微专题4　热练14　化学综合实验与计算(一) (学生版+教师版）2026届高考化学二轮复习（含解析）

热练14　化学综合实验与计算(一)
1. (2025·泰州调研)纳米铜用途广泛，可用铜蓝矿(CuS为主要成分)为原料制备。
Ⅰ. 获得纳米铜
(1) 测定铜蓝矿中铜元素含量。称取样品0.250 0 g，加入稀硝酸充分溶解后蒸干；加入10.00 mL稀盐酸溶解并完全转移至碘量瓶中，加化学试剂掩蔽杂质离子，再加足量的10% KI溶液，摇匀，塞上瓶塞，置于暗处5 min，充分反应；用0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至微黄色，加入NH4SCN溶液和淀粉溶液，继续滴定至终点，共消耗15.00 mL标准溶液。计算样品中Cu元素的质量分数(写出计算过程。有关反应：2Cu2＋＋4I－===I2＋2CuI↓；I2＋2S2O===2I－＋S4O)。
制备[Cu(NH3)4]2＋溶液。用FeCl3溶液浸取铜蓝矿，除去其中含铁离子后，再通入NH3制取。不采用氨水直接浸取铜蓝矿的原因为　
　{已知：Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋　Kf ＝1.2×109；Ksp(CuS)＝1.2×10－36}。
(3) 制备纳米铜。调节[Cu(NH3)4]2＋溶液的pH＝11，加入3 mol/L N2H4溶液，75 ℃水浴加热，充分反应得到纳米铜。
①获得纳米铜时，N2H4被氧化成N2，反应的离子方程式为　
　。
②N2H4还原过程中可能生成难溶的CuCl(白色)和Cu2O(红色)，为判断纳米铜样品中是否含有上述两种杂质，补充完整实验方案：将制得的样品先后用蒸馏水、无水乙醇洗涤干净，　　
　　
　。(已知：Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O；必须使用的试剂和设备：2 mol/L H2SO4溶液、6 mol/L HNO3溶液、2% AgNO3溶液，通风设备)。
Ⅱ. 应用纳米铜
(4) 纳米铜铂电池。右图表示一种Cu-Pt纳米棒悬浮在稀碘水中，通过发生电极反应在 Cu 极和 Pt 极区域之间产生I－浓度差即产生电势差，形成自建电场；该纳米棒因内部传递电子而带负电荷，在自建电场作用下定向移动。
①该纳米棒的Cu极发生的电极反应式为　 　。
②该纳米棒向　 　(填“Cu极”或“Pt极”)方向定向移动。
2. (2025·镇江质检)MnCO3是重要的化工原料，可由贫锰矿[主要成分是偏锰酸矿(MnO2·nH2O)、硬锰矿(aMnO·MnO2·bH2O)和软锰矿(MnO2)等]，作为原料生产高纯碳酸锰。
(1)还原浸锰。用水合肼(N2H4·H2O)作为还原剂处理贫锰矿，写出水合肼还原MnO2生成MnO和N2的化学方程式：　 　。
(2)氨浸法(又称氨基甲酸铵法)提锰。该方法的机理分为三步：
Ⅰ. 氨基甲酸铵的生成：在浓氨水溶液中，碳酸铵分解生成氨基甲酸铵和水；
Ⅱ. 锰的浸出：氨基甲酸铵再与锰矿中的MnO反应生成进入溶液中。
Ⅲ. 将浸出液转移到蒸馏器内，加热析出碳酸锰、氨气和二氧化碳。
①写出氨基甲酸铵的结构简式： 。
②反应温度对锰浸出率的影响如图所示，当温度超过50 ℃时，锰的浸出率呈现迅速降低的趋势，可能的原因是　 　。
③步骤Ⅲ中NH3和CO2一起被水吸收后可循环利用，其原因为
　 　(用化学方程式表示)。
高纯MnCO3制备。将步骤Ⅲ含有MnCO3产品的悬浊液，降至室温后，过滤，洗涤，烘干即得纯度很高的MnCO3。实验室也可以用MnSO4溶液制备高纯MnCO3，请补充完整实验方案：
　 　 。
