2027高考化学一轮复习 学案及练习含答案11-大单元六 化学实验综合-第十一章 综合实验（教用）

这是一份2027高考化学一轮复习 学案及练习含答案11-大单元六 化学实验综合-第十一章 综合实验（教用），共5页。试卷主要包含了实验条件的控制，58g苯胺，60g,色谱检测纯度为98等内容，欢迎下载使用。
第54讲 简单实验方案的设计与评价
课标要求
1.掌握装置型实验设计的分析与评价类试题的考查角度和解答思路。2.掌握以表格形式呈现的常见微型实验方案的设计的一般思路和解题步骤。
考点一 装置型实验设计的分析与评价
突破核心 悟规律
一般对某实验装置或仪器在达成实验目的方面的可行性进行分析与评价，涉及实验装置的选择、试剂的选择、仪器的使用规范及组装顺序等。解题思维模板如下。
例 （2025·广东卷·6，2分）对铁钉进行预处理，并用铜氨溶液给铁钉镀铜。下列操作不能达到实验目的的是（ ）
A. 除油污 B. 除铁锈
C. 制铜氨溶液 D. 铁钉镀铜
【答案】D
【解析】油脂的主要成分是高级脂肪酸甘油酯，在碱性条件下可水解为可溶性的高级脂肪酸盐和甘油，A正确；铁锈的主要成分是Fe2O3⋅xH2O，易与盐酸反应生成可溶性盐FeCl3，B正确；向CuSO4溶液中滴加足量氨水，可生成[Cu(NH3)4]SO4，即可制得铜氨溶液，C正确；铁钉镀铜时应使用电解装置，D错误。
灵活运用 提能力
1．（2025·湖北卷·4，3分）下列化学实验目的与相应实验示意图不相符的是（ ）
【答案】C
【解析】A项，用量热计测定反应热的实验示意图符合实验要求，正确。B项，乙酸乙酯不溶于饱和食盐水，可用分液漏斗分离，且乙酸乙酯的密度小于饱和食盐水，在上层，正确。C项，在铁片上镀镍，则铁片作阴极，应连接外接电源的负极，错误。D项，转移热蒸发皿要用坩埚钳，且为防止烫坏桌面，要放置在陶土网上，正确。
2．（2025·陕晋青宁卷·10，3分）下列实验方案不能得出相应结论的是（ ）
【答案】C
【解析】铁铜原电池中，电子由Fe流向Cu，则Fe为负极，Fe的金属活动性大于Cu，同理可以得出Zn的金属活动性大于Fe，A正确。左侧试管溶液变蓝，发生的反应为2Fe3++2I−2Fe2++I2，氧化性：Fe3+>I2；右侧试管溶液变红，发生的反应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl−，氧化性：Cl2>Fe3+，B正确。苯不可以使酸性KMnO4溶液褪色，甲苯可以使酸性KMnO4溶液褪色，是因为甲苯中的甲基被氧化为羧基，是苯环使甲基活化，C错误。该实验只改变了加入的Na2S2O3溶液的浓度，加入0.1ml⋅L−1Na2S2O3溶液时，出现浑浊所用时间更短，可得出结论：增大反应物浓度，该反应速率加快，D正确。
3．（2025·安徽滁州二模）实验是科学探究的重要手段。下列实验方案正确且能达到预期实验目的的是 （ ）
图1图2
图3图4
A. 图1：验证苯与液溴制溴苯的反应为取代反应
B. 图2:验证原电池工作原理
C. 图3：证明碳酸的酸性强于苯酚
D. 图4：证明乙炔可使溴水褪色
【答案】A
【解析】苯与液溴制溴苯所得气体先通入CCl4，除去挥发出的溴蒸气，再通入AgNO3溶液，若产生淡黄色沉淀AgBr，则证明有HBr生成，即苯与液溴制溴苯的反应为取代反应，A正确；氧化性：Fe3+>Cu2+，Fe电极插入Fe2(SO4)3溶液中，Fe与Fe3+直接反应，电路中不能形成电流，不能验证原电池工作原理，B错误；浓盐酸与Na2CO3反应生成的CO2中混有HCl杂质，HCl与苯酚钠反应生成苯酚，干扰碳酸与苯酚的酸性比较，C错误；电石与饱和食盐水反应生成乙炔时会有H2S等杂质气体生成，H2S也能使溴水褪色，干扰乙炔的检验，D错误。
考点二 表格型实验设计的分析与评价
突破核心 悟规律
一般以表格的形式给出实验目的、实验操作、实验现象及实验结论等信息，针对以上内容进行科学分析，判断正误。
1.检验类实验方案设计与评价的一般思路
（1）检验试剂选择及用量是否正确，对检验试剂的要求：①检验试剂不能对其他物质的检验有干扰，即不能与其他被检验的物质反应，也不能生成被检验的物质。②宏观现象要明显。
（2）实验操作是否简单可行。
（3）操作顺序是否正确，注意排除干扰因素。
2.原理或性质探究类简单实验方案设计与评价
（1）常考考点
①探究物质氧化性或还原性的强弱。
②探究物质酸性的强弱。
③探究物质的特殊性质，如漂白性、不稳定性等。
④探究物质的溶解能力（溶解度）的大小。
⑤探究化学反应是不是可逆反应。
（2）实验方案评价的一般思路
①理论依据是否正确（物质的性质、化学原理等）。
②是否注意控制变量。
③实验操作是否规范。
④实验现象与结论是否具有因果关系。
例 （2025·河北卷·13，3分）下列实验操作及现象能得出相应结论的是（ ）
【答案】C
【解析】A项，恒压条件下通入N2，容器的容积增大，NO2和N2O4的浓度均减小，故气体颜色变浅，无法根据现象判断平衡移动方向，且恒压条件下通入N2，相当于减压，平衡向NO2增多的方向移动，错误。B项，用AgNO3标准溶液滴定Cl−的过程中，K2CrO4为指示剂，则溶液中c(Cl−)远大于c(CrO42−)，故一定是先出现AgCl白色沉淀，且AgCl与Ag2CrO4为阴、阳离子个数比不同的沉淀，不能根据生成沉淀的顺序直接比较Ksp，错误。C项，根据实验操作及现象，Fe3+被Fe还原为Fe2+，滴加氯水后Fe2+被氧化为Fe3+，可证明Fe2+具有还原性，正确。D项，饱和Na2SO4溶液可使蛋白质发生盐析而产生沉淀，加水后沉淀重新溶解，说明蛋白质的活性未被改变，错误。
题后悟道
实验操作、现象、结论的一致性判断的解题步骤
第一步:明确题干要求，确定判断类别。首先判断题干要求的一致性关系，确定属于“因果关系型”“结论与操作相关型”“方法原理应用型”等的哪一类型。
第二步：认真阅读表格中信息，细研表格各栏目信息。
（1）判断原理与现象或结论解释的关系。
（2）判断“目的—仪器—试剂”的合理性。
（3）判断“仪器（或用品）”与“实验”的对应性。
（4）判断“分离、提纯方法”与“原理”的合理性等。
第三步：逐项判断,不遗漏任何信息。
抓住操作、现象、数据等关键点，充分利用排除法、特例法等解题技巧,迅速作答。
灵活运用 提能力
1．（2025·安徽卷·10，3分）下列实验操作能达到实验目的的是（ ）
【答案】C
【解析】在铁制镀件上镀铜，铁制镀件作电解池的阴极，应与直流电源的负极相连，A错误。粗盐的分离、提纯中要保证过量的除杂试剂在后续步骤中被除去，则应先加BaCl2溶液，再加Na2CO3溶液以除去过量的Ba2+，B错误。向K2Cr2O7溶液中加入NaOH溶液，c(H+)减小，使平衡Cr2O72−（橙色）+H2O⇌2CrO42−+2H+（黄色）正向移动，溶液由橙色变为黄色；再滴加H2SO4溶液，c(H+)增大，平衡逆向移动，溶液由黄色变为橙色，可探究c(H+)对此平衡的影响，C正确。乙醇中也含有羟基，也会与Na反应，D错误。
2．（2025·湖北武汉二模）下列根据实验操作和现象得出的结论正确的是（ ）
【答案】C
【解析】稀硝酸（具有强氧化性）可能将SO32−氧化为SO42−，SO42−与Ba2+结合生成BaSO4沉淀，无法证明Na2SO3变质，A错误；FeCl3溶液过量，溶液中有Fe3+残留，滴加KSCN溶液后溶液显红色不能证明反应可逆，B错误；向NaHSO3溶液中滴入几滴紫色石蕊溶液，溶液变红，说明NaHSO3溶液显酸性，即HSO3−的电离程度大于其水解程度，故Ka2(H2SO3)>Kh(HSO3−)，C正确；产生的白色沉淀可能是BaSO3、BaSO4，若X为NH3等碱性气体，通入足量X后会生成BaSO3沉淀，无需X具有强氧化性，D错误。
3．（2025·山东济南二模）下列实验操作、现象和结论均正确的是（ ）
【答案】D
【解析】酸性KMnO4溶液具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+，但Cl−在酸性条件也会被KMnO4氧化，导致溶液紫色褪去，无法证明氧化物中含有Fe2+，A错误；苯酚与Na2CO3反应生成苯酚钠和HCO3−，说明酸性：苯酚>HCO3−，B错误；CaCO3和BaCO3均为白色沉淀，无法通过该实验现象比较二者溶度积常数大小，C错误；NaHC2O4溶液的pHc(OH−)，由KW可知水电离出的c(H+)=c(OH−)SCN−，B正确；NH4+也会水解，且同浓度NH4F与(NH4)2SO3溶液中NH4+浓度不同，无法比较HF与H2SO3的酸性，C错误；只有温度一个变量，温度高的溶液中先出现浑浊，能说明温度升高，反应速率加快，D正确。
