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2019届二轮复习 化学实验综合应用 学案（全国通用）
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第14讲 化学实验综合应用
最新考纲
考向分析
1.掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。
2.设计、评价或改进实验方案。
3.了解控制实验条件的方法。
4.分析或处理实验数据，得出合理的结论。
5.绘制和识别典型的实验仪器装置图。
6.以上各部分知识与技能的综合应用。
1.客观题：主要依托实验验证物质的化学性质，并对已设计的方案是否符合实验要求作出判断。
2.主观题：将在综合实验设计题或工艺流程图题中，以探究物质的化学性质、组成、结构与含量及其制备等为目的，考查原理、实验操作、有关的计算及实验方案的设计与评价等。
考点一 “气体制备”为纽带的实验方案设计
K (课前)
1．关于下列图示的说法中，正确的是 ( A )
A．图①所示实验可比较硫、碳、硅的非金属性强弱
B．用图②所示实验装置排空气法收集CO2气体
C．用图③所示实验装置制备BaSO3沉淀
D．图④装置可以用来除去SO2中的HCl
2．下列实验符合“绿色环保”思想的是 ( B )
3．Ⅰ.现有含CaO杂质的CaC2试样。设计以下实验，测定CaC2试样的纯度(反应的化学方程式为CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑)，请从下图中选用适当的装置，完成该实验。
(1)制取C2H2最好选④中的__丙__装置(填“甲”“乙”或“丙”)，所选用装置的连接顺序是__E、C、D、B__(填各接口A～E的顺序)。
(2)若实验时称取的试样为1.4 g，产生的乙炔在标准状况下的体积为448 mL，此试样中CaC2的质量分数为__91.4%__。(保留3位有效数字)
Ⅱ.某同学在实验室从如图标签的试剂瓶中取少许钠进行燃烧实验，实验后发现还有少许黑色固体生成。从反应物及实验操作猜测：
该黑色物质可能为碳与另一种氧化物组成的混合物。
根据题意和图示回答下面问题：
(1)装置图⑤中A的名称为__坩埚__。
(2)此氧化物可能是__FeO__或__Fe3O4__(写化学式)。
(3)对黑色固体物质的组成作如图⑥所示研究
①实验甲中加入盐酸的目的是__检验黑色固体物质中是否有碳，同时溶解氧化物__。
②仅通过实验乙，用最简步骤能快速确定黑色氧化物的组成，请完善该设计(限选试剂：稀盐酸、KSCN溶液、10% H2O2溶液)。
实验操作
预期现象与结论
相关离子方程式
取少量实验甲中的澄清溶液，加入__适量的KSCN溶液__
__如果溶液显红色，则黑色氧化物为Fe3O4，反之则为FeO__
__Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3__
[解析] Ⅰ.(1)碳化钙溶于水发热，不能保持块状，且反应不需要加热，因此制取C2H2最好选④中的丙装置。要测定碳化钙的纯度，需要通过排水法测量乙炔的体积，因此连接顺序是E、C、D、B。
(2)若实验时称取的试样为1.4 g，产生的乙炔在标准状况下的体积为448 mL，乙炔的物质的量是0.02 mol，则根据碳原子守恒可知碳化钙的物质的量是0.02 mol，质量是0.02 mol×64 g·mol－1＝1.28 g，所以此试样中CaC2的质量分数为×100%≈91.4%。
Ⅱ.(1)根据装置的结构可知装置图⑤中A的名称是坩埚。
(2)由于含有杂质铁，因此产生的黑色氧化物可能是FeO或Fe3O4。
(3)①由于黑色氧化物中还可能含有碳，因此实验甲中加入盐酸的目的是检验黑色固体物质中是否有碳，同时溶解氧化物。
②检验Fe3＋一般用KSCN溶液，实验操作为取少量实验甲中的澄清溶液加入适量的KSCN溶液，如果溶液显红色，则黑色氧化物为Fe3O4，反之则为FeO，有关反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
R (课堂)
对气体制备不会分析装置作用，如盘查T1，T2。
1．实验室典型的4类气体发生装置：
(1)实验室制取氨气可以选用装置__A__。
(2)若用H2O2分解来制取氧气，可以选用装置__C__。
(3)实验室制取氯气，可以选用装置__D__。
(4)装置B可以制备的最常见气体有__CO2__和__H2__。
2．实验设计的一般过程：
3．气体物质制备方案的设计思路：
判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)Cl2收集可用排饱和NaCl溶液法，不能用排水法。(√)
(2)除去CO2中的HCl可以将混合气通入饱和的Na2CO3溶液中。(×)
(3)用浓盐酸酸化KMnO4溶液，增强KMnO4的强氧化性。(×)
(4)实验室可选用大理石与浓硫酸反应制备CO2。(×)
(5)实验室中的CCl4含有少量溴，加适量的苯，振荡、静置后分液，可除去CCl4中的溴。(×)
(6)NaOH的酚酞溶液红色褪去，说明SO2具有漂白性。(×)
(7)验证Fe3O4固体含有＋2价铁离子和＋3价铁离子，可采用如下实验设计： (√)
【例】CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl，并进行相关探究。
【资料查阅】
【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)。
请回答下列问题：
(1)仪器X的名称是__干燥管__。
(2)实验操作的先后顺序是a→__c→d→b__→e(填操作的编号)。
a．检查装置的气密性后加入药品
b．熄灭酒精灯，冷却
c．在“气体入口”处通入干燥HCl
d．点燃酒精灯，加热
e．停止通入HCl，然后通入N2
(3)在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是__先变红，后褪色__。
(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是__Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O__。
【探究反思】
(5)反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质。根据资料信息分析：
①若杂质是CuCl2，则产生的原因是__加热时间不足或温度偏低__。
②若杂质是CuO，则产生的原因是__通入HCl的量不足__。
[解析] (1)仪器X的名称为干燥管。(2)实验操作中应先通氯化氢气体，再点燃酒精灯，反应结束后，先熄灭酒精灯，再停止通入氯化氢气体，故实验操作的先后顺序为：a→c→d→b→e。(3)实验过程中，由于通入氯化氢气体，多余的氯化氢气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；又由于反应过程中产生氯气，氯气与水反应生成的HClO能漂白试纸而使试纸褪色。(4)装置D中发生的氧化还原反应为氯气与氢氧化钠溶液的反应，离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。(5)①由于加热时间不足或温度偏低，CuCl2·2H2O失去结晶水后生成CuCl2，CuCl2没有完全分解；②通入的氯化氢气体不足，反应过程中CuCl2水解生成Cu2(OH)2Cl2，Cu2(OH)2Cl2分解而生成CuO。
气体制备与性质实验的四个注意问题：
(1)操作顺序问题。
与气体有关的实验操作顺序为：装置选择与连接→气密性检查→装入固体药品→加液体药品→按程序实验→拆卸仪器。
(2)加热操作的要求。
①使用可燃性气体(如：H2、CO、CH4等)，先用原料气赶走系统内的空气，再点燃酒精灯加热，以防止爆炸。
②制备一些易与空气中的成分发生反应的物质(如H2还原CuO的实验)，反应结束时，应先熄灭酒精灯，继续通原料气至试管冷却。
(3)尾气处理的方法。
有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将之点燃的方法，不能直接排放。
(4)特殊实验装置。
①制备在空气中易吸水、潮解以及水解的物质(如Al2S3、AlCl3等)，往往在装置的末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气的进入。
②用盛有碱石灰的干燥管吸收测定实验中生成CO2的质量时，在干燥管前连盛有CaCl2的U形管，在干燥管后再连一个盛有碱石灰的干燥管，前一个的目的是干燥CO2，后一个的目的是防止空气中的CO2和H2O(g)进入。
1．从下列实验操作、现象得出的相应结论不正确的是 ( D )
选项
实验操作、现象
结论
A
某溶液中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
不能确定该溶液中存在CO
B
氯水中存在多种分子和离子，向新制氯水中加入有色布条，片刻后有色布条褪色
说明氯水中有HClO存在
C
将淀粉与KCl混合液装于半透膜内，浸泡在盛蒸馏水的烧杯中，5 min后取烧杯中液体，加碘水变蓝色
证明半透膜有破损
D
将气体通入盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶
可用于除去CO2中的HCl
2.下列装置用于实验室制取NH3，并用AlCl3溶液吸收多余氨气制氢氧化铝，最后回收氯化铵的实验，能达到实验目的的是 ( C )
A．用装置乙吸收NH3制取Al(OH)3
B．用装置丙在不断搅拌下分离Al(OH)3和NH4Cl溶液
C．用装置甲制取NH3
D．用装置丁蒸干NH4Cl溶液并灼烧制NH4Cl
3．以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α氧化铝，既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为Al2O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3)，其制备实验流程如下：
(1)图中“沉铁”化学方程式为__2K4[Fe(CN)6]＋Fe2(SO4)3===2KFe[Fe(CN)6]↓＋3K2SO4__。
(2)图中“过滤”后滤液中金属阳离子除了含有的Al3＋，还含有__Fe2＋、Fe3＋__(填离子符号)。
(3)加30%的H2O2溶液发生的离子反应方程式为__2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O__。
(4)煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为4[NH4Al(SO4)2·12H2O]2Al2O3＋2NH3↑＋N2↑＋5SO3↑＋3SO2↑＋53H2O，将产生的气体通过如图所示的装置。
①集气瓶中收集到的气体是__N2__(填化学式)。
②足量饱和NaHSO3溶液吸收的物质除大部分H2O(g)外还有__SO3、NH3__(填化学式)。
③KMnO4溶液褪色(MnO还原为Mn2＋)，发生的离子反应方程式为__2MnO＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋__。
[解析] (1)由K4[Fe(CN)6]生成KFe[Fe(CN)6]。(2)铁的氧化物和氧化铝溶于酸，二氧化硅不溶形成滤渣。(3)溶液中的亚铁离子不易除去，需把其氧化为铁离子再沉淀除去。(4)①通过饱和亚硫酸氢钠溶液除去氨气、三氧化硫，通过高锰酸钾溶液除去二氧化硫气体，故收集的气体为氮气。②SO3、NH3均溶解于水与水反应。③KMnO4溶液与二氧化硫反应，二氧化硫被氧化为硫酸根离子。
考点二 有机物制备与提纯实验方案设计
K (课前)
1．实验室制备1,2二溴乙烷的反应原理如下：
CH3CH2OHCH2===CH2＋H2O
CH2===CH2＋Br2―→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在140 ℃脱水生成乙醚。用少量的溴和足量的乙醇制备1,2二溴乙烷的装置如图所示：
有关数据列表如下：
乙醇
1,2二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/g·cm－3
0.79
2.2
0.71
沸点/℃
78.5
132
34.6
熔点/℃
－130
9
－116
回答下列问题：
(1)在此制备实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170 ℃左右，其最主要的目的是__d__(填正确选项前的字母)；
a．引发反应 b．加快反应速度
c．防止乙醇挥发 d．减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入__c__(填正确选项前的字母)，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体；
a．水 b．浓硫酸
c．氢氧化钠溶液 d．饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是__溴的颜色完全褪去__；
(4)将1,2二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在__下__层(填“上”或“下”)；
(5)若产物中有少量未反应的Br2，最好用__b__(填正确选项前的字母)洗涤除去；
a．水 b．氢氧化钠溶液
c．碘化钠溶液 d．乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚，可用__蒸馏__的方法除去；
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D，其主要目的是__避免溴大量挥发__；但又不能过度冷却(如用冰水)，其原因是__1,2二溴乙烷的熔点低，过度冷却会凝固而堵塞导管__。
[解析] (2)根据题中提示，选碱来吸收酸性气体；(3)制备反应是溴与乙烯的反应，明显的现象是溴的颜色褪去；(4)1,2二溴乙烷的密度大于水，因而在下层；(5)溴在水中溶解度小，不能用水，碘化钠与溴反应生成碘会溶解在1,2二溴乙烷中，不能用碘化钠溶液除溴，乙醇与1,2二溴乙烷混溶也不能用；(6)根据表中数据，乙醚沸点低，可通过蒸馏除去(不能用蒸发，乙醚不能散发到空气中，且蒸发会导致1,2二溴乙烷挥发到空气中)；(7)溴易挥发，冷却可减少挥发。但如果用冰水冷却会使产品凝固而堵塞导管。
2．乙酸丁酯是重要的化工原料，具有水果香味。实验室制备乙酸丁酯的反应、装置示意图和有关信息如下：
CH3COOH＋CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3＋H2O
乙酸
1丁醇
乙酸丁酯
熔点(℃)
16.6
－89.5
－73.5
沸点(℃)
117.9
117
126.0
密度(g·cm－3)
1.1
0.80
0.88
(1)乙酸丁酯粗产品的制备。
