第十四章 实验方案的设计与评价--2027山东版高考化学第一轮章节练
文档属性
| 名称 | 第十四章 实验方案的设计与评价--2027山东版高考化学第一轮章节练 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-01-26 00:00:00 | ||
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文档简介
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2027山东版高考化学第一轮
第十四章 实验方案的设计与评价
第1节 制备实验方案的设计与评价
五年高考
1.★(2024重庆,6,3分)某小组用下图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是( )
A.若制取NH3,则a为浓氨水,b可为氧化钙
B.若制取Cl2,则乙可盛饱和食盐水以除去HCl
C.若制取Cl2,则丙可作气体收集装置
D.若制取NH3,则丁可盛水用作尾气处理装置
2.★(2020山东,5,2分)利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是( )
A.用甲装置制备并收集CO2
B.用乙装置制备溴苯并验证有HBr产生
C.用丙装置制备无水MgCl2
D.用丁装置在铁上镀铜
3.★★(不定项)(2021山东,11,4分)为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)( )
实验目的 玻璃仪器 试剂
A 配制100 mL一定物质的量浓度的NaCl溶液 100 mL容量瓶、胶头滴管、烧杯、量筒、玻璃棒 蒸馏水、NaCl固体
B 制备Fe(OH)3胶体 烧杯、酒精灯、胶头滴管 蒸馏水、饱和FeCl3溶液
C 测定NaOH溶液浓度 烧杯、锥形瓶、胶头滴管、酸式滴定管 待测NaOH溶液、已知浓度的盐酸、甲基橙试剂
D 制备乙酸乙酯 试管、量筒、导管、酒精灯 冰醋酸、无水乙醇、饱和Na2CO3溶液
4.★★★(2025湖南,11,3分)SnCl2具有还原性,易水解。一种制备纯净的SnCl2的装置示意图如下:
下列说法错误的是( )
A.导气管a需接一个装有碱石灰的干燥管
B.实验过程中应先通入HCl(g),再开启管式炉加热
C.若通入气体更换为Cl2,也可制备纯净的SnCl2
D.配制SnCl2溶液需加盐酸和金属Sn
5.★★★(2023湖北,13,3分)利用如图所示的装置(夹持及加热装置略)制备高纯白磷的流程如下:
红磷(s) 无色液体与P4(g) 白磷(s)
下列操作错误的是( )
A.红磷使用前洗涤以除去表面杂质
B.将红磷转入装置,抽真空后加热外管以去除水和氧气
C.从a口通入冷凝水,升温使红磷转化
D.冷凝管外壁出现白磷,冷却后在氮气氛围下收集
6.★★★(2025湖北,10,3分)制备α-氯代异丁酸的装置如图。在反应瓶中加入异丁酸与催化剂(易水解),加热到70 ℃,通入Cl2,反应剧烈放热,通气完毕,在120 ℃下继续反应。反应结束,常压蒸馏得产物。反应方程式:
+Cl2 +HCl
下列说法错误的是( )
A.干燥管可防止水蒸气进入反应瓶
B.可用NaOH溶液作为吸收液
C.Cl2通入反应液中可起到搅拌作用
D.控制Cl2流速不变可使反应温度稳定
7.★★★(2025陕晋青宁,12,3分)格氏试剂性质活泼,可与空气中的H2O和O2等反应。某兴趣小组搭建了图示无水无氧装置(部分装置略),以乙醚(沸点34.5 ℃)为溶剂,利用下述反应高产率地制备二苯甲酮。
下列说法错误的是( )
A.气球中填充保护气,并起缓冲压力的作用
B.烧瓶中液体是格氏试剂的乙醚溶液
C.图中的漏斗不能用球形分液漏斗代替
D.产率高表明苯甲酰氯比二苯甲酮更易与格氏试剂反应
三年模拟
8.★(2025届山东烟台、德州、东营一模,6)下列装置和试剂均使用正确,且能够制备相应气体的是( )
A.制备Cl2 B.制备CO2
C.制备C2H4 D.制备NH3
9.★(2025届山东烟台、德州二模,6)下列实验原理及装置均正确的是( )
甲 乙
丙 丁
A.甲:配制银氨溶液
B.乙:制备Fe(OH)3胶体
C.丙:探究压强对平衡的影响
D.丁:制备Fe(OH)2
10.★★(2026届山东潍坊开学考,8)实验室以SbCl3和Cl2为原料制备SbCl5并纯化的实验装置如图(夹持、加热及搅拌装置略)。已知:SbCl3的熔点为73.4 ℃,沸点为223.5 ℃,易水解;液态SbCl5在140 ℃时即发生分解,2.9 kPa下沸点为79 ℃,也易水解。
下列说法错误的是( )
A.试剂X和试剂Y均可以选用无水CaCl2
B.碎瓷片和毛细管均有防止暴沸的作用
C.采用减压蒸馏可以防止SbCl5发生分解
D.克氏蒸馏头弯管可防止减压蒸馏时液体进入冷凝管
11.★★(不定项)(2026届山东烟台二中开学考,11)某同学按图示装置进行实验,产生足量的气体通入c溶液中,最终出现浑浊。下列所选物质组合符合要求的是( )
a试剂 b试剂 c溶液
A 稀硫酸 Na2CO3 CaCl2溶液
B 浓盐酸 KMnO4 Na2S溶液
C 浓硫酸 Na2SO3 Ba(NO3)2溶液
D 浓氨水 碱石灰 AgNO3溶液
12.★★★(2025届山东日照二模,8)甲苯经高锰酸钾氧化生成苯甲酸钾,再经酸化可得苯甲酸(微溶于冷水,易溶于热水,100 ℃左右升华),实验流程如下:
下列说法错误的是( )
A.向甲苯中加入合适的冠醚,可以加快高锰酸钾氧化甲苯的速率
B.“加热回流氧化”过程中发生反应的化学方程式为+KMnO4 +MnO2↓
C.若“趁热过滤”所得滤液仍呈紫色,可加少量NaHSO3溶液使紫色褪去,重新过滤
D.“操作X”包括过滤、洗涤、低温烘干、重结晶
13.★★★(2025届山东潍坊二模,9)乙酰水杨酸()是白色晶体,易溶于有机溶剂,微溶于水,在水中溶解度随温度升高而增大,受热易分解。通过水杨酸()、乙酸酐[(CH3CO)2O]合成及提纯过程如下:
下列说法正确的是( )
A.浓硫酸作催化剂和吸水剂
B.操作1和操作2均包含冷却结晶、过滤
C.饱和碳酸氢钠溶液可以用氢氧化钠溶液代替
D.盐酸的主要作用是除去碳酸氢钠
第2节 探究实验方案的设计与评价
五年高考
1.★★(2025河北,13,3分)下列实验操作及现象能得出相应结论的是( )
选项 实验操作及现象 结论
A 向盛有NO2与N2O4的恒压密闭容器中通入一定体积的N2,最终气体颜色变浅 化学平衡向NO2减少的方向移动
B 以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,先出现白色沉淀,后出现砖红色沉淀 Ksp(AgCl)< Ksp(Ag2CrO4)
C 向盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入过量铁粉,充分反应后静置,滴加KSCN溶液无明显变化;静置,取上层清液滴加几滴氯水,溶液变红 Fe2+具有还原性
D 向盛有2 mL饱和Na2SO4溶液的试管中滴加鸡蛋清溶液,振荡,有沉淀析出;加蒸馏水稀释,再振荡,沉淀溶解 蛋白质沉淀后活性改变
2.★★(2025甘肃,13,3分)下列实验操作能够达到目的的是( )
选项 实验操作 目的
A 测定0.01 mol/L某酸溶液的pH是否为2 判断该酸是否为强酸
B 向稀Fe2(SO4)3溶液滴入几滴浓硫酸,观察溶液颜色变化 探究H+对Fe3+水解的影响
C 向AgNO3溶液先滴入几滴NaCl溶液,再滴入几滴NaI溶液,观察沉淀颜色变化 比较AgCl和AgI的Ksp大小
D 将氯气通入Na2S溶液,观察是否产生淡黄色沉淀 验证氯气的氧化性
3.★★(教考衔接:人教版必修二第六章实验活动7)(2025陕晋青宁,10,3分)下列实验方案不能得出相应结论的是( )
观察电流表指针偏转方向 观察溶液颜色变化
结论:金属活动性顺序为Zn>Fe>Cu 结论:氧化性顺序为Cl2>Fe3+>I2
A B
观察溶液颜色变化 观察出现浑浊所用时间
结论:甲基使苯环活化 结论:增大反应物浓度,该反应速率加快
C D
4.★★★(教考衔接:鲁科版选必2第2章第3节)(2025北京,12,3分)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:[FeCl4]-为黄色,[Fe(SCN)]2+为红色,[FeF6]3-为无色。
下列说法不正确的是( )
A.①中浓盐酸促进Fe3++4Cl- [FeCl4]-平衡正向移动
B.由①到②,生成[Fe(SCN)]2+并消耗[FeCl4]-
C.②、③对比,说明c(Fe3+):②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入KI、 淀粉溶液,溶液也无明显变化
5.★★★(不定项)(2024山东,14,4分)钧瓷是宋代五大名瓷之一,其中红色钧瓷的发色剂为Cu2O。为探究Cu2O的性质,取等量少许Cu2O分别加入甲、乙两支试管,进行如下实验。下列说法正确的是( )
实验操作及现象
试管甲 滴加过量0.3 mol·L-1 HNO3溶液并充分振荡,砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀,溶液显浅蓝色;倾掉溶液,滴加浓硝酸,沉淀逐渐消失
试管乙 滴加过量6 mol·L-1氨水并充分振荡,沉淀逐渐溶解,溶液颜色为无色;静置一段时间后,溶液颜色变为深蓝色
A.试管甲中新生成的沉淀为金属Cu
B.试管甲中沉淀的变化均体现了HNO3的氧化性
C.试管乙实验可证明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物
D.上述两个实验表明Cu2O为两性氧化物
三年模拟
6.★★(不定项)(2025届山东青岛三模,12)下列实验操作、现象正确且和结论相对应的是( )
选项 实验操作、现象 结论
A 向洁净试管中加入新制的银氨溶液,滴入几滴葡萄糖溶液,用酒精灯加热,试管壁上出现银镜 葡萄糖具有还原性
B H2S溶液中通入SO2,产生淡黄色沉淀 SO2具有氧化性
C 向Na2CrO4溶液中加入足量稀硝酸,溶液由黄色变为橙色 氧化性:HNO3>Na2CrO4
D 还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃有爆鸣声 产生的气体为H2
7.★★★(不定项)(2025届山东临沂一模,14)向碱性K2FeO4溶液中通入SO2,产生暗红褐色沉淀X。X中可能含有S、S、Fe3+、OH-,为确定其成分,取X进行如下实验。
实验 操作与现象
① 向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。取少量溶液,滴加KSCN溶液后变红;另取少量溶液滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀
② 向X中加入H2C2O4溶液,沉淀溶解。继续滴加过量BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤,向沉淀中加入盐酸,白色沉淀溶解
③ 向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。加入几滴碘水(含淀粉),蓝色立即褪去。静置,一段时间后蓝色复现,振荡,不褪色
已知:Fe3+与C2形成[Fe(C2O4)3]3-。
下列说法正确的是( )
A.实验①说明X中含有Fe3+和S
B.实验②中H2C2O4溶液溶解沉淀可排除Fe3+对S检验的干扰
C.实验③中蓝色褪去的原因是S+H2O+I2 S+2I-+2H+
D.上述实验说明,X中一定含有Fe3+与S,不含有S
8.★★★(不定项)(2025届山东烟台三模,14)为探究银盐的沉淀溶解反应规律,取等量少许AgI、Ag2S分别加入甲、乙两支试管,进行如下实验。下列说法错误的是( )
实验操作及现象
实验一 向试管甲中加入2 mL 3 mol·L-1 HNO3溶液,水浴加热,AgI不溶解
实验二 向试管乙中加入2 mL 3 mol·L-1 HNO3溶液,水浴加热,Ag2S(黑色固体)逐渐减少,有无色气泡产生,溶液中出现乳白色浑浊,试管口处气体略显红棕色,最终无黑色沉淀,产生另一颜色的沉淀
实验三 向实验一结束后的试管甲中加入KCl固体,溶液立即变黄,产生无色气泡,沉淀颜色转变为白色
A.由实验一和实验三可知,实验一中AgI不溶于HNO3溶液的原因为I-浓度太小
B.实验二中黑色固体的变化仅体现了HNO3的强氧化性
C.实验二中新生成的另一颜色的沉淀可能为固体S
D.实验三发生反应的离子方程式为6AgI+6Cl-+2N+8H+ 6AgCl+3I2+2NO↑+4H2O
微专题6 制备实验综合题的解题策略
考向1 无机物的制备
1.★★★(2025河北,15,15分)氢碘酸常用于合成碘化物。某化学兴趣小组用如图装置(夹持装置等略)制备氢碘酸。
步骤如下:
ⅰ.在A中加入150 mL H2O和127 g I2,快速搅拌,打开K1通入H2S,反应完成后,关闭K1,静置、过滤得滤液;
ⅱ.将滤液转移至B中,打开K2通入N2,接通冷凝水,加热保持微沸,直至H2S除尽;
ⅲ.继续加热蒸馏,C中收集沸点为125~127 ℃间的馏分,得到117 mL氢碘酸(密度为1.7 g·mL-1 ,HI质量分数为57%)。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称: ,通入H2S 发生反应的化学方程式: 。
(2)步骤ⅰ中快速搅拌的目的: (填序号)。
a.便于产物分离 b.防止暴沸
c.防止固体产物包覆碘
(3)步骤ⅰ中随着反应的进行,促进碘溶解的原因: (用离子方程式表示)。
(4)步骤ⅱ中的尾气常用 (填化学式)溶液吸收。
(5)步骤ⅱ实验开始时的操作顺序:先通入N2,再加热;步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序: 。
(6)列出本实验产率的计算表达式: 。
(7)氢碘酸见光易分解,易被空气氧化,应保存在 。
2.★★★(2025届山东临沂二模,19改编)氨硼烷(NH3BH3)是一种固体储氢材料。实验室利用[Cu(NH3)4]SO4和NaBH4制备氨硼烷,其装置如图所示(夹持装置略)。
实验过程如下:
在三颈烧瓶中加入4.56 g [Cu(NH3)4]SO4固体,将150 mL含0.04 mol NaBH4的四氢呋喃溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,保持温度25 ℃,充分反应后,经一系列操作获得氨硼烷粗产品。
已知电负性:N>H>B。
(1)仪器a的名称为 ;根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶的最适宜规格为 (填标号);装置B的作用是 。
a.100 mL b.250 mL c.500 mL d.1 000 mL
(2)实验中[Cu(NH3)4]SO4与NaBH4恰好完全反应,同时有两种单质生成,该反应的化学方程式为 。
(3)该装置存在的缺陷是 。
(4)产品纯度测定(杂质不反应):
Ⅰ.称取m g 产品,加入水和催化剂,充分反应后配成250 mL溶液。
Ⅱ.取25.00 mL溶液置于锥形瓶中,按下列流程进行实验(溶液中部分离子省略)。
已知甘露醇和硼酸的反应为2+H3BO3 +H++3H2O。
①C→D的实验过程中,需要准确滴定H+的原因是 。
②已知NaOH标准溶液的浓度为c mol·L-1,则产品的纯度为 。
考向2 有机物的制备
3.★★★(2025湖南,15,14分)苯胺是重要的有机化工原料,其实验室制备原理如下:
相关信息如下:
物质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·cm-3) 溶解性
硝基苯 123 5.9 210.9 1.20 不溶于水,易溶于乙醚
苯胺 93 -6.3 184.0 1.02 微溶于水,易溶于乙醚
乙酸 60 16.6 117.9 1.05 与水互溶
乙醚 74 -116.3 34.5 0.71 微溶于水
反应装置Ⅰ和蒸馏装置Ⅱ(加热、夹持等装置略)如下:
实验步骤为:
①向装置Ⅰ双颈烧瓶中加入13.5 g铁粉、25.0 mL水及1.50 mL乙酸,加热煮沸10 min;
②稍冷后,通过恒压滴液漏斗缓慢滴入8.20 mL硝基苯(0.08 mol),再加热回流30 min;
③将装置Ⅰ改成水蒸气蒸馏装置,蒸馏收集苯胺—水馏出液;
④将苯胺—水馏出液用NaCl饱和后,转入分液漏斗静置分层,分出有机层;水层用乙醚萃取,分出醚层;合并有机层和醚层,用粒状氢氧化钠干燥,得到苯胺醚溶液;
⑤将苯胺醚溶液加入圆底烧瓶(装置Ⅱ),先蒸馏回收乙醚,再蒸馏收集180~185 ℃馏分,得到5.58 g苯胺。
回答下列问题:
(1)实验室保存硝基苯的玻璃容器是 (填标号)。
(2)装置Ⅰ中冷凝管的进水口为 (填“a”或“b”)。
(3)步骤④中将苯胺—水馏出液用NaCl饱和的原因是 。
(4)步骤④中第二次分液,醚层位于 层(填“上”或“下”)。
(5)蒸馏回收乙醚时,锥形瓶需冰水浴的原因是 ;回收乙醚后,需要放出冷凝管中的冷凝水再蒸馏,这样操作的原因是 。
(6)下列说法正确的是 (填标号)。
A.缓慢滴加硝基苯是为了减小反应速率
B.蒸馏时需加沸石,防止暴沸
C.用红外光谱不能判断苯胺中是否含有硝基苯
D.蒸馏回收乙醚,无需尾气处理
(7)苯胺的产率为 。
4.★★★★(2025山东,18,12分)如下不饱和聚酯可用于制备玻璃钢。
实验室制备该聚酯的相关信息和装置示意图如下(加热及夹持装置略):
原料 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃
顺丁烯二酸酐 52.6 202.2
邻苯二甲酸酐 130.8 295.0
丙-1,2-二醇 -60.0 187.6
实验过程:
①在装置A中加入上述三种原料,缓慢通入N2。搅拌下加热,两种酸酐分别与丙-1,2-二醇发生醇解反应,主要生成和。然后逐步升温至190~200 ℃,醇解产物发生缩聚反应生成聚酯。
