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2024届高考化学一轮复习练习第十章化学实验基础第54讲综合实验探究
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这是一份2024届高考化学一轮复习练习第十章化学实验基础第54讲综合实验探究，共33页。
考点一 基于无机物制备的综合实验探究
题型1 涉及气体物质的制备
一、物质制备流程
二、实验操作流程
三、操作先后流程
1．装配仪器时：先下后上，先左后右。
2．接口的连接顺序：总体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应“长”进“短”出(或“深”入“浅”出)；量气装置应“短”进“长”出；洗气装置应“长”进“短”出；干燥管应“粗”进“细”出。
3．实验开始时：先检查装置气密性，再加药品，后点酒精灯。
4．加热操作注意事项：主体实验加热前一般应先通原料气赶走空气后再点燃酒精灯，其目的一是防止爆炸，如H2还原CuO、CO还原Fe2O3；二是保证产品纯度，如制备Mg3N2、CuCl2等。反应结束时，应先熄灭酒精灯，继续通原料气直到冷却为止。
5．尾气处理：有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将之点燃，无毒气体直接排放。
6．气体的纯度：点燃或加热通有可燃性气体(H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等)的装置前，必须检查气体的纯度。
学生用书第254页
7.倒吸问题：实验过程用到加热操作的要防倒吸；气体易溶于水的要防倒吸。
8．冷凝回流问题：有易挥发的液体反应物时，为了避免反应物损耗和充分利用原料，要在发生装置中设计冷凝回流装置或在发生装置中安装长玻璃管等。
9．拆卸时的安全性和科学性：实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性，有些实验为防止“爆炸”或“氧化”，应考虑何时停止加热或停止通气，如有尾气吸收装置的实验，必须将尾气导管提出液面后才能熄灭酒精灯，以免造成溶液倒吸；拆卸用排水法收集且需要加热制取气体的装置时，需先把导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯，以防止水倒吸。拆下的仪器要清洗、干燥、归位。
三氯化硼是一种重要的化工原料，主要用作半导体硅的掺杂源或有机合成催化剂，还用于高纯硼或有机硼的制取。已知：BCl3的沸点为12.5 ℃，熔点为－107.3 ℃，易潮解①。实验室制备三氯化硼的原理为：
B2O3＋3C＋3Cl2 eq \(=====,\s\up7(△)) 2BCl3＋3CO
(1)甲组同学拟用下列装置制备干燥纯净的氯气②(不用收集)：
①装置B的作用是___________________________________________________，
装置C盛放的试剂是________。
②装置A中发生反应的离子方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
(2)乙组同学选用甲组实验中的A、B、C和下列装置(装置可重复使用)制备BCl3并验证反应中有CO生成③。
①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A→B→C→________→________→________→__________→________④→F→D→I；其中装置E的作用是________________________________________________________________。
②实验开始时，先通入干燥的N2的目的是____________________________
________________________________________________________________________。
③能证明反应中有CO生成的现象是__________________________________________
________________________________________________________________________。
④三氯化硼接触潮湿空气时会形成腐蚀性浓厚白雾⑤，其与水反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[试题诠释]
①这些性质是解题的重要依据，应引起高度注意。
②此方法制得的氯气中含有HCl、水蒸气，需除去。
③检验CO通常用灼热的CuO和澄清的石灰水。
④除A、B、C、F、D、I外还剩4种仪器，而此处留有5个空，说明有的仪器要重复使用。
⑤指盐酸的小液滴。
[基础知识] 制备实验方案的评价。
[关联知识] Cl2的制法。
[引申知识] 共价化合物的水解。
解析： (1)①用KClO3和浓盐酸反应制得的Cl2中含有HCl及水蒸气，因此装置B中盛放饱和食盐水，作用是除去Cl2中混有的HCl，装置C中盛放浓H2SO4，作用是干燥Cl2。
(2)①首先要注意：剩余的仪器还有4种，而题中留有5个空，这说明有一种装置要重复使用。弄清各仪器的作用是正确连接装置的关键：D用于检验CO2；E用于冷凝BCl3，此仪器中要严防水蒸气进入，因为BCl3易潮解；F用于检验CO，且气体进入F装置前应干燥，以免引起玻璃管炸裂；G是Cl2和B2O3以及C反应的装置；H是干燥装置；I用于收集CO气体；J用于除去Cl2及CO2。从C中出来的干燥而纯净的Cl2应进入G与B2O3和C反应，生成的BCl3易潮解，应进入E进行冷凝收集，同时在E后连接H以防外界水蒸气进入E，由于未反应的Cl2及生成的少量的CO2都会干扰后续CO的检验，因此H后要连接J，除去Cl2及CO2，然后再连接H，使气体进入F前得到干燥，至此所给5空填满，其中装置H重复使用了一次。
②装置中的空气中的O2会与反应物碳反应，空气中的水蒸气会引起BCl3的潮解，因此实验开始时，应先通入干燥的N2以排尽装置中的空气。
④根据题中信息可知，BCl3易潮解，所形成的腐蚀性浓厚白雾应为盐酸的小液滴。BCl3中B为正价，与水中—OH结合形成H3BO3，Cl为负价，与水中—H结合形成HCl，从而写出反应的化学方程式。
答案： (1)①除去Cl2中混有的HCl 浓H2SO4 ②ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O
(2)①G E H J H 将BCl3冷凝为液体收集 ②排尽装置中的空气 ③F中黑色固体变成红色且D中澄清石灰水变浑浊 ④BCl3＋3H2O===H3BO3＋3HCl
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对点练1.二氧化氯常温下是一种黄绿色具有刺激性气味的气体，常用于自来水消毒和果蔬保鲜等方面。氯酸钠还原法是目前使用较为广泛的ClO2制备方法，其原理是用NaClO3与CH3OH在催化剂、60 ℃时，发生反应得到ClO2，用如图装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和氧化性进行研究。
已知： ClO2易溶于水但不与水反应，气体浓度较大时易分解(爆炸)，实验室用稳定剂吸收ClO2，生成NaClO2，使用时加酸只释放出ClO2一种气体
(1)仪器Ⅰ的名称为________ ; 实验中使用仪器Ⅱ的目的是_____________________。
(2)根据实验原理和目的，上述装置的连接顺序为： ea________(填接口顺序)。
(3)工业上常用过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)的水溶液作为ClO2的稳定剂，吸收ClO2的离子方程式为________________________________________________________________，
为便于大量运输和储存，工业上也选择硅酸钙、二氧化硅分子筛等作为稳定剂，其原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)装置乙中的主要现象为____________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)不能用排空气法来收集得到纯净的ClO2的原因是__________________________。
(6)ClO2和Cl2都为强氧化剂，在相同条件下，等物质的量时，ClO2的氧化能力是Cl2的________倍。
解析： (1)仪器Ⅰ为三颈烧瓶，仪器Ⅱ为球形冷凝管，使ClO2中的甲醇蒸气凝结成液体流回烧瓶；(2)由分析可知，仪器连接顺序为eabfgcdh；(3)由已知，ClO2实验室制备时用稳定剂吸收，生成NaClO2，过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)中的H2O2为还原剂生成O2，CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 结合H＋形成HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，故离子反应式为：2CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O2＋2ClO2===2ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋O2↑＋2HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ；(4)由分析可知，溶液先变蓝后褪色；(5)由已知可知，ClO2浓度较大时易分解(爆炸)，不可以用排空气法；(6)因为ClO2作氧化剂会变为Cl－，得电子数是氯气的2.5 倍，故为2.5。
答案： (1)三颈烧瓶 使ClO2蒸气中的CH3OH冷凝回流 (2)bfgcdh (3)2CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O2＋2ClO2===2ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋O2↑＋2HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 硅酸盐、二氧化硅分子筛性质稳定，有吸附能力 (4)溶液先变蓝后褪色 (5)ClO2与空气混合，浓度较大时易分解(爆炸) (6)2.5
题型2 涉及非气态物质的制备
1．几种重要非气态物质的制备
(1)氢氧化铝
原理：①铝盐法：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ；
②偏铝酸盐法：AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ；
③铝盐和偏铝酸盐水解法：Al3＋＋3AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋6H2O===4Al(OH)3↓。
注意事项：氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于氢氧化钠溶液，但不溶于氨水，制备时一般用可溶性铝盐与氨水反应。
(2)氢氧化亚铁
原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。
注意事项：①Fe(OH)2有强还原性，易被氧化而迅速变色，因此用于配制硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液的蒸馏水要煮沸，以便除去水中溶解的氧气；②将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管伸入硫酸亚铁溶液液面以下，再将氢氧化钠溶液挤出；③还可再在硫酸亚铁溶液上加一层植物油，尽量减少与空气的接触。
(3)氢氧化铁胶体的制备
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原理：FeCl3＋3H2O eq \(=====,\s\up7(△)) Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。
操作步骤：加热蒸馏水至沸腾，逐滴滴加饱和氯化铁溶液，加热至液体呈红褐色停止加热，不可搅拌。
(4)乙酸乙酯的制备
原理：CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O。
注意事项：试剂的混合方法：先加无水乙醇，然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸，冷却至室温后再加冰醋酸。
2．物质制备的原则
(1)选择最佳反应途径
如：①用铜制取硫酸铜：2Cu＋O2 eq \(=====,\s\up7(△)) 2CuO、CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2O
②用铜制取硝酸铜：2Cu＋O2 eq \(=====,\s\up7(△)) 2CuO、CuO＋2HNO3(稀) ===Cu(NO3)2＋H2O
③用铝制取氢氧化铝：2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑、Al2(SO4)3＋6NaAlO2＋12H2O===8Al(OH)3↓＋3Na2SO4，当n(Al3＋)∶n(AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) )＝1∶3时，Al(OH)3产率最高。
(2)选择最佳原料
如实验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝，应选用氨水，而不能选用强碱氢氧化钠溶液；用铜盐与碱溶液反应制取氢氧化铜，应选用氢氧化钠溶液，而不能选用氨水(氢氧化铜可溶解在氨水中)等。
(3)选择适宜操作方法
如实验室制备氢氧化亚铁时，因氢氧化亚铁在空气中极易与氧气、水反应生成氢氧化铁，要注意隔绝空气。
3．思维流程
高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上可以通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠，生产过程如下：
回答下列问题：
(1)经过步骤①后，加入NaOH固体的原因是
。
(2)步骤②反应的离子方程式是
。
(3)从溶液Ⅰ中分离出Na2FeO4后，还有副产品Na2SO4、NaCl，则步骤③中反应的离子方程式为 。
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(4)将一定量的Na2FeO4投入pH不同的污水中(污水中其余成分均相同)，溶液中Na2FeO4的浓度变化如图中曲线Ⅰ、Ⅱ所示，则曲线Ⅰ比曲线Ⅱ对应的污水pH (填“高”或“低”)。
(5)通过计算得知Na2FeO4的消毒效率(以单位质量得到的电子数表示)比氯气的 (填“高”或“低”)，用高铁酸钠代替氯气作净水消毒剂的优点是
(答出两点即可)。
[思路分析]
解析： (1)根据框图中的提示可知，Na2FeO4只在碱性环境中稳定存在，加入NaOH固体可以调节溶液pH，使溶液显碱性。(2)在酸性条件下，H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，自身被还原为H2O，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。(3)步骤③中参加反应的离子有Fe3＋、ClO－和OH－，除生成FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 和Cl－外还有H2O，故该反应的离子方程式为2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋3Cl－＋5H2O。