第55讲 物质制备类综合实验
课标要求
1.围绕物质性质和反应规律学会常见物质的制备方法（包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法等）。2.结合物质制备方案选择恰当的物质分离与提纯、物质的检测方法等。3.根据化学实验目的和要求，能做到正确选用实验装置，掌握控制实验条件的方法等。4.认识解决不同类型的实验任务的一般思路和常用方法，掌握必需的实验操作技能。
考点一 无机物的制备
突破核心 悟规律
1.无机物制备实验装置分析思维模型的构建
对于物质制备型的化学实验，首先要从实验目的出发,结合实验原理,找到制备实验的反应原理并确定主反应所需的实验试剂;以制备需要的实验试剂为线索,分析或寻找制备该试剂的实验装置;为了得到纯净、干燥的主反应原料,需要对制备出来的物质进行除杂，首先根据反应物的性质和可能的副反应分析杂质的成分,再根据杂质的性质确定除杂顺序,确定除杂装置;制备好主反应原料后,再根据实验原理确定发生装置,注意根据题目信息及物质本身的性质,增加保护装置;最后要考虑是否需要尾气处理装置。制备实验装置分析思维模型如图所示。
2.物质制备实验的操作顺序
（1）实验操作顺序
（2）加热操作先后顺序的选择
若气体制备实验需要加热,应先加热气体发生装置，待气体排尽装置中的空气后,再给实验中需要加热的物质加热。其目的是①防止爆炸（如氢气还原氧化铜）;②保证产品的纯度,防止反应物或生成物与空气中的物质反应。而完成实验后,熄灭酒精灯的顺序与点燃酒精灯的顺序相反。
（3）选用仪器及连接顺序
3.实验条件的控制
（1）防变质：为了防止空气中的O2、CO2、水蒸气等干扰实验，常用其他化学性质稳定的气体（如N2）排尽装置中的空气。
（2）防损失：易挥发的液体反应物需在反应装置中加装冷凝回流装置，易挥发的液体产物要及时冷却。
（3）防分解：对于易分解的反应物或生成物需要进行降温处理，如采用冰水浴。
（4）防倒吸：注意防止倒吸的问题及防倒吸装置的选择。
例 （2025·河北卷·15，15分）氢碘酸常用于合成碘化物。某化学兴趣小组用如图装置（夹持装置等略）制备氢碘酸。

步骤如下：
ⅰ.在A中加入150mLH2O和127gI2，快速搅拌，打开K1通入H2S，反应完成后,关闭K1，静置、过滤得滤液；
ⅱ.将滤液转移至B中,打开K2通入N2，接通冷凝水，加热保持微沸，直至H2S除尽；
ⅲ.继续加热蒸馏，C中收集沸点为125∼127℃间的馏分，得到117mL氢碘酸（密度为1.7g⋅mL−1 ，HI质量分数为57%）。
回答下列问题：
（1） 仪器A的名称：_ _ _ _ _ _ _ _ ，通入H2S发生反应的化学方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 步骤ⅰ中快速搅拌的目的：_ _ _ _ （填序号）。
a.便于产物分离
b.防止暴沸
c.防止固体产物包覆碘
（3） 步骤ⅰ中随着反应的进行，促进碘溶解的原因：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （用离子方程式表示）。
（4） 步骤ⅱ中的尾气常用_ _ _ _ _ _ _ _ （填化学式）溶液吸收。
（5） 步骤ⅱ实验开始时的操作顺序：先通入N2，再加热；步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（6） 列出本实验产率的计算表达式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（7） 氢碘酸见光易分解，易被空气氧化，应保存在_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 圆底烧瓶；I2+H2SS+2HI
（2） c
（3） I2+I−⇌I3−
（4） NaOH
（5） 先停止加热，再停止通N2
（6） 117×1.7×57128%
（7） 密封的棕色细口瓶中，并置于避光阴凉处
【解析】
（1） I2的氧化性比S强，通入H2S后生成HI，I2作氧化剂，H2S作还原剂，根据得失电子守恒、原子守恒可得反应的化学方程式。
（2） 步骤ⅰ中产物分离前先静置再过滤，快速搅拌的目的不是便于产物分离，a错误。步骤ⅰ无需加热，快速搅拌的目的不是防止暴沸，b错误。I2在水中的溶解度较小，生成的S单质可能包裹在其表面阻碍反应的继续进行，故步骤ⅰ中快速搅拌的目的是防止固体产物包覆碘，c正确。
（3） 步骤ⅰ中随着反应的进行，生成的HI电离出的I−与I2发生反应：I2+I−⇌I3−，促进I2的溶解。
（4） 步骤ⅱ中的尾气为H2S，是酸性气体，常用NaOH溶液吸收。
（5） 为确保蒸馏装置内的HI全部进入C中，同时防止产物HI被氧化，步骤ⅲ实验结束时，需要先停止加热，持续通入N2一段时间后再停止通N2。
（6） 127gI2的物质的量为0.5ml，根据关系式：I2∼2HI，得n理论(HI)=2×0.5ml=1ml，m理论(HI)=1ml×128g⋅ml−1=128g，根据题中数据得m实际(HI)=117mL×1.7g⋅mL−1×57%，故HI的产率=117mL×1.7g⋅mL−1×57%128g×100%=117×1.7×57%128×100%=117×1.7×57128%。
题后悟道
解答物质制备试题的思维流程
灵活运用 提能力
1．（2025·湖南长沙二模）已知:二氧化氯(ClO2)的沸点为11℃，可溶于水、有毒，浓度较高时易发生爆炸。利用ClO2与H2O2在碱性条件下制备少量NaClO2的实验装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 实验中通入CO2气体的目的是稀释ClO2，防止发生爆炸
B. 配制分液漏斗中的混合溶液时，应将甲醇倒入浓硫酸中，同时不断搅拌
C. 装置乙中应使用热水浴，以加快化学反应速率
D. 装置乙发生的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
【答案】A
【解析】装置甲中CH3OH、NaClO3和浓硫酸反应可制得ClO2，反应原理为CH3OH+4NaClO3+4H2SO4(浓)4ClO2↑+HCOOH+4NaHSO4+3H2O，通入CO2气体能稀释ClO2，防止其浓度过大引起爆炸，A正确；甲醇和浓硫酸混合时，应将浓硫酸沿器壁缓慢倒入甲醇中并搅拌，若将甲醇倒入浓硫酸中，会因局部过热导致液滴飞溅，B错误；ClO2的沸点为11℃，为避免ClO2逸出而造成损失，应使用冷水浴而非热水浴（热水浴会导致ClO2挥发及H2O2分解），C错误；装置乙中ClO2与H2O2、NaOH的反应为2ClO2+H2O2+2NaOH2NaClO2+O2+2H2O，故氧化剂ClO2与还原剂H2O2的物质的量之比为2:1，D错误。
2．纳米BaTiO3可用于光电催化。某实验小组以钛酸四丁酯[Ti(OBu)4，Bu代表正丁基；液体］为钛源，采用以下方法制备粒径小于20nm的BaTiO3（反应装置如图，夹持等装置略）。
Ba(OH)2⋅8H2O+Ti(OBu)4BaTiO3+4BuOH+7H2O
Ⅰ.在三颈烧瓶中加入8.8mmlBa(OH)2⋅8H2O、20mL二缩三乙二醇、少量表面活性剂,搅拌均匀后,采用合适方式加入8.0mmlTi(OBu)4和2.0mL氨水。
Ⅱ.160℃回流反应3h,冷却至室温,得到溶胶。
Ⅲ.向Ⅱ所得溶胶中加入100mL蒸馏水，得到纳米粒子聚集体，离心分离后,沉淀经洗涤、干燥,得1.4gBaTiO3粉末。
回答下列问题：
（1） 仪器a名称为_ _ _ _ _ _ _ _ ，反应溶剂为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，加热方式为_ _ _ _ 。反应结束时，应先停止_ _ _ _ （填“加热”或“通冷凝水”）。
（2） Ti(OBu)4水解较快时，难以形成小尺寸的纳米BaTiO3。下列操作方式能降低Ti(OBu)4水解速率的有_ _ _ _ （填标号）。
A. 依次缓慢滴加Ti(OBu)4和氨水
B. 依次倒入Ti(OBu)4和氨水
C. Ti(OBu)4和氨水混合后缓慢滴加
（3） 检验步骤Ⅱ所得溶胶属于胶体的实验操作与现象为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 离心分离可将沉淀紧密聚集在离心管底部（如图所示）。将离心后的沉淀和清液分开的方法是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（5） 本实验的BaTiO3产率为_ _ _ _ _ _ _ _ （保留2位有效数字）。
