
3.考情分析
试题 试题情境 考查方向 总体概况
2021年
山东卷 利用三氧化钨、氢气、氯气制备六氯化钨(WCl6) (1)实验基本操作与目的分析；仪器的识别及用途；实验现象描述与证据推理 1.考查情境：21、22、23年考查无机化合物的制备，24年考查利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量。
2．考查要求：必备知识、关键能力、学科素养等。
3．高频考点
(1)仪器类：仪器的名称、仪器选择、仪器的使用方法、仪器的作用等；
(2)操作类：操作名称、操作步骤、操作要求、操作目的或理由的分析等；
(3)试剂类：试剂的名称、试剂的作用、选择试剂的目的等；
(4)评价类：优缺点、改进方法、设计方案、误差分析等；
(5)计算类：物质组成、物质含量和纯度的计算等
(2)试剂的作用；实验基本操作与目的分析
(3)定量分析(重量分析法、滴定分析法)与计算；误差分析
试题 试题情境 考查方向 总体概况
2022年
山东卷 利用FeCl2·4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2 (1)实验基本操作；证据推理；装置的作用 1.考查情境：21、22、23年考查无机化合物的制备，24年考查利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量。
2．考查要求：必备知识、关键能力、学科素养等。
3．高频考点
(1)仪器类：仪器的名称、仪器选择、仪器的使用方法、仪器的作用等；
(2)定量分析(重量分析法、滴定分析法)与计算；数据处理；误差分析
(3)仪器的选择和连接；证据推理
试题 试题情境 考查方向 总体概况
2023年
山东卷 利用硅粉和氯化氢制备三氯甲硅烷(SiHCl3) (1)实验基本操作；实验现象与描述、证据推理 1.考查情境：21、22、23年考查无机化合物的制备，24年考查利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量。
2．考查要求：必备知识、关键能力、学科素养等。
3．高频考点
(1)仪器类：仪器的名称、仪器选择、仪器的使用方法、仪器的作用等；
(2)证据推理
(3)实验基本操作；证据推理；定量分析(重量分析法)与计算
2024年
山东卷 利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量 (1)基本仪器的选用；陌生仪器的目的
(2)定量分析与计算；误差分析
(3)实验现象与描述；催化剂的判断
二、如何审答 怎样提分
——分点突破命题点
[掌握必备知识]
1．仪器的识别
命题点一 实验仪器的识别及连接
装置 仪器名称
a：球形冷凝管
b：恒压滴液漏斗
c：三颈烧瓶
装置 仪器名称
a：圆底烧瓶
b：分液漏斗
a：球形干燥管
b：长颈漏斗
2.仪器或接口的连接顺序
(1)仪器的连接
(2)接口的连接
总体原则：“自下而上，从左到右”。
量气装置应：“短”进“长”出；
净化装置应：“长”进“短”出；
干燥管应：“粗”进“细”出。
[提升解题能力]
1．(2022·山东卷节选)实验室利用FeCl2·4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知SOCl2沸点为76 ℃，遇水极易反应生成两种酸性气体。
(1)实验开始先通N2。一段时间后，先加热装置________(填“a”或“b”)。装置c、d共同起到的作用是_____________________________
________________________________________________。
解析：(1)实验开始时先通N2，排尽装置中的空气，一段时间后，先加热装置a，产生SOCl2气体充满装置b后再加热装置b；装置c、d的共同作用是冷凝回流SOCl2，提高SOCl2的原料利用率。(2)组装蒸馏装置对TiCl4、CCl4混合物进行蒸馏提纯，按由下而上、从左到右的顺序组装，安装顺序为①⑨⑧，然后连接冷凝管，蒸馏装置中应选择直形冷凝管⑥，接着连接尾接管⑩，TiCl4极易水解，为防止外界水蒸气进入，最后连接③⑤，安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤；由于TiCl4、CCl4均为分子晶体，TiCl4的相对分子质量大于CCl4，TiCl4分子间的范德华力较大，TiCl4的沸点高于CCl4，故先蒸出的物质为CCl4。
答案：(1)a 冷凝回流SOCl2 (2)⑥⑩③⑤ CCl4
2．(2024·广东卷节选)用Na2CO3固体配制溶液，以滴定法测定其浓度。
该过程中用到的仪器有________(填标号)。
BD 解析：用Na2CO3固体配制溶液，以滴定法测定其浓度，该过程用到的仪器有烧杯、酸式滴定管，故选BD。
3．(2022·河北卷节选)装置图中仪器a、b的名称分别为___________、_______________。
球形冷凝管
酸式滴定管
(1)装置A中盛放甲酸的仪器的名称是________。
(2)从B、C、D中选择合适的装置收集CO，正确的接口连接顺序为a→______→______→______→______→h。
解析：(2)用C除去甲酸，B收集CO，E接收排出的水，故接口连接顺序为a→d→e→c→b→h。
答案：(1)分液漏斗
(2)d e c b
[掌握必备知识]
1．温度控制的目的
(1)加热的目的：增大化学反应速率或使化学平衡向某方向移动。
(2)降温的目的：防止某物质在高温时分解或使化学平衡向某方向移动。
(3)控制温度在一定范围的目的：若温度过低，则反应速率较小；若温度过高，则物质(如H2O2、氨水、草酸、浓硝酸、铵盐等)会分解或挥发。
命题点二 温度控制的目的和通入气体的作用
(4)水浴加热的好处：受热均匀，温度可控，且温度不超过100 ℃。
(5)冰水浴冷却的目的：防止物质分解或挥发。
(6)趁热过滤的原因：保持过滤温度，防止温度降低后物质析出。
(7)减压蒸发的原因：减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止物质分解或失去结晶水。
2．通入非反应物气体的作用
(1)实验开始前通入气体
实验开始前通入非反应气体的主要作用是除去装置中空气，防止实验物质与空气中的成分(如O2、CO2、H2O等)反应，若是定量的实验还要防止空气中成分影响被测气体量，减小误差等。
(2)实验过程中通入气体
实验过程中通入非反应物气体，是为了使反应顺利进行，其主要作用有：
①稀释反应气体，降低反应速率，使其充分反应。
②搅拌作用。
③使产物从反应容器中转移出去。
④作为保护气：防止外界气体进入反应；抑制反应进行，如抑制水解。
(3)实验结束后通入气体
实验结束后，通入非反应物气体最重要的目的是保护应得已有成果和实验的精确性。其主要作用有：
①使产生的气体全部移出。
②保护气，防止空气进入。
[提升解题能力]
1．(2022·湖北卷节选)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)：
(1)升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是________
_______________________________________________________________。
(2)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 ℃
√
解析：(1)水浴加热可以防止温度过高生成焦磷酸。(2)纯磷酸纯化过程中，温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O，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 ℃。
答案：(1)防止温度过高生成焦磷酸 (2)B
2．铁氰化钾俗称赤血盐，化学式为K3[Fe(CN)6]，可溶于水，常用作分析试剂。实验室用Cl2在60～65 ℃时氧化K4[Fe(CN)6]制备K3[Fe(CN)6]的装置如图所示(夹持装置省略)。
回答下列问题：
(1)装置B中的试剂是________；装置C最好的加热方式为_______(填“水浴”或“油浴”)，C中反应的离子方程式为________。
(2)反应结束后通入N2一段时间的目的是_______________________。
[掌握必备知识]
1．物质的洗涤
(1)水洗：除去晶体表面水溶性的杂质。
(2)热水洗涤：对于溶解度随温度升高而降低的物质可用热水洗涤，以减少因溶解造成的损耗。
(3)冰水洗涤：可以降低固体或晶体的溶解度，洗去晶体表面的杂质离子，同时防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗。