(4)Na2FeO4在碱性环境中稳定存在，污水的pH越高，Na2FeO4的浓度越大，故曲线Ⅰ比曲线Ⅱ对应的污水pH高。
(5)1 g Na2FeO4能得到电子的物质的量为 eq \f(3,166) ml ≈0.018 ml，1 g Cl2能得到电子的物质的量为 eq \f(2,71) ml≈0.028 ml，故Na2FeO4的消毒效率比氯气的低。
答案： (1)Na2FeO4只在碱性环境中稳定存在，加入NaOH固体可以调节溶液pH，使溶液显碱性
(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(3)2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋3Cl－＋5H2O
(4)高 (5)低 既能消毒杀菌又能净水(或无毒、方便保存等)
对点练2.醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题：
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是 。
仪器a的名称是 。
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开K1、K2，关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为 。
②同时c中有气体产生，该气体的作用是
。
(3)打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是
；
d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是 、 、洗涤、干燥。
(4)指出装置d可能存在的缺点 。
解析： (1)由题给信息，[(CH3COO)2Cr·2H2O]在气体分析中用作O2吸收剂，说明Cr2＋具有强还原性，易被O2氧化，故所用蒸馏水需经煮沸除去其中的O2，以免影响[(CH3COO)2Cr·2H2O]的制备。由仪器的结构特点可知，a为分液漏斗。
(2)①Zn将Cr3＋还原为Cr2＋，离子方程式为Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋。②Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，H2起到排除c中空气的作用，以防Cr2＋被氧化。
(3)过量的Zn与盐酸反应放出大量的H2，使装置c中压强增大，关闭K1和K2，打开K3时，溶液被压入装置d中。由题给信息知，[(CH3COO)2Cr·2H2O]难溶于冷水，因此应用冰浴冷却，以便于[(CH3COO)2Cr·2H2O]析出，再将沉淀过滤、洗涤、干燥即可。
(4)装置d的缺点是该装置与大气直接相通，空气中的O2易将[(CH3COO)2Cr·2H2O]氧化。
答案： (1)除去水中溶解的氧气 分液漏斗
(2)①Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋ ②排除c中空气 (3)c中产生H2使压强大于大气压 (冰浴)冷却 过滤 (4)敞开体系，可能使醋酸亚铬被空气中的氧气氧化
考点二 基于有机物制备的综合实验探究
1．把握制备过程
2．盘点常用仪器
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3．熟悉常考问题
(1)有机物易挥发，因此在反应中通常要采用冷凝回流装置，以减少有机物的挥发，提高原料的利用率和产物的产率。
(2)有机反应通常都是可逆反应，且易发生副反应，因此常使某种价格较低的反应物过量，以提高另一反应物的转化率和产物的产率，同时在实验中需要控制反应条件，以减少副反应的发生。
(3)根据产品与杂质的性质特点选择合适的分离提纯方法，如蒸馏、分液等。
醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：
可能用到的有关数据如下：
合成反应：
在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90 ℃。
分离提纯：
反应粗产物倒入分液漏斗中，分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。
回答下列问题：
(1)装置b的名称是 。
(2)加入碎瓷片的作用是 ；
如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是 (填字母，下同)。
A．立即补加 B．冷却后补加
C．不需补加 D．重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为 。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并 ；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的 (填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是 。
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有 。
A．圆底烧瓶 B．温度计 C．吸滤瓶
D．球形冷凝管 E．接收器
(7)本实验所得到的环己烯产率是 。
A．41% B．50% C．61% D．70%
[审题流程] 有机物制备实验一般包括制备过程和提纯过程。本题给出了详细的实验过程，可对题干信息解读如下：
解析： (1)装置b为直形冷凝管，可用于冷凝回流。(2)加入碎瓷片的作用是防止有机物在加热时发生暴沸。如果在加热时发现忘记加碎瓷片，这时必须停止加热，待冷却后补加碎瓷片。(3)醇分子间最容易发生脱水反应生成醚类化合物。(4)分液漏斗在使用前必须要检漏。实验生成的环己烯的密度比水的要小，所以环己烯应从上口倒出。(5)加入无水氯化钙的目的：除去水(作干燥剂)和除去环己醇(因为乙醇可以和氯化钙反应，类比推知，环己醇和氯化钙也可以反应)。(6)观察题中实验装置图知蒸馏过程中不可能用到吸滤瓶及球形冷凝管。(7)20 g环己醇的物质的量为 eq \f(20 g,100 g·ml－1) ＝0.2 ml，理论上生成环己烯的物质的量为0.2 ml，环己烯的质量为0.2 ml×82 g·ml－1＝16.4 g，实际得到环己烯的质量为10 g，则产率为 eq \f(10 g,16.4 g) ×100%≈61%。
答案： (1)直形冷凝管 (2)防止暴沸 B
(3) (4)检漏 上口倒出 (5)干燥(或除水除醇) (6)CD (7)C
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对点练3.对甲基苯胺可用对硝基甲苯作原料在一定条件下制得。 主要反应及装置如下：
主要反应物和产物的物理性质见下表：
实验步骤如下：
①向三颈烧瓶中加入50 mL稀盐酸、10.7 mL(13.7 g)对硝基甲苯和适量铁粉，维持瓶内温度在80 ℃左右，同时搅拌回流、使其充分反应；
②调节pH＝7～8，再逐滴加入30 mL苯充分混合；
③抽滤得到固体，将滤液静置、分液得液体M；
④向M中滴加盐酸，振荡、静置、分液，向下层液体中加入NaOH溶液，充分振荡、静置；
⑤抽滤得固体，将其洗涤、干燥得6.1 g产品。
回答下列问题：
(1)主要反应装置如图，a处缺少的装置是 (填仪器名称)，实验步骤③和④的分液操作中使用到下列仪器中的 (填字母)。
a．烧杯 b．长颈漏斗 c．玻璃棒 d．铁架台
(2)步骤②中用5%的碳酸钠溶液调pH＝7～8的目的之一是使Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀，另一个目的是 。
(3)步骤③中液体M是分液时的 层(填“上”或“下”)液体，步骤④加入盐酸的作用是 。
(4)步骤④中加入氢氧化钠溶液后发生反应的离子方程式有 。
(5)步骤⑤中，以下洗涤剂中最合适的是 (填字母)。
a．乙 b．蒸馏水
c．HCl溶液 d．NaOH溶液
(6)本实验的产率是 %。(计算结果保留一位小数)
解析： 首先向三颈烧瓶中加稀盐酸、对硝基甲苯和适量铁粉加热进行反应，生成对甲基苯胺盐酸盐，调节pH＝7～8，沉淀铁离子并使对甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺，加入苯溶解生成的对甲基苯胺和未反应的对硝基甲苯，抽滤静置分液得到有机层，向有机层中加入盐酸使对甲基苯胺转化为对甲基苯胺盐酸盐，生成的对甲基苯胺盐酸盐易溶于水，静置分液得到无机层，向无机层加入NaOH溶液，使对甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺，对甲基苯胺常温下为不溶于水的固体，所以在加入氢氧化钠溶液后会有对甲基苯胺固体析出，抽滤得到固体，洗涤、干燥得到产品。
(1)该反应中反应物沸点较低，加热反应过程中会挥发，需要在a处加装球形冷凝管冷凝回流；分液操作需要烧杯、分液漏斗、铁架台，所以选ad；
(2)根据题目所给信息可知，pH值升高会使对甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺，达到分离提纯的目的；
(3)根据分析步骤③中液体M为有机层，溶剂为苯，密度比水小，所以在上层；加入盐酸使对甲基苯胺转化为易溶于水的对甲基苯胺盐酸盐，从而实现与对硝基甲苯的分离；
(4)下层液体中有未反应的盐酸和生成的对甲基苯胺盐酸盐都与NaOH发生反应，离子方程式为：
(5)洗涤过程是为了洗去对甲基苯胺可能附着的对甲基苯胺盐酸盐、NaCl和NaOH等可溶于水的杂质，为降低对甲基苯胺洗涤过程的溶解损失，最好的洗涤剂应为蒸馏水，所以选b；
(6)原料中有13.7 g对硝基甲苯，即 eq \f(13.7 g,137 g/ml) ＝0.1 ml，所以理论上生成的对甲基苯胺应为0.1 ml，实际得到产品6.1 g，所以产率为 eq \f(6.1 g,0.1 ml×107 g/ml) ×100%≈57.0%。
答案： (1)球形冷凝管 ad (2)使对甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺 (3)上 使对甲基苯胺转化为对甲基苯胺盐酸盐进入水层与对硝基甲苯分离 (4)H＋＋OH－===H2O、
(5)b (6) 57.0
考点三 探究型综合实验
题型1 猜想型实验方案的设计
漂白粉是生产生活中常用的消毒剂和杀菌剂。实验室有一瓶密封不严的漂白粉样品，其中肯定存在CaCl2，请设计实验，探究该样品中可能存在的其他固体物质。
(1)提出合理假设。
假设1：该漂白粉未变质，只含有 ；
假设2：该漂白粉全部变质，只含有 ；
假设3：该漂白粉部分变质，既含有 ，
又含 。
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(2)设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤、预期现象和结论。
限选用的仪器和药品：试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1 ml·L－1盐酸、品红溶液、新制澄清石灰水。(提示：不必检验Ca2＋和Cl－)
[审题流程] 第一步 明确目的原理
设计实验探究漂白粉变质后物质的成分，涉及反应：
①2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
②Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO。
第二步 提出合理假设
根据假设3提供的物质及反应原理判断样品中可能含有Ca(ClO)2或CaCO3或二者的混合物。
第三步 寻找验证方法
用CaCO3与盐酸反应产生使澄清石灰水变浑浊的CO2来验证CaCO3的存在。
用Ca(ClO)2与盐酸反应生成能使品红溶液褪色的HClO来验证Ca(ClO)2的存在。
第四步 设计操作步骤
①固体样品中加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中(用于检验CO2)。
②向步骤①反应后的溶液中滴入1～2滴品红溶液，振荡(用于检验HClO)。
第五步 分析得出结论
若步骤①中石灰水未变浑浊，则说明样品中无CaCO3，即假设1成立。
若步骤①中石灰水变浑浊，且步骤②中品红溶液不褪色，说明CaCO3存在，不存在Ca(ClO)2，即假设2成立。
若步骤①中石灰水变浑浊，且步骤②中品红溶液褪色，说明有CaCO3和Ca(ClO)2存在，即假设3成立。
答案： (1)Ca(ClO)2 CaCO3 Ca(ClO)2
CaCO3
(2)
对点练4.工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应：PbSO4(s)＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) (aq)PbCO3(s)＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)。某课题组以PbSO4为原料模拟该过程，探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。
(1)室温时，向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化，在 溶液中PbSO4转化率较大，理由是 。
(2)查阅文献：上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2]，它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：全部为PbCO3；
假设二： ；
假设三： 。
(3)为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究。请完成下列表格：
解析： (1)Na2CO3溶液中c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )较大，根据平衡移动原理，可知Na2CO3溶液中PbSO4转化率较大。(2)根据题中信息，提出另外两种假设。假设二：全部为碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2]；假设三：为PbCO3和2PbCO3·Pb(OH)2的混合物。(3)因为PbCO3受热分解不产生水，而2PbCO3·Pb(OH)2受热分解产生水，所以可利用此不同设计实验方案。
答案： (1)Na2CO3 Na2CO3溶液中的c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )大
(2)全部为2PbCO3·Pb(OH)2 为PbCO3和2PbCO3·Pb(OH)2的混合物
(3)
题型2 定性探究“物质性质”实验方案的设计
草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1＝5.4×10－2，K2＝5.4×10－5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101 ℃，易溶于水，受热脱水、升华，170 ℃以上分解。回答下列问题：
(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是 ，由此可知草酸晶体分解的产物中有 。装置B的主要作用是 。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
学生用书第261页
①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、 。装置H反应管中盛有的物质是 。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是 。