已知：MnCO3难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100 ℃开始分解；Mn(OH)2开始沉淀时pH＝7.7。实验中须用的试剂：NaHCO3、HCl溶液、BaCl2溶液、CH3CH2OH。
测定MnCO3的纯度：称取18.00 g碳酸锰样品(假定杂质不参与反应)，溶于过量的稀硫酸中，向所得溶液中加入稍过量的磷酸和硝酸，发生反应：2Mn2＋＋NO＋4PO＋2H＋===2[Mn(PO4)2]3－＋NO＋H2O，除去溶液中的NO和NO，加入100.00 mL 2.00 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液，发生反应：[Mn(PO4)2]3－＋
Fe2＋===Mn2＋＋Fe3＋＋2PO。再用1.00 mol/L酸性KMnO4溶液氧化过量的Fe2＋，Fe2＋反应完全时消耗10.00 mL酸性KMnO4溶液，则样品中MnCO3的纯度为　 　(写出计算过程，保留两位小数，Mn—55)。
3. (2025·徐州调研)以废干电池[主要含MnO2、MnOOH、Zn、Zn(OH)2、Fe、KOH]和钛白厂废酸(主要含H2SO4，还有少量Ti3＋、Fe2＋、Ca2＋、Mg2＋等)为原料制备锰锌铁氧体[MnxZn1－xFe2O4]的流程如下：
已知：①25 ℃时，Ksp(MgF2)＝7.5×10－11，Ksp(CaF2)＝1.5×10－10；酸性较弱时，MgF2、CaF2均易形成易溶于水的[MFn]2－n配离子(M代表金属元素)；
②在Ag＋催化下可发生反应：2Mn2＋＋5S2O＋8H2O===2MnO＋10SO＋16H＋；
③(NH4)2S2O8在煮沸时易分解。
(1) “酸浸”过程中含锰物质被溶液中的FeSO4还原为Mn2＋，其中MnO2参与反应的离子方程式为　 　。
(2) “氧化”时加入H2O2将Ti3＋、Fe2＋氧化，再加入Na2CO3调节溶液pH为1～2，生成偏钛酸(H2TiO3)和黄钾铁矾[K2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，使得钛、钾得以脱除。
①加入Na2CO3生成黄钾铁矾的离子方程式为　 　。
②若加入Na2CO3过多，将导致生成的黄钾铁矾沉淀转化为　Fe(OH)3　沉淀(填化学式)。
(3) 加入适量的NH4F使Ca2＋、Mg2＋形成MgF2、CaF2沉淀而脱除，则静置后的清液中＝　　。
(4) “氟化”过程中溶液pH与钙镁去除率关系如图所示。当2.5Ca2＋、Mg2＋去除率都会下降，其原因是　 　。
(5) “共沉淀”前，需测定溶液中锰元素含量。准确量取1.00 mL“氟化”后的溶液于锥形瓶中，加入少量硫酸、磷酸和硝酸银溶液振荡；将溶液加热至80 ℃，加入3 g (NH4)2S2O8充分反应后，再将溶液煮沸；冷却后，用0.070 0 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2标准液滴定至终点，平行滴定3次，平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液32.60 mL。计算“氟化”后溶液中Mn2＋物质的量浓度(写出计算过程，计算结果保留到小数点后四位)。
4. (2025·南京、盐城一模)磷酸锌是一种重要的活性防锈颜料，其制备和含量测定方案如下：
(1)提纯ZnSO4。向含有Mg2＋的ZnSO4溶液中加入ZnF2可除去Mg2＋，再经处理可得到纯度较高的ZnSO4。
①用数据说明加入ZnF2可除去Mg2＋的原因：　 　[已知：Ksp(ZnF2)＝3.0×10－2、Ksp(MgF2)＝5.0×10－11]。