在干燥的50 mL圆底烧瓶中，装入沸石，加入12.0 mL正丁醇和16.0 mL冰醋酸(过量)，再加3～4滴浓硫酸。然后再安装分水器、冷凝管，然后小火加热。将烧瓶中反应后的混合物冷却与分水器中的酯层合并。装置中冷水应从__b__(填“a”或“b”)管口通入；通过分水器下端旋塞分出的生成物是__水__，其目的是__分离酯化反应生成的水，使平衡正向移动，提高反应产率__。
(2)乙酸丁酯的精制。
将乙酸丁酯粗产品用如下的操作进行精制：①水洗、②蒸馏、③用无水MgSO4干燥、④用10%碳酸钠洗涤。
①正确的操作步骤是__c__(填标号)。
a．①②③④ b．③①④②
c．①④①③② d．④①③②③
②在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后
__d__(填标号)。
a．直接将乙酸丁酯从分液漏斗的上口倒出
b．直接将乙酸丁酯从分液漏斗的下口放出
c．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸丁酯从下口放出
d．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸丁酯从上口倒出
③蒸馏操作时，需收集__126__ ℃的馏分，仪器选择及安装都正确的是__b__(填标号)。
(3)计算产率。
测量分水器内由乙酸与丁醇反应生成的水体积为1.8 mL，假设在制取乙酸丁酯过程中反应物和生成物没有损失，且忽略副反应，计算乙酸丁酯的产率为__77.3%__。
R (课堂)
对有机实验目的分析不透仪器使用方法不熟练，如盘查T1，T3。
1．有机制备与分离提纯的思维流程：
—
↓
—
↓
—
↓
—
2．有机物制备实验中常用的仪器：
(1)制备装置。
(2)蒸馏装置。
3．有机混合物的分离提纯常用方法：
方法
适用条件
实例
说明
萃取
互不相溶的液体混合物
分离CCl4和水等
分液时下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出
蒸馏
两种或两种以上互溶的液体，沸点相差较大
分离酒精和水
在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片，防止液体暴沸
【例】冬青油是一种无色液体，某实验小组利用如图所示的装置制备冬青油。化学反应原理和实验装置如下所示：
产物的有关数据如表所示：
相对分子质量
密度/g·cm－3
沸点/℃
溶解性
冬青油
152
1.180
222.2
微溶于水
实验步骤如下所示：
①向三颈瓶中加入6.9 g (0.05 mol)水杨酸和24 g (0.75 mol)甲醇，再小心地加入6 mL浓硫酸，摇匀。②加入2粒沸石(或碎瓷片)，装上仪器a，在石棉网上保持温度在85～95 ℃，回流1.5 h。③反应完毕，将烧瓶冷却，加入50 mL蒸馏水，然后转移至分液漏斗，弃去水层，将有机层再倒入分液漏斗中，依次用50 mL 5%碳酸氢钠溶液和30 mL水洗涤。④将产物移至干燥的锥形瓶中，加入0.5 g无水氯化钙。⑤最后将粗产品进行蒸馏，收集221～224 ℃的馏分，其质量为6.8 g。
请回答下列问题：
(1)本实验中浓硫酸的作用是__催化剂、吸水剂__。
(2)装置中仪器a的名称是__球形冷凝管__，进水口为
__Ⅰ__(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。温度计的适宜规格为__②__(填代号)。
①50 ℃ ②100 ℃ ③300 ℃
(3)用碳酸氢钠溶液洗涤的目的是__除去水杨酸和硫酸__；用水洗涤时，产品在__下__(填“上”或“下”)层。
(4)加入无水氯化钙的目的是__除去粗产品中的水分__。
(5)本次实验中冬青油的产率为__89.5%__。
有机物制备的解题流程
有机物的制备是中学化学实验的重要组成部分，以新物质制备为背景的实验图，涉及知识面广、题型多变、思维发散空间大，能很好的考查学生综合运用化学实验基础知识解决实际问题的能力，因而倍受高考命题者的青睐。解答此类试题的一般流程是：
第一步，明确实验目的。通过分析合成目标产物的有机反应方程式确定反应原理，分析反应的特点(如可逆反应等)，并分析可能发生的副反应。
第二步，确定实验装置。依据反应物状态及反应条件选择合适的反应容器，并控制合适的反应温度。根据反应原理及装置特点，确定每个装置的作用。
第三步，设计除杂方案。根据产品和杂质的性质差异(如溶解性、熔沸点、密度大小、物质的状态等)选择合适的分离提纯方法。根据有机反应中反应物的挥发性及有机副反应较多的特点，分析除杂步骤、试剂及除杂装置。
第四步，产品产率(纯度)计算。根据题目提供的反应原理和试剂的用量，利用有机反应方程式或关系式，计算产品的理论产量，则产品产率为×100%。
1．实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如图所示：
＋HO—NO2 ＋H2O ΔH<0
存在的主要副反应有在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。
有关数据如表所示：
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm－3
溶解性
苯
5.5
80
0.88
微溶于水
硝基苯
5.7
210.9
1.205
难溶于水
间二硝基苯
89
301
1.57
微溶于水
浓硝酸
83
1.4
易溶于水
浓硫酸
338
1.84
易溶于水
实验步骤如下：
取100 mL烧杯，用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混合酸，将混合酸小心加入B中。把18 mL(15.84 g)苯加入A中。向室温下的苯中逐滴加入混酸，边滴边搅拌，混合均匀。在50～60 ℃下发生反应，直至反应结束。
将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，依次用少量水、5% NaOH溶液和水洗涤。分出的产物加入无水CaCl2颗粒，静置片刻，弃去CaCl2，进行蒸馏纯化，收集205～210 ℃馏分，得到纯硝基苯18 g。
回答下列问题：
(1)装置B的名称是__分液漏斗__，装置C的作用是__冷凝回流__。
(2)配制混合酸时，能否将浓硝酸加入浓硫酸中，说明理由：__不能，易发生酸液迸溅__。
(3)为了使反应在50～60 ℃下进行，常用的方法是__水浴加热__。反应结束并冷却至室温后A中液体就是粗硝基苯，粗硝基苯呈黄色的原因是__溶有浓硝酸分解产生的NO2(或硝酸)等杂质__。
(4)在洗涤操作中，第二次水洗的作用是__洗去残留的NaOH及生成的钠盐等可溶性杂质__。
(5)在蒸馏纯化过程中，因硝基苯的沸点高于140 ℃，应选用空气冷凝管，不选用直形冷凝管的原因是__以免直形冷凝管通水冷却时因玻璃管内外温差大而炸裂__。
(6)本实验所得到的硝基苯产率是__72%__。
[解析] (1)装置B的名称是分液漏斗，装置C的作用是冷凝回流。
(2)不能，因为硝酸的密度比硫酸小，将浓硝酸加入浓硫酸易发生酸液迸溅。
(3)水浴加热可以控制温度在50～60 ℃。粗硝基苯呈黄色的原因是溶有浓硝酸分解产生的NO2等杂质。
(4)第二次水洗可以除去氢氧化钠及钠盐等可溶性杂质。
(5)用直形冷凝管可能因为内外温差过大而炸裂。
(6)理论上产生硝基苯的质量＝×123 g·mol－1≈25 g，则硝基苯的产率＝18÷25×100%＝72%。
2．环己酮是一种重要的有机化工原料。实验室合成环己酮的反应如下：
环己醇和环己酮的部分物理性质见下表：
物质
相对分子质量
沸点(℃)
密度(g·mL－1,20 ℃)
溶解性
环己醇
100
161.1
0.962 4
能溶于水和醚
环己酮
98
155.6
0.947 8
微溶于水，能溶于醚
现以20 mL环己醇与足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反应，制得主要含环己酮和水的粗产品，然后进行分离提纯。分离提纯过程中涉及的主要步骤有(未排序)：
a．蒸馏，除去乙醚后，收集151～156 ℃馏分；
b．水层用乙醚(乙醚沸点34.6 ℃，易燃烧)萃取，萃取液并入有机层；
c．过滤；
d．往液体中加入NaCl固体至饱和，静置，分液；
e．加入无水MgSO4固体，除去有机物中的少量水。
回答下列问题：
(1)上述分离提纯步骤的正确顺序是__dbeca__(填字母)。
(2)b中水层用乙醚萃取的目的是__使水层中少量的有机物进一步被提取，提高产品的产量__。
(3)以下关于萃取分液操作的叙述中，不正确的是__A、C__。
A．水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，如图用力振荡
B．振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C．经几次振荡并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层
D．分液时，需先将上口玻璃塞打开或使玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔，再打开旋塞待下层液体全部流尽时，再从上口倒出上层液体
(4)在上述操作d中，加入NaCl固体的作用是__降低环己酮的溶解度；增加水层的密度，有利于分层__。蒸馏除乙醚的操作中采用的加热方式为__水浴加热__。
(5)蒸馏操作时，一段时间后发现未通冷凝水，应采取的正确方法是__停止加热，冷却后通冷凝水__。
(6)恢复至室温时，分离得到纯产品体积为12 mL，则环己酮的产率约是__60%(或60.3%)__。
[解析] (1)在上述方法中制取的物质环己酮中含有未反应的环己醇。由于环己醇能溶于水和醚，而环己酮微溶于水，能溶于醚，所以提纯正确步骤首先是往液体中加入NaCl固体至饱和，静置，分液。然后水层用乙醚(乙醚沸点34.6 ℃，易燃烧)萃取，萃取液并入有机层；再加入无水MgSO4固体，除去有机物中的少量水。接着进行过滤，除去MgSO4晶体。最后蒸馏、除去乙醚后，收集151～156 ℃馏分即得到纯净的环己酮。
(2)在b中水层用乙醚萃取的目的是使水层中少量的有机物进一步被提取，提高产品的产量。
(3)混合振荡：用左手握住分液漏斗活塞，右手压住分液漏斗口部，把分液漏斗倒转过来振荡，使两种液体充分接触，振荡后打开玻璃塞，将漏斗内气体放出。分液时，为了使液体能够顺利流出，需先将上口玻璃塞打开或使玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔，下层液体从下口流出，上层的液体从上口倒出。
(4)在上述操作d中，加入NaCl固体的作用是降低环己酮的溶解度；增加水层的密度，有利于分层。在蒸馏除乙醚的操作中为了减少环己酮的挥发造成的消耗，通常采用的加热方式为水浴加热。
(5)蒸馏操作时，一段时间后若发现未通冷凝水，应采取的正确方法是停止加热，冷却后通冷凝水，否则会导致冷凝管炸裂。
(6)实际产量：m(环己酮)＝0.947 8 g·mL－1×12 mL＝11.373 6 g。n(环己酮)＝m÷M＝11.373 6 g÷98 g·mol－1≈0.116 mol。m(环己醇)＝0.962 4 g·mL－1×20 mL＝19.248 g。n(环己醇)＝19.248 g÷100 g·mol－1＝0.192 48 mol。理论上生成环己酮的物质的量为n(环己酮)＝n(环己醇)＝0.192 48 mol，所以环己酮的产率为(0.116 mol÷0.192 48 mol)×100%＝60%(或60.3%)。
考点三 定量测定型实验
K (课前)
1．为测定NaOH、Na2CO3混合物中Na2CO3的质量分数，甲同学拟采用图(1)所示装置来测定。乙同学拟采用图(2)所示装置来测定。
请回答下列问题：
(1)甲同学用图(1)装置来测定，在没有放样品前，检查该装置气密性的方法之一是从酸式滴定管向烧瓶中加入一定量的水，观察到__注射器增大的体积与加入水的体积相等现象，证明此装置不漏气。实验时称得样品的质量为m g，酸式滴定管的起始读数为a mL，终了读数为b mL，注射器测定排出的气体为c mL(已折算成标准状况)，该样品中Na2CO3的质量分数为(用含a、b、c、m的代数式表示)__53(c－b＋a)/112m%__。
(2)本实验选用稀硫酸而未选用稀盐酸的原因是__盐酸容易挥发出氯化氢气体，而硫酸不易挥发，减少误差__。
(3)乙同学观察了甲同学的实验后很受启发，并发现自己的图(2)原实验设计方案会造成误差。其原因之一可能是CO2在水中溶解度较大，引起测量气体体积减小。丙同学经思考后。建议乙同学将(2)中某部分稍作改进，就可避免此种误差，写出你的改进方案__将水换成饱和NaHCO3溶液，或在贮水瓶中的水面上加一层植物油都可防止CO2溶于水__。
(4)丁同学提出将图(2)装置中量气装置去掉，只用反应装置和天平也能较准确地测出样品中Na2CO3的质量分数，请你分析丁同学方案中，除了测定样品的质量，还需测定的另两个数据是__反应前装有药品的整个装置的质量__、__反应后整个装置的质量__。
(5)还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数，请简述一种与上述各方法不同的实验方法__称量一定质量的样品配成溶液，加入足量的BaCl2溶液后得到沉淀，将沉淀进行过滤、洗涤、干燥、冷却、称量。由沉淀(BaCO3)质量计算出Na2CO3的质量，最后计算出Na2CO3的质量分数__。
[解析] (1)向烧瓶中滴加水，会把空气排到注射器中，进去空气体积与滴加的水体积应是相等，说明装置的气密性良好，否则气密性不好，溶液的体积等于排除空气的体积，即V(CO2)＝c－(b－a) mL，则n(CO2)＝(c－b＋a)×10－3/22.4 mol，根据碳元素守恒n(Na2CO3)＝n(CO2)＝(c－b＋a)×10－3/22.4 mol，其质量分数为(c－b＋a)×10－3×106/22.4m×100%＝53(c－b＋a)/112m%。
(2)盐酸容易挥发出氯化氢气体，而硫酸不易挥发，减少误差。
(3)产生误差的原因可能是CO2在水中溶解度较大，引起测量气体的体积减小，改进方案减少CO2的溶解，需要把水换成饱和碳酸氢钠溶液，或者在水表面加少量油或苯，来减少CO2的溶解。
(4)利用Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋CO2↑＋H2O，利用反应前后的质量差进行计算，因此还需要测的数据为反应前装有药品的整个装置的质量、反应后整个装置的质量。
(5)上述方法是测CO2的体积，称量一定量的样品配成溶液，向溶液中加入过量的CaCl2或BaCl2溶液，对沉淀过滤、洗涤、烘干、称量，由沉淀质量计算出碳酸钠的质量。
2．有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同学设计如图所示的实验装置，通过测量反应产生的CO2和H2O的质量，来确定该混合物中各组分的质量分数。
(1)实验步骤：
①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后，首先进行的操作是__检查装置气密性__。
②称取样品，并将其放入硬质玻璃管中；称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。