命题点三 物质的洗涤和结晶的类型
(4)用有机试剂洗涤：可以洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度，减少因溶解造成的损耗，同时有机物易挥发，晶体易干燥。
(5)用饱和溶液洗涤：对纯度要求不高的产品，减少固体溶解，使因为溶解造成的损失降到最低。
(6)洗涤的操作：将蒸馏水沿着玻璃棒注入过滤器中至浸没沉淀，静置，待蒸馏水滤出，重复2～3次即可。
(7)沉淀洗涤干净的判断：取最后一次洗出液，进行“离子检验”，该离子需满足：①滤液中含量较大；②检验方案简单，现象明显。
2．结晶的类型
(1)蒸发结晶
获得溶解度随温度变化不大的单一热稳定性好的溶质(如从NaCl溶液中获得NaCl)，操作方法：蒸发结晶(蒸发至大部分晶体析出即停止加热)。
(2)蒸发浓缩、冷却(降温)结晶
获得溶解度随温度变化大的或易被氧化或易分解或含结晶水的溶质(如KNO3、FeSO4·7H2O、NH4Cl、CuSO4·5H2O)，操作方法：蒸发浓缩(蒸发至溶液表面出现结晶膜即停止加热)、冷却结晶、过滤(若是混合液则还需洗涤)、干燥。
(3)蒸发浓缩(结晶)、趁热过滤
从多种溶质中获得溶解度随温度变化不大或随温度升高而减小的物质(如从大量NaCl 和少量KNO3混合溶液中获得 NaCl)，操作方法：蒸发浓缩(蒸发程度更大，至结晶析出)、趁热过滤、洗涤、干燥。
(4)先蒸发浓缩(结晶)、趁热过滤，后冷却结晶、过滤
从多种溶质中获得溶解度随温度变化大以及同时还要获得溶解度随温度变化小的物质(或溶解度随温度变化规律相反的两物质)。如从等物质的量浓度的 NaCl 和 KNO3混合溶液中分别获得 NaCl和 KNO3，操作方法：先蒸发浓缩(结晶)、趁热过滤，得到溶解度变化小的晶体；再将滤液冷却结晶，过滤，得到溶解度变化大的晶体。
[提升解题能力]
1．(2022·全国甲卷节选)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：
滤液冷却、结晶、过滤，晶体用少量________洗涤，干燥，得到Na2S·xH2O。
解析：此处洗涤的目的主要是给Na2S提供更多的结晶水，为了减少Na2S溶解损失，可使用冷水或95%冷乙醇洗涤。
答案：冷水(或95%冷乙醇)
2．碳酸锰(MnCO3)用途广泛，可用作脱硫的催化剂，涂料和饲料添加剂等。某化学小组在实验室模拟用软锰矿粉(主要成分为MnO2)制备MnCO3，过程如下(部分操作和条件略)。已知：MnCO3不溶于水和乙醇，在干燥空气中稳定，潮湿时易被氧化；Ksp[Mn(OH)2]＝4×10－14。回答下列问题：
(1)制备MnSO4溶液：m g 软锰矿粉经除杂后制得MnO2浊液，向MnO2浊液中通入SO2，制得MnSO4溶液，实验装置如图所示(夹持和加热装置略)。
通过装置A可观察通入SO2与N2的快慢，则A中加入的最佳试剂是____________；为使SO2尽可能转化完全，在停止实验前应进行的操作是________________________；MnO2转化为Mn2＋的离子方程式为________________________。实验中若将N2换成空气，将导致SO浓度明显大于Mn2＋浓度，原因是___________________________
________________________________________________________。
(2)制备MnCO3固体：在搅拌下向MnSO4溶液中缓慢滴加NH4HCO3溶液，过滤，分别用蒸馏水和乙醇洗涤，低于100 ℃干燥，得到MnCO3固体。若用同浓度的Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，将导致制得的MnCO3产品中混有________(填化学式)；用乙醇洗涤的目的是_______________________________________________________
_________________________________。
(2)Na2CO3的碱性比NH4HCO3的强，故反应后可能有Mn(OH)2存在；因为MnCO3不溶于水和乙醇，在干燥空气中稳定，潮湿时易被氧化，故用乙醇洗涤，可以减少水分且乙醇容易挥发，容易干燥。
[掌握必备知识]
1．滴定的原理
从滴定反应的反应原理来看，主要有酸碱中和滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定、配位滴定等。
(1)酸碱中和滴定：酸碱中和滴定是利用中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。
(2)氧化还原滴定：氧化还原滴定是利用氧化还原反应，滴定一些具有还原性或氧化性的物质或者能与某些氧化剂或还原剂反应的物质。
命题点四 滴定反应的原理及类型
(3)沉淀滴定：沉淀滴定是利用离子之间的沉淀反应进行滴定分析的方法。
(4)配位滴定：配位滴定是利用配位反应进行滴定分析的方法，可用于对金属离子的含量进行测定。
2．滴定的方法
(1)直接滴定法
待测组分能直接与滴定剂反应时，采用直接滴定法测定。思维模型如下：
(2)间接滴定法
待测组分不能直接与滴定剂反应时，可通过其他化学反应间接测定。思维模型如下：
(3)返滴定法
当反应较慢或者待测组分为难溶固体时，采用返滴定法测定。思维模型如下：
其中n(关联物质)＝n[关联物质(总)]－n[关联物质(余)]，n[关联物质(余)]可通过与滴定剂列关系式、比例式得出。
[提升解题能力]
1．(2024·烟台模拟)准确称取2.00 g KMnO4产品溶于水，配成100.00 mL溶液。用移液管取25.00 mL 0.2 mol·L－1 的H2C2O4溶液于锥形瓶中，并加入2 mL稀硫酸。用上述KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液，重复操作3次，消耗KMnO4溶液的体积平均为 20.00 mL。滴定终点的现象是______________________________________________，计算可得产品中KMnO4的纯度是______，下列情况会导致KMnO4纯度测定值偏小的是________(填标号)。
A．产品含少量K2MnO4
B．酸式滴定管滴定后有气泡
C．酸式滴定管没有润洗
D．滴定接近终点时用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁
√
√
2H2SO4===MnSO4＋K2SO4＋4CO2↑＋4H2O、2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O可知，与相同物质的量的草酸反应，消耗K2MnO4比KMnO4多，则消耗标准溶液的体积偏大，测定值偏小，A项正确；酸式滴定管滴定后有气泡，消耗标准液的体积偏小，测定值偏大，B项错误；酸式滴定管没有润洗，消耗标准液的体积偏大，测定值偏小，C项正确；滴定接近终点时用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁，不影响标准液体积，不影响测定值，D项错误。
答案：加入最后半滴KMnO4溶液后，溶液由无色变为浅红色且30秒内不恢复原色 79.0% AC
产品纯度测定：取10.0 g TiCl4产品于烧瓶中，向安全漏斗(如图所示)中加入足量蒸馏水后，立即夹紧弹簧夹，充分反应后将安全漏斗及烧瓶中混合物中液体转移到容量瓶中配成500 mL溶液，取20 mL所配溶液放入锥形瓶中，滴加几滴0.100 mol·L－1 的K2CrO4溶液作指示剂，用0.200 mol·L－1 的AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液32.00 mL。
已知：Ag2CrO4是一种深红色固体；常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×
10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.2×10－12。
(1)安全漏斗中的水在本实验中的作用除加水外，还有____________
_______________________________________________________。
(2)该沉淀滴定终点的判断方法是______________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________。
(3)该产品纯度为________%。
答案：(1)液封并吸收挥发的HCl (2)当加入最后半滴AgNO3溶液，出现红色沉淀，且30秒内红色沉淀不消失 (3)76.0
三、思维建模