（6） 为了测定BaTiO3的晶体结构，通常使用的仪器是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 球形冷凝管；二缩三乙二醇；油浴；加热
（2） A
（3） 用一束光照射，在垂直光线方向观察，看到一条光亮的“通路”
（4） 倾倒法（或吸管吸取法）
（5） 75%
（6） X射线衍射仪
【解析】
（1） 由反应原理可知，二缩三乙二醇为反应溶剂;加热温度为160℃，则需要油浴加热；反应结束时，应先停止加热，后停止通冷凝水。
（2） 先缓慢滴加钛酸四丁酯有利于降低其水解速率，后滴加氨水提供碱性环境，促进纳米钛酸钡颗粒形成，故选A。
（4） 分离离心后的上清液和沉淀采用倾倒法或吸管吸取法。
（5） 根据题干信息，Ba(OH)2⋅8H2O是过量的，应根据Ti(OBu)4的量计算BaTiO3理论产量，理论上生成BaTiO3的物质的量为8.0mml，质量为8×10−3×233g=1.864g,所以BaTiO3的产率为×100%≈75%。
（6） 通常采用X射线衍射法测定晶体结构，使用的仪器为X射线衍射仪。
3．（2025·安徽芜湖二模）某兴趣小组用四水合醋酸锰[(CH3COO)2Mn⋅4H2O]和乙酰氯(CH3COCl)为原料制备无水二氯化锰，按流程进行实验（夹持仪器已省略）。
图1
图2
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，沸点为1190℃。乙酰氯是无色液体，沸点为51℃，熔点为−112℃，易水解。
②制备无水二氯化锰的主要反应：(CH3COO)2Mn+2CH3COCl苯△MnCl2↓+2(CH3CO)2O。
回答下列问题：
（1） 图1装置中仪器b的名称为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，仪器a的作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 第一次加入乙酰氯的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 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（用字母按顺序回答）：纯化完成→ _ _ _ _ → _ _ _ _ → _ _ _ _ → 拔出圆底烧瓶的瓶塞→ 将产品转至干燥器中保存。
a.打开安全瓶上旋塞
b.关闭加热器，待烧瓶冷却至室温
c.关闭抽气泵
② 图2装置中右侧U形管内氢氧化钠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_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 为进一步测定纯化后产品纯度，某同学通过滴入Na2CO3溶液测定生成的MnCO3沉淀质量来确定纯度，结果与实际值产生较大误差，请说明原因:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；请设计合理实验方案测定产品纯度：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 恒压滴液漏斗；冷凝回流乙酰氯和苯，提高原料利用率
（2） 利用乙酰氯的吸水性吸收四水合醋酸锰的结晶水
（3） ① b；a；c
② 外部水蒸气进入样品
（4） MnCl2易水解生成Mn(OH)Cl或Mn(OH)2沉淀混在MnCO3中，造成测定结果不准确；取一定量纯化后产品，加入过量稀硝酸酸化的AgNO3溶液，并将产生的白色沉淀过滤、洗涤、干燥、称量，通过测定氯离子的量从而测得二氯化锰的纯度（合理即可）
【解析】
（2） 已知四水合醋酸锰中含有结晶水，而制备无水二氯化锰需要除水，乙酰氯易水解，故第一次加入乙酰氯的目的是除去四水合醋酸锰中的结晶水。
② 无水二氯化锰极易吸水潮解，U形管内NaOH固体不仅能防止可能产生的酸性气体进入抽气泵，还能防止空气中的水蒸气进入装置，避免无水二氯化锰潮解。
考点二 有机物的制备
突破核心 悟规律
1.有机物制备的常见操作
（1）加热：酒精灯的火焰温度一般在400～500℃，乙酸乙酯的制取、石油的蒸馏等实验选用酒精灯加热，若温度要求更高，可选用酒精喷灯或电炉加热。还可根据加热的温度选择水浴、油浴、沙浴等形式加热。
（2）冷凝回流：有机物大多易挥发，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生成物的产率。如图1、图3中的冷凝管以及图2中的长玻璃管B的作用都是冷凝回流。
图1图2 溴苯制取图3 溴苯制取
（3）防暴沸：加沸石（或碎瓷片），防止溶液暴沸，若开始忘加沸石（或碎瓷片），需立即停止实验，待装置冷却后补加。
2.有机物制备的常见装置
3.提纯有机物的常用流程
制取的有机物中常含有一定量的杂质（无机物与有机物），提纯时可根据杂质与制得有机物性质的差异设计实验进行分离、提纯，常用的提纯流程如图所示。
例 （2025·湖南卷·15节选）苯胺是重要的有机化工原料，其实验室制备原理如下：
相关信息如下：
反应装置Ⅰ和蒸馏装置Ⅱ（加热、夹持等装置略）如下：
实验步骤为
①向装置Ⅰ双颈烧瓶中加入13.5g铁粉、25.0mL水及1.50mL乙酸，加热煮沸10min;
②稍冷后，通过恒压滴液漏斗缓慢滴入8.20mL硝基苯(0.08ml),再加热回流30min;
③将装置Ⅰ改成水蒸气蒸馏装置，蒸馏收集苯胺-水馏出液；
④将苯胺-水馏出液用NaCl饱和后，转入分液漏斗静置分层，分出有机层；水层用乙醚萃取，分出醚层；合并有机层和醚层，用粒状氢氧化钠干燥，得到苯胺醚溶液；
⑤将苯胺醚溶液加入圆底烧瓶（装置Ⅱ）,先蒸馏回收乙醚，再蒸馏收集180∼185℃馏分，得到5.58g苯胺。
回答下列问题：
（1） 实验室保存硝基苯的玻璃容器是_ _ _ _ （填标号）。
（2） 装置Ⅰ中冷凝管的进水口为_ _ _ _ （填“a”或“b”）。
（3） 步骤④中将苯胺-水馏出液用NaCl饱和的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 步骤④中第二次分液，醚层位于_ _ _ _ 层（填“上”或“下”）。
（5） 蒸馏回收乙醚时，锥形瓶需冰水浴的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ ;回收乙醚后，需要放出冷凝管中的冷凝水再蒸馏，这样操作的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（6） 苯胺的产率为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） A
（2） a
（3） 减小苯胺在水中的溶解度，增加水层的密度
（4） 上
（5） 乙醚沸点低；防止冷凝管炸裂
（6） 75%
【解析】
（1） 硝基苯在常温下是液体，应保存在细口玻璃瓶中，故选A。
（2） 为了确保较好的冷凝效果，装置Ⅰ中冷凝管的进水口为a。
（3） 苯胺的密度为1.02g⋅cm−3，与水的密度接近，加入NaCl饱和后可增大水溶液的密度便于分层。
（4） 乙醚的密度小于水，水层用乙醚萃取后，醚层位于上层。
（5） 乙醚的沸点低(34.5℃)，冰水浴可防止其因挥发而损失并提高冷凝效率。由于苯胺的沸点为184℃，比较高，则回收乙醚后，需要放出冷凝管中的冷凝水再蒸馏（用空气冷凝），防止冷凝管因温差过大而炸裂。
（6） 由可知，0.08ml硝基苯理论上可制备0.08ml苯胺，则苯胺的理论产量为0.08ml×93g⋅ml−1=7.44g，而苯胺的实际产量为5.58g，故苯胺的产率为×100%=75%。
灵活运用 提能力
1．环己酮缩乙二醇(DYTY)是常用的有机合成香料，实验室制备DYTY的原理及实验装置如图所示。下列说法错误的是（ ）
已知：苯的沸点为80.1℃。
A. 冷凝器可改用球形冷凝管，入水口都为管口A
B. 当观察到分水器中苯层液面高于支管口时，必须打开旋塞B将水放出
C. 反应一段时间后，苯可在烧瓶与分水器中循环流动
D. 当分水器中水层不再增多时，说明制备实验已完成
【答案】B
【解析】分水器能减小烧瓶中生成物的浓度，有利于平衡正向移动，提高环己酮缩乙二醇的产率，故当观察到分水器中水层液面高于支管口时，必须打开旋塞B将水放出，而不是苯，B错误。