③打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，其目的是__除去装置中的水蒸气和二氧化碳__。
④关闭活塞K1、K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中发生反应的化学方程式为__2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑__、__Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O↑__。
⑤打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟，然后拆下装置，再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量。
(2)关于该实验方案，请回答下列问题。
①若加热反应后不鼓入空气，对测定结果的影响是__Na2CO3·10H2O和NaHCO3的质量分数测定结果偏小，NaCl的质量分数测定结果偏大__。
②E处干燥管中盛放的药品是__碱石灰__，其作用是__防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果__，如果实验中没有该装置，则会导致测量结果NaHCO3的质量分数__偏大__(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③若样品质量为w g，反应后C、D装置增加的质量分别为m1 g、m2 g，则混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数为__×100%__(用含w、m1、m2的代数式表示)。
R (课堂)
定量分析见缺，计算能力需进一步提高，如T1，T2。
定量实验测量的方法
1．测量沉淀质量法：
先将某种成分转化为沉淀，然后称量过滤、洗涤、干燥后沉淀的质量再进行相关计算。
称量固体一般用托盘天平，精确度为0.1 g，但精确度高的实验中可使用分析天平或电子天平，可精确到0.000 1 g。
2．测量气体体积法：
(1)量气装置的设计：
下列装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的装置。
(2)读数时先要将其恢复室温后，再调整量气装置使两侧液面相平，最后读数要求视线与凹液面最低点相平。
3．测量气体质量法：
一般有两种方法：一种方法是称反应装置在放出气体前后的质量减小值；另一种方法是称吸收装置前后的质量增大值。
4．滴定法：
即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。
【例】水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶解氧分子的质量表示，单位mg·L－1。我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用水源的DO不能低于5 mg·L－1。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略)，测定某河水的DO。
Ⅰ.测定原理：
碱性条件下，O2将Mn2＋氧化为MnO(OH)2；
①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓
酸性条件下，MnO(OH)2将I－氧化为I2；
②MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平)
用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2；
③2S2O＋I2===S4O＋2I－
Ⅱ.测定步骤：
a．安装装置，检验气密性，充N2排尽空气后，停止充N2。
b．向烧瓶中加入200 mL水样。
c．向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4无氧溶液(过量)、2 mL碱性KI无氧溶液(过量)，开启搅拌器，至反应①完全。
d．搅拌并向烧瓶中加入2 mL H2SO4无氧溶液，至反应②完全，溶液为中性或弱酸性。
e．从烧瓶中取出40.00 mL溶液，以淀粉作指示剂，用0.01000 mol·L－1 Na2S2O3溶解进行滴定，记录数据。
f．……
g．处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。
回答下列问题：
(1)配制以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简单操作为__将溶剂水煮沸后冷却__。
(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是
__②__。
①滴定管 ②注射器 ③量筒
(3)搅拌的作用是__使溶液混合均匀，快速完成反应__。
(4)配平反应②的方程式，其化学计量数依次为__1,2,4,1,1,3__。
(5)步骤f为__重复步骤e的操作2－3次__。
(6)步骤e中达到滴定终点的标志为__溶液蓝色褪去(半分钟内不恢复颜色)__。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL，水样的DO＝__9.0__ mg·L－1(保留一位小数)。作为饮用水源，此次测得DO是否达标：__是__(填“是”或“否”)。
(7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后，若溶液pH过低，滴定时会产生明显的误差。写出产生此误差的原因(用离子方程式表示，至少写出2个)__2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O__、__SO2＋I2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－__。
化学实验方案设计要求：条件合适，操作方便；原理正确，步骤简单；原料丰富，价格低廉；产物纯净，污染物少等。
1．用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量：
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入 3 mL稀硫酸；
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；
Ⅴ.用0.100 0 mol·L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2＋2S2O===2I－＋S4O)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：
(1)锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为__2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O__。
(2)玻璃液封装置的作用是__吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)__。
(3)V中加入的指示剂通常为__淀粉溶液__，滴定至终点的现象是__溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变__。
(4)测得混合气中ClO2的质量为__0.027_00__ g。
[解析] (1)ClO2具有强氧化性，则锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为
2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O。
(2)由于二氧化氯是气体，容易挥发到空气中，所以玻璃液封装置的作用是吸收残余的二氧化氯气体。
(3)由于碘遇淀粉显蓝色，则Ⅴ中加入的指示剂通常为淀粉，滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色。
(4)根据方程式可知2ClO2～5I2～10S2O，则测得混合气中ClO2的质量为0.1 mol/L×0.02 L×67.5 g/mol/5＝0.027 00 g。
2．水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：
回答下列问题：
(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸，加入硝酸的目的是__将样品中可能存在的Fe2＋氧化为Fe3＋__，还可使用__H2O2__代替硝酸。
(2)沉淀A的主要成分是__SiO2或H2SiO3__，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为__SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O或(H2SiO3＋4HF＝SiF4↑＋3H2O)__。
(3)加氨水过程中加热的目的是__防止胶体生成，易沉淀分离__。沉淀B的主要成分为__Al(OH)3__、__Fe(OH)3__
(填化学式)。
(4)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为：MnO＋H＋＋H2C2O4―→Mn2＋＋CO2＋H2O。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.0500 mol·L－1的KMnO4溶液36.00 mL，则该水泥样品中钙的质量分数为__45.0%__。
[解析] 本题结合实验室测定水泥样品中钙含量的流程考查元素化合物、物质分离提纯等知识的应用。(1)水泥熟料中的CaO和铁、铝、镁等金属的氧化物均能溶于盐酸，加入硝酸能将水泥样品中可能含有的Fe2＋氧化为Fe3＋，为了不引入新杂质，还可用H2O2代替硝酸。(2)根据图示流程可知，不溶于盐酸和硝酸的沉淀A为SiO2(或H2SiO3)，SiO2(或H2SiO3)能溶于弱酸氢氟酸，生成SiF4和H2O。(3)加入氨水调节溶液的pH＝4～5的过程中加热，能防止胶体生成，易沉淀分离，结合流程图可知，沉淀B的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)根据反应中转移电子数相等可找出关系式2MnO～5H2C2O4，结合消耗KMnO4溶液的浓度和体积可求出n(H2C2O4)＝＝4.5×10－3mol，则该水泥样品中钙的质量分数为×100%＝45.0%。
1．水中溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下：
Ⅰ.取样、氧的固定
用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。
Ⅱ.酸化、滴定
将固氧后的水样酸化，MnO(OH)2被I－还原为Mn2＋，在暗处静置5 min，然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2O＋I2＝2I－＋S4O)。
回答下列问题：
(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是__使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差__。
(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为__O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2__。
(3)Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和__量筒__；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除__氧气__及二氧化碳。
(4)取100.00 mL水样经固氧、酸化后，用a mol·L－1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，终点现象为__蓝色刚好褪去__；若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL，则水样中溶解氧的含量为__80ab__ mg·L－1。
(5)上述滴定完成后，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测量结果偏__低__。(填“高”或“低”)
[解析] 本题结合水中溶解氧量的测定主要考查化学实验基本操作与实验误差分析。(1)取水样时避免扰动水体表面，这样能保证所取水样中溶解氧量与水体中实际溶解氧量基本相同，以减小实验误差。(2)根据水样与Mn(OH)2碱性悬浊液反应生成MnO(OH)2，可写出固氧的反应为O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2。(3)由于Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定，配制该溶液时无需用容量瓶，只需粗略配制，故配制Na2S2O3溶液时，还需要用到的玻璃仪器为量筒；所用蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，这样能除去水中溶解的氧气和CO2，且能杀菌。(4)根据Ⅱ可知MnO(OH)2能将水样中的I－氧化为I2，滴定过程中用淀粉溶液作指示剂，在滴定终点前I2遇淀粉变蓝，达到滴定终点时，I2完全被消耗，溶液蓝色刚好褪去。根据关系式O2～2MnO(OH)2～2l2～4Na2S2O2，结合消耗n(Na2S2O3)＝a mol·L－1×b×10－2L＝ab×10－3 mol，可求出100.00 mL水样中溶解氧的质量为ab×10－3mol×32g·mol－1＝8ab×10－3g＝8ab mg，则该水样中溶解氧的含量为8ab mg÷0.100 00 L＝80ab mg·L－1。(5)滴定完成时，滴定管尖嘴处留有气泡，会导致读取的Na2S2O3标准液体积偏小，根据关系式O2～4Na2S2O3，可知测定的溶解氧的含量偏低。
2．用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I－)，实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ.准备标准溶液
a．准确称取AgNO3基准物4.2468 g(0.0250 mol)后，配制成250 mL标准溶液，放在棕色试剂瓶中避光保存，备用。
b．配制并标定100 mL 0.1000 mol·L－1 NH4SCN标准溶液，备用。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a．取待测NaI溶液25.00 mL于锥形瓶中。
b．加入25.00 mL 0.1000 mol·L－1 AgNO3溶液(过量)，使I－完全转化为AgI沉淀。