[思路引导] 第(1)问考查CO2的检验方法，CO2能使澄清石灰水变浑浊，还应注意题干中草酸的性质，草酸蒸气对CO2的检验有干扰作用。第(2)①问考查该实验中检验CO时对干扰因素CO2的排除，检验CO气体，应先在H装置中进行CO还原CuO的反应，气体进入H装置前需除去CO中的CO2气体并且检验CO2是否除尽，从H装置中导出的气体需用澄清石灰水检验CO2气体的存在，说明是CO还原CuO。第(2)②考查CO检验时现象描述的全面性，CO还原CuO时，黑色的CuO变成红色的单质Cu，且CO的氧化产物是CO2。
答案： (1)有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝(水蒸气、草酸等)，防止草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验
(2)①F、D、G、H、D、I CuO(氧化铜)
②前面D中澄清石灰水无现象，H中黑色粉末变红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊
对点练5.化学小组探究FeCl3溶液与Na2S溶液的反应产物，利用如图装置进行如下实验：
Ⅰ.向盛有0.1 ml·L－1FeCl3溶液的三颈烧瓶中，滴加一定量0.1 ml·L－1Na2S溶液，搅拌，能闻到臭鸡蛋气味，产生沉淀A。
Ⅱ.向盛有0.1 ml·L－1Na2S溶液的三颈烧瓶中，滴加少量0.1 ml·L－1FeCl3溶液，搅拌，产生沉淀B。
已知：①FeS2为黑色固体，且不溶于水和盐酸。
②Ksp(Fe2S3)＝1×10－88，Ksp(FeS2)＝6.3×10－31，Ksp[Fe(OH)3]＝1×10－38，Ksp(FeS)＝4×10－19。
回答下列问题：
(1)NaOH溶液的作用是 。
小组同学猜测，沉淀A、B可能为S、硫化物或它们的混合物。他们设计如下实验进行探究：
实验一：探究A的成分取沉淀A于小烧杯中，进行如下实验：
(2)试剂X是 。由此推断A的成分是 (填化学式)。
实验二：探究B的成分取沉淀B于小烧杯中，进行如下实验：
(3)向试管a中加入试剂Y，观察到明显现象，证明溶液中存在Fe2＋。试剂Y是 ，明显现象是 。
由此推断B的成分是 (填化学式)。
(4)请分析Ⅱ中实验未得到Fe(OH)3的原因是 。
解析： (1)臭鸡蛋气味的气体是H2S，具有毒性会污染空气，所以使用NaOH溶液进行尾气处理。(2)S可溶于CS2，加热烘干后可得到淡黄色的固体硫。固体加入稀HCl产生臭鸡蛋气味气体说明含有FeS，则A是S和FeS的混合物。(3)Fe2＋可用K3[Fe(CN)6]溶液检验，若含有Fe2＋则会生成蓝色沉淀，也可用NaOH溶液检验，若含有Fe2＋则会先生成白色沉淀，然后迅速转化为灰绿色，最后变成红褐色。由溶液甲加热无淡黄色固体说明不存在硫单质，加入足量HCl产生淡黄色物质说明有硫生成，臭鸡蛋气味气体说明有H2S生成，所以硫是由Fe3＋氧化得到，则B是Fe2S3。(4)由溶度积数可知，Fe2S3的溶解度远小于Fe(OH)3，则Fe3＋更容易生成Fe2S3沉淀。
答案： (1)吸收H2S气体
(2)CS2(或二硫化碳) S、FeS
(3)铁氰化钾溶液(或NaOH溶液) 产生蓝色沉淀(或产生白色沉淀迅速转化为灰绿色，最后变成红褐色) Fe2S3
(4)由溶度积数可知，Fe2S3的溶解度远小于Fe(OH)3，则Fe3＋更容易生成Fe2S3沉淀
真题演练 明确考向
1．(2022·山东等级考，18节选)实验室利用FeCl2·4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知SOCl2沸点为76 ℃，遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题：
学生用书第262页
(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)用上述装置，根据反应TiO2＋CCl4 eq \(=====,\s\up7(△)) 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 。
解析： (1)实验开始时先通N2，排尽装置中的空气，一段时间后，先加热装置a，产生SOCl2气体充满b装置后再加热b装置，装置b中发生反应的化学方程式为FeCl2·4H2O＋4SOCl2(g) eq \(=====,\s\up7(△)) FeCl2＋4SO2＋8HCl；装置c、d的共同作用是冷凝回流SOCl2；
(2)组装蒸馏装置对TiCl4、CCl4混合物进行蒸馏提纯，按由下而上、从左到右的顺序组装，安装顺序为①⑨⑧，然后连接冷凝管，蒸馏装置中应选择直形冷凝管⑥、不选用球形冷凝管⑦，接着连接尾接管⑩，TiCl4极易水解，为防止外界水蒸气进入，最后连接③⑤，安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤；由于TiCl4、CCl4分子结构相似，TiCl4的相对分子质量大于CCl4，TiCl4分子间的范德华力较大，TiCl4的沸点高于CCl4，故先馏出的物质为CCl4。
答案： (1) a FeCl2·4H2O＋4SOCl2(g) eq \(=====,\s\up7(△)) FeCl2＋4SO2＋8HCl 冷凝回流SOCl2
(2)⑥⑩③⑤ CCl4
2．(2022·辽宁选择考，18节选)H2O2作为绿色氧化剂应用广泛，氢醌法制备H2O2原理及装置如下：
已知：H2O、HX等杂质易使Ni催化剂中毒。回答下列问题：
(1)A中反应的离子方程式为 。
(2)装置B应为 (填序号)。
(3)检查装置气密性并加入药品，所有活塞处于关闭状态。开始制备时，打开活塞 ，控温45 ℃。一段时间后，仅保持活塞b打开，抽出残留气体。随后关闭活塞b，打开活塞 ，继续反应一段时间。关闭电源和活塞，过滤三颈烧瓶中混合物，加水萃取，分液，减压蒸馏，得产品。
(4)装置F的作用为 。
(5)反应过程中，控温45 ℃的原因为 。
(6)氢醌法制备H2O2总反应的化学方程式为 。
解析： 从H2O2的制备原理图可知，反应分两步进行，第一步为H2在Ni催化作用下与乙基蒽醌反应生成乙基蒽醇，第二步为O2与乙基蒽醇反应生成H2O2和乙基蒽醌。启普发生器A为制取H2的装置，产生的H2中混有HCl和H2O，需分别除去后进入C中发生第一步反应。随后氧气源释放的氧气经D干燥后进入C中发生反应生成H2O2和乙基蒽醌，F中装有浓H2SO4，与C相连，防止外界水蒸气进入C中，使催化剂Ni中毒。
(1)A中锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气，反应的离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；
(2)H2O、HX等杂质易使Ni催化剂中毒，需分别通过装有饱和食盐水和浓H2SO4的洗气瓶除去，所以装置B应该选③①。
(3)开始制备时，打开活塞a、b，A中产生的H2进入C中，在Ni催化作用下H2与乙基蒽醌反应生成乙基蒽醇，一段时间后，关闭a，仅保持活塞b打开，将残留H2抽出，随后关闭活塞b，打开活塞c、d，将O2通入C中与乙基蒽醇反应生成H2O2和乙基蒽醌。
(4)H2O容易使Ni催化剂中毒，实验中需要保持C装置为无水环境，F的作用为防止外界水蒸气进入C中。
(5)适当升温加快反应速率，同时防止温度过高H2O2分解，所以反应过程中控温45 ℃。
(6)第一步为H2在Ni催化作用下与乙基蒽醌反应生成乙基蒽醇，第二步为O2与乙基蒽醇反应生成H2O2和乙基蒽醌，总反应为H2＋O2 eq \(=====,\s\up7(Ni),\s\d5(乙基蒽醌)) H2O2。
答案： (1)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
(2)③①
(3)a、b c、d
(4)防止外界水蒸气进入C中使催化剂Ni中毒
(5)适当升温加快反应速率，同时防止温度过高H2O2分解
(6)H2＋O2 eq \(=====,\s\up7(Ni),\s\d5(乙基蒽醌)) H2O2
3．(2022·广东选择考，17)食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25 ℃时，HAc的Ka＝1.75×10－5＝10－4.76。
(1)配制250 mL 0.1 ml·L－1的HAc溶液，需5 ml·L－1 HAc溶液的体积为 mL。
(2)下列关于250 mL容量瓶的操作，正确的是 。
学生用书第263页
(3)某小组研究25 ℃下HAc电离平衡的影响因素。
提出假设：稀释HAc溶液或改变Ac－浓度，HAc电离平衡会发生移动。
设计方案并完成实验：用浓度均为0.1 ml·L－1的HAc和NaAc溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液；测定pH，记录数据。
①根据表中信息，补充数据：a＝ ，b＝ 。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知，稀释HAc溶液，电离平衡 (填“正”或“逆”)向移动；结合表中数据，给出判断理由：
。
③由实验Ⅱ～Ⅷ可知，增大Ac－浓度，HAc电离平衡逆向移动。
实验结论：假设成立。
(4)小组分析上表数据发现：随着 eq \f(n（NaAc）,n（HAc）) 的增加，c(H＋)的值逐渐接近HAc的Ka。
查阅资料获悉：一定条件下，按 eq \f(n（NaAc）,n（HAc）) ＝1配制的溶液中，c(H＋)的值等于HAc的Ka。
对比数据发现，实验Ⅷ中pH＝4.65与资料数据Ka＝10－4.76存在一定差异；推测可能由物质浓度准确程度不够引起，故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。
①移取20.00 mL HAc溶液，加入2滴酚酞溶液，用0.100 0 ml·L－1NaOH溶液滴定至终点，消耗体积为22.08 mL，则该HAc溶液的浓度为 ml·L－1。
②用上述HAc溶液和0.100 0 ml·L－1 NaOH溶液，配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液，测定pH，结果与资料数据相符。
(5)小组进一步提出：如果只有浓度均约为0.1 ml·L－1的HAc和NaOH溶液，如何准确测定HAc的Ka？小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
实验总结：得到的结果与资料数据相符，方案可行。
(6)根据Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途 。
解析： (1)溶液稀释过程中，溶质的物质的量不变，因此250 mL×0.1 ml/L＝V×5 ml/L，解得V＝5.0 mL。
(2)A.容量瓶使用过程中，不能用手等触碰瓶口，以免污染试剂，故A错误；B.定容时，视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切”，不能仰视或俯视，故B错误；C.向容量瓶中转移液体，需用玻璃棒引流，玻璃棒下端位于刻度线以下，同时玻璃棒不能接触容量瓶口，故C正确；D.定容完成后，盖上瓶塞，将容量瓶来回颠倒，将溶液摇匀，颠倒过程中，左手食指抵住瓶塞，防止瓶塞脱落，右手扶住容量瓶底部，防止容量瓶从左手掉落，故D错误。
(3)①实验Ⅶ的溶液中n(NaAc)∶n(HAc)＝3∶4，V(HAc)＝4.00 mL，因此V(NaAc)＝3.00 mL，即a＝3.00，由实验Ⅰ可知，溶液最终的体积为40.00 mL，因此V(H2O)＝40.00 mL－4.00 mL－3.00 mL＝33.00 mL，即b＝33.00。
②实验Ⅰ所得溶液的pH＝2.86，实验Ⅱ的溶液中c(HAc)为实验Ⅰ的 eq \f(1,10) ，稀释过程中，若不考虑电离
平衡移动，则实验Ⅱ所得溶液的pH＝2.86＋1＝3.86，但实际溶液的pH＝3.36<3.86，说明稀释过程中，溶液中n(H＋)增大，即电离平衡正向移动。
(4)滴定过程中发生反应：HAc＋NaOH===NaAc＋H2O，由反应方程式可知，滴定至终点时，n(HAc)＝n(NaOH)，因此22.08 mL×0.100 0 ml/L＝20.00 mL×c(HAc)，解得c(HAc)＝0.110 4 ml/L。
(5)向20.00 mL的HAc溶液中加入V1 mL NaOH溶液达到滴定终点，滴定终点的溶液中溶质为NaAc，当 eq \f(n（NaAc）,n（HAc）) ＝1时，溶液中c(H＋)的值等于HAc的Ka，因此可再向溶液中加入20.00 mL HAc溶液，使溶液中n(NaAc)＝n(HAc)。
(6)不同的无机弱酸在生活中应用广泛，如HClO具有强氧化性，在生活中可用于漂白和消毒，H2SO3具有还原性，可用作还原剂，在葡萄酒中添加适量H2SO3可用作防腐剂。
答案： (1)5.0 (2)C
(3)①3.00 33.00 ②正 实验Ⅱ相较于实验Ⅰ，醋酸溶液稀释了10倍，而实验Ⅱ的pH增大值小于1
(4) 0.110 4
(5)向滴定后的混合液中加入20 mL HAc溶液
(6)HClO：漂白剂和消毒液(或H2SO3：还原剂、防腐剂)
课时精练(五十四) 综合实验探究 eq \a\vs4\al(\f(对应学生,用书P461))
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
1．(2022·湖南选择考，15节选)某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O，并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案：
可选用试剂：NaCl晶体、BaS溶液、浓H2SO4、稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸馏水
步骤1.BaCl2·2H2O的制备
按如图所示装置进行实验，得到BaCl2溶液，经一系列步骤获得BaCl2·2H2O产品。
步骤2.产品中BaCl2·2H2O的含量测定
①称取产品0.500 0 g，用100 mL水溶解，酸化，加热至近沸；
②在不断搅拌下，向①所得溶液逐滴加入热的0.100 ml·L－1 H2SO4溶液；
③沉淀完全后，60 ℃水浴40分钟，经过滤、洗涤、烘干等步骤，称量白色固体，质量为0.466 0 g。
回答下列问题：
(1)Ⅰ是制取 气体的装置，在试剂a过量并微热时，发生主要反应的化学方程式
；
(2)Ⅱ中b仪器的作用是 ；
Ⅲ中的试剂应选用 ；
(3)在沉淀过程中，某同学在加入一定量热的H2SO4溶液后，认为沉淀已经完全，判断沉淀已完全的方法是 ；
(4)沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液，原因是
；
(5)在过滤操作中，下列仪器不需要用到的是 (填名称)；
解析： (1)由分析可知，装置Ⅰ为浓硫酸和氯化钠共热制取HCl气体的装置，在浓硫酸过量并微热时，浓硫酸与氯化钠反应生成硫酸氢钠和氯化氢，发生主要反应的化学方程式为：H2SO4(浓)＋NaCl eq \(=====,\s\up7(微热)) NaHSO4＋HCl↑。
(2)氯化氢极易溶于水，装置Ⅱ中b仪器的作用是防止倒吸；装置Ⅱ中氯化氢与BaS溶液反应生成H2S，H2S有毒，对环境有污染，装置Ⅲ中盛放CuSO4溶液，用于吸收H2S。
(3)硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，因此判断沉淀已完全的方法是静置，取上层清液于一洁净试管中，继续滴加硫酸溶液，无白色沉淀生成，则已沉淀完全。
(4)为了使钡离子沉淀完全，沉淀过程中需加入过量的硫酸溶液。
(5)过滤用到的仪器有：铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒，用不到锥形瓶。
答案： (1)HCl H2SO4(浓)＋NaCl eq \(=====,\s\up7(微热)) NaHSO4＋HCl↑
(2)防止Ⅱ中溶液倒吸 CuSO4溶液
(3)静置，取上层清液于一洁净试管中，继续滴加硫酸溶液，无白色沉淀生成，则已沉淀完全
(4)使钡离子沉淀完全
(5)锥形瓶
2．硫酸亚铁在印染、医药、化肥等多个行业有广泛应用。某学习小组对硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)的热分解产物进行探究。回答下列问题：