——提升整体解题能力
实验综合题常以教材实验衍生，命题常以工业产品的制备流程、科技成果转化、性质探究、原理分析等为背景，呈现真实问题情境，凸显化学学科的应用性。涉及的实验类型有物质制备类实验与性质探究类实验(包括定性探究和定量测定)。在制备实验中为了获取更多的纯净产品，需要进行各种“防干扰”措施；在解决性质探究类实验时需思考物质的检验方法或含量测定过程，也需进行“防干扰”措施。因此如何“防干扰”是实验成败的关键，处理好实验过程中的各种“防”，“以防为攻”是解决实验题的基本思维。
实验综合题解题思维模型
1．(2024·湖南卷)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3.71 g Cu(ClO4)2·6H2O和0.76 g 铜粉置于100 mL乙腈(CH3CN)中反应，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)。
(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5.32 g，则总收率为________(用百分数表示，保留一位小数)。
√
故答案为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。(4)由于制备的[Cu(CH3CN)4]ClO4中铜元素为＋1价，具有较强的还原性，容易被空气中的氧气氧化，因此装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是提供保护气，防止制备的产品被氧化。(5)乙腈是易挥发的强极性配位溶剂，直接蒸馏时，乙腈完全挥发，会导致产物分解。(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
答案：(1)D (2)球形冷凝管
(3)溶液蓝色褪去，变为无色
(4)提供保护气，防止制备的产品被氧化
(5)防止直接蒸馏时，乙腈完全挥发，导致产物分解
(6)C
(7)81.2%
2．(2024·湖北卷)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。
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)3]3－为墨绿色。回答下列问题：
(1)配制1.00 mol·L－1的CoSO4溶液，需要用到下列仪器中的________(填标号)。
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
(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_____、________。
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。
1．(2024·潍坊二模)FeCl3在工业上常作催化剂和刻蚀剂。实验室中，先合成SOCl2，再与FeCl3·6H2O反应制备无水FeCl3，装置如图所示(加热及夹持仪器略)。
回答下列问题：
(1)仪器甲的名称为______，仪器乙中所装的最佳试剂为_______(填标号)。
a．98%硫酸 b．70%硫酸
c．36.5%盐酸 d．70%硝酸
(2)打开K2，将三通阀调至 ，接下来进行的操作是______，
一段时间后，加热装置C至60 ℃。仪器丙的作用为______________
_________________________________________________________________________________________________________________。
(3)当C中出现较多液体后，关闭K1、K2。制得FeCl3的操作为①调节三通阀的位置为________(填标号)；②……；③加热E处硬质玻璃管。②的操作为_____________________________________________
_________________________________________________________________________________________________。
(4)该化学学习小组为探究Fe3＋在溶液中的颜色变化，进行以下实验。
实验序号 试剂 加热前溶液颜色 加热后溶液颜色
Ⅰ Fe(NO3)3溶液＋蒸馏水 棕黄色 深棕色
Ⅱ Fe(NO3)3溶液＋HNO3 几乎无色 几乎无色
Ⅲ FeCl3溶液＋HNO3 黄色 深黄色
已知：水溶液中，[Fe(H2O)6]3＋几乎无色，[FeCl4(H2O)2]－为黄色；[Fe(H2O)6]3＋水解生成[Fe(H2O)6－n(OH)n]3－n(棕黄色)。
①从影响平衡移动因素的角度分析，加热前后，实验Ⅱ中溶液颜色无明显变化的原因为_________________________________________
________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)圆底烧瓶 b
(2)打开K1 吸收SO2，防止外界水蒸气进入
(3)c 调节温度计水银球位置至三颈瓶口处，将C装置升温至75.6～105 ℃
(4)①H＋对平衡的影响大于温度的影响 ②向实验Ⅱ溶液中加入NaCl溶液后变为黄色，加热后变为深黄色
2．(2024·青岛二模)氧钒碱式碳酸铵晶体{[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9]
·10H2O}呈紫红色，难溶于水和乙醇。其制备及氮元素含量的测定实验如下(已知VOCl2易被O2氧化)。回答下列问题。
Ⅰ.制备
步骤1：向V2O5中加入足量盐酸酸化的N2H4·2HCl溶液，微沸数分钟。
步骤2：向足量NH4HCO3溶液中缓慢加入制得的VOCl2溶液，有气泡产生并析出紫红色晶体。
步骤3：反应结束后抽滤，先后用饱和NH4HCO3溶液、无水乙醇洗涤，静置得产品。
(1)“步骤1”产生无色无污染的气体，该反应的化学方程式为_____
__________________________________________________。
(2)用无水乙醇洗涤的目的是__________________________________
_________________________________________________________________________________________________。
(3)“步骤2”可在如图所示装置中进行。
①连接装置，依次连接的顺序为________。(按气流方向，用字母标号表示)。
②检查装置气密性，加入试剂。先打开K1，通入一段时间气体的目的是________________________，当观察到____________________
____(填实验现象)时，再关闭K1，打开K2，进行实验。
③生成氧钒碱式碳酸铵晶体的化学方程式为____________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
Ⅱ.产品中氮元素含量的测定
精确称取w g晶体加入如图所示的三颈烧瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液充分反应，通入水蒸气，将氨全部蒸出，并用蒸馏水冲洗导管内壁，用V1 mL 0.5 mol·L－1的饱和硼酸标准溶液完全吸收。取下锥形瓶，用0.5 mol·L－1盐酸标准溶液滴定，到终点时消耗V2 mL盐酸标准溶液。
NH4HCO3溶液反应有气泡产生并析出紫红色晶体，乙装置可以检验装置气密性及空气是否被排净，所以其依次连接的顺序为eabfgcd。②检查装置气密性，加入试剂，先打开K1，丙装置中石灰石和稀盐酸反应生成二氧化碳，由于 VOCl2易被O2氧化，所以通入一段时间气体的目的是排尽装置中的空气；当装置内空气被排尽后，再关闭K1，打开K2，进行实验，若装置内空气被排尽，则装置乙中无红棕色气体产生。③丁装置中VOCl2和足量NH4HCO3溶液反应有气泡产生并析出紫红色晶体，生成氧钒碱式碳酸铵晶体的化学方程式为6VOCl2＋17NH4HCO3＋6H2O===[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O高考大题突破5 化学实验综合题
综合实验题是高考的热点题型，试题具有知识容量大、出题素材广、考查角度多、综合程度高的特点，试题综合性强、区分度大。
化学实验综合题考查内容全面，从定性判断到定量分析、从化学原理到实际操作、从无机到有机都有涉及，考查内容有：化学常见仪器的使用；物质的分离、除杂、提纯的方法；物质的检验、制备、性质的验证；化学性质递变规律与化学反应规律的研究；实验方案的设计与评价。
