考點(diǎn)53 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計與評價（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方考點(diǎn)53化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計與評價綜合實(shí)驗(yàn)題是高考必考題型，分析近幾年全國卷試題，非選擇題涉及的綜合實(shí)驗(yàn)題是每年考查能力的綜合壓軸題，具有知識容量大、出題素材新、考查角度廣、綜合程度高，能力要求強(qiáng)等特點(diǎn)，也是區(qū)分度較大的主要題型。以選擇題和綜合實(shí)驗(yàn)題為主，充分體現(xiàn)了“源于教材，又不拘泥于教材”的命題指導(dǎo)思想，把化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識和基本操作技能準(zhǔn)確遷移到類似的實(shí)驗(yàn)中去，在一定程度考查創(chuàng)新思維能力。預(yù)計2023年高考將會以元素及其化合物和典型有機(jī)物的性質(zhì)為基礎(chǔ)，依托新的信息背景進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計和方案的評價進(jìn)行考查。備考中要注意有機(jī)物的涉入，理清關(guān)系，熟記切入點(diǎn)——從安全、環(huán)保、可行、簡約等角度進(jìn)行評價分析。一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計二、化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的探究三、綜合實(shí)驗(yàn)方案的評價化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計1．實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計的基本要求2．化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本內(nèi)容一個相對完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案一般包括下述內(nèi)容：(1)實(shí)驗(yàn)名稱；(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?3)實(shí)驗(yàn)原理；(4)實(shí)驗(yàn)用品(藥品、儀器、裝置、設(shè)備)及規(guī)格；(5)實(shí)驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法；(6)實(shí)驗(yàn)注意事項；(7)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄及結(jié)果處理；(8)問題與討論。3．實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計的基本思路根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮砑八x用的藥品和儀器，設(shè)計合理的實(shí)驗(yàn)方案，并且從幾種方案中分析選擇出最佳方案。【典例】例1測定Cu(NO3)2?nH2O的結(jié)晶水含量，下列方案中肯定不可行的是()A．稱量樣品→加熱→冷卻→稱量CuOB．稱量樣品→加熱→冷卻→稱量Cu(NO3)2C．稱量樣品→加熱→用已知質(zhì)量的無水氯化鈣吸收水蒸氣并稱量D．稱量樣品→加NaOH→過濾→加熱→冷卻→稱量CuO【答案】B【解析】Cu(NO3)2受熱易分解，其分解反應(yīng)為：2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑。A項，稱量樣品→加熱→冷卻→稱量CuO，根據(jù)硝酸銅分解的方程式以及氧化銅的質(zhì)量可測定Cu(NO3)2?nH2O的結(jié)晶水含量，故A正確；B項，因硝酸銅易分解，稱量樣品→加熱無法恰好使結(jié)晶水合物恰好分解為硝酸銅，故B錯誤；C項，稱量樣品→加熱→用已知質(zhì)量的無水氯化鈣吸收水蒸氣并稱量，根據(jù)水的質(zhì)量以及結(jié)晶水合物的質(zhì)量可以求解，故C正確；D項，稱量樣品→加NaOH將硝酸銅轉(zhuǎn)化為氫氧化銅，→過濾→加熱氫氧化銅分解生成氧化銅→冷卻→稱量CuO，根據(jù)銅原子守恒求解無水硝酸銅的質(zhì)量，據(jù)此求解結(jié)晶水含量，故D正確；故選B。例2某機(jī)械加工工廠在生產(chǎn)加工過程中會產(chǎn)生一種鐵鋁合金廢料，研究小組的同學(xué)將一定量鐵鋁合金樣品溶解后提取50mL試樣，分離并測定Fe3＋的濃度，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計如下：已知：乙醚[(C2H5)2O]沸點(diǎn)34.5℃，易揮發(fā)、易燃、低毒，揮發(fā)后點(diǎn)燃易發(fā)生爆炸，微溶于水，密度比水小。含F(xiàn)e3+的HCl溶液，在HCl濃度較高時，用3倍體積的含HCl的乙醚溶液萃取，可形成易溶于乙醚的締合物[(C2H5)2O·H]+·[FeCl4]-；降低HCl濃度，該締合物解離。請回答：(1)經(jīng)操作A可得溶液Ⅰ、Ⅱ，具體操作為：靜置后，_____________。(2)適量加入的試劑甲，最好是難溶性還原劑，原因是________________________。(3)蒸餾裝置如圖所示，裝置中存在的錯誤是____________、______________。(4)下列有關(guān)說法不正確的是__________。A．滴定管在使用前需用待裝液潤洗，錐形瓶則不用潤洗B．判斷經(jīng)操作A后，F(xiàn)e3＋是否有殘留，可以使用KSCN溶液檢測C．開始滴定前，滴定管尖嘴處懸有標(biāo)準(zhǔn)液液滴，滴定終點(diǎn)時尖嘴處無懸液，則測得的Fe3＋濃度偏高D．溶液由黃色變?yōu)闇\紫色時，滴定到達(dá)終點(diǎn)(5)先除去溶液中溶解的HCl，再用0.0500mol·L－1KMnO4溶液進(jìn)行滴定，實(shí)驗(yàn)三次，達(dá)到終點(diǎn)時平均消耗KMnO4溶液12.00mL。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，試樣X中c(Fe3＋)為________?！敬鸢浮?1)打開分液漏斗的玻璃塞和活塞，待下層液體流盡后，關(guān)閉活塞，將上層液體從上口倒出(2)加入過量的可溶性還原劑，滴定時會與KMnO4反應(yīng)，引起誤差(3)冷凝水進(jìn)出方向使用明火加熱(4)CD(5)2.40mol·L－1【解析】(1)經(jīng)操作A可得溶液Ⅰ、Ⅱ，操作為分液，具體操作為：靜置后，打開分液漏斗的玻璃塞和活塞，待下層液體流盡后，關(guān)閉活塞，將上層液體從上口倒出；(2)適量加入的試劑甲，加入過量的可溶性還原劑，滴定時會與KMnO4反應(yīng)，引起誤差，故最好是難溶性還原劑；(3)蒸餾時冷凝水應(yīng)下進(jìn)上出，故根據(jù)蒸餾裝置可知，裝置中存在的錯誤是冷凝水進(jìn)出方向；(4)A項，酸堿中和滴定時，為了避免待裝液被蒸餾水稀釋，滴定管使用前需用待裝液潤洗；而錐形瓶中的水分不影響待測液的物質(zhì)的量，則錐形瓶不需要潤洗，A正確；B項，F(xiàn)e3＋的檢驗(yàn)可以使用KSCN溶液，B正確；C項，開始滴定前，滴定管尖嘴處懸有標(biāo)準(zhǔn)液液滴，滴定終點(diǎn)時尖嘴處無懸液，則滴定的標(biāo)準(zhǔn)液體積讀數(shù)偏小，測得的Fe3＋濃度偏低，C不正確；D項，溶液由黃色變?yōu)闇\紫色時，可能還沒達(dá)到滴定終點(diǎn)，應(yīng)等溶液變淺紫色且半分鐘內(nèi)不變色，則滴定到達(dá)終點(diǎn)，D不正確；故選CD；(5)根據(jù)反應(yīng)MnO4-+8H++5Fe2+=Mn2++5Fe3++4H2O可知，試樣X中c(Fe3＋)==2.40mol·L－1。【對點(diǎn)提升】對點(diǎn)1下列設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A．制備Al(OH)3懸濁液：向1mol·L－1AlCl3溶液中加過量的6mol·L－1NaOH溶液B．提純含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入適量NaOH溶液，振蕩后靜置分液，并除去有機(jī)相的水C．檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2＋：取少量待檢驗(yàn)溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象D．探究催化劑對H2O2分解速率的影響：在相同條件下，向一支試管中加入2mL5%H2O2和1mLH2O，向另一支試管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液，觀察并比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象【答案】D【解析】A項中AlCl3＋4NaOH=NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，AlCl3在過量的NaOH溶液中生成NaAlO2，而不是Al(OH)3；B項乙酸與NaOH溶液反應(yīng)，且乙酸乙酯在NaOH溶液中發(fā)生水解反應(yīng)，從而不能提純；C項檢驗(yàn)Fe2＋，應(yīng)先加入KSCN溶液，不變色，再滴加氯水，呈紅色，說明Fe2＋存在，D項濃度相同，催化劑不同，催化效果不同，可以比較。對點(diǎn)2PCl3可用于半導(dǎo)體生產(chǎn)的外延、擴(kuò)散工序。有關(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如下：熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃密度/g·mL－1其他黃磷44.1280.51.822P(過量)＋3Cl22PCl3；2P(少量)＋5Cl22PCl5PCl3－11275.51.574遇水生成H3PO3和HCl，遇O2生成POCl3POCl32105.31.675遇水生成H3PO4和HCl，能溶于PCl3(一)制備：如圖是實(shí)驗(yàn)室制備PCl3的裝置(部分儀器已省略)。(1)儀器乙的名稱是________。(2)實(shí)驗(yàn)室用漂白粉加濃鹽酸制備Cl2的化學(xué)方程式為_________________________。(3)堿石灰的作用是___________________________________。(4)向儀器甲中通入干燥Cl2之前，應(yīng)先通入一段時間的CO2，其目的是_______________。(二)提純：(5)粗產(chǎn)品中常含有POCl3、PCl5等。加入黃磷加熱除去PCl5后，通過________(填實(shí)驗(yàn)操作名稱)，即可得到PCl3的純品。(三)分析：測定產(chǎn)品中PCl3純度的方法如下：迅速稱取4.200g產(chǎn)品，水解完全后配成500mL溶液，取出25.00mL加入過量的0.1000mol·L－120.00mL碘溶液，充分反應(yīng)后再用0.1000mol·L－1Na2S2O3溶液滴定過量的碘，終點(diǎn)時消耗10.00mLNa2S2O3溶液。