第6部分 第10章 第60講　綜合實驗探究(能力課)（共97張PPT）-2024屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)

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第60講綜合實驗探究(能力課)

第六部分化學(xué)實驗基礎(chǔ)

第十章化學(xué)實驗基礎(chǔ)

1.了解化學(xué)實驗是科學(xué)探究過程中的一種重要方法。2.根據(jù)化學(xué)實驗?zāi)康暮鸵竽茏龅剑?1)設(shè)計實驗方案；(2)正確選用實驗裝置；(3)分析或處理實驗數(shù)據(jù)得出合理結(jié)論；(4)掌握控制實驗條件的方法；(5)評價或改進實驗方案。

考點一物質(zhì)制備型綜合實驗

高考命題分析

核心知能突破

關(guān)鍵能力訓(xùn)練

01

物質(zhì)制備型綜合實驗有氣體物質(zhì)制備及探究和非氣體物質(zhì)制備及探究兩種類型。考查的角度有儀器的識別、物質(zhì)間的反應(yīng)、儀器的作用、物質(zhì)的分離與除雜、實驗方案或裝置的評價與改進、儀器的連接、安全問題的分析與采取的措施等。如2022年山東卷的無水FeCl2的制備，2022年全國乙卷的二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀的制備；2022年湖南卷的BaCl2·2H2O的制備和2022年遼寧卷的氫醌法制備H2O2等。

物質(zhì)制備實驗方案的設(shè)計與評價方法

1．從實驗方案可行性角度設(shè)計與評價

只有合理且切實可行的實驗方案才有意義?？尚行允欠桨傅牡谝灰?，評價方案時應(yīng)注意從實驗原理和操作兩個方面分析：理論上要科學(xué)合理；操作上要簡單可行。

2．從經(jīng)濟效益角度設(shè)計與評價

評價一種實驗方案，不僅要從科學(xué)性上判斷是否可行，還要從經(jīng)濟效益上考慮是否切合實際。

3．從環(huán)保角度設(shè)計與評價

防止污染的根本途徑在于控制“三廢”的排放，在對實驗方案進行評價時，不可忽視環(huán)境保護的重要性。

4．從“安全性”角度設(shè)計與評價

實驗首先是安全第一，實驗中安全往往有以下幾個方面，如規(guī)范操作、防止暴沸或爆炸、防止倒吸、防止污染等。

(2022·南京模擬)碳酸亞鐵可用于治療缺鐵性貧血。實驗室里先制得硫酸亞鐵，后將硫酸亞鐵與碳酸氫銨反應(yīng)制得碳酸亞鐵(Fe2＋＋2HCO

===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O)。實驗裝置如圖所示(部分夾持儀器略去)?；卮鹣铝袉栴}：

(1)配制溶液所用的蒸餾水必須先除去溶解的氧氣，具體方法是_______

__________________________________________________________。

(2)實驗開始時，先打開K1和K3通一段氫氣，目的是________，實驗過程中，將生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合的操作是________

__________________________________________________________。

(3)裝置B中的NH4HCO3需過量的原因是

_____________________________________________________________

(至少寫兩點)。

(4)有同學(xué)提出該實驗可用FeSO4與Na2CO3反應(yīng)制取FeCO3，經(jīng)查閱：0.1mol·L－1Na2CO3溶液pH約為11.6；25℃時，Ksp(FeCO3)＝3.1×10－11，Ksp[Fe(OH)2]＝4.9×10－17，向10mL0.1mol·L－1Na2CO3溶液中滴加0.1mol·L－1FeSO4溶液，先析出的沉淀是________。

(5)NaHCO3與NH4HCO3均可作為Fe2＋的沉淀劑，但更常用NH4HCO3，理由是____________________________________________

_____________________________________________(寫出一點即可)。

(6)檢驗產(chǎn)品中是否含F(xiàn)e3＋需要的試劑有__________________。

[審題指導(dǎo)]