解答化学实验综合题，要明确实验综合题的类型，厘清实验题中的知识网络，提炼试题的知识点、能力点，汇集成小专题，逐个进行突破。抓住重点、大题小做、步步为营，是实验综合题提分的关键。
一、考什么·怎么考——全面解读高考题
1．(2023·山东卷)三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，沸点为31.8 ℃，熔点为－126.5 ℃，易水解。实验室根据反应Si＋3HClSiHCl3＋H2，利用如下装置制备SiHCl3粗品(加热及夹持装置略)。
回答下列问题：
(1)制备SiHCl3时进行操作：(ⅰ)……；(ⅱ)将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中；(ⅲ)通入HCl，一段时间后接通冷凝装置，加热开始反应。操作(ⅰ)为______________
___________；判断制备反应结束的实验现象是____________________________。图示装置存在的两处缺陷是_____________________________________________
__________________________________________________________________________________________________。
(2)已知电负性：Cl>H>Si，SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)采用如下方法测定溶有少量HCl的SiHCl3纯度。
m1 g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，进行如下实验操作：①________，②________(填操作名称)，③称量等操作，测得所得固体氧化物质量为m2 g，从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器，依次为________(填标号)。测得样品纯度为_______________________________________________________
_____________________________(用含m1、m2的代数式表示)。
解析：(1)制备SiHCl3时，由于HCl、SiHCl3和氢气都是气体，所以组装好装置后，要先检查装置气密性，然后将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中，通入HCl气体，排出装置中的空气，一段时间后，接通冷凝装置，加热开始反应，当管式炉中没有固体剩余，不再有液体滴入蒸馏烧瓶中时，制备反应结束。球形冷凝管不利于液体顺利流下，管中会有SiHCl3残留，应选用直形冷凝管。由于SiHCl3易水解，所以需要在C、D之间加一个干燥装置，防止D中的水蒸气进入装置C中。(2)已知电负性：Cl＞H＞Si，则SiHCl3中氯元素的化合价为－1价，氢元素的化合价为－1价，硅元素的化合价为＋4价，所以NaOH溶液和SiHCl3反应时，发生氧化还原反应，得到NaCl、Na2SiO3和H2，化学方程式为SiHCl3＋5NaOH===Na2SiO3＋3NaCl＋H2↑＋2H2O。(3)m1 g样品经水解、干燥等预处理过程得到硅酸水合物后，高温灼烧，在干燥器中冷却后，称量，所用仪器包括坩埚和干燥器，所得固体氧化物为二氧化硅，质量为m2 g，则二氧化硅的物质的量为n(SiO2)＝ mol，样品纯度为×100%＝×100%。
答案：(1)连接好装置后检查装置的气密性 管式炉中没有固体剩余，不再有液体滴入蒸馏烧瓶中 使用球形冷凝管冷凝SiHCl3，C、D之间没有干燥装置
(2)SiHCl3＋5NaOH===Na2SiO3＋3NaCl＋H2↑＋2H2O
(3)高温灼烧 冷却干燥 AC ×100%
2．(2024·山东卷)利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如图所示(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＋6HCl===3I2＋6KCl＋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20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体，配制1 000 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．1 000 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V mL，样品中硫的质量分数为______(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IO不经I2直接将SO2氧化成H2SO4，测定结果会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
解析：(1)取20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体，配制1 000 mLKIO3碱性标准溶液，需要用碱式滴定管或移液管量取20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 KIO3的碱性溶液，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1 000 mL容量瓶配制标准溶液，需要用胶头滴管定容，因此，必须用到的仪器是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，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，溶液由无色突变为浅蓝色且30 s内不变色；由硫元素守恒及SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI、KIO3＋5KI＋6HCl===3I2＋6KCl＋3H2O可得关系式3S～3SO2～3I2～KIO3，若滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL，则n(KIO3)＝V×10－3L×＝2×10－6V mol，n(S)＝3n(KIO3)＝6×10－6V mol，样品中硫的质量分数是×100%＝%。(4)若装置D中瓷舟未加盖，会因燃烧时产生粉尘从而促进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，这样就要消耗更多的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IO不经I2直接将SO2氧化成H2SO4，从电子守恒的角度分析，IO得到6e－被还原为I－，仍能得到关系式3S～3SO2～KIO3，对测定结果无影响。
答案：(1)AD
(2)浓硫酸 防止倒吸
(3)当加入最后半滴KIO3碱性标准溶液后，溶液由无色突变为浅蓝色且30 s内不变色 %
(4)催化剂 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 不变
1．命题特点
实验综合题通常以系统的实验设计、完备的研究方法整体呈现，使学生感受完整的知识体系，体现化学的应用性，培养学生分析和解决问题的系统性和完整性，具有一定的选拔性。
(1)试题突出体现以实验为基础的化学学科特点。
(2)试题情境选取视野开阔，涉及生产、生活、科技等方面，充分体现化学学科价值与育人功能，落实立德树人功能。
(3)试题表述简洁清晰、物质载体熟悉度高，着重考查题述信息理解能力、有效信息提取及加工能力、推理论证能力、实践与创新能力。
(4)考查方式灵活，渗透化学基本方法、基本思想，重视学科内综合，注重生产、生活和科研中化学必备知识、关键能力、学科素养、核心价值的考查。
2．命题趋势
命题趋向于选择新颖的实验情境，要求学生根据实验目的，以设问为导向，将基础实验知识、基本操作技能和研究方法与情境结合，自主选择仪器、药品，设计实验步骤、推测实验现象、处理实验数据、总结实验结论等，体现高考命题对“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”等学科核心素养的渗透。3.考情分析
试题 试题情境 考查方向 总体概况