c．加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。
d．用0.1000 mol·L－1 NH4SCN溶液滴定过量的Ag＋，使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后，体系出现淡红色，停止滴定。
e．重复上述操作两次。三次测定数据如下表：
实验序号
1
2
3
消耗NH4SCN标准溶液体积/mL
10.24
10.02
9.98
f.数据处理。
回答下列问题：
(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有__250mL(棕色)容量瓶、胶头滴管__。
(2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是__AgNO3，见光分解__。
(3)滴定应在pH＜0.5的条件下进行，其目的是__防止因Fe3＋的水解而影响滴定终点的判断(或抑制Fe3＋的水解)__。
(4)b和c两步操作是否可以颠倒__否__，说明理由__若颠倒，Fe3＋与I－反应，指示剂耗尽，无法判断滴定终点__。
(5)所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为__10.00__ mL，测得c(I－)＝__0.060_0__ mol·L－1。
(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步，应进行的操作为__用NH4SCN标准溶液进行润洗__。
(7)判断下列操作对c(I－)测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
①若在配制AgNO3标准溶液时，烧杯中的溶液有少量溅出，则测定结果__偏高__。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，则测定结果__偏高__。
[解析] 本题考查沉淀滴定法测定NaI溶液中c(I－)。(1)配制一定物质的量浓度的标准溶液，除烧杯和玻璃棒外，还需用到的仪器有250mL(棕色)容量瓶、胶头滴管。(2)AgNO3见光容易分解，因此需要保存在棕色试剂瓶中。(3)滴定实验中用NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂，Fe3＋容易发生水解，影响滴定终点判断，因此控制pH<0.5，目的是抑制Fe3＋的水解。(4)Fe3＋能与I－发生氧化还原反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，因此b、c不能颠倒，否则指示剂耗尽，无法判断滴定终点。(5)第1组数据误差较大，舍去，取第2组、第3组实验数据的平均值，消耗NH4SCN标准溶液的体积为(10.02＋9.98)mL×＝10.00mL。根据滴定原理，则n(Ag＋)＝n(I－)＋n(SCN－)，故n(I－)＝n(Ag＋)－n(SCN－)＝0.025L×0.1000 mol·L－1－0.01L×0.1000 mol·L－1＝0.001 5 mol，则c(I－)＝＝0.0600 mol·L－1。(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液之前，要先用NH4SCN标准溶液润洗滴定管。(7)①配制AgNO3标准溶液时，若烧杯中溶液有少量溅出，配制的AgNO3标准溶液的浓度偏低，则滴定时消耗的NH4SCN标准溶液的体积偏小，测得的c(I－)偏高。②滴定管0刻度在上，读数时从上往下读数，读取体积偏小，计算所用NH4SCN的物质的量偏低，测得的c(I－)偏高。
3．[实验化学]1－溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为71 ℃，密度为1.36 g·cm－3。实验室制备少量1－溴丙烷的主要步骤如下：
步骤1：在仪器A中加入搅拌磁子、12 g正丙醇及20 mL水，冰水冷却下缓慢加入28 mL浓H2SO4；冷却至室温，搅拌下加入24 g NaBr。
步骤2：如图所示搭建实验装置，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。
步骤3：将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。
步骤4：将分出的有机相转入分液漏斗，依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得1－溴丙烷。
(1)仪器A的名称是__蒸馏烧瓶__；加入搅拌磁子的目的是搅拌和__防止暴沸__。
(2)反应时生成的主要有机副产物有2－溴丙烷和__丙烯、正丙醚__。
(3)步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是__减少1－溴丙烷的挥发__。
(4)步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是__减少HBr挥发__。
(5)步骤4中用5% Na2CO3溶液洗涤有机相的操作：向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3溶液，振荡，__将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体__，静置，分液。
[解析] 本题考查1－溴丙烷的制备实验，涉及仪器的识别、实验基本操作、实验原理的分析。(1)仪器A为蒸馏烧瓶，搅拌磁子的作用是搅拌和防止暴沸。(2)反应物中的正丙醇可能发生消去反应生成丙烯，也可能发生分子间脱水反应生成正丙醚。(3)向接收瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中，降低了接收瓶内的温度，减少了1－溴丙烷的挥发。(4)HBr易挥发，故需缓慢加热。(5)振荡后，要排出分液漏斗中的气体。
4．某同学设计如图装置，用过量浓硫酸与铜反应制取SO2，并探究SO2与Na2O2反应的产物。
Ⅰ.制取SO2
(1)写出烧瓶中生成SO2的化学方程式：__Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O__。
(2)写出实验现象：
①细铜丝表面：__细铜丝表面有气泡产生，细铜丝溶解__。
②实验过程中，烧瓶内液体始终保持澄清，并__逐渐变为蓝色__。
(3)欲使反应停止，应进行的操作是：__先抽拉粗铜丝使细铜丝与浓硫酸脱离接触，再撤去酒精灯__。
烧瓶中液体冷却后，可观察到的现象是：__有白色固体生成，溶液变为无色__。
Ⅱ.探究SO2与Na2O2反应后的固体产物。
(4)实验方案如下：取洗涤玻璃棉所得溶液，__滴加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀；再滴加足量稀盐酸，若白色沉淀不溶解，则产物只有Na2SO4；若白色沉淀全部溶解，并产生刺激性气味气体，则产物只有Na2SO3；若白色沉淀部分溶解，并产生刺激性气味气体，则产物中有Na2SO3和Na2SO4__。
(5)把Na2O2粉末散附在玻璃棉上的目的是：__使Na2O2与SO2充分接触__。
若Na2O2未完全反应，对实验结果的影响是(用必要的文字和化学方程式表示)__不能确定是否产生Na2SO4，Na2SO3＋Na2O2＋H2O===Na2SO4＋2NaOH__。
Ⅲ.装置改进
(6)老师指出该实验装置需做如下改进(只答出一种即可)：
__在烧杯和硬质玻璃管之间加安全瓶(其他合理答案均给分)。或：烧杯中导管接倒置的漏斗，且漏斗口刚好接触溶液。__。
[解析] Ⅰ.(1)烧瓶中铜与浓硫酸在加热条件下反应生成SO2的化学方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；(2)实验现象为：①细铜丝表面有气泡产生，细铜丝溶解；②实验过程中，烧瓶内液体始终保持澄清，并逐渐变为蓝色；(3)欲使反应停止，应进行的操作是：先抽拉粗铜丝使细铜丝与浓硫酸脱离接触，再撤去酒精灯；烧瓶中液体冷却后，可观察到的现象是：有白色固体生成，溶液变为无色；
Ⅱ.(4)实验方案如下：取洗涤玻璃棉所得溶液，滴加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀；再滴加足量稀盐酸，若白色沉淀不溶解，则产物只有Na2SO4；若白色沉淀全部溶解，并产生刺激性气味气体，则产物只有Na2SO3；若白色沉淀部分溶解，并产生刺激性气味气体，则产物中有Na2SO3和Na2SO4；(5)把Na2O2粉末散附在玻璃棉上的目的是：使Na2O2与SO2充分接触；若Na2O2未完全反应，则不能确定是否产生Na2SO4，Na2SO3＋Na2O2＋H2O===Na2SO4＋2NaOH；
Ⅲ.(6)在烧杯和硬质玻璃管之间加安全瓶或烧杯中导管接倒置的漏斗，且漏斗口刚好接触溶液。
5．研究物质的合成或制备是有机化学、无机化学的重要任务之一。
(1)某实验小组探究实验室制备无水氯化镁的方法，设计了图1装置。
①分液漏斗中的A物质是__浓硫酸__(填试剂名称)。
②利用中学常见的仪器，空白方框内补充完整实验装置。
可选择的试剂有：A．稀NaOH溶液 B．无水氯化钙 C．稀硫酸 D．浓硫酸
③假设实验过程中MgCl2·6H2O未水解，不用任何试剂用最简单的方法检验MgCl2·6H2O是否完全转化为MgCl2。写出实验方法__称量所得的产物，若质量为95_m/203_g，则说明MgCl2·6H2O完全转化为MgCl2，否则未完全__。
(2)实验室制备并收集纯净乙烯。
①有的同学通过乙醇制备乙烯，写出相关化学方程式__CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O__；该实验除乙醇外，所需的试剂或用品(不包括仪器)有__浓硫酸、沸石、氢氧化钠溶液__。
②有的同学探究其它制备乙烯的方法，他设计了图2装置制备乙烯。实验结果是量筒内壁附着较多无色油状液体，且得到很少量的气体。请分析气体产率很低的原因主要是__加热温度过高，溴乙烷大量挥发，(或溴乙烷发生了副反应)__。为增大气体产率，在下图装置的基础上，提出一点改进措施：__增加冷凝回流装置__。
[解析] (1)加热氯化镁晶体失去结晶水得到无水氯化镁，由于氯化镁易水解，应在HCl氛围中加热分解，A中液体为浓硫酸，与圆底烧瓶中浓盐酸混合，产生大量的热，利用HCl逸出，洗气瓶中浓硫酸干燥HCl，利用氢氧化钠溶液吸收尾气中HCl，防止污染空气，注意防止倒吸，还要防止氢氧化钠溶液中水蒸气导致氯化镁水解，尾气处理装置与加热装置之间需要连接盛放氯化钙的干燥管(或盛放浓硫酸的洗气瓶)；
①由上述分析可知，分液漏斗中的A物质是浓硫酸；②利用氢氧化钠溶液吸收尾气中HCl，防止污染空气，且防止倒吸，还要在尾气处理装置与加热装置之间需要连接盛放氯化钙的干燥管(或盛放浓硫酸的洗气瓶)，防止氯化镁水解，需要补充完整实验装置为：；③实验过程中MgCl2·6H2O未水解，m g晶体的物质的量为m/203 mol，完全分解得到氯化镁为m/203 mol×95 g/mol＝95 m/203 g，称量所得产物质量，若质量为95 m/203 g，说明MgCl2·6H2O完全转化为MgCl2，否则未完全；
(2)①乙醇在浓硫酸作用下发生消去反应生成乙烯，反应方程式为：CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O；反应中会发生副反应，有二氧化碳、二氧化硫生成，用氢氧化钠溶液吸收除去二氧化碳、二氧化硫，液体加热需要防止暴沸，还需要加入沸石，除乙醇外，所需的试剂或用品(不包括仪器)有：浓硫酸、氢氧化钠溶液、沸石；②方案中利用溴乙烷发生消去反应生成乙烯，利用图中装置制备乙烯，实验结果是量筒内壁附着较多无色油状液体，且得到很少量的气体，说明生成乙烯很少，大量的溴乙烷挥发，气体产率很低的原因主要是：加热温度过高，溴乙烷大量挥发，也可能是溴乙烷发生副反应等；为增大气体产率，可以增加冷凝回流装置，有利于溴乙烷冷凝回流，可以利用水浴加热，便于控制温度等，减少溴乙烷挥发。
6．某学习小组在实验室中利用下图装置(夹持装置略去)测定某铁硫化物(FexSy)的组成，并探究反应后D装置所得溶液中含硫化合物的组成。
(一)硫化物(FexSy)的组成
实验步骤：
步骤Ⅰ：如图连接装置，检査装置气密性，装入药品；
步骤Ⅱ：打开分液漏斗旋塞，缓缓滴入水，并点燃酒精喷灯；
步骤Ⅲ：当硬质玻璃管中固体质量不再改变时，停止加热，继续通入一段时间的O2；
步骤Ⅳ：实验结束后，将D中所得溶液加水配制成250 mL溶液；
……
请回答：
(1)仪器a的作用为__防止倒吸__。
(2)步骤Ⅲ中，停止加热后还需继续通入一段时间的O2，其目的为__使生成的SO2全部被NaOH溶液吸收__。
(3)步骤Ⅳ中配制溶液时所需的玻璃仪器除玻璃棒和烧杯外，还有__250_mL容量瓶、胶头滴管__。
(4)取25.00 mL步骤Ⅳ中所配溶液，加入足量的双氧水，再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、干燥，称其质量为4.66 g。则FexSy的化学式为__FeS2__。
(5)问题讨论：有同学认为可将装置D改为装有足量碱石灰的干燥管，通过测定反应前后干燥管的增重来计算硫元素的含量。你认为此方案__否__(填“是”或“否”)合理，原因为__部分SO2被氧化，且空气中的CO2和水蒸气可能使干燥管增重__。
(二)探究反应后D装置所得溶液中含硫化合物的组成。
理论推测：溶液中除含有Na2SO4外，还可能含有Na2SO3。
实验探究：滴定法测定溶液中Na2SO3的含量。
可供选择的试剂：①0.10 mol·L－1 KMnO4酸性溶液
②30% H2O2 ③0.10 mol·L－1 KI淀粉溶液
(6)所选试剂为__①__(填序号)；所选试剂应装在__酸式__
(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
(7)所利用的反应原理为__2MnO＋5SO＋6H＋===5SO＋2Mn2＋＋3H2O__(用离子方程式表示)。
[解析] (1)生成的SO2被氢氧化钠溶液吸收，容易倒吸，因此仪器a的作用为防止倒吸。(2)由于装置中有残留的SO2气体，因此步骤Ⅲ中，停止加热后还需继续通入一段时间的O2的目的为使生成的SO2全部被NaOH溶液吸收。(3)步骤Ⅳ中配制溶液时所需的玻璃仪器除玻璃棒和烧杯外，还有250 mL容量瓶、胶头滴管。(4)取25.00 mL步骤Ⅳ中所配溶液，加入足量的双氧水，再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、干燥，称其质量为4.66 g，即硫酸钡是4.66 g，物质的量是0.02 mol，则根据S原子守恒可知化合物中S原子的物质的量是0.02 mol×250 mL/25 mL＝0.2 mol，质量是6.4 g，因此铁原子的质量是12 g－6.4 g＝5.6 g，物质的量是0.1 mol，则FexSy的化学式为FeS2。(5)由于部分SO2被氧化，且空气中的CO2和水蒸气可能使干燥管增重，所以此方案不合理；(6)由于酸性高锰酸钾溶液显紫红色，不需要另加指示剂，所以所选试剂为0.10 mol·L－1 KMnO4酸性溶液；所选试剂应装在酸式滴定管中。(7)高锰酸钾具有氧化性，能氧化亚硫酸钠，方程式为2MnO＋5SO＋6H＋===5SO＋2Mn2＋＋3H2O。