已知：H3PO3＋H2O＋I(xiàn)2=H3PO4＋2HI；I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6；假設(shè)測定過程中沒有其他反應(yīng)。(6)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，該產(chǎn)品中PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。若滴定終點(diǎn)時俯視讀數(shù)，則PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)?！敬鸢浮?1)冷凝管(2)Ca(ClO)2＋4HCl(濃)=CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑(3)吸收多余的Cl2，防止污染環(huán)境；防止空氣中的水分進(jìn)入，影響產(chǎn)品純度(4)排盡裝置中的空氣，防止O2和水與PCl3反應(yīng)(5)蒸餾(6)98.21%偏大【解析】(1)儀器乙為冷凝管。(2)用漂白粉加濃鹽酸制備Cl2的反應(yīng)為Ca(ClO)2＋4HCl(濃)=CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑。(3)根據(jù)PCl3遇水能發(fā)生反應(yīng)，氯氣有毒知，堿石灰的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入并吸收多余的Cl2。(4)甲中通入干燥Cl2之前，先通入CO2，是為了排盡裝置中的空氣，防止O2和水與PCl3反應(yīng)。(5)PCl3、POCl3的沸點(diǎn)相差較大，可以利用蒸餾的方法分離。(6)根據(jù)提供的反應(yīng)，有n(H3PO3)＋eq\f(1,2)n(Na2S2O3)＝n(I2)，則25.00mL溶液中n(H3PO3)＝0.1000mol·L－1×0.02L－eq\f(1,2)×0.1000mol·L－1×0.01L＝0.0015mol。根據(jù)PCl3＋3H2O=H3PO3＋3HCl，則4.2g產(chǎn)品中n(PCl3)＝0.0015mol×20＝0.03mol，PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(137.5g/mol×0.03mol,4.2g)×100%＝98.21%。由于滴定管“0”刻度在上，若滴定終點(diǎn)時俯視讀數(shù)，則計算時Na2S2O3溶液的體積偏小，根據(jù)n(H3PO3)＝n(I2)－eq\f(1,2)n(Na2S2O3)知n(H3PO3)偏大，故PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大?！厩蓪W(xué)妙記】1．物質(zhì)制備型實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(1)應(yīng)遵循以下原則：①條件合適，操作方便；②原理正確，步驟簡單；③原料豐富，價格低廉；④產(chǎn)物純凈，污染物少。(2)設(shè)計的基本流程為根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物→確定可能原理→設(shè)計可能實(shí)驗(yàn)方案→優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案→選擇原料→設(shè)計反應(yīng)裝置(方法、儀器等)→實(shí)施實(shí)驗(yàn)(步驟、操作要點(diǎn)、控制反應(yīng)條件等)→分離提純產(chǎn)品。2．性質(zhì)探究型實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(1)主要是從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或從所屬類型的典型代表物去推測物質(zhì)可能具有的一系列性質(zhì)，而后據(jù)此設(shè)計出合理的實(shí)驗(yàn)方案，去探索它所可能具有的性質(zhì)。(2)設(shè)計的基本流程為根據(jù)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和類型→提出性質(zhì)猜想→設(shè)計實(shí)驗(yàn)逐個驗(yàn)證→記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)→歸納分析→合理推斷、得出結(jié)論。3．性質(zhì)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(1)主要是求證物質(zhì)具備的性質(zhì)，關(guān)鍵是設(shè)計出簡捷的實(shí)驗(yàn)方案，要求操作簡單，簡便易行，現(xiàn)象明顯，且安全可行。(2)設(shè)計的基本流程為根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)→設(shè)計可能實(shí)驗(yàn)方案→優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案→實(shí)施實(shí)驗(yàn)(原理、方法、步驟、儀器、藥品、操作要點(diǎn)等)→觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)→綜合分析、得出結(jié)論?；瘜W(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的探究1．對未知產(chǎn)物的探究通過化學(xué)反應(yīng)原理猜測可能生成哪些物質(zhì)，對這些物質(zhì)逐一進(jìn)行檢驗(yàn)來確定究竟含有哪些物質(zhì)。雖然探究型實(shí)驗(yàn)主要考查學(xué)生的探究能力，但在問題中常常包含了對實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識的考查。例如：(1)常見物質(zhì)分離的提純方法：結(jié)晶法、蒸餾法、過濾法、升華法、萃取法、滲析法等。(2)常見氣體的制備、凈化、干燥、收集等方法。(3)熟悉重點(diǎn)的操作：氣密性檢查、測量氣體體積、防倒吸、防污染等。2．物質(zhì)性質(zhì)的探究(1)在探究過程中往往可以利用對比實(shí)驗(yàn)，即設(shè)置幾組平行實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行對照和比較，從而研究和揭示某種規(guī)律，解釋某種現(xiàn)象形成的原因或證明某種反應(yīng)機(jī)理。(2)無機(jī)物、有機(jī)物性質(zhì)的探究，必須在牢牢掌握元素化合物知識的基礎(chǔ)上，大膽猜想，細(xì)心論證。脫離元素化合物知識，獨(dú)立看待實(shí)驗(yàn)問題是不科學(xué)的，只有靈活運(yùn)用已有的元素化合物知識，才能變探究型實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，使復(fù)雜問題簡單化。【典例】例1(2021?廣東選擇性考試)含氯物質(zhì)在生產(chǎn)生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究軟錳礦(主要成分是MnO2)的過程中，將它與濃鹽酸混合加熱，產(chǎn)生了一種黃綠色氣體。1810年，戴維確認(rèn)這是一種新元素組成的單質(zhì)，并命名為chlorine(中文命名“氯氣”)。(1)實(shí)驗(yàn)室沿用舍勒的方法制取Cl2的化學(xué)方程式為_______。(2)實(shí)驗(yàn)室制取干燥Cl2時，凈化與收集Cl2所需裝置的接口連接順序?yàn)開______。(3)某氯水久置后不能使品紅溶液褪色，可推測氯水中_______已分解。檢驗(yàn)此久置氯水中Cl-存在的操作及現(xiàn)象是_______。(4)某合作學(xué)習(xí)小組進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)探究。①實(shí)驗(yàn)任務(wù)。通過測定溶液電導(dǎo)率，探究溫度對AgCl溶解度的影響。②查閱資料。電導(dǎo)率是表征電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的物理量。溫度一定時，強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液的電導(dǎo)率隨溶液中離子濃度的增大而增大；離子濃度一定時，稀溶液電導(dǎo)率隨溫度的升高而增大。25℃時，Ksp(AgCl)=1.8。③提出猜想。猜想a：較高溫度的AgCl飽和溶液的電導(dǎo)率較大。猜想b：AgCl在水中的溶解度s(45℃)s(35℃)s(25℃)。④設(shè)計實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證猜想。取試樣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同溫度下配制的AgCl飽和溶液)，在設(shè)定的測試溫度下，進(jìn)行表中實(shí)驗(yàn)1~3，記錄數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)序號試樣測試溫度/℃電導(dǎo)率/1Ⅰ：25℃的AgCl飽和溶液25A12Ⅱ：35℃的AgCl飽和溶液35A23Ⅲ：45℃的AgCl飽和溶液45A3⑤數(shù)據(jù)分析、交流討論。25℃的AgCl飽和溶液中，c(Cl-)=______________mol·L－1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為A3A2A1。小組同學(xué)認(rèn)為，此結(jié)果可以證明③中的猜想成立，但不足以證明猜想成立。結(jié)合②中信息，猜想不足以成立的理由有_______。⑥優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。小組同學(xué)為進(jìn)一步驗(yàn)證猜想，在實(shí)驗(yàn)1~3的基礎(chǔ)上完善方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)4和5。請在答題卡上完成表中內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)序號試樣測試溫度/℃電導(dǎo)率/4Ⅰ_______B15______________B2⑦實(shí)驗(yàn)總結(jié)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)1~5的結(jié)果，并結(jié)合②中信息，小組同學(xué)認(rèn)為猜想也成立。猜想成立的判斷依據(jù)是_______?！