2021年 山东卷 利用三氧化钨、氢气、氯气制备六氯化钨(WCl6) (1)实验基本操作与目的分析；仪器的识别及用途；实验现象描述与证据推理 1.考查情境：21、22、23年考查无机化合物的制备，24年考查利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量。 2．考查要求：必备知识、关键能力、学科素养等。 3．高频考点 (1)仪器类：仪器的名称、仪器选择、仪器的使用方法、仪器的作用等； (2)操作类：操作名称、操作步骤、操作要求、操作目的或理由的分析等； (3)试剂类：试剂的名称、试剂的作用、选择试剂的目的等； (4)评价类：优缺点、改进方法、设计方案、误差分析等； (5)计算类：物质组成、物质含量和纯度的计算等
(2)试剂的作用；实验基本操作与目的分析
(3)定量分析(重量分析法、滴定分析法)与计算；误差分析
2022年 山东卷 利用FeCl2·4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2 (1)实验基本操作；证据推理；装置的作用
(2)定量分析(重量分析法、滴定分析法)与计算；数据处理；误差分析
(3)仪器的选择和连接；证据推理
2023年 山东卷 利用硅粉和氯化氢制备三氯甲硅烷(SiHCl3) (1)实验基本操作；实验现象与描述、证据推理
(2)证据推理
(3)实验基本操作；证据推理；定量分析(重量分析法)与计算
2024年 山东卷 利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量 (1)基本仪器的选用；陌生仪器的目的
(2)定量分析与计算；误差分析
(3)实验现象与描述；催化剂的判断
二、如何审答·怎样提分——分点突破命题点
实验仪器的识别及连接
[掌握必备知识]
1．仪器的识别
装置 仪器名称
a：球形冷凝管 b：恒压滴液漏斗 c：三颈烧瓶
a：圆底烧瓶 b：分液漏斗
a：球形干燥管 b：长颈漏斗
2.仪器或接口的连接顺序
(1)仪器的连接
(2)接口的连接
总体原则：“自下而上，从左到右”。
量气装置应：“短”进“长”出；
净化装置应：“长”进“短”出；
干燥管应：“粗”进“细”出。
[提升解题能力]
1．(2022·山东卷节选)实验室利用FeCl2·4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知SOCl2沸点为76 ℃，遇水极易反应生成两种酸性气体。
(1)实验开始先通N2。一段时间后，先加热装置________(填“a”或“b”)。装置c、d共同起到的作用是___________________________________________________
______________________。
(2)用上述装置、根据反应TiO2＋CCl4TiCl4＋CO2制备TiCl4。已知TiCl4与CCl4分子结构相似，与CCl4互溶，但极易水解。选择合适仪器并组装蒸馏装置对TiCl4、CCl4混合物进行蒸馏提纯(加热及夹持装置略)，安装顺序为①⑨⑧________(填序号)，先馏出的物质为________。
解析：(1)实验开始时先通N2，排尽装置中的空气，一段时间后，先加热装置a，产生SOCl2气体充满装置b后再加热装置b；装置c、d的共同作用是冷凝回流SOCl2，提高SOCl2的原料利用率。(2)组装蒸馏装置对TiCl4、CCl4混合物进行蒸馏提纯，按由下而上、从左到右的顺序组装，安装顺序为①⑨⑧，然后连接冷凝管，蒸馏装置中应选择直形冷凝管⑥，接着连接尾接管⑩，TiCl4极易水解，为防止外界水蒸气进入，最后连接③⑤，安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤；由于TiCl4、CCl4均为分子晶体，TiCl4的相对分子质量大于CCl4，TiCl4分子间的范德华力较大，TiCl4的沸点高于CCl4，故先蒸出的物质为CCl4。
答案：(1)a 冷凝回流SOCl2 (2)⑥⑩③⑤ CCl4
2．(2024·广东卷节选)用Na2CO3固体配制溶液，以滴定法测定其浓度。
该过程中用到的仪器有________(填标号)。
A B C D
BD 解析：用Na2CO3固体配制溶液，以滴定法测定其浓度，该过程用到的仪器有烧杯、酸式滴定管，故选BD。
3．(2022·河北卷节选)装置图中仪器a、b的名称分别为球形冷凝管、酸式滴定管。
4．(2022·福建卷节选)某兴趣小组设计实验探究Ce-MnOx催化空气氧化CO的效率。回答下列问题：
在通风橱中用下图装置制备CO (加热及夹持装置省略)，反应方程式：HCOOHCO↑＋H2O。
(1)装置A中盛放甲酸的仪器的名称是________。
(2)从B、C、D中选择合适的装置收集CO，正确的接口连接顺序为a→______→______→______→______→h。
解析：(2)用C除去甲酸，B收集CO，E接收排出的水，故接口连接顺序为a→d→e→c→b→h。
答案：(1)分液漏斗
(2)d e c b
温度控制的目的和通入气体的作用
[掌握必备知识]
1．温度控制的目的
(1)加热的目的：增大化学反应速率或使化学平衡向某方向移动。
(2)降温的目的：防止某物质在高温时分解或使化学平衡向某方向移动。
(3)控制温度在一定范围的目的：若温度过低，则反应速率较小；若温度过高，则物质(如H2O2、氨水、草酸、浓硝酸、铵盐等)会分解或挥发。
(4)水浴加热的好处：受热均匀，温度可控，且温度不超过100 ℃。
(5)冰水浴冷却的目的：防止物质分解或挥发。
(6)趁热过滤的原因：保持过滤温度，防止温度降低后物质析出。
(7)减压蒸发的原因：减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止物质分解或失去结晶水。
2．通入非反应物气体的作用
(1)实验开始前通入气体
实验开始前通入非反应气体的主要作用是除去装置中空气，防止实验物质与空气中的成分(如O2、CO2、H2O等)反应，若是定量的实验还要防止空气中成分影响被测气体量，减小误差等。
(2)实验过程中通入气体
实验过程中通入非反应物气体，是为了使反应顺利进行，其主要作用有：
①稀释反应气体，降低反应速率，使其充分反应。
②搅拌作用。
③使产物从反应容器中转移出去。
④作为保护气：防止外界气体进入反应；抑制反应进行，如抑制水解。
(3)实验结束后通入气体
实验结束后，通入非反应物气体最重要的目的是保护应得已有成果和实验的精确性。其主要作用有：
①使产生的气体全部移出。
②保护气，防止空气进入。
[提升解题能力]
1．(2022·湖北卷节选)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)：
(1)升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是_________________
_______________________________________________________________。
(2)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 ℃
解析：(1)水浴加热可以防止温度过高生成焦磷酸。(2)纯磷酸纯化过程中，温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O，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 ℃。
答案：(1)防止温度过高生成焦磷酸 (2)B
2．铁氰化钾俗称赤血盐，化学式为K3[Fe(CN)6]，可溶于水，常用作分析试剂。实验室用Cl2在60～65 ℃时氧化K4[Fe(CN)6]制备K3[Fe(CN)6]的装置如图所示(夹持装置省略)。
回答下列问题：
(1)装置B中的试剂是________；装置C最好的加热方式为________(填“水浴”或“油浴”)，C中反应的离子方程式为___________________________________
___________________________________________________________。
(2)反应结束后通入N2一段时间的目的是_________________________________
_____________________________________________________。
解析：(1)A为Cl2的发生装置，制得的Cl2中含有挥发出的HCl和水蒸气，装置B的作用是除去HCl，盛装的试剂为饱和食盐水。装置C中反应温度为60～65 ℃，宜选择水浴加热。装置C中Cl2将K4[Fe(CN)6]氧化为K3[Fe(CN)6]，离子方程式为2[Fe(CN)6]4－＋Cl22[Fe(CN)6]3－＋2Cl－。(2)反应结束后，装置中会残留一部分Cl2，通入N2一段时间的目的是将装置内残留的Cl2排入装置D中，防止空气污染。