②缩聚反应后期,每隔一段时间从装置A中取样并测量其酸值,直至酸值达到聚合度要求(酸值:中和1克样品所消耗KOH的毫克数)。
回答下列问题:
(1)理论上,原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(丙-1,2-二醇)= 。
(2)装置B的作用是 ;仪器C的名称是 ;反应过程中,应保持温度计2示数处于一定范围,合理的是 (填标号)。
A.55~60 ℃ B.100~105 ℃ C.190~195 ℃
(3)为测定酸值,取a g样品配制250.00 mL溶液,移取25.00 mL溶液,用c mol·L-1 KOH-乙醇标准溶液滴定至终点,重复实验,数据如下:
序号 1 2 3 4 5
滴定前读数/mL 0.00 24.98 0.00 0.00 0.00
滴定后读数/mL 24.98 49.78 24.10 25.00 25.02
应舍弃的数据为 (填序号);测得该样品的酸值为 (用含a、c的代数式表示)。
若测得酸值高于聚合度要求,可采取的措施为 (填标号)。
A.立即停止加热
B.排出装置D内的液体
C.增大N2的流速
(4)实验中未另加催化剂的原因是 。
5.★★★★(2025届山东青岛、淄博二模,19)(CNO)3Cl2Na俗称优氯特,广泛用于饮用水、公共场所的杀菌消毒。
Ⅰ.制备优氯特
已知:pH在10~12、温度在15~25 ℃时,氰尿酸[(CNO)3H3]与次氯酸钠溶液混合可制得优氯特。
(1)甲的名称为 。该实验中,下列试剂可以代替饱和食盐水的是 (填标号)。
A.浓硫酸 B.NaOH溶液
C.饱和NaHCO3溶液 D.30%硫酸
(2)实验开始后向C中通入足量氯气将NaOH转化为NaClO,滴加(CNO)3H3的吡啶溶液并搅拌,生成优氯特,反应的化学方程式为 。反应过程中需持续补充氯气,目的为 。
(3)D中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 。
Ⅱ.测定优氯特的纯度
处理得到优氯特粗品,分光光度法测定纯度的过程:取m g样品溶于水,加酸使氯原子全部转化为HClO,加入V1 mL c1 mol·L-1 FeSO4溶液(过量),充分反应后,加入适量邻二氮菲使Fe2+显色,定容至100 mL。测得吸光度为1.2a。该条件下,Fe2+浓度与吸光度的关系如图。
(4)该粗品的纯度为 。
(5)下列因素会导致纯度测定值偏低的是 (填标号)。
A.样品溶于水时加入酸过少,仅部分氯原子转化为HClO
B.c1 mol·L-1 FeSO4溶液使用前部分被氧化
C.定容时仰视刻度线
考向3 实验仪器的选择
6.★★★★(2023山东,18,12分)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+3HCl SiHCl3+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)。
7.★★★★(2022山东,18,12分)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。
回答下列问题:
(1)实验开始先通N2。一段时间后,先加热装置 (填“a”或“b”)。装置b内发生反应的化学方程式为 。装置c、d共同起到的作用是 。
(2)现有含少量杂质的FeCl2·nH2O,为测定n值进行如下实验:
实验Ⅰ:称取m1 g样品,用足量稀硫酸溶解后,用c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+达终点时消耗V mL(滴定过程中Cr2转化为Cr3+,Cl-不反应)。
实验Ⅱ:另取m1 g样品,利用上述装置与足量SOCl2反应后,固体质量为m2 g,则n= ;下列情况会导致n测量值偏小的是 (填标号)。
A.样品中含少量FeO杂质
B.样品与SOCl2反应时失水不充分
C.实验Ⅰ中,称重后样品发生了潮解
D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成
(3)用上述装置,根据反应TiO2+CCl4 TiCl4+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 。
微专题7 定量分析实验综合题的解题策略
考向1 配位滴定法
1.★★★★(教考衔接:人教版必修一第一章第一节)(2025陕晋青宁,15,15分)某实验室制备糖精钴[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O,并测定其结晶水含量。
已知:Sac-表示糖精根离子,其摩尔质量为182 g·mol-1;糖精钴的溶解度在热水中较大,在冷水中较小;丙酮沸点为56 ℃,与水互溶。
CoCl2·6H2O+2NaSac·2H2O
[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O+(6-x)H2O+2NaCl
(一)制备
Ⅰ.称取1.0 g CoCl2·6H2O,加入18 mL蒸馏水,搅拌溶解,得溶液1。
Ⅱ.称取2.6 g(稍过量)糖精钠(NaSac·2H2O),加入10 mL蒸馏水,加热搅拌,得溶液2。
Ⅲ.将溶液2加入接近沸腾的溶液1中,反应3分钟后停止加热,静置,冷却结晶。
Ⅳ.过滤,依次用三种不同试剂洗涤晶体,晾干得产品。
回答下列问题:
(1)Ⅰ和Ⅱ中除烧杯外,还需用到的玻璃仪器有 、 。(写出两种)
(2)Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时,可将烧杯置于 中,以使大量晶体析出。
(3)Ⅳ中用①丙酮、②冷水、③冷的1% NaSac溶液洗涤晶体,正确顺序为 。
A.①③② B.③②① C.②①③
(4)Ⅳ中为了确认氯离子已经洗净,取水洗时的最后一次滤液于试管中,
(将实验操作、现象和结论补充完整)。
(5)与本实验安全注意事项有关的图标有 。
A.护目镜 B.洗手 C.热烫 D.锐器
(二)结晶水含量测定
EDTA和Co2+形成1∶1配合物。准确称取m g糖精钴产品于锥形瓶中,加蒸馏水,加热溶解,再加入缓冲溶液和指示剂,在50~60 ℃下,用c mol·L-1的EDTA标准溶液滴定。
(6)下列操作的正确顺序为 (用字母排序)。
a.用标准溶液润洗滴定管
b.加入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL处
c.检查滴定管是否漏水并清洗
d.赶出气泡,调节液面,准确记录读数
(7)滴定终点时消耗标准溶液V mL,则产品[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O中x的测定值为 (用含m、c、V的代数式表示);若滴定前滴定管尖嘴处无气泡,滴定后有气泡,会导致x的测定值 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
考向2 氧化还原滴定法
2.★★★★(2024山东,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+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I不经I2直接将SO2氧化成H2SO4,测定结果会 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
3.★★★★(2021山东,18,13分)六氯化钨(WCl6)可用作有机合成催化剂,熔点为283 ℃,沸点为340 ℃,易溶于CS2,极易水解。实验室中,先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W)再制备WCl6,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:
(1)检查装置气密性并加入WO3。先通N2,其目的是 ;一段时间后,加热管式炉,改通H2,对B处逸出的H2进行后续处理。仪器A的名称为 ,证明WO3已被完全还原的现象是 。
(2)WO3完全还原后,进行的操作为①冷却,停止通H2;②以干燥的接收装置替换E;③在B处加装盛有碱石灰的干燥管;④……;⑤加热,通Cl2;⑥……
碱石灰的作用是 ;操作④是 ,目的是 。
(3)利用碘量法测定WCl6产品纯度,实验如下:
①称量:将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中,盖紧称重为m1 g;开盖并计时1分钟,盖紧称重为m2 g;再开盖加入待测样品并计时1分钟,盖紧称重为m3 g,则样品质量为 g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。
②滴定:先将WCl6转化为可溶的Na2WO4,通过I离子交换柱发生反应:W+Ba(IO3)2 BaWO4+2I;交换结束后,向所得含I的溶液中加入适量酸化的KI溶液,发生反应:I+5I-+6H+ 3I2+3H2O;反应完全后,用Na2S2O3标准溶液滴定,发生反应:I2+2S2 2I-+S4。
滴定达终点时消耗c mol·L-1的Na2S2O3溶液V mL,则样品中WCl6(摩尔质量为M g·mol-1)的质量分数为 。
称量时,若加入待测样品后,开盖时间超过1分钟,则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将 (填“偏大”“偏小”或“不变”),样品中WCl6质量分数的测定值将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
考向3 沉淀滴定法,返滴定法
4.★★★★(2025届山东聊城二模,19)三氯化硼(BCl3)可用于金属冶炼、合成催化剂等,其制备原理为B2O3+3C+3Cl2 2BCl3+3CO。某小组设计实验制备BCl3并测定其纯度。
已知:①三氯化硼(BCl3)的熔点为-107 ℃,沸点为12.5 ℃,极易水解;②Ksp(AgSCN)Ⅰ.利用下图所示装置制取少量BCl3(夹持装置略):
①连接仪器,检查装置的气密性,装入药品;打开K1,通一段时间N2;
②关闭K1,加入适量浓盐酸,接通冷凝装置,加热管式炉;
③待反应结束,停止加热,打开K1,再通一段时间N2。
(1)试剂Y为 ,F处碱石灰的作用是 。
(2)判断装置D中反应结束的实验现象是 。
(3)图示装置存在的缺陷是 。
Ⅱ.测定BCl3产品的纯度。
①准确称取w g 产品,加入蒸馏水,完全水解,并配成250 mL溶液;
②准确量取25.00 mL溶液于锥形瓶中;
③向其中加入V1 mL c1 mol·L-1 AgNO3溶液,加入3 mL硝基苯(密度为1.205 g·cm-3),用力振荡,使沉淀表面完全覆盖硝基苯;
④滴入3滴指示剂溶液,用c2 mol·L-1 KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3,至滴定终点消耗标准溶液V2 mL。
(4)步骤④中可以选用 (填标号)溶液作指示剂,判断滴定终点的现象是 。
A.FeCl3 B.Fe(NO3)3 C.(NH4)2Fe(SO4)2
(5)该产品中BCl3的质量分数为 %。下列操作会导致BCl3质量分数的测定值偏大的是 (填标号)。
A.加入硝基苯的量少导致未完全覆盖沉淀表面
B.盛标准溶液的滴定管未用KSCN标准溶液润洗
C.滴定管在滴定前无气泡,滴定完成后滴定管尖嘴处有气泡
考向4 库仑滴定法
5.★★★★(2025届山东济宁一模,18)煤中的硫以有机硫和无机硫(CaSO4、硫化物及微量单质硫等)的形式存在,可以采用库仑滴定法检测m g煤中硫的含量,实验装置如图所示。
已知:①空气中含有少量杂质气体(SO2、H2S、HCHO);②在燃烧舟中煤中S元素均转化为SO2和SO3;③钍试剂呈橙黄色,遇钡离子生成橙红色络合物。
(1)浮子流量计的作用为 ,仪器a盛放的试剂为 ,仪器b的名称为 。
(2)燃烧舟中CaSO4分解生成SO2的化学方程式为 。
(3)库仑测硫仪工作原理如装置图中所示。检测前,500 mL电解质溶液中保持不变,电解池不工作。待气体进入后,测硫仪立即自动进行电解,至又回到原定值。SO2与反应的离子方程式为 ,电解结束,库仑测硫仪显示电解过程中转移电子x mol;电解后取25 mL电解池中溶液,滴2~3滴钍试剂,用c mol/L BaCl2标准液滴定,达滴定终点,消耗V mL,滴定终点的现象为 ;用此方法既可以测得样品中硫的含量,也可以测定燃烧过程中产生SO2与SO3的物质的量的比值,n(SO2)/n(SO3)= ,下列操作中,会使n(SO2)/n(SO3)的值偏低的是 。
A.未回到原定值,即读测硫仪数据
B.燃烧舟内壁有SO3残留
C.滴定终点时俯视读数
D.滴定前尖嘴内有气泡,终点时无气泡
考向5 空白实验数据的运用
6.★★★★(2022河北,14,14分)某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量,设计实验如下:
①三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水;锥形瓶中加入125 mL水、1 mL淀粉溶液,并预加0.30 mL 0.010 00 mol·L-1的碘标准溶液,搅拌。
②以0.2 L·min-1流速通氮气,再加入过量磷酸,加热并保持微沸,同时用碘标准溶液滴定,至终点时滴定消耗了1.00 mL碘标准溶液。
③做空白实验,消耗了0.10 mL碘标准溶液。
④用适量Na2SO3替代香菇样品,重复上述步骤,测得SO2的平均回收率为95%。
已知:(H2SO3)=1.3×10-2。
回答下列问题:
(1)装置图中仪器a、b的名称分别为 、 。
(2)三颈烧瓶适宜的规格为 (填标号)。
A.250 mL B.500 mL C.1 000 mL
(3)解释加入H3PO4能够生成SO2的原因: 。
(4)滴定管在使用前需要 、洗涤、润洗;滴定终点时溶液的颜色为 ;滴定反应的离子方程式为 。
(5)若先加磷酸再通氮气,会使测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)该样品中亚硫酸盐含量为 mg·kg-1(以SO2计,结果保留三位有效数字)。
7.★★★★(2026届山东青岛期初调研,18)为探究工业品硫的性质并测定其纯度,设计了如下实验(忽略杂质的反应)。
Ⅰ.性质探究:
实验一 实验二
向试管加入工业品硫、KOH水溶液,持续振荡,淡黄色固体完全溶解;继续滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,加足量盐酸沉淀完全溶解 向试管加入工业品硫、KOH水溶液、双氧水,持续振荡,淡黄色固体完全溶解;继续滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,加足量盐酸沉淀不溶解
Ⅱ.纯度测定:
①取少量工业品硫研成粉末,准确称取m g 置于圆底烧瓶中,装置如图(加热、夹持、搅拌装置已略去),准确加入V1 mL KOH的乙醇溶液(过量),加入蒸馏水,搅拌,85 ℃回流至样品完全溶解后,蒸馏除去乙醇。
②冷却后,向圆底烧瓶中加入适量蒸馏水,搅拌下缓慢滴加足量30% H2O2溶液,加热至100 ℃,保持20 min,冷却至室温。
③将圆底烧瓶中溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴甲基橙,用c mol·L-1 HCl标准溶液滴定至终点,平行实验多次,记录实验数据。
④不加工业品硫,重复步骤①、②、③做空白实验,平行实验多次,记录实验数据。
回答下列问题:
(1)“实验一”试管中淡黄色固体溶解后,溶液中的含硫物质为K2SO3和 (填化学式)。“实验二”中淡黄色固体溶解的化学方程式为 。
(2)球形冷凝管的作用是 。向圆底烧瓶中准确加入V1 mL KOH的乙醇溶液时,可选用的仪器为 (填标号)。
A.50 mL量筒 B.移液管 C.酸式滴定管
(3)乙醇的作用是 。样品完全溶解后,必须蒸馏除去乙醇的原因是 。步骤①加热回流时可选用的热源为 (填标号)。
A.水浴 B.酒精灯 C.电热套
(4)实验数据如下:
加入工业品硫实验数据 空白实验数据
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
滴定前 读数/mL 0.00 24.98 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
滴定后 读数/mL 24.98 49.78 25.00 25.02 39.98 40.02 39.10 40.00
应舍弃的数据为 (填序号),测得工业品硫的纯度为 (写出计算式)。
第十四章 实验方案的设计与评价
第1节 制备实验方案的设计与评价
五年高考
1.★(2024重庆,6,3分)某小组用下图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是( )
A.若制取NH3,则a为浓氨水,b可为氧化钙
B.若制取Cl2,则乙可盛饱和食盐水以除去HCl
C.若制取Cl2,则丙可作气体收集装置
D.若制取NH3,则丁可盛水用作尾气处理装置
答案 D
2.★(2020山东,5,2分)利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是( )
A.用甲装置制备并收集CO2
B.用乙装置制备溴苯并验证有HBr产生
C.用丙装置制备无水MgCl2
D.用丁装置在铁上镀铜
答案 C
3.★★(不定项)(2021山东,11,4分)为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)( )
实验目的 玻璃仪器 试剂
A 配制100 mL一定物质的量浓度的NaCl溶液 100 mL容量瓶、胶头滴管、烧杯、量筒、玻璃棒 蒸馏水、NaCl固体
B 制备Fe(OH)3胶体 烧杯、酒精灯、胶头滴管 蒸馏水、饱和FeCl3溶液
C 测定NaOH溶液浓度 烧杯、锥形瓶、胶头滴管、酸式滴定管 待测NaOH溶液、已知浓度的盐酸、甲基橙试剂