敬鸢浮?1)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)c-d-b-a-e(3)HClO向溶液中加入過量稀硝酸，防止溶液中含有CO32-、HCO3-等，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，則證明原溶液中含有Cl-(4)⑤1.3410-5測試溫度不同，根據(jù)電導(dǎo)率結(jié)果無法判斷不同溫度下飽和溶液的溶解度⑥45℃II45℃⑦A3>B2>B1【解析】(1)實(shí)驗(yàn)室通常采用濃鹽酸和MnO2制取Cl2，化學(xué)方程式為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；(2)根據(jù)化學(xué)方程式可知，制取的氯氣中混有氯化氫、水蒸氣，氯氣有毒，必須進(jìn)行尾氣處理，因此使用飽和食鹽水吸收氯化氫氣體，濃硫酸除去水蒸氣，最后用NaOH溶液吸收尾氣，因此接口連接順序?yàn)閏-d-b-a-e；(3)久置后不能使品紅溶液褪色，說明HClO已分解；檢驗(yàn)Cl-的方法為向溶液中加入過量稀硝酸，防止溶液中含有CO32-、HCO3-等，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，則證明原溶液中含有Cl-；(4)⑤25℃時，Ksp(AgCl)=c(Ag＋)c(Cl-)，根據(jù)沉淀溶解平衡可知，飽和的AgCl溶液中c(Ag＋)c(Cl-)，所以有==1.3410-5mol·L－1；實(shí)驗(yàn)1~3中，不同的飽和溶液濃度不同且測試溫度不同，根據(jù)資料顯示離子濃度一定時，稀溶液電導(dǎo)率隨溫度的升高而增大，所以根據(jù)實(shí)驗(yàn)1~3無法判斷溫度較高的飽和溶液離子濃度大，進(jìn)而不能得出溶解度關(guān)系；⑥如果要判斷AgCl在水中的溶解度隨溫度的變化情況，可以設(shè)計不相同溫度下的飽和溶液在相同溫度下測試，如果溫度較高下的飽和溶液電導(dǎo)率比溫度較低的飽和溶液電導(dǎo)率高，則可以得出溫度升高飽和溶液中離子濃度高。所以可以設(shè)計試樣Ⅰ在45℃下測試與實(shí)驗(yàn)3比較；設(shè)計試樣II在45℃下測試與實(shí)驗(yàn)3比較；⑦猜想b成立的判斷依據(jù)是A3>B2>B1。例2某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“Fe＋2Ag＋=Fe2＋＋2Ag”的實(shí)驗(yàn)中檢測到Fe3＋，發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L－1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。(1)檢驗(yàn)產(chǎn)物①取出少量黑色固體，洗滌后，__________________________________________(填操作和現(xiàn)象)，證明黑色固體中含有Ag。②取上層清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說明溶液中含有________。(2)針對“溶液呈黃色”，甲認(rèn)為溶液中有Fe3＋，乙認(rèn)為鐵粉過量時不可能有Fe3＋，乙依據(jù)的原理是__________________(用離子方程式表示)。針對兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)：①取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實(shí)了甲的猜測。同時發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時間有關(guān)，對比實(shí)驗(yàn)記錄如下：序號取樣時間/min現(xiàn)象ⅰ3產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色ⅱ30產(chǎn)生白色沉淀，較3min時量少；溶液紅色較3min時加深ⅲ120產(chǎn)生白色沉淀，較30min時量少；溶液紅色較30min時變淺(資料：Ag＋與SCN－生成白色沉淀AgSCN)②對Fe3＋產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè)：假設(shè)a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe3＋；假設(shè)b：空氣中存在O2，由于___________________(用離子方程式表示)，可產(chǎn)生Fe3＋；假設(shè)c：酸性溶液中的NOeq\o\al(－,3)具有氧化性，可產(chǎn)生Fe3＋；假設(shè)d：根據(jù)___________________________現(xiàn)象，判斷溶液中存在Ag＋，可產(chǎn)生Fe3＋。③下述實(shí)驗(yàn)Ⅰ可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3＋的主要原因。實(shí)驗(yàn)Ⅱ可證實(shí)假設(shè)d成立。實(shí)驗(yàn)Ⅰ：向硝酸酸化的____________________溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，不同時間取上層清液滴加KSCN溶液。3min時溶液呈淺紅色，30min后溶液幾乎無色。實(shí)驗(yàn)Ⅱ：裝置如圖。其中甲溶液是________，操作及現(xiàn)象是_____________________。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合方程式推測實(shí)驗(yàn)ⅰ～ⅲ中Fe3＋濃度變化的原因：____________________________。【答案】(1)①加硝酸加熱溶解固體，再滴加稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀②Fe2＋(2)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋②4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀③0.05mol·L－1NaNO3FeSO4溶液分別取電池工作前與工作一段時間后左側(cè)燒杯中溶液，同時滴加KSCN溶液，后者紅色更深(3)溶液中存在反應(yīng)：①2Ag＋＋Fe=Fe2＋＋2Ag，②Ag＋＋Fe2＋=Fe3＋＋Ag，③Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。反應(yīng)開始時，c(Ag＋)大，以反應(yīng)①、②為主，c(Fe3＋)增大。約30min后，c(Ag＋)小，以反應(yīng)③為主，c(Fe3＋)減小【解析】(1)①黑色固體溶于熱的硝酸溶液后，向其中加入稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀，可證明黑色固體中含有Ag。②可利用K3[Fe(CN)6]檢驗(yàn)Fe2＋的存在。(2)過量的鐵粉會與Fe3＋反應(yīng)。②空氣中的O2會與Fe2＋發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生Fe3＋；加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中存在Ag＋，Ag＋可與Fe2＋反應(yīng)產(chǎn)生Fe3＋。③實(shí)驗(yàn)Ⅰ可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3＋的主要原因，只要將原實(shí)驗(yàn)反應(yīng)體系中的Ag＋替換，其他微粒的種類及濃度保持不變，做對比實(shí)驗(yàn)即可，所以可選用0.05mol·L－1NaNO3溶液(pH≈2)；實(shí)驗(yàn)Ⅱ利用原電池裝置證明反應(yīng)Ag＋＋Fe2＋=Ag＋Fe3＋能發(fā)生，所以甲溶液是FeSO4溶液。操作和現(xiàn)象：分別取電池工作前與工作一段時間后左側(cè)燒杯中溶液，同時滴加KSCN溶液，后者紅色更深。【對點(diǎn)提升】對點(diǎn)1某研究性學(xué)習(xí)小組在網(wǎng)上收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可以蝕刻銀，制作美麗的銀飾。他們對蝕刻銀的原因進(jìn)行了如下探究：[實(shí)驗(yàn)]制備銀鏡，并與Fe(NO3)3溶液反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解。(1)下列有關(guān)制備銀鏡過程的說法正確的是。a.邊振蕩盛有2％的AgNO3溶液的試管，邊滴入2％的氨水。至最初的沉淀恰好溶解為止b.將幾滴銀氨溶液滴入2mL乙醛中c.制備銀鏡時，用酒精燈的外焰給試管底部加熱d.銀氨溶液具有較弱的氧化性e.在銀氨溶液配制過程中，溶液的pH增大[提出假設(shè)]假設(shè)1：Fe1＋具有氧化性，能氧化Ag。假設(shè)2：Fe(NO3)3溶液顯酸性，在此酸性條件下NO3能氧化Ag。[設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證假設(shè)](2)甲同學(xué)從上述實(shí)驗(yàn)的生成物中檢驗(yàn)出Fe3＋，驗(yàn)證了假設(shè)1成立。請寫出Fe3＋氧化Ag的離子方程式：。(3)乙同學(xué)設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)2，請幫他完成下表中內(nèi)容(提示：NO3-在不同條件下的還原產(chǎn)物較復(fù)雜，有時難以觀察到氣體產(chǎn)生)。實(shí)驗(yàn)步驟(不要求寫具體操作過程)預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論①②……若銀鏡消失，假設(shè)2成立。若銀鏡不消失，假設(shè)2不成立。[思考與交流](4)甲同學(xué)驗(yàn)證了假設(shè)1成立，若乙同學(xué)驗(yàn)證了假設(shè)2也成立。則丙同學(xué)由此得出結(jié)論：Fe(NO3)3溶液中的Fe3＋和NO3-都氧化了Ag。你是否同意丙同學(xué)的結(jié)論，并簡述理由：?！敬鸢浮?1)ade(2)Fe3＋＋Ag=Fe2＋＋Ag＋(3)①測定上述實(shí)驗(yàn)用的Fe(NO3)3溶液的pH；②配制相同pH的稀硝酸溶液，將此溶液加入到有銀鏡的試管內(nèi)(4)不同意，甲同學(xué)檢驗(yàn)出了Fe2＋，可確定Fe3＋一定氧化了Ag；乙同學(xué)雖然驗(yàn)證了此條件下NO3－能氧化Ag，但在硝酸鐵溶液氧化銀時，由于沒有檢驗(yàn)NO3－的還原產(chǎn)物，因此不能確定NO3－是否氧化了Ag【解析】(1)銀鏡反應(yīng)是將幾滴乙醛滴入銀氨溶液，故b錯；銀鏡反應(yīng)不能直接加熱，應(yīng)該采取水浴加熱，故c錯。從銀氨溶液生成反應(yīng)的離子方程式可知，生成的是強(qiáng)堿，溶液中OH－濃度增大，pH增大。(3)采取稀硝酸溶液或者沒有Fe3＋的其它可溶的酸性硝酸鹽溶液(如Al(NO3)3、Cu(NO3)2等溶液)，看能否溶解銀鏡。但應(yīng)注意保持溶液的pH相同，因?yàn)槿芤核釅A性不同，NO3－的氧化性是不相同的。(4)甲同學(xué)檢驗(yàn)出了Fe2＋，可確定Fe3＋一定氧化了Ag；乙同學(xué)只是驗(yàn)證了此條件下NO3－能氧化Ag，并沒有檢驗(yàn)硝酸鐵溶液氧化銀時是否有NO3－的還原產(chǎn)物，考慮到微粒氧化性有強(qiáng)弱之別，反應(yīng)有先后之分，不能確定NO3－是否氧化了Ag。對點(diǎn)2綠礬(FeSO4·xH2O)是生血片的主要成分。