最新考纲
考向分析
1.掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。
2.设计、评价或改进实验方案。
3.了解控制实验条件的方法。
4.分析或处理实验数据，得出合理的结论。
5.绘制和识别典型的实验仪器装置图。
6.以上各部分知识与技能的综合应用。
1.客观题：主要依托实验验证物质的化学性质，并对已设计的方案是否符合实验要求作出判断。
2.主观题：将在综合实验设计题或工艺流程图题中，以探究物质的化学性质、组成、结构与含量及其制备等为目的，考查原理、实验操作、有关的计算及实验方案的设计与评价等。
考点一 “气体制备”为纽带的实验方案设计
K (课前)
1．关于下列图示的说法中，正确的是 ( A )
A．图①所示实验可比较硫、碳、硅的非金属性强弱
B．用图②所示实验装置排空气法收集CO2气体
C．用图③所示实验装置制备BaSO3沉淀
D．图④装置可以用来除去SO2中的HCl
2．下列实验符合“绿色环保”思想的是 ( B )
3．Ⅰ.现有含CaO杂质的CaC2试样。设计以下实验，测定CaC2试样的纯度(反应的化学方程式为CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑)，请从下图中选用适当的装置，完成该实验。
(1)制取C2H2最好选④中的__丙__装置(填“甲”“乙”或“丙”)，所选用装置的连接顺序是__E、C、D、B__(填各接口A～E的顺序)。
(2)若实验时称取的试样为1.4 g，产生的乙炔在标准状况下的体积为448 mL，此试样中CaC2的质量分数为__91.4%__。(保留3位有效数字)
Ⅱ.某同学在实验室从如图标签的试剂瓶中取少许钠进行燃烧实验，实验后发现还有少许黑色固体生成。从反应物及实验操作猜测：
该黑色物质可能为碳与另一种氧化物组成的混合物。
根据题意和图示回答下面问题：
(1)装置图⑤中A的名称为__坩埚__。
(2)此氧化物可能是__FeO__或__Fe3O4__(写化学式)。
(3)对黑色固体物质的组成作如图⑥所示研究
①实验甲中加入盐酸的目的是__检验黑色固体物质中是否有碳，同时溶解氧化物__。
②仅通过实验乙，用最简步骤能快速确定黑色氧化物的组成，请完善该设计(限选试剂：稀盐酸、KSCN溶液、10% H2O2溶液)。
实验操作
预期现象与结论
相关离子方程式
取少量实验甲中的澄清溶液，加入__适量的KSCN溶液__
__如果溶液显红色，则黑色氧化物为Fe3O4，反之则为FeO__
__Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3__
[解析] Ⅰ.(1)碳化钙溶于水发热，不能保持块状，且反应不需要加热，因此制取C2H2最好选④中的丙装置。要测定碳化钙的纯度，需要通过排水法测量乙炔的体积，因此连接顺序是E、C、D、B。
(2)若实验时称取的试样为1.4 g，产生的乙炔在标准状况下的体积为448 mL，乙炔的物质的量是0.02 mol，则根据碳原子守恒可知碳化钙的物质的量是0.02 mol，质量是0.02 mol×64 g·mol－1＝1.28 g，所以此试样中CaC2的质量分数为×100%≈91.4%。
Ⅱ.(1)根据装置的结构可知装置图⑤中A的名称是坩埚。
(2)由于含有杂质铁，因此产生的黑色氧化物可能是FeO或Fe3O4。
(3)①由于黑色氧化物中还可能含有碳，因此实验甲中加入盐酸的目的是检验黑色固体物质中是否有碳，同时溶解氧化物。
②检验Fe3＋一般用KSCN溶液，实验操作为取少量实验甲中的澄清溶液加入适量的KSCN溶液，如果溶液显红色，则黑色氧化物为Fe3O4，反之则为FeO，有关反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。
R (课堂)
对气体制备不会分析装置作用，如盘查T1，T2。
1．实验室典型的4类气体发生装置：
(1)实验室制取氨气可以选用装置__A__。
(2)若用H2O2分解来制取氧气，可以选用装置__C__。
(3)实验室制取氯气，可以选用装置__D__。
(4)装置B可以制备的最常见气体有__CO2__和__H2__。
2．实验设计的一般过程：
3．气体物质制备方案的设计思路：
判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)Cl2收集可用排饱和NaCl溶液法，不能用排水法。(√)
(2)除去CO2中的HCl可以将混合气通入饱和的Na2CO3溶液中。(×)
(3)用浓盐酸酸化KMnO4溶液，增强KMnO4的强氧化性。(×)
(4)实验室可选用大理石与浓硫酸反应制备CO2。(×)
(5)实验室中的CCl4含有少量溴，加适量的苯，振荡、静置后分液，可除去CCl4中的溴。(×)
(6)NaOH的酚酞溶液红色褪去，说明SO2具有漂白性。(×)
(7)验证Fe3O4固体含有＋2价铁离子和＋3价铁离子，可采用如下实验设计： (√)
【例】CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl，并进行相关探究。
【资料查阅】
【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)。
请回答下列问题：
(1)仪器X的名称是__干燥管__。
(2)实验操作的先后顺序是a→__c→d→b__→e(填操作的编号)。
a．检查装置的气密性后加入药品
b．熄灭酒精灯，冷却
c．在“气体入口”处通入干燥HCl
d．点燃酒精灯，加热
e．停止通入HCl，然后通入N2
(3)在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是__先变红，后褪色__。
(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是__Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O__。
【探究反思】
(5)反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质。根据资料信息分析：
①若杂质是CuCl2，则产生的原因是__加热时间不足或温度偏低__。
②若杂质是CuO，则产生的原因是__通入HCl的量不足__。
[解析] (1)仪器X的名称为干燥管。(2)实验操作中应先通氯化氢气体，再点燃酒精灯，反应结束后，先熄灭酒精灯，再停止通入氯化氢气体，故实验操作的先后顺序为：a→c→d→b→e。(3)实验过程中，由于通入氯化氢气体，多余的氯化氢气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；又由于反应过程中产生氯气，氯气与水反应生成的HClO能漂白试纸而使试纸褪色。(4)装置D中发生的氧化还原反应为氯气与氢氧化钠溶液的反应，离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。(5)①由于加热时间不足或温度偏低，CuCl2·2H2O失去结晶水后生成CuCl2，CuCl2没有完全分解；②通入的氯化氢气体不足，反应过程中CuCl2水解生成Cu2(OH)2Cl2，Cu2(OH)2Cl2分解而生成CuO。
气体制备与性质实验的四个注意问题：
(1)操作顺序问题。
与气体有关的实验操作顺序为：装置选择与连接→气密性检查→装入固体药品→加液体药品→按程序实验→拆卸仪器。
(2)加热操作的要求。
①使用可燃性气体(如：H2、CO、CH4等)，先用原料气赶走系统内的空气，再点燃酒精灯加热，以防止爆炸。
②制备一些易与空气中的成分发生反应的物质(如H2还原CuO的实验)，反应结束时，应先熄灭酒精灯，继续通原料气至试管冷却。
(3)尾气处理的方法。
有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将之点燃的方法，不能直接排放。
(4)特殊实验装置。
①制备在空气中易吸水、潮解以及水解的物质(如Al2S3、AlCl3等)，往往在装置的末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气的进入。
②用盛有碱石灰的干燥管吸收测定实验中生成CO2的质量时，在干燥管前连盛有CaCl2的U形管，在干燥管后再连一个盛有碱石灰的干燥管，前一个的目的是干燥CO2，后一个的目的是防止空气中的CO2和H2O(g)进入。
1．从下列实验操作、现象得出的相应结论不正确的是 ( D )
选项
实验操作、现象
结论
A
某溶液中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
不能确定该溶液中存在CO
B
氯水中存在多种分子和离子，向新制氯水中加入有色布条，片刻后有色布条褪色
说明氯水中有HClO存在
C
将淀粉与KCl混合液装于半透膜内，浸泡在盛蒸馏水的烧杯中，5 min后取烧杯中液体，加碘水变蓝色
证明半透膜有破损
D
将气体通入盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶
可用于除去CO2中的HCl
2.下列装置用于实验室制取NH3，并用AlCl3溶液吸收多余氨气制氢氧化铝，最后回收氯化铵的实验，能达到实验目的的是 ( C )
A．用装置乙吸收NH3制取Al(OH)3
B．用装置丙在不断搅拌下分离Al(OH)3和NH4Cl溶液
C．用装置甲制取NH3
D．用装置丁蒸干NH4Cl溶液并灼烧制NH4Cl
3．以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α氧化铝，既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为Al2O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3)，其制备实验流程如下：
(1)图中“沉铁”化学方程式为__2K4[Fe(CN)6]＋Fe2(SO4)3===2KFe[Fe(CN)6]↓＋3K2SO4__。
(2)图中“过滤”后滤液中金属阳离子除了含有的Al3＋，还含有__Fe2＋、Fe3＋__(填离子符号)。
(3)加30%的H2O2溶液发生的离子反应方程式为__2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O__。
(4)煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为4[NH4Al(SO4)2·12H2O]2Al2O3＋2NH3↑＋N2↑＋5SO3↑＋3SO2↑＋53H2O，将产生的气体通过如图所示的装置。
①集气瓶中收集到的气体是__N2__(填化学式)。
②足量饱和NaHSO3溶液吸收的物质除大部分H2O(g)外还有__SO3、NH3__(填化学式)。
③KMnO4溶液褪色(MnO还原为Mn2＋)，发生的离子反应方程式为__2MnO＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋__。
[解析] (1)由K4[Fe(CN)6]生成KFe[Fe(CN)6]。(2)铁的氧化物和氧化铝溶于酸，二氧化硅不溶形成滤渣。(3)溶液中的亚铁离子不易除去，需把其氧化为铁离子再沉淀除去。(4)①通过饱和亚硫酸氢钠溶液除去氨气、三氧化硫，通过高锰酸钾溶液除去二氧化硫气体，故收集的气体为氮气。②SO3、NH3均溶解于水与水反应。③KMnO4溶液与二氧化硫反应，二氧化硫被氧化为硫酸根离子。
考点二 有机物制备与提纯实验方案设计
K (课前)
1．实验室制备1,2二溴乙烷的反应原理如下：
CH3CH2OHCH2===CH2＋H2O
CH2===CH2＋Br2―→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在140 ℃脱水生成乙醚。用少量的溴和足量的乙醇制备1,2二溴乙烷的装置如图所示：
有关数据列表如下：
乙醇
1,2二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/g·cm－3
0.79
2.2
0.71
沸点/℃
78.5
132
34.6
熔点/℃
－130
9
－116
回答下列问题：
(1)在此制备实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170 ℃左右，其最主要的目的是__d__(填正确选项前的字母)；
a．引发反应 b．加快反应速度
c．防止乙醇挥发 d．减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入__c__(填正确选项前的字母)，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体；
a．水 b．浓硫酸
c．氢氧化钠溶液 d．饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是__溴的颜色完全褪去__；
(4)将1,2二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在__下__层(填“上”或“下”)；
(5)若产物中有少量未反应的Br2，最好用__b__(填正确选项前的字母)洗涤除去；
a．水 b．氢氧化钠溶液
c．碘化钠溶液 d．乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚，可用__蒸馏__的方法除去；
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D，其主要目的是__避免溴大量挥发__；但又不能过度冷却(如用冰水)，其原因是__1,2二溴乙烷的熔点低，过度冷却会凝固而堵塞导管__。
[解析] (2)根据题中提示，选碱来吸收酸性气体；(3)制备反应是溴与乙烯的反应，明显的现象是溴的颜色褪去；(4)1,2二溴乙烷的密度大于水，因而在下层；(5)溴在水中溶解度小，不能用水，碘化钠与溴反应生成碘会溶解在1,2二溴乙烷中，不能用碘化钠溶液除溴，乙醇与1,2二溴乙烷混溶也不能用；(6)根据表中数据，乙醚沸点低，可通过蒸馏除去(不能用蒸发，乙醚不能散发到空气中，且蒸发会导致1,2二溴乙烷挥发到空气中)；(7)溴易挥发，冷却可减少挥发。但如果用冰水冷却会使产品凝固而堵塞导管。
2．乙酸丁酯是重要的化工原料，具有水果香味。实验室制备乙酸丁酯的反应、装置示意图和有关信息如下：
CH3COOH＋CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3＋H2O
乙酸
1丁醇
乙酸丁酯
熔点(℃)
16.6
－89.5
－73.5
沸点(℃)
117.9
117
126.0
密度(g·cm－3)
1.1
0.80
0.88
(1)乙酸丁酯粗产品的制备。
在干燥的50 mL圆底烧瓶中，装入沸石，加入12.0 mL正丁醇和16.0 mL冰醋酸(过量)，再加3～4滴浓硫酸。然后再安装分水器、冷凝管，然后小火加热。将烧瓶中反应后的混合物冷却与分水器中的酯层合并。装置中冷水应从__b__(填“a”或“b”)管口通入；通过分水器下端旋塞分出的生成物是__水__，其目的是__分离酯化反应生成的水，使平衡正向移动，提高反应产率__。