[答案](1)將蒸餾水煮沸后迅速冷卻

(2)排出裝置內(nèi)的氧氣，防止二價鐵被氧化關(guān)閉K3，打開K2

(3)除去FeSO4溶液中殘留的硫酸、使Fe2＋充分轉(zhuǎn)化為FeCO3、NH4HCO3受熱分解損失(合理即可)(4)Fe(OH)2(5)NH能水解產(chǎn)生H＋，降低溶液pH，可減少副產(chǎn)物Fe(OH)2產(chǎn)生(合理即可)(6)稀硫酸、硫氰化鉀溶液

(1)實驗設(shè)計中的三個順序

①實驗操作順序

裝置選擇與連接→氣密性檢查→加固體藥品→加液體藥品→開始實驗(按程序)→拆卸儀器→其他處理等。

②加熱順序選擇

若氣體制備實驗需加熱，應(yīng)先加熱氣體發(fā)生裝置，通入氣體排出裝置中的空氣后，再給實驗中需要加熱的物質(zhì)加熱。目的：a.防止爆炸(如氫氣還原氧化銅)；b.保證產(chǎn)品純度，防止反應(yīng)物或生成物與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)，熄滅酒精燈的順序則相反。

③儀器的連接順序

a．涉及氣體的一般連接順序

發(fā)生裝置→除雜裝置→干燥裝置→性質(zhì)探究或收集裝置→尾氣處理裝置(注意防倒吸)。

b．一般裝置的進出氣口

洗氣瓶：長進短出；U形管：無前后；干燥管：粗進細出；加熱玻璃管：無前后；排液量氣：短進長出。

(2)“物質(zhì)制備”綜合實驗試題解答模型

(2022·石家莊模擬)硫酰氯(SO2Cl2)是生產(chǎn)醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料的重要原料。硫酰氯與硫酸的部分性質(zhì)如表：

物質(zhì)熔點/℃沸點/℃其他性質(zhì)

SO2Cl2－54.169.1①易水解，產(chǎn)生大量白霧，生成兩種強酸；②受熱易分解：SO2Cl2SO2↑＋Cl2↑

H2SO410.4338強吸水性、穩(wěn)定不易分解

實驗室用干燥純凈的氯氣和過量的二氧化硫在活性炭的催化作用下合成硫酰氯，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2(g)＋Cl2(g)===SO2Cl2(l)ΔH<0，其實驗裝置如圖所示(夾持儀器已省略)：

(1)D的名稱________，A的作用為__________________；B中盛放的藥品是________。

(2)能替代裝置戊中KMnO4的是________(填序號)。

A．氯酸鉀B．二氧化錳

C．五氧化二磷D．漂白粉

(3)若缺少裝置乙和丁，對產(chǎn)品硫酰氯會有何影響，請用化學(xué)方程式表示：__________________________________________________________________

________________________________________________________________。

(4)反應(yīng)過程中，為防止SO2Cl2分解，可采取的措施有___________________

____________________________________________________________(至少寫一條)。

(5)實驗開始時，戊中加入pgKMnO4固體，假設(shè)KMnO4在過量濃鹽酸的作用下完全反應(yīng)，若實驗結(jié)束后得到硫酰氯qmol，請計算硫酰氯的產(chǎn)率：______________(列出表達式)。

[解析](2)戊裝置用于制取氯氣，因為沒有加熱設(shè)備，需要常溫下制取，因此只能選氧化性強的氯酸鉀或漂白粉。

(3)根據(jù)信息可知硫酰氯易水解，乙和丁裝置作用為除去二氧化硫和氯氣中的水蒸氣，若沒有乙和丁裝置，生成的硫酰氯會與水反應(yīng)，產(chǎn)生大量白霧，生成兩種強酸，其化學(xué)方程式為SO2Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。

(4)根據(jù)信息可知硫酰氯受熱易分解，且制備硫酰氯的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以可以采取調(diào)節(jié)裝置甲、戊中液體滴入的速度，減慢氣體通入丙(三頸燒瓶)的速率或給丙(三頸燒瓶)冷水浴降溫等措施防止SO2Cl2分解。