某研究性學(xué)習(xí)小組擬對綠礬熱分解產(chǎn)物進(jìn)行探究。實(shí)驗(yàn)猜想猜想1：生成Fe2O3、SO2、H2O；猜想2：生成Fe、Fe2O3、SO2、H2O；猜想3：生成Fe2O3、SO2、SO3、H2O；……實(shí)驗(yàn)探究該小組用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器略)。請回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)操作的先后順序是________(填字母)。a．熄滅酒精燈，冷卻b．先檢查裝置的氣密性，后加入藥品c．點(diǎn)燃酒精燈，加熱d．在“氣體入口”處通入干燥的N2其中操作d的作用是________________________________________________。(2)在實(shí)驗(yàn)過程中，觀察到A中固體變紅色，B中無水CuSO4____________________，C中試紙的顏色變化是______________。(3)反應(yīng)結(jié)束后，取A中固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象如下：①將固體加入盛有足量稀硫酸的試管中，固體完全溶解，且無氣體放出；②?、僦腥芤旱稳脒m量KMnO4溶液中，KMnO4溶液不退色；③取①中溶液滴入KSCN溶液中，溶液變紅色。由此得出結(jié)論：紅色固體為________。(4)D中有白色沉淀生成，該沉淀的化學(xué)式為________________。有同學(xué)認(rèn)為還應(yīng)該增加一個實(shí)驗(yàn)，取D中沉淀，加入一定量的鹽酸以確定其組成，從而確定FeSO4·xH2O的分解產(chǎn)物，你認(rèn)為是否需要？說明你的理由：___________________________________。實(shí)驗(yàn)結(jié)論(5)硫酸亞鐵晶體加熱分解的化學(xué)方程式為___________________________________。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)(6)有同學(xué)對上述實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計出如圖所示裝置，認(rèn)為該裝置也可以驗(yàn)證硫酸亞鐵晶體熱分解的產(chǎn)物。①G中的現(xiàn)象是____________________，反應(yīng)的離子方程式為__________________。②H中球形干燥管的作用是__________?！敬鸢浮?1)bdca排凈裝置內(nèi)的空氣，防止Fe2＋被空氣中的氧氣氧化而干擾實(shí)驗(yàn)(2)由白色變藍(lán)色藍(lán)色變紅色(3)Fe2O3(4)BaSO4、BaSO3不需要；Fe元素的化合價升高，則必有S元素的化合價降低，根據(jù)原子守恒和得失電子守恒，可知只有部分S元素的化合價降低，則進(jìn)入D中的氣體為SO3和SO2(5)2(FeSO4·xH2O)eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋2xH2O(6)①高錳酸鉀溶液退色5SO2＋2MnOeq\o\al(－,4)＋2H2O=2Mn2＋＋5SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋②防倒吸【解析】(1)該實(shí)驗(yàn)需要探究是否有氣體生成，故首先應(yīng)檢查裝置的氣密性；Fe2＋具有還原性，易被空氣中的氧氣氧化，影響探究結(jié)果，故應(yīng)在“氣體入口”處通入干燥的N2，排凈裝置內(nèi)的空氣；點(diǎn)燃酒精燈，對樣品進(jìn)行加熱，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，熄滅酒精燈，進(jìn)行冷卻。故實(shí)驗(yàn)操作的先后順序是bdca。(2)加熱時，F(xiàn)eSO4·xH2O首先會失去結(jié)晶水，然后FeSO4分解。B中無水CuSO4用于檢驗(yàn)水的生成，吸水后固體由白色變成藍(lán)色；C中收集到酸性氣體，該氣體會使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅。(3)由實(shí)驗(yàn)①可知，沒有氣體放出，可能的原因有兩個：一是A中固體沒有單質(zhì)Fe，二是有單質(zhì)Fe與Fe2O3，二者反應(yīng)生成Fe2＋；由實(shí)驗(yàn)②可知，溶液中不存在Fe2＋，則可知A中固體沒有單質(zhì)Fe；由實(shí)驗(yàn)③和固體顏色可知，A中固體應(yīng)為Fe2O3。(4)由(3)可知，F(xiàn)e元素的化合價升高，則必有S元素的化合價降低，根據(jù)原子守恒和得失電子守恒可知，只有部分S元素的化合價降低，從而可知進(jìn)入D中的氣體為SO3和SO2，因此D中的白色沉淀為BaSO4和BaSO3，不需要再經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。(6)②SO2有毒，不能排放到空氣中，應(yīng)用NaOH溶液吸收。若直接將導(dǎo)管插入溶液中，容易引起倒吸，故用球形干燥管防止倒吸?！厩蓪W(xué)妙記】實(shí)驗(yàn)探究題的思維流程綜合實(shí)驗(yàn)方案的評價1．從可行性方面對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評價(1)實(shí)驗(yàn)原理是否正確、可行。(2)實(shí)驗(yàn)操作是否安全、合理。(3)實(shí)驗(yàn)步驟是否簡單、方便。(4)實(shí)驗(yàn)效果是否明顯、準(zhǔn)確。2．從“綠色化學(xué)”角度對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評價(1)反應(yīng)原料是否易得、安全、無毒。(2)化學(xué)反應(yīng)速率是否較快。(3)原料利用率以及制取物質(zhì)的產(chǎn)率是否較高。(4)制取過程中是否造成環(huán)境污染。3．從“安全性”方面對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評價(1)進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時，要防爆炸(如H2還原CuO應(yīng)先通H2，氣體點(diǎn)燃前先驗(yàn)純等)。(2)冷凝回流(有些反應(yīng)中，為減少易揮發(fā)液體反應(yīng)物的損耗和充分利用原料，需在反應(yīng)裝置上加裝冷凝回流裝置，如長玻璃管、冷凝管等)。(3)其他問題，如實(shí)驗(yàn)操作順序、試劑加入順序、實(shí)驗(yàn)方法使用順序等?！镜淅坷?(2022?全國甲卷)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，下列?shí)驗(yàn)及現(xiàn)象、結(jié)論都正確的是()選項實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)及現(xiàn)象結(jié)論A比較CH3COO-和HCO3-的水解常數(shù)分別測濃度均為0.1mol·L-1的CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH，后者大于前者Kh(CH3COO-)＜Kh(HCO3-)B檢驗(yàn)鐵銹中是否含有二價鐵將鐵銹溶于濃鹽酸，滴入KMnO4溶液，紫色褪去鐵銹中含有二價鐵C探究氫離子濃度對CrO42-、Cr2O72-相互轉(zhuǎn)化的影響向K2CrO4溶液中緩慢滴加硫酸，黃色變?yōu)槌燃t色增大氫離子濃度，轉(zhuǎn)化平衡向生成Cr2O72-的方向移動D檢驗(yàn)乙醇中是否含有水向乙醇中加入一小粒金屬鈉，產(chǎn)生無色氣體乙醇中含有水【答案】C【解析】A項，CH3COONH4中NH4+水解，NH4++H2ONH3·H2O+H+，會消耗CH3COO-水解生成的OH-，測定相同濃度的CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH，后者大于前者，不能說明Kh(CH3COO-)＜Kh(HCO3-)，A錯誤；B項，濃鹽酸也能與KMnO4發(fā)生反應(yīng)，使溶液紫色褪去，B錯誤；C項，K2CrO4中存在平衡2CrO42-(黃色)+2H+Cr2O72-(橙紅色)+H2O，緩慢滴加硫酸，H+濃度增大，平衡正向移動，故溶液黃色變成橙紅色，C正確；D項，乙醇和水均會與金屬鈉發(fā)生反應(yīng)生成氫氣，故不能說明乙醇中含有水，D錯誤；故選C。例2(2020?天津卷)為測定CuSO4溶液的濃度，甲、乙兩同學(xué)設(shè)計了兩個方案。回答下列問題：Ⅰ.甲方案實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)步驟：(1)判斷SO42-沉淀完全的操作為____________。(2)步驟②判斷沉淀是否洗凈所選用的試劑為_____________。(3)步驟③灼燒時盛裝樣品的儀器名稱為__________。(4)固體質(zhì)量為wg，則c(CuSO4)=________mol?L-1。(5)若步驟①從燒杯中轉(zhuǎn)移沉淀時未洗滌燒杯，則測得c(CuSO4)_________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。Ⅱ.乙方案實(shí)驗(yàn)原理：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑實(shí)驗(yàn)步驟:①按右圖安裝裝置(夾持儀器略去)②……③在儀器A、B、C、D、E…中加入圖示的試劑④調(diào)整D、E中兩液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，讀數(shù)并記錄。⑤將CuSO4溶液滴入A中攪拌，反應(yīng)完成后，再滴加稀硫酸至體系不再有氣體產(chǎn)生⑥待體系恢復(fù)到室溫，移動E管，保持D、E中兩液面相平，讀數(shù)并記錄⑦處理數(shù)據(jù)(6)步驟②為___________。(7)步驟⑥需保證體系恢復(fù)到室溫的原因是________(填序號)。a.反應(yīng)熱受溫度影響b.氣體密度受溫度影響c.反應(yīng)速率受溫度影響(8)Zn粉質(zhì)量為ag，若測得H2體積為bmL，已知實(shí)驗(yàn)條件下，則c(CuSO4)______mol?L-1(列出計算表達(dá)式)。(9)若步驟⑥E管液面高于D管，未調(diào)液面即讀數(shù)，則測得c(CuSO4)________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。(10)是否能用同樣的裝置和方法測定MgSO4溶液的濃度：_________(填“是”或“否”)?！敬鸢浮?1)向上層清液中繼續(xù)滴加BaCl2溶液，無白色沉淀生成，則沉淀完全(2)AgNO3溶液(3)坩堝(4)(5)偏低(6)檢查裝置氣密性(7)b(8)(9)偏高(10)否【解析】Ⅰ．