(2)乙酸丁酯的精制。
将乙酸丁酯粗产品用如下的操作进行精制：①水洗、②蒸馏、③用无水MgSO4干燥、④用10%碳酸钠洗涤。
①正确的操作步骤是__c__(填标号)。
a．①②③④ b．③①④②
c．①④①③② d．④①③②③
②在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后
__d__(填标号)。
a．直接将乙酸丁酯从分液漏斗的上口倒出
b．直接将乙酸丁酯从分液漏斗的下口放出
c．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸丁酯从下口放出
d．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸丁酯从上口倒出
③蒸馏操作时，需收集__126__ ℃的馏分，仪器选择及安装都正确的是__b__(填标号)。
(3)计算产率。
测量分水器内由乙酸与丁醇反应生成的水体积为1.8 mL，假设在制取乙酸丁酯过程中反应物和生成物没有损失，且忽略副反应，计算乙酸丁酯的产率为__77.3%__。
R (课堂)
对有机实验目的分析不透仪器使用方法不熟练，如盘查T1，T3。
1．有机制备与分离提纯的思维流程：
—
↓
—
↓
—
↓
—
2．有机物制备实验中常用的仪器：
(1)制备装置。
(2)蒸馏装置。
3．有机混合物的分离提纯常用方法：
方法
适用条件
实例
说明
萃取
互不相溶的液体混合物
分离CCl4和水等
分液时下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出
蒸馏
两种或两种以上互溶的液体，沸点相差较大
分离酒精和水
在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片，防止液体暴沸
【例】冬青油是一种无色液体，某实验小组利用如图所示的装置制备冬青油。化学反应原理和实验装置如下所示：
产物的有关数据如表所示：
相对分子质量
密度/g·cm－3
沸点/℃
溶解性
冬青油
152
1.180
222.2
微溶于水
实验步骤如下所示：
①向三颈瓶中加入6.9 g (0.05 mol)水杨酸和24 g (0.75 mol)甲醇，再小心地加入6 mL浓硫酸，摇匀。②加入2粒沸石(或碎瓷片)，装上仪器a，在石棉网上保持温度在85～95 ℃，回流1.5 h。③反应完毕，将烧瓶冷却，加入50 mL蒸馏水，然后转移至分液漏斗，弃去水层，将有机层再倒入分液漏斗中，依次用50 mL 5%碳酸氢钠溶液和30 mL水洗涤。④将产物移至干燥的锥形瓶中，加入0.5 g无水氯化钙。⑤最后将粗产品进行蒸馏，收集221～224 ℃的馏分，其质量为6.8 g。
请回答下列问题：
(1)本实验中浓硫酸的作用是__催化剂、吸水剂__。
(2)装置中仪器a的名称是__球形冷凝管__，进水口为
__Ⅰ__(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。温度计的适宜规格为__②__(填代号)。
①50 ℃ ②100 ℃ ③300 ℃
(3)用碳酸氢钠溶液洗涤的目的是__除去水杨酸和硫酸__；用水洗涤时，产品在__下__(填“上”或“下”)层。
(4)加入无水氯化钙的目的是__除去粗产品中的水分__。
(5)本次实验中冬青油的产率为__89.5%__。
有机物制备的解题流程
有机物的制备是中学化学实验的重要组成部分，以新物质制备为背景的实验图，涉及知识面广、题型多变、思维发散空间大，能很好的考查学生综合运用化学实验基础知识解决实际问题的能力，因而倍受高考命题者的青睐。解答此类试题的一般流程是：
第一步，明确实验目的。通过分析合成目标产物的有机反应方程式确定反应原理，分析反应的特点(如可逆反应等)，并分析可能发生的副反应。
第二步，确定实验装置。依据反应物状态及反应条件选择合适的反应容器，并控制合适的反应温度。根据反应原理及装置特点，确定每个装置的作用。
第三步，设计除杂方案。根据产品和杂质的性质差异(如溶解性、熔沸点、密度大小、物质的状态等)选择合适的分离提纯方法。根据有机反应中反应物的挥发性及有机副反应较多的特点，分析除杂步骤、试剂及除杂装置。
第四步，产品产率(纯度)计算。根据题目提供的反应原理和试剂的用量，利用有机反应方程式或关系式，计算产品的理论产量，则产品产率为×100%。
1．实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如图所示：
＋HO—NO2 ＋H2O ΔH<0
存在的主要副反应有在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。
有关数据如表所示：
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm－3
溶解性
苯
5.5
80
0.88
微溶于水
硝基苯
5.7
210.9
1.205
难溶于水
间二硝基苯
89
301
1.57
微溶于水
浓硝酸
83
1.4
易溶于水
浓硫酸
338
1.84
易溶于水
实验步骤如下：
取100 mL烧杯，用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混合酸，将混合酸小心加入B中。把18 mL(15.84 g)苯加入A中。向室温下的苯中逐滴加入混酸，边滴边搅拌，混合均匀。在50～60 ℃下发生反应，直至反应结束。
将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，依次用少量水、5% NaOH溶液和水洗涤。分出的产物加入无水CaCl2颗粒，静置片刻，弃去CaCl2，进行蒸馏纯化，收集205～210 ℃馏分，得到纯硝基苯18 g。
回答下列问题：
(1)装置B的名称是__分液漏斗__，装置C的作用是__冷凝回流__。
(2)配制混合酸时，能否将浓硝酸加入浓硫酸中，说明理由：__不能，易发生酸液迸溅__。
(3)为了使反应在50～60 ℃下进行，常用的方法是__水浴加热__。反应结束并冷却至室温后A中液体就是粗硝基苯，粗硝基苯呈黄色的原因是__溶有浓硝酸分解产生的NO2(或硝酸)等杂质__。
(4)在洗涤操作中，第二次水洗的作用是__洗去残留的NaOH及生成的钠盐等可溶性杂质__。
(5)在蒸馏纯化过程中，因硝基苯的沸点高于140 ℃，应选用空气冷凝管，不选用直形冷凝管的原因是__以免直形冷凝管通水冷却时因玻璃管内外温差大而炸裂__。
(6)本实验所得到的硝基苯产率是__72%__。
[解析] (1)装置B的名称是分液漏斗，装置C的作用是冷凝回流。
(2)不能，因为硝酸的密度比硫酸小，将浓硝酸加入浓硫酸易发生酸液迸溅。
(3)水浴加热可以控制温度在50～60 ℃。粗硝基苯呈黄色的原因是溶有浓硝酸分解产生的NO2等杂质。
(4)第二次水洗可以除去氢氧化钠及钠盐等可溶性杂质。
(5)用直形冷凝管可能因为内外温差过大而炸裂。
(6)理论上产生硝基苯的质量＝×123 g·mol－1≈25 g，则硝基苯的产率＝18÷25×100%＝72%。
2．环己酮是一种重要的有机化工原料。实验室合成环己酮的反应如下：
环己醇和环己酮的部分物理性质见下表：
物质
相对分子质量
沸点(℃)
密度(g·mL－1,20 ℃)
溶解性
环己醇
100
161.1
0.962 4
能溶于水和醚
环己酮
98
155.6
0.947 8
微溶于水，能溶于醚
现以20 mL环己醇与足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反应，制得主要含环己酮和水的粗产品，然后进行分离提纯。分离提纯过程中涉及的主要步骤有(未排序)：
a．蒸馏，除去乙醚后，收集151～156 ℃馏分；
b．水层用乙醚(乙醚沸点34.6 ℃，易燃烧)萃取，萃取液并入有机层；
c．过滤；
d．往液体中加入NaCl固体至饱和，静置，分液；
e．加入无水MgSO4固体，除去有机物中的少量水。
回答下列问题：
(1)上述分离提纯步骤的正确顺序是__dbeca__(填字母)。
(2)b中水层用乙醚萃取的目的是__使水层中少量的有机物进一步被提取，提高产品的产量__。
(3)以下关于萃取分液操作的叙述中，不正确的是__A、C__。
A．水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，如图用力振荡
B．振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C．经几次振荡并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层
D．分液时，需先将上口玻璃塞打开或使玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔，再打开旋塞待下层液体全部流尽时，再从上口倒出上层液体
(4)在上述操作d中，加入NaCl固体的作用是__降低环己酮的溶解度；增加水层的密度，有利于分层__。蒸馏除乙醚的操作中采用的加热方式为__水浴加热__。
(5)蒸馏操作时，一段时间后发现未通冷凝水，应采取的正确方法是__停止加热，冷却后通冷凝水__。
(6)恢复至室温时，分离得到纯产品体积为12 mL，则环己酮的产率约是__60%(或60.3%)__。
[解析] (1)在上述方法中制取的物质环己酮中含有未反应的环己醇。由于环己醇能溶于水和醚，而环己酮微溶于水，能溶于醚，所以提纯正确步骤首先是往液体中加入NaCl固体至饱和，静置，分液。然后水层用乙醚(乙醚沸点34.6 ℃，易燃烧)萃取，萃取液并入有机层；再加入无水MgSO4固体，除去有机物中的少量水。接着进行过滤，除去MgSO4晶体。最后蒸馏、除去乙醚后，收集151～156 ℃馏分即得到纯净的环己酮。
(2)在b中水层用乙醚萃取的目的是使水层中少量的有机物进一步被提取，提高产品的产量。
(3)混合振荡：用左手握住分液漏斗活塞，右手压住分液漏斗口部，把分液漏斗倒转过来振荡，使两种液体充分接触，振荡后打开玻璃塞，将漏斗内气体放出。分液时，为了使液体能够顺利流出，需先将上口玻璃塞打开或使玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔，下层液体从下口流出，上层的液体从上口倒出。
(4)在上述操作d中，加入NaCl固体的作用是降低环己酮的溶解度；增加水层的密度，有利于分层。在蒸馏除乙醚的操作中为了减少环己酮的挥发造成的消耗，通常采用的加热方式为水浴加热。
(5)蒸馏操作时，一段时间后若发现未通冷凝水，应采取的正确方法是停止加热，冷却后通冷凝水，否则会导致冷凝管炸裂。
(6)实际产量：m(环己酮)＝0.947 8 g·mL－1×12 mL＝11.373 6 g。n(环己酮)＝m÷M＝11.373 6 g÷98 g·mol－1≈0.116 mol。m(环己醇)＝0.962 4 g·mL－1×20 mL＝19.248 g。n(环己醇)＝19.248 g÷100 g·mol－1＝0.192 48 mol。理论上生成环己酮的物质的量为n(环己酮)＝n(环己醇)＝0.192 48 mol，所以环己酮的产率为(0.116 mol÷0.192 48 mol)×100%＝60%(或60.3%)。
考点三 定量测定型实验
K (课前)
1．为测定NaOH、Na2CO3混合物中Na2CO3的质量分数，甲同学拟采用图(1)所示装置来测定。乙同学拟采用图(2)所示装置来测定。
请回答下列问题：
(1)甲同学用图(1)装置来测定，在没有放样品前，检查该装置气密性的方法之一是从酸式滴定管向烧瓶中加入一定量的水，观察到__注射器增大的体积与加入水的体积相等现象，证明此装置不漏气。实验时称得样品的质量为m g，酸式滴定管的起始读数为a mL，终了读数为b mL，注射器测定排出的气体为c mL(已折算成标准状况)，该样品中Na2CO3的质量分数为(用含a、b、c、m的代数式表示)__53(c－b＋a)/112m%__。
(2)本实验选用稀硫酸而未选用稀盐酸的原因是__盐酸容易挥发出氯化氢气体，而硫酸不易挥发，减少误差__。
(3)乙同学观察了甲同学的实验后很受启发，并发现自己的图(2)原实验设计方案会造成误差。其原因之一可能是CO2在水中溶解度较大，引起测量气体体积减小。丙同学经思考后。建议乙同学将(2)中某部分稍作改进，就可避免此种误差，写出你的改进方案__将水换成饱和NaHCO3溶液，或在贮水瓶中的水面上加一层植物油都可防止CO2溶于水__。
(4)丁同学提出将图(2)装置中量气装置去掉，只用反应装置和天平也能较准确地测出样品中Na2CO3的质量分数，请你分析丁同学方案中，除了测定样品的质量，还需测定的另两个数据是__反应前装有药品的整个装置的质量__、__反应后整个装置的质量__。
(5)还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数，请简述一种与上述各方法不同的实验方法__称量一定质量的样品配成溶液，加入足量的BaCl2溶液后得到沉淀，将沉淀进行过滤、洗涤、干燥、冷却、称量。由沉淀(BaCO3)质量计算出Na2CO3的质量，最后计算出Na2CO3的质量分数__。
[解析] (1)向烧瓶中滴加水，会把空气排到注射器中，进去空气体积与滴加的水体积应是相等，说明装置的气密性良好，否则气密性不好，溶液的体积等于排除空气的体积，即V(CO2)＝c－(b－a) mL，则n(CO2)＝(c－b＋a)×10－3/22.4 mol，根据碳元素守恒n(Na2CO3)＝n(CO2)＝(c－b＋a)×10－3/22.4 mol，其质量分数为(c－b＋a)×10－3×106/22.4m×100%＝53(c－b＋a)/112m%。
(2)盐酸容易挥发出氯化氢气体，而硫酸不易挥发，减少误差。
(3)产生误差的原因可能是CO2在水中溶解度较大，引起测量气体的体积减小，改进方案减少CO2的溶解，需要把水换成饱和碳酸氢钠溶液，或者在水表面加少量油或苯，来减少CO2的溶解。
(4)利用Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋CO2↑＋H2O，利用反应前后的质量差进行计算，因此还需要测的数据为反应前装有药品的整个装置的质量、反应后整个装置的质量。
(5)上述方法是测CO2的体积，称量一定量的样品配成溶液，向溶液中加入过量的CaCl2或BaCl2溶液，对沉淀过滤、洗涤、烘干、称量，由沉淀质量计算出碳酸钠的质量。
2．有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同学设计如图所示的实验装置，通过测量反应产生的CO2和H2O的质量，来确定该混合物中各组分的质量分数。
(1)实验步骤：
①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后，首先进行的操作是__检查装置气密性__。
②称取样品，并将其放入硬质玻璃管中；称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。
③打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，其目的是__除去装置中的水蒸气和二氧化碳__。