②一定条件下，反应温度对溶液中剩余的F－浓度、过滤速度的影响如图1所示。反应温度选择60 ℃而不选择50 ℃的主要原因是　 　。
(2)制备Zn3(PO4)2·4H2O。将一定量ZnSO4、CO(NH2)2和H3PO4加适量水搅拌溶解，加热至隆起白色沫状物，冷却、抽滤、洗涤，得到Zn3(PO4)2·4H2O。
①该反应的化学方程式为　 　。
②检验Zn3(PO4)2·4H2O洗涤完全的实验操作为　 　。
(3)测定Zn3(PO4)2·4H2O含量。
①测定含量前需用Zn2＋标准溶液标定Na2H2Y溶液的浓度。请补充完整配制250 mL 0.200 0 mol/L Zn2＋标准溶液的实验步骤：　
　；轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀，继续加入蒸馏水至液面离刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管滴加至液面与刻度线相切，盖好瓶塞；摇匀，装瓶，贴标签[Zn相对原子质量为65.38。实验中必须使用的试剂和仪器：纯锌、6.0 mol/L盐酸、精确度为0.000 1 g的分析天平(如图2所示)]。
②将0.458 0 g磷酸锌样品溶于盐酸，配成100.00 mL溶液。移取20.00 mL溶液，用0.020 00 mol/L Na2H2Y溶液滴定至终点(Zn2＋与H2Y2－按1∶1反应，杂质不参与反应)，平行滴定三次， Na2H2Y 溶液的平均用量为28.20 mL。计算样品中Zn3(PO4)2·4H2O[M＝458.0 g/mol]的质量分数(写出计算过程)。
5. (2025·苏锡常镇二调)超高石灰铝工艺处理高氯(Cl－)废水，操作简单，成本低。涉及的主要反应如下：
Ⅰ. 4Ca(OH)2＋2Al(OH)3===Ca4Al2(OH)14
Ⅱ. Ca4Al2(OH)14＋2Cl－??Ca4Al2Cl2(OH)12＋2OH－
Cl－转化为弗氏盐[Ca4Al2Cl2(OH)12]沉淀而除去。已知：溶液中SO、I－等离子也能发生类似反应Ⅱ而除去；Ca2＋、Al3＋在碱性较强情况下还会生成Ca3Al2(OH)12沉淀。
(1)①一定体积的高氯废水中加入石灰乳和Na[Al(OH)4]溶液，与废水中Cl－反应生成弗氏盐的离子方程式为　 　。
②投入的原料选用Na[Al(OH)4]，而不选用Al2(SO4)3的原因为　 　。
(2)室温下，平衡时溶液pH＝12，体系中最终存在Ca(OH)2和Al(OH)3沉淀，已知：Ksp[Ca(OH)2]＝1×10－4；Ksp[Al(OH)3]＝1×10－34，此时溶液中Ca2＋和Al3＋的浓度之比为 。
(3)投料中Ca(OH)2的量与Cl－去除率如图1所示。
钙氯摩尔比大于6∶1后，继续增加Ca(OH)2，Cl－去除率不升反而略降的原因为　 　。
(4)测定废水中Cl－的含量
已知水溶液中Cl－可用精确浓度的Hg(NO3)2溶液滴定，以二苯偶氮碳酰肼为指示剂，滴定终点时溶液出现紫红色。滴定反应为Hg2＋＋2Cl－===HgCl2↓(白色)，滴定装置如图2所示。
①二苯偶氮碳酰肼()分子中的N原子与 Hg2＋通过配位键形成含有五元环的紫红色物质，画出该物质的结构简式： 　(须标出配位键)。
②补充完整实验方案：准确量取25.00 mL水样(水样中Cl－浓度约为0.040 0 mol/L)于锥形瓶中，调节pH为2.5～3.5，将0.020 00 mol/L Hg(NO3)2溶液装入酸式滴定管中，调整管中液面至“0”刻度，
　 　(必须使用的试剂：二苯偶氮碳酰肼)。
热练14　化学综合实验与计算(一)
1. (2025·泰州调研)纳米铜用途广泛，可用铜蓝矿(CuS为主要成分)为原料制备。