2．（2025·黑龙江哈尔滨二模）一种通过光引发制备格氏试剂并合成三苯甲醇的反应原理及实验方案如下：
PhBrMgℎν,THFPh3COHPhMgBrPhCOOC2H5THFPh3COMgBrNH4ClH2O
其中Ph—表示苯基；THF为四氢呋喃（，沸点为66℃，易燃、易爆）。
Ⅰ.按照图示组装实验装置，向三颈烧瓶内加入6mLTHF，将2.4mL溴苯（约22mml）和3.6mLTHF加到恒压滴液漏斗中。
Ⅱ.将0.48g镁屑加入烧瓶中，用LED灯照射三颈烧瓶内溶液，打开磁力搅拌器。缓慢滴加溴苯溶液，待反应结束后撤去LED灯。
Ⅲ.冰水浴条件下，缓慢加入0.75g苯甲酸乙酯（约6.3mml）和5mLTHF的混合液。滴加完毕后，于70℃下回流1h。
Ⅳ.冰水浴条件下，缓慢加入12mL饱和氯化铵溶液，得到水解液。
Ⅴ.水解液经系列分离、提纯操作得到三苯甲醇白色固体产品。
回答下列问题：
（1） 下列与上述流程中实验操作有关的图标标识是_ _ _ _ （填字母）。
A. B. C.
（2） 获取0.48g镁屑的操作顺序为_ _ _ _ （填字母）。
A. 称量→ 打磨→ 剪碎B. 打磨→ 称量→ 剪碎
（3） 格氏试剂（烷基卤化镁RMgX）是构建C—C的重要试剂之一。
① 判断下列碳原子的带电情况：PhMgBr中的C—Mg_ _ _ _ _ _ （填“δ+”或“δ−”，下同）；PhBr中的C—Br_ _ _ _ _ _ 。
② 步骤Ⅱ需缓慢滴加溴苯溶液，若滴加速度过快，PhMgBr继续与溴苯反应，会生成副产物_ _ _ _ 。
（4） 实验过程应穿防静电服的理由是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（5） 与传统的碘引发制备格氏试剂相比，为探究光照具体作用，进行如下系列对照实验。
分析实验现象，得出光照的具体作用为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（6） 步骤Ⅴ中系列分离、提纯操作流程如图所示。
① “操作X”“操作Y”分别为_ _ _ _ _ _ _ _ 、_ _ _ _ 。
② “重结晶”过程需要用的试剂有80%乙醇和活性炭，将该操作步骤补充完整：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（7） 三苯甲醇的产率为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） ABC
（2） B
（3） ① δ−；δ+
②
（4） THF的沸点较低且易燃、易爆
（5） 光照有助于提高镁的反应活性，但不会活化溴苯
（6） ① 萃取、分液；蒸馏
② 粗产品用80%乙醇热溶解，再经活性炭脱色，趁热过滤，滤液冷却结晶后抽滤
（7） 55.6%
【解析】
2．由题给流程可知，溴苯与镁反应生成，与PhCOOC2H5在THF作用下反应生成COMgBr，然后在NH4Cl溶液中发生水解反应生成。
（3） ① 根据元素的金属性和非金属性强弱可知，PhMgBr中Mg原子带δ+，则C—Mg中碳原子带δ−，PhBr中非金属性:C③
D. 由①→④推断，若向①深黄色溶液中加入KI、 淀粉溶液，溶液也无明显变化
【答案】D
【解析】A项，①中溶液黄色加深，说明滴加浓盐酸后溶液中c(Cl−)增大，使Fe3++4Cl−⇌[FeCl4]−平衡正向移动，正确。B项，②中溶液变为红色，说明发生反应[FeCl4]−+SCN−⇌[Fe(SCN)]2++4Cl−，正确。C项，②、③溶液中均存在平衡Fe3++SCN−⇌[Fe(SCN)]2+，②中溶液变为红色而③中溶液红色褪去变为无色，说明③中加入NaF固体后，F−与Fe3+结合生成无色的[FeF6]3−，使c(Fe3+)减小，导致Fe3++SCN−⇌[Fe(SCN)]2+平衡逆向移动，故c(Fe3+)：②>③，正确。D项，与C项分析类似，由②中溶液颜色变化可知c(Fe3+)：①>②，则c(Fe3+)：①>②>③；③中c(Fe3+)很小，故滴加KI溶液后2Fe3++2I−⇌2Fe2++I2正向进行的程度很小，c(I2)很小，无色溶液未见明显变化；若向①中深黄色溶液中加入KI、淀粉溶液，由于c(Fe3+)：①>③，①中2Fe3++2I−⇌2Fe2++I2正向进行的程度大于③，①中c(I2)更大，可能出现溶液变蓝的现象，错误。
溯源教材
常见配合物的制备实验
（人教版选择性必修2第三章第四节）
升华教材
[Cu(NH3)4]SO4⋅H2O 晶体的制备与性质探究
1．某小组同学用废铜屑（含少量铁）制备[Cu(NH3)4]SO4⋅H2O晶体并探究其性质。
资料：ⅰ.[Cu(NH3)4]SO4⋅H2O易溶于水，难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂；
ⅱ⋅L−1Fe3+生成Fe(OH)3，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8，0.1ml⋅L−1Fe2+生成Fe(OH)2，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3；
ⅲ.Fe3+和Fe2+均不易与氨配位。
实验Ⅰ：制备CuSO4溶液
步骤①：取一定量废铜屑，加入稍过量的稀H2SO4和H2O2溶液，在40∼50℃下完全溶解。
步骤②：调节pH至3∼4，加热煮沸2分钟后趁热过滤。
（1） 步骤①中溶解铜反应的离子方程式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 步骤②的目的是除去_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填化学式）。
实验Ⅱ：制备[Cu(NH3)4]SO4⋅H2O晶体
取实验Ⅰ中所得CuSO4溶液，逐滴加入1ml⋅L−1氨水至澄清，再加入无水乙醇，过滤；沉淀先用试剂M洗涤，再用乙醇与乙醚混合液洗涤，干燥，得深蓝色晶体。
（3） 加氨水过程中的实验现象是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 试剂M的最佳选择是_ _ _ _ （填字母）。
a.乙醇和浓氨水混合溶液
b.乙醇和稀硫酸混合溶液
c.蒸馏水
（5） 甲同学查阅资料发现：Cu(OH)2不易溶于1ml⋅L−1氨水。
① 从化学平衡的角度解释实验Ⅱ中加入氨水可得澄清溶液的原因：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 设计实验（填实验操作和现象）：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，证实了上述原因分析合理。
实验Ⅲ：探究活泼金属与[Cu(NH3)4]SO4溶液的置换反应
将表面已去除氧化膜的锌片、铁片分别置于2份浓度相同的[Cu(NH3)4]SO4溶液(pH=11.2)中。锌片表面立即出现一层红色物质。短时间内未观察到铁片表面有红色物质析出。静置数十小时后，铁片表面析出红色物质，溶液深蓝色变浅，并有红褐色沉淀物生成。
（6） 对比上述实验，解释短时间内铁片表面未观察到红色物质的原因：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） Cu+2H++H2O2△Cu2++2H2O
（2） Fe3+、H2O2
（3） 产生大量蓝色沉淀，继续滴加氨水，蓝色沉淀消失，溶液变为深蓝色
（4） a
（5） ① Cu(OH)2悬浊液中存在Cu(OH)2(s)⇌Cu2+(aq)+2OH−(aq)，实验Ⅱ中生成Cu(OH)2沉淀的同时生成NH4+，NH4+与OH−结合生成NH3⋅H2O，降低c(OH−)；加入氨水，NH3与Cu2+配位，c(Cu2+)下降；两者均促进Cu(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动
② 取少量Cu(OH)2和1ml⋅L−1氨水形成的悬浊液，加入少量硫酸铵固体，振荡后固体溶解，溶液变为深蓝色
（6） Fe2+不易与氨配位，pH=11.2的条件下，反应初始生成的Fe(OH)2覆盖在Fe表面，阻止反应继续进行
【解析】
（2） 由资料ⅱ可知，步骤②中调节pH至3∼4，加热煮沸2分钟后趁热过滤，是为了将Fe3+转化为Fe(OH)3，同时将未反应的H2O2分解除去。
（3） 取所得CuSO4溶液，逐滴加入1ml⋅L−1氨水，CuSO4与氨水反应，先产生大量蓝色沉淀Cu(OH)2，继续滴加氨水，Cu(OH)2蓝色沉淀溶解并与氨水继续反应生成[Cu(NH3)4]SO4⋅H2O，溶液变为深蓝色。
[C(NH3)6]Cl3 的制备
2．（2025·陕西渭南三模）三氯化六氨合钴(Ⅲ){[C(NH3)6]Cl3}是一种广泛使用的有机合成反应催化剂，实验室利用反应10NH3⋅H2O+2CCl2+2NH4Cl+H2O255∼60℃活性炭2[C(NH3)6]Cl3+12H2O制取三氯化六氨合钴(Ⅲ)的装置如图所示。
已知：①[C(NH3)6]2+呈棕色，常温下，Ksp[C(OH)2]=6×10−15；
②化学上常用标准电极电势φ⊖（氧化态/还原态）比较物质的氧化能力。φ⊖值越高，氧化态物种氧化能力越强，φ⊖{[C(NH3)6]3+/[C(NH3)6]2+}=0.1V，φ⊖(C3+/C2+)=1.84V；
③[C(NH3)6]Cl3晶体呈橘黄色，可溶于热水，微溶于冷水，难溶于乙醇。
实验步骤如下：
Ⅰ.制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)
①将3.0gCCl2⋅6H2O晶体和2.0gNH4Cl溶解后转入三颈烧瓶，控制温度在10℃以下，加入7.0mL浓氨水，充分反应后溶液变为棕色。
②缓慢滴加7.0mL5%H2O2溶液，水浴控制温度55∼60℃，恒温反应20min。
③用冰水浴冷却至2℃左右，进行抽滤，收集固体粗产品。
④将粗产品溶于30.0mL稀盐酸中，加热，待固体充分溶解后趁热过滤，向溶液中加入4.0mL浓盐酸，冰水冷却，使晶体充分析出，抽滤，洗涤，干燥。
Ⅱ.测定产品的纯度
①取0.500g产品加入锥形瓶中，加入足量NaOH溶液并加热，将NH3蒸出后，加入足量的稀硫酸酸化，使[C(NH3)6]Cl3全部转化为C3+后，加适量水稀释，加入过量的KI溶液，再用0.100ml⋅L−1Na2S2O3标准溶液滴定，消耗Na2S2O3标准溶液18.00mL。反应原理为2C3++2I−2C2++I2，I2+2S2O32−S4O62−+2I−。
②空白试验校正：另取与上述滴定过程等量的KI溶液于锥形瓶中，用Na2S2O3标准溶液滴定，消耗Na2S2O3标准溶液1.00mL。
（1） 仪器a的名称为_ _ _ _ _ _ _ _ 。仪器b中试剂为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填化学式）。
（2） 向混合液中先加入浓氨水，目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 以下对NH4Cl在反应中所起作用的认识错误的是_ _ _ _ （填字母）。
A. 能够抑制NH3⋅H2O电离，控制pH
B. 能够促进C2+水解，有利于配合物形成
C. 能够抑制NH3⋅H2O电离，增大NH3浓度，有利于配合物形成
（4） 步骤④中加入浓盐酸的作用为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（5） 抽滤装置如图所示，抽滤完毕的后续操作为_ _ _ _ （填字母）。
A. 先关闭水龙头，后拔掉乳胶管B. 先拔掉乳胶管，后关闭水龙头