實驗裝置評價與改進的關(guān)鍵點

考點二物質(zhì)性質(zhì)型綜合實驗

02

高考命題分析

核心知能突破

關(guān)鍵能力訓(xùn)練

物質(zhì)性質(zhì)型綜合實驗探究通常是對新的物質(zhì)進行某些性質(zhì)(如酸性、堿性、氧化性、還原性等)的驗證性探究，或?qū)χ匾镔|(zhì)的某些特殊性進行探究。如2022年北京卷探究不同條件下Cl2與二價錳化合物的反應(yīng)；2023年北京卷氧化性、還原性的實驗探究；2023年廣東卷溫度對AgCl溶解度影響的探究。突破此類試題要理清題目提供的新信息、新情境等，然后結(jié)合已學(xué)知識突破試題。

猜想型實驗

1．漂白粉是生產(chǎn)生活中常用的消毒劑和殺菌劑。實驗室有一瓶密封不嚴(yán)的漂白粉樣品，其中肯定存在CaCl2，請設(shè)計實驗，探究該樣品中可能存在的其他固體物質(zhì)。

(1)提出合理假設(shè)。

假設(shè)1：該漂白粉未變質(zhì)，只含有________；

假設(shè)2：該漂白粉全部變質(zhì)，只含有________；

假設(shè)3：該漂白粉部分變質(zhì)，既含有________，又含________。

(2)設(shè)計實驗方案，進行實驗。請寫出實驗步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。

限選用的儀器和藥品：試管、滴管、帶導(dǎo)管的單孔塞、蒸餾水、自來水、1mol·L－1鹽酸、品紅溶液、新制澄清石灰水。(提示：不必檢驗Ca2＋和Cl－)

實驗步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論

①取少量上述漂白粉于試管中，_______________________________________________________________________________

②

[審題指導(dǎo)]第一步明確目的原理

設(shè)計實驗探究漂白粉變質(zhì)后物質(zhì)的成分，涉及反應(yīng)：

①2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。

②Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO。

第二步提出合理假設(shè)

根據(jù)假設(shè)和提供的物質(zhì)及反應(yīng)原理判斷樣品中可能含有Ca(ClO)2或CaCO3或二者的混合物。

第三步尋找驗證方法

用CaCO3與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的CO2來驗證CaCO3的存在。

用Ca(ClO)2與鹽酸反應(yīng)生成能使品紅溶液褪色的HClO來驗證Ca(ClO)2的存在。

第四步設(shè)計操作步驟

①固體樣品中加入稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中(用于檢驗CO2)。

②向步驟①反應(yīng)后的溶液中滴入1～2滴品紅溶液，振蕩(用于檢驗HClO)。

第五步分析得出結(jié)論

若步驟①中石灰水未變渾濁，則說明樣品中無CaCO3，即假設(shè)1成立。

若步驟①中石灰水變渾濁，且步驟②中品紅溶液不褪色，說明CaCO3存在，不存在Ca(ClO)2，即假設(shè)2成立。

若步驟①中石灰水變渾濁，且步驟②中品紅溶液褪色，說明有CaCO3和Ca(ClO)2存在，即假設(shè)3成立。

[答案](1)Ca(ClO)2CaCO3

Ca(ClO)2CaCO3

(2)

①加入適量1mol·L－1鹽酸溶解后，再將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中若澄清石灰水未變渾濁，則假設(shè)1成立；