Ⅰ. 获得纳米铜
(1) 测定铜蓝矿中铜元素含量。称取样品0.250 0 g，加入稀硝酸充分溶解后蒸干；加入10.00 mL稀盐酸溶解并完全转移至碘量瓶中，加化学试剂掩蔽杂质离子，再加足量的10% KI溶液，摇匀，塞上瓶塞，置于暗处5 min，充分反应；用0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至微黄色，加入NH4SCN溶液和淀粉溶液，继续滴定至终点，共消耗15.00 mL标准溶液。计算样品中Cu元素的质量分数(写出计算过程。有关反应：2Cu2＋＋4I－===I2＋2CuI↓；I2＋2S2O===2I－＋S4O)。
计算过程：由题给反应可得关系式：2Cu2＋～I2～2S2O
n(Cu2＋)＝n(Na2S2O3)＝0.100 0 mol/L×15.00 ×10－3 L＝1.500×10－3 mol
m(Cu2＋)＝1.500×10－3 mol×64 g/mol＝9.600×10－2 g
样品中Cu的质量分数＝×100%＝38.40%
(2) 制备[Cu(NH3)4]2＋溶液。用FeCl3溶液浸取铜蓝矿，除去其中含铁离子后，再通入NH3制取。不采用氨水直接浸取铜蓝矿的原因为　反应4NH3＋CuS===[Cu(NH3)4]2＋＋S2－的K＝Kf·Ksp(CuS)＝1.44×10－27，正向反应几乎不能发生，故不采用氨水直接浸取 CuS　{已知：Cu2＋＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋　Kf ＝1.2×109；Ksp(CuS)＝1.2×10－36}。
(3) 制备纳米铜。调节[Cu(NH3)4]2＋溶液的pH＝11，加入3 mol/L N2H4溶液，75 ℃水浴加热，充分反应得到纳米铜。
①获得纳米铜时，N2H4被氧化成N2，反应的离子方程式为　2[Cu(NH3)4]2＋＋N2H4＋4OH－2Cu↓＋N2↑＋8NH3↑＋4H2O　。
②N2H4还原过程中可能生成难溶的CuCl(白色)和Cu2O(红色)，为判断纳米铜样品中是否含有上述两种杂质，补充完整实验方案：将制得的样品先后用蒸馏水、无水乙醇洗涤干净，　取少量样品，将其加入过量2 mol/L硫酸中，边加边搅拌，若固体部分溶解，溶液呈现蓝色，则含有Cu2O；在通风设备里，另取一份样品加入过量6 mol/L稀硝酸中，边加边搅拌，充分溶解后，向其中滴加几滴2%硝酸银溶液，若有白色沉淀产生，则含有CuCl　。(已知：Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O；必须使用的试剂和设备：2 mol/L H2SO4溶液、6 mol/L HNO3溶液、2% AgNO3溶液，通风设备)。
Ⅱ. 应用纳米铜
(4) 纳米铜铂电池。右图表示一种Cu-Pt纳米棒悬浮在稀碘水中，通过发生电极反应在 Cu 极和 Pt 极区域之间产生I－浓度差即产生电势差，形成自建电场；该纳米棒因内部传递电子而带负电荷，在自建电场作用下定向移动。
①该纳米棒的Cu极发生的电极反应式为　Cu－e－＋I－===CuI　。
②该纳米棒向　Cu极　(填“Cu极”或“Pt极”)方向定向移动。