（6） 滴定时选用的指示剂为淀粉溶液，滴定终点的现象为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。设计空白试验校正的原因为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。产品的纯度为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 球形冷凝管；无水CaCl2(P2O5等)
（2） 将C2+转化为易被氧化的[C(NH3)6]2+
（3） B
（4） 增大Cl−浓度，降低[C(NH3)6]Cl3的溶解度，有利于其结晶析出
（5） B
（6） 滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复原色；排除碘化钾在保存或实验过程中被氧化产生微量I2对滴定实验的影响；90.95%
【解析】
（3） NH4Cl电离产生的NH4+可抑制NH3⋅H2O电离，控制pH，防止OH−浓度过大而使C2+生成沉淀，A正确；NH4Cl是强酸弱碱盐，可以抑制CCl2中的C2+水解，有利于配合物形成，B错误；加入NH4Cl能抑制NH3⋅H2O的电离，增大NH3浓度，有利于C2+与NH3发生配合反应，C正确。
（6） 根据题给反应可得到关系式：2C3+∼I2∼2S2O32−，n{[C(NH3)6]Cl3}=n(C3+)=0.100ml⋅L−1×(18−1)×10−3L=1.7×10−3ml，则产品的纯度为1.7×10−3ml×267.5g⋅ml−10.500g×100%=90.95%。
高考真题演练
1．（2025·湖南卷·11，3分）SnCl2具有还原性，易水解。一种制备纯净的SnCl2的装置示意图如下:
下列说法错误的是（ ）
A. 导气管a需接一个装有碱石灰的干燥管
B. 实验过程中应先通入HCl(g),再开启管式炉加热
C. 若通入气体更换为Cl2,也可制备纯净的SnCl2
D. 配制SnCl2溶液需加盐酸和金属Sn
【答案】C
【解析】已知SnCl2易水解，则导气管a需接一个装有碱石灰的干燥管，防止水蒸气进入使得SnCl2水解，同时可以吸收尾气HCl，A正确；SnCl2具有还原性，应先通入HCl(g)，排尽装置中的O2，防止SnCl2被氧化，再开启管式炉加热，B正确；若通入气体更换为Cl2，Cl2具有氧化性，SnCl2具有还原性，SnCl2可能被氧化为SnCl4，无法制备纯净的SnCl2，C错误；配制SnCl2溶液时，加入盐酸以抑制Sn2+水解，加入金属Sn以防止Sn2+被氧化，D正确。
2．（2025· 黑吉辽蒙卷·17，13分）某实验小组采用如下方案实现了对甲基苯甲酸的绿色制备。
反应：
步骤:Ⅰ.向反应管中加入0.12g对甲基苯甲醛和1.0mL丙酮，光照，连续监测反应进程。
Ⅱ.5h时，监测结果显示反应基本结束，蒸去溶剂丙酮，加入过量稀NaOH溶液，充分反应后，用乙酸乙酯洗涤，弃去有机层。
Ⅲ.用稀盐酸调节水层pH=1后，再用乙酸乙酯萃取。
Ⅳ.用饱和食盐水洗涤有机层，无水Na2SO4干燥，过滤，蒸去溶剂，得目标产物。
回答下列问题：
（1） 相比KMnO4作氧化剂，该制备反应的优点为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （答出2条即可）。
（2） 根据反应液的核磁共振氢谱（已去除溶剂H的吸收峰，谱图中无羧基H的吸收峰）监测反应进程如图。已知峰面积比a:b:c:d=1:2:2:3，a:a′=2:1。反应2h时，对甲基苯甲醛转化率约为_ _ _ _ %。
（3） 步骤Ⅱ中使用乙酸乙酯洗涤的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 步骤Ⅲ中反应的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 、_ _ _ _ 。
（5） 用同位素示踪法确定产物羧基O的来源。丙酮易挥发，为保证​18O2气氛，通​18O2前，需先使用“循环冷冻脱气法”排出装置中（空气中和溶剂中）的​16O2，操作顺序为①→②→_ _ _ _ →_ _ _ _ →_ _ _ _ （填标号），重复后四步操作数次。
同位素示踪结果如下表所示，则目标产物中羧基O来源于醛基和_ _ _ _ 。
【答案】（1） 防止KMnO4将甲基氧化为羧基，提高了对甲基苯甲酸的产率；氧化剂来自空气，资源丰富，廉价易得；原子经济性高等（合理即可）
（2） 50
（3） 除去产品中残留的丙酮及未反应的对甲基苯甲醛
（4） H++OH−H2O；
（5） ③；①；④；氧气
【解析】
（1） 使用KMnO4作氧化剂会将与苯环直接相连的—CH3氧化为—COOH,降低了对甲基苯甲酸的产率；该制备反应使用空气中的氧气作氧化剂，资源丰富，价廉易得；且该反应产物只有对甲基苯甲酸，原子经济性高，产物也易于分离。
（2） 反应开始时，根据峰面积比a:b:c:d=1:2:2:3可知，a对应的H原子为对甲基苯甲醛的醛基中的H原子，反应了2h时，a:a′=2:1，说明此时醛基减少为开始时的一半，即对甲基苯甲醛的转化率约为50%。
（3） 步骤Ⅱ中，加入过量稀NaOH溶液的目的是使对甲基苯甲酸转化为对甲基苯甲酸钠进入水溶液中；加入乙酸乙酯，可以溶解丙酮和未反应的对甲基苯甲醛，使其进入有机层，与对甲基苯甲酸钠分离。
（4） 步骤Ⅲ中加入的稀盐酸可中和上一步过量的NaOH，并将对甲基苯甲酸钠转化为对甲基苯甲酸。
（5） 重复“冷冻反应液→ 抽气→ 恢复室温”过程，每次循环冷冻都能进一步降低​16O2的浓度，直至​16O2全部被除去；根据题表中信息，使用​18O2、CH3COCH3比使用空气、CH3C18OCH3所获得目标产物的相对分子质量大2，说明产物中的另一个O原子不是来源于丙酮，而是来源于O2。
3．（2024·江西卷·17，15分）一种可用于温度传感的红色配合物Z，其制备实验步骤及传感原理如下（反应物均按化学计量数之比进行投料）：
Ⅰ.将Ni(NO3)2⋅6H2O和去离子水加入圆底烧瓶中，搅拌至完全溶解，再依次加入乙酰丙酮(HY)、无水Na2CO3和N，N，N′−三甲基乙二胺(X)溶液，继续搅拌5min；
Ⅱ.加入NaB(C6H5)4溶液，立即生成红色沉淀，室温下继续反应35min；
Ⅲ.减压过滤，用去离子水洗涤3次，烘干，重结晶，得到配合物Z；
Ⅳ.室温下，将适量Z溶于丙酮(L)，温度降至15℃，溶液经混合色逐渐转为蓝绿色，得到配合物W的溶液。
回答下列问题：
（1） 已知配合物Z中Ni、N和O五个原子共平面，Ni2+的杂化方式_ _ _ _ （填“是”或“不是”）sp3。
（2） 步骤Ⅰ中，加入Na2CO3的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 步骤Ⅱ中，为避免沉淀包裹反应物共沉，可采取的操作是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 步骤Ⅲ中，洗涤去除的无机盐产物是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（5） 采用EDTA配位滴定法测定Ni的含量。实验步骤如下：
ⅰ.准确称取mg的配合物Z；
ⅱ.加入稀硝酸使样品完全溶解，再加入去离子水，用20%醋酸钠溶液调节pH至4∼5；
ⅲ.以PAN为指示剂，用cml⋅L−1EDTA标准溶液滴定，平行测定三次，平均消耗EDTA体积VmL。
已知：EDTA与Ni2+化学计量数之比为1:1
① 除了滴定管外，上述测定实验步骤中，使用的仪器有_ _ _ _ _ _ （填标号）。
a.容量瓶b.天平
c.洗瓶
d.锥形瓶
② Ni的质量百分含量为_ _ _ _ _ _ _ _ %。
（6） 利用上述配合物的变色原理（温差约10℃时，颜色有明显变化），设计一种实用的温度传感装置_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 不是
（2） Ni2+与X、HY反应时会生成H+，Na2CO3可消耗H+，促进平衡正向移动，提高原料的转化率
（3） 缓慢滴加NaB(C6H5)4溶液并不断搅拌
（4） NaNO3
（5） ① bcd
② 5.9cVm
（6） 将适量Z溶于丙酮中，用透明玻璃管封装，在15～55℃范围内每隔10℃测定溶液的颜色，制作溶液颜色与对应温度的比色卡
【解析】
（1） 若Ni2+的杂化方式为sp3，Z中Ni、N和O五个原子应构成四面体结构，不可能共平面，故Ni2+的杂化方式不是sp3。
（2） 步骤Ⅰ中存在反应Ni2++X+HY⇌[NiXY]++H+，Na2CO3能与H+反应生成CO2，使H+的浓度减小，促进平衡正向移动。
（3） 为避免沉淀包裹反应物共沉，应缓慢滴加NaB(C6H5)4溶液并不断搅拌，以减缓沉淀的生成速率并减小沉淀的颗粒大小。
（4） 制备过程中加入了Ni(NO3)2⋅6H2O、Na2CO3、NaB(C6H5)4，Na2CO3转化为CO2，[B(C6H5)4]−在Z中，则Ⅲ中洗涤去除的无机盐产物为NaNO3。
（5） ① 准确称取配合物Z时需用到天平，滴定时需用到锥形瓶，接近滴定终点时需用洗瓶将锥形瓶内壁上的半滴标准溶液冲下。
② 已知关系式EDTA～Ni2+，故Ni的质量百分含量为cml⋅L−1×V×10−3L×59g⋅ml−1mg×100%=5.9cVm%。
第56讲 探究类综合实验
课标要求
1.能提出化学探究问题，能作出预测和假设，能依据探究目的和假设设计解决简单问题的探究方案。2.掌握物质性质探究、原理猜想等综合实验题的分析思路，学会实验方案的综合设计。3.能对实验过程和结果进行反思，能根据实验目的或评价改进实验方案。
考点一 物质性质的探究
突破核心 悟规律
1.物质性质探究实验的设计
（1）根据物质性质设计实验方案
（2）根据物质的结构（或官能团）设计实验方案
2.规律探究实验题的解题策略
物质性质递变规律的探究是中学化学实验探究的一项重要内容。研究同周期、同主族元素性质的递变规律、物质的氧化还原反应（如置换反应）规律、物质的酸（碱）性强弱规律、电解质溶液的导电规律等，都是开展有关规律探究的重要素材，也是高考命题的经典情境。
解决有关规律探究问题的实验设计，常用思路如下：
（1）同周期、同主族元素性质的递变规律，一般通过设计判断元素金属性、非金属性的强弱实验来完成，如元素金属性越强，其单质越容易与水或酸反应置换出氢气，反应越剧烈。
（2）通过物质的酸（碱）性强弱判断元素非金属性（金属性）强弱。
（3）钢铁发生电化学腐蚀的规律探究，可以通过控制所含的杂质是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等角度设计实验，找出规律。
（4）物质氧化性、还原性的比较。如探究SO2具有还原性的方法是将SO2通入酸性KMnO4溶液中，通过观察酸性KMnO4溶液是否褪色来判断；如探究Fe3+的氧化性强于I2，可利用FeCl3溶液与淀粉−KI溶液反应，通过溶液是否变蓝来判断。
3.探究实验中常见操作及原因
例 某小组用如图所示装置进行实验（夹持仪器和装置A中加热装置已略去），以验证Fe3+、Cl2、SO2氧化性的强弱。回答下列问题：