④关闭活塞K1、K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中发生反应的化学方程式为__2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑__、__Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O↑__。
⑤打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟，然后拆下装置，再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量。
(2)关于该实验方案，请回答下列问题。
①若加热反应后不鼓入空气，对测定结果的影响是__Na2CO3·10H2O和NaHCO3的质量分数测定结果偏小，NaCl的质量分数测定结果偏大__。
②E处干燥管中盛放的药品是__碱石灰__，其作用是__防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果__，如果实验中没有该装置，则会导致测量结果NaHCO3的质量分数__偏大__(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③若样品质量为w g，反应后C、D装置增加的质量分别为m1 g、m2 g，则混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数为__×100%__(用含w、m1、m2的代数式表示)。
R (课堂)
定量分析见缺，计算能力需进一步提高，如T1，T2。
定量实验测量的方法
1．测量沉淀质量法：
先将某种成分转化为沉淀，然后称量过滤、洗涤、干燥后沉淀的质量再进行相关计算。
称量固体一般用托盘天平，精确度为0.1 g，但精确度高的实验中可使用分析天平或电子天平，可精确到0.000 1 g。
2．测量气体体积法：
(1)量气装置的设计：
下列装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的装置。
(2)读数时先要将其恢复室温后，再调整量气装置使两侧液面相平，最后读数要求视线与凹液面最低点相平。
3．测量气体质量法：
一般有两种方法：一种方法是称反应装置在放出气体前后的质量减小值；另一种方法是称吸收装置前后的质量增大值。
4．滴定法：
即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。
【例】水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶解氧分子的质量表示，单位mg·L－1。我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用水源的DO不能低于5 mg·L－1。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略)，测定某河水的DO。
Ⅰ.测定原理：
碱性条件下，O2将Mn2＋氧化为MnO(OH)2；
①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓
酸性条件下，MnO(OH)2将I－氧化为I2；
②MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平)
用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2；
③2S2O＋I2===S4O＋2I－
Ⅱ.测定步骤：
a．安装装置，检验气密性，充N2排尽空气后，停止充N2。
b．向烧瓶中加入200 mL水样。
c．向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4无氧溶液(过量)、2 mL碱性KI无氧溶液(过量)，开启搅拌器，至反应①完全。
d．搅拌并向烧瓶中加入2 mL H2SO4无氧溶液，至反应②完全，溶液为中性或弱酸性。
e．从烧瓶中取出40.00 mL溶液，以淀粉作指示剂，用0.01000 mol·L－1 Na2S2O3溶解进行滴定，记录数据。
f．……
g．处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。
回答下列问题：
(1)配制以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简单操作为__将溶剂水煮沸后冷却__。
(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是
__②__。
①滴定管 ②注射器 ③量筒
(3)搅拌的作用是__使溶液混合均匀，快速完成反应__。
(4)配平反应②的方程式，其化学计量数依次为__1,2,4,1,1,3__。
(5)步骤f为__重复步骤e的操作2－3次__。
(6)步骤e中达到滴定终点的标志为__溶液蓝色褪去(半分钟内不恢复颜色)__。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL，水样的DO＝__9.0__ mg·L－1(保留一位小数)。作为饮用水源，此次测得DO是否达标：__是__(填“是”或“否”)。
(7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后，若溶液pH过低，滴定时会产生明显的误差。写出产生此误差的原因(用离子方程式表示，至少写出2个)__2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O__、__SO2＋I2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－__。
化学实验方案设计要求：条件合适，操作方便；原理正确，步骤简单；原料丰富，价格低廉；产物纯净，污染物少等。
1．用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量：
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入 3 mL稀硫酸；
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；
Ⅴ.用0.100 0 mol·L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2＋2S2O===2I－＋S4O)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：
(1)锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为__2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O__。
(2)玻璃液封装置的作用是__吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)__。
(3)V中加入的指示剂通常为__淀粉溶液__，滴定至终点的现象是__溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变__。
(4)测得混合气中ClO2的质量为__0.027_00__ g。
[解析] (1)ClO2具有强氧化性，则锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为
2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O。
(2)由于二氧化氯是气体，容易挥发到空气中，所以玻璃液封装置的作用是吸收残余的二氧化氯气体。
(3)由于碘遇淀粉显蓝色，则Ⅴ中加入的指示剂通常为淀粉，滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色。
(4)根据方程式可知2ClO2～5I2～10S2O，则测得混合气中ClO2的质量为0.1 mol/L×0.02 L×67.5 g/mol/5＝0.027 00 g。
2．水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：
回答下列问题：
(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸，加入硝酸的目的是__将样品中可能存在的Fe2＋氧化为Fe3＋__，还可使用__H2O2__代替硝酸。
(2)沉淀A的主要成分是__SiO2或H2SiO3__，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为__SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O或(H2SiO3＋4HF＝SiF4↑＋3H2O)__。
(3)加氨水过程中加热的目的是__防止胶体生成，易沉淀分离__。沉淀B的主要成分为__Al(OH)3__、__Fe(OH)3__
(填化学式)。
(4)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为：MnO＋H＋＋H2C2O4―→Mn2＋＋CO2＋H2O。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.0500 mol·L－1的KMnO4溶液36.00 mL，则该水泥样品中钙的质量分数为__45.0%__。
[解析] 本题结合实验室测定水泥样品中钙含量的流程考查元素化合物、物质分离提纯等知识的应用。(1)水泥熟料中的CaO和铁、铝、镁等金属的氧化物均能溶于盐酸，加入硝酸能将水泥样品中可能含有的Fe2＋氧化为Fe3＋，为了不引入新杂质，还可用H2O2代替硝酸。(2)根据图示流程可知，不溶于盐酸和硝酸的沉淀A为SiO2(或H2SiO3)，SiO2(或H2SiO3)能溶于弱酸氢氟酸，生成SiF4和H2O。(3)加入氨水调节溶液的pH＝4～5的过程中加热，能防止胶体生成，易沉淀分离，结合流程图可知，沉淀B的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)根据反应中转移电子数相等可找出关系式2MnO～5H2C2O4，结合消耗KMnO4溶液的浓度和体积可求出n(H2C2O4)＝＝4.5×10－3mol，则该水泥样品中钙的质量分数为×100%＝45.0%。
1．水中溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下：
Ⅰ.取样、氧的固定
用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。
Ⅱ.酸化、滴定
将固氧后的水样酸化，MnO(OH)2被I－还原为Mn2＋，在暗处静置5 min，然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2O＋I2＝2I－＋S4O)。
回答下列问题：
(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是__使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差__。
(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为__O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2__。
(3)Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和__量筒__；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除__氧气__及二氧化碳。
(4)取100.00 mL水样经固氧、酸化后，用a mol·L－1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，终点现象为__蓝色刚好褪去__；若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL，则水样中溶解氧的含量为__80ab__ mg·L－1。
(5)上述滴定完成后，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测量结果偏__低__。(填“高”或“低”)
[解析] 本题结合水中溶解氧量的测定主要考查化学实验基本操作与实验误差分析。(1)取水样时避免扰动水体表面，这样能保证所取水样中溶解氧量与水体中实际溶解氧量基本相同，以减小实验误差。(2)根据水样与Mn(OH)2碱性悬浊液反应生成MnO(OH)2，可写出固氧的反应为O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2。(3)由于Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定，配制该溶液时无需用容量瓶，只需粗略配制，故配制Na2S2O3溶液时，还需要用到的玻璃仪器为量筒；所用蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，这样能除去水中溶解的氧气和CO2，且能杀菌。(4)根据Ⅱ可知MnO(OH)2能将水样中的I－氧化为I2，滴定过程中用淀粉溶液作指示剂，在滴定终点前I2遇淀粉变蓝，达到滴定终点时，I2完全被消耗，溶液蓝色刚好褪去。根据关系式O2～2MnO(OH)2～2l2～4Na2S2O2，结合消耗n(Na2S2O3)＝a mol·L－1×b×10－2L＝ab×10－3 mol，可求出100.00 mL水样中溶解氧的质量为ab×10－3mol×32g·mol－1＝8ab×10－3g＝8ab mg，则该水样中溶解氧的含量为8ab mg÷0.100 00 L＝80ab mg·L－1。(5)滴定完成时，滴定管尖嘴处留有气泡，会导致读取的Na2S2O3标准液体积偏小，根据关系式O2～4Na2S2O3，可知测定的溶解氧的含量偏低。
2．用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I－)，实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ.准备标准溶液
a．准确称取AgNO3基准物4.2468 g(0.0250 mol)后，配制成250 mL标准溶液，放在棕色试剂瓶中避光保存，备用。
b．配制并标定100 mL 0.1000 mol·L－1 NH4SCN标准溶液，备用。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a．取待测NaI溶液25.00 mL于锥形瓶中。
b．加入25.00 mL 0.1000 mol·L－1 AgNO3溶液(过量)，使I－完全转化为AgI沉淀。
c．加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。
d．用0.1000 mol·L－1 NH4SCN溶液滴定过量的Ag＋，使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后，体系出现淡红色，停止滴定。