【解析】 (2) 铜蓝矿的主要成分为CuS，当用氨水直接浸取时发生反应：4NH3＋CuS===[Cu(NH3)4]2＋＋S2－，该反应的化学平衡常数K＝＝＝ Kf·Ksp(CuS)＝1.2×109×1.2×10－36＝1.44×10－27<10－5，正反应方向几乎不能发生，故不采用氨水直接浸取铜蓝矿。(3) ②由于Cu、 CuCl与稀硫酸不反应，但Cu2O在酸性条件下发生反应：Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O，故检验纳米铜样品中是否含有 Cu2O时，可以将洗涤干净的少量样品中加入过量的2 mol/L 硫酸，若溶液显蓝色，说明样品中含有Cu2O；确定样品中是否含有 CuCl，可以将固体溶解后检验溶液中是否含有Cl－。(4) ②根据电子移动方向可知，Cu极的电极反应式为Cu－e－＋I－===CuI，Pt极的电极反应式为I2＋2e===2I－，则Cu极区域c(I－)小、Pt极区域c(I－)大，即产生电势差，形成自建电场，该纳米棒带负电荷向Cu极方向移动。
2. (2025·镇江质检)MnCO3是重要的化工原料，可由贫锰矿[主要成分是偏锰酸矿(MnO2·nH2O)、硬锰矿(aMnO·MnO2·bH2O)和软锰矿(MnO2)等]，作为原料生产高纯碳酸锰。
(1)还原浸锰。用水合肼(N2H4·H2O)作为还原剂处理贫锰矿，写出水合肼还原MnO2生成MnO和N2的化学方程式：　N2H4·H2O＋2MnO2===N2↑＋2MnO＋3H2O　。
(2)氨浸法(又称氨基甲酸铵法)提锰。该方法的机理分为三步：
Ⅰ. 氨基甲酸铵的生成：在浓氨水溶液中，碳酸铵分解生成氨基甲酸铵和水；
Ⅱ. 锰的浸出：氨基甲酸铵再与锰矿中的MnO反应生成进入溶液中。
Ⅲ. 将浸出液转移到蒸馏器内，加热析出碳酸锰、氨气和二氧化碳。
①写出氨基甲酸铵的结构简式：。
②反应温度对锰浸出率的影响如图所示，当温度超过50 ℃时，锰的浸出率呈现迅速降低的趋势，可能的原因是　温度超过50 ℃时，受热分解生成碳酸锰沉淀，故锰的浸取率迅速下降　。
③步骤Ⅲ中NH3和CO2一起被水吸收后可循环利用，其原因为　2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3　(用化学方程式表示)。
(3) 高纯MnCO3制备。将步骤Ⅲ含有MnCO3产品的悬浊液，降至室温后，过滤，洗涤，烘干即得纯度很高的MnCO3。实验室也可以用MnSO4溶液制备高纯MnCO3，请补充完整实验方案：　边搅拌边向MnSO4溶液中加入NaHCO3，调节溶液pH略小于7.7，充分反应后，静置、过滤。用CH3CH2OH洗涤沉淀，直至向最后一次洗涤后的滤液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液无沉淀生成，所得固体低于100 ℃干燥　。
已知：MnCO3难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100 ℃开始分解；Mn(OH)2开始沉淀时pH＝7.7。实验中须用的试剂：NaHCO3、HCl溶液、BaCl2溶液、CH3CH2OH。
(4) 测定MnCO3的纯度：称取18.00 g碳酸锰样品(假定杂质不参与反应)，溶于过量的稀硫酸中，向所得溶液中加入稍过量的磷酸和硝酸，发生反应：2Mn2＋＋NO＋4PO＋2H＋===2[Mn(PO4)2]3－＋NO＋H2O，除去溶液中的NO和NO，加入100.00 mL 2.00 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液，发生反应：[Mn(PO4)2]3－＋Fe2＋===Mn2＋＋Fe3＋＋2PO。再用1.00 mol/L酸性KMnO4溶液氧化过量的Fe2＋，Fe2＋反应完全时消耗10.00 mL酸性KMnO4溶液，则样品中MnCO3的纯度为　95.83%　(写出计算过程，保留两位小数，Mn—55)。
计算过程：由关系式：MnO～5Fe2＋得，过量的n(Fe2＋)＝1.00 mol/L×10×10－3 L×5＝0.05 mol，