（1） 请简要描述装置A气密性的检查：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。检查装置气密性后，关闭K1、K3、K4，打开K2，旋开活塞a，装置A中发生反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，装置B中发生反应的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 装置B中溶液变为黄色时，关闭K2，打开活塞b，使约2mL的溶液流入装置D中，关闭活塞b，检验实验中装置B生成离子的方法是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 若要继续证明Fe3+和SO2氧化性的强弱，需要进行的操作是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，结论如表所示，他们的检测结果一定能够证明氧化性的强弱顺序为Cl2>Fe3+>SO2的是_ _ _ _ （填“甲”“乙”或“丙”）。
（5） 验证结束后，将装置D换成盛有NaOH溶液的烧杯，打开K1、K2、K3和K4，关闭活塞a、c，打开活塞b，从两端鼓入N2，这样做的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 关闭K1、K2，旋开活塞a，若液体不往下滴，表明装置气密性良好；MnO2+4HCl(浓)△MnCl2+Cl2↑+2H2O；2Fe2++Cl22Fe3++2Cl−
（2） 往装置D中滴加少量KSCN溶液，若溶液变为红色，则证明有Fe3+生成
（3） 打开K3，旋开活塞c加入70%硫酸，一段时间后关闭K3，更换装置D，旋开活塞b，使少量溶液流入装置D中，检验装置D中溶液的离子为SO42−和Fe2+
（4） 甲、丙
（5） 将装置内Cl2和SO2全部赶入装置D中被NaOH溶液吸收，防止污染大气
【解析】
（1） 检查装置A的气密性时，关闭K1、K2，旋开活塞a，若液体不往下滴，表明装置气密性良好。检查装置气密性后，关闭K1、K3、K4，打开K2，旋开活塞a，装置A中发生反应制取Cl2，化学方程式为MnO2+4HCl(浓)△MnCl2+Cl2↑+2H2O，产生的Cl2进入装置B中将Fe2+氧化为Fe3+，其离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl−。
（4） 甲同学检测到既有Fe3+又有Fe2+，则表明Cl2不足量，溶液中不含Cl2，通入SO2，检测到有SO42−，表明SO2被Fe3+氧化；乙同学检测到有Fe3+无Fe2+，则Cl2可能过量，SO2可能被Cl2氧化；丙同学检测到有Fe3+无Fe2+，但通入SO2后检测到有Fe2+，说明Fe3+被SO2还原。故甲、丙的检测结果一定能够证明氧化性的强弱顺序为Cl2>Fe3+>SO2。
灵活运用 提能力
1．（2026·北京海淀开学考）某实验小组探究溶液中Ag+与单质S的反应。
资料：Ag2S不溶于6ml⋅L−1盐酸；Ag2SO3和Ag2SO4在6ml⋅L−1盐酸中均发生沉淀的转化。
实验Ⅰ：将10mL0.04ml⋅L−1AgNO3溶液与0.01gS粉混合，水浴加热，充分反应后，过滤，得到无色溶液a(pH≈1)，沉淀除去S后再洗涤，得到黑色固体b。
（1） 研究黑色固体b的组成
① 根据S具有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，推测b中可能含有Ag2S、Ag、Ag2SO4、Ag2SO3。
② 检验黑色固体b的成分
实验Ⅱ：具体操作如图所示。
ⅰ.取少量滤液c，先加入足量稀盐酸，再滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，判断黑色固体b中不含_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
ⅱ.取少量滤液c继续实验证明黑色固体b中不含Ag2SO3，实验可选择的试剂是_ _ _ _ _ _ （填字母）。
a.酸性KMnO4溶液
b.H2O2和BaCl2的混合溶液
c.溴水
ⅲ.进一步实验证实黑色固体b中不含Ag。根据沉淀e中含有Ag、气体中含有H2S，写出同时生成Ag和H2S的离子方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 研究无色溶液a的组成
结合上述实验结果和氧化还原反应基本规律，分析无色溶液a中可能存在SO42−或H2SO3，依据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
经过进一步实验，证明溶液a中不存在H2SO3。
（3） 在注射器中另外进行实验Ⅲ，探究Ag2SO4溶液与S的反应，所得产物与实验Ⅰ相同。
① 向注射器中加入的物质是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 改用Ag2SO4溶液的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 用NaNO3溶液与S进行实验Ⅳ，发现二者不反应。综合以上实验，写出溶液中Ag+与S反应的离子方程式并简要说明Ag+的作用：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】① 氧化性和还原性
② Ag2SO4；bc；Ag2S+2H++Fe2Ag+Fe2++H2S↑
（2） S转化为Ag2S发生了还原反应，必然也同时发生氧化反应，能发生氧化反应的只有S，故在pH≈1的溶液中可能存在SO42−或H2SO3
（3） ① 10mL0.02ml⋅L−1Ag2SO4溶液与0.01gS粉
② 排除酸性条件下NO3−对反应的影响
（4） Ag+与S反应的离子方程式为6Ag++4S+4H2O3Ag2S+SO42−+8H+，Ag+的作用是形成Ag2S难溶物，降低c(S2−)，S的氧化性增强，有利于反应的发生
【解析】
① 根据生成物可能为Ag2S、Ag、Ag2SO3或Ag2SO4，可知部分S元素的化合价升高，部分S元素的化合价降低，说明S具有氧化性和还原性。
② ⅰ.取少量滤液c，先加入足量稀盐酸，再滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，判断黑色固体b中不含Ag2SO4，若含有Ag2SO4，则会生成BaSO4沉淀。ⅱ.用滤液c证明黑色固体b中不含Ag2SO3，可选择的试剂是H2O2和BaCl2的混合溶液，因为H2O2能将SO32−氧化为SO42−，与Ba2+反应生成白色沉淀BaSO4；溴水具有氧化性，能将SO32−氧化为SO42−，同时溴水褪色，而酸性KMnO4溶液可能会氧化Cl−而褪色，b、c符合题意。
2．（2025·湖北武汉联考）常温下，为探究铜的化合物的有关性质，现进行如下实验。
回答下列问题：
（1） 用CuSO4⋅5H2O配制实验Ⅰ中的CuSO4溶液，下列仪器中不需要的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填仪器名称）。
（2） 实验Ⅰ中发生反应的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 实验Ⅱ中未观察到蓝色絮状沉淀，猜想原因是实验Ⅱ中取用的CuSO4溶液浓度太低。查阅资料得：常温下，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10−20。通过计算否定该猜想：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 实验Ⅲ中生成蓝色絮状沉淀的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（5） 查阅资料：烯醛类物质易形成亮黄色树脂状化合物，微溶于水。实验Ⅳ中产生的烯醛类物质的结构简式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（6） 实验Ⅴ的现象为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 分液漏斗、球形冷凝管
（2） 2Na+Cu2++2H2OCu(OH)2+2Na++H2↑
（3） 实验Ⅱ中溶液pH=9，则c(H+)=1×10−9ml⋅L−1，c(OH−)=1×10−5ml⋅L−1，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10−20，则所需Cu2+的最小浓度c(Cu2+)=Ksp[Cu(OH)2]c2(OH−)=2.2×10−20(1×10−5)2ml⋅L−1=2.2×10−10ml⋅L−1
（4） [Cu(OH)4]2−+2H+Cu(OH)2↓+2H2O
（5） CH3CHCHCHO
（6） 出现砖红色沉淀
【解析】
（1） 称量CuSO4⋅5H2O用到电子天平，溶解晶体用到烧杯，量取液体用到量筒，故不需要的仪器是分液漏斗和球形冷凝管。
（2） 实验Ⅰ中钠与水反应生成NaOH和H2，NaOH与CuSO4溶液反应生成Cu(OH)2沉淀和Na2SO4，反应的离子方程式为2Na+Cu2++2H2OCu(OH)2+2Na++H2↑ 。
（4） 实验Ⅱ中未出现蓝色沉淀是因为NaOH溶液过量，产生的Cu(OH)2溶于NaOH溶液形成了Na2[Cu(OH)4]，滴入盐酸产生沉淀的离子方程式为[Cu(OH)4]2−+2H+Cu(OH)2↓+2H2O。
（5） 实验Ⅳ中产生烯醛类物质，是两分子乙醛先发生加成反应，再发生消去反应，其反应原理为 ，即得到烯醛的结构简式为CH3CHCHCHO。
（6） 取实验Ⅰ反应后的溶液于试管中，振荡，加入0.5mL甲醛溶液,加热，发生反应HCHO+4Cu(OH)2+2NaOH△Na2CO3+2Cu2O↓+6H2O，即可看到试管底部出现砖红色沉淀。
考点二 实验原理猜想及实验方案的设计与评价
突破核心 悟规律
1.原理猜想探究实验题的答题思维流程
2.实验方案的设计
（1）实验方案设计的基本原则
（2）实验方案设计的基本内容
3.实验方案评价的基本原则
（1）可行性原则
①分析实验方案是否科学可行；
②实验操作是否安全合理；
③实验步骤是否简单方便；
④实验现象是否明显。
（2）绿色化学原则
①实验过程中是否会造成环境污染；
②原料是否无毒、安全、易得；
③原料利用率是否较高；
④反应速率是否较快。
（3）安全性原则
（4）规范性原则
例 （2025·广东卷·17，14分）酸及盐在生活生产中应用广泛。
（1） 甲苯氧化可生成苯甲酸。向盛有2mL甲苯的试管中，加入几滴酸性KMnO4溶液，振荡，观察到体系颜色_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 某苯甲酸粗品含少量泥沙和氯化钠。用重结晶法提纯该粗品过程中,需要的操作及其顺序为加热溶解、_ _ _ _ _ _ （填下列操作编号）。
a.冷却结晶
b.常温过滤c.蒸馏d.趁热过滤
（3） 兴趣小组测定常温下苯甲酸饱和溶液的浓度c0和苯甲酸的Ka，实验如下：取50.00mL苯甲酸饱和溶液,用0.1000ml⋅L−1NaOH溶液滴定，用pH计测得体系的pH随滴入溶液体积V变化的曲线如图。据图可得:
① c0= _ _ _ _ ml⋅L−1。
② 苯甲酸的Ka=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （列出算式，水的电离可忽略）。
（4） 该小组继续探究取代基对芳香酸酸性的影响。
①知识回顾 羧酸酸性可用Ka衡量。下列羧酸Ka的变化顺序为:
CH3COOHⅠ>Ⅲ。
④实验小结 假设不成立，芳香环上取代基效应较复杂，①中规律不可随意推广。
（5） 该小组尝试测弱酸HClO的Ka。
①丙同学认为不宜按照（3）中方法进行实验,其原因之一是次氯酸易分解。该分解反应的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
