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2021届+高三+化学+高考二轮复习+专题十二 化学实验基础与综合实验探究
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这是一份2021届+高三+化学+高考二轮复习+专题十二 化学实验基础与综合实验探究，共20页。试卷主要包含了g·L－1＝eq等内容，欢迎下载使用。
专题十二 化学实验基础与综合实验探究
(建议用时：90分钟)
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．《本草纲目》中记载了烧酒的制造工艺：“凡酸坏之酒，皆可蒸烧……以烧酒复烧二次……价值数倍也”。其方法与分离下列物质的实验方法原理上相同的是( )
A．苯和水 B．硝酸钾和氯化钠
C．乙酸乙酯和乙酸 D．食盐水和泥沙
解析：选C。烧酒的制造工艺利用的方法是蒸馏，可用于分离沸点不同的互溶的液体混合物。A项，苯和水互不相溶，可用分液的方法分离，错误；B项，硝酸钾和氯化钠的溶解度受温度变化影响不同，可用重结晶的方法分离，错误；C项，乙酸乙酯和乙酸的沸点不同，可用蒸馏的方法分离，正确；D项，泥沙不溶于水，可用过滤的方法分离，错误。
2．化学药品的安全存放是非常重要的。下列有关化学药品存放的说法不正确的是( )
A．液溴易挥发，应用少量的水液封并放在冷暗处保存
B．漂白粉长期敞口露置于空气中
C．金属钠遇到氧气和水均立即反应，应保存在煤油或液体石蜡里
D．盐酸易挥发，应用细口试剂瓶密封并放在冷暗处保存
解析：选B。A项，液溴易挥发，由于液溴的密度比水的大，且在水中溶解度不大，所以应用少量的水液封并放在冷暗处保存，正确；B项，漂白粉长期敞口露置于空气中易失效，失去漂白能力，应保存在密闭容器中并置于阴凉处，错误；C项，金属钠遇到氧气和水均立即反应，保存时要隔绝空气和水，由于钠的密度比煤油和液体石蜡大，与它们均不能发生反应，故应保存在煤油或液体石蜡里，正确；D项，盐酸易挥发，应用细口试剂瓶密封并放在冷暗处保存，正确。
3．下列选项中,利用相关实验器材(规格和数量不限)能够完成相应实验的是( )
选项
实验器材
相应实验
A
试管、铁架台、导管
乙酸乙酯的制备
B
分液漏斗、烧杯、铁架台
用CCl4萃取溴水中的Br2
C
500mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、天平
配制500 mL 1.00 mol/L NaCl
溶液
D
三脚架、坩埚、酒精灯、坩埚钳、泥三角
从食盐水中得到NaCl晶体
答案：B
解析：A．制备乙酸乙酯需要在浓硫酸加热的条件下进行，实验器材中还缺少用于加热的酒精灯，不能完成该实验，A选项错误；
B．用CCl4萃取溴水中的Br2，需要用到的仪器有分液漏斗、烧杯、铁架台，B选项正确；
C．配制一定物质的量浓度的NaCl溶液时，计算出所需要的NaCl的质量后，用托盘天平称取，然后在烧杯中加水溶解，并用玻璃棒搅拌，待溶液冷却后用玻璃棒引流转移至容量瓶，经过两三次洗涤后，再用胶头滴管进行定容，实验器材缺少胶头滴管，不能完成该实验，C选项错误；
D．从食盐水中得到NaCl晶体用蒸发结晶的方法，需要的器材有带铁圈的铁架台、酒精灯、坩埚钳、蒸发皿、玻璃棒，不需要坩埚和泥三角，D选项错误；
答案选B。
4．下列实验方案中，能达到相应实验目的的是
A．方案①用于分离I2和NH4I固体
B．方案②用于比较CuSO4和MnO2的催化活性
C．方案③用于测定中和热
D．方案④用于比较醋酸和硼酸的酸性强弱
答案：D
解析：A. I2和NH4I固体受热后分别变为碘蒸气、氨气和氯化氢气体，在烧瓶底遇冷，又转化为I2和NH4I固体，方案①不能用于分离I2和NH4I固体，A错误；
B.比较CuSO4和MnO2的催化活性，要求二份溶液中H2O2的浓度应相同，方案②不正确，B错误；
C.方案③中缺少玻璃搅拌棒，不能用于测定中和热，C错误；