与[Mn(PO4)2]3－反应的n(Fe2＋)＝2.00 mol/L×100×10－3 L－0.05 mol＝0.15 mol，
由关系式：Mn2＋～[Mn(PO4)2]3－～Fe2＋得，
n(Mn2＋)＝0.15 mol，
碳酸锰的质量分数为×100%≈95.83%
3. (2025·徐州调研)以废干电池[主要含MnO2、MnOOH、Zn、Zn(OH)2、Fe、KOH]和钛白厂废酸(主要含H2SO4，还有少量Ti3＋、Fe2＋、Ca2＋、Mg2＋等)为原料制备锰锌铁氧体[MnxZn1－xFe2O4]的流程如下：
已知：①25 ℃时，Ksp(MgF2)＝7.5×10－11，Ksp(CaF2)＝1.5×10－10；酸性较弱时，MgF2、CaF2均易形成易溶于水的[MFn]2－n配离子(M代表金属元素)；
②在Ag＋催化下可发生反应：2Mn2＋＋5S2O＋8H2O===2MnO＋10SO＋16H＋；
③(NH4)2S2O8在煮沸时易分解。
(1) “酸浸”过程中含锰物质被溶液中的FeSO4还原为Mn2＋，其中MnO2参与反应的离子方程式为　MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O　。
(2) “氧化”时加入H2O2将Ti3＋、Fe2＋氧化，再加入Na2CO3调节溶液pH为1～2，生成偏钛酸(H2TiO3)和黄钾铁矾[K2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，使得钛、钾得以脱除。
①加入Na2CO3生成黄钾铁矾的离子方程式为　2K＋＋6Fe3＋＋4SO＋6CO＋6H2O===K2Fe6(SO4)4(OH)12↓＋6CO2↑　。
②若加入Na2CO3过多，将导致生成的黄钾铁矾沉淀转化为　Fe(OH)3　沉淀(填化学式)。
(3) 加入适量的NH4F使Ca2＋、Mg2＋形成MgF2、CaF2沉淀而脱除，则静置后的清液中＝　2　。
(4) “氟化”过程中溶液pH与钙镁去除率关系如图所示。当2.5(5) “共沉淀”前，需测定溶液中锰元素含量。准确量取1.00 mL“氟化”后的溶液于锥形瓶中，加入少量硫酸、磷酸和硝酸银溶液振荡；将溶液加热至80 ℃，加入3 g (NH4)2S2O8充分反应后，再将溶液煮沸；冷却后，用0.070 0 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2标准液滴定至终点，平行滴定3次，平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液32.60 mL。计算“氟化”后溶液中Mn2＋物质的量浓度(写出计算过程，计算结果保留到小数点后四位)。
答案：0.456 4 mol/L(计算过程见解析)
【解析】 (2)②若加入Na2CO3过多，溶液碱性变强，Fe3＋会生成Fe(OH)3沉淀。(3)MgF2、CaF2沉淀后的清液中＝＝＝＝2。(5)根据反应得关系式：2Mn2＋～2MnO～10Fe2＋，n(Mn2＋)＝＝4.564×10－4 mol，c(Mn2＋)＝＝0.456 4 mol/L。
4. (2025·南京、盐城一模)磷酸锌是一种重要的活性防锈颜料，其制备和含量测定方案如下：
(1)提纯ZnSO4。向含有Mg2＋的ZnSO4溶液中加入ZnF2可除去Mg2＋，再经处理可得到纯度较高的ZnSO4。
①用数据说明加入ZnF2可除去Mg2＋的原因：　反应ZnF2(s)＋Mg2＋(aq)??MgF2(s)＋Zn2＋(aq)的平衡常数K＝6×108，反应进行程度大　[已知：Ksp(ZnF2)＝3.0×10－2、Ksp(MgF2)＝5.0×10－11]。