D 制备乙酸乙酯 试管、量筒、导管、酒精灯 冰醋酸、无水乙醇、饱和Na2CO3溶液
答案 AB
4.★★★(2025湖南,11,3分)SnCl2具有还原性,易水解。一种制备纯净的SnCl2的装置示意图如下:
下列说法错误的是( )
A.导气管a需接一个装有碱石灰的干燥管
B.实验过程中应先通入HCl(g),再开启管式炉加热
C.若通入气体更换为Cl2,也可制备纯净的SnCl2
D.配制SnCl2溶液需加盐酸和金属Sn
答案 C
5.★★★(2023湖北,13,3分)利用如图所示的装置(夹持及加热装置略)制备高纯白磷的流程如下:
红磷(s) 无色液体与P4(g) 白磷(s)
下列操作错误的是( )
A.红磷使用前洗涤以除去表面杂质
B.将红磷转入装置,抽真空后加热外管以去除水和氧气
C.从a口通入冷凝水,升温使红磷转化
D.冷凝管外壁出现白磷,冷却后在氮气氛围下收集
答案 C
6.★★★(2025湖北,10,3分)制备α-氯代异丁酸的装置如图。在反应瓶中加入异丁酸与催化剂(易水解),加热到70 ℃,通入Cl2,反应剧烈放热,通气完毕,在120 ℃下继续反应。反应结束,常压蒸馏得产物。反应方程式:
+Cl2 +HCl
下列说法错误的是( )
A.干燥管可防止水蒸气进入反应瓶
B.可用NaOH溶液作为吸收液
C.Cl2通入反应液中可起到搅拌作用
D.控制Cl2流速不变可使反应温度稳定
答案 D
7.★★★(2025陕晋青宁,12,3分)格氏试剂性质活泼,可与空气中的H2O和O2等反应。某兴趣小组搭建了图示无水无氧装置(部分装置略),以乙醚(沸点34.5 ℃)为溶剂,利用下述反应高产率地制备二苯甲酮。
下列说法错误的是( )
A.气球中填充保护气,并起缓冲压力的作用
B.烧瓶中液体是格氏试剂的乙醚溶液
C.图中的漏斗不能用球形分液漏斗代替
D.产率高表明苯甲酰氯比二苯甲酮更易与格氏试剂反应
答案 B
三年模拟
8.★(2025届山东烟台、德州、东营一模,6)下列装置和试剂均使用正确,且能够制备相应气体的是( )
A.制备Cl2 B.制备CO2
C.制备C2H4 D.制备NH3
答案 C
9.★(2025届山东烟台、德州二模,6)下列实验原理及装置均正确的是( )
甲 乙
丙 丁
A.甲:配制银氨溶液
B.乙:制备Fe(OH)3胶体
C.丙:探究压强对平衡的影响
D.丁:制备Fe(OH)2
答案 D
10.★★(2026届山东潍坊开学考,8)实验室以SbCl3和Cl2为原料制备SbCl5并纯化的实验装置如图(夹持、加热及搅拌装置略)。已知:SbCl3的熔点为73.4 ℃,沸点为223.5 ℃,易水解;液态SbCl5在140 ℃时即发生分解,2.9 kPa下沸点为79 ℃,也易水解。
下列说法错误的是( )
A.试剂X和试剂Y均可以选用无水CaCl2
B.碎瓷片和毛细管均有防止暴沸的作用
C.采用减压蒸馏可以防止SbCl5发生分解
D.克氏蒸馏头弯管可防止减压蒸馏时液体进入冷凝管
答案 A
11.★★(不定项)(2026届山东烟台二中开学考,11)某同学按图示装置进行实验,产生足量的气体通入c溶液中,最终出现浑浊。下列所选物质组合符合要求的是( )
a试剂 b试剂 c溶液
A 稀硫酸 Na2CO3 CaCl2溶液
B 浓盐酸 KMnO4 Na2S溶液
C 浓硫酸 Na2SO3 Ba(NO3)2溶液
D 浓氨水 碱石灰 AgNO3溶液
答案 BC
12.★★★(2025届山东日照二模,8)甲苯经高锰酸钾氧化生成苯甲酸钾,再经酸化可得苯甲酸(微溶于冷水,易溶于热水,100 ℃左右升华),实验流程如下:
下列说法错误的是( )
A.向甲苯中加入合适的冠醚,可以加快高锰酸钾氧化甲苯的速率
B.“加热回流氧化”过程中发生反应的化学方程式为+KMnO4 +MnO2↓
C.若“趁热过滤”所得滤液仍呈紫色,可加少量NaHSO3溶液使紫色褪去,重新过滤
D.“操作X”包括过滤、洗涤、低温烘干、重结晶
答案 B
13.★★★(2025届山东潍坊二模,9)乙酰水杨酸()是白色晶体,易溶于有机溶剂,微溶于水,在水中溶解度随温度升高而增大,受热易分解。通过水杨酸()、乙酸酐[(CH3CO)2O]合成及提纯过程如下:
下列说法正确的是( )
A.浓硫酸作催化剂和吸水剂
B.操作1和操作2均包含冷却结晶、过滤
C.饱和碳酸氢钠溶液可以用氢氧化钠溶液代替
D.盐酸的主要作用是除去碳酸氢钠
答案 B
第2节 探究实验方案的设计与评价
五年高考
1.★★(2025河北,13,3分)下列实验操作及现象能得出相应结论的是( )
选项 实验操作及现象 结论
A 向盛有NO2与N2O4的恒压密闭容器中通入一定体积的N2,最终气体颜色变浅 化学平衡向NO2减少的方向移动
B 以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,先出现白色沉淀,后出现砖红色沉淀 Ksp(AgCl)< Ksp(Ag2CrO4)
C 向盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入过量铁粉,充分反应后静置,滴加KSCN溶液无明显变化;静置,取上层清液滴加几滴氯水,溶液变红 Fe2+具有还原性
D 向盛有2 mL饱和Na2SO4溶液的试管中滴加鸡蛋清溶液,振荡,有沉淀析出;加蒸馏水稀释,再振荡,沉淀溶解 蛋白质沉淀后活性改变
答案 C
2.★★(2025甘肃,13,3分)下列实验操作能够达到目的的是( )
选项 实验操作 目的
A 测定0.01 mol/L某酸溶液的pH是否为2 判断该酸是否为强酸
B 向稀Fe2(SO4)3溶液滴入几滴浓硫酸,观察溶液颜色变化 探究H+对Fe3+水解的影响
C 向AgNO3溶液先滴入几滴NaCl溶液,再滴入几滴NaI溶液,观察沉淀颜色变化 比较AgCl和AgI的Ksp大小
D 将氯气通入Na2S溶液,观察是否产生淡黄色沉淀 验证氯气的氧化性
答案 D
3.★★(教考衔接:人教版必修二第六章实验活动7)(2025陕晋青宁,10,3分)下列实验方案不能得出相应结论的是( )
观察电流表指针偏转方向 观察溶液颜色变化
结论:金属活动性顺序为Zn>Fe>Cu 结论:氧化性顺序为Cl2>Fe3+>I2
A B
观察溶液颜色变化 观察出现浑浊所用时间
结论:甲基使苯环活化 结论:增大反应物浓度,该反应速率加快
C D
答案 C
4.★★★(教考衔接:鲁科版选必2第2章第3节)(2025北京,12,3分)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:[FeCl4]-为黄色,[Fe(SCN)]2+为红色,[FeF6]3-为无色。
下列说法不正确的是( )
A.①中浓盐酸促进Fe3++4Cl- [FeCl4]-平衡正向移动
B.由①到②,生成[Fe(SCN)]2+并消耗[FeCl4]-
C.②、③对比,说明c(Fe3+):②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入KI、 淀粉溶液,溶液也无明显变化
答案 D
5.★★★(不定项)(2024山东,14,4分)钧瓷是宋代五大名瓷之一,其中红色钧瓷的发色剂为Cu2O。为探究Cu2O的性质,取等量少许Cu2O分别加入甲、乙两支试管,进行如下实验。下列说法正确的是( )
实验操作及现象
试管甲 滴加过量0.3 mol·L-1 HNO3溶液并充分振荡,砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀,溶液显浅蓝色;倾掉溶液,滴加浓硝酸,沉淀逐渐消失
试管乙 滴加过量6 mol·L-1氨水并充分振荡,沉淀逐渐溶解,溶液颜色为无色;静置一段时间后,溶液颜色变为深蓝色
A.试管甲中新生成的沉淀为金属Cu
B.试管甲中沉淀的变化均体现了HNO3的氧化性
C.试管乙实验可证明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物
D.上述两个实验表明Cu2O为两性氧化物
答案 AC
三年模拟
6.★★(不定项)(2025届山东青岛三模,12)下列实验操作、现象正确且和结论相对应的是( )
选项 实验操作、现象 结论
A 向洁净试管中加入新制的银氨溶液,滴入几滴葡萄糖溶液,用酒精灯加热,试管壁上出现银镜 葡萄糖具有还原性
B H2S溶液中通入SO2,产生淡黄色沉淀 SO2具有氧化性
C 向Na2CrO4溶液中加入足量稀硝酸,溶液由黄色变为橙色 氧化性:HNO3>Na2CrO4
D 还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃有爆鸣声 产生的气体为H2
答案 BD
7.★★★(不定项)(2025届山东临沂一模,14)向碱性K2FeO4溶液中通入SO2,产生暗红褐色沉淀X。X中可能含有S、S、Fe3+、OH-,为确定其成分,取X进行如下实验。
实验 操作与现象
① 向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。取少量溶液,滴加KSCN溶液后变红;另取少量溶液滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀
② 向X中加入H2C2O4溶液,沉淀溶解。继续滴加过量BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤,向沉淀中加入盐酸,白色沉淀溶解
③ 向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。加入几滴碘水(含淀粉),蓝色立即褪去。静置,一段时间后蓝色复现,振荡,不褪色
已知:Fe3+与C2形成[Fe(C2O4)3]3-。
下列说法正确的是( )
A.实验①说明X中含有Fe3+和S
B.实验②中H2C2O4溶液溶解沉淀可排除Fe3+对S检验的干扰
C.实验③中蓝色褪去的原因是S+H2O+I2 S+2I-+2H+
D.上述实验说明,X中一定含有Fe3+与S,不含有S
答案 BD
8.★★★(不定项)(2025届山东烟台三模,14)为探究银盐的沉淀溶解反应规律,取等量少许AgI、Ag2S分别加入甲、乙两支试管,进行如下实验。下列说法错误的是( )
实验操作及现象
实验一 向试管甲中加入2 mL 3 mol·L-1 HNO3溶液,水浴加热,AgI不溶解
实验二 向试管乙中加入2 mL 3 mol·L-1 HNO3溶液,水浴加热,Ag2S(黑色固体)逐渐减少,有无色气泡产生,溶液中出现乳白色浑浊,试管口处气体略显红棕色,最终无黑色沉淀,产生另一颜色的沉淀
实验三 向实验一结束后的试管甲中加入KCl固体,溶液立即变黄,产生无色气泡,沉淀颜色转变为白色
A.由实验一和实验三可知,实验一中AgI不溶于HNO3溶液的原因为I-浓度太小
B.实验二中黑色固体的变化仅体现了HNO3的强氧化性
C.实验二中新生成的另一颜色的沉淀可能为固体S
D.实验三发生反应的离子方程式为6AgI+6Cl-+2N+8H+ 6AgCl+3I2+2NO↑+4H2O
答案 B
微专题6 制备实验综合题的解题策略
考向1 无机物的制备
1.★★★(2025河北,15,15分)氢碘酸常用于合成碘化物。某化学兴趣小组用如图装置(夹持装置等略)制备氢碘酸。
步骤如下:
ⅰ.在A中加入150 mL H2O和127 g I2,快速搅拌,打开K1通入H2S,反应完成后,关闭K1,静置、过滤得滤液;
ⅱ.将滤液转移至B中,打开K2通入N2,接通冷凝水,加热保持微沸,直至H2S除尽;
ⅲ.继续加热蒸馏,C中收集沸点为125~127 ℃间的馏分,得到117 mL氢碘酸(密度为1.7 g·mL-1 ,HI质量分数为57%)。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称: ,通入H2S 发生反应的化学方程式: 。
(2)步骤ⅰ中快速搅拌的目的: (填序号)。
a.便于产物分离 b.防止暴沸
c.防止固体产物包覆碘
(3)步骤ⅰ中随着反应的进行,促进碘溶解的原因: (用离子方程式表示)。
(4)步骤ⅱ中的尾气常用 (填化学式)溶液吸收。
(5)步骤ⅱ实验开始时的操作顺序:先通入N2,再加热;步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序: 。
(6)列出本实验产率的计算表达式: 。
(7)氢碘酸见光易分解,易被空气氧化,应保存在 。
答案 (1)圆底烧瓶 I2+H2S S+2HI (2)c (3)I2+I- (4)NaOH(合理即可) (5)先停止加热,待装置冷却后再停止通N2 (6)% (7)密封的棕色细口瓶中,并置于避光阴凉处
2.★★★(2025届山东临沂二模,19改编)氨硼烷(NH3BH3)是一种固体储氢材料。实验室利用[Cu(NH3)4]SO4和NaBH4制备氨硼烷,其装置如图所示(夹持装置略)。
实验过程如下:
在三颈烧瓶中加入4.56 g [Cu(NH3)4]SO4固体,将150 mL含0.04 mol NaBH4的四氢呋喃溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,保持温度25 ℃,充分反应后,经一系列操作获得氨硼烷粗产品。
已知电负性:N>H>B。
(1)仪器a的名称为 ;根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶的最适宜规格为 (填标号);装置B的作用是 。
a.100 mL b.250 mL c.500 mL d.1 000 mL
(2)实验中[Cu(NH3)4]SO4与NaBH4恰好完全反应,同时有两种单质生成,该反应的化学方程式为 。
(3)该装置存在的缺陷是 。
(4)产品纯度测定(杂质不反应):
Ⅰ.称取m g 产品,加入水和催化剂,充分反应后配成250 mL溶液。
Ⅱ.取25.00 mL溶液置于锥形瓶中,按下列流程进行实验(溶液中部分离子省略)。
已知甘露醇和硼酸的反应为2+H3BO3 +H++3H2O。
①C→D的实验过程中,需要准确滴定H+的原因是 。
②已知NaOH标准溶液的浓度为c mol·L-1,则产品的纯度为 。
答案 (1)球形冷凝管 b 防倒吸;吸收氨气;形成液封
(2)[Cu(NH3)4]SO4+2NaBH4 2NH3BH3+Cu+H2↑+2NH3↑+Na2SO4
(3)缺少氢气处理装置
(4)①若NaOH溶液过量,氨硼烷的测定值将偏低;若NaOH溶液不足,氨硼烷的测定值将偏高 ②%
考向2 有机物的制备
3.★★★(2025湖南,15,14分)苯胺是重要的有机化工原料,其实验室制备原理如下:
相关信息如下:
物质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·cm-3) 溶解性
硝基苯 123 5.9 210.9 1.20 不溶于水,易溶于乙醚
苯胺 93 -6.3 184.0 1.02 微溶于水,易溶于乙醚
乙酸 60 16.6 117.9 1.05 与水互溶
乙醚 74 -116.3 34.5 0.71 微溶于水
反应装置Ⅰ和蒸馏装置Ⅱ(加热、夹持等装置略)如下:
实验步骤为:
①向装置Ⅰ双颈烧瓶中加入13.5 g铁粉、25.0 mL水及1.50 mL乙酸,加热煮沸10 min;
②稍冷后,通过恒压滴液漏斗缓慢滴入8.20 mL硝基苯(0.08 mol),再加热回流30 min;
③将装置Ⅰ改成水蒸气蒸馏装置,蒸馏收集苯胺—水馏出液;
④将苯胺—水馏出液用NaCl饱和后,转入分液漏斗静置分层,分出有机层;水层用乙醚萃取,分出醚层;合并有机层和醚层,用粒状氢氧化钠干燥,得到苯胺醚溶液;
⑤将苯胺醚溶液加入圆底烧瓶(装置Ⅱ),先蒸馏回收乙醚,再蒸馏收集180~185 ℃馏分,得到5.58 g苯胺。
回答下列问题:
(1)实验室保存硝基苯的玻璃容器是 (填标号)。
(2)装置Ⅰ中冷凝管的进水口为 (填“a”或“b”)。
(3)步骤④中将苯胺—水馏出液用NaCl饱和的原因是 。
(4)步骤④中第二次分液,醚层位于 层(填“上”或“下”)。
(5)蒸馏回收乙醚时,锥形瓶需冰水浴的原因是 ;回收乙醚后,需要放出冷凝管中的冷凝水再蒸馏,这样操作的原因是 。
(6)下列说法正确的是 (填标号)。
A.缓慢滴加硝基苯是为了减小反应速率
B.蒸馏时需加沸石,防止暴沸
C.用红外光谱不能判断苯胺中是否含有硝基苯
D.蒸馏回收乙醚,无需尾气处理
(7)苯胺的产率为 。
答案 (1)A
(2)a
(3)减小苯胺在水中的溶解度;增大水溶液的密度便于分层/加快分层/促进分层
(4)上
(5)乙醚沸点低/乙醚的沸点为34.5 ℃/防止乙醚挥发或蒸发或汽化 防止冷凝管炸裂
(6)AB
(7)75%或75.0%或75.00%
4.★★★★(2025山东,18,12分)如下不饱和聚酯可用于制备玻璃钢。
实验室制备该聚酯的相关信息和装置示意图如下(加热及夹持装置略):
原料 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃
顺丁烯二酸酐 52.6 202.2
邻苯二甲酸酐 130.8 295.0
丙-1,2-二醇 -60.0 187.6
实验过程:
①在装置A中加入上述三种原料,缓慢通入N2。搅拌下加热,两种酸酐分别与丙-1,2-二醇发生醇解反应,主要生成和。然后逐步升温至190~200 ℃,醇解产物发生缩聚反应生成聚酯。
②缩聚反应后期,每隔一段时间从装置A中取样并测量其酸值,直至酸值达到聚合度要求(酸值:中和1克样品所消耗KOH的毫克数)。
回答下列问题:
(1)理论上,原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(丙-1,2-二醇)= 。
(2)装置B的作用是 ;仪器C的名称是 ;反应过程中,应保持温度计2示数处于一定范围,合理的是 (填标号)。
A.55~60 ℃ B.100~105 ℃ C.190~195 ℃
(3)为测定酸值,取a g样品配制250.00 mL溶液,移取25.00 mL溶液,用c mol·L-1 KOH-乙醇标准溶液滴定至终点,重复实验,数据如下:
序号 1 2 3 4 5
滴定前读数/mL 0.00 24.98 0.00 0.00 0.00
滴定后读数/mL 24.98 49.78 24.10 25.00 25.02