(1)硫酸根離子的檢驗(yàn)是滴加氯化鋇溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，證明溶液中含有硫酸根離子，故判斷SO42-沉淀完全的操作向上層清液中繼續(xù)滴加BaCl2溶液，無白色沉淀生成，則沉淀完全；(2)步驟②判斷沉淀是否洗凈所選用的試劑為AgNO3溶液，硫酸鋇沉淀中可能附著有氯化鋇，為了證明還有沒氯離子，需要加入硝酸銀溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，證明沒有洗凈；(3)步驟③灼燒時盛裝樣品的儀器為坩堝；(4)固體質(zhì)量為wg，為硫酸鋇的質(zhì)量，硫酸鋇的物質(zhì)的量為n=，根據(jù)硫酸根守恒可知，CuSO4~BaSO4，則c(CuSO4)===mol?L-1；(5)若步驟①從燒杯中轉(zhuǎn)移沉淀時未洗滌燒杯，會使固體的質(zhì)量偏小，物質(zhì)的量偏小，根據(jù)可知，則測得c(CuSO4)偏低。Ⅱ．(6)加入藥品之前需檢查裝置的氣密性；步驟②為檢查裝置氣密性；(7)氣體的體積受溫度和壓強(qiáng)的影響較大，氣體的質(zhì)量不隨溫度和壓強(qiáng)的變化而改變，密度也受溫度和壓強(qiáng)的影響，步驟⑥需保證體系恢復(fù)到室溫的原因是氣體密度受溫度影響；反應(yīng)熱不受溫度的影響，只與反應(yīng)物和生成物自身的能量有關(guān)，不隨溫度壓強(qiáng)而改變；反應(yīng)速率受溫度影響，溫度越高，反應(yīng)速率越快，步驟⑥需保證體系恢復(fù)到室溫與反應(yīng)速率無關(guān)；(8)Zn粉質(zhì)量為ag，若測得H2體積為bmL，已知實(shí)驗(yàn)條件下，氫氣的質(zhì)量=，利用氫氣的質(zhì)量得到氫氣的物質(zhì)的量n=，根據(jù)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，與酸反應(yīng)的鋅的物質(zhì)的量為，鋅的總物質(zhì)的量為，與硫酸銅反應(yīng)的鋅的物質(zhì)的量為，根據(jù)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，則c(CuSO4)=；(9)若步驟⑥E管液面高于D管，未調(diào)液面即讀數(shù)，得到氫氣的體積偏小，與硫酸反應(yīng)的鋅的質(zhì)量偏小，與硫酸銅反應(yīng)的鋅的質(zhì)量偏大，則測得c(CuSO4)偏高；(10)不能用同樣的裝置和方法測定MgSO4溶液的濃度，硫酸鎂不和鋅發(fā)生置換反應(yīng)?！緦c(diǎn)提升】對點(diǎn)1根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得出的結(jié)論正確的是()選項實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論A向盛有飽和Na2S2O3溶液的試管中滴加稀鹽酸溶液變渾濁且有氣體生成說明生成了S和H2SB室溫下，用pH試紙測定濃度均為0.1moL/L的NaClO溶液、CH3COONa溶液的pHNaClO溶液的pH較大酸性：HClO<CH3COOHC向1mL0.1moL/LNaOH溶液中滴入2滴0.1moL/LMgCl2溶液，再滴入2滴0.1moL/LCuSO4溶液沉淀顏色變化：白色—藍(lán)色Ksp：Cu(OH)2<Mg(OH)2D在兩支試管中各加入2mL5%H2O2溶液，再分別滴入FeCl3和CuCl2溶液，搖勻兩支試管中都有氣泡產(chǎn)生，滴入FeCl3溶液產(chǎn)生的氣泡更快些Fe3+對H2O2分解的催化效果強(qiáng)于Cu2+【答案】D【解析】A項，Na2S2O3溶液與稀鹽酸反應(yīng)生成單質(zhì)硫和二氧化硫氣體，溶液變渾濁且有氣體生成，該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，硫元素的價態(tài)即有升高又有降低；若要都生成S和H2S，硫元素的價態(tài)均降低，不符合氧化還原反應(yīng)發(fā)生的規(guī)律，故A錯誤；B項，NaClO溶液具有強(qiáng)氧化性，能夠漂白pH試紙，不能測出0.1moL/L的NaClO溶液的pH，無法得出結(jié)論，故B錯誤；C項，向1mL0.1moL/LNaOH溶液中滴入2滴0.1moL/LMgCl2溶液，生成了氫氧化鎂白色沉淀，由于反應(yīng)發(fā)生后氫氧化鈉溶液過量，再滴入2滴0.1moL/LCuSO4溶液，氫氧化鈉溶液與硫酸銅直接反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀，不能證明發(fā)生了沉淀的轉(zhuǎn)化，不能得出結(jié)論，故C錯誤；D項，在兩支試管中各加入2mL5%H2O2溶液，再分別滴入FeCl3和CuCl2溶液，搖勻，兩支試管中都有氣泡產(chǎn)生，滴入FeCl3溶液產(chǎn)生的氣泡更快些，由于兩種溶液中，陰離子種類相同，陽離子種類不同，所以可以得出Fe3+對H2O2分解的催化效果強(qiáng)于Cu2+的結(jié)論，故D正確；故選D。對點(diǎn)2甘氨酸亞鐵［(H2NCH2COO)2Fe]可有效改善缺鐵性貧血，化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如下兩個實(shí)驗(yàn)：裝置1制備碳酸亞鐵晶體；裝置2制備甘氨酸亞鐵。已知：檸檬酸易溶于水，具有較強(qiáng)的酸性和還原性?；卮鹣铝袉栴}：I.碳酸亞鐵晶體(FeCO3·nH2O)的制備(1)實(shí)驗(yàn)操作如下：關(guān)閉f，打開e，然后關(guān)閉活塞a，打開活塞b、c，加入適量稀硫酸反應(yīng)一段時間后，關(guān)閉活塞b、c，打開活塞a，以上操作的目的是___________；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，若裝置B中沒有出現(xiàn)碳酸亞鐵晶體，可能的原因是___________。(2)反應(yīng)結(jié)束后，對裝置B中的反應(yīng)液進(jìn)行靜置、過濾、洗滌、干燥，得到碳酸亞鐵晶體。過濾操作過程中用到的玻璃儀器有___________；干燥過程中可能有少量碳酸亞鐵晶體被氧化為FeOOH，反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。II.甘氨酸亞鐵［(H2NCH2COO)2Fe]的制備實(shí)驗(yàn)操作如下：將裝置1制取的碳酸亞鐵晶體與甘氨酸的水溶液混合加入C中，關(guān)閉e，打開f，然后利用E中鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成的氣體排盡裝置中的空氣，接著滴入檸檬酸溶液并加熱。反應(yīng)結(jié)束后過濾，濾液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，得到甘氨酸亞鐵。(3)儀器h的名稱為___________；試劑g為___________(填試劑名稱)。(4)為了提高(H2NCH2COO)2Fe的產(chǎn)率，需要控制C中反應(yīng)溶液的pH在5.6~6.0之間。若pH過低，(H2NCH2COO)2Fe的產(chǎn)率將降低，其原因?yàn)開__________；滴入檸檬酸溶液的作用除了促進(jìn)FeCO3的溶解，調(diào)節(jié)溶液的pH外，還有___________。(5)(H2NCH2COO)2Fe中Fe2+含量的測定：使用電子天平準(zhǔn)確稱取3.640g產(chǎn)品，用蒸餾水配制成100mL溶液。取出25.00mL溶液于錐形瓶中，向其中加入一定量的稀硫酸酸化，用0.05000mol?L?1KMnO4；標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)(已知滴定過程中只有Fe2+被氧化)，消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為17.20mL。則產(chǎn)品中Fe2+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________％(保留1位小數(shù))?！敬鸢浮?1)排除裝置內(nèi)的空氣，使A產(chǎn)生的硫酸亞鐵壓入到B裝置中發(fā)生反應(yīng)裝置A中稀硫酸量過多，太早關(guān)閉活塞b、c，打開活塞a，導(dǎo)致A中生成的硫酸亞鐵量很少，很多稀硫酸被壓入到B中，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗(2)燒杯、漏斗、玻璃棒4FeCO3?nH2O＋O2＝4FeOOH＋4CO2＋(4n?2)H2O(3)圓底燒瓶飽和碳酸氫鈉溶液(4)pH過低，氫離子較大，氫離子和H2NCH2COOH反應(yīng)，不利于(H2NCH2COO)2Fe的生成防止亞鐵離子被氧化(5)26.5【解析】稀硫酸和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，利用氫氣將裝置內(nèi)的空氣排除，再利用裝置A中壓強(qiáng)不斷增大，將硫酸亞鐵壓入到裝置B中從而生成碳酸亞鐵；利用鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水，由于鹽酸易揮發(fā)，因此利用飽和碳酸氫鈉溶液除掉揮發(fā)出的HCl氣體。(1)實(shí)驗(yàn)操作如下：關(guān)閉f，打開e，然后關(guān)閉活塞a，打開活塞b、c，加入適量稀硫酸反應(yīng)一段時間后，關(guān)閉活塞b、c，打開活塞a，以上操作的目的是排除裝置內(nèi)的空氣，使A產(chǎn)生的硫酸亞鐵壓入到B裝置中發(fā)生反應(yīng)；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，若裝置B中沒有出現(xiàn)碳酸亞鐵晶體，可能的原因是裝置A中稀硫酸量過多，太早關(guān)閉活塞b、c，打開活塞a，導(dǎo)致A中生成的硫酸亞鐵量很少，很多稀硫酸被壓入到B中，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失?。?2)反應(yīng)結(jié)束后，對裝置B中的反應(yīng)液進(jìn)行靜置、過濾、洗滌、干燥，得到碳酸亞鐵晶體。過濾操作過程中用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；干燥過程中可能有少量碳酸亞鐵晶體被氧化為FeOOH，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCO3?nH2O＋O2＝4FeOOH＋4CO2＋(4n?2)H2O；(3)儀器h的名稱為圓底燒瓶；試劑g主要是除掉二氧化碳中HCl，因此g為飽和碳酸氫鈉溶液；(4)為了提高(H2NCH2COO)2Fe的產(chǎn)率，需要控制C中反應(yīng)溶液的pH在5.6~6.0之間。若pH過低，(H2NCH2COO)2Fe的產(chǎn)率將降低，其原因?yàn)閜H過低，氫離子較大，氫離子和H2NCH2COOH反應(yīng)，不利于(H2NCH2COO)2Fe的生成；由于檸檬酸具有還原性，亞鐵鹽具有還原性，檸檬酸溶液的作用除了促進(jìn)FeCO3的溶解，調(diào)節(jié)溶液的pH外，還有防止亞鐵離子被氧化；(5)根據(jù)題意5Fe2+～MnO4-，因此n(Fe2+)=5×0.05000mol?L?1×17.20×10?3L×4=0.01720mol，?！厩蓪W(xué)妙記】解答綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計與評價題的基本流程原理→反應(yīng)物質(zhì)→儀器裝置→現(xiàn)象→結(jié)論→作用或意義→聯(lián)想。