(1)装置A中石棉绒的作用为 ；
装置D中的仪器名称为 。
(2)按气流方向，上述装置合理的连接顺序为a→g→f→ → → → →h(填装置口小写字母)。
(3)该小组同学按上述顺序连接各装置并进行实验，请为他们补全表格：
(4)硫酸亚铁晶体分解的化学方程式为 。
(5)设计实验证明A中得到的红色粉末不含＋2价铁元素：
(简述实验操作及现象)。
解析： 装置A为硫酸亚铁晶体煅烧分解的装置，分解生成Fe2O3、SO2、SO3和水，装置B盛放品红溶液，可以检验SO2，装置C盛放BaCl2溶液，可以检验SO3，装置D中为无水CuSO4粉末，可以检验水蒸气，装置E盛放氢氧化钠溶液，进行尾气处理。
(1)装置A中石棉绒可以防止固体粉末堵塞导管，装置D中的仪器为球形干燥管；
(2)装置A为硫酸亚铁晶体煅烧分解的装置，装置B盛放品红溶液，检验SO2，装置C盛放BaCl2溶液，检验SO3，装置D为无水CuSO4粉末，检验分解产物中的水蒸气，装置E盛放氢氧化钠溶液，吸收尾气。这三种生成物应该先检验水蒸气，再检验SO3，最后检验SO2，因为检验SO2和SO3时都有水溶液，会带出水蒸气，SO3极易溶于水且和水反应，所以连接顺序为a→g→f→e→d→c→b→h；
(3)装置A为硫酸亚铁晶体煅烧分解装置，煅烧后绿色固体逐渐变为红色粉末，说明生成了Fe2O3；装置B盛放品红溶液，用于检验SO2，品红溶液褪色，说明分解产物中含有SO2；装置C盛放BaCl2溶液，用于检验SO3，产生白色沉淀，说明分解产物中含有SO3；装置D为无水CuSO4粉末，检验分解产物中的水蒸气，白色固体逐渐变为蓝色，说明分解产物中含有水蒸气；装置E盛放氢氧化钠溶液，进行尾气处理；
(4)硫酸亚铁晶体煅烧得到红色固体为氧化铁，同时生成二氧化硫、三氧化硫和水，分解的化学方程式为2FeSO4·7H2O eq \(=====,\s\up7(高温)) Fe2O3＋SO3↑＋SO2↑＋14H2O↑；
(5)证明A中得到的红色粉末不含＋2价铁元素，需要取实验后反应管中少量固体，溶于稀盐酸后，向溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀生成，证明A中得到的红色粉末不含＋2价的铁元素。
答案： (1)防止固体粉末堵塞导管 (球形)干燥管 (2)edcb
(3)①品红溶液 ②溶液由红色褪为无色 ③分解产物中含有SO3 ④NaOH溶液
(4)2FeSO4·7H2O eq \(=====,\s\up7(高温)) Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O↑
(5)取实验后反应管中少量固体，溶于稀盐酸后，向溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀(用硫酸溶解，酸性高锰酸钾检验Fe2＋也可以)
3．(2022·1浙江选择考，30)某兴趣小组用四水醋酸锰[(CH3COO)2Mn·4H2O]和乙酰氯(CH3COCl)为原料制备无水二氯化锰，按如图流程开展了实验(夹持仪器已省略)：
已知：①无水二氯化锰极易吸水潮解，易溶于水、乙醇和醋酸，不溶于苯。
②制备无水二氯化锰的主要反应：
(CH3COO)2Mn＋2CH3COCl eq \(――→,\s\up7(△),\s\d5(苯)) MnCl2↓＋
2(CH3CO)2O。
③乙酰氯遇水发生反应：CH3COCl＋H2O→CH3COOH＋HCl。
请回答：
(1)步骤Ⅰ：所获固体主要成分是 (用化学式表示)。
(2)步骤Ⅰ在室温下反应，步骤Ⅱ在加热回流下反应，目的分别是
。
(3)步骤Ⅲ：下列操作中正确的是 。
A．用蒸馏水润湿滤纸，微开水龙头，抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上
B．用倾析法转移溶液，开大水龙头，待溶液快流尽时再转移沉淀
C．用乙醇作为洗涤剂，在洗涤沉淀时，关小水龙头，使洗涤剂缓慢通过沉淀物
D．洗涤结束后，将固体迅速转移至圆底烧瓶进行后续操作
(4)步骤Ⅳ：①将装有粗产品的圆底烧瓶接到纯化装置(图2)上，打开安全瓶上旋塞，打开抽气泵，关闭安全瓶上旋塞，开启加热器，进行纯化。请给出纯化完成后的操作排序：纯化完成→( )→( )→( )→( )→将产品转至干燥器中保存
a．拔出圆底烧瓶的瓶塞
b．关闭抽气泵
c．关闭加热器，待烧瓶冷却至室温
d．打开安全瓶上旋塞
②图2装置中U形管内NaOH固体的作用是 。
(5)用滴定分析法确定产品纯度。甲同学通过测定产品中锰元素的含量确定纯度；乙同学通过测定产品中氯元素的含量确定纯度。合理的是 (填“甲”或“乙”)同学的方法。
解析： (1)根据制备无水二氯化锰的主要反应：(CH3COO)2Mn＋2CH3COCl eq \(――→,\s\up7(△),\s\d5(苯)) MnCl2↓＋2(CH3CO)2O以及乙酰氯遇水发生反应：CH3COCl＋H2O→CH3COOH＋HCl可判断步骤Ⅰ中利用CH3COCl吸水，因此所获固体主要成分是(CH3COO)2Mn。
(2)由于步骤Ⅰ脱去四水醋酸锰的结晶水并防止生成MnCl2，因此步骤Ⅰ在室温下反应；而步骤Ⅱ加热回流促进反应生成MnCl2，所以步骤Ⅱ需要在加热回流下反应。
(3)A.无水二氯化锰易吸水潮解，易溶于水和乙醇，故在步骤Ⅲ中，不能用蒸馏水润湿滤纸，也不能用乙醇作洗涤剂，A、C错误；
B．用倾析法转移溶液，开大水龙头，可以加快过滤速度，待溶液快流尽时再转移沉淀，故B正确；
D．由于无水二氯化锰极易吸水潮解，洗涤结束后，将固体迅速转移至圆底烧瓶进行后续操作，故D正确。
(4)①纯化完成后首先关闭加热器，待烧瓶冷却至室温，然后打开安全瓶上旋塞，关闭抽气泵，最后拔出圆底烧瓶的瓶塞，将产品转至干燥器中保存，故答案为cdba；
②由于可能混有酸性气体且无水二氯化锰极易吸水潮解，因此图2装置中U形管内NaOH固体的作用是防止可能产生的酸性气体进入抽气泵，同时防止外部水汽进入样品。
(5)由于无水二氯化锰极易吸水潮解，且锰离子水解，所以应该通过测定产品中氯元素的含量确定纯度，所以合理的是乙同学的方法。
答案： (1)(CH3COO)2Mn
(2)步骤Ⅰ脱去四水醋酸锰的结晶水并防止生成MnCl2；步骤Ⅱ加热回流促进反应生成MnCl2
(3)BD
(4)①cdba ②防止可能产生的酸性气体进入抽气泵；防止外部水汽进入样品
(5)乙
4．硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及还原剂，受热、遇酸易分解。学习小组用如图装置模拟古法制硫酸，同时利用生成的SO2气体制备硫代硫酸钠(Na2S2O3)。
已知：
①2FeSO4·7H2O eq \(=====,\s\up7(高温)) Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O↑；
②SO3的沸点为44.8 ℃；
③Na2S2O3中S元素的化合价分别为－2价和＋6价。
回答下列问题：
(1)检查装置气密性，加入药品。Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制，目的是 ，D装置中试剂为 。
(2)实验过程操作：①打开活塞K1、K2，关闭活塞K3，通入一段时间N2；②关闭活塞K1、K2，打开活塞K3，加热绿矾；③C处溶液pH约为8时停止加热；④在m处连接盛有NaOH溶液的容器，……；⑤从锥形瓶中得到Na2S2O3晶体。使用pH传感器始终观测混合溶液pH的原因是 ；
补充完善操作④ 。
(3)步骤⑤中需水浴加热浓缩至液体表面出现结晶为止，使用水浴加热的原因是 。
(4)学习小组探究Na2S2O3的性质：取Na2S2O3晶体，溶解配成0.2 ml/L的溶液；取4 mL溶液，向其中加入1 mL饱和氯水(pH＝2.4)，溶液立即出现浑浊。对溶液变浑浊的原因，提出假设：
假设1：氯水氧化了－2价硫元素；
假设2：酸性条件下Na2S2O3分解产生S。
实验验证：a、b试管均盛有4 mL 0.2 ml/L Na2S2O3溶液。
①用胶头滴管向试管b中加入的试剂为 。
②依据现象，S产生的主要原因是 (用离子方程式表示)。
解析： (1)水中会溶解有氧气，氧气可以和Na2S发生反应，故煮沸的目的是除去溶解的氧气；该反应中有二氧化硫生成，二氧化硫有毒会污染空气，应该除去，故D装置中的试剂是用来处理尾气中的二氧化硫的，应该选用NaOH溶液；
(2)由题干中的信息可知硫代硫酸钠在酸性条件下会分解，故始终观测混合溶液pH的原因是：防止SO2过量使溶液呈酸性，造成Na2S2O3分解；当反应结束后，要用氢氧化钠溶液处理多余的二氧化硫气体，故操作④的后续操作为：关闭活塞K3，打开活塞K1、K2，通入一段时间N2；
(3)水浴加热可以达到受热均匀的目的，由题干中的信息可知硫代硫酸钠受热易分解，应该防止其分解，故水浴加热的原因是：控制温度，防止温度过高Na2S2O3分解；
(4)①为了进行对比试验，b中应该加入1 mL pH＝2.4的盐酸，为了控制变量，酸的pH与氯水的相同；②产生S沉淀，说明硫代硫酸钠被氯水氧化生成硫单质，离子方程式为：Cl2＋S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋S↓＋2Cl－＋2H＋。
答案： (1)除去溶解的氧气 NaOH溶液
(2)防止SO2过量使溶液呈酸性，造成Na2S2O3分解 关闭活塞K3，打开活塞K1、K2，通入一段时间N2
(3)控制温度，防止温度过高Na2S2O3分解
(4)①1 mL pH＝2.4的盐酸 ②Cl2＋S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋S↓＋2Cl－＋2H＋
5．实验室制备SO2并探究其性质的方案如图，回答下列问题：
Ⅰ.制备SO2(部分固定装置略)
(1)制备SO2可以选择的发生装置为 (填大写字母)，其反应的化学方程式为
。
(2)选用图中装置制备并收集一瓶干燥的SO2，其连接顺序为：发生装置→ (按气流方向，填小写字母)。
Ⅱ.探究SO2与Cu(OH)2悬浊液的反应
查阅资料：SO2在酸性条件下还原性较差，碱性条件下较强。
实验步骤：ⅰ.配制Cu(OH)2悬浊液：往NaOH溶液中加入CuSO4溶液可得到Cu(OH)2悬浊液。
ⅱ.将SO2通入Cu(OH)2悬浊液中(实验装置如图F)。
实验现象：F中出现少量红色固体，稍后，溶液呈绿色，与CuSO4溶液、CuCl2溶液的颜色有明显不同。
(3)配制Cu(OH)2悬浊液时，要保证 溶液过量(填“NaOH”或“CuSO4”)。
(4)为确定红色固体成分，进行以下实验：
eq \x(\a\al(收集红,色固体)) eq \(――→,\s\up7(洗涤、干燥)) eq \x(\a\al(红色固体,称重1.6 g)) eq \(――→,\s\up7(氧气流中),\s\d5(煅烧、冷却称重)) eq \x(\a\al(黑色固体,称重2.0 g))
①根据上述实验可得结论：该红色固体为 。
②产生红色固体的原因是
(用离子方程式表示)。
(5)为探究F中溶液呈绿色而不是蓝色的原因，实验如下：
ⅰ.向4 mL 1 ml·L－1的CuSO4溶液中通入过量SO2，未见溶液颜色发生变化。
ⅱ.取少量F中滤液，加入少量稀盐酸，产生无色刺激性气味的气体，得到澄清的蓝色溶液。再加入BaCl2溶液，出现白色沉淀。
①实验ⅰ的目的是 。
②溶液显绿色的原因可能是溶液中含有较多Cu(HSO3)2。小组同学通过进一步实验确认了这种可能性，在少量1 ml·L－1的CuSO4溶液中加入 (填化学式)，得到绿色溶液。
解析： (1)实验室用亚硫酸钠固体和浓硫酸反应制取二氧化硫，应选择固液不加热型发生装置，因此应选择装置A，反应的化学方程式为：Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O；
(2)利用装置A制备二氧化硫气体，经浓硫酸干燥后、用向上排空气法收集二氧化硫，因二氧化硫有毒，需要用碱石灰进行尾气吸收，则利用图中装置制备并收集一瓶干燥的SO2，其连接顺序为：发生装置→ghdce(f)；
(3)配制Cu(OH)2悬浊液时，要保证氢氧化钠溶液过量，使溶液呈碱性；
(4)①根据题意可知，二氧化硫在碱性条件下有较强的还原性，可将氢氧化铜还原为红色的铜或氧化亚铜，而1.6 g红色物质在氧气流中煅烧生成2.0 g黑色的氧化铜，其中铜的质量为2.0 g× eq \f(64,80) ＝1.6 g，则原来的红色物质中含铜元素1.6 g，即红色物质为单质铜；
②二氧化硫与氢氧化铜发生氧化还原反应生成单质铜的离子方程式为：SO2＋Cu(OH)2＋2OH－===Cu＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O；
(5)①实验ⅰ是空白对照实验，可排除溶解的二氧化硫、亚硫酸导致溶液显绿色的可能性；
②实验结论为溶液显绿色的原因是溶液中含有较多的Cu(HSO3)2，即溶液显绿色是由于亚硫酸氢根离子的影响造成的，要进一步确认这种可能性，可向少量1 ml·L－1的硫酸铜溶液中加入少量的NaHSO3或KHSO3。
答案： (1)A Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O (2)(a)ghdce(f) (3)NaOH (4)①Cu(或铜) ②SO2＋Cu(OH)2＋2OH－===Cu＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O (5)①排除溶解的SO2、H2SO3导致溶液显绿色的可能性 ②NaHSO3(或KHSO3)
学生用书第264页物质
CH3OH
HCOOH
ClO2
沸点
64.7 ℃
100.8 ℃
11 ℃
有机物
相对分子质量
密度/(g·cm－3)
沸点/℃
溶解性
环己醇
100
0.961 8
161
微溶于水
环己烯
82
0.810 2
83
难溶于水
制备过程
提纯过程
①醇脱水是合成烯烃的常用方法→制备原理；
②20 g环己醇→反应物用量，用于计算；
③碎瓷片→防止暴沸；
④冷却搅拌下，加入浓硫酸→浓硫酸溶解放热；
⑤通入冷却水，产物冷却→产物呈液态，利于分离；
⑥缓慢加热→反应开始；
⑦馏出物的温度不超过90 ℃→产物环己烯的沸点为83 ℃，环己醇的沸点为161 ℃，可分离出环己烯
①粗产物用5%碳酸钠溶液洗涤→除去少量的酸；
②粗产物用水洗→使粗产物中的无机物进入水层；
③分离→得到较纯的环己烯；
④加入无水氯化钙→干燥产品(环己烯)；
⑤蒸馏→得到纯净的环己烯(除去环己醇)；
⑥10 g环己烯→产物量，用于计算
化合物
溶解性
熔点(℃)
沸点(℃)
密度(g·cm－3)
对硝基甲苯
不溶于水，溶于乙醇、苯
51.4
237.7
1.286
对甲基苯胺
微溶于水，易溶于乙醇、苯
43～45
200～202
1.046
对甲基苯胺盐酸盐
易溶于水，不溶于乙醇、苯
243～245
－
－
苯
不溶于水，溶于乙醇
5.5
80.1
0.874
实验步骤
预期现象和结论
①
取少量上述漂白粉于试管中，
②
实验步骤
预期现象和结论
①
加入适量1 ml·L－1盐酸溶解后，再将产生的气体通入澄清石灰水中
若澄清石灰水未变浑浊，则假设1成立；若澄清石灰水变浑浊，则假设2或假设3成立
②
向步骤①反应后的试管中滴入1～2滴品红溶液，振荡(或另外取样操作)
若品红溶液褪色，则假设1或假设3成立；若品红溶液不褪色，则假设2成立
实验步骤(不要求写出具体操作过程)
预期的实验现象和结论
取一定量样品充分干燥，
实验步骤(不要求写出具体操作过程)
预期的实验现象和结论
充分加热样品，将产生的气体通入盛有无水硫酸铜的干燥管
若无水硫酸铜不变蓝，则假设一成立；
若无水硫酸铜变蓝，则假设一不成立
序号
V(HAc)/mL
V(NaAc)/mL
V(H2O)/mL
n(NaAc)∶n(HAc)
pH
Ⅰ
40.00
/
/
0
2.86
Ⅱ
4.00
/
36.00
0
3.36
…
…
…
…
…
…
Ⅶ
4.00
a
b
3∶4
4.53
Ⅷ
4.00
4.00
32.00
1∶1
4.65
Ⅰ
移取20.00 mL HAc溶液，用NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液V1 mL
Ⅱ
，测得溶液的pH为4.76
装置编号
填装试剂
实验现象
实验结论
A
FeSO4·7H2O