应舍弃的数据为 (填序号);测得该样品的酸值为 (用含a、c的代数式表示)。
若测得酸值高于聚合度要求,可采取的措施为 (填标号)。
A.立即停止加热
B.排出装置D内的液体
C.增大N2的流速
(4)实验中未另加催化剂的原因是 。
答案 (1)1∶1∶2
(2)冷凝回流丙-1,2-二醇 直形冷凝管 B
(3)2、3 C
(4)醇解产物电离出的H+可催化缩聚反应
5.★★★★(2025届山东青岛、淄博二模,19)(CNO)3Cl2Na俗称优氯特,广泛用于饮用水、公共场所的杀菌消毒。
Ⅰ.制备优氯特
已知:pH在10~12、温度在15~25 ℃时,氰尿酸[(CNO)3H3]与次氯酸钠溶液混合可制得优氯特。
(1)甲的名称为 。该实验中,下列试剂可以代替饱和食盐水的是 (填标号)。
A.浓硫酸 B.NaOH溶液
C.饱和NaHCO3溶液 D.30%硫酸
(2)实验开始后向C中通入足量氯气将NaOH转化为NaClO,滴加(CNO)3H3的吡啶溶液并搅拌,生成优氯特,反应的化学方程式为 。反应过程中需持续补充氯气,目的为 。
(3)D中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 。
Ⅱ.测定优氯特的纯度
处理得到优氯特粗品,分光光度法测定纯度的过程:取m g样品溶于水,加酸使氯原子全部转化为HClO,加入V1 mL c1 mol·L-1 FeSO4溶液(过量),充分反应后,加入适量邻二氮菲使Fe2+显色,定容至100 mL。测得吸光度为1.2a。该条件下,Fe2+浓度与吸光度的关系如图。
(4)该粗品的纯度为 。
(5)下列因素会导致纯度测定值偏低的是 (填标号)。
A.样品溶于水时加入酸过少,仅部分氯原子转化为HClO
B.c1 mol·L-1 FeSO4溶液使用前部分被氧化
C.定容时仰视刻度线
答案 (1)分液漏斗 D
(2) 2NaClO+(CNO)3H3 (CNO)3Cl2Na+NaOH+H2O 控制pH;使反应生成的NaOH与Cl2反应生成NaClO继续参与反应,提高原料的利用率
(3)防止倒吸
(4) ×100%
(5)A
考向3 实验仪器的选择
6.★★★★(2023山东,18,12分)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+3HCl SiHCl3+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)。
答案 (1)连接好装置,并检查装置的气密性 装置C的蒸馏烧瓶中不再有液体滴下 装置C、D之间缺少干燥装置,缺少处理尾气H2的装置
(2)SiHCl3+5NaOH Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O
(3)灼烧 冷却 A、C ×100%
7.★★★★(2022山东,18,12分)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。
回答下列问题:
(1)实验开始先通N2。一段时间后,先加热装置 (填“a”或“b”)。装置b内发生反应的化学方程式为 。装置c、d共同起到的作用是 。
(2)现有含少量杂质的FeCl2·nH2O,为测定n值进行如下实验:
实验Ⅰ:称取m1 g样品,用足量稀硫酸溶解后,用c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+达终点时消耗V mL(滴定过程中Cr2转化为Cr3+,Cl-不反应)。
实验Ⅱ:另取m1 g样品,利用上述装置与足量SOCl2反应后,固体质量为m2 g,则n= ;下列情况会导致n测量值偏小的是 (填标号)。
A.样品中含少量FeO杂质
B.样品与SOCl2反应时失水不充分
C.实验Ⅰ中,称重后样品发生了潮解
D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成
(3)用上述装置,根据反应TiO2+CCl4 TiCl4+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 。
答案 (1)a FeCl2·4H2O+4SOCl2 FeCl2+4SO2+8HCl 冷凝并回收利用SOCl2
(2) AB
(3)⑥⑩③⑤ CCl4
微专题7 定量分析实验综合题的解题策略
考向1 配位滴定法
1.★★★★(教考衔接:人教版必修一第一章第一节)(2025陕晋青宁,15,15分)某实验室制备糖精钴[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O,并测定其结晶水含量。
已知:Sac-表示糖精根离子,其摩尔质量为182 g·mol-1;糖精钴的溶解度在热水中较大,在冷水中较小;丙酮沸点为56 ℃,与水互溶。
CoCl2·6H2O+2NaSac·2H2O
[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O+(6-x)H2O+2NaCl
(一)制备
Ⅰ.称取1.0 g CoCl2·6H2O,加入18 mL蒸馏水,搅拌溶解,得溶液1。
Ⅱ.称取2.6 g(稍过量)糖精钠(NaSac·2H2O),加入10 mL蒸馏水,加热搅拌,得溶液2。
Ⅲ.将溶液2加入接近沸腾的溶液1中,反应3分钟后停止加热,静置,冷却结晶。
Ⅳ.过滤,依次用三种不同试剂洗涤晶体,晾干得产品。
回答下列问题:
(1)Ⅰ和Ⅱ中除烧杯外,还需用到的玻璃仪器有 、 。(写出两种)
(2)Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时,可将烧杯置于 中,以使大量晶体析出。
(3)Ⅳ中用①丙酮、②冷水、③冷的1% NaSac溶液洗涤晶体,正确顺序为 。
A.①③② B.③②① C.②①③
(4)Ⅳ中为了确认氯离子已经洗净,取水洗时的最后一次滤液于试管中,
(将实验操作、现象和结论补充完整)。
(5)与本实验安全注意事项有关的图标有 。
A.护目镜 B.洗手 C.热烫 D.锐器
(二)结晶水含量测定
EDTA和Co2+形成1∶1配合物。准确称取m g糖精钴产品于锥形瓶中,加蒸馏水,加热溶解,再加入缓冲溶液和指示剂,在50~60 ℃下,用c mol·L-1的EDTA标准溶液滴定。
(6)下列操作的正确顺序为 (用字母排序)。
a.用标准溶液润洗滴定管
b.加入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL处
c.检查滴定管是否漏水并清洗
d.赶出气泡,调节液面,准确记录读数
(7)滴定终点时消耗标准溶液V mL,则产品[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O中x的测定值为 (用含m、c、V的代数式表示);若滴定前滴定管尖嘴处无气泡,滴定后有气泡,会导致x的测定值 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
答案 (1)量筒、玻璃棒、酒精灯(任写两种)
(2)冰水或冷水
(3)B (4)加入硝酸酸化的硝酸银溶液,无明显现象,确认氯离子已经洗净
(5)ABC (6)cabd
(7) 偏高
考向2 氧化还原滴定法
2.★★★★(2024山东,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+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I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)浓硫酸 防倒吸
(3)保持气流不断,溶液变为浅蓝色,30秒内不褪色 ×100%
(4)作催化剂 I2受热升华 不变
3.★★★★(2021山东,18,13分)六氯化钨(WCl6)可用作有机合成催化剂,熔点为283 ℃,沸点为340 ℃,易溶于CS2,极易水解。实验室中,先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W)再制备WCl6,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:
(1)检查装置气密性并加入WO3。先通N2,其目的是 ;一段时间后,加热管式炉,改通H2,对B处逸出的H2进行后续处理。仪器A的名称为 ,证明WO3已被完全还原的现象是 。
(2)WO3完全还原后,进行的操作为①冷却,停止通H2;②以干燥的接收装置替换E;③在B处加装盛有碱石灰的干燥管;④……;⑤加热,通Cl2;⑥……
碱石灰的作用是 ;操作④是 ,目的是 。
(3)利用碘量法测定WCl6产品纯度,实验如下:
①称量:将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中,盖紧称重为m1 g;开盖并计时1分钟,盖紧称重为m2 g;再开盖加入待测样品并计时1分钟,盖紧称重为m3 g,则样品质量为 g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。
②滴定:先将WCl6转化为可溶的Na2WO4,通过I离子交换柱发生反应:W+Ba(IO3)2 BaWO4+2I;交换结束后,向所得含I的溶液中加入适量酸化的KI溶液,发生反应:I+5I-+6H+ 3I2+3H2O;反应完全后,用Na2S2O3标准溶液滴定,发生反应:I2+2S2 2I-+S4。
滴定达终点时消耗c mol·L-1的Na2S2O3溶液V mL,则样品中WCl6(摩尔质量为M g·mol-1)的质量分数为 。
称量时,若加入待测样品后,开盖时间超过1分钟,则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将 (填“偏大”“偏小”或“不变”),样品中WCl6质量分数的测定值将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
答案 (1)排除装置中的空气 直形冷凝管 不再有水凝结
(2)吸收Cl2;防止水蒸气进入 通入N2 排除装置中的H2
(3)①m3+m1-2m2 ② 不变 偏大
考向3 沉淀滴定法,返滴定法
4.★★★★(2025届山东聊城二模,19)三氯化硼(BCl3)可用于金属冶炼、合成催化剂等,其制备原理为B2O3+3C+3Cl2 2BCl3+3CO。某小组设计实验制备BCl3并测定其纯度。
已知:①三氯化硼(BCl3)的熔点为-107 ℃,沸点为12.5 ℃,极易水解;②Ksp(AgSCN)Ⅰ.利用下图所示装置制取少量BCl3(夹持装置略):
①连接仪器,检查装置的气密性,装入药品;打开K1,通一段时间N2;
②关闭K1,加入适量浓盐酸,接通冷凝装置,加热管式炉;
③待反应结束,停止加热,打开K1,再通一段时间N2。
(1)试剂Y为 ,F处碱石灰的作用是 。
(2)判断装置D中反应结束的实验现象是 。
(3)图示装置存在的缺陷是 。
Ⅱ.测定BCl3产品的纯度。
①准确称取w g 产品,加入蒸馏水,完全水解,并配成250 mL溶液;
②准确量取25.00 mL溶液于锥形瓶中;
③向其中加入V1 mL c1 mol·L-1 AgNO3溶液,加入3 mL硝基苯(密度为1.205 g·cm-3),用力振荡,使沉淀表面完全覆盖硝基苯;
④滴入3滴指示剂溶液,用c2 mol·L-1 KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3,至滴定终点消耗标准溶液V2 mL。
(4)步骤④中可以选用 (填标号)溶液作指示剂,判断滴定终点的现象是 。
A.FeCl3 B.Fe(NO3)3 C.(NH4)2Fe(SO4)2
(5)该产品中BCl3的质量分数为 %。下列操作会导致BCl3质量分数的测定值偏大的是 (填标号)。
A.加入硝基苯的量少导致未完全覆盖沉淀表面
B.盛标准溶液的滴定管未用KSCN标准溶液润洗
C.滴定管在滴定前无气泡,滴定完成后滴定管尖嘴处有气泡
答案 (1)浓硫酸 吸收氯气;防止空气中的水蒸气进入
(2)冷凝管中不再有液体滴下
(3)缺少CO尾气处理装置
(4)B 当滴入最后半滴标准溶液,溶液由无色变为红色,且半分钟内不褪色
(5) C
考向4 库仑滴定法
5.★★★★(2025届山东济宁一模,18)煤中的硫以有机硫和无机硫(CaSO4、硫化物及微量单质硫等)的形式存在,可以采用库仑滴定法检测m g煤中硫的含量,实验装置如图所示。
已知:①空气中含有少量杂质气体(SO2、H2S、HCHO);②在燃烧舟中煤中S元素均转化为SO2和SO3;③钍试剂呈橙黄色,遇钡离子生成橙红色络合物。
(1)浮子流量计的作用为 ,仪器a盛放的试剂为 ,仪器b的名称为 。
(2)燃烧舟中CaSO4分解生成SO2的化学方程式为 。
(3)库仑测硫仪工作原理如装置图中所示。检测前,500 mL电解质溶液中保持不变,电解池不工作。待气体进入后,测硫仪立即自动进行电解,至又回到原定值。SO2与反应的离子方程式为 ,电解结束,库仑测硫仪显示电解过程中转移电子x mol;电解后取25 mL电解池中溶液,滴2~3滴钍试剂,用c mol/L BaCl2标准液滴定,达滴定终点,消耗V mL,滴定终点的现象为 ;用此方法既可以测得样品中硫的含量,也可以测定燃烧过程中产生SO2与SO3的物质的量的比值,n(SO2)/n(SO3)= ,下列操作中,会使n(SO2)/n(SO3)的值偏低的是 。
A.未回到原定值,即读测硫仪数据
B.燃烧舟内壁有SO3残留
C.滴定终点时俯视读数
D.滴定前尖嘴内有气泡,终点时无气泡
答案 (1)检测空气流速 酸性高锰酸钾溶液(或双氧水) (孟氏)洗瓶 (2)2CaSO4 2CaO+2SO2↑+O2↑
(3)SO2++2H2O S+3I-+4H+ 滴入最后半滴BaCl2标准液,溶液由橙黄色变为橙红色,且半分钟内不恢复原色 AD
考向5 空白实验数据的运用
6.★★★★(2022河北,14,14分)某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量,设计实验如下:
①三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水;锥形瓶中加入125 mL水、1 mL淀粉溶液,并预加0.30 mL 0.010 00 mol·L-1的碘标准溶液,搅拌。
②以0.2 L·min-1流速通氮气,再加入过量磷酸,加热并保持微沸,同时用碘标准溶液滴定,至终点时滴定消耗了1.00 mL碘标准溶液。
③做空白实验,消耗了0.10 mL碘标准溶液。
④用适量Na2SO3替代香菇样品,重复上述步骤,测得SO2的平均回收率为95%。
已知:(H2SO3)=1.3×10-2。
回答下列问题:
(1)装置图中仪器a、b的名称分别为 、 。
(2)三颈烧瓶适宜的规格为 (填标号)。
A.250 mL B.500 mL C.1 000 mL
(3)解释加入H3PO4能够生成SO2的原因: 。
(4)滴定管在使用前需要 、洗涤、润洗;滴定终点时溶液的颜色为 ;滴定反应的离子方程式为 。
(5)若先加磷酸再通氮气,会使测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)该样品中亚硫酸盐含量为 mg·kg-1(以SO2计,结果保留三位有效数字)。
答案 (1)球形冷凝管 酸式滴定管
(2)C
(3)2H3PO4+S 2H2P+H2SO3,生成的H2SO3在加热条件下分解为SO2和H2O,SO2逸出,溶液中c(H2SO3)减小,促进2H3PO4+S 2H2P+H2SO3平衡正向移动
(4)检验其是否漏水 蓝色 I2+SO2+2H2O 2I-+4H++S
(5)偏低
(6)80.8
7.★★★★(2026届山东青岛期初调研,18)为探究工业品硫的性质并测定其纯度,设计了如下实验(忽略杂质的反应)。
Ⅰ.性质探究:
实验一 实验二
向试管加入工业品硫、KOH水溶液,持续振荡,淡黄色固体完全溶解;继续滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,加足量盐酸沉淀完全溶解 向试管加入工业品硫、KOH水溶液、双氧水,持续振荡,淡黄色固体完全溶解;继续滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,加足量盐酸沉淀不溶解
Ⅱ.纯度测定:
①取少量工业品硫研成粉末,准确称取m g 置于圆底烧瓶中,装置如图(加热、夹持、搅拌装置已略去),准确加入V1 mL KOH的乙醇溶液(过量),加入蒸馏水,搅拌,85 ℃回流至样品完全溶解后,蒸馏除去乙醇。
②冷却后,向圆底烧瓶中加入适量蒸馏水,搅拌下缓慢滴加足量30% H2O2溶液,加热至100 ℃,保持20 min,冷却至室温。
③将圆底烧瓶中溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴甲基橙,用c mol·L-1 HCl标准溶液滴定至终点,平行实验多次,记录实验数据。
④不加工业品硫,重复步骤①、②、③做空白实验,平行实验多次,记录实验数据。
回答下列问题:
(1)“实验一”试管中淡黄色固体溶解后,溶液中的含硫物质为K2SO3和 (填化学式)。“实验二”中淡黄色固体溶解的化学方程式为 。
(2)球形冷凝管的作用是 。向圆底烧瓶中准确加入V1 mL KOH的乙醇溶液时,可选用的仪器为 (填标号)。
A.50 mL量筒 B.移液管 C.酸式滴定管
(3)乙醇的作用是 。样品完全溶解后,必须蒸馏除去乙醇的原因是 。步骤①加热回流时可选用的热源为 (填标号)。
A.水浴 B.酒精灯 C.电热套
(4)实验数据如下:
加入工业品硫实验数据 空白实验数据
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
滴定前 读数/mL 0.00 24.98 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
滴定后 读数/mL 24.98 49.78 25.00 25.02 39.98 40.02 39.10 40.00