②一定条件下，反应温度对溶液中剩余的F－浓度、过滤速度的影响如图1所示。反应温度选择60 ℃而不选择50 ℃的主要原因是　60 ℃时剩余的F－浓度比50 ℃时的低，便于后续实验去除　。
(2)制备Zn3(PO4)2·4H2O。将一定量ZnSO4、CO(NH2)2和H3PO4加适量水搅拌溶解，加热至隆起白色沫状物，冷却、抽滤、洗涤，得到Zn3(PO4)2·4H2O。
①该反应的化学方程式为　3CO(NH2)2＋2H3PO4＋3ZnSO4＋7H2OZn3(PO4)2·4H2O↓＋3(NH4)2SO4＋3CO2↑　。
②检验Zn3(PO4)2·4H2O洗涤完全的实验操作为　取少量最后一次洗涤滤液于试管中，滴加稍过量盐酸，再滴加BaCl2溶液无沉淀生成　。
(3)测定Zn3(PO4)2·4H2O含量。
①测定含量前需用Zn2＋标准溶液标定Na2H2Y溶液的浓度。请补充完整配制250 mL 0.200 0 mol/L Zn2＋标准溶液的实验步骤：　用分析天平准确称取3.269 0 g纯锌，将其全部转移至烧杯中，加入6.0 mol/L盐酸至纯锌全部溶解，加水稀释并冷却至室温，将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入250 mL容量瓶，用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2～3次，洗涤液全部注入容量瓶　；轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀，继续加入蒸馏水至液面离刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管滴加至液面与刻度线相切，盖好瓶塞；摇匀，装瓶，贴标签[Zn相对原子质量为65.38。实验中必须使用的试剂和仪器：纯锌、6.0 mol/L盐酸、精确度为0.000 1 g的分析天平(如图2所示)]。
②将0.458 0 g磷酸锌样品溶于盐酸，配成100.00 mL溶液。移取20.00 mL溶液，用0.020 00 mol/L Na2H2Y溶液滴定至终点(Zn2＋与H2Y2－按1∶1反应，杂质不参与反应)，平行滴定三次， Na2H2Y 溶液的平均用量为28.20 mL。计算样品中Zn3(PO4)2·4H2O[M＝458.0 g/mol]的质量分数(写出计算过程)。
计算过程：
n(Na2H2Y)＝28.20×10－3 L×0.020 00 mol/L＝5.640×10－4 mol
n[Zn3(PO4)2·4H2O]＝n(Zn2＋)＝(Na2H2Y)＝×5.640×10－4 mol＝1.880×10－4 mol
w[Zn3(PO4)2·4H2O]＝××100%＝94.00%
【解析】 (1)①ZnF2除去溶液中的Mg2＋时发生反应的离子方程式为ZnF2(s)＋Mg2＋(aq)??MgF2(s)＋Zn2＋(aq)，该反应的平衡常数K＝＝＝＝＝6×108，反应进行程度大，故可以加入ZnF2除去Mg2＋。②由图1看出，在60 ℃时剩余的F－浓度比50 ℃时的低，便于后续实验去除，故反应温度一般选择60 ℃。(2)②因为晶体Zn3(PO4)2·4H2O从(NH4)2SO4溶液中析出，故只需要取少量最后一次洗涤滤液，检验其中是否含有SO来判断沉淀是否洗涤干净。(3)①从给定的试剂可知，标准Zn2＋需要用纯锌与盐酸反应制得，根据标准液的浓度和体积可知需要称取的纯锌的物质的量为0.05 mol，故先用分析天平准确称取纯锌的质量＝0.05 mol×65.38 g/mol＝3.269 0 g，将其全部转移至烧杯中，加入6.0 mol/L盐酸至纯锌全部溶解，加水稀释并冷却至室温，将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入250 mL容量瓶，用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2～3次，洗涤液全部注入容量瓶，然后定容、摇匀装瓶可得标准溶液。