若澄清石灰水變渾濁，則假設(shè)2或假設(shè)3成立

②向步驟①反應(yīng)后的試管中滴入1～2滴品紅溶液，振蕩(或另外取樣操作)若品紅溶液褪色，則假設(shè)3成立；

若品紅溶液不褪色，則假設(shè)2成立

猜想型實驗試題的一般思路

探究型實驗

2．(2022·石景山模擬)某小組通過實驗探究NO的某些性質(zhì)。

(1)從氮元素的價態(tài)角度分析，NO有________性和________性。

(2)設(shè)計實驗探究NO的氧化性。

實驗Ⅰ：用排水法收集一瓶NO，將其倒扣在盛有堿性Na2SO3溶液的水槽中，振蕩，觀察到集氣瓶中液面上升。

②某同學(xué)認(rèn)為，需通過進一步實驗驗證NO的氧化性，補充以下實驗：

實驗Ⅱ：取飽和Na2SO4溶液，加入少量冰醋酸，再滴加5滴0.1mol/L的AgNO3溶液，無明顯變化。

實驗Ⅲ：取少量實驗Ⅰ反應(yīng)后集氣瓶中的溶液，加入少量冰醋酸，再滴加5滴0.1mol/L的AgNO3溶液，_______________________________

___________________________________________________(填實驗現(xiàn)象)。

上述實驗證明NO有氧化性。

實驗Ⅱ的目的是_______________________________________________

________________________；

③寫出NO與堿性Na2SO3溶液反應(yīng)的離子方程式：________________

_________________________________________________________；

④從電極反應(yīng)角度分析NO與堿性Na2SO3溶液的反應(yīng)。

還原反應(yīng)：2NO＋2e－===N2O

氧化反應(yīng)：___________________________________________________

____________________。

實驗Ⅳ：用排水法收集兩瓶NO，將其分別倒扣在飽和Na2SO3溶液和加有NaOH的飽和Na2SO3溶液中，后者集氣瓶中液面上升更快。

根據(jù)上述實驗所得結(jié)論：_______________________________________

____________________________________。

(3)寫一反應(yīng)的化學(xué)方程式證明NO具有還原性：___________________

________________________________________________________。

[思路點撥]

探究型實驗試題的思維模型

1．化學(xué)小組探究Cu與Fe2(SO4)3溶液的反應(yīng)，實驗如表所示：

序號實驗方案實驗現(xiàn)象

實驗ⅰ振蕩試管，觀察到溶液變?yōu)樗{色，待反應(yīng)充分后，試管底部有Cu粉剩余

實驗ⅱ取實驗ⅰ中的上層清液，向其中滴加0.1mol·L－1KSCN溶液溶液局部變紅，同時產(chǎn)生白色沉淀，振蕩試管，紅色消失

已知：經(jīng)檢驗白色沉淀為CuSCN。

(1)實驗ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________

_________________________________________________________。

(2)實驗ⅱ中檢測到Fe3＋，依據(jù)的實驗現(xiàn)象是

________________________________________________________________________。

(3)對實驗ⅱ中Fe3＋產(chǎn)生的原因做如下假設(shè)：

假設(shè)1：Cu與Fe2(SO4)3的反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)。

假設(shè)2：溶液中的Fe2＋被________氧化。

假設(shè)3：在實驗ⅱ的條件下，F(xiàn)e2＋被Cu2＋氧化。

①將假設(shè)2補充完整；

②通過查找________數(shù)據(jù)，可定量判斷Cu與Fe2(SO4)3的反應(yīng)是否為可逆反應(yīng)。

(4)設(shè)計實驗驗證假設(shè)。

序號實驗ⅲ實驗ⅳ

方案

現(xiàn)象放置較長時間，溶液顏色不變紅閉合開關(guān)K，電流計指針不動，向右側(cè)CuSO4溶液中滴加0.1mol·L－1KSCN，指針向右大幅度偏轉(zhuǎn)，溶液中有白色渾濁物產(chǎn)生。取出左側(cè)溶液，滴加0.1mol·L－1KSCN，溶液變紅