应舍弃的数据为 (填序号),测得工业品硫的纯度为 (写出计算式)。
答案 (1)K2S S+2KOH+3H2O2 K2SO4+4H2O
(2)冷凝回流乙醇 B
(3)促进单质硫的溶解 防止H2O2氧化乙醇 AC
(4)2、7 %
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2027山东版高考化学第一轮
第十四章 实验方案的设计与评价
第1节 制备实验方案的设计与评价
五年高考
1.★(2024重庆,6,3分)某小组用下图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是( )
A.若制取NH3,则a为浓氨水,b可为氧化钙
B.若制取Cl2,则乙可盛饱和食盐水以除去HCl
C.若制取Cl2,则丙可作气体收集装置
D.若制取NH3,则丁可盛水用作尾气处理装置
2.★(2020山东,5,2分)利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是( )
A.用甲装置制备并收集CO2
B.用乙装置制备溴苯并验证有HBr产生
C.用丙装置制备无水MgCl2
D.用丁装置在铁上镀铜
3.★★(不定项)(2021山东,11,4分)为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)( )
实验目的 玻璃仪器 试剂
A 配制100 mL一定物质的量浓度的NaCl溶液 100 mL容量瓶、胶头滴管、烧杯、量筒、玻璃棒 蒸馏水、NaCl固体
B 制备Fe(OH)3胶体 烧杯、酒精灯、胶头滴管 蒸馏水、饱和FeCl3溶液
C 测定NaOH溶液浓度 烧杯、锥形瓶、胶头滴管、酸式滴定管 待测NaOH溶液、已知浓度的盐酸、甲基橙试剂
D 制备乙酸乙酯 试管、量筒、导管、酒精灯 冰醋酸、无水乙醇、饱和Na2CO3溶液
4.★★★(2025湖南,11,3分)SnCl2具有还原性,易水解。一种制备纯净的SnCl2的装置示意图如下:
下列说法错误的是( )
A.导气管a需接一个装有碱石灰的干燥管
B.实验过程中应先通入HCl(g),再开启管式炉加热
C.若通入气体更换为Cl2,也可制备纯净的SnCl2
D.配制SnCl2溶液需加盐酸和金属Sn
5.★★★(2023湖北,13,3分)利用如图所示的装置(夹持及加热装置略)制备高纯白磷的流程如下:
红磷(s) 无色液体与P4(g) 白磷(s)
下列操作错误的是( )
A.红磷使用前洗涤以除去表面杂质
B.将红磷转入装置,抽真空后加热外管以去除水和氧气
C.从a口通入冷凝水,升温使红磷转化
D.冷凝管外壁出现白磷,冷却后在氮气氛围下收集
6.★★★(2025湖北,10,3分)制备α-氯代异丁酸的装置如图。在反应瓶中加入异丁酸与催化剂(易水解),加热到70 ℃,通入Cl2,反应剧烈放热,通气完毕,在120 ℃下继续反应。反应结束,常压蒸馏得产物。反应方程式:
+Cl2 +HCl
下列说法错误的是( )
A.干燥管可防止水蒸气进入反应瓶
B.可用NaOH溶液作为吸收液
C.Cl2通入反应液中可起到搅拌作用
D.控制Cl2流速不变可使反应温度稳定
7.★★★(2025陕晋青宁,12,3分)格氏试剂性质活泼,可与空气中的H2O和O2等反应。某兴趣小组搭建了图示无水无氧装置(部分装置略),以乙醚(沸点34.5 ℃)为溶剂,利用下述反应高产率地制备二苯甲酮。
下列说法错误的是( )
A.气球中填充保护气,并起缓冲压力的作用
B.烧瓶中液体是格氏试剂的乙醚溶液
C.图中的漏斗不能用球形分液漏斗代替
D.产率高表明苯甲酰氯比二苯甲酮更易与格氏试剂反应
三年模拟
8.★(2025届山东烟台、德州、东营一模,6)下列装置和试剂均使用正确,且能够制备相应气体的是( )
A.制备Cl2 B.制备CO2
C.制备C2H4 D.制备NH3
9.★(2025届山东烟台、德州二模,6)下列实验原理及装置均正确的是( )
甲 乙
丙 丁
A.甲:配制银氨溶液
B.乙:制备Fe(OH)3胶体
C.丙:探究压强对平衡的影响
D.丁:制备Fe(OH)2
10.★★(2026届山东潍坊开学考,8)实验室以SbCl3和Cl2为原料制备SbCl5并纯化的实验装置如图(夹持、加热及搅拌装置略)。已知:SbCl3的熔点为73.4 ℃,沸点为223.5 ℃,易水解;液态SbCl5在140 ℃时即发生分解,2.9 kPa下沸点为79 ℃,也易水解。
下列说法错误的是( )
A.试剂X和试剂Y均可以选用无水CaCl2
B.碎瓷片和毛细管均有防止暴沸的作用
C.采用减压蒸馏可以防止SbCl5发生分解
D.克氏蒸馏头弯管可防止减压蒸馏时液体进入冷凝管
11.★★(不定项)(2026届山东烟台二中开学考,11)某同学按图示装置进行实验,产生足量的气体通入c溶液中,最终出现浑浊。下列所选物质组合符合要求的是( )
a试剂 b试剂 c溶液
A 稀硫酸 Na2CO3 CaCl2溶液
B 浓盐酸 KMnO4 Na2S溶液
C 浓硫酸 Na2SO3 Ba(NO3)2溶液
D 浓氨水 碱石灰 AgNO3溶液
12.★★★(2025届山东日照二模,8)甲苯经高锰酸钾氧化生成苯甲酸钾,再经酸化可得苯甲酸(微溶于冷水,易溶于热水,100 ℃左右升华),实验流程如下:
下列说法错误的是( )
A.向甲苯中加入合适的冠醚,可以加快高锰酸钾氧化甲苯的速率
B.“加热回流氧化”过程中发生反应的化学方程式为+KMnO4 +MnO2↓
C.若“趁热过滤”所得滤液仍呈紫色,可加少量NaHSO3溶液使紫色褪去,重新过滤
D.“操作X”包括过滤、洗涤、低温烘干、重结晶
13.★★★(2025届山东潍坊二模,9)乙酰水杨酸()是白色晶体,易溶于有机溶剂,微溶于水,在水中溶解度随温度升高而增大,受热易分解。通过水杨酸()、乙酸酐[(CH3CO)2O]合成及提纯过程如下:
下列说法正确的是( )
A.浓硫酸作催化剂和吸水剂
B.操作1和操作2均包含冷却结晶、过滤
C.饱和碳酸氢钠溶液可以用氢氧化钠溶液代替
D.盐酸的主要作用是除去碳酸氢钠
第2节 探究实验方案的设计与评价
五年高考
1.★★(2025河北,13,3分)下列实验操作及现象能得出相应结论的是( )
选项 实验操作及现象 结论
A 向盛有NO2与N2O4的恒压密闭容器中通入一定体积的N2,最终气体颜色变浅 化学平衡向NO2减少的方向移动
B 以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,先出现白色沉淀,后出现砖红色沉淀 Ksp(AgCl)< Ksp(Ag2CrO4)
C 向盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入过量铁粉,充分反应后静置,滴加KSCN溶液无明显变化;静置,取上层清液滴加几滴氯水,溶液变红 Fe2+具有还原性
D 向盛有2 mL饱和Na2SO4溶液的试管中滴加鸡蛋清溶液,振荡,有沉淀析出;加蒸馏水稀释,再振荡,沉淀溶解 蛋白质沉淀后活性改变
2.★★(2025甘肃,13,3分)下列实验操作能够达到目的的是( )
选项 实验操作 目的
A 测定0.01 mol/L某酸溶液的pH是否为2 判断该酸是否为强酸
B 向稀Fe2(SO4)3溶液滴入几滴浓硫酸,观察溶液颜色变化 探究H+对Fe3+水解的影响
C 向AgNO3溶液先滴入几滴NaCl溶液,再滴入几滴NaI溶液,观察沉淀颜色变化 比较AgCl和AgI的Ksp大小
D 将氯气通入Na2S溶液,观察是否产生淡黄色沉淀 验证氯气的氧化性
3.★★(教考衔接:人教版必修二第六章实验活动7)(2025陕晋青宁,10,3分)下列实验方案不能得出相应结论的是( )
观察电流表指针偏转方向 观察溶液颜色变化
结论:金属活动性顺序为Zn>Fe>Cu 结论:氧化性顺序为Cl2>Fe3+>I2
A B
观察溶液颜色变化 观察出现浑浊所用时间
结论:甲基使苯环活化 结论:增大反应物浓度,该反应速率加快
C D
4.★★★(教考衔接:鲁科版选必2第2章第3节)(2025北京,12,3分)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:[FeCl4]-为黄色,[Fe(SCN)]2+为红色,[FeF6]3-为无色。
下列说法不正确的是( )
A.①中浓盐酸促进Fe3++4Cl- [FeCl4]-平衡正向移动
B.由①到②,生成[Fe(SCN)]2+并消耗[FeCl4]-
C.②、③对比,说明c(Fe3+):②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入KI、 淀粉溶液,溶液也无明显变化
5.★★★(不定项)(2024山东,14,4分)钧瓷是宋代五大名瓷之一,其中红色钧瓷的发色剂为Cu2O。为探究Cu2O的性质,取等量少许Cu2O分别加入甲、乙两支试管,进行如下实验。下列说法正确的是( )
实验操作及现象
试管甲 滴加过量0.3 mol·L-1 HNO3溶液并充分振荡,砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀,溶液显浅蓝色;倾掉溶液,滴加浓硝酸,沉淀逐渐消失
试管乙 滴加过量6 mol·L-1氨水并充分振荡,沉淀逐渐溶解,溶液颜色为无色;静置一段时间后,溶液颜色变为深蓝色
A.试管甲中新生成的沉淀为金属Cu
B.试管甲中沉淀的变化均体现了HNO3的氧化性
C.试管乙实验可证明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物
D.上述两个实验表明Cu2O为两性氧化物
三年模拟
6.★★(不定项)(2025届山东青岛三模,12)下列实验操作、现象正确且和结论相对应的是( )
选项 实验操作、现象 结论
A 向洁净试管中加入新制的银氨溶液,滴入几滴葡萄糖溶液,用酒精灯加热,试管壁上出现银镜 葡萄糖具有还原性
B H2S溶液中通入SO2,产生淡黄色沉淀 SO2具有氧化性
C 向Na2CrO4溶液中加入足量稀硝酸,溶液由黄色变为橙色 氧化性:HNO3>Na2CrO4
D 还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃有爆鸣声 产生的气体为H2
7.★★★(不定项)(2025届山东临沂一模,14)向碱性K2FeO4溶液中通入SO2,产生暗红褐色沉淀X。X中可能含有S、S、Fe3+、OH-,为确定其成分,取X进行如下实验。
实验 操作与现象
① 向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。取少量溶液,滴加KSCN溶液后变红;另取少量溶液滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀
② 向X中加入H2C2O4溶液,沉淀溶解。继续滴加过量BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤,向沉淀中加入盐酸,白色沉淀溶解
③ 向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。加入几滴碘水(含淀粉),蓝色立即褪去。静置,一段时间后蓝色复现,振荡,不褪色
已知:Fe3+与C2形成[Fe(C2O4)3]3-。
下列说法正确的是( )
A.实验①说明X中含有Fe3+和S
B.实验②中H2C2O4溶液溶解沉淀可排除Fe3+对S检验的干扰
C.实验③中蓝色褪去的原因是S+H2O+I2 S+2I-+2H+
D.上述实验说明,X中一定含有Fe3+与S,不含有S
8.★★★(不定项)(2025届山东烟台三模,14)为探究银盐的沉淀溶解反应规律,取等量少许AgI、Ag2S分别加入甲、乙两支试管,进行如下实验。下列说法错误的是( )
实验操作及现象
实验一 向试管甲中加入2 mL 3 mol·L-1 HNO3溶液,水浴加热,AgI不溶解
实验二 向试管乙中加入2 mL 3 mol·L-1 HNO3溶液,水浴加热,Ag2S(黑色固体)逐渐减少,有无色气泡产生,溶液中出现乳白色浑浊,试管口处气体略显红棕色,最终无黑色沉淀,产生另一颜色的沉淀
实验三 向实验一结束后的试管甲中加入KCl固体,溶液立即变黄,产生无色气泡,沉淀颜色转变为白色
A.由实验一和实验三可知,实验一中AgI不溶于HNO3溶液的原因为I-浓度太小
B.实验二中黑色固体的变化仅体现了HNO3的强氧化性
C.实验二中新生成的另一颜色的沉淀可能为固体S
D.实验三发生反应的离子方程式为6AgI+6Cl-+2N+8H+ 6AgCl+3I2+2NO↑+4H2O
微专题6 制备实验综合题的解题策略
考向1 无机物的制备
1.★★★(2025河北,15,15分)氢碘酸常用于合成碘化物。某化学兴趣小组用如图装置(夹持装置等略)制备氢碘酸。
步骤如下:
ⅰ.在A中加入150 mL H2O和127 g I2,快速搅拌,打开K1通入H2S,反应完成后,关闭K1,静置、过滤得滤液;
ⅱ.将滤液转移至B中,打开K2通入N2,接通冷凝水,加热保持微沸,直至H2S除尽;
ⅲ.继续加热蒸馏,C中收集沸点为125~127 ℃间的馏分,得到117 mL氢碘酸(密度为1.7 g·mL-1 ,HI质量分数为57%)。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称: ,通入H2S 发生反应的化学方程式: 。
(2)步骤ⅰ中快速搅拌的目的: (填序号)。
a.便于产物分离 b.防止暴沸
c.防止固体产物包覆碘
(3)步骤ⅰ中随着反应的进行,促进碘溶解的原因: (用离子方程式表示)。
(4)步骤ⅱ中的尾气常用 (填化学式)溶液吸收。
(5)步骤ⅱ实验开始时的操作顺序:先通入N2,再加热;步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序: 。
(6)列出本实验产率的计算表达式: 。
(7)氢碘酸见光易分解,易被空气氧化,应保存在 。
2.★★★(2025届山东临沂二模,19改编)氨硼烷(NH3BH3)是一种固体储氢材料。实验室利用[Cu(NH3)4]SO4和NaBH4制备氨硼烷,其装置如图所示(夹持装置略)。
实验过程如下:
在三颈烧瓶中加入4.56 g [Cu(NH3)4]SO4固体,将150 mL含0.04 mol NaBH4的四氢呋喃溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,保持温度25 ℃,充分反应后,经一系列操作获得氨硼烷粗产品。
已知电负性:N>H>B。
(1)仪器a的名称为 ;根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶的最适宜规格为 (填标号);装置B的作用是 。
a.100 mL b.250 mL c.500 mL d.1 000 mL
(2)实验中[Cu(NH3)4]SO4与NaBH4恰好完全反应,同时有两种单质生成,该反应的化学方程式为 。
(3)该装置存在的缺陷是 。
(4)产品纯度测定(杂质不反应):
Ⅰ.称取m g 产品,加入水和催化剂,充分反应后配成250 mL溶液。
Ⅱ.取25.00 mL溶液置于锥形瓶中,按下列流程进行实验(溶液中部分离子省略)。
已知甘露醇和硼酸的反应为2+H3BO3 +H++3H2O。
①C→D的实验过程中,需要准确滴定H+的原因是 。
②已知NaOH标准溶液的浓度为c mol·L-1,则产品的纯度为 。
考向2 有机物的制备
3.★★★(2025湖南,15,14分)苯胺是重要的有机化工原料,其实验室制备原理如下:
相关信息如下:
物质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·cm-3) 溶解性
硝基苯 123 5.9 210.9 1.20 不溶于水,易溶于乙醚
苯胺 93 -6.3 184.0 1.02 微溶于水,易溶于乙醚
乙酸 60 16.6 117.9 1.05 与水互溶
乙醚 74 -116.3 34.5 0.71 微溶于水
反应装置Ⅰ和蒸馏装置Ⅱ(加热、夹持等装置略)如下:
实验步骤为:
①向装置Ⅰ双颈烧瓶中加入13.5 g铁粉、25.0 mL水及1.50 mL乙酸,加热煮沸10 min;
②稍冷后,通过恒压滴液漏斗缓慢滴入8.20 mL硝基苯(0.08 mol),再加热回流30 min;
③将装置Ⅰ改成水蒸气蒸馏装置,蒸馏收集苯胺—水馏出液;
④将苯胺—水馏出液用NaCl饱和后,转入分液漏斗静置分层,分出有机层;水层用乙醚萃取,分出醚层;合并有机层和醚层,用粒状氢氧化钠干燥,得到苯胺醚溶液;
⑤将苯胺醚溶液加入圆底烧瓶(装置Ⅱ),先蒸馏回收乙醚,再蒸馏收集180~185 ℃馏分,得到5.58 g苯胺。
回答下列问题:
(1)实验室保存硝基苯的玻璃容器是 (填标号)。
(2)装置Ⅰ中冷凝管的进水口为 (填“a”或“b”)。
(3)步骤④中将苯胺—水馏出液用NaCl饱和的原因是 。
(4)步骤④中第二次分液,醚层位于 层(填“上”或“下”)。
(5)蒸馏回收乙醚时,锥形瓶需冰水浴的原因是 ;回收乙醚后,需要放出冷凝管中的冷凝水再蒸馏,这样操作的原因是 。
(6)下列说法正确的是 (填标号)。
A.缓慢滴加硝基苯是为了减小反应速率
B.蒸馏时需加沸石,防止暴沸
C.用红外光谱不能判断苯胺中是否含有硝基苯
D.蒸馏回收乙醚,无需尾气处理
(7)苯胺的产率为 。
4.★★★★(2025山东,18,12分)如下不饱和聚酯可用于制备玻璃钢。
实验室制备该聚酯的相关信息和装置示意图如下(加热及夹持装置略):
原料 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃
顺丁烯二酸酐 52.6 202.2
邻苯二甲酸酐 130.8 295.0
丙-1,2-二醇 -60.0 187.6
实验过程:
①在装置A中加入上述三种原料,缓慢通入N2。搅拌下加热,两种酸酐分别与丙-1,2-二醇发生醇解反应,主要生成和。然后逐步升温至190~200 ℃,醇解产物发生缩聚反应生成聚酯。
②缩聚反应后期,每隔一段时间从装置A中取样并测量其酸值,直至酸值达到聚合度要求(酸值:中和1克样品所消耗KOH的毫克数)。
回答下列问题:
(1)理论上,原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(丙-1,2-二醇)= 。