答案：(1)饱和食盐水 水浴 2[Fe(CN)6]4－＋Cl22[Fe(CN)6]3－＋2Cl－ (2)将装置内残留的Cl2排入装置D中，防止空气污染
物质的洗涤和结晶的类型
[掌握必备知识]
1．物质的洗涤
(1)水洗：除去晶体表面水溶性的杂质。
(2)热水洗涤：对于溶解度随温度升高而降低的物质可用热水洗涤，以减少因溶解造成的损耗。
(3)冰水洗涤：可以降低固体或晶体的溶解度，洗去晶体表面的杂质离子，同时防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗。
(4)用有机试剂洗涤：可以洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度，减少因溶解造成的损耗，同时有机物易挥发，晶体易干燥。
(5)用饱和溶液洗涤：对纯度要求不高的产品，减少固体溶解，使因为溶解造成的损失降到最低。
(6)洗涤的操作：将蒸馏水沿着玻璃棒注入过滤器中至浸没沉淀，静置，待蒸馏水滤出，重复2～3次即可。
(7)沉淀洗涤干净的判断：取最后一次洗出液，进行“离子检验”，该离子需满足：①滤液中含量较大；②检验方案简单，现象明显。
2．结晶的类型
(1)蒸发结晶
获得溶解度随温度变化不大的单一热稳定性好的溶质(如从NaCl溶液中获得NaCl)，操作方法：蒸发结晶(蒸发至大部分晶体析出即停止加热)。
(2)蒸发浓缩、冷却(降温)结晶
获得溶解度随温度变化大的或易被氧化或易分解或含结晶水的溶质(如KNO3、FeSO4·7H2O、NH4Cl、CuSO4·5H2O)，操作方法：蒸发浓缩(蒸发至溶液表面出现结晶膜即停止加热)、冷却结晶、过滤(若是混合液则还需洗涤)、干燥。
(3)蒸发浓缩(结晶)、趁热过滤
从多种溶质中获得溶解度随温度变化不大或随温度升高而减小的物质(如从大量NaCl 和少量KNO3混合溶液中获得 NaCl)，操作方法：蒸发浓缩(蒸发程度更大，至结晶析出)、趁热过滤、洗涤、干燥。
(4)先蒸发浓缩(结晶)、趁热过滤，后冷却结晶、过滤
从多种溶质中获得溶解度随温度变化大以及同时还要获得溶解度随温度变化小的物质(或溶解度随温度变化规律相反的两物质)。如从等物质的量浓度的 NaCl 和 KNO3混合溶液中分别获得 NaCl和 KNO3，操作方法：先蒸发浓缩(结晶)、趁热过滤，得到溶解度变化小的晶体；再将滤液冷却结晶，过滤，得到溶解度变化大的晶体。
[提升解题能力]
1．(2022·全国甲卷节选)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：
滤液冷却、结晶、过滤，晶体用少量________洗涤，干燥，得到Na2S·xH2O。
解析：此处洗涤的目的主要是给Na2S提供更多的结晶水，为了减少Na2S溶解损失，可使用冷水或95%冷乙醇洗涤。
答案：冷水(或95%冷乙醇)
2．碳酸锰(MnCO3)用途广泛，可用作脱硫的催化剂，涂料和饲料添加剂等。某化学小组在实验室模拟用软锰矿粉(主要成分为MnO2)制备MnCO3，过程如下(部分操作和条件略)。已知：MnCO3不溶于水和乙醇，在干燥空气中稳定，潮湿时易被氧化；Ksp[Mn(OH)2]＝4×10－14。回答下列问题：
(1)制备MnSO4溶液：m g 软锰矿粉经除杂后制得MnO2浊液，向MnO2浊液中通入SO2，制得MnSO4溶液，实验装置如图所示(夹持和加热装置略)。
通过装置A可观察通入SO2与N2的快慢，则A中加入的最佳试剂是____________；为使SO2尽可能转化完全，在停止实验前应进行的操作是________________________；MnO2转化为Mn2＋的离子方程式为________________________。实验中若将N2换成空气，将导致SO浓度明显大于Mn2＋浓度，原因是___________________________________________________
____________________________________。
(2)制备MnCO3固体：在搅拌下向MnSO4溶液中缓慢滴加NH4HCO3溶液，过滤，分别用蒸馏水和乙醇洗涤，低于100 ℃干燥，得到MnCO3固体。若用同浓度的Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，将导致制得的MnCO3产品中混有________(填化学式)；用乙醇洗涤的目的是____________________________________________
____________________________________________。
解析：(1)A中通过气泡的快慢来调节气体的通入速率，该试剂不能和SO2反应，故A中加入的最佳试剂是饱和亚硫酸氢钠溶液；为使SO2尽可能转化完全，需使装置中的SO2全部进入烧瓶中，故在停止实验前应进行的操作是先停止通入SO2，继续通入N2，将SO2赶入烧瓶中，一段时间后停止通入N2；MnO2和SO2反应生成MnSO4，反应的离子方程式为MnO2＋SO2===Mn2＋＋SO；实验中若将N2换成空气，则空气中的氧气可以将SO2氧化成SO，导致SO浓度明显大于Mn2＋浓度。
(2)Na2CO3的碱性比NH4HCO3的强，故反应后可能有Mn(OH)2存在；因为MnCO3不溶于水和乙醇，在干燥空气中稳定，潮湿时易被氧化，故用乙醇洗涤，可以减少水分且乙醇容易挥发，容易干燥。
答案：(1)饱和亚硫酸氢钠溶液 先停止通入SO2，继续通入N2，一段时间后停止通入N2 MnO2＋SO2===Mn2＋＋SO 部分SO2在溶液中被氧化成SO
(2)Mn(OH)2 除去水分且乙醇容易挥发，容易干燥
滴定反应的原理及类型
[掌握必备知识]
1．滴定的原理
从滴定反应的反应原理来看，主要有酸碱中和滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定、配位滴定等。
(1)酸碱中和滴定：酸碱中和滴定是利用中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。
(2)氧化还原滴定：氧化还原滴定是利用氧化还原反应，滴定一些具有还原性或氧化性的物质或者能与某些氧化剂或还原剂反应的物质。
(3)沉淀滴定：沉淀滴定是利用离子之间的沉淀反应进行滴定分析的方法。
(4)配位滴定：配位滴定是利用配位反应进行滴定分析的方法，可用于对金属离子的含量进行测定。
2．滴定的方法
(1)直接滴定法
待测组分能直接与滴定剂反应时，采用直接滴定法测定。思维模型如下：
则n＝cV。
(2)间接滴定法
待测组分不能直接与滴定剂反应时，可通过其他化学反应间接测定。思维模型如下：
则n＝cV。
(3)返滴定法
当反应较慢或者待测组分为难溶固体时，采用返滴定法测定。思维模型如下：
其中n(关联物质)＝n[关联物质(总)]－n[关联物质(余)]，n[关联物质(余)]可通过与滴定剂列关系式、比例式得出。
[提升解题能力]
1．(2024·烟台模拟)准确称取2.00 g KMnO4产品溶于水，配成100.00 mL溶液。用移液管取25.00 mL 0.2 mol·L－1 的H2C2O4溶液于锥形瓶中，并加入2 mL稀硫酸。用上述KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液，重复操作3次，消耗KMnO4溶液的体积平均为 20.00 mL。滴定终点的现象是____________________________
____________，计算可得产品中KMnO4的纯度是______，下列情况会导致KMnO4纯度测定值偏小的是________(填标号)。
A．产品含少量K2MnO4
B．酸式滴定管滴定后有气泡
C．酸式滴定管没有润洗
D．滴定接近终点时用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁
解析：滴定反应的化学方程式为2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O，达到滴定终点，草酸被消耗，则滴定终点的现象是加入最后半滴KMnO4溶液后，溶液由无色变为浅红色且30秒内不恢复原色；产品中n(KMnO4)＝×0.2 mol·L－1×0.025 L×＝0.01 mol，则KMnO4的纯度是×100%＝79%。根据K2MnO4＋2H2C2O4＋2H2SO4===MnSO4＋K2SO4＋4CO2↑＋4H2O、2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O可知，与相同物质的量的草酸反应，消耗K2MnO4比KMnO4多，则消耗标准溶液的体积偏大，测定值偏小，A项正确；酸式滴定管滴定后有气泡，消耗标准液的体积偏小，测定值偏大，B项错误；酸式滴定管没有润洗，消耗标准液的体积偏大，测定值偏小，C项正确；滴定接近终点时用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁，不影响标准液体积，不影响测定值，D项错误。