①假設(shè)1不成立的實驗證據(jù)是_________________________________________

____________________________；

②實驗ⅲ的目的是__________________________________________________

______________________；

③溶液a是________________。電極材料b、c分別是________、________；

④結(jié)合電極反應(yīng)，從化學(xué)平衡的角度解釋實驗ⅱ中Fe3＋產(chǎn)生的原因：

__________________________________________________________。

[解析]該實驗的目的是探究銅與硫酸鐵溶液的反應(yīng)，由探究實驗所得實驗現(xiàn)象可知，銅與硫酸鐵溶液的反應(yīng)不是可逆反應(yīng)。(1)由實驗現(xiàn)象可知，實驗ⅰ中發(fā)生的反應(yīng)為銅與硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和硫酸銅，反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。(2)由實驗ⅱ的上層清液滴加硫氰化鉀溶液后，溶液局部變紅可知，溶液中存在鐵離子。(3)①亞鐵離子具有還原性，可能被空氣中氧氣氧化生成鐵離子使硫氰化鉀溶液變紅色，則假設(shè)2為Fe2＋被空氣中氧氣氧化；②若銅與硫酸鐵的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，可以通過資料查找該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)是否大于105定量判斷確定。

(4)①由實驗ⅳ中閉合開關(guān)K，電流計指針不動可知，銅與硫酸鐵的反應(yīng)不是可逆反應(yīng)，證明假設(shè)1不成立；②由實驗ⅲ中放置較長時間，溶液顏色不變紅，說明鐵離子的存在與空氣中氧氣無關(guān)，證明假設(shè)2不成立，則實驗ⅲ的目的是驗證假設(shè)2是否成立；③銅與2mL0.05mol/L硫酸鐵溶液反應(yīng)生成0.1mol/L硫酸亞鐵和0.05mol/L硫酸銅，由探究實驗變量唯一化原則可知，溶液a應(yīng)選擇0.1mol/L硫酸亞鐵溶液；若驗證在實驗ⅱ的條件下，銅離子將亞鐵離子氧化，實驗ⅳ設(shè)計原電池時，應(yīng)選擇不參與銅離子和亞鐵離子反應(yīng)的惰性材料作電極，則b、c電極可以選擇石墨電極；④由驗證在實驗ⅱ的條件下，銅離子將亞鐵離子氧化可知，銅離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成亞銅離子，在溶液中存在平衡：Cu2＋＋e－Cu＋，向硫酸銅溶液中滴加硫氰化鉀溶液，硫氰酸根離子與亞銅離子結(jié)合生成硫氰化亞銅沉淀，導(dǎo)致亞銅離子濃度降低，有利于電極反應(yīng)正向移動，促使亞鐵離子在負極被氧化。

[答案](1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(2)溶液局部變紅(3)①O2②化學(xué)平衡常數(shù)

(4)①電流計指針不動②驗證假設(shè)2是否成立③0.1mol/LFeSO4石墨石墨④Cu2＋＋e－Cu＋，SCN－與Cu＋結(jié)合生成CuSCN沉淀，導(dǎo)致c(Cu＋)降低，有利于電極反應(yīng)正向移動，Cu2＋得電子能力增強(大于Fe3＋)，使得Fe2＋被氧化

2．實驗小組同學(xué)為探究Fe2＋的性質(zhì)，進行如下實驗。

【實驗Ⅰ】向2mL0.1mol·L－1FeSO4溶液中滴加幾滴0.1mol·L－1KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再滴加幾滴3%H2O2溶液(用H2SO4酸化至pH＝1)，溶液顏色變紅。

(1)甲同學(xué)通過上述實驗分析Fe2＋具有______(填“氧化”或“還原”)性。

乙同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)Fe2＋與SCN－也可發(fā)生反應(yīng)，生成無色的配合物。為證實該性質(zhì)，利用FeCO3進行如下實驗。

(2)FeCO3的制備：用過量NH4HCO3溶液與FeSO4溶液反應(yīng)得到FeCO3，離子方程式為_________________________________________

__________________________________________________________。

【實驗Ⅱ】驗證Fe2＋與SCN－發(fā)生反應(yīng)：

(3)通過實驗b排除了___________________________________________

的干擾。

(4)從沉淀溶解平衡角度解釋實驗a和b最終溶液顏色不同的原因是

__________________________________________________________。

丙同學(xué)設(shè)計實驗進一步證明Fe2＋可與SCN－反應(yīng)。

【實驗Ⅲ】

(5)上述實驗中，d為c的對照實驗。

①X為________；

②實驗?zāi)軌蜃C實Fe2＋可與SCN－反應(yīng)，則應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是_________