(2)装置B的作用是 ;仪器C的名称是 ;反应过程中,应保持温度计2示数处于一定范围,合理的是 (填标号)。
A.55~60 ℃ B.100~105 ℃ C.190~195 ℃
(3)为测定酸值,取a g样品配制250.00 mL溶液,移取25.00 mL溶液,用c mol·L-1 KOH-乙醇标准溶液滴定至终点,重复实验,数据如下:
序号 1 2 3 4 5
滴定前读数/mL 0.00 24.98 0.00 0.00 0.00
滴定后读数/mL 24.98 49.78 24.10 25.00 25.02
应舍弃的数据为 (填序号);测得该样品的酸值为 (用含a、c的代数式表示)。
若测得酸值高于聚合度要求,可采取的措施为 (填标号)。
A.立即停止加热
B.排出装置D内的液体
C.增大N2的流速
(4)实验中未另加催化剂的原因是 。
5.★★★★(2025届山东青岛、淄博二模,19)(CNO)3Cl2Na俗称优氯特,广泛用于饮用水、公共场所的杀菌消毒。
Ⅰ.制备优氯特
已知:pH在10~12、温度在15~25 ℃时,氰尿酸[(CNO)3H3]与次氯酸钠溶液混合可制得优氯特。
(1)甲的名称为 。该实验中,下列试剂可以代替饱和食盐水的是 (填标号)。
A.浓硫酸 B.NaOH溶液
C.饱和NaHCO3溶液 D.30%硫酸
(2)实验开始后向C中通入足量氯气将NaOH转化为NaClO,滴加(CNO)3H3的吡啶溶液并搅拌,生成优氯特,反应的化学方程式为 。反应过程中需持续补充氯气,目的为 。
(3)D中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 。
Ⅱ.测定优氯特的纯度
处理得到优氯特粗品,分光光度法测定纯度的过程:取m g样品溶于水,加酸使氯原子全部转化为HClO,加入V1 mL c1 mol·L-1 FeSO4溶液(过量),充分反应后,加入适量邻二氮菲使Fe2+显色,定容至100 mL。测得吸光度为1.2a。该条件下,Fe2+浓度与吸光度的关系如图。
(4)该粗品的纯度为 。
(5)下列因素会导致纯度测定值偏低的是 (填标号)。
A.样品溶于水时加入酸过少,仅部分氯原子转化为HClO
B.c1 mol·L-1 FeSO4溶液使用前部分被氧化
C.定容时仰视刻度线
考向3 实验仪器的选择
6.★★★★(2023山东,18,12分)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+3HCl SiHCl3+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)。
7.★★★★(2022山东,18,12分)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。
回答下列问题:
(1)实验开始先通N2。一段时间后,先加热装置 (填“a”或“b”)。装置b内发生反应的化学方程式为 。装置c、d共同起到的作用是 。
(2)现有含少量杂质的FeCl2·nH2O,为测定n值进行如下实验:
实验Ⅰ:称取m1 g样品,用足量稀硫酸溶解后,用c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+达终点时消耗V mL(滴定过程中Cr2转化为Cr3+,Cl-不反应)。
实验Ⅱ:另取m1 g样品,利用上述装置与足量SOCl2反应后,固体质量为m2 g,则n= ;下列情况会导致n测量值偏小的是 (填标号)。
A.样品中含少量FeO杂质
B.样品与SOCl2反应时失水不充分
C.实验Ⅰ中,称重后样品发生了潮解
D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成
(3)用上述装置,根据反应TiO2+CCl4 TiCl4+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 。
微专题7 定量分析实验综合题的解题策略
考向1 配位滴定法
1.★★★★(教考衔接:人教版必修一第一章第一节)(2025陕晋青宁,15,15分)某实验室制备糖精钴[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O,并测定其结晶水含量。
已知:Sac-表示糖精根离子,其摩尔质量为182 g·mol-1;糖精钴的溶解度在热水中较大,在冷水中较小;丙酮沸点为56 ℃,与水互溶。
CoCl2·6H2O+2NaSac·2H2O
[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O+(6-x)H2O+2NaCl
(一)制备
Ⅰ.称取1.0 g CoCl2·6H2O,加入18 mL蒸馏水,搅拌溶解,得溶液1。
Ⅱ.称取2.6 g(稍过量)糖精钠(NaSac·2H2O),加入10 mL蒸馏水,加热搅拌,得溶液2。
Ⅲ.将溶液2加入接近沸腾的溶液1中,反应3分钟后停止加热,静置,冷却结晶。
Ⅳ.过滤,依次用三种不同试剂洗涤晶体,晾干得产品。
回答下列问题:
(1)Ⅰ和Ⅱ中除烧杯外,还需用到的玻璃仪器有 、 。(写出两种)
(2)Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时,可将烧杯置于 中,以使大量晶体析出。
(3)Ⅳ中用①丙酮、②冷水、③冷的1% NaSac溶液洗涤晶体,正确顺序为 。
A.①③② B.③②① C.②①③
(4)Ⅳ中为了确认氯离子已经洗净,取水洗时的最后一次滤液于试管中,
(将实验操作、现象和结论补充完整)。
(5)与本实验安全注意事项有关的图标有 。
A.护目镜 B.洗手 C.热烫 D.锐器
(二)结晶水含量测定
EDTA和Co2+形成1∶1配合物。准确称取m g糖精钴产品于锥形瓶中,加蒸馏水,加热溶解,再加入缓冲溶液和指示剂,在50~60 ℃下,用c mol·L-1的EDTA标准溶液滴定。
(6)下列操作的正确顺序为 (用字母排序)。
a.用标准溶液润洗滴定管
b.加入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL处
c.检查滴定管是否漏水并清洗
d.赶出气泡,调节液面,准确记录读数
(7)滴定终点时消耗标准溶液V mL,则产品[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O中x的测定值为 (用含m、c、V的代数式表示);若滴定前滴定管尖嘴处无气泡,滴定后有气泡,会导致x的测定值 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
考向2 氧化还原滴定法
2.★★★★(2024山东,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+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I不经I2直接将SO2氧化成H2SO4,测定结果会 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
3.★★★★(2021山东,18,13分)六氯化钨(WCl6)可用作有机合成催化剂,熔点为283 ℃,沸点为340 ℃,易溶于CS2,极易水解。实验室中,先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W)再制备WCl6,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:
(1)检查装置气密性并加入WO3。先通N2,其目的是 ;一段时间后,加热管式炉,改通H2,对B处逸出的H2进行后续处理。仪器A的名称为 ,证明WO3已被完全还原的现象是 。
(2)WO3完全还原后,进行的操作为①冷却,停止通H2;②以干燥的接收装置替换E;③在B处加装盛有碱石灰的干燥管;④……;⑤加热,通Cl2;⑥……
碱石灰的作用是 ;操作④是 ,目的是 。
(3)利用碘量法测定WCl6产品纯度,实验如下:
①称量:将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中,盖紧称重为m1 g;开盖并计时1分钟,盖紧称重为m2 g;再开盖加入待测样品并计时1分钟,盖紧称重为m3 g,则样品质量为 g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。
②滴定:先将WCl6转化为可溶的Na2WO4,通过I离子交换柱发生反应:W+Ba(IO3)2 BaWO4+2I;交换结束后,向所得含I的溶液中加入适量酸化的KI溶液,发生反应:I+5I-+6H+ 3I2+3H2O;反应完全后,用Na2S2O3标准溶液滴定,发生反应:I2+2S2 2I-+S4。
滴定达终点时消耗c mol·L-1的Na2S2O3溶液V mL,则样品中WCl6(摩尔质量为M g·mol-1)的质量分数为 。
称量时,若加入待测样品后,开盖时间超过1分钟,则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将 (填“偏大”“偏小”或“不变”),样品中WCl6质量分数的测定值将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
考向3 沉淀滴定法,返滴定法
4.★★★★(2025届山东聊城二模,19)三氯化硼(BCl3)可用于金属冶炼、合成催化剂等,其制备原理为B2O3+3C+3Cl2 2BCl3+3CO。某小组设计实验制备BCl3并测定其纯度。
已知:①三氯化硼(BCl3)的熔点为-107 ℃,沸点为12.5 ℃,极易水解;②Ksp(AgSCN)
①连接仪器,检查装置的气密性,装入药品;打开K1,通一段时间N2;
②关闭K1,加入适量浓盐酸,接通冷凝装置,加热管式炉;
③待反应结束,停止加热,打开K1,再通一段时间N2。
(1)试剂Y为 ,F处碱石灰的作用是 。
(2)判断装置D中反应结束的实验现象是 。
(3)图示装置存在的缺陷是 。
Ⅱ.测定BCl3产品的纯度。
①准确称取w g 产品,加入蒸馏水,完全水解,并配成250 mL溶液;
②准确量取25.00 mL溶液于锥形瓶中;
③向其中加入V1 mL c1 mol·L-1 AgNO3溶液,加入3 mL硝基苯(密度为1.205 g·cm-3),用力振荡,使沉淀表面完全覆盖硝基苯;
④滴入3滴指示剂溶液,用c2 mol·L-1 KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3,至滴定终点消耗标准溶液V2 mL。
(4)步骤④中可以选用 (填标号)溶液作指示剂,判断滴定终点的现象是 。
A.FeCl3 B.Fe(NO3)3 C.(NH4)2Fe(SO4)2
(5)该产品中BCl3的质量分数为 %。下列操作会导致BCl3质量分数的测定值偏大的是 (填标号)。
A.加入硝基苯的量少导致未完全覆盖沉淀表面
B.盛标准溶液的滴定管未用KSCN标准溶液润洗
C.滴定管在滴定前无气泡,滴定完成后滴定管尖嘴处有气泡
考向4 库仑滴定法
5.★★★★(2025届山东济宁一模,18)煤中的硫以有机硫和无机硫(CaSO4、硫化物及微量单质硫等)的形式存在,可以采用库仑滴定法检测m g煤中硫的含量,实验装置如图所示。
已知:①空气中含有少量杂质气体(SO2、H2S、HCHO);②在燃烧舟中煤中S元素均转化为SO2和SO3;③钍试剂呈橙黄色,遇钡离子生成橙红色络合物。
(1)浮子流量计的作用为 ,仪器a盛放的试剂为 ,仪器b的名称为 。
(2)燃烧舟中CaSO4分解生成SO2的化学方程式为 。
(3)库仑测硫仪工作原理如装置图中所示。检测前,500 mL电解质溶液中保持不变,电解池不工作。待气体进入后,测硫仪立即自动进行电解,至又回到原定值。SO2与反应的离子方程式为 ,电解结束,库仑测硫仪显示电解过程中转移电子x mol;电解后取25 mL电解池中溶液,滴2~3滴钍试剂,用c mol/L BaCl2标准液滴定,达滴定终点,消耗V mL,滴定终点的现象为 ;用此方法既可以测得样品中硫的含量,也可以测定燃烧过程中产生SO2与SO3的物质的量的比值,n(SO2)/n(SO3)= ,下列操作中,会使n(SO2)/n(SO3)的值偏低的是 。
A.未回到原定值,即读测硫仪数据
B.燃烧舟内壁有SO3残留
C.滴定终点时俯视读数
D.滴定前尖嘴内有气泡,终点时无气泡
考向5 空白实验数据的运用
6.★★★★(2022河北,14,14分)某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量,设计实验如下:
①三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水;锥形瓶中加入125 mL水、1 mL淀粉溶液,并预加0.30 mL 0.010 00 mol·L-1的碘标准溶液,搅拌。
②以0.2 L·min-1流速通氮气,再加入过量磷酸,加热并保持微沸,同时用碘标准溶液滴定,至终点时滴定消耗了1.00 mL碘标准溶液。
③做空白实验,消耗了0.10 mL碘标准溶液。
④用适量Na2SO3替代香菇样品,重复上述步骤,测得SO2的平均回收率为95%。
已知:(H2SO3)=1.3×10-2。
回答下列问题:
(1)装置图中仪器a、b的名称分别为 、 。
(2)三颈烧瓶适宜的规格为 (填标号)。
A.250 mL B.500 mL C.1 000 mL
(3)解释加入H3PO4能够生成SO2的原因: 。
(4)滴定管在使用前需要 、洗涤、润洗;滴定终点时溶液的颜色为 ;滴定反应的离子方程式为 。
(5)若先加磷酸再通氮气,会使测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)该样品中亚硫酸盐含量为 mg·kg-1(以SO2计,结果保留三位有效数字)。
7.★★★★(2026届山东青岛期初调研,18)为探究工业品硫的性质并测定其纯度,设计了如下实验(忽略杂质的反应)。
Ⅰ.性质探究:
实验一 实验二
向试管加入工业品硫、KOH水溶液,持续振荡,淡黄色固体完全溶解;继续滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,加足量盐酸沉淀完全溶解 向试管加入工业品硫、KOH水溶液、双氧水,持续振荡,淡黄色固体完全溶解;继续滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,加足量盐酸沉淀不溶解
Ⅱ.纯度测定:
①取少量工业品硫研成粉末,准确称取m g 置于圆底烧瓶中,装置如图(加热、夹持、搅拌装置已略去),准确加入V1 mL KOH的乙醇溶液(过量),加入蒸馏水,搅拌,85 ℃回流至样品完全溶解后,蒸馏除去乙醇。
②冷却后,向圆底烧瓶中加入适量蒸馏水,搅拌下缓慢滴加足量30% H2O2溶液,加热至100 ℃,保持20 min,冷却至室温。
③将圆底烧瓶中溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴甲基橙,用c mol·L-1 HCl标准溶液滴定至终点,平行实验多次,记录实验数据。
④不加工业品硫,重复步骤①、②、③做空白实验,平行实验多次,记录实验数据。
回答下列问题:
(1)“实验一”试管中淡黄色固体溶解后,溶液中的含硫物质为K2SO3和 (填化学式)。“实验二”中淡黄色固体溶解的化学方程式为 。
(2)球形冷凝管的作用是 。向圆底烧瓶中准确加入V1 mL KOH的乙醇溶液时,可选用的仪器为 (填标号)。
A.50 mL量筒 B.移液管 C.酸式滴定管
(3)乙醇的作用是 。样品完全溶解后,必须蒸馏除去乙醇的原因是 。步骤①加热回流时可选用的热源为 (填标号)。
A.水浴 B.酒精灯 C.电热套
(4)实验数据如下:
加入工业品硫实验数据 空白实验数据
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
滴定前 读数/mL 0.00 24.98 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
滴定后 读数/mL 24.98 49.78 25.00 25.02 39.98 40.02 39.10 40.00
应舍弃的数据为 (填序号),测得工业品硫的纯度为 (写出计算式)。
第十四章 实验方案的设计与评价
第1节 制备实验方案的设计与评价
五年高考
1.★(2024重庆,6,3分)某小组用下图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是( )
A.若制取NH3,则a为浓氨水,b可为氧化钙
B.若制取Cl2,则乙可盛饱和食盐水以除去HCl
C.若制取Cl2,则丙可作气体收集装置
D.若制取NH3,则丁可盛水用作尾气处理装置
答案 D
2.★(2020山东,5,2分)利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是( )
A.用甲装置制备并收集CO2
B.用乙装置制备溴苯并验证有HBr产生
C.用丙装置制备无水MgCl2
D.用丁装置在铁上镀铜
答案 C
3.★★(不定项)(2021山东,11,4分)为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)( )
实验目的 玻璃仪器 试剂
A 配制100 mL一定物质的量浓度的NaCl溶液 100 mL容量瓶、胶头滴管、烧杯、量筒、玻璃棒 蒸馏水、NaCl固体
B 制备Fe(OH)3胶体 烧杯、酒精灯、胶头滴管 蒸馏水、饱和FeCl3溶液
C 测定NaOH溶液浓度 烧杯、锥形瓶、胶头滴管、酸式滴定管 待测NaOH溶液、已知浓度的盐酸、甲基橙试剂
D 制备乙酸乙酯 试管、量筒、导管、酒精灯 冰醋酸、无水乙醇、饱和Na2CO3溶液
答案 AB
4.★★★(2025湖南,11,3分)SnCl2具有还原性,易水解。一种制备纯净的SnCl2的装置示意图如下:
下列说法错误的是( )