绿色固体逐渐变为红色粉末
B
①
②
分解产物
中含有SO2
C
BaCl2溶液
产生白色沉淀
③
D
无水CuSO4粉末
白色固体逐渐变为蓝色
分解产物中含有水蒸气
E
④
考点一 基于无机物制备的综合实验探究
题型1 涉及气体物质的制备
一、物质制备流程
二、实验操作流程
三、操作先后流程
1．装配仪器时：先下后上，先左后右。
2．接口的连接顺序：总体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应“长”进“短”出(或“深”入“浅”出)；量气装置应“短”进“长”出；洗气装置应“长”进“短”出；干燥管应“粗”进“细”出。
3．实验开始时：先检查装置气密性，再加药品，后点酒精灯。
4．加热操作注意事项：主体实验加热前一般应先通原料气赶走空气后再点燃酒精灯，其目的一是防止爆炸，如H2还原CuO、CO还原Fe2O3；二是保证产品纯度，如制备Mg3N2、CuCl2等。反应结束时，应先熄灭酒精灯，继续通原料气直到冷却为止。
5．尾气处理：有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将之点燃，无毒气体直接排放。
6．气体的纯度：点燃或加热通有可燃性气体(H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等)的装置前，必须检查气体的纯度。
学生用书第254页
7.倒吸问题：实验过程用到加热操作的要防倒吸；气体易溶于水的要防倒吸。
8．冷凝回流问题：有易挥发的液体反应物时，为了避免反应物损耗和充分利用原料，要在发生装置中设计冷凝回流装置或在发生装置中安装长玻璃管等。
9．拆卸时的安全性和科学性：实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性，有些实验为防止“爆炸”或“氧化”，应考虑何时停止加热或停止通气，如有尾气吸收装置的实验，必须将尾气导管提出液面后才能熄灭酒精灯，以免造成溶液倒吸；拆卸用排水法收集且需要加热制取气体的装置时，需先把导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯，以防止水倒吸。拆下的仪器要清洗、干燥、归位。
三氯化硼是一种重要的化工原料，主要用作半导体硅的掺杂源或有机合成催化剂，还用于高纯硼或有机硼的制取。已知：BCl3的沸点为12.5 ℃，熔点为－107.3 ℃，易潮解①。实验室制备三氯化硼的原理为：
B2O3＋3C＋3Cl2 eq \(=====,\s\up7(△)) 2BCl3＋3CO
(1)甲组同学拟用下列装置制备干燥纯净的氯气②(不用收集)：
①装置B的作用是___________________________________________________，
装置C盛放的试剂是________。
②装置A中发生反应的离子方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
(2)乙组同学选用甲组实验中的A、B、C和下列装置(装置可重复使用)制备BCl3并验证反应中有CO生成③。
①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A→B→C→________→________→________→__________→________④→F→D→I；其中装置E的作用是________________________________________________________________。
②实验开始时，先通入干燥的N2的目的是____________________________
________________________________________________________________________。
③能证明反应中有CO生成的现象是__________________________________________
________________________________________________________________________。
④三氯化硼接触潮湿空气时会形成腐蚀性浓厚白雾⑤，其与水反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[试题诠释]
①这些性质是解题的重要依据，应引起高度注意。
②此方法制得的氯气中含有HCl、水蒸气，需除去。
③检验CO通常用灼热的CuO和澄清的石灰水。
④除A、B、C、F、D、I外还剩4种仪器，而此处留有5个空，说明有的仪器要重复使用。
⑤指盐酸的小液滴。
[基础知识] 制备实验方案的评价。
[关联知识] Cl2的制法。
[引申知识] 共价化合物的水解。
解析： (1)①用KClO3和浓盐酸反应制得的Cl2中含有HCl及水蒸气，因此装置B中盛放饱和食盐水，作用是除去Cl2中混有的HCl，装置C中盛放浓H2SO4，作用是干燥Cl2。
(2)①首先要注意：剩余的仪器还有4种，而题中留有5个空，这说明有一种装置要重复使用。弄清各仪器的作用是正确连接装置的关键：D用于检验CO2；E用于冷凝BCl3，此仪器中要严防水蒸气进入，因为BCl3易潮解；F用于检验CO，且气体进入F装置前应干燥，以免引起玻璃管炸裂；G是Cl2和B2O3以及C反应的装置；H是干燥装置；I用于收集CO气体；J用于除去Cl2及CO2。从C中出来的干燥而纯净的Cl2应进入G与B2O3和C反应，生成的BCl3易潮解，应进入E进行冷凝收集，同时在E后连接H以防外界水蒸气进入E，由于未反应的Cl2及生成的少量的CO2都会干扰后续CO的检验，因此H后要连接J，除去Cl2及CO2，然后再连接H，使气体进入F前得到干燥，至此所给5空填满，其中装置H重复使用了一次。
②装置中的空气中的O2会与反应物碳反应，空气中的水蒸气会引起BCl3的潮解，因此实验开始时，应先通入干燥的N2以排尽装置中的空气。
④根据题中信息可知，BCl3易潮解，所形成的腐蚀性浓厚白雾应为盐酸的小液滴。BCl3中B为正价，与水中—OH结合形成H3BO3，Cl为负价，与水中—H结合形成HCl，从而写出反应的化学方程式。
答案： (1)①除去Cl2中混有的HCl 浓H2SO4 ②ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O
(2)①G E H J H 将BCl3冷凝为液体收集 ②排尽装置中的空气 ③F中黑色固体变成红色且D中澄清石灰水变浑浊 ④BCl3＋3H2O===H3BO3＋3HCl
学生用书第255页
对点练1.二氧化氯常温下是一种黄绿色具有刺激性气味的气体，常用于自来水消毒和果蔬保鲜等方面。氯酸钠还原法是目前使用较为广泛的ClO2制备方法，其原理是用NaClO3与CH3OH在催化剂、60 ℃时，发生反应得到ClO2，用如图装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和氧化性进行研究。
已知： ClO2易溶于水但不与水反应，气体浓度较大时易分解(爆炸)，实验室用稳定剂吸收ClO2，生成NaClO2，使用时加酸只释放出ClO2一种气体
(1)仪器Ⅰ的名称为________ ; 实验中使用仪器Ⅱ的目的是_____________________。
(2)根据实验原理和目的，上述装置的连接顺序为： ea________(填接口顺序)。
(3)工业上常用过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)的水溶液作为ClO2的稳定剂，吸收ClO2的离子方程式为________________________________________________________________，
为便于大量运输和储存，工业上也选择硅酸钙、二氧化硅分子筛等作为稳定剂，其原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)装置乙中的主要现象为____________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)不能用排空气法来收集得到纯净的ClO2的原因是__________________________。
(6)ClO2和Cl2都为强氧化剂，在相同条件下，等物质的量时，ClO2的氧化能力是Cl2的________倍。
解析： (1)仪器Ⅰ为三颈烧瓶，仪器Ⅱ为球形冷凝管，使ClO2中的甲醇蒸气凝结成液体流回烧瓶；(2)由分析可知，仪器连接顺序为eabfgcdh；(3)由已知，ClO2实验室制备时用稳定剂吸收，生成NaClO2，过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)中的H2O2为还原剂生成O2，CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 结合H＋形成HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，故离子反应式为：2CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O2＋2ClO2===2ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋O2↑＋2HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ；(4)由分析可知，溶液先变蓝后褪色；(5)由已知可知，ClO2浓度较大时易分解(爆炸)，不可以用排空气法；(6)因为ClO2作氧化剂会变为Cl－，得电子数是氯气的2.5 倍，故为2.5。
答案： (1)三颈烧瓶 使ClO2蒸气中的CH3OH冷凝回流 (2)bfgcdh (3)2CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O2＋2ClO2===2ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋O2↑＋2HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 硅酸盐、二氧化硅分子筛性质稳定，有吸附能力 (4)溶液先变蓝后褪色 (5)ClO2与空气混合，浓度较大时易分解(爆炸) (6)2.5
题型2 涉及非气态物质的制备
1．几种重要非气态物质的制备
(1)氢氧化铝
原理：①铝盐法：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ；
②偏铝酸盐法：AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ；
③铝盐和偏铝酸盐水解法：Al3＋＋3AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋6H2O===4Al(OH)3↓。
注意事项：氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于氢氧化钠溶液，但不溶于氨水，制备时一般用可溶性铝盐与氨水反应。
(2)氢氧化亚铁
原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。
注意事项：①Fe(OH)2有强还原性，易被氧化而迅速变色，因此用于配制硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液的蒸馏水要煮沸，以便除去水中溶解的氧气；②将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管伸入硫酸亚铁溶液液面以下，再将氢氧化钠溶液挤出；③还可再在硫酸亚铁溶液上加一层植物油，尽量减少与空气的接触。
(3)氢氧化铁胶体的制备
学生用书第256页
原理：FeCl3＋3H2O eq \(=====,\s\up7(△)) Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。
操作步骤：加热蒸馏水至沸腾，逐滴滴加饱和氯化铁溶液，加热至液体呈红褐色停止加热，不可搅拌。
(4)乙酸乙酯的制备
原理：CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O。
注意事项：试剂的混合方法：先加无水乙醇，然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸，冷却至室温后再加冰醋酸。
2．物质制备的原则
(1)选择最佳反应途径
如：①用铜制取硫酸铜：2Cu＋O2 eq \(=====,\s\up7(△)) 2CuO、CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2O
②用铜制取硝酸铜：2Cu＋O2 eq \(=====,\s\up7(△)) 2CuO、CuO＋2HNO3(稀) ===Cu(NO3)2＋H2O
③用铝制取氢氧化铝：2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑、Al2(SO4)3＋6NaAlO2＋12H2O===8Al(OH)3↓＋3Na2SO4，当n(Al3＋)∶n(AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) )＝1∶3时，Al(OH)3产率最高。
(2)选择最佳原料
如实验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝，应选用氨水，而不能选用强碱氢氧化钠溶液；用铜盐与碱溶液反应制取氢氧化铜，应选用氢氧化钠溶液，而不能选用氨水(氢氧化铜可溶解在氨水中)等。
(3)选择适宜操作方法
如实验室制备氢氧化亚铁时，因氢氧化亚铁在空气中极易与氧气、水反应生成氢氧化铁，要注意隔绝空气。
3．思维流程
高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上可以通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠，生产过程如下：
回答下列问题：
(1)经过步骤①后，加入NaOH固体的原因是
。
(2)步骤②反应的离子方程式是
。
(3)从溶液Ⅰ中分离出Na2FeO4后，还有副产品Na2SO4、NaCl，则步骤③中反应的离子方程式为 。
学生用书第257页
(4)将一定量的Na2FeO4投入pH不同的污水中(污水中其余成分均相同)，溶液中Na2FeO4的浓度变化如图中曲线Ⅰ、Ⅱ所示，则曲线Ⅰ比曲线Ⅱ对应的污水pH (填“高”或“低”)。
(5)通过计算得知Na2FeO4的消毒效率(以单位质量得到的电子数表示)比氯气的 (填“高”或“低”)，用高铁酸钠代替氯气作净水消毒剂的优点是
(答出两点即可)。
[思路分析]
解析： (1)根据框图中的提示可知，Na2FeO4只在碱性环境中稳定存在，加入NaOH固体可以调节溶液pH，使溶液显碱性。(2)在酸性条件下，H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，自身被还原为H2O，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。(3)步骤③中参加反应的离子有Fe3＋、ClO－和OH－，除生成FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 和Cl－外还有H2O，故该反应的离子方程式为2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋3Cl－＋5H2O。
(4)Na2FeO4在碱性环境中稳定存在，污水的pH越高，Na2FeO4的浓度越大，故曲线Ⅰ比曲线Ⅱ对应的污水pH高。
(5)1 g Na2FeO4能得到电子的物质的量为 eq \f(3,166) ml ≈0.018 ml，1 g Cl2能得到电子的物质的量为 eq \f(2,71) ml≈0.028 ml，故Na2FeO4的消毒效率比氯气的低。
答案： (1)Na2FeO4只在碱性环境中稳定存在，加入NaOH固体可以调节溶液pH，使溶液显碱性