答案：加入最后半滴KMnO4溶液后，溶液由无色变为浅红色且30秒内不恢复原色 79.0% AC
2．(2024·邵阳模拟)四氯化钛(TiCl4，熔点－25 ℃，沸点136 ℃)是制备海绵钛和钛白的主要原料，其实验室制备原理是TiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)TiCl4(g)＋2CO(g)。已知：TiCl4遇潮湿空气会发生反应TiCl4＋2H2O===TiO2＋4HCl↑。
产品纯度测定：取10.0 g TiCl4产品于烧瓶中，向安全漏斗(如图所示)中加入足量蒸馏水后，立即夹紧弹簧夹，充分反应后将安全漏斗及烧瓶中混合物中液体转移到容量瓶中配成500 mL溶液，取20 mL所配溶液放入锥形瓶中，滴加几滴0.100 mol·L－1 的K2CrO4溶液作指示剂，用0.200 mol·L－1 的AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液32.00 mL。
已知：Ag2CrO4是一种深红色固体；常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.2×10－12。
(1)安全漏斗中的水在本实验中的作用除加水外，还有_____________________
___________________________________________________________。
(2)该沉淀滴定终点的判断方法是________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________。
(3)该产品纯度为________%。
解析：(1)由实验装置图可知，安全漏斗中的水在本实验中的作用除加水外，还能起到液封和吸收挥发的HCl的作用。(2)当AgNO3溶液与盐酸完全反应时，再滴入半滴AgNO3溶液，过量的AgNO3溶液与K2CrO4溶液反应生成红色Ag2CrO4沉淀，沉淀滴定终点的判断方法是当加入最后半滴AgNO3溶液，出现红色沉淀，且30秒内红色沉淀不消失。(3)由化学方程式可得如下转化关系：TiCl4～4HCl～4AgNO3，滴定消耗32.00 mL 0.200 mol·L－1 AgNO3溶液，则10.0 g TiCl4产品纯度为
×100%＝76.0%。
答案：(1)液封并吸收挥发的HCl (2)当加入最后半滴AgNO3溶液，出现红色沉淀，且30秒内红色沉淀不消失 (3)76.0
三、思维建模——提升整体解题能力
实验综合题常以教材实验衍生，命题常以工业产品的制备流程、科技成果转化、性质探究、原理分析等为背景，呈现真实问题情境，凸显化学学科的应用性。涉及的实验类型有物质制备类实验与性质探究类实验(包括定性探究和定量测定)。在制备实验中为了获取更多的纯净产品，需要进行各种“防干扰”措施；在解决性质探究类实验时需思考物质的检验方法或含量测定过程，也需进行“防干扰”措施。因此如何“防干扰”是实验成败的关键，处理好实验过程中的各种“防”，“以防为攻”是解决实验题的基本思维。
实验综合题解题思维模型
1．(2024·湖南卷)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3.71 g Cu(ClO4)2·6H2O和0.76 g 铜粉置于100 mL乙腈(CH3CN)中反应，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5.32 g，则总收率为________(用百分数表示，保留一位小数)。
解析：将Cu(ClO4)2·6H2O和铜粉以及乙腈(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铜，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，表示洗手，故答案为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。(4)由于制备的[Cu(CH3CN)4]ClO4中铜元素为＋1价，具有较强的还原性，容易被空气中的氧气氧化，因此装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是提供保护气，防止制备的产品被氧化。(5)乙腈是易挥发的强极性配位溶剂，直接蒸馏时，乙腈完全挥发，会导致产物分解。(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，乙醚为非极性溶剂，因此可选用的溶剂为乙醚，故答案为C。(7)3.71 g Cu(ClO4)2·6H2O的物质的量为＝0.01 mol，理论制得[Cu(CH3CN)4]ClO4的质量为0.01 mol×2×327.5 g·mol－1＝6.55 g，总收率为×100%≈81.2%。
答案：(1)D (2)球形冷凝管
(3)溶液蓝色褪去，变为无色
(4)提供保护气，防止制备的产品被氧化
(5)防止直接蒸馏时，乙腈完全挥发，导致产物分解
(6)C
(7)81.2%
2．(2024·湖北卷)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。
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)3]3－为墨绿色。回答下列问题：
(1)配制1.00 mol·L－1的CoSO4溶液，需要用到下列仪器中的________(填标号)。
a b c d
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
(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HCO大大过量的原因是___________________________________。实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]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CO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________、________。
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CO反应生成[Co(CO3)3]3－，并且初步证明[Co(H2O)6]2＋在HCO的作用下易被H2O2氧化为[Co(CO3)3]3－；实验Ⅳ中溶液先变蓝后变粉红，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，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溶液后无明显变化，因此，实验Ⅰ表明[Co(H2O)6]2＋不能催化H2O2的分解。实验Ⅱ中存在平衡HCO??CO＋H＋，CO与[Co(H2O)6]2＋反应形成[Co(CO3)2]2－，使c(CO)减小，从而使HCO??CO＋H＋平衡正向移动，为使[Co(H2O)6]2＋尽可能多地转化为[Co(CO3)2]2－，因此实验中的HCO要大大过量。实验Ⅲ的实验现象表明在H2O2的作用下，[Co(H2O)6]2＋能与HCO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2[Co(H2O)6]2＋＋10HCO＋H2O2===2[Co(CO3)3]3－＋18H2O＋4CO2↑、2H2O22H2O＋O2↑。(3)Co2＋与CO配位，H＋浓度增大，平衡正向移动。Co3＋与CO配位，[Co(H2O)6]3＋浓度降低，平衡正向移动，因此反应都能正向进行。(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。
答案：(1)bc
(2)不能 使[Co(H2O)6]2＋尽可能多地转化为[Co(CO3)2]2－ 2[Co(H2O)6]2＋＋10HCO＋H2O2===2[Co(CO3)3]3－＋18H2O＋4CO2↑ 2H2O22H2O＋O2↑
(3)Co2＋与CO配位，H＋浓度增大，平衡正向移动。Co3＋与CO配位，[Co(H2O)6]3＋浓度降低，平衡正向移动
(4)CO2 O2
1．(2024·潍坊二模)FeCl3在工业上常作催化剂和刻蚀剂。实验室中，先合成SOCl2，再与FeCl3·6H2O反应制备无水FeCl3，装置如图所示(加热及夹持仪器略)。
已知：①实验室合成SOCl2的原理为SO2＋PCl5POCl3＋SOCl2；