A.导气管a需接一个装有碱石灰的干燥管
B.实验过程中应先通入HCl(g),再开启管式炉加热
C.若通入气体更换为Cl2,也可制备纯净的SnCl2
D.配制SnCl2溶液需加盐酸和金属Sn
答案 C
5.★★★(2023湖北,13,3分)利用如图所示的装置(夹持及加热装置略)制备高纯白磷的流程如下:
红磷(s) 无色液体与P4(g) 白磷(s)
下列操作错误的是( )
A.红磷使用前洗涤以除去表面杂质
B.将红磷转入装置,抽真空后加热外管以去除水和氧气
C.从a口通入冷凝水,升温使红磷转化
D.冷凝管外壁出现白磷,冷却后在氮气氛围下收集
答案 C
6.★★★(2025湖北,10,3分)制备α-氯代异丁酸的装置如图。在反应瓶中加入异丁酸与催化剂(易水解),加热到70 ℃,通入Cl2,反应剧烈放热,通气完毕,在120 ℃下继续反应。反应结束,常压蒸馏得产物。反应方程式:
+Cl2 +HCl
下列说法错误的是( )
A.干燥管可防止水蒸气进入反应瓶
B.可用NaOH溶液作为吸收液
C.Cl2通入反应液中可起到搅拌作用
D.控制Cl2流速不变可使反应温度稳定
答案 D
7.★★★(2025陕晋青宁,12,3分)格氏试剂性质活泼,可与空气中的H2O和O2等反应。某兴趣小组搭建了图示无水无氧装置(部分装置略),以乙醚(沸点34.5 ℃)为溶剂,利用下述反应高产率地制备二苯甲酮。
下列说法错误的是( )
A.气球中填充保护气,并起缓冲压力的作用
B.烧瓶中液体是格氏试剂的乙醚溶液
C.图中的漏斗不能用球形分液漏斗代替
D.产率高表明苯甲酰氯比二苯甲酮更易与格氏试剂反应
答案 B
三年模拟
8.★(2025届山东烟台、德州、东营一模,6)下列装置和试剂均使用正确,且能够制备相应气体的是( )
A.制备Cl2 B.制备CO2
C.制备C2H4 D.制备NH3
答案 C
9.★(2025届山东烟台、德州二模,6)下列实验原理及装置均正确的是( )
甲 乙
丙 丁
A.甲:配制银氨溶液
B.乙:制备Fe(OH)3胶体
C.丙:探究压强对平衡的影响
D.丁:制备Fe(OH)2
答案 D
10.★★(2026届山东潍坊开学考,8)实验室以SbCl3和Cl2为原料制备SbCl5并纯化的实验装置如图(夹持、加热及搅拌装置略)。已知:SbCl3的熔点为73.4 ℃,沸点为223.5 ℃,易水解;液态SbCl5在140 ℃时即发生分解,2.9 kPa下沸点为79 ℃,也易水解。
下列说法错误的是( )
A.试剂X和试剂Y均可以选用无水CaCl2
B.碎瓷片和毛细管均有防止暴沸的作用
C.采用减压蒸馏可以防止SbCl5发生分解
D.克氏蒸馏头弯管可防止减压蒸馏时液体进入冷凝管
答案 A
11.★★(不定项)(2026届山东烟台二中开学考,11)某同学按图示装置进行实验,产生足量的气体通入c溶液中,最终出现浑浊。下列所选物质组合符合要求的是( )
a试剂 b试剂 c溶液
A 稀硫酸 Na2CO3 CaCl2溶液
B 浓盐酸 KMnO4 Na2S溶液
C 浓硫酸 Na2SO3 Ba(NO3)2溶液
D 浓氨水 碱石灰 AgNO3溶液
答案 BC
12.★★★(2025届山东日照二模,8)甲苯经高锰酸钾氧化生成苯甲酸钾,再经酸化可得苯甲酸(微溶于冷水,易溶于热水,100 ℃左右升华),实验流程如下:
下列说法错误的是( )
A.向甲苯中加入合适的冠醚,可以加快高锰酸钾氧化甲苯的速率
B.“加热回流氧化”过程中发生反应的化学方程式为+KMnO4 +MnO2↓
C.若“趁热过滤”所得滤液仍呈紫色,可加少量NaHSO3溶液使紫色褪去,重新过滤
D.“操作X”包括过滤、洗涤、低温烘干、重结晶
答案 B
13.★★★(2025届山东潍坊二模,9)乙酰水杨酸()是白色晶体,易溶于有机溶剂,微溶于水,在水中溶解度随温度升高而增大,受热易分解。通过水杨酸()、乙酸酐[(CH3CO)2O]合成及提纯过程如下:
下列说法正确的是( )
A.浓硫酸作催化剂和吸水剂
B.操作1和操作2均包含冷却结晶、过滤
C.饱和碳酸氢钠溶液可以用氢氧化钠溶液代替
D.盐酸的主要作用是除去碳酸氢钠
答案 B
第2节 探究实验方案的设计与评价
五年高考
1.★★(2025河北,13,3分)下列实验操作及现象能得出相应结论的是( )
选项 实验操作及现象 结论
A 向盛有NO2与N2O4的恒压密闭容器中通入一定体积的N2,最终气体颜色变浅 化学平衡向NO2减少的方向移动
B 以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,先出现白色沉淀,后出现砖红色沉淀 Ksp(AgCl)< Ksp(Ag2CrO4)
C 向盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入过量铁粉,充分反应后静置,滴加KSCN溶液无明显变化;静置,取上层清液滴加几滴氯水,溶液变红 Fe2+具有还原性
D 向盛有2 mL饱和Na2SO4溶液的试管中滴加鸡蛋清溶液,振荡,有沉淀析出;加蒸馏水稀释,再振荡,沉淀溶解 蛋白质沉淀后活性改变
答案 C
2.★★(2025甘肃,13,3分)下列实验操作能够达到目的的是( )
选项 实验操作 目的
A 测定0.01 mol/L某酸溶液的pH是否为2 判断该酸是否为强酸
B 向稀Fe2(SO4)3溶液滴入几滴浓硫酸,观察溶液颜色变化 探究H+对Fe3+水解的影响
C 向AgNO3溶液先滴入几滴NaCl溶液,再滴入几滴NaI溶液,观察沉淀颜色变化 比较AgCl和AgI的Ksp大小
D 将氯气通入Na2S溶液,观察是否产生淡黄色沉淀 验证氯气的氧化性
答案 D
3.★★(教考衔接:人教版必修二第六章实验活动7)(2025陕晋青宁,10,3分)下列实验方案不能得出相应结论的是( )
观察电流表指针偏转方向 观察溶液颜色变化
结论:金属活动性顺序为Zn>Fe>Cu 结论:氧化性顺序为Cl2>Fe3+>I2
A B
观察溶液颜色变化 观察出现浑浊所用时间
结论:甲基使苯环活化 结论:增大反应物浓度,该反应速率加快
C D
答案 C
4.★★★(教考衔接:鲁科版选必2第2章第3节)(2025北京,12,3分)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:[FeCl4]-为黄色,[Fe(SCN)]2+为红色,[FeF6]3-为无色。
下列说法不正确的是( )
A.①中浓盐酸促进Fe3++4Cl- [FeCl4]-平衡正向移动
B.由①到②,生成[Fe(SCN)]2+并消耗[FeCl4]-
C.②、③对比,说明c(Fe3+):②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入KI、 淀粉溶液,溶液也无明显变化
答案 D
5.★★★(不定项)(2024山东,14,4分)钧瓷是宋代五大名瓷之一,其中红色钧瓷的发色剂为Cu2O。为探究Cu2O的性质,取等量少许Cu2O分别加入甲、乙两支试管,进行如下实验。下列说法正确的是( )
实验操作及现象
试管甲 滴加过量0.3 mol·L-1 HNO3溶液并充分振荡,砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀,溶液显浅蓝色;倾掉溶液,滴加浓硝酸,沉淀逐渐消失
试管乙 滴加过量6 mol·L-1氨水并充分振荡,沉淀逐渐溶解,溶液颜色为无色;静置一段时间后,溶液颜色变为深蓝色
A.试管甲中新生成的沉淀为金属Cu
B.试管甲中沉淀的变化均体现了HNO3的氧化性
C.试管乙实验可证明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物
D.上述两个实验表明Cu2O为两性氧化物
答案 AC
三年模拟
6.★★(不定项)(2025届山东青岛三模,12)下列实验操作、现象正确且和结论相对应的是( )
选项 实验操作、现象 结论
A 向洁净试管中加入新制的银氨溶液,滴入几滴葡萄糖溶液,用酒精灯加热,试管壁上出现银镜 葡萄糖具有还原性
B H2S溶液中通入SO2,产生淡黄色沉淀 SO2具有氧化性
C 向Na2CrO4溶液中加入足量稀硝酸,溶液由黄色变为橙色 氧化性:HNO3>Na2CrO4
D 还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃有爆鸣声 产生的气体为H2
答案 BD
7.★★★(不定项)(2025届山东临沂一模,14)向碱性K2FeO4溶液中通入SO2,产生暗红褐色沉淀X。X中可能含有S、S、Fe3+、OH-,为确定其成分,取X进行如下实验。
实验 操作与现象
① 向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。取少量溶液,滴加KSCN溶液后变红;另取少量溶液滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀
② 向X中加入H2C2O4溶液,沉淀溶解。继续滴加过量BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤,向沉淀中加入盐酸,白色沉淀溶解
③ 向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。加入几滴碘水(含淀粉),蓝色立即褪去。静置,一段时间后蓝色复现,振荡,不褪色
已知:Fe3+与C2形成[Fe(C2O4)3]3-。
下列说法正确的是( )
A.实验①说明X中含有Fe3+和S
B.实验②中H2C2O4溶液溶解沉淀可排除Fe3+对S检验的干扰
C.实验③中蓝色褪去的原因是S+H2O+I2 S+2I-+2H+
D.上述实验说明,X中一定含有Fe3+与S,不含有S
答案 BD
8.★★★(不定项)(2025届山东烟台三模,14)为探究银盐的沉淀溶解反应规律,取等量少许AgI、Ag2S分别加入甲、乙两支试管,进行如下实验。下列说法错误的是( )
实验操作及现象
实验一 向试管甲中加入2 mL 3 mol·L-1 HNO3溶液,水浴加热,AgI不溶解
实验二 向试管乙中加入2 mL 3 mol·L-1 HNO3溶液,水浴加热,Ag2S(黑色固体)逐渐减少,有无色气泡产生,溶液中出现乳白色浑浊,试管口处气体略显红棕色,最终无黑色沉淀,产生另一颜色的沉淀
实验三 向实验一结束后的试管甲中加入KCl固体,溶液立即变黄,产生无色气泡,沉淀颜色转变为白色
A.由实验一和实验三可知,实验一中AgI不溶于HNO3溶液的原因为I-浓度太小
B.实验二中黑色固体的变化仅体现了HNO3的强氧化性
C.实验二中新生成的另一颜色的沉淀可能为固体S
D.实验三发生反应的离子方程式为6AgI+6Cl-+2N+8H+ 6AgCl+3I2+2NO↑+4H2O
答案 B
微专题6 制备实验综合题的解题策略
考向1 无机物的制备
1.★★★(2025河北,15,15分)氢碘酸常用于合成碘化物。某化学兴趣小组用如图装置(夹持装置等略)制备氢碘酸。
步骤如下:
ⅰ.在A中加入150 mL H2O和127 g I2,快速搅拌,打开K1通入H2S,反应完成后,关闭K1,静置、过滤得滤液;
ⅱ.将滤液转移至B中,打开K2通入N2,接通冷凝水,加热保持微沸,直至H2S除尽;
ⅲ.继续加热蒸馏,C中收集沸点为125~127 ℃间的馏分,得到117 mL氢碘酸(密度为1.7 g·mL-1 ,HI质量分数为57%)。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称: ,通入H2S 发生反应的化学方程式: 。
(2)步骤ⅰ中快速搅拌的目的: (填序号)。
a.便于产物分离 b.防止暴沸
c.防止固体产物包覆碘
(3)步骤ⅰ中随着反应的进行,促进碘溶解的原因: (用离子方程式表示)。
(4)步骤ⅱ中的尾气常用 (填化学式)溶液吸收。
(5)步骤ⅱ实验开始时的操作顺序:先通入N2,再加热;步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序: 。
(6)列出本实验产率的计算表达式: 。
(7)氢碘酸见光易分解,易被空气氧化,应保存在 。
答案 (1)圆底烧瓶 I2+H2S S+2HI (2)c (3)I2+I- (4)NaOH(合理即可) (5)先停止加热,待装置冷却后再停止通N2 (6)% (7)密封的棕色细口瓶中,并置于避光阴凉处
2.★★★(2025届山东临沂二模,19改编)氨硼烷(NH3BH3)是一种固体储氢材料。实验室利用[Cu(NH3)4]SO4和NaBH4制备氨硼烷,其装置如图所示(夹持装置略)。
实验过程如下:
在三颈烧瓶中加入4.56 g [Cu(NH3)4]SO4固体,将150 mL含0.04 mol NaBH4的四氢呋喃溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,保持温度25 ℃,充分反应后,经一系列操作获得氨硼烷粗产品。
已知电负性:N>H>B。
(1)仪器a的名称为 ;根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶的最适宜规格为 (填标号);装置B的作用是 。
a.100 mL b.250 mL c.500 mL d.1 000 mL
(2)实验中[Cu(NH3)4]SO4与NaBH4恰好完全反应,同时有两种单质生成,该反应的化学方程式为 。
(3)该装置存在的缺陷是 。
(4)产品纯度测定(杂质不反应):
Ⅰ.称取m g 产品,加入水和催化剂,充分反应后配成250 mL溶液。
Ⅱ.取25.00 mL溶液置于锥形瓶中,按下列流程进行实验(溶液中部分离子省略)。
已知甘露醇和硼酸的反应为2+H3BO3 +H++3H2O。
①C→D的实验过程中,需要准确滴定H+的原因是 。
②已知NaOH标准溶液的浓度为c mol·L-1,则产品的纯度为 。
答案 (1)球形冷凝管 b 防倒吸;吸收氨气;形成液封
(2)[Cu(NH3)4]SO4+2NaBH4 2NH3BH3+Cu+H2↑+2NH3↑+Na2SO4
(3)缺少氢气处理装置
(4)①若NaOH溶液过量,氨硼烷的测定值将偏低;若NaOH溶液不足,氨硼烷的测定值将偏高 ②%
考向2 有机物的制备
3.★★★(2025湖南,15,14分)苯胺是重要的有机化工原料,其实验室制备原理如下:
相关信息如下:
物质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·cm-3) 溶解性
硝基苯 123 5.9 210.9 1.20 不溶于水,易溶于乙醚
苯胺 93 -6.3 184.0 1.02 微溶于水,易溶于乙醚
乙酸 60 16.6 117.9 1.05 与水互溶
乙醚 74 -116.3 34.5 0.71 微溶于水
反应装置Ⅰ和蒸馏装置Ⅱ(加热、夹持等装置略)如下:
实验步骤为:
①向装置Ⅰ双颈烧瓶中加入13.5 g铁粉、25.0 mL水及1.50 mL乙酸,加热煮沸10 min;
②稍冷后,通过恒压滴液漏斗缓慢滴入8.20 mL硝基苯(0.08 mol),再加热回流30 min;
③将装置Ⅰ改成水蒸气蒸馏装置,蒸馏收集苯胺—水馏出液;
④将苯胺—水馏出液用NaCl饱和后,转入分液漏斗静置分层,分出有机层;水层用乙醚萃取,分出醚层;合并有机层和醚层,用粒状氢氧化钠干燥,得到苯胺醚溶液;
⑤将苯胺醚溶液加入圆底烧瓶(装置Ⅱ),先蒸馏回收乙醚,再蒸馏收集180~185 ℃馏分,得到5.58 g苯胺。
回答下列问题:
(1)实验室保存硝基苯的玻璃容器是 (填标号)。
(2)装置Ⅰ中冷凝管的进水口为 (填“a”或“b”)。
(3)步骤④中将苯胺—水馏出液用NaCl饱和的原因是 。
(4)步骤④中第二次分液,醚层位于 层(填“上”或“下”)。
(5)蒸馏回收乙醚时,锥形瓶需冰水浴的原因是 ;回收乙醚后,需要放出冷凝管中的冷凝水再蒸馏,这样操作的原因是 。
(6)下列说法正确的是 (填标号)。
A.缓慢滴加硝基苯是为了减小反应速率
B.蒸馏时需加沸石,防止暴沸
C.用红外光谱不能判断苯胺中是否含有硝基苯
D.蒸馏回收乙醚,无需尾气处理
(7)苯胺的产率为 。
答案 (1)A
(2)a
(3)减小苯胺在水中的溶解度;增大水溶液的密度便于分层/加快分层/促进分层
(4)上
(5)乙醚沸点低/乙醚的沸点为34.5 ℃/防止乙醚挥发或蒸发或汽化 防止冷凝管炸裂
(6)AB
(7)75%或75.0%或75.00%
4.★★★★(2025山东,18,12分)如下不饱和聚酯可用于制备玻璃钢。
实验室制备该聚酯的相关信息和装置示意图如下(加热及夹持装置略):
原料 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃
顺丁烯二酸酐 52.6 202.2
邻苯二甲酸酐 130.8 295.0
丙-1,2-二醇 -60.0 187.6
实验过程:
①在装置A中加入上述三种原料,缓慢通入N2。搅拌下加热,两种酸酐分别与丙-1,2-二醇发生醇解反应,主要生成和。然后逐步升温至190~200 ℃,醇解产物发生缩聚反应生成聚酯。
②缩聚反应后期,每隔一段时间从装置A中取样并测量其酸值,直至酸值达到聚合度要求(酸值:中和1克样品所消耗KOH的毫克数)。
回答下列问题:
(1)理论上,原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(丙-1,2-二醇)= 。
(2)装置B的作用是 ;仪器C的名称是 ;反应过程中,应保持温度计2示数处于一定范围,合理的是 (填标号)。
A.55~60 ℃ B.100~105 ℃ C.190~195 ℃
(3)为测定酸值,取a g样品配制250.00 mL溶液,移取25.00 mL溶液,用c mol·L-1 KOH-乙醇标准溶液滴定至终点,重复实验,数据如下:
序号 1 2 3 4 5
滴定前读数/mL 0.00 24.98 0.00 0.00 0.00
滴定后读数/mL 24.98 49.78 24.10 25.00 25.02
应舍弃的数据为 (填序号);测得该样品的酸值为 (用含a、c的代数式表示)。
若测得酸值高于聚合度要求,可采取的措施为 (填标号)。
A.立即停止加热
B.排出装置D内的液体
C.增大N2的流速
(4)实验中未另加催化剂的原因是 。
答案 (1)1∶1∶2