②小组讨论后,选用0.100ml⋅L−1NaClO溶液(含少量NaCl)进行实验,以获得HClO的Ka。简述该方案_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （包括所用仪器及数据处理思路）。
③教师指导:设计实验方案时，需要根据物质性质，具体问题具体分析。
【答案】（1） 由紫色变为无色
（2） dab
（3） ① 0.028
② (10−2.89)20.028−10−2.89
（4） 增大；极性；常温下，三种酸的饱和溶液的浓度不同
（5） 2HClO光照2H++2Cl−+O2↑；用pH计测量0.100ml⋅L−1NaClO溶液的pH，可计算出该温度下NaClO的水解平衡常数，再根据Ka=KWKh即可求出该温度下HClO的Ka
【解析】
（1） 酸性KMnO4具有强氧化性，可将甲苯氧化为苯甲酸，故向盛有2mL甲苯的试管中加入几滴酸性KMnO4溶液，振荡，体系颜色由紫色变为无色。
（2） 在使用重结晶法提纯苯甲酸粗品的过程中，应先将其加热溶解，使苯甲酸尽可能溶解在水中，趁热过滤掉不溶性杂质，将滤液冷却可得到苯甲酸晶体，最后常温过滤得到提纯后的产品。
（3） ① 由题图可知，当加入NaOH溶液的体积为14.00mL时，恰好达到滴定终点，此时加入的NaOH的物质的量与溶液中苯甲酸的物质的量相等，由此可得c0=c(NaOH)⋅V(NaOH)V(苯甲酸)=0.028ml⋅L−1。
② 由题图可知，0.028ml⋅L−1苯甲酸溶液的pH=2.89，说明c(H+)=10−2.89ml⋅L−1，则苯甲酸的电离平衡常数Ka=(10−2.89)20.028−10−2.89。
（4） ①由题中所给四种酸的酸性强弱顺序可知，随着卤原子电负性增大，羧基中的羟基极性增大，酸性增强。
灵活运用 提能力
考向1 原理猜想型综合实验
1．将含有水蒸气的氯气通入干燥、疏松的碳酸钠中可以得到一种固体物质X，利用如图所示实验装置（部分夹持装置略）可以探究固体物质X的成分。
（1） 试剂甲的名称为_ _ _ _ _ _ ，试剂乙的名称为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 经测定可知固体X中至少含有NaHCO3和一种含氯的盐类物质，装置D中的物质为含氯氧化物。下面对固体X的成分进行猜想和探究。
① 提出合理猜想。
猜想1：固体X含有两种成分为NaHCO3和_ _ _ _ _ _ _ _ ；
猜想2：固体X含有三种成分为NaHCO3和_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 下面是针对固体X中的成分猜想进行的实验探究。请填写下表中的空格（可不填满）。
限选试剂：酸性KMnO4溶液、BaCl2溶液、稀硝酸、蒸馏水、AgNO3溶液、澄清石灰水。
（3） 上述装置C中，如果标准状况下的2.24L氯气与0.1ml碳酸钠正好完全反应，则湿润的氯气与碳酸钠反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 浓盐酸；饱和食盐水
（2） ① NaCl；NaCl、Na2CO3
② 向一支试管中滴加足量BaCl2溶液；若无明显现象，则固体X中不含Na2CO3；若溶液变浑浊，则固体X中含有Na2CO3；向另一支试管中滴加足量稀硝酸，再加入适量AgNO3溶液；若溶液未变浑浊，则固体X中不含NaCl；若溶液变浑浊，则固体X中含有NaCl
（3） 2Cl2+2Na2CO3+H2O2NaHCO3+2NaCl+Cl2O
【解析】
（1） 实验室制备氯气一般用浓盐酸与MnO2共热反应，制得的氯气中混有HCl杂质，用饱和食盐水除去HCl。
（2） ① 反应物为Cl2、H2O、Na2CO3，装置D中的物质为含氯氧化物，其中氯元素显正价，则固体X中含氯的盐类物质中氯元素一定显负价，该盐为NaCl。固体X的成分可能为NaHCO3、NaCl或NaHCO3、NaCl、Na2CO3。
② 由于可以确定固体X中含有NaHCO3，因此对固体X的成分的探究，实质是检验NaCl、Na2CO3的存在，检验CO32−常选择BaCl2溶液，需要注意的是不能选择澄清石灰水，因为NaHCO3会有干扰，检验Cl−常选择稀硝酸和AgNO3溶液。
（3） 设含氯氧化物的化学式为Cl2Ox，题给反应可表示为Cl2+Na2CO3+12H2ONaHCO3+NaCl+12Cl2Ox，根据氧原子守恒，得x=1，故该反应的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O2NaHCO3+2NaCl+Cl2O。
考向2 实验方案的设计与评价
2．（2025·湖南长沙一模）CO还原法回收利用SO2是治理烟气的重要课题，有关实验探究如下，回答下列问题：
Ⅰ.利用下列装置收集干燥的SO2
（1） 装置A中盛放的试剂为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。装置的连接顺序为制备装置→ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （按气流方向，用小写字母表示）。
Ⅱ.利用如图装置，探究在460℃和Cu−Al2O3催化下，CO还原SO2回收硫黄的效率。已知：装置F、G分别盛有20mL0.01ml⋅L−1NaOH溶液和醋酸二氨合铜溶液。反应时混气装置内SO2、CO体积分数分别为0.05%、0.1%。
（2） 管式电阻炉中发生反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；装置G的作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 涉及的实验操作有下列几步：
a.通入氮气一段时间
b.按上述比例通入CO、SO2和N2混合气体
c.加热管式炉
d.停止加热，冷却
e.停止通入CO、SO2和N2混合气体
f.测定F中相关物质的量
正确的操作顺序为a→ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ →f。
（4） 上述反应结束后，先将装置F中过量的NaOH除去，再以淀粉溶液为指示剂，用0.001ml⋅L−1标准碘溶液滴定，消耗标准溶液18.00mL，滴定终点的现象为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。已知实验过程中通入混合气体总体积为8.96L（已折算为标准状况），则SO2转化率为_ _ _ _ _ _ _ _ 。若将装置F、G互换顺序，重复实验，测定结果将_ _ _ _ （填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
（5） 工业上利用上述原理获得的硫黄粗品含有碳单质，设计简单的实验方案提纯硫黄：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） P2O5（或无水氯化钙）；ba→cd→g(ba→cd→ba→g)
（2） SO2+2CO催化剂460℃S+2CO2；吸收未反应的CO，防止污染空气
（3） c→b→e→a→d
（4） 当滴入最后半滴标准碘溶液时，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色；91.0%；偏大
（5） 将硫黄粗品溶于足量的二硫化碳，过滤，蒸馏
【解析】
（1） 干燥SO2可选用P2O5或无水CaCl2，即装置A中盛放的试剂为P2O5或无水CaCl2；装置B中用向上排空气法收集SO2，装置D用于处理SO2尾气，防止污染空气，故装置的连接顺序为制备装置→ba→cd→g(ba→cd→ba→g)。
（2） 混气装置将气体混合完成后，在管式电阻炉中发生反应，其化学方程式为SO2+2CO催化剂460℃S+2CO2；装置E用于收集硫黄，装置F吸收未反应完的SO2，装置G吸收未反应完的CO。
（3） 实验开始时先用N2将装置中的空气排干净，再按一定比例通入混合气体，加热管式炉进行反应，停止通气后再通一段时间N2，将装置中未反应完的气体除去，最后测定装置F中相关物质的量，故操作顺序为a→c→b→e→a→d→f。
（4） 滴定终点的现象为当滴入最后半滴碘溶液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色。滴定时发生的反应为SO32−+I2+H2OSO42−+2I−+2H+，混气装置中SO2的体积分数为0.05%，则混合气体中n(SO2)=8.96L×0.05%22.4L⋅ml−1，结合反应可得关系式：SO32−∼I2∼SO2，未转化的SO2的物质的量为0.001ml⋅L−1×0.018L，则SO2的转化率为(1−0.001ml⋅L−1××0.05%22.4L⋅ml−1)×100%=91.0%。若装置F、G互换顺序，SO32−会被空气中氧气氧化，消耗碘单质的物质的量偏少，故重复实验，测定结果将偏大。
高考真题演练
1．（2025·云南卷·8，3分）某化学兴趣小组设计如下实验装置，通过测定反应前后质量的变化，验证NaNO3固体在酒精灯加热条件下，受热分解的气态产物。
实验步骤：先缓慢通入Ar气，排尽装置内空气；关闭Ⅰ左侧阀门，点燃酒精灯；一段时间后，Ⅱ中灼热的铜网变黑，熄灭酒精灯甲；再次缓慢通入Ar气……
下列说法错误的是（ ）
A. 实验步骤中，点燃酒精灯的顺序为甲、乙、丙
B. 整个过程中，若Ⅲ中灼热的铜网未变黑，则说明生成的O2在Ⅱ中反应完全
C. 实验结束后，若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量，则分解的气态产物只有O2
D. NaNO3应远离热源、可燃物，并与还原性物质分开存放
【答案】A
【解析】题给实验的目的是通过测定反应前后质量变化验证NaNO3固体在加热条件下受热分解的气态产物。先缓慢通入Ar气，排尽装置内空气（防止对实验造成干扰）；关闭Ⅰ左侧阀门，点燃酒精灯；一段时间后，Ⅱ中灼热的铜网变黑，说明NaNO3分解产生了O2，为确保能准确测定产生的O2的质量，应先点燃酒精灯乙、丙，再点燃酒精灯甲，若先点燃酒精灯甲，NaNO3分解产生的气体可能无法及时反应，导致测定产生误差,熄灭酒精灯甲，再次缓慢通入Ar气（使NaNO3分解产生的气态产物全部排尽）；浓H2SO4可防止空气中的水蒸气进入装置干扰实验。由以上分析可知，A错误；Ⅱ、Ⅲ中的Cu均能与O2反应生成黑色的CuO，整个过程中，若Ⅲ中灼热的铜网未变黑，则说明生成的O2在Ⅱ中反应完全，B正确；Ⅱ中的Cu只能吸收O2，实验结束后，若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量，则NaNO3分解的气态产物只有O2，C正确；由该实验可知，NaNO3受热易分解产生O2，O2具有助燃性，故NaNO3应远离热源、可燃物，NaNO3具有氧化性，应与还原性物质分开存放，D正确。
2．（2022·湖南卷·13，4分）为探究FeCl3的性质，进行了如下实验(FeCl3和Na2SO3溶液浓度均为0.1ml⋅L−1)。
依据上述实验现象，结论不合理的是（ ）
A. 实验①说明加热促进Fe3+水解反应
B. 实验②说明Fe3+既发生了水解反应，又发生了还原反应
C. 实验③说明Fe3+发生了水解反应，但没有发生还原反应
D. 整个实验说明SO32−对Fe3+的水解反应无影响，但对还原反应有影响
【答案】D