(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(3)2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋3Cl－＋5H2O
(4)高 (5)低 既能消毒杀菌又能净水(或无毒、方便保存等)
对点练2.醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题：
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是 。
仪器a的名称是 。
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开K1、K2，关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为 。
②同时c中有气体产生，该气体的作用是
。
(3)打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是
；
d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是 、 、洗涤、干燥。
(4)指出装置d可能存在的缺点 。
解析： (1)由题给信息，[(CH3COO)2Cr·2H2O]在气体分析中用作O2吸收剂，说明Cr2＋具有强还原性，易被O2氧化，故所用蒸馏水需经煮沸除去其中的O2，以免影响[(CH3COO)2Cr·2H2O]的制备。由仪器的结构特点可知，a为分液漏斗。
(2)①Zn将Cr3＋还原为Cr2＋，离子方程式为Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋。②Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，H2起到排除c中空气的作用，以防Cr2＋被氧化。
(3)过量的Zn与盐酸反应放出大量的H2，使装置c中压强增大，关闭K1和K2，打开K3时，溶液被压入装置d中。由题给信息知，[(CH3COO)2Cr·2H2O]难溶于冷水，因此应用冰浴冷却，以便于[(CH3COO)2Cr·2H2O]析出，再将沉淀过滤、洗涤、干燥即可。
(4)装置d的缺点是该装置与大气直接相通，空气中的O2易将[(CH3COO)2Cr·2H2O]氧化。
答案： (1)除去水中溶解的氧气 分液漏斗
(2)①Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋ ②排除c中空气 (3)c中产生H2使压强大于大气压 (冰浴)冷却 过滤 (4)敞开体系，可能使醋酸亚铬被空气中的氧气氧化
考点二 基于有机物制备的综合实验探究
1．把握制备过程
2．盘点常用仪器
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3．熟悉常考问题
(1)有机物易挥发，因此在反应中通常要采用冷凝回流装置，以减少有机物的挥发，提高原料的利用率和产物的产率。
(2)有机反应通常都是可逆反应，且易发生副反应，因此常使某种价格较低的反应物过量，以提高另一反应物的转化率和产物的产率，同时在实验中需要控制反应条件，以减少副反应的发生。
(3)根据产品与杂质的性质特点选择合适的分离提纯方法，如蒸馏、分液等。
醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：
可能用到的有关数据如下：
合成反应：
在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90 ℃。
分离提纯：
反应粗产物倒入分液漏斗中，分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。
回答下列问题：
(1)装置b的名称是 。
(2)加入碎瓷片的作用是 ；
如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是 (填字母，下同)。
A．立即补加 B．冷却后补加
C．不需补加 D．重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为 。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并 ；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的 (填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是 。
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有 。
A．圆底烧瓶 B．温度计 C．吸滤瓶
D．球形冷凝管 E．接收器
(7)本实验所得到的环己烯产率是 。
A．41% B．50% C．61% D．70%
[审题流程] 有机物制备实验一般包括制备过程和提纯过程。本题给出了详细的实验过程，可对题干信息解读如下：
解析： (1)装置b为直形冷凝管，可用于冷凝回流。(2)加入碎瓷片的作用是防止有机物在加热时发生暴沸。如果在加热时发现忘记加碎瓷片，这时必须停止加热，待冷却后补加碎瓷片。(3)醇分子间最容易发生脱水反应生成醚类化合物。(4)分液漏斗在使用前必须要检漏。实验生成的环己烯的密度比水的要小，所以环己烯应从上口倒出。(5)加入无水氯化钙的目的：除去水(作干燥剂)和除去环己醇(因为乙醇可以和氯化钙反应，类比推知，环己醇和氯化钙也可以反应)。(6)观察题中实验装置图知蒸馏过程中不可能用到吸滤瓶及球形冷凝管。(7)20 g环己醇的物质的量为 eq \f(20 g,100 g·ml－1) ＝0.2 ml，理论上生成环己烯的物质的量为0.2 ml，环己烯的质量为0.2 ml×82 g·ml－1＝16.4 g，实际得到环己烯的质量为10 g，则产率为 eq \f(10 g,16.4 g) ×100%≈61%。
答案： (1)直形冷凝管 (2)防止暴沸 B
(3) (4)检漏 上口倒出 (5)干燥(或除水除醇) (6)CD (7)C
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对点练3.对甲基苯胺可用对硝基甲苯作原料在一定条件下制得。 主要反应及装置如下：
主要反应物和产物的物理性质见下表：
实验步骤如下：
①向三颈烧瓶中加入50 mL稀盐酸、10.7 mL(13.7 g)对硝基甲苯和适量铁粉，维持瓶内温度在80 ℃左右，同时搅拌回流、使其充分反应；
②调节pH＝7～8，再逐滴加入30 mL苯充分混合；
③抽滤得到固体，将滤液静置、分液得液体M；
④向M中滴加盐酸，振荡、静置、分液，向下层液体中加入NaOH溶液，充分振荡、静置；
⑤抽滤得固体，将其洗涤、干燥得6.1 g产品。
回答下列问题：
(1)主要反应装置如图，a处缺少的装置是 (填仪器名称)，实验步骤③和④的分液操作中使用到下列仪器中的 (填字母)。
a．烧杯 b．长颈漏斗 c．玻璃棒 d．铁架台
(2)步骤②中用5%的碳酸钠溶液调pH＝7～8的目的之一是使Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀，另一个目的是 。
(3)步骤③中液体M是分液时的 层(填“上”或“下”)液体，步骤④加入盐酸的作用是 。
(4)步骤④中加入氢氧化钠溶液后发生反应的离子方程式有 。
(5)步骤⑤中，以下洗涤剂中最合适的是 (填字母)。
a．乙 b．蒸馏水
c．HCl溶液 d．NaOH溶液
(6)本实验的产率是 %。(计算结果保留一位小数)
解析： 首先向三颈烧瓶中加稀盐酸、对硝基甲苯和适量铁粉加热进行反应，生成对甲基苯胺盐酸盐，调节pH＝7～8，沉淀铁离子并使对甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺，加入苯溶解生成的对甲基苯胺和未反应的对硝基甲苯，抽滤静置分液得到有机层，向有机层中加入盐酸使对甲基苯胺转化为对甲基苯胺盐酸盐，生成的对甲基苯胺盐酸盐易溶于水，静置分液得到无机层，向无机层加入NaOH溶液，使对甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺，对甲基苯胺常温下为不溶于水的固体，所以在加入氢氧化钠溶液后会有对甲基苯胺固体析出，抽滤得到固体，洗涤、干燥得到产品。
(1)该反应中反应物沸点较低，加热反应过程中会挥发，需要在a处加装球形冷凝管冷凝回流；分液操作需要烧杯、分液漏斗、铁架台，所以选ad；
(2)根据题目所给信息可知，pH值升高会使对甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺，达到分离提纯的目的；
(3)根据分析步骤③中液体M为有机层，溶剂为苯，密度比水小，所以在上层；加入盐酸使对甲基苯胺转化为易溶于水的对甲基苯胺盐酸盐，从而实现与对硝基甲苯的分离；
(4)下层液体中有未反应的盐酸和生成的对甲基苯胺盐酸盐都与NaOH发生反应，离子方程式为：
(5)洗涤过程是为了洗去对甲基苯胺可能附着的对甲基苯胺盐酸盐、NaCl和NaOH等可溶于水的杂质，为降低对甲基苯胺洗涤过程的溶解损失，最好的洗涤剂应为蒸馏水，所以选b；
(6)原料中有13.7 g对硝基甲苯，即 eq \f(13.7 g,137 g/ml) ＝0.1 ml，所以理论上生成的对甲基苯胺应为0.1 ml，实际得到产品6.1 g，所以产率为 eq \f(6.1 g,0.1 ml×107 g/ml) ×100%≈57.0%。
答案： (1)球形冷凝管 ad (2)使对甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺 (3)上 使对甲基苯胺转化为对甲基苯胺盐酸盐进入水层与对硝基甲苯分离 (4)H＋＋OH－===H2O、
(5)b (6) 57.0
考点三 探究型综合实验
题型1 猜想型实验方案的设计
漂白粉是生产生活中常用的消毒剂和杀菌剂。实验室有一瓶密封不严的漂白粉样品，其中肯定存在CaCl2，请设计实验，探究该样品中可能存在的其他固体物质。
(1)提出合理假设。
假设1：该漂白粉未变质，只含有 ；
假设2：该漂白粉全部变质，只含有 ；
假设3：该漂白粉部分变质，既含有 ，
又含 。
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(2)设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤、预期现象和结论。
限选用的仪器和药品：试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1 ml·L－1盐酸、品红溶液、新制澄清石灰水。(提示：不必检验Ca2＋和Cl－)
[审题流程] 第一步 明确目的原理
设计实验探究漂白粉变质后物质的成分，涉及反应：
①2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
②Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO。
第二步 提出合理假设
根据假设3提供的物质及反应原理判断样品中可能含有Ca(ClO)2或CaCO3或二者的混合物。
第三步 寻找验证方法
用CaCO3与盐酸反应产生使澄清石灰水变浑浊的CO2来验证CaCO3的存在。
用Ca(ClO)2与盐酸反应生成能使品红溶液褪色的HClO来验证Ca(ClO)2的存在。
第四步 设计操作步骤
①固体样品中加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中(用于检验CO2)。
②向步骤①反应后的溶液中滴入1～2滴品红溶液，振荡(用于检验HClO)。
第五步 分析得出结论
若步骤①中石灰水未变浑浊，则说明样品中无CaCO3，即假设1成立。
若步骤①中石灰水变浑浊，且步骤②中品红溶液不褪色，说明CaCO3存在，不存在Ca(ClO)2，即假设2成立。
若步骤①中石灰水变浑浊，且步骤②中品红溶液褪色，说明有CaCO3和Ca(ClO)2存在，即假设3成立。
答案： (1)Ca(ClO)2 CaCO3 Ca(ClO)2
CaCO3
(2)
对点练4.工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应：PbSO4(s)＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) (aq)PbCO3(s)＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)。某课题组以PbSO4为原料模拟该过程，探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。
(1)室温时，向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化，在 溶液中PbSO4转化率较大，理由是 。
(2)查阅文献：上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2]，它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：全部为PbCO3；
假设二： ；
假设三： 。
(3)为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究。请完成下列表格：
解析： (1)Na2CO3溶液中c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )较大，根据平衡移动原理，可知Na2CO3溶液中PbSO4转化率较大。(2)根据题中信息，提出另外两种假设。假设二：全部为碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2]；假设三：为PbCO3和2PbCO3·Pb(OH)2的混合物。(3)因为PbCO3受热分解不产生水，而2PbCO3·Pb(OH)2受热分解产生水，所以可利用此不同设计实验方案。
答案： (1)Na2CO3 Na2CO3溶液中的c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )大
(2)全部为2PbCO3·Pb(OH)2 为PbCO3和2PbCO3·Pb(OH)2的混合物
(3)
题型2 定性探究“物质性质”实验方案的设计
草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1＝5.4×10－2，K2＝5.4×10－5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101 ℃，易溶于水，受热脱水、升华，170 ℃以上分解。回答下列问题：
(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是 ，由此可知草酸晶体分解的产物中有 。装置B的主要作用是 。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
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①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、 。装置H反应管中盛有的物质是 。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是 。
[思路引导] 第(1)问考查CO2的检验方法，CO2能使澄清石灰水变浑浊，还应注意题干中草酸的性质，草酸蒸气对CO2的检验有干扰作用。第(2)①问考查该实验中检验CO时对干扰因素CO2的排除，检验CO气体，应先在H装置中进行CO还原CuO的反应，气体进入H装置前需除去CO中的CO2气体并且检验CO2是否除尽，从H装置中导出的气体需用澄清石灰水检验CO2气体的存在，说明是CO还原CuO。第(2)②考查CO检验时现象描述的全面性，CO还原CuO时，黑色的CuO变成红色的单质Cu，且CO的氧化产物是CO2。