(2)冷凝回流丙-1,2-二醇 直形冷凝管 B
(3)2、3 C
(4)醇解产物电离出的H+可催化缩聚反应
5.★★★★(2025届山东青岛、淄博二模,19)(CNO)3Cl2Na俗称优氯特,广泛用于饮用水、公共场所的杀菌消毒。
Ⅰ.制备优氯特
已知:pH在10~12、温度在15~25 ℃时,氰尿酸[(CNO)3H3]与次氯酸钠溶液混合可制得优氯特。
(1)甲的名称为 。该实验中,下列试剂可以代替饱和食盐水的是 (填标号)。
A.浓硫酸 B.NaOH溶液
C.饱和NaHCO3溶液 D.30%硫酸
(2)实验开始后向C中通入足量氯气将NaOH转化为NaClO,滴加(CNO)3H3的吡啶溶液并搅拌,生成优氯特,反应的化学方程式为 。反应过程中需持续补充氯气,目的为 。
(3)D中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 。
Ⅱ.测定优氯特的纯度
处理得到优氯特粗品,分光光度法测定纯度的过程:取m g样品溶于水,加酸使氯原子全部转化为HClO,加入V1 mL c1 mol·L-1 FeSO4溶液(过量),充分反应后,加入适量邻二氮菲使Fe2+显色,定容至100 mL。测得吸光度为1.2a。该条件下,Fe2+浓度与吸光度的关系如图。
(4)该粗品的纯度为 。
(5)下列因素会导致纯度测定值偏低的是 (填标号)。
A.样品溶于水时加入酸过少,仅部分氯原子转化为HClO
B.c1 mol·L-1 FeSO4溶液使用前部分被氧化
C.定容时仰视刻度线
答案 (1)分液漏斗 D
(2) 2NaClO+(CNO)3H3 (CNO)3Cl2Na+NaOH+H2O 控制pH;使反应生成的NaOH与Cl2反应生成NaClO继续参与反应,提高原料的利用率
(3)防止倒吸
(4) ×100%
(5)A
考向3 实验仪器的选择
6.★★★★(2023山东,18,12分)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+3HCl SiHCl3+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)。
答案 (1)连接好装置,并检查装置的气密性 装置C的蒸馏烧瓶中不再有液体滴下 装置C、D之间缺少干燥装置,缺少处理尾气H2的装置
(2)SiHCl3+5NaOH Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O
(3)灼烧 冷却 A、C ×100%
7.★★★★(2022山东,18,12分)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。
回答下列问题:
(1)实验开始先通N2。一段时间后,先加热装置 (填“a”或“b”)。装置b内发生反应的化学方程式为 。装置c、d共同起到的作用是 。
(2)现有含少量杂质的FeCl2·nH2O,为测定n值进行如下实验:
实验Ⅰ:称取m1 g样品,用足量稀硫酸溶解后,用c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+达终点时消耗V mL(滴定过程中Cr2转化为Cr3+,Cl-不反应)。
实验Ⅱ:另取m1 g样品,利用上述装置与足量SOCl2反应后,固体质量为m2 g,则n= ;下列情况会导致n测量值偏小的是 (填标号)。
A.样品中含少量FeO杂质
B.样品与SOCl2反应时失水不充分
C.实验Ⅰ中,称重后样品发生了潮解
D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成
(3)用上述装置,根据反应TiO2+CCl4 TiCl4+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 。
答案 (1)a FeCl2·4H2O+4SOCl2 FeCl2+4SO2+8HCl 冷凝并回收利用SOCl2
(2) AB
(3)⑥⑩③⑤ CCl4
微专题7 定量分析实验综合题的解题策略
考向1 配位滴定法
1.★★★★(教考衔接:人教版必修一第一章第一节)(2025陕晋青宁,15,15分)某实验室制备糖精钴[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O,并测定其结晶水含量。
已知:Sac-表示糖精根离子,其摩尔质量为182 g·mol-1;糖精钴的溶解度在热水中较大,在冷水中较小;丙酮沸点为56 ℃,与水互溶。
CoCl2·6H2O+2NaSac·2H2O
[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O+(6-x)H2O+2NaCl
(一)制备
Ⅰ.称取1.0 g CoCl2·6H2O,加入18 mL蒸馏水,搅拌溶解,得溶液1。
Ⅱ.称取2.6 g(稍过量)糖精钠(NaSac·2H2O),加入10 mL蒸馏水,加热搅拌,得溶液2。
Ⅲ.将溶液2加入接近沸腾的溶液1中,反应3分钟后停止加热,静置,冷却结晶。
Ⅳ.过滤,依次用三种不同试剂洗涤晶体,晾干得产品。
回答下列问题:
(1)Ⅰ和Ⅱ中除烧杯外,还需用到的玻璃仪器有 、 。(写出两种)
(2)Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时,可将烧杯置于 中,以使大量晶体析出。
(3)Ⅳ中用①丙酮、②冷水、③冷的1% NaSac溶液洗涤晶体,正确顺序为 。
A.①③② B.③②① C.②①③
(4)Ⅳ中为了确认氯离子已经洗净,取水洗时的最后一次滤液于试管中,
(将实验操作、现象和结论补充完整)。
(5)与本实验安全注意事项有关的图标有 。
A.护目镜 B.洗手 C.热烫 D.锐器
(二)结晶水含量测定
EDTA和Co2+形成1∶1配合物。准确称取m g糖精钴产品于锥形瓶中,加蒸馏水,加热溶解,再加入缓冲溶液和指示剂,在50~60 ℃下,用c mol·L-1的EDTA标准溶液滴定。
(6)下列操作的正确顺序为 (用字母排序)。
a.用标准溶液润洗滴定管
b.加入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL处
c.检查滴定管是否漏水并清洗
d.赶出气泡,调节液面,准确记录读数
(7)滴定终点时消耗标准溶液V mL,则产品[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O中x的测定值为 (用含m、c、V的代数式表示);若滴定前滴定管尖嘴处无气泡,滴定后有气泡,会导致x的测定值 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
答案 (1)量筒、玻璃棒、酒精灯(任写两种)
(2)冰水或冷水
(3)B (4)加入硝酸酸化的硝酸银溶液,无明显现象,确认氯离子已经洗净
(5)ABC (6)cabd
(7) 偏高
考向2 氧化还原滴定法
2.★★★★(2024山东,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+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I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)浓硫酸 防倒吸
(3)保持气流不断,溶液变为浅蓝色,30秒内不褪色 ×100%
(4)作催化剂 I2受热升华 不变
3.★★★★(2021山东,18,13分)六氯化钨(WCl6)可用作有机合成催化剂,熔点为283 ℃,沸点为340 ℃,易溶于CS2,极易水解。实验室中,先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W)再制备WCl6,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:
(1)检查装置气密性并加入WO3。先通N2,其目的是 ;一段时间后,加热管式炉,改通H2,对B处逸出的H2进行后续处理。仪器A的名称为 ,证明WO3已被完全还原的现象是 。
(2)WO3完全还原后,进行的操作为①冷却,停止通H2;②以干燥的接收装置替换E;③在B处加装盛有碱石灰的干燥管;④……;⑤加热,通Cl2;⑥……
碱石灰的作用是 ;操作④是 ,目的是 。
(3)利用碘量法测定WCl6产品纯度,实验如下:
①称量:将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中,盖紧称重为m1 g;开盖并计时1分钟,盖紧称重为m2 g;再开盖加入待测样品并计时1分钟,盖紧称重为m3 g,则样品质量为 g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。
②滴定:先将WCl6转化为可溶的Na2WO4,通过I离子交换柱发生反应:W+Ba(IO3)2 BaWO4+2I;交换结束后,向所得含I的溶液中加入适量酸化的KI溶液,发生反应:I+5I-+6H+ 3I2+3H2O;反应完全后,用Na2S2O3标准溶液滴定,发生反应:I2+2S2 2I-+S4。
滴定达终点时消耗c mol·L-1的Na2S2O3溶液V mL,则样品中WCl6(摩尔质量为M g·mol-1)的质量分数为 。
称量时,若加入待测样品后,开盖时间超过1分钟,则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将 (填“偏大”“偏小”或“不变”),样品中WCl6质量分数的测定值将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
答案 (1)排除装置中的空气 直形冷凝管 不再有水凝结
(2)吸收Cl2;防止水蒸气进入 通入N2 排除装置中的H2
(3)①m3+m1-2m2 ② 不变 偏大
考向3 沉淀滴定法,返滴定法
4.★★★★(2025届山东聊城二模,19)三氯化硼(BCl3)可用于金属冶炼、合成催化剂等,其制备原理为B2O3+3C+3Cl2 2BCl3+3CO。某小组设计实验制备BCl3并测定其纯度。
已知:①三氯化硼(BCl3)的熔点为-107 ℃,沸点为12.5 ℃,极易水解;②Ksp(AgSCN)
①连接仪器,检查装置的气密性,装入药品;打开K1,通一段时间N2;
②关闭K1,加入适量浓盐酸,接通冷凝装置,加热管式炉;
③待反应结束,停止加热,打开K1,再通一段时间N2。
(1)试剂Y为 ,F处碱石灰的作用是 。
(2)判断装置D中反应结束的实验现象是 。
(3)图示装置存在的缺陷是 。
Ⅱ.测定BCl3产品的纯度。
①准确称取w g 产品,加入蒸馏水,完全水解,并配成250 mL溶液;
②准确量取25.00 mL溶液于锥形瓶中;
③向其中加入V1 mL c1 mol·L-1 AgNO3溶液,加入3 mL硝基苯(密度为1.205 g·cm-3),用力振荡,使沉淀表面完全覆盖硝基苯;
④滴入3滴指示剂溶液,用c2 mol·L-1 KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3,至滴定终点消耗标准溶液V2 mL。
(4)步骤④中可以选用 (填标号)溶液作指示剂,判断滴定终点的现象是 。
A.FeCl3 B.Fe(NO3)3 C.(NH4)2Fe(SO4)2
(5)该产品中BCl3的质量分数为 %。下列操作会导致BCl3质量分数的测定值偏大的是 (填标号)。
A.加入硝基苯的量少导致未完全覆盖沉淀表面
B.盛标准溶液的滴定管未用KSCN标准溶液润洗
C.滴定管在滴定前无气泡,滴定完成后滴定管尖嘴处有气泡
答案 (1)浓硫酸 吸收氯气;防止空气中的水蒸气进入
(2)冷凝管中不再有液体滴下
(3)缺少CO尾气处理装置
(4)B 当滴入最后半滴标准溶液,溶液由无色变为红色,且半分钟内不褪色
(5) C
考向4 库仑滴定法
5.★★★★(2025届山东济宁一模,18)煤中的硫以有机硫和无机硫(CaSO4、硫化物及微量单质硫等)的形式存在,可以采用库仑滴定法检测m g煤中硫的含量,实验装置如图所示。
已知:①空气中含有少量杂质气体(SO2、H2S、HCHO);②在燃烧舟中煤中S元素均转化为SO2和SO3;③钍试剂呈橙黄色,遇钡离子生成橙红色络合物。
(1)浮子流量计的作用为 ,仪器a盛放的试剂为 ,仪器b的名称为 。
(2)燃烧舟中CaSO4分解生成SO2的化学方程式为 。
(3)库仑测硫仪工作原理如装置图中所示。检测前,500 mL电解质溶液中保持不变,电解池不工作。待气体进入后,测硫仪立即自动进行电解,至又回到原定值。SO2与反应的离子方程式为 ,电解结束,库仑测硫仪显示电解过程中转移电子x mol;电解后取25 mL电解池中溶液,滴2~3滴钍试剂,用c mol/L BaCl2标准液滴定,达滴定终点,消耗V mL,滴定终点的现象为 ;用此方法既可以测得样品中硫的含量,也可以测定燃烧过程中产生SO2与SO3的物质的量的比值,n(SO2)/n(SO3)= ,下列操作中,会使n(SO2)/n(SO3)的值偏低的是 。
A.未回到原定值,即读测硫仪数据
B.燃烧舟内壁有SO3残留
C.滴定终点时俯视读数
D.滴定前尖嘴内有气泡,终点时无气泡
答案 (1)检测空气流速 酸性高锰酸钾溶液(或双氧水) (孟氏)洗瓶 (2)2CaSO4 2CaO+2SO2↑+O2↑
(3)SO2++2H2O S+3I-+4H+ 滴入最后半滴BaCl2标准液,溶液由橙黄色变为橙红色,且半分钟内不恢复原色 AD
考向5 空白实验数据的运用
6.★★★★(2022河北,14,14分)某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量,设计实验如下:
①三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水;锥形瓶中加入125 mL水、1 mL淀粉溶液,并预加0.30 mL 0.010 00 mol·L-1的碘标准溶液,搅拌。
②以0.2 L·min-1流速通氮气,再加入过量磷酸,加热并保持微沸,同时用碘标准溶液滴定,至终点时滴定消耗了1.00 mL碘标准溶液。
③做空白实验,消耗了0.10 mL碘标准溶液。
④用适量Na2SO3替代香菇样品,重复上述步骤,测得SO2的平均回收率为95%。
已知:(H2SO3)=1.3×10-2。
回答下列问题:
(1)装置图中仪器a、b的名称分别为 、 。
(2)三颈烧瓶适宜的规格为 (填标号)。
A.250 mL B.500 mL C.1 000 mL
(3)解释加入H3PO4能够生成SO2的原因: 。
(4)滴定管在使用前需要 、洗涤、润洗;滴定终点时溶液的颜色为 ;滴定反应的离子方程式为 。
(5)若先加磷酸再通氮气,会使测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)该样品中亚硫酸盐含量为 mg·kg-1(以SO2计,结果保留三位有效数字)。
答案 (1)球形冷凝管 酸式滴定管
(2)C
(3)2H3PO4+S 2H2P+H2SO3,生成的H2SO3在加热条件下分解为SO2和H2O,SO2逸出,溶液中c(H2SO3)减小,促进2H3PO4+S 2H2P+H2SO3平衡正向移动
(4)检验其是否漏水 蓝色 I2+SO2+2H2O 2I-+4H++S
(5)偏低
(6)80.8
7.★★★★(2026届山东青岛期初调研,18)为探究工业品硫的性质并测定其纯度,设计了如下实验(忽略杂质的反应)。
Ⅰ.性质探究:
实验一 实验二
向试管加入工业品硫、KOH水溶液,持续振荡,淡黄色固体完全溶解;继续滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,加足量盐酸沉淀完全溶解 向试管加入工业品硫、KOH水溶液、双氧水,持续振荡,淡黄色固体完全溶解;继续滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,加足量盐酸沉淀不溶解
Ⅱ.纯度测定:
①取少量工业品硫研成粉末,准确称取m g 置于圆底烧瓶中,装置如图(加热、夹持、搅拌装置已略去),准确加入V1 mL KOH的乙醇溶液(过量),加入蒸馏水,搅拌,85 ℃回流至样品完全溶解后,蒸馏除去乙醇。
②冷却后,向圆底烧瓶中加入适量蒸馏水,搅拌下缓慢滴加足量30% H2O2溶液,加热至100 ℃,保持20 min,冷却至室温。
③将圆底烧瓶中溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴甲基橙,用c mol·L-1 HCl标准溶液滴定至终点,平行实验多次,记录实验数据。
④不加工业品硫,重复步骤①、②、③做空白实验,平行实验多次,记录实验数据。
回答下列问题:
(1)“实验一”试管中淡黄色固体溶解后,溶液中的含硫物质为K2SO3和 (填化学式)。“实验二”中淡黄色固体溶解的化学方程式为 。
(2)球形冷凝管的作用是 。向圆底烧瓶中准确加入V1 mL KOH的乙醇溶液时,可选用的仪器为 (填标号)。
A.50 mL量筒 B.移液管 C.酸式滴定管
(3)乙醇的作用是 。样品完全溶解后,必须蒸馏除去乙醇的原因是 。步骤①加热回流时可选用的热源为 (填标号)。
A.水浴 B.酒精灯 C.电热套
(4)实验数据如下:
加入工业品硫实验数据 空白实验数据
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
滴定前 读数/mL 0.00 24.98 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
滴定后 读数/mL 24.98 49.78 25.00 25.02 39.98 40.02 39.10 40.00
应舍弃的数据为 (填序号),测得工业品硫的纯度为 (写出计算式)。
答案 (1)K2S S+2KOH+3H2O2 K2SO4+4H2O
(2)冷凝回流乙醇 B
(3)促进单质硫的溶解 防止H2O2氧化乙醇 AC
(4)2、7 %
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