___________________________________________________________。

(6)實驗Ⅲ中若未加適量水稀釋，則無法通過現(xiàn)象得出結(jié)論。推測加水稀釋的目的可能有使后續(xù)實驗顏色變化易于觀察；降低c(Fe3＋)，_____

_____________________________________________________________________________________________________________________。

[解析](1)向2mL0.1mol·L－1FeSO4溶液中滴加幾滴0.1mol·L－1KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，說明溶液中沒有Fe3＋，再滴加幾滴3%H2O2溶液(用H2SO4酸化至pH＝1)，溶液顏色變紅，說明溶液中產(chǎn)生Fe3＋，H2O2把二價鐵離子氧化為三價鐵離子，通過實驗分析知Fe2＋具有還原性。(2)用過量NH4HCO3溶液與FeSO4溶液反應(yīng)得到FeCO3，離子方程式為Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。(3)實驗b是在碳酸亞鐵中加入水，充分振蕩，靜置，取上層清液加入雙氧水，溶液基本無色，但加入KSCN溶液，溶液變?yōu)闇\紅色，通過實驗b，排除了FeCO3在水中溶解產(chǎn)生的Fe2＋的干擾。

考點三定量測定型綜合實驗

03

高考命題分析

核心知能突破

關(guān)鍵能力訓(xùn)練

定量測定型綜合實驗試題通常以實驗制備的物質(zhì)作為載體，通過實驗分析產(chǎn)物的純度，化學(xué)式等。涉及內(nèi)容主要有實驗數(shù)據(jù)的處理及數(shù)據(jù)處理過程中的有關(guān)計算方法—守恒法、關(guān)系式法、差量法等。如2022年山東卷的FeCl2·nH2O的n值測定；2022年廣東卷的HAc濃度的測定；2022年河北卷的香菇中添加劑亞硫酸鹽的含量測定；2022年湖南卷的測定產(chǎn)品中BaCl2·2H2O的含量；2022年遼寧卷的產(chǎn)品H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定等。此類綜合實驗不僅體現(xiàn)了“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的核心素養(yǎng)，而且考查了學(xué)生處理實驗數(shù)據(jù)的計算能力。

1．四種定量測定的方法與原理

(1)測量沉淀質(zhì)量法

先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀，然后稱量過濾、洗滌、干燥后沉淀的質(zhì)量，再進行相關(guān)計算。

稱量固體一般用托盤天平，精確度為0.1g，要求精確度高的實驗中可使用分析天平，可精確到0.0001g。

(2)測量氣體體積法

①量氣裝置的設(shè)計

下列裝置中，A是常規(guī)的量氣裝置，B、C、D是改進后的裝置。

②讀數(shù)時先要將其恢復(fù)至室溫，再調(diào)整量氣裝置使兩側(cè)液面相平，最后讀數(shù)要求視線與凹液面最低點相切。

(3)測量氣體質(zhì)量法

一般有兩種方法：一種方法是稱反應(yīng)裝置在放出氣體前后的質(zhì)量減小值；另一種方法是稱吸收裝置在反應(yīng)前后的質(zhì)量增大值。

(4)滴定法

即利用滴定操作原理，通過酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原反應(yīng)滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)再進行相關(guān)計算。

2．定量測定中的相關(guān)計算

(2023·山東等級考，T18)六氯化鎢(WCl6)可用作有機合成催化劑，熔點為283℃，沸點為340℃，易溶于CS2，極易水解。實驗室中，先將三氧化鎢(WO3)還原為金屬鎢(W)再制備WCl6，裝置如圖所示(夾持裝置略)?；卮鹣铝袉栴}：

(1)檢查裝置氣密性并加入WO3。先通N2，其目的是________________；一段時間后，加熱管式爐，改通H2，對B處逸出的H2進行后續(xù)處理。儀器A的名稱為____________，證明WO3已被完全還原的現(xiàn)象是_______________。