答案： (1)有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝(水蒸气、草酸等)，防止草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验
(2)①F、D、G、H、D、I CuO(氧化铜)
②前面D中澄清石灰水无现象，H中黑色粉末变红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊
对点练5.化学小组探究FeCl3溶液与Na2S溶液的反应产物，利用如图装置进行如下实验：
Ⅰ.向盛有0.1 ml·L－1FeCl3溶液的三颈烧瓶中，滴加一定量0.1 ml·L－1Na2S溶液，搅拌，能闻到臭鸡蛋气味，产生沉淀A。
Ⅱ.向盛有0.1 ml·L－1Na2S溶液的三颈烧瓶中，滴加少量0.1 ml·L－1FeCl3溶液，搅拌，产生沉淀B。
已知：①FeS2为黑色固体，且不溶于水和盐酸。
②Ksp(Fe2S3)＝1×10－88，Ksp(FeS2)＝6.3×10－31，Ksp[Fe(OH)3]＝1×10－38，Ksp(FeS)＝4×10－19。
回答下列问题：
(1)NaOH溶液的作用是 。
小组同学猜测，沉淀A、B可能为S、硫化物或它们的混合物。他们设计如下实验进行探究：
实验一：探究A的成分取沉淀A于小烧杯中，进行如下实验：
(2)试剂X是 。由此推断A的成分是 (填化学式)。
实验二：探究B的成分取沉淀B于小烧杯中，进行如下实验：
(3)向试管a中加入试剂Y，观察到明显现象，证明溶液中存在Fe2＋。试剂Y是 ，明显现象是 。
由此推断B的成分是 (填化学式)。
(4)请分析Ⅱ中实验未得到Fe(OH)3的原因是 。
解析： (1)臭鸡蛋气味的气体是H2S，具有毒性会污染空气，所以使用NaOH溶液进行尾气处理。(2)S可溶于CS2，加热烘干后可得到淡黄色的固体硫。固体加入稀HCl产生臭鸡蛋气味气体说明含有FeS，则A是S和FeS的混合物。(3)Fe2＋可用K3[Fe(CN)6]溶液检验，若含有Fe2＋则会生成蓝色沉淀，也可用NaOH溶液检验，若含有Fe2＋则会先生成白色沉淀，然后迅速转化为灰绿色，最后变成红褐色。由溶液甲加热无淡黄色固体说明不存在硫单质，加入足量HCl产生淡黄色物质说明有硫生成，臭鸡蛋气味气体说明有H2S生成，所以硫是由Fe3＋氧化得到，则B是Fe2S3。(4)由溶度积数可知，Fe2S3的溶解度远小于Fe(OH)3，则Fe3＋更容易生成Fe2S3沉淀。
答案： (1)吸收H2S气体
(2)CS2(或二硫化碳) S、FeS
(3)铁氰化钾溶液(或NaOH溶液) 产生蓝色沉淀(或产生白色沉淀迅速转化为灰绿色，最后变成红褐色) Fe2S3
(4)由溶度积数可知，Fe2S3的溶解度远小于Fe(OH)3，则Fe3＋更容易生成Fe2S3沉淀
真题演练 明确考向
1．(2022·山东等级考，18节选)实验室利用FeCl2·4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知SOCl2沸点为76 ℃，遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题：
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(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)用上述装置，根据反应TiO2＋CCl4 eq \(=====,\s\up7(△)) 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 。
解析： (1)实验开始时先通N2，排尽装置中的空气，一段时间后，先加热装置a，产生SOCl2气体充满b装置后再加热b装置，装置b中发生反应的化学方程式为FeCl2·4H2O＋4SOCl2(g) eq \(=====,\s\up7(△)) FeCl2＋4SO2＋8HCl；装置c、d的共同作用是冷凝回流SOCl2；
(2)组装蒸馏装置对TiCl4、CCl4混合物进行蒸馏提纯，按由下而上、从左到右的顺序组装，安装顺序为①⑨⑧，然后连接冷凝管，蒸馏装置中应选择直形冷凝管⑥、不选用球形冷凝管⑦，接着连接尾接管⑩，TiCl4极易水解，为防止外界水蒸气进入，最后连接③⑤，安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤；由于TiCl4、CCl4分子结构相似，TiCl4的相对分子质量大于CCl4，TiCl4分子间的范德华力较大，TiCl4的沸点高于CCl4，故先馏出的物质为CCl4。
答案： (1) a FeCl2·4H2O＋4SOCl2(g) eq \(=====,\s\up7(△)) FeCl2＋4SO2＋8HCl 冷凝回流SOCl2
(2)⑥⑩③⑤ CCl4
2．(2022·辽宁选择考，18节选)H2O2作为绿色氧化剂应用广泛，氢醌法制备H2O2原理及装置如下：
已知：H2O、HX等杂质易使Ni催化剂中毒。回答下列问题：
(1)A中反应的离子方程式为 。
(2)装置B应为 (填序号)。
(3)检查装置气密性并加入药品，所有活塞处于关闭状态。开始制备时，打开活塞 ，控温45 ℃。一段时间后，仅保持活塞b打开，抽出残留气体。随后关闭活塞b，打开活塞 ，继续反应一段时间。关闭电源和活塞，过滤三颈烧瓶中混合物，加水萃取，分液，减压蒸馏，得产品。
(4)装置F的作用为 。
(5)反应过程中，控温45 ℃的原因为 。
(6)氢醌法制备H2O2总反应的化学方程式为 。
解析： 从H2O2的制备原理图可知，反应分两步进行，第一步为H2在Ni催化作用下与乙基蒽醌反应生成乙基蒽醇，第二步为O2与乙基蒽醇反应生成H2O2和乙基蒽醌。启普发生器A为制取H2的装置，产生的H2中混有HCl和H2O，需分别除去后进入C中发生第一步反应。随后氧气源释放的氧气经D干燥后进入C中发生反应生成H2O2和乙基蒽醌，F中装有浓H2SO4，与C相连，防止外界水蒸气进入C中，使催化剂Ni中毒。
(1)A中锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气，反应的离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；
(2)H2O、HX等杂质易使Ni催化剂中毒，需分别通过装有饱和食盐水和浓H2SO4的洗气瓶除去，所以装置B应该选③①。
(3)开始制备时，打开活塞a、b，A中产生的H2进入C中，在Ni催化作用下H2与乙基蒽醌反应生成乙基蒽醇，一段时间后，关闭a，仅保持活塞b打开，将残留H2抽出，随后关闭活塞b，打开活塞c、d，将O2通入C中与乙基蒽醇反应生成H2O2和乙基蒽醌。
(4)H2O容易使Ni催化剂中毒，实验中需要保持C装置为无水环境，F的作用为防止外界水蒸气进入C中。
(5)适当升温加快反应速率，同时防止温度过高H2O2分解，所以反应过程中控温45 ℃。
(6)第一步为H2在Ni催化作用下与乙基蒽醌反应生成乙基蒽醇，第二步为O2与乙基蒽醇反应生成H2O2和乙基蒽醌，总反应为H2＋O2 eq \(=====,\s\up7(Ni),\s\d5(乙基蒽醌)) H2O2。
答案： (1)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
(2)③①
(3)a、b c、d
(4)防止外界水蒸气进入C中使催化剂Ni中毒
(5)适当升温加快反应速率，同时防止温度过高H2O2分解
(6)H2＋O2 eq \(=====,\s\up7(Ni),\s\d5(乙基蒽醌)) H2O2
3．(2022·广东选择考，17)食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25 ℃时，HAc的Ka＝1.75×10－5＝10－4.76。
(1)配制250 mL 0.1 ml·L－1的HAc溶液，需5 ml·L－1 HAc溶液的体积为 mL。
(2)下列关于250 mL容量瓶的操作，正确的是 。
学生用书第263页
(3)某小组研究25 ℃下HAc电离平衡的影响因素。
提出假设：稀释HAc溶液或改变Ac－浓度，HAc电离平衡会发生移动。
设计方案并完成实验：用浓度均为0.1 ml·L－1的HAc和NaAc溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液；测定pH，记录数据。
①根据表中信息，补充数据：a＝ ，b＝ 。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知，稀释HAc溶液，电离平衡 (填“正”或“逆”)向移动；结合表中数据，给出判断理由：
。
③由实验Ⅱ～Ⅷ可知，增大Ac－浓度，HAc电离平衡逆向移动。
实验结论：假设成立。
(4)小组分析上表数据发现：随着 eq \f(n（NaAc）,n（HAc）) 的增加，c(H＋)的值逐渐接近HAc的Ka。
查阅资料获悉：一定条件下，按 eq \f(n（NaAc）,n（HAc）) ＝1配制的溶液中，c(H＋)的值等于HAc的Ka。
对比数据发现，实验Ⅷ中pH＝4.65与资料数据Ka＝10－4.76存在一定差异；推测可能由物质浓度准确程度不够引起，故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。
①移取20.00 mL HAc溶液，加入2滴酚酞溶液，用0.100 0 ml·L－1NaOH溶液滴定至终点，消耗体积为22.08 mL，则该HAc溶液的浓度为 ml·L－1。
②用上述HAc溶液和0.100 0 ml·L－1 NaOH溶液，配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液，测定pH，结果与资料数据相符。
(5)小组进一步提出：如果只有浓度均约为0.1 ml·L－1的HAc和NaOH溶液，如何准确测定HAc的Ka？小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
实验总结：得到的结果与资料数据相符，方案可行。
(6)根据Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途 。
解析： (1)溶液稀释过程中，溶质的物质的量不变，因此250 mL×0.1 ml/L＝V×5 ml/L，解得V＝5.0 mL。
(2)A.容量瓶使用过程中，不能用手等触碰瓶口，以免污染试剂，故A错误；B.定容时，视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切”，不能仰视或俯视，故B错误；C.向容量瓶中转移液体，需用玻璃棒引流，玻璃棒下端位于刻度线以下，同时玻璃棒不能接触容量瓶口，故C正确；D.定容完成后，盖上瓶塞，将容量瓶来回颠倒，将溶液摇匀，颠倒过程中，左手食指抵住瓶塞，防止瓶塞脱落，右手扶住容量瓶底部，防止容量瓶从左手掉落，故D错误。
(3)①实验Ⅶ的溶液中n(NaAc)∶n(HAc)＝3∶4，V(HAc)＝4.00 mL，因此V(NaAc)＝3.00 mL，即a＝3.00，由实验Ⅰ可知，溶液最终的体积为40.00 mL，因此V(H2O)＝40.00 mL－4.00 mL－3.00 mL＝33.00 mL，即b＝33.00。
②实验Ⅰ所得溶液的pH＝2.86，实验Ⅱ的溶液中c(HAc)为实验Ⅰ的 eq \f(1,10) ，稀释过程中，若不考虑电离
平衡移动，则实验Ⅱ所得溶液的pH＝2.86＋1＝3.86，但实际溶液的pH＝3.36<3.86，说明稀释过程中，溶液中n(H＋)增大，即电离平衡正向移动。
(4)滴定过程中发生反应：HAc＋NaOH===NaAc＋H2O，由反应方程式可知，滴定至终点时，n(HAc)＝n(NaOH)，因此22.08 mL×0.100 0 ml/L＝20.00 mL×c(HAc)，解得c(HAc)＝0.110 4 ml/L。
(5)向20.00 mL的HAc溶液中加入V1 mL NaOH溶液达到滴定终点，滴定终点的溶液中溶质为NaAc，当 eq \f(n（NaAc）,n（HAc）) ＝1时，溶液中c(H＋)的值等于HAc的Ka，因此可再向溶液中加入20.00 mL HAc溶液，使溶液中n(NaAc)＝n(HAc)。
(6)不同的无机弱酸在生活中应用广泛，如HClO具有强氧化性，在生活中可用于漂白和消毒，H2SO3具有还原性，可用作还原剂，在葡萄酒中添加适量H2SO3可用作防腐剂。
答案： (1)5.0 (2)C
(3)①3.00 33.00 ②正 实验Ⅱ相较于实验Ⅰ，醋酸溶液稀释了10倍，而实验Ⅱ的pH增大值小于1
(4) 0.110 4
(5)向滴定后的混合液中加入20 mL HAc溶液
(6)HClO：漂白剂和消毒液(或H2SO3：还原剂、防腐剂)
课时精练(五十四) 综合实验探究 eq \a\vs4\al(\f(对应学生,用书P461))
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
1．(2022·湖南选择考，15节选)某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O，并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案：
可选用试剂：NaCl晶体、BaS溶液、浓H2SO4、稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸馏水
步骤1.BaCl2·2H2O的制备
按如图所示装置进行实验，得到BaCl2溶液，经一系列步骤获得BaCl2·2H2O产品。
步骤2.产品中BaCl2·2H2O的含量测定
①称取产品0.500 0 g，用100 mL水溶解，酸化，加热至近沸；
②在不断搅拌下，向①所得溶液逐滴加入热的0.100 ml·L－1 H2SO4溶液；
③沉淀完全后，60 ℃水浴40分钟，经过滤、洗涤、烘干等步骤，称量白色固体，质量为0.466 0 g。
回答下列问题：
(1)Ⅰ是制取 气体的装置，在试剂a过量并微热时，发生主要反应的化学方程式
；
(2)Ⅱ中b仪器的作用是 ；
Ⅲ中的试剂应选用 ；
(3)在沉淀过程中，某同学在加入一定量热的H2SO4溶液后，认为沉淀已经完全，判断沉淀已完全的方法是 ；
(4)沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液，原因是
；
(5)在过滤操作中，下列仪器不需要用到的是 (填名称)；
解析： (1)由分析可知，装置Ⅰ为浓硫酸和氯化钠共热制取HCl气体的装置，在浓硫酸过量并微热时，浓硫酸与氯化钠反应生成硫酸氢钠和氯化氢，发生主要反应的化学方程式为：H2SO4(浓)＋NaCl eq \(=====,\s\up7(微热)) NaHSO4＋HCl↑。
(2)氯化氢极易溶于水，装置Ⅱ中b仪器的作用是防止倒吸；装置Ⅱ中氯化氢与BaS溶液反应生成H2S，H2S有毒，对环境有污染，装置Ⅲ中盛放CuSO4溶液，用于吸收H2S。
(3)硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，因此判断沉淀已完全的方法是静置，取上层清液于一洁净试管中，继续滴加硫酸溶液，无白色沉淀生成，则已沉淀完全。
(4)为了使钡离子沉淀完全，沉淀过程中需加入过量的硫酸溶液。
(5)过滤用到的仪器有：铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒，用不到锥形瓶。
答案： (1)HCl H2SO4(浓)＋NaCl eq \(=====,\s\up7(微热)) NaHSO4＋HCl↑
(2)防止Ⅱ中溶液倒吸 CuSO4溶液
(3)静置，取上层清液于一洁净试管中，继续滴加硫酸溶液，无白色沉淀生成，则已沉淀完全
(4)使钡离子沉淀完全
(5)锥形瓶
2．硫酸亚铁在印染、医药、化肥等多个行业有广泛应用。某学习小组对硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)的热分解产物进行探究。回答下列问题：
(1)装置A中石棉绒的作用为 ；
装置D中的仪器名称为 。
(2)按气流方向，上述装置合理的连接顺序为a→g→f→ → → → →h(填装置口小写字母)。
(3)该小组同学按上述顺序连接各装置并进行实验，请为他们补全表格：