具體分析如下：(1)實(shí)驗(yàn)是根據(jù)什么性質(zhì)和原理設(shè)計的？實(shí)驗(yàn)的目的是什么？(2)所用各物質(zhì)名稱、狀態(tài)、代替物(根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮拖嚓P(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理，進(jìn)行全面的分析比較和推理，并合理選擇)。(3)有關(guān)裝置：性能、使用方法、適用范圍、注意問題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。(4)有關(guān)操作：操作順序、注意事項或操作錯誤的后果。(5)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：自下而上，自左而右全面觀察。eq\x(\a\al(目標(biāo),產(chǎn)品))→eq\x(\a\al(選擇,原料))→eq\x(\a\al(設(shè)計反,應(yīng)路徑))→eq\x(\a\al(設(shè)計反,應(yīng)裝置))→eq\x(\a\al(控制反,應(yīng)條件))→eq\x(\a\al(分離提,純產(chǎn)品))1．下列實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計可行的是()A．在水中加入氯化鐵晶體，加熱至沸騰，可得到氫氧化鐵膠體B．氫氧化鐵膠體中的H＋、Cl－可用過濾的方法除去C．用蒸發(fā)的方法使NaCl從溶液中析出時，將蒸發(fā)皿中NaCl溶液全部加熱蒸干D．鑒別氯化鐵溶液與氫氧化鐵膠體較簡便的方法是用激光束照射【答案】D【解析】A項，實(shí)驗(yàn)操作不會制得膠體，會得到沉淀，A項錯誤；B項，膠體粒子也能通過濾紙，可通過滲析除去膠體中的雜質(zhì)離子，B項錯誤；C項，蒸發(fā)溶液到溶液表面出現(xiàn)一層晶膜時停止加熱，用余熱蒸干即可，C項錯誤。2．下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案或判斷中正確的是()A．加入足量銅粉后，攪拌、可過濾可除去Cu(NO3)2溶液中混有的AgNO3B．通過裝有NaOH溶液的確洗氣瓶來除去CO2中混有的HCl氣體C．某無色未知溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，可推斷溶液中的一定含有SO42-D．未知溶液中加入鹽酸產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體，則溶液中一定大量含CO32-【答案】A【解析】A項，利用置換反應(yīng)，故A正確；B項，同時除去了CO2，故B錯誤；C項，還可能是CO32-、Ag+，故C錯誤；D項，可能是HCO3-、SO32-、HSO3-，故D錯誤；故選A。3．為達(dá)到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，下列?shí)驗(yàn)的設(shè)計或操作最合理的是()A．為比較Cl與S元素的非金屬性強(qiáng)弱，相同條件下，測定相同濃度的NaCl溶液和Na2S溶液的pH值B．為觀察Mg條在CO2氣體中的燃燒，在一個集氣瓶中收集滿CO2氣體，取一小段除去表面氧化膜的Mg條用坩堝鉗夾持點(diǎn)燃后迅速投入上述集氣瓶底部。C．為比較HA和HB兩種弱酸的Ka大小，可用pH計測定同溫同濃度的NaA溶液和NaB溶液的pH值D．為測定一定濃度的NaOH溶液放置空氣中是否部分轉(zhuǎn)化為Na2CO3，用甲基橙作指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定【答案】C【解析】A項，測定相同濃度的NaCl溶液和Na2S溶液的pH值只能判斷HCl和H2S的酸性強(qiáng)弱，非金屬性是通過最高價氧化物水化物的酸性強(qiáng)弱判斷的，故A錯誤；B項，集氣瓶底應(yīng)鋪一層細(xì)沙，故B錯誤；C項，同溫同濃度的NaA溶液和NaB溶液因弱酸酸性不同水解程度不同造成PH不同，故C正確；D項，甲基橙變色的PH范圍是3.1～4.4，用甲基橙作指示劑滴定后溶液呈酸性，滴定時Na2CO3全部反應(yīng)；①2NaOH+CO2=Na2CO3+H2ONa2CO3+2HCl=NaCl+CO2↑+H2O，2molNaOH反應(yīng)生成1molNa2CO3，滴定時消耗2molHCl，②NaOH+HCl=NaCl+H2O

2molNaOH滴定時消耗2molHCl，所以從量的角度分析無變化；故D錯誤；故選C。4．某硝酸鈉固體中混有少量硫酸銨和碳酸氫鈉雜質(zhì)，現(xiàn)設(shè)計一實(shí)驗(yàn)方案，既除去雜質(zhì)，又配成硝酸鈉溶液。實(shí)驗(yàn)方案：先將固體溶于蒸餾水配成溶液，選擇合適的試劑和操作完成表格中各步實(shí)驗(yàn)。選擇試劑①Na2CO3溶液④實(shí)驗(yàn)操作②③加熱下列試劑或操作不合理的是()A．試劑①為Ba(OH)2溶液 B．操作②為結(jié)晶C．操作③為過濾 D．試劑④為稀HNO3【答案】B【解析】根據(jù)題意，可用Ba(OH)2溶液除去SOeq\o\al(2－,4)、NHeq\o\al(＋,4)和HCOeq\o\al(－,3)，NH3·H2O通過加熱除去，操作②為加熱；過量的Ba2＋用Na2CO3溶液除去，過濾除去沉淀，濾液中過量的OH－和COeq\o\al(2－,3)用硝酸除去，則操作③為過濾，試劑④為稀HNO3。5．下列實(shí)驗(yàn)方案中，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)選項實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)方案A證明氧化性：H2O2比Fe3＋強(qiáng)用硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中，溶液變黃色B鑒別溴蒸氣和NO2分別通入硝酸銀溶液中，產(chǎn)生淡黃色沉淀的是溴蒸氣C證明鹽類水解是吸熱反應(yīng)在醋酸鈉溶液中滴入酚酞試液，加熱后紅色加深D證明難溶物存在沉淀溶解平衡往黃色固體難溶物PbI2中加水，振蕩，靜置。取上層清液，然后加入NaI固體，產(chǎn)生黃色沉淀【答案】A【解析】在酸性條件下，NOeq\o\al(－,3)表現(xiàn)強(qiáng)氧化性，也會把Fe2＋氧化為Fe3＋，所以不能證明H2O2的氧化性比Fe3＋強(qiáng)。6．下列實(shí)驗(yàn)過程可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)編號實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)過程A配制0.100mol·L-1的Na2CO3溶液稱取5.3g固體Na2CO3于燒杯中，加入少量蒸餾水溶解、冷卻后，轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中定容B探究溫度對化學(xué)平衡移動的影響將少量95%的乙醇和氯化鈷晶體(CoCl2·6H2O)溶于水配成粉紅色溶液，然后用酒精燈加熱，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象C驗(yàn)證淀粉水解產(chǎn)物有無還原性淀粉與稀硫酸溶液共熱，再加入新制的氫氧化銅懸濁液并加熱，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象D探究濃度對反應(yīng)速率的影響向2支盛有5mL不同濃度NaHSO3溶液的試管中同時加入2mL5%H2O2溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象【答案】B【解析】A項，該項中實(shí)驗(yàn)操作過程未洗滌，正確的做法是：稱取5.3g固體Na2CO3于燒杯中，加入少量蒸餾水溶解、冷卻后，轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶，需洗滌2-3次，再進(jìn)行定容，A項錯誤；B項，將少量95%的乙醇和氯化鈷晶體(CoCl2·6H2O)溶于水配成粉紅色溶液，存在平衡：Co(H2O)62+[粉紅色]+4Cl-6H2O+CoCl42-[藍(lán)色]△H＞0，則加熱溶液中顏色會變藍(lán)，可實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模珺項正確；C項，新制的氫氧化銅懸濁液在堿性條件下才能與醛基發(fā)生反應(yīng)，因此探究淀粉水解產(chǎn)物有無還原性可先加過量的堿將稀硫酸中和后，再加入新制的氫氧化銅懸濁液并加熱，C項錯誤；D項，要探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)該只有濃度不同其它條件必須完全相同，該實(shí)驗(yàn)沒有明確說明溫度是否相同，并且實(shí)驗(yàn)無明顯現(xiàn)象，所以不能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，D項錯誤；故選B。7．下列實(shí)驗(yàn)方案中，可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)選項實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)方案A檢驗(yàn)亞硫酸鈉是否變質(zhì)先將亞酸鈉樣品溶于水配成溶液，然后加入足量稀鹽酸酸化，再加入Ba(NO3)2溶液觀察是否生成白色沉淀觀察是否產(chǎn)生白色沉淀B除去苯中混有的苯酚加入適量的溴水充分反應(yīng)后過濾棄去沉淀C除去NaCl晶體中少量的KNO3雜質(zhì)先將晶體溶于水配成溶液，然后蒸發(fā)結(jié)晶并趁熱過濾棄去濾液D檢驗(yàn)CH3CH2Br中存在的溴元素將CH3CH2Br與NaOH溶液共熱，冷卻后，取出上層水溶液，加入AgNO3溶液，觀察是否產(chǎn)生淡黃色沉淀【答案】C【解析】A項，稀硝酸能氧化亞硫酸鹽生成硫酸鹽，所以造成干擾，應(yīng)用用鹽酸酸化，錯誤，不選A；B項，溴水和苯酚反應(yīng)生成三溴苯酚，過量的溴溶解在苯和苯酚中，不能將苯和三溴苯酚分開，錯誤，不選B；C項，硝酸鉀溶解度受溫度變化較大，氯化鈉溶解度受溫度變化小，可以蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾的方法除去硝酸鉀，正確，選C；D項，溴乙烷和氫氧化鈉溶液發(fā)生水解反應(yīng)，檢驗(yàn)溴離子應(yīng)在酸性溶液中，應(yīng)在水解后，冷卻加入酸到酸性，再加入硝酸銀溶液，錯誤，不選D。8．表中實(shí)驗(yàn)對應(yīng)的操作、現(xiàn)象、結(jié)論正確的是()實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象結(jié)論A．將SO2通入BaCl2溶液中，然后滴加氯水先有白色沉淀生成，滴加氯水后沉淀不溶解先生成BaSO3沉淀，后被氧化為BaSO4B向酸性KMnO4和H2C2O4的混合液中加入一小塊MnSO4生成氣體的速率加快，溶液迅速褪色MnSO4可能是該反應(yīng)的催化劑C向某補(bǔ)鐵劑溶液中加入酸性高錳酸鉀，然后再加入KSCN酸性高錳酸鉀的紫紅色褪去，加入KSCN溶液變紅該補(bǔ)鐵劑中所含的鐵元素為+2價D將濃硫酸滴入蔗糖中并攪拌得到黑色蓬松的固體并產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體該過程中濃硫酸僅體現(xiàn)了吸水性和脫水性【答案】B【解析】根據(jù)物質(zhì)具有的性質(zhì)進(jìn)行判斷。