e．重复上述操作两次。三次测定数据如下表：
实验序号
1
2
3
消耗NH4SCN标准溶液体积/mL
10.24
10.02
9.98
f.数据处理。
回答下列问题：
(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有__250mL(棕色)容量瓶、胶头滴管__。
(2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是__AgNO3，见光分解__。
(3)滴定应在pH＜0.5的条件下进行，其目的是__防止因Fe3＋的水解而影响滴定终点的判断(或抑制Fe3＋的水解)__。
(4)b和c两步操作是否可以颠倒__否__，说明理由__若颠倒，Fe3＋与I－反应，指示剂耗尽，无法判断滴定终点__。
(5)所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为__10.00__ mL，测得c(I－)＝__0.060_0__ mol·L－1。
(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步，应进行的操作为__用NH4SCN标准溶液进行润洗__。
(7)判断下列操作对c(I－)测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
①若在配制AgNO3标准溶液时，烧杯中的溶液有少量溅出，则测定结果__偏高__。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，则测定结果__偏高__。
[解析] 本题考查沉淀滴定法测定NaI溶液中c(I－)。(1)配制一定物质的量浓度的标准溶液，除烧杯和玻璃棒外，还需用到的仪器有250mL(棕色)容量瓶、胶头滴管。(2)AgNO3见光容易分解，因此需要保存在棕色试剂瓶中。(3)滴定实验中用NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂，Fe3＋容易发生水解，影响滴定终点判断，因此控制pH<0.5，目的是抑制Fe3＋的水解。(4)Fe3＋能与I－发生氧化还原反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，因此b、c不能颠倒，否则指示剂耗尽，无法判断滴定终点。(5)第1组数据误差较大，舍去，取第2组、第3组实验数据的平均值，消耗NH4SCN标准溶液的体积为(10.02＋9.98)mL×＝10.00mL。根据滴定原理，则n(Ag＋)＝n(I－)＋n(SCN－)，故n(I－)＝n(Ag＋)－n(SCN－)＝0.025L×0.1000 mol·L－1－0.01L×0.1000 mol·L－1＝0.001 5 mol，则c(I－)＝＝0.0600 mol·L－1。(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液之前，要先用NH4SCN标准溶液润洗滴定管。(7)①配制AgNO3标准溶液时，若烧杯中溶液有少量溅出，配制的AgNO3标准溶液的浓度偏低，则滴定时消耗的NH4SCN标准溶液的体积偏小，测得的c(I－)偏高。②滴定管0刻度在上，读数时从上往下读数，读取体积偏小，计算所用NH4SCN的物质的量偏低，测得的c(I－)偏高。
3．[实验化学]1－溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为71 ℃，密度为1.36 g·cm－3。实验室制备少量1－溴丙烷的主要步骤如下：
步骤1：在仪器A中加入搅拌磁子、12 g正丙醇及20 mL水，冰水冷却下缓慢加入28 mL浓H2SO4；冷却至室温，搅拌下加入24 g NaBr。
步骤2：如图所示搭建实验装置，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。
步骤3：将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。
步骤4：将分出的有机相转入分液漏斗，依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得1－溴丙烷。
(1)仪器A的名称是__蒸馏烧瓶__；加入搅拌磁子的目的是搅拌和__防止暴沸__。
(2)反应时生成的主要有机副产物有2－溴丙烷和__丙烯、正丙醚__。
(3)步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是__减少1－溴丙烷的挥发__。
(4)步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是__减少HBr挥发__。
(5)步骤4中用5% Na2CO3溶液洗涤有机相的操作：向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3溶液，振荡，__将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体__，静置，分液。
[解析] 本题考查1－溴丙烷的制备实验，涉及仪器的识别、实验基本操作、实验原理的分析。(1)仪器A为蒸馏烧瓶，搅拌磁子的作用是搅拌和防止暴沸。(2)反应物中的正丙醇可能发生消去反应生成丙烯，也可能发生分子间脱水反应生成正丙醚。(3)向接收瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中，降低了接收瓶内的温度，减少了1－溴丙烷的挥发。(4)HBr易挥发，故需缓慢加热。(5)振荡后，要排出分液漏斗中的气体。
4．某同学设计如图装置，用过量浓硫酸与铜反应制取SO2，并探究SO2与Na2O2反应的产物。
Ⅰ.制取SO2
(1)写出烧瓶中生成SO2的化学方程式：__Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O__。
(2)写出实验现象：
①细铜丝表面：__细铜丝表面有气泡产生，细铜丝溶解__。
②实验过程中，烧瓶内液体始终保持澄清，并__逐渐变为蓝色__。
(3)欲使反应停止，应进行的操作是：__先抽拉粗铜丝使细铜丝与浓硫酸脱离接触，再撤去酒精灯__。
烧瓶中液体冷却后，可观察到的现象是：__有白色固体生成，溶液变为无色__。
Ⅱ.探究SO2与Na2O2反应后的固体产物。
(4)实验方案如下：取洗涤玻璃棉所得溶液，__滴加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀；再滴加足量稀盐酸，若白色沉淀不溶解，则产物只有Na2SO4；若白色沉淀全部溶解，并产生刺激性气味气体，则产物只有Na2SO3；若白色沉淀部分溶解，并产生刺激性气味气体，则产物中有Na2SO3和Na2SO4__。
(5)把Na2O2粉末散附在玻璃棉上的目的是：__使Na2O2与SO2充分接触__。
若Na2O2未完全反应，对实验结果的影响是(用必要的文字和化学方程式表示)__不能确定是否产生Na2SO4，Na2SO3＋Na2O2＋H2O===Na2SO4＋2NaOH__。
Ⅲ.装置改进
(6)老师指出该实验装置需做如下改进(只答出一种即可)：
__在烧杯和硬质玻璃管之间加安全瓶(其他合理答案均给分)。或：烧杯中导管接倒置的漏斗，且漏斗口刚好接触溶液。__。
[解析] Ⅰ.(1)烧瓶中铜与浓硫酸在加热条件下反应生成SO2的化学方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；(2)实验现象为：①细铜丝表面有气泡产生，细铜丝溶解；②实验过程中，烧瓶内液体始终保持澄清，并逐渐变为蓝色；(3)欲使反应停止，应进行的操作是：先抽拉粗铜丝使细铜丝与浓硫酸脱离接触，再撤去酒精灯；烧瓶中液体冷却后，可观察到的现象是：有白色固体生成，溶液变为无色；
Ⅱ.(4)实验方案如下：取洗涤玻璃棉所得溶液，滴加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀；再滴加足量稀盐酸，若白色沉淀不溶解，则产物只有Na2SO4；若白色沉淀全部溶解，并产生刺激性气味气体，则产物只有Na2SO3；若白色沉淀部分溶解，并产生刺激性气味气体，则产物中有Na2SO3和Na2SO4；(5)把Na2O2粉末散附在玻璃棉上的目的是：使Na2O2与SO2充分接触；若Na2O2未完全反应，则不能确定是否产生Na2SO4，Na2SO3＋Na2O2＋H2O===Na2SO4＋2NaOH；
Ⅲ.(6)在烧杯和硬质玻璃管之间加安全瓶或烧杯中导管接倒置的漏斗，且漏斗口刚好接触溶液。
5．研究物质的合成或制备是有机化学、无机化学的重要任务之一。
(1)某实验小组探究实验室制备无水氯化镁的方法，设计了图1装置。
①分液漏斗中的A物质是__浓硫酸__(填试剂名称)。
②利用中学常见的仪器，空白方框内补充完整实验装置。
可选择的试剂有：A．稀NaOH溶液 B．无水氯化钙 C．稀硫酸 D．浓硫酸
③假设实验过程中MgCl2·6H2O未水解，不用任何试剂用最简单的方法检验MgCl2·6H2O是否完全转化为MgCl2。写出实验方法__称量所得的产物，若质量为95_m/203_g，则说明MgCl2·6H2O完全转化为MgCl2，否则未完全__。
(2)实验室制备并收集纯净乙烯。
①有的同学通过乙醇制备乙烯，写出相关化学方程式__CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O__；该实验除乙醇外，所需的试剂或用品(不包括仪器)有__浓硫酸、沸石、氢氧化钠溶液__。
②有的同学探究其它制备乙烯的方法，他设计了图2装置制备乙烯。实验结果是量筒内壁附着较多无色油状液体，且得到很少量的气体。请分析气体产率很低的原因主要是__加热温度过高，溴乙烷大量挥发，(或溴乙烷发生了副反应)__。为增大气体产率，在下图装置的基础上，提出一点改进措施：__增加冷凝回流装置__。
[解析] (1)加热氯化镁晶体失去结晶水得到无水氯化镁，由于氯化镁易水解，应在HCl氛围中加热分解，A中液体为浓硫酸，与圆底烧瓶中浓盐酸混合，产生大量的热，利用HCl逸出，洗气瓶中浓硫酸干燥HCl，利用氢氧化钠溶液吸收尾气中HCl，防止污染空气，注意防止倒吸，还要防止氢氧化钠溶液中水蒸气导致氯化镁水解，尾气处理装置与加热装置之间需要连接盛放氯化钙的干燥管(或盛放浓硫酸的洗气瓶)；
①由上述分析可知，分液漏斗中的A物质是浓硫酸；②利用氢氧化钠溶液吸收尾气中HCl，防止污染空气，且防止倒吸，还要在尾气处理装置与加热装置之间需要连接盛放氯化钙的干燥管(或盛放浓硫酸的洗气瓶)，防止氯化镁水解，需要补充完整实验装置为：；③实验过程中MgCl2·6H2O未水解，m g晶体的物质的量为m/203 mol，完全分解得到氯化镁为m/203 mol×95 g/mol＝95 m/203 g，称量所得产物质量，若质量为95 m/203 g，说明MgCl2·6H2O完全转化为MgCl2，否则未完全；
(2)①乙醇在浓硫酸作用下发生消去反应生成乙烯，反应方程式为：CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O；反应中会发生副反应，有二氧化碳、二氧化硫生成，用氢氧化钠溶液吸收除去二氧化碳、二氧化硫，液体加热需要防止暴沸，还需要加入沸石，除乙醇外，所需的试剂或用品(不包括仪器)有：浓硫酸、氢氧化钠溶液、沸石；②方案中利用溴乙烷发生消去反应生成乙烯，利用图中装置制备乙烯，实验结果是量筒内壁附着较多无色油状液体，且得到很少量的气体，说明生成乙烯很少，大量的溴乙烷挥发，气体产率很低的原因主要是：加热温度过高，溴乙烷大量挥发，也可能是溴乙烷发生副反应等；为增大气体产率，可以增加冷凝回流装置，有利于溴乙烷冷凝回流，可以利用水浴加热，便于控制温度等，减少溴乙烷挥发。
6．某学习小组在实验室中利用下图装置(夹持装置略去)测定某铁硫化物(FexSy)的组成，并探究反应后D装置所得溶液中含硫化合物的组成。
(一)硫化物(FexSy)的组成
实验步骤：
步骤Ⅰ：如图连接装置，检査装置气密性，装入药品；
步骤Ⅱ：打开分液漏斗旋塞，缓缓滴入水，并点燃酒精喷灯；
步骤Ⅲ：当硬质玻璃管中固体质量不再改变时，停止加热，继续通入一段时间的O2；
步骤Ⅳ：实验结束后，将D中所得溶液加水配制成250 mL溶液；
……
请回答：
(1)仪器a的作用为__防止倒吸__。
(2)步骤Ⅲ中，停止加热后还需继续通入一段时间的O2，其目的为__使生成的SO2全部被NaOH溶液吸收__。
(3)步骤Ⅳ中配制溶液时所需的玻璃仪器除玻璃棒和烧杯外，还有__250_mL容量瓶、胶头滴管__。
(4)取25.00 mL步骤Ⅳ中所配溶液，加入足量的双氧水，再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、干燥，称其质量为4.66 g。则FexSy的化学式为__FeS2__。
(5)问题讨论：有同学认为可将装置D改为装有足量碱石灰的干燥管，通过测定反应前后干燥管的增重来计算硫元素的含量。你认为此方案__否__(填“是”或“否”)合理，原因为__部分SO2被氧化，且空气中的CO2和水蒸气可能使干燥管增重__。
(二)探究反应后D装置所得溶液中含硫化合物的组成。
理论推测：溶液中除含有Na2SO4外，还可能含有Na2SO3。
实验探究：滴定法测定溶液中Na2SO3的含量。
可供选择的试剂：①0.10 mol·L－1 KMnO4酸性溶液
②30% H2O2 ③0.10 mol·L－1 KI淀粉溶液
(6)所选试剂为__①__(填序号)；所选试剂应装在__酸式__
(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
(7)所利用的反应原理为__2MnO＋5SO＋6H＋===5SO＋2Mn2＋＋3H2O__(用离子方程式表示)。
[解析] (1)生成的SO2被氢氧化钠溶液吸收，容易倒吸，因此仪器a的作用为防止倒吸。(2)由于装置中有残留的SO2气体，因此步骤Ⅲ中，停止加热后还需继续通入一段时间的O2的目的为使生成的SO2全部被NaOH溶液吸收。(3)步骤Ⅳ中配制溶液时所需的玻璃仪器除玻璃棒和烧杯外，还有250 mL容量瓶、胶头滴管。(4)取25.00 mL步骤Ⅳ中所配溶液，加入足量的双氧水，再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、干燥，称其质量为4.66 g，即硫酸钡是4.66 g，物质的量是0.02 mol，则根据S原子守恒可知化合物中S原子的物质的量是0.02 mol×250 mL/25 mL＝0.2 mol，质量是6.4 g，因此铁原子的质量是12 g－6.4 g＝5.6 g，物质的量是0.1 mol，则FexSy的化学式为FeS2。(5)由于部分SO2被氧化，且空气中的CO2和水蒸气可能使干燥管增重，所以此方案不合理；(6)由于酸性高锰酸钾溶液显紫红色，不需要另加指示剂，所以所选试剂为0.10 mol·L－1 KMnO4酸性溶液；所选试剂应装在酸式滴定管中。(7)高锰酸钾具有氧化性，能氧化亚硫酸钠，方程式为2MnO＋5SO＋6H＋===5SO＋2Mn2＋＋3H2O。
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