(2)WO3完全還原后，進行的操作為：①冷卻，停止通H2；②以干燥的接收裝置替換E；③在B處加裝盛有堿石灰的干燥管；④……；⑤加熱，通Cl2；⑥……。堿石灰的作用是________；操作④是________，目的是_________________________________________________________________

______。

(3)利用碘量法測定WCl6產(chǎn)品純度，實驗如下：

①稱量：將足量CS2(易揮發(fā))加入干燥的稱量瓶中，蓋緊稱重為m1g；開蓋并計時1分鐘，蓋緊稱重為m2g；再開蓋加入待測樣品并計時1分鐘，蓋緊稱重為m3g，則樣品質(zhì)量為______g(不考慮空氣中水蒸氣的干擾)。

[審題指導(dǎo)]

審讀題干審讀題意明實驗?zāi)康暮托畔⒎磻?yīng)

抽取信息①WCl6熔點為283℃，沸點為340℃，極易水解，易溶于CS2，②H2還原WO3，③W與Cl2反應(yīng)生成WCl6，④碘量法測定WCl6產(chǎn)品純度

思路導(dǎo)引(1)H2還原WO3生成H2O，WO3被完全還原時現(xiàn)象應(yīng)為不再有H2O凝結(jié)

(2)在B處加裝盛有堿石灰的干燥管，目的是吸收Cl2，氯氣有毒，防止污染空氣，同時還起到防止水蒸氣進入的目的。WO3完全被還原后，冷卻、停止通氫氣，以干燥的接收裝置替換E，在B處加裝盛有堿石灰的干燥管，為了實驗安全，操作④是繼續(xù)通入氮氣，排盡裝置內(nèi)殘余的氫氣，然后加熱通入氯氣，制備六氯化鎢

(3)①根據(jù)題意可知1分鐘CS2揮發(fā)的質(zhì)量為(m1－m2)g，開蓋加入待測樣品時，質(zhì)量為m3g，則樣品的質(zhì)量為[m3＋(m1－m2)－m2]g＝(m3＋m1－2m2)g

②根據(jù)題意可得關(guān)系式：2S2O～I2～WCl6

[答案](1)排除裝置中的空氣直形冷凝管錐形瓶中不再有水凝結(jié)

定量測定實驗的解題模型

硫酸亞鐵銨又稱莫爾鹽，是淺綠色晶體。它在空氣中比一般亞鐵鹽穩(wěn)定，是常用的Fe2＋試劑。為測定硫酸亞鐵銨[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]的純度，某學(xué)生取mg硫酸亞鐵銨樣品配制成500mL溶液，根據(jù)物質(zhì)組成，甲、乙、

丙三位同學(xué)設(shè)計了如下三個實驗方案。

(甲)方案一：取20.00mL硫酸亞鐵銨溶液，用0.1000mol·L－1的酸性KMnO4溶液分三次進行滴定。

(乙)方案二：取20.00mL硫酸亞鐵銨溶液進行如下實驗。

(1)若實驗操作都正確，但方案一的測定結(jié)果總是小于方案二，其可能原因為_______________________________________________________

_________________________________________________________，

驗證推測的方法為_____________________________________________

__________________________________________________________。

(丙)方案三：(通過NH測定)實驗設(shè)計如圖所示。取20.00mL硫酸亞鐵銨溶液進行該實驗。

(2)①裝置________(填“甲”或“乙”)較為合理，判斷理由是_______

_________________________________________________________________________。

量氣管中最佳試劑是________(填字母編號。如選“乙”則填此空，如選“甲”此空可不填)。

a．水b．飽和NaHCO3溶液c．CCl4

②若測得NH3的體積為VL(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則該硫酸亞鐵銨樣品的純度為______________________________。

[答案](1)Fe2＋已被空氣部分氧化取少量硫酸亞鐵銨溶液，加入KSCN溶液，若溶液變?yōu)榧t色，則說明Fe2＋已被空氣部分氧化(2)①乙甲裝置會出現(xiàn)倒吸c②×100%