二氧化硫溶于水顯弱酸性，生成亞硫酸。速率的影響因素主要是內(nèi)因，其次是外因，常見外因有溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等。根據(jù)可能情況進(jìn)行判斷。二價鐵具有還原性，高錳酸鉀具有氧化性，兩者能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。蔗糖在脫水過程中變成黑色的碳，并且放熱，在此條件下碳和濃硫酸會發(fā)生反應(yīng)。A項，SO2通入BaCl2溶液中，二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸與氯化鋇不反應(yīng)，故沒有沉淀生成，故A不正確；B項，在高錳酸鉀和草酸反應(yīng)過程中，硫酸酸化的高錳酸鉀，故溶液中含有硫酸根離子，當(dāng)加入硫酸錳后，起催化作用的是二價錳離子，故B正確；C項，結(jié)論錯誤，也可能是原補(bǔ)鐵劑含有二價鐵和三價鐵。故不正確；D項，刺激性氣味的氣體是二氧化硫，濃硫酸還體現(xiàn)了強(qiáng)氧化性。故不正確。故選B。9．關(guān)于以下實(shí)驗(yàn)裝置，說法不正確的是()A．用裝置A盛裝KMnO4粉末來制取氧氣，并用排水法收集，導(dǎo)氣管有可能堵塞，水槽里的水有可能變紅B．裝置B既可以防止倒吸，又可以檢查實(shí)驗(yàn)時裝置B后的裝置是否發(fā)生堵塞C．裝置C、F中盛裝的試劑都為濃硫酸，裝置C用來除去Cl2中的水蒸氣，裝置F用來防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置ED．裝置D中的產(chǎn)物受熱易升華，最好用粗短導(dǎo)管連接裝置D、E【答案】C【解析】裝置A的大試管口沒有塞一團(tuán)棉花，故高錳酸鉀粉末可能會通過導(dǎo)氣管進(jìn)入水槽中，使水槽中的水變紅，并有可能堵塞導(dǎo)氣管，A項正確；裝置B后的裝置發(fā)生堵塞時，會導(dǎo)致裝置B中壓強(qiáng)增大，從而使裝置B中水面下降，長直玻璃導(dǎo)管中的水柱上升，因此裝置B可以用于檢查實(shí)驗(yàn)時裝置B后的裝置是否發(fā)生堵塞，裝置B還可以用于防止倒吸，B項正確；干燥管中不能盛裝濃硫酸，故C項錯誤；裝置D中的產(chǎn)物受熱易升華，為了防止氣體凝結(jié)為固體，堵塞導(dǎo)管，最好用粗短導(dǎo)管連接裝置D、E，D項正確。10．實(shí)驗(yàn)室利用下圖裝置制取無水AlCl3(183℃升華，遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧)。下列說法正確的是()A．①的試管中盛裝二氧化錳，用于常溫下制備氯氣B．②、③、⑥、⑦的試管中依次盛裝濃H2SO4、飽和食鹽水、濃H2SO4、NaOH溶液C．滴加濃鹽酸的同時點(diǎn)燃④的酒精燈D．⑤用于收集AlCl3，⑥、⑦可以用一個裝有堿石灰的干燥管代替【答案】D【解析】①為氯氣的發(fā)生裝置，MnO2和濃鹽酸在加熱時才發(fā)生反應(yīng)生成氯氣，A項錯誤；制得的氯氣中含有HCl和水蒸氣，先通過飽和食鹽水除去HCl，再通過濃硫酸除去水蒸氣，④為無水AlCl3的制備裝置，⑥中盛放濃硫酸，以防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入④中，⑦中盛放NaOH溶液，以除去未充分反應(yīng)的氯氣，B項錯誤；滴加濃鹽酸，產(chǎn)生氯氣一段時間，排出裝置中的空氣后，再點(diǎn)燃④的酒精燈，C項錯誤；⑤用于收集AlCl3，⑥、⑦用一個裝有堿石灰的干燥管代替，既可以起到吸收未充分反應(yīng)的氯氣的作用，也可以防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入④中，D項正確。11．乙同學(xué)探究Na2SO3溶液是否發(fā)生變質(zhì)，設(shè)計如下實(shí)驗(yàn)測定1.0mol·L－1Na2SO3溶液的實(shí)際濃度。(1)分液漏斗中應(yīng)加入足量的下列哪種試劑？________(填字母)。a．濃硝酸b．65%硫酸c．濃鹽酸(2)實(shí)驗(yàn)前后測得C裝置增重3.2g，則Na2SO3溶液實(shí)際的物質(zhì)的量濃度為____________。(3)該實(shí)驗(yàn)裝置還存在一個明顯的缺陷是________________________________；如何改進(jìn)？_____________________________________________________________?！敬鸢浮?1)b(2)0.83mol·L－1(3)缺少一個驅(qū)趕殘留二氧化硫氣體的裝置(或其他合理答案)在A裝置中加引一個帶活塞的導(dǎo)氣管【解析】制備二氧化硫氣體選用硫酸。C裝置增重3.2g，產(chǎn)生的n(SO2)＝0.05mol，所以n(Na2SO3)＝0.05mol，c(Na2SO3)＝0.05mol÷0.06L≈0.83mol·L－1。該實(shí)驗(yàn)裝置中一個明顯的缺陷是缺少一個驅(qū)趕殘留二氧化硫氣體的裝置。12．SO2氣體為無色氣體，有強(qiáng)烈刺激性氣味，是大氣主要污染物之一，某學(xué)習(xí)小組為了探究SO2的某些性質(zhì)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。Ⅰ.如圖所示，使用藥品和裝置①探究SO2的還原性：(1)裝置C的名稱為________________。(2)B中溶液的現(xiàn)象為________________________。(3)學(xué)生甲預(yù)測裝置D中沒有白色沉淀產(chǎn)生，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)D中產(chǎn)生了少量白色沉淀。學(xué)生乙經(jīng)過查閱資料發(fā)現(xiàn)少量白色沉淀可能是硫酸鋇，因?yàn)檠b置或溶液中少量的氧氣參與了氧化反應(yīng)，請寫出裝置D中的反應(yīng)方程式___________________________。Ⅱ.經(jīng)過思考，設(shè)計了如圖裝置②，且所配制的溶液均使用無氧蒸餾水，檢驗(yàn)SO2在無氧干擾時，是否與氯化鋇反應(yīng)生成沉淀。(4)碳酸鈉粉末的目的是________________。(5)當(dāng)_____________________________________時，氯化鋇溶液中沒有沉淀出現(xiàn)，說明二氧化硫不與氯化鋇溶液反應(yīng)，此時滴加雙氧水，出現(xiàn)了白色沉淀。(6)裝置②選用澄清石灰水而不用氫氧化鈉溶液的目的是_________________________?！敬鸢浮?1)分液漏斗(2)溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色(3)2SO2＋O2＋2BaCl2＋2H2O=2BaSO4↓＋4HCl(4)產(chǎn)生二氧化碳，排出裝置中的空氣(5)淀粉-碘溶液藍(lán)色褪去(6)檢驗(yàn)二氧化碳是否已排盡裝置中的空氣(或澄清石灰水變渾濁，證明裝置中空氣被全部趕出等其他合理答案也可)【解析】(2)A中生成SO2，氣體進(jìn)入B中，SO2會將氯化鐵還原為氯化亞鐵，所以看到的現(xiàn)象為溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色。(3)題目認(rèn)為是裝置或溶液中少量的氧氣參與了氧化反應(yīng)，則一定是氧氣將＋4價的S氧化為＋6價，反應(yīng)物一定有SO2、O2和BaCl2，生成物一定有硫酸鋇沉淀，那么Cl元素只能以HCl的形式存在，所以反應(yīng)還要添加H2O，即2SO2＋O2＋2BaCl2＋2H2O=2BaSO4↓＋4HCl。(4)裝置需要排除空氣干擾，所以用碳酸鈉和硫酸反應(yīng)，生成的二氧化碳來排空氣。(5)當(dāng)?shù)矸?碘溶液藍(lán)色褪去時，說明二氧化硫已經(jīng)到達(dá)淀粉-碘溶液，但是氯化鋇中無沉淀，說明二氧化硫不與氯化鋇溶液反應(yīng)。(6)最后的澄清石灰水溶液的主要作用是指示裝置內(nèi)的空氣是否被排凈，即看到澄清石灰水溶液變渾濁，代表二氧化碳?xì)怏w已經(jīng)到達(dá)最后的燒杯中，裝置中的空氣被排凈。13．由一種短周期金屬元素和一種非金屬元素組成的化合物X可與水發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。某校興趣小組用如圖裝置(夾持裝置略去)對其進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。(1)儀器C的名稱是________，B中紅色石蕊試紙變藍(lán)，則單質(zhì)M的電子式為__________。(2)化合物X中含組成單質(zhì)M的元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16.9%，寫出X與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________________。(3)C中的試劑名稱為____________。(4)實(shí)驗(yàn)時，裝置D中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)的現(xiàn)象為__________________________________。(5)裝置E中試劑Z為________(填化學(xué)式)，裝置E的作用是_____________________________________。(6)若不通過E、F兩裝置，請設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案證明D中發(fā)生了反應(yīng)(不通過觀察D中固體顏色發(fā)生的變化)：_______________________________________________。(7)若裝置A中固體樣品含有雜質(zhì)(雜質(zhì)不參與反應(yīng))，某同學(xué)通過測定F中單質(zhì)M在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積和固體樣品的質(zhì)量，以確定固體樣品中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，判斷該方案是否可行，并說明原因：_______________________________________________________?！敬鸢浮?1)干燥管eq\o\al(·,·)N??Neq\o\al(·,·)(2)Na3N＋3H2O=3NaOH＋NH3↑(3)堿石灰(4)黑色粉末逐漸變?yōu)榧t色，硬質(zhì)玻璃管末端有水珠凝結(jié)(5)CCl4吸收未反應(yīng)的NH3，并防止倒吸(6)稱量反應(yīng)前后硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量(7)不可行，因?yàn)檠b置A中生成的氨氣不可能完全與CuO反應(yīng)【解析】(1)儀器C的名稱是干燥管；B中紅色石蕊試紙變藍(lán)，說明產(chǎn)生氨氣，氨氣與氧化銅加熱，反應(yīng)生成的單質(zhì)M為氮?dú)猓潆娮邮綖閑q\o\al(·,·)N??Neq\o\al(·,·)。