D. 方案④中，两份酸的浓度相同，所用碳酸钠的浓度也相同，能用于比较醋酸和硼酸的酸性强弱，D正确；
答案为D。
5．饮茶是中国人的传统饮食文化之一。为方便饮用，可通过以下方法制取罐装饮料茶：
关于上述过程涉及的实验方法、实验操作和物质作用中说法错误的是( )
A．①是萃取 B．②是过滤
C．③是分液 D．维生素C可做抗氧化剂
答案：C
6．下列选用的相关仪器、用品不符合实验要求的是( )
选项
A
B
C
D
实验要求
准确量取19.01 mL水
新制氯水的保存
测定0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液的pH
分离水和乙酸乙酯
仪器、用品
25 mL酸式滴定管
带玻璃塞的棕色细口瓶
镊子、pH试纸、表面皿
铁架台(带铁圈)、分液漏斗、烧杯
解析：选C。滴定管的测量精度为0.01 mL，A项正确；新制氯水见光易分解，且易挥发，具有强氧化性，应用带玻璃塞的棕色细口瓶盛放，B项正确；测定溶液pH时，应用玻璃棒蘸取待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照，不能用镊子，C项错误；水和乙酸乙酯不互溶，可用分液的方法分离，故需用铁架台(带铁圈)、分液漏斗、烧杯，D项正确。
7．根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
结论
A
向鸡蛋清溶液中加入少量CuSO4溶液，出现浑浊
蛋白质可能发生了变性
B
将乙醇与浓硫酸混合加热，产生的气体通入酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去
产生的气体中一定含有乙烯
C
室温下，用pH试纸测得：0.1 mol•L﹣1Na2SO3溶液的pH约为10；0.1 mol•L﹣1NaHSO3溶液的pH约为5
HSO3﹣结合H+的能力比SO32﹣的强
D
向NaCl和NaBr的混合溶液中滴入少量AgNO3溶液，产生淡黄色沉淀(AgBr)
Ksp(AgBr)＜Ksp(AgCl)
答案：A
解析：A. 鸡蛋清主要成分为蛋白质，少量CuSO4可能会使其发生变性，故A项正确；
B. 乙醇和浓硫酸共热至170℃后发生消去反应生成乙烯，但乙醇易挥发，二者均可使高锰酸钾褪色，则该实验不能证明乙烯能使KMnO4溶液褪色，故B项错误；
C. 室温下，用pH试纸测得：0.1 mol·L－1Na2SO3溶液的pH约为10；0.1 mol·L－1NaHSO3溶液的pH约为5，说明SO32-的水解程度比HSO3-大，即SO32-结合H＋的能力比HSO3-的强，故C项错误；
D. NaCl和NaBr的浓度大小未知，产生的淡黄色沉淀也可能是溴离子浓度较大所导致，因此该实验现象不能说明Ksp(AgBr)
8．(2020·山东等级考模拟)下列操作能达到相应实验目的的是( )
实验目的
操 作
A
检验绿茶中是否含有酚类物质
向茶水中滴加FeCl3溶液
B
测定84消毒液的pH
用洁净的玻璃棒蘸取少许84消毒液滴在pH试纸上
C
除去苯中混有的少量苯酚
向苯和苯酚的混合物中滴加溴水，过滤后分液
D
实验室制备乙酸乙酯
向试管中依次加入浓硫酸、乙醇、乙酸和碎瓷片，加热
解析：选A。A选项，酚羟基遇FeCl3溶液发生显色反应。B选项，84消毒液的有效成分是次氯酸钠，是一种强碱弱酸盐，水解显碱性，但水解产物具有漂白性，对pH试纸有漂白作用，应使用pH计测定。C选项，溴水与苯酚生成的三溴苯酚也可溶于苯中，一般加入氢氧化钠溶液再进行分液。D选项，正确顺序为依次加入碎瓷片、乙醇、浓硫酸、乙酸，再加热。
9.(2020·山东等级考模拟)锡为ⅣA族元素，四碘化锡是常用的有机合成试剂(SnI4，熔点144.5 ℃，沸点364.5 ℃，易水解)。实验室以过量锡箔为原料通过反应Sn＋2I2SnI4制备SnI4。下列说法错误的是( )
A．加入碎瓷片的目的是防止暴沸
B．SnI4可溶于CCl4中
C．装置Ⅰ中a为冷凝水进水口
D．装置Ⅱ的主要作用是吸收挥发的I2
解析：选D。液体加热时加入碎瓷片的目的是防止暴沸