②SOCl2的熔点为－101 ℃，沸点为 75.6 ℃，遇水剧烈分解为两种酸性气体；POCl3沸点为105 ℃。忽略共沸。
回答下列问题：
(1)仪器甲的名称为________，仪器乙中所装的最佳试剂为________(填标号)。
A．98%硫酸 B．70%硫酸
c．36.5%盐酸 D．70%硝酸
(2)打开K2，将三通阀调至，接下来进行的操作是________，一段时间后，加热装置C至60 ℃。仪器丙的作用为___________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________。
(3)当C中出现较多液体后，关闭K1、K2。制得FeCl3的操作为①调节三通阀的位置为________(填标号)；②……；③加热E处硬质玻璃管。②的操作为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
a b c d
(4)该化学学习小组为探究Fe3＋在溶液中的颜色变化，进行以下实验。
实验序号 试剂 加热前溶液颜色 加热后溶液颜色
Ⅰ Fe(NO3)3溶液＋蒸馏水 棕黄色 深棕色
Ⅱ Fe(NO3)3溶液＋HNO3 几乎无色 几乎无色
Ⅲ FeCl3溶液＋HNO3 黄色 深黄色
已知：水溶液中，[Fe(H2O)6]3＋几乎无色，[FeCl4(H2O)2]－为黄色；[Fe(H2O)6]3＋水解生成[Fe(H2O)6－n(OH)n]3－n(棕黄色)。
①从影响平衡移动因素的角度分析，加热前后，实验Ⅱ中溶液颜色无明显变化的原因为_____________________________________________________________
_________________________________________________________________________________。
②设计实验证明实验Ⅲ中溶液呈黄色的原因是Fe3＋＋4Cl－＋2H2O??[FeCl4(H2O)2]－：_______________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)仪器甲的名称为圆底烧瓶，98%硫酸中水分较少，电离程度较弱，不利于制二氧化硫，所以选用70%硫酸。(2)打开K2，将三通阀调至，接下来进行的操作是打开K1，一段时间后，加热装置C至60℃。仪器丙的作用是吸收SO2，防止外界水蒸气进入。(3)当C中出现较多液体后，关闭K1、K2。制得FeCl3的操作为①调节三通阀的位置为，②调节温度计水银球位置至三颈瓶口处，将C装置升温至75.6～105 ℃，使SOCl2以气态形式进入玻璃管中发生反应。(4)①从影响平衡移动因素的角度分析，加热前后，实验Ⅱ中溶液颜色无明显变化的原因是H＋对平衡的影响大于温度的影响。②设计实验证明实验Ⅲ中溶液呈黄色的原因是Fe3＋＋4Cl－＋2H2O??[FeCl4(H2O)2]－：向实验Ⅱ溶液中加入NaCl溶液后变为黄色，加热后变为深黄色。
答案：(1)圆底烧瓶 b
(2)打开K1 吸收SO2，防止外界水蒸气进入
(3)c 调节温度计水银球位置至三颈瓶口处，将C装置升温至75.6～105 ℃
(4)①H＋对平衡的影响大于温度的影响 ②向实验Ⅱ溶液中加入NaCl溶液后变为黄色，加热后变为深黄色
2．(2024·青岛二模)氧钒碱式碳酸铵晶体{[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}呈紫红色，难溶于水和乙醇。其制备及氮元素含量的测定实验如下(已知VOCl2易被O2氧化)。回答下列问题。
Ⅰ.制备
步骤1：向V2O5中加入足量盐酸酸化的N2H4·2HCl溶液，微沸数分钟。
步骤2：向足量NH4HCO3溶液中缓慢加入制得的VOCl2溶液，有气泡产生并析出紫红色晶体。
步骤3：反应结束后抽滤，先后用饱和NH4HCO3溶液、无水乙醇洗涤，静置得产品。
(1)“步骤1”产生无色无污染的气体，该反应的化学方程式为________________
__________________________________________________。
(2)用无水乙醇洗涤的目的是____________________________________________
_________________________________________________________________________________________________。
(3)“步骤2”可在如图所示装置中进行。
①连接装置，依次连接的顺序为________。(按气流方向，用字母标号表示)。
②检查装置气密性，加入试剂。先打开K1，通入一段时间气体的目的是________________________，当观察到________________________(填实验现象)时，再关闭K1，打开K2，进行实验。
③生成氧钒碱式碳酸铵晶体的化学方程式为_______________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
Ⅱ.产品中氮元素含量的测定
精确称取w g晶体加入如图所示的三颈烧瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液充分反应，通入水蒸气，将氨全部蒸出，并用蒸馏水冲洗导管内壁，用V1 mL 0.5 mol·L－1的饱和硼酸标准溶液完全吸收。取下锥形瓶，用0.5 mol·L－1盐酸标准溶液滴定，到终点时消耗V2 mL盐酸标准溶液。
1．玻璃管 2.水 3.10% NaOH溶液
4．样品液 5.硼酸标准溶液 6.冰盐水
已知：H3BO3＋NH3＋H2O===NH4B(OH)4，B(OH)＋H＋===H3BO3＋H2O。
(4)“冰盐水”的作用是________________________________________________
______________________。
(5)样品中氮元素质量分数的表达式为____________________________________
______________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)步骤1：向V2O5中加入足量盐酸酸化的N2H4·2HCl溶液，微沸数分钟，生成VOCl2，V的化合价由＋5价降低到＋4价，则产生的无色无污染的气体为N2，反应的化学方程式为2V2O5＋N2H4·2HCl＋6HCl4VOCl2＋N2↑＋6H2O。(2)用无水乙醇洗涤的目的是除去NH4HCO3，减少晶体的溶解损失，且无水乙醇挥发快，可以快速干燥。(3)①丙装置为二氧化碳的发生装置，甲装置中用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢杂质，丁装置中VOCl2和足量NH4HCO3溶液反应有气泡产生并析出紫红色晶体，乙装置可以检验装置气密性及空气是否被排净，所以其依次连接的顺序为eabfgcd。②检查装置气密性，加入试剂，先打开K1，丙装置中石灰石和稀盐酸反应生成二氧化碳，由于 VOCl2易被O2氧化，所以通入一段时间气体的目的是排尽装置中的空气；当装置内空气被排尽后，再关闭K1，打开K2，进行实验，若装置内空气被排尽，则装置乙中无红棕色气体产生。③丁装置中VOCl2和足量NH4HCO3溶液反应有气泡产生并析出紫红色晶体，生成氧钒碱式碳酸铵晶体的化学方程式为6VOCl2＋17NH4HCO3＋6H2O===[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O＋12NH4Cl＋13CO2↑。(4)“冰盐水”的作用是降温，防止氨气逸出，造成误差。(5)NH3全部被释放并被锥形瓶中的溶液完全吸收，再用0.5 mol·L－1盐酸标准溶液滴定，到终点时消耗V2 mL盐酸标准溶液，据H3BO3＋NH3＋H2O===NH4B(OH)4、B(OH)＋H＋===H3BO3＋H2O可得{[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}～5NH3～5HCl，即NH3～HCl，所以样品中氮元素的质量分数为×100%＝×100%。
答案：(1)2V2O5＋N2H4·2HCl＋6HCl4VOCl2＋N2↑＋6H2O
(2)除去NH4HCO3，减少晶体的溶解损失，无水乙醇挥发快，快速干燥
(3)①eabfgcd ②排尽装置中的空气 装置乙中无红棕色气体产生 ③6VOCl2＋17NH4HCO3＋6H2O===[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O＋12NH4Cl＋13CO2↑
(4)防止氨气逸出，造成误差
(5)×100%