(2)化合物X中含氮元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16.9%，X應(yīng)該為氮與活潑金屬形成的氮化物，則eq\f(14,16.9%)≈83，eq\f(83－14,3)＝23，則X為Na3N，Na3N與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na3N＋3H2O=3NaOH＋NH3↑。(3)C中的試劑用于干燥氨氣，名稱為堿石灰。(4)實(shí)驗(yàn)時，裝置D中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)的現(xiàn)象為黑色粉末逐漸變?yōu)榧t色，硬質(zhì)玻璃管末端有水珠凝結(jié)。(5)裝置E中試劑Z為CCl4，裝置E的作用是吸收未反應(yīng)的NH3，并防止倒吸。(6)若不通過E、F兩裝置，不通過觀察D中固體顏色發(fā)生的變化，可稱量反應(yīng)前后硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量，通過固體質(zhì)量的變化證明D中發(fā)生了反應(yīng)。(7)題給方案不可行，因?yàn)檠b置A中生成的氨氣不可能完全與CuO反應(yīng)。14．某銅礦中銅元素含量較低，且含有鐵、鎂、鈣等雜質(zhì)離子。某小組在實(shí)驗(yàn)室中用浸出萃取法制備硫酸銅：(1)操作Ⅰ為________。操作Ⅱ用到的玻璃儀器有燒杯、____________。(2)操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是____________，富集銅元素。(3)小組成員利用CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合反應(yīng)，制備環(huán)保型木材防腐劑Cu2(OH)2CO3懸濁液。多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)所得藍(lán)色懸濁液顏色略有差異，查閱資料表明，可能由于條件控制不同使其中混有較多的Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4。已知Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Cu4(OH)6SO4均難溶于水，可溶于酸；分解溫度依次為80℃、200℃、300℃。設(shè)計實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)懸濁液成分，完成表中內(nèi)容。限選試劑：2mol·L－1HCl、1mol·L－1H2SO4、0.1mol·L－1NaOH、0.1mol·L－1BaCl2、蒸餾水，儀器和用品自選。實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：取少量懸濁液，過濾，充分洗滌后，取濾渣于試管中，______________________________________________________________________________________________________，說明懸濁液中混有Cu4(OH)6SO4步驟2：另取少量懸濁液于試管中，___________________________________________________________________________________________，說明懸濁液中混有Cu(OH)2(4)上述實(shí)驗(yàn)需要100mL0.5mol·L－1CuSO4溶液，配制時需稱取________gCuSO4·5H2O?！敬鸢浮?1)過濾分液漏斗(2)除去雜質(zhì)(3)加入過量2mol·L－1的鹽酸，充分振蕩，再滴入幾滴0.1mol·L－1氯化鋇溶液有白色沉淀生成將試管放入裝有沸水的小燒杯中，水浴加熱一段時間后取出試管觀察試管中有黑色固體生成(4)12.5【解析】銅礦石溶于酸，然后采用過濾的方法將難溶性固體和溶液分離，則操作Ⅰ為過濾；向?yàn)V液中加入有機(jī)物，采用萃取方法將含銅物質(zhì)和溶液分離，所以操作Ⅱ?yàn)檩腿。玫降挠袡C(jī)相中含有銅元素，再采用硫酸作萃取劑將含銅有機(jī)相萃取，得到硫酸銅溶液和有機(jī)相，將硫酸銅溶液加熱濃縮、冷卻結(jié)晶后，得到硫酸銅晶體。(1)依據(jù)流程圖分析，操作Ⅰ是礦石酸溶后分離固體和液體，實(shí)驗(yàn)操作是過濾；操作Ⅱ是加入有機(jī)物溶解銅的化合物且能和水分層，實(shí)驗(yàn)操作是分液，用到的玻璃儀器有燒杯、分液漏斗等。(2)利用水和有機(jī)溶劑萃取提純硫酸銅溶液，結(jié)晶得到硫酸銅晶體；操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是除去溶液中的雜質(zhì)。(3)利用CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合反應(yīng)，制備環(huán)保型木材防腐劑Cu2(OH)2CO3懸濁液，由于條件控制不同使其中混有較多的Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證雜質(zhì)是否存在，可以檢驗(yàn)是否含硫酸根離子來檢驗(yàn)Cu4(OH)6SO4是否存在，加入鹽酸排除其他離子的干擾，加入氯化鋇，若生成白色沉淀，則證明含Cu4(OH)6SO4。依據(jù)氫氧化銅受熱分解生成黑色氧化銅沉淀設(shè)計實(shí)驗(yàn)來分析驗(yàn)證，取少量懸濁液于試管中，利用沸水浴加熱試管；試管中有黑色沉淀生成，證明含Cu(OH)2；水浴加熱的目的是避免溫度過高氧化銅分解。(4)溶質(zhì)CuSO4的物質(zhì)的量為0.05mol，則需要的CuSO4·5H2O也為0.05mol，其質(zhì)量為12.5g。15．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鐵鹽與亞鐵鹽相互轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)Ⅰ：將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋(1)Fe3＋與Cu粉發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________________。(2)探究白色沉淀產(chǎn)生的原因，請?zhí)顚憣?shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象結(jié)論步驟1：取4mL________mol·L－1CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol·L－1KSCN溶液產(chǎn)生白色沉淀CuSO4溶液與KSCN溶液反應(yīng)產(chǎn)生了白色沉淀步驟2：取__________________________________________________________無明顯現(xiàn)象查閱資料：已知：①SCN－的化學(xué)性質(zhì)與I－相似；②2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I(xiàn)2。Cu2＋與SCN－反應(yīng)的離子方程式為________________________________________。實(shí)驗(yàn)Ⅱ：將Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象向3mL0.1mol·L－1FeSO4溶液中加入1mL稀硝酸溶液變?yōu)樽厣?，放置一段時間后，棕色消失，溶液變?yōu)辄S色探究上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因：查閱資料：Fe2＋＋NOFe(NO)2＋(棕色)(3)用離子方程式解釋NO產(chǎn)生的原因___________________________________。(4)從化學(xué)反應(yīng)速率與限度的角度對體系中存在的反應(yīng)進(jìn)行分析：反應(yīng)Ⅰ：Fe2＋與HNO3反應(yīng)；反應(yīng)Ⅱ：Fe2＋與NO反應(yīng)①依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可推知反應(yīng)Ⅰ的速率比反應(yīng)Ⅱ的____(填“快”或“慢”)。②反應(yīng)Ⅰ是一個不可逆反應(yīng)，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案加以證明：_______________________。③請用化學(xué)平衡移動原理解釋溶液由棕色變?yōu)辄S色的原因：____________________?！敬鸢浮?1)2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(2)0.14mL0.2mol·L－1FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol·L－1KSCN溶液2Cu2＋＋4SCN－=2CuSCN↓＋(SCN)2(3)3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O(4)①慢②取少量反應(yīng)Ⅰ的溶液于試管中，向其中加入幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液無明顯變化，說明反應(yīng)Ⅰ是一個不可逆反應(yīng)③Fe2＋被硝酸氧化為Fe3＋，溶液中Fe2＋濃度降低，導(dǎo)致平衡Fe2＋＋NOFe(NO)2＋逆向移動，最終Fe(NO)2＋完全轉(zhuǎn)化為Fe3＋，溶液由棕色變?yōu)辄S色【解析】(1)Fe3＋與Cu反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。mol·L－1，分別取相同濃度的硫酸銅溶液、硫酸亞鐵溶液，滴入KSCN溶液進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)；由題目信息可知，Cu2＋與SCN－反應(yīng)生成CuSCN沉淀，同時生成(SCN)2，反應(yīng)的離子方程式為2Cu2＋＋4SCN－=2CuSCN↓＋(SCN)2。(3)Fe2＋具有還原性，酸性條件下NOeq\o\al(－,3)具有強(qiáng)氧化性，二者反應(yīng)生成Fe3＋、NO與水，反應(yīng)的離子方程式為3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(4)①溶液先變?yōu)樽厣?，放置一段時間后，棕色消失，溶液變?yōu)辄S色，反應(yīng)速率快的反應(yīng)現(xiàn)象最先表現(xiàn)，反應(yīng)Ⅰ的速率比反應(yīng)Ⅱ的慢。1．(2022·湘豫名校高三聯(lián)考)下列實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到預(yù)期目的的是()選項實(shí)驗(yàn)預(yù)期目的A在蒸餾裝置中對工業(yè)酒精進(jìn)行蒸餾制備無水酒精B測量濃度均為0.001mol·L-1的硫酸、高氯酸溶液的pH確定H2SO4、HClO4酸性的相對強(qiáng)弱C將鐵片分別插入ZnCl2·