真題感悟·明確考向

04

1．(2022·全國乙卷，T27)二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀{K2[Cu(C2O4)2]}可用于無機合成、功能材料制備。實驗室制備二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀可采用如下步驟：

Ⅰ.取已知濃度的CuSO4溶液，攪拌下滴加足量NaOH溶液，產(chǎn)生淺藍色沉淀。加熱，沉淀轉(zhuǎn)變成黑色，過濾。

Ⅱ.向草酸(H2C2O4)溶液中加入適量K2CO3固體，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。

Ⅲ.將Ⅱ的混合溶液加熱至80～85℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁熱過濾。

Ⅳ.將Ⅲ的濾液用蒸汽浴加熱濃縮，經(jīng)一系列操作后，干燥，得到二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀晶體，進行表征和分析。

回答下列問題：

(1)由CuSO4·5H2O配制Ⅰ中的CuSO4溶液，下列儀器中不需要的是________(填儀器名稱)。

(2)長期存放的CuSO4·5H2O中，會出現(xiàn)少量白色固體，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(3)Ⅰ中的黑色沉淀是________(寫化學(xué)式)。

(4)Ⅱ中原料配比為n(H2C2O4)∶n(K2CO3)＝1.5∶1，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________

___________________________________________________________。

(5)Ⅱ中，為防止反應(yīng)過于劇烈而引起噴濺，加入K2CO3應(yīng)采取________的方法。

(6)Ⅲ中應(yīng)采用________進行加熱。

(7)Ⅳ中“一系列操作”包括_____________________________________

___________________________________。

[解析](1)由CuSO4·5H2O固體配制硫酸銅溶液，需用天平稱量一定質(zhì)量的CuSO4·5H2O固體，將稱量好的固體放入燒杯中，用量筒量取一定體積的水溶解CuSO4·5H2O，因此用不到的儀器有分液漏斗和球形冷凝管。(2)CuSO4·5H2O含結(jié)晶水，長期放置會風(fēng)化失去結(jié)晶水，生成無水硫酸銅，無水硫酸銅為白色固體。(3)硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成淺藍色的氫氧化銅沉淀，加熱，氫氧化銅分解生成黑色的氧化銅沉淀。

(4)草酸和碳酸鉀以物質(zhì)的量之比為1.5∶1發(fā)生非氧化還原反應(yīng)生成KHC2O4、K2C2O4、CO2和水，依據(jù)原子守恒可知，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3H2C2O4＋2K2CO3===2KHC2O4＋K2C2O4＋2H2O＋2CO2↑。(5)為防止草酸和碳酸鉀反應(yīng)時反應(yīng)過于劇烈，造成液體噴濺，可減緩反應(yīng)速率，將碳酸鉀進行分批加入并攪拌。(6)Ⅲ中將混合溶液加熱至80～85℃，應(yīng)采取水浴加熱，使液體受熱均勻。(7)從熱飽和溶液獲得晶體的一般方法為冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，得到二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀晶體。

[答案](1)分液漏斗、球形冷凝管(2)晶體部分失去結(jié)晶水(風(fēng)化)(3)CuO(4)3H2C2O4＋2K2CO3===2KHC2O4＋K2C2O4＋2H2O＋2CO2↑(5)分批加入(6)水浴(7)冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌

2．(2022·浙江6月選考，T30)氨基鈉(NaNH2)是重要的化學(xué)試劑，實驗室可用如圖裝置(夾持、攪拌、尾氣處理裝置已省略)制備。

簡要步驟如下：

Ⅰ.在瓶A中加入100mL液氨和0.05gFe(NO3)3·9H2O，通入氨氣排盡密閉體系中的空氣，攪拌。

Ⅱ.加入5g鈉粒，反應(yīng)，得NaNH2粒狀沉積物。

Ⅲ.除去液氨，得產(chǎn)品NaNH2。

已知：NaNH2幾乎不溶于液氨，易與水、氧氣等反應(yīng)。

2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑

NaNH2＋H2O===NaOH＋NH3↑

4NaNH2＋3O2===