【解析】实验①中，将FeCl3溶液煮沸，溶液变红褐色，说明加热促进了Fe3+的水解，A合理；由于FeCl3溶液和Na2SO3溶液的浓度相同，实验②中FeCl3溶液过量，溶液变红褐色，说明Fe3+发生了水解反应，再滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中存在Fe2+，即Fe3+发生了还原反应，B合理；实验③中，Na2SO3溶液过量，溶液变红褐色，煮沸，产生红褐色沉淀，说明Fe3+发生了水解反应，加热促进水解，另一份混合液滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀产生，说明溶液中不存在Fe2+，即Fe3+没有发生还原反应，C合理；由实验①③分别向5mL水、5mLNa2SO3溶液中加入2滴FeCl3溶液的现象可知，SO32−促进Fe3+的水解，D不合理。
3．（2025·湖北卷·18，14分）某小组在探究Cu2+的还原产物组成及其形态过程中，观察到的实验现象与理论预测有差异。根据实验描述，回答下列问题：
（1） 向2mL10%NaOH溶液中加入5滴5%CuSO4溶液，振荡后加入2mL10%葡萄糖溶液，加热。
① 反应产生的砖红色沉淀为_ _ _ _ _ _ _ _ （写化学式）,葡萄糖表现出_ _ _ _ （填“氧化”或“还原”）性。
② 操作时，没有加入葡萄糖溶液就加热，有黑色沉淀生成。用化学反应方程式说明该沉淀产生的原因：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 向20mL0.5ml⋅L−1CuSO4溶液中加入Zn粉使蓝色完全褪去，再加入盐酸并加热至溶液中无气泡产生为止。过滤得固体，洗涤并真空干燥。
① 加入盐酸的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 同学甲一次性加入1.18gZn粉，得到0.78g红棕色固体，其组成是_ _ _ _ （填标号）。
包裹和Cu2O
③ 同学乙搅拌下分批加入1.18gZn粉，得到黑色粉末X。分析结果表明，X中不含Zn和Cu(Ⅰ)。关于X的组成提出了三种可能性：ⅠCuO;ⅡCuO和Cu;ⅢCu,开展了下面2个探究实验：
由实验结果可知，X的组成是_ _ _ _ （填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。从物质形态角度分析，X为黑色的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】① Cu2O；还原
② Cu(OH)2△CuO+H2O
（2） ① 除去过量的Zn
② b
③ Ⅲ；固体颗粒小
【解析】
① 向2mL10%NaOH溶液中加入5滴5%CuSO4溶液制得新制Cu(OH)2，振荡后加入2mL10%葡萄糖溶液，加热，新制Cu(OH)2与葡萄糖中的醛基反应产生的砖红色沉淀为Cu2O，Cu(OH)2被葡萄糖还原为Cu2O，葡萄糖表现出还原性。
② 操作时，没有加入葡萄糖溶液就加热，有黑色沉淀生成，说明Cu(OH)2受热分解生成了CuO，反应的化学方程式为Cu(OH)2△CuO+H2O。
（2） ① 结合加入盐酸并加热至溶液中无气泡产生为止可知，加入盐酸的目的是除去多余的Zn。
② 由“得到0.78g红棕色固体”可知，不可能是CuO，因为CuO为黑色固体，排除c；n(Zn)=1.18g65g⋅ml−1≈0.018ml，20mL0.5ml⋅L−1CuSO4溶液中n(Cu2+)=0.5ml⋅L−1×20×10−3L=0.01ml，所以Zn粉过量，若生成的红棕色固体为Cu，则m(Cu)=0.64gFe>Cu
结论：氧化性顺序为Cl2>Fe3+>I2
A
B
观察溶液颜色变化
观察出现浑浊所用时间
结论：甲基使苯环活化
结论：增大反应物浓度，该反应速率加快
C
D
选项
实验操作及现象
结论
A
向盛有NO2与N2O4的恒压密闭容器中通入一定体积的N2，最终气体颜色变浅
化学平衡向NO2减少的方向移动
B
以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl−，先出现白色沉淀，后出现砖红色沉淀
Ksp(AgCl)Kh(HSO3−)
D
向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X，产生白色沉淀
X一定具有强氧化性
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
将铁的氧化物溶于浓盐酸中，滴入几滴酸性KMnO4溶液
紫色褪去
该氧化物中含有Fe2+
B
向2mL苯酚浊液中滴入1.0ml⋅L−1Na2CO3溶液
苯酚浊液逐渐变澄清
酸性：苯酚> 碳酸
C
向2mL浓度均为0.1ml⋅L−1的CaCl2和BaCl2混合溶液中滴加少量0.1ml⋅L−1Na2CO3溶液，振荡
产生白色沉淀
溶度积常数：CaCO3>BaCO3
D
25℃时，用pH试纸测量NaHC2O4溶液的pH
pHH2SO3
D
探究温度对反应速率的影响
等体积、等物质的量浓度的Na2S2O3与H2SO4溶液在不同温度下反应
温度高的溶液中先出现浑浊
温度升高，该反应速率加快
物质
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g⋅cm−3)
溶解性
硝基苯
123
5.9
210.9
1.20
不溶于水，易溶于乙醚
苯胺
93
−6.3
184.0
1.02
微溶于水，易溶于乙醚
乙酸
60
16.6
117.9
1.05
与水互溶
乙醚
74
−116.3
34.5
0.71
微溶于水
反应体系
溴苯+镁屑+THF光照
溴苯+碘+THF光照
碘+镁屑+THF光照
碘+镁屑+THF不光照
碘+THF光照
实验现象
溶液由无色变为灰黑色，镁屑消失
不褪色
明显褪色
部分褪色
不褪色
A
B
回流
蒸馏
C
D
分液
干燥
物质
乙酸
正丁醇
乙酸丁酯
二丁醚
熔点/℃
17
−90
−78
−98
沸点/℃
118
118
126
142
密度/(g⋅mL−1)
1.1
0.80
0.88
0.76
项目
硫酸四氨合铜晶体
硫氰化铁
氯化二氨合银
实验操作
实验现象
滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，得到深蓝色的透明溶液，滴加乙醇后析出深蓝色晶体
溶液变为红色
滴加AgNO3 溶液后，试管中出现白色沉淀，再滴加氨水沉淀溶解，溶液呈无色
有关离子方程式
Cu2++2NH3⋅H2OCu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH32OH−+[Cu(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2++SO42−+H2O乙醇[Cu(NH3)4]SO4⋅H2O↓
Fe3++3SCN−⇌Fe(SCN)3
Ag++Cl−AgCl↓、AgCl+2NH3Cl−+[Ag(NH3)2]+
反应条件
质谱检测目标产物相对分子质量
太阳光，​18O2，室温，CH3COCH3，5h
138
太阳光，空气，室温，CH3C18OCH3，5h
136
操作
目的或原因
沉淀用蒸馏水洗涤
除去×××（可溶于水）杂质
沉淀用乙醇洗涤
减少固体的溶解量；除去固体表面吸附的杂质；乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥
冷凝回流
防止×××蒸气逸出脱离反应体系；提高×××物质的转化率
控制溶液pH
防止×××离子水解；防止×××离子沉淀；确保×××离子沉淀完全；防止×××溶解等
“趁热过滤”后，有时先向滤液中加入少量水，加热至沸腾，再“冷却结晶”
稀释溶液，防止降温过程中杂质析出，提高产品的纯度
加入过量A试剂
使B物质反应完全（或提高B物质的转化率等）
温度不高于×××℃
温度过高×××物质分解（如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等）或×××物质挥发（如浓硝酸、浓盐酸）或×××物质被氧化（如Na2SO3等）或促进×××物质水解（如AlCl3等）
减压蒸馏（减压蒸发）
减小压强，使液体的沸点降低，防止×××物质受热分解（如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等）
蒸发、反应时的气体氛围
抑制×××离子的水解（如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl气流中进行，加热MgCl2⋅6H2O制MgCl2时需在HCl气流中进行等）
配制某溶液前先煮沸水
除去溶解在水中的氧气，防止×××物质被氧化
反应容器中用玻璃管和大气相通
平衡压强避免反应容器中压强过大
同学
过程（2）中溶液含有的离子
过程（3）中溶液含有的离子
甲
既有Fe3+又有Fe2+
有SO42−
乙
有Fe3+无Fe2+
有SO42−
丙
有Fe3+无Fe2+
有Fe2+
序号
实验操作
实验现象
Ⅰ
将绿豆粒大小的钠放入装有100mL0.2ml⋅L−1CuSO4溶液的烧杯中
固体溶解，有气泡冒出，有蓝色絮状沉淀产生
Ⅱ
取实验Ⅰ等量的钠放入装有100mL0.002ml⋅L−1CuSO4溶液的烧杯中
固体溶解，有气泡冒出，无蓝色絮状沉淀产生，测得溶液pH=9
Ⅲ
取实验Ⅱ反应后的溶液于试管中，逐滴加入0.1ml⋅L−1HCl溶液
先出现蓝色絮状沉淀，然后沉淀溶解
Ⅳ
取实验Ⅰ反应后的溶液于试管中，振荡，加入0.5mL乙醛溶液，加热
试管底部出现砖红色沉淀，上层悬浊液呈现亮黄色
Ⅴ
取实验Ⅰ反应后的溶液于试管中，振荡，加入0.5mL甲醛溶液，加热
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：取少量固体X样品，加入适量蒸馏水，使固体完全溶解，将溶液分装到两支试管中
—
步骤2：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
步骤3：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
实验
操作与现象
①
在5mL水中滴加2滴FeCl3溶液，呈棕黄色；煮沸，溶液变红褐色
②
在5mLFeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液，变红褐色；
再滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀
③
在5mLNa2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液，变红褐色；
将上述混合液分成两份，一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液，无蓝色沉淀生成；
另一份煮沸，产生红褐色沉淀
类型
解题方法
物质含量计算
根据关系式法、得失电子守恒法等，求出混合物中某一成分的量，再除以样品的总量，即可得出其含量
多步滴定计算
多步滴定常分为两类：
①连续滴定法：第一步滴定反应生成的产物，还能继续参加第二步滴定。根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量。
②返滴定法：第一步滴定用的滴定剂是过量的，第二步滴定再用另一物质返滴定过量物质。由第一步滴定加入的滴定剂的量减去第二步滴定中过量的滴定剂的量，即可得出第一步滴定所求物质的量
溶液
现象
空白实验
2mL0.3ml⋅L−1NaCl溶液+0.5mL试剂X
紫红色不褪去
实验ⅰ
2mL0.3ml⋅L−1NaCl溶液+⋅L−1硫酸
紫红色不褪去
实验ⅱ
2mL0.3ml⋅L−1NaCl溶液+0.5mL6ml⋅L−1硫酸
紫红色明显变浅