(4)硫酸亚铁晶体分解的化学方程式为 。
(5)设计实验证明A中得到的红色粉末不含＋2价铁元素：
(简述实验操作及现象)。
解析： 装置A为硫酸亚铁晶体煅烧分解的装置，分解生成Fe2O3、SO2、SO3和水，装置B盛放品红溶液，可以检验SO2，装置C盛放BaCl2溶液，可以检验SO3，装置D中为无水CuSO4粉末，可以检验水蒸气，装置E盛放氢氧化钠溶液，进行尾气处理。
(1)装置A中石棉绒可以防止固体粉末堵塞导管，装置D中的仪器为球形干燥管；
(2)装置A为硫酸亚铁晶体煅烧分解的装置，装置B盛放品红溶液，检验SO2，装置C盛放BaCl2溶液，检验SO3，装置D为无水CuSO4粉末，检验分解产物中的水蒸气，装置E盛放氢氧化钠溶液，吸收尾气。这三种生成物应该先检验水蒸气，再检验SO3，最后检验SO2，因为检验SO2和SO3时都有水溶液，会带出水蒸气，SO3极易溶于水且和水反应，所以连接顺序为a→g→f→e→d→c→b→h；
(3)装置A为硫酸亚铁晶体煅烧分解装置，煅烧后绿色固体逐渐变为红色粉末，说明生成了Fe2O3；装置B盛放品红溶液，用于检验SO2，品红溶液褪色，说明分解产物中含有SO2；装置C盛放BaCl2溶液，用于检验SO3，产生白色沉淀，说明分解产物中含有SO3；装置D为无水CuSO4粉末，检验分解产物中的水蒸气，白色固体逐渐变为蓝色，说明分解产物中含有水蒸气；装置E盛放氢氧化钠溶液，进行尾气处理；
(4)硫酸亚铁晶体煅烧得到红色固体为氧化铁，同时生成二氧化硫、三氧化硫和水，分解的化学方程式为2FeSO4·7H2O eq \(=====,\s\up7(高温)) Fe2O3＋SO3↑＋SO2↑＋14H2O↑；
(5)证明A中得到的红色粉末不含＋2价铁元素，需要取实验后反应管中少量固体，溶于稀盐酸后，向溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀生成，证明A中得到的红色粉末不含＋2价的铁元素。
答案： (1)防止固体粉末堵塞导管 (球形)干燥管 (2)edcb
(3)①品红溶液 ②溶液由红色褪为无色 ③分解产物中含有SO3 ④NaOH溶液
(4)2FeSO4·7H2O eq \(=====,\s\up7(高温)) Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O↑
(5)取实验后反应管中少量固体，溶于稀盐酸后，向溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不产生蓝色沉淀(用硫酸溶解，酸性高锰酸钾检验Fe2＋也可以)
3．(2022·1浙江选择考，30)某兴趣小组用四水醋酸锰[(CH3COO)2Mn·4H2O]和乙酰氯(CH3COCl)为原料制备无水二氯化锰，按如图流程开展了实验(夹持仪器已省略)：
已知：①无水二氯化锰极易吸水潮解，易溶于水、乙醇和醋酸，不溶于苯。
②制备无水二氯化锰的主要反应：
(CH3COO)2Mn＋2CH3COCl eq \(――→,\s\up7(△),\s\d5(苯)) MnCl2↓＋
2(CH3CO)2O。
③乙酰氯遇水发生反应：CH3COCl＋H2O→CH3COOH＋HCl。
请回答：
(1)步骤Ⅰ：所获固体主要成分是 (用化学式表示)。
(2)步骤Ⅰ在室温下反应，步骤Ⅱ在加热回流下反应，目的分别是
。
(3)步骤Ⅲ：下列操作中正确的是 。
A．用蒸馏水润湿滤纸，微开水龙头，抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上
B．用倾析法转移溶液，开大水龙头，待溶液快流尽时再转移沉淀
C．用乙醇作为洗涤剂，在洗涤沉淀时，关小水龙头，使洗涤剂缓慢通过沉淀物
D．洗涤结束后，将固体迅速转移至圆底烧瓶进行后续操作
(4)步骤Ⅳ：①将装有粗产品的圆底烧瓶接到纯化装置(图2)上，打开安全瓶上旋塞，打开抽气泵，关闭安全瓶上旋塞，开启加热器，进行纯化。请给出纯化完成后的操作排序：纯化完成→( )→( )→( )→( )→将产品转至干燥器中保存
a．拔出圆底烧瓶的瓶塞
b．关闭抽气泵
c．关闭加热器，待烧瓶冷却至室温
d．打开安全瓶上旋塞
②图2装置中U形管内NaOH固体的作用是 。
(5)用滴定分析法确定产品纯度。甲同学通过测定产品中锰元素的含量确定纯度；乙同学通过测定产品中氯元素的含量确定纯度。合理的是 (填“甲”或“乙”)同学的方法。
解析： (1)根据制备无水二氯化锰的主要反应：(CH3COO)2Mn＋2CH3COCl eq \(――→,\s\up7(△),\s\d5(苯)) MnCl2↓＋2(CH3CO)2O以及乙酰氯遇水发生反应：CH3COCl＋H2O→CH3COOH＋HCl可判断步骤Ⅰ中利用CH3COCl吸水，因此所获固体主要成分是(CH3COO)2Mn。
(2)由于步骤Ⅰ脱去四水醋酸锰的结晶水并防止生成MnCl2，因此步骤Ⅰ在室温下反应；而步骤Ⅱ加热回流促进反应生成MnCl2，所以步骤Ⅱ需要在加热回流下反应。
(3)A.无水二氯化锰易吸水潮解，易溶于水和乙醇，故在步骤Ⅲ中，不能用蒸馏水润湿滤纸，也不能用乙醇作洗涤剂，A、C错误；
B．用倾析法转移溶液，开大水龙头，可以加快过滤速度，待溶液快流尽时再转移沉淀，故B正确；
D．由于无水二氯化锰极易吸水潮解，洗涤结束后，将固体迅速转移至圆底烧瓶进行后续操作，故D正确。
(4)①纯化完成后首先关闭加热器，待烧瓶冷却至室温，然后打开安全瓶上旋塞，关闭抽气泵，最后拔出圆底烧瓶的瓶塞，将产品转至干燥器中保存，故答案为cdba；
②由于可能混有酸性气体且无水二氯化锰极易吸水潮解，因此图2装置中U形管内NaOH固体的作用是防止可能产生的酸性气体进入抽气泵，同时防止外部水汽进入样品。
(5)由于无水二氯化锰极易吸水潮解，且锰离子水解，所以应该通过测定产品中氯元素的含量确定纯度，所以合理的是乙同学的方法。
答案： (1)(CH3COO)2Mn
(2)步骤Ⅰ脱去四水醋酸锰的结晶水并防止生成MnCl2；步骤Ⅱ加热回流促进反应生成MnCl2
(3)BD
(4)①cdba ②防止可能产生的酸性气体进入抽气泵；防止外部水汽进入样品
(5)乙
4．硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及还原剂，受热、遇酸易分解。学习小组用如图装置模拟古法制硫酸，同时利用生成的SO2气体制备硫代硫酸钠(Na2S2O3)。
已知：
①2FeSO4·7H2O eq \(=====,\s\up7(高温)) Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O↑；
②SO3的沸点为44.8 ℃；
③Na2S2O3中S元素的化合价分别为－2价和＋6价。
回答下列问题：
(1)检查装置气密性，加入药品。Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制，目的是 ，D装置中试剂为 。
(2)实验过程操作：①打开活塞K1、K2，关闭活塞K3，通入一段时间N2；②关闭活塞K1、K2，打开活塞K3，加热绿矾；③C处溶液pH约为8时停止加热；④在m处连接盛有NaOH溶液的容器，……；⑤从锥形瓶中得到Na2S2O3晶体。使用pH传感器始终观测混合溶液pH的原因是 ；
补充完善操作④ 。
(3)步骤⑤中需水浴加热浓缩至液体表面出现结晶为止，使用水浴加热的原因是 。
(4)学习小组探究Na2S2O3的性质：取Na2S2O3晶体，溶解配成0.2 ml/L的溶液；取4 mL溶液，向其中加入1 mL饱和氯水(pH＝2.4)，溶液立即出现浑浊。对溶液变浑浊的原因，提出假设：
假设1：氯水氧化了－2价硫元素；
假设2：酸性条件下Na2S2O3分解产生S。
实验验证：a、b试管均盛有4 mL 0.2 ml/L Na2S2O3溶液。
①用胶头滴管向试管b中加入的试剂为 。
②依据现象，S产生的主要原因是 (用离子方程式表示)。
解析： (1)水中会溶解有氧气，氧气可以和Na2S发生反应，故煮沸的目的是除去溶解的氧气；该反应中有二氧化硫生成，二氧化硫有毒会污染空气，应该除去，故D装置中的试剂是用来处理尾气中的二氧化硫的，应该选用NaOH溶液；
(2)由题干中的信息可知硫代硫酸钠在酸性条件下会分解，故始终观测混合溶液pH的原因是：防止SO2过量使溶液呈酸性，造成Na2S2O3分解；当反应结束后，要用氢氧化钠溶液处理多余的二氧化硫气体，故操作④的后续操作为：关闭活塞K3，打开活塞K1、K2，通入一段时间N2；
(3)水浴加热可以达到受热均匀的目的，由题干中的信息可知硫代硫酸钠受热易分解，应该防止其分解，故水浴加热的原因是：控制温度，防止温度过高Na2S2O3分解；
(4)①为了进行对比试验，b中应该加入1 mL pH＝2.4的盐酸，为了控制变量，酸的pH与氯水的相同；②产生S沉淀，说明硫代硫酸钠被氯水氧化生成硫单质，离子方程式为：Cl2＋S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋S↓＋2Cl－＋2H＋。
答案： (1)除去溶解的氧气 NaOH溶液
(2)防止SO2过量使溶液呈酸性，造成Na2S2O3分解 关闭活塞K3，打开活塞K1、K2，通入一段时间N2
(3)控制温度，防止温度过高Na2S2O3分解
(4)①1 mL pH＝2.4的盐酸 ②Cl2＋S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋S↓＋2Cl－＋2H＋
5．实验室制备SO2并探究其性质的方案如图，回答下列问题：
Ⅰ.制备SO2(部分固定装置略)
(1)制备SO2可以选择的发生装置为 (填大写字母)，其反应的化学方程式为
。
(2)选用图中装置制备并收集一瓶干燥的SO2，其连接顺序为：发生装置→ (按气流方向，填小写字母)。
Ⅱ.探究SO2与Cu(OH)2悬浊液的反应
查阅资料：SO2在酸性条件下还原性较差，碱性条件下较强。
实验步骤：ⅰ.配制Cu(OH)2悬浊液：往NaOH溶液中加入CuSO4溶液可得到Cu(OH)2悬浊液。
ⅱ.将SO2通入Cu(OH)2悬浊液中(实验装置如图F)。
实验现象：F中出现少量红色固体，稍后，溶液呈绿色，与CuSO4溶液、CuCl2溶液的颜色有明显不同。
(3)配制Cu(OH)2悬浊液时，要保证 溶液过量(填“NaOH”或“CuSO4”)。
(4)为确定红色固体成分，进行以下实验：
eq \x(\a\al(收集红,色固体)) eq \(――→,\s\up7(洗涤、干燥)) eq \x(\a\al(红色固体,称重1.6 g)) eq \(――→,\s\up7(氧气流中),\s\d5(煅烧、冷却称重)) eq \x(\a\al(黑色固体,称重2.0 g))
①根据上述实验可得结论：该红色固体为 。
②产生红色固体的原因是
(用离子方程式表示)。
(5)为探究F中溶液呈绿色而不是蓝色的原因，实验如下：
ⅰ.向4 mL 1 ml·L－1的CuSO4溶液中通入过量SO2，未见溶液颜色发生变化。
ⅱ.取少量F中滤液，加入少量稀盐酸，产生无色刺激性气味的气体，得到澄清的蓝色溶液。再加入BaCl2溶液，出现白色沉淀。
①实验ⅰ的目的是 。
②溶液显绿色的原因可能是溶液中含有较多Cu(HSO3)2。小组同学通过进一步实验确认了这种可能性，在少量1 ml·L－1的CuSO4溶液中加入 (填化学式)，得到绿色溶液。
解析： (1)实验室用亚硫酸钠固体和浓硫酸反应制取二氧化硫，应选择固液不加热型发生装置，因此应选择装置A，反应的化学方程式为：Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O；
(2)利用装置A制备二氧化硫气体，经浓硫酸干燥后、用向上排空气法收集二氧化硫，因二氧化硫有毒，需要用碱石灰进行尾气吸收，则利用图中装置制备并收集一瓶干燥的SO2，其连接顺序为：发生装置→ghdce(f)；
(3)配制Cu(OH)2悬浊液时，要保证氢氧化钠溶液过量，使溶液呈碱性；
(4)①根据题意可知，二氧化硫在碱性条件下有较强的还原性，可将氢氧化铜还原为红色的铜或氧化亚铜，而1.6 g红色物质在氧气流中煅烧生成2.0 g黑色的氧化铜，其中铜的质量为2.0 g× eq \f(64,80) ＝1.6 g，则原来的红色物质中含铜元素1.6 g，即红色物质为单质铜；
②二氧化硫与氢氧化铜发生氧化还原反应生成单质铜的离子方程式为：SO2＋Cu(OH)2＋2OH－===Cu＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O；
(5)①实验ⅰ是空白对照实验，可排除溶解的二氧化硫、亚硫酸导致溶液显绿色的可能性；
②实验结论为溶液显绿色的原因是溶液中含有较多的Cu(HSO3)2，即溶液显绿色是由于亚硫酸氢根离子的影响造成的，要进一步确认这种可能性，可向少量1 ml·L－1的硫酸铜溶液中加入少量的NaHSO3或KHSO3。
答案： (1)A Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O (2)(a)ghdce(f) (3)NaOH (4)①Cu(或铜) ②SO2＋Cu(OH)2＋2OH－===Cu＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O (5)①排除溶解的SO2、H2SO3导致溶液显绿色的可能性 ②NaHSO3(或KHSO3)
学生用书第264页物质
CH3OH
HCOOH
ClO2
沸点
64.7 ℃
100.8 ℃
11 ℃
有机物
相对分子质量
密度/(g·cm－3)
沸点/℃
溶解性
环己醇
100
0.961 8
161
微溶于水
环己烯
82
0.810 2
83
难溶于水
制备过程
提纯过程
①醇脱水是合成烯烃的常用方法→制备原理；
②20 g环己醇→反应物用量，用于计算；
③碎瓷片→防止暴沸；
④冷却搅拌下，加入浓硫酸→浓硫酸溶解放热；
⑤通入冷却水，产物冷却→产物呈液态，利于分离；
⑥缓慢加热→反应开始；
⑦馏出物的温度不超过90 ℃→产物环己烯的沸点为83 ℃，环己醇的沸点为161 ℃，可分离出环己烯
①粗产物用5%碳酸钠溶液洗涤→除去少量的酸；
②粗产物用水洗→使粗产物中的无机物进入水层；
③分离→得到较纯的环己烯；
④加入无水氯化钙→干燥产品(环己烯)；
⑤蒸馏→得到纯净的环己烯(除去环己醇)；
⑥10 g环己烯→产物量，用于计算
化合物
溶解性
熔点(℃)
沸点(℃)
密度(g·cm－3)
对硝基甲苯
不溶于水，溶于乙醇、苯
51.4
237.7
1.286
对甲基苯胺
微溶于水，易溶于乙醇、苯
43～45
200～202
1.046
对甲基苯胺盐酸盐
易溶于水，不溶于乙醇、苯
243～245
－
－
苯
不溶于水，溶于乙醇
5.5
80.1
0.874
实验步骤
预期现象和结论
①
取少量上述漂白粉于试管中，
②
实验步骤
预期现象和结论
①
加入适量1 ml·L－1盐酸溶解后，再将产生的气体通入澄清石灰水中
若澄清石灰水未变浑浊，则假设1成立；若澄清石灰水变浑浊，则假设2或假设3成立
②
向步骤①反应后的试管中滴入1～2滴品红溶液，振荡(或另外取样操作)
若品红溶液褪色，则假设1或假设3成立；若品红溶液不褪色，则假设2成立
实验步骤(不要求写出具体操作过程)
预期的实验现象和结论
取一定量样品充分干燥，
实验步骤(不要求写出具体操作过程)
预期的实验现象和结论
充分加热样品，将产生的气体通入盛有无水硫酸铜的干燥管
若无水硫酸铜不变蓝，则假设一成立；
若无水硫酸铜变蓝，则假设一不成立
序号
V(HAc)/mL
V(NaAc)/mL
V(H2O)/mL
n(NaAc)∶n(HAc)
pH
Ⅰ
40.00
/
/
0
2.86
Ⅱ
4.00
/
36.00
0
3.36
…
…
…
…
…
…
Ⅶ
4.00
a
b
3∶4
4.53
Ⅷ
4.00
4.00
32.00
1∶1
4.65
Ⅰ
移取20.00 mL HAc溶液，用NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液V1 mL
Ⅱ
，测得溶液的pH为4.76
装置编号
填装试剂
实验现象
实验结论
A
FeSO4·7H2O
绿色固体逐渐变为红色粉末
B
①
②
分解产物
中含有SO2
C
BaCl2溶液
产生白色沉淀
③
D
无水CuSO4粉末
白色固体逐渐变为蓝色
分解产物中含有水蒸气
E
④
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