5. (2025·苏锡常镇二调)超高石灰铝工艺处理高氯(Cl－)废水，操作简单，成本低。涉及的主要反应如下：
Ⅰ. 4Ca(OH)2＋2Al(OH)3===Ca4Al2(OH)14
Ⅱ. Ca4Al2(OH)14＋2Cl－??Ca4Al2Cl2(OH)12＋2OH－
Cl－转化为弗氏盐[Ca4Al2Cl2(OH)12]沉淀而除去。已知：溶液中SO、I－等离子也能发生类似反应Ⅱ而除去；Ca2＋、Al3＋在碱性较强情况下还会生成Ca3Al2(OH)12沉淀。
(1)①一定体积的高氯废水中加入石灰乳和Na[Al(OH)4]溶液，与废水中Cl－反应生成弗氏盐的离子方程式为　4Ca(OH)2＋2[Al(OH)4]－＋2Cl－===Ca4Al2Cl2(OH)12↓＋4OH－　。
②投入的原料选用Na[Al(OH)4]，而不选用Al2(SO4)3的原因为　部分Ca4Al2(OH)14与SO反应，减少了其与Cl－的反应，使Cl－去除率降低；SO与Ca2＋生成CaSO4沉淀　。
(2)室温下，平衡时溶液pH＝12，体系中最终存在Ca(OH)2和Al(OH)3沉淀，已知：Ksp[Ca(OH)2]＝1×10－4；Ksp[Al(OH)3]＝1×10－34，此时溶液中Ca2＋和Al3＋的浓度之比为1028∶1。
(3)投料中Ca(OH)2的量与Cl－去除率如图1所示。
钙氯摩尔比大于6∶1后，继续增加Ca(OH)2，Cl－去除率不升反而略降的原因为　继续增加Ca(OH)2，使溶液的碱性增强，Ca2＋、Al3＋生成了Ca3Al2(OH)12，使生成的Ca4Al2(OH)14减少；OH－浓度增大，反应Ⅱ平衡逆向移动，使Cl－去除率不升反而略微下降　。
(4)测定废水中Cl－的含量
已知水溶液中Cl－可用精确浓度的Hg(NO3)2溶液滴定，以二苯偶氮碳酰肼为指示剂，滴定终点时溶液出现紫红色。滴定反应为Hg2＋＋2Cl－===HgCl2↓(白色)，滴定装置如图2所示。
①二苯偶氮碳酰肼()分子中的N原子与 Hg2＋通过配位键形成含有五元环的紫红色物质，画出该物质的结构简式：　(须标出配位键)。
②补充完整实验方案：准确量取25.00 mL水样(水样中Cl－浓度约为0.040 0 mol/L)于锥形瓶中，调节pH为2.5～3.5，将0.020 00 mol/L Hg(NO3)2溶液装入酸式滴定管中，调整管中液面至“0”刻度，　向锥形瓶中滴加2～3滴二苯偶氮碳酰肼，振荡，向锥形瓶中慢慢滴加0.020 00 mol/L Hg(NO3)2溶液，边滴加边振荡锥形瓶至加入最后半滴Hg(NO3)2溶液时，颜色变为紫红色，且30 s内颜色不褪色；记录滴加Hg(NO3)2溶液的体积，重复上述操作2～3次　(必须使用的试剂：二苯偶氮碳酰肼)。
【解析】 (1) ②由题干信息可知，溶液中SO、I－等离子也能发生类似反应Ⅱ而除去，若投入的原料选用Al2(SO4)3，导致Ca4Al2(OH)14与SO反应从而减少了与Cl－的反应，降低了Cl－的去除率，且SO与Ca2＋结合生成CaSO4沉淀，因此投入的原料选用Na[Al(OH)4]。(2) 室温下，平衡时溶液pH＝12，即溶液中c(OH－)＝10－2 mol/L，体系中最终存在Ca(OH)2和Al(OH)3沉淀，即此时溶液中c(Ca2＋)＝＝ mol/L＝1.0 mol/L，c(Al3＋)＝＝ mol/L＝1.0×10－28 mol/L，则Ca2＋和Al3＋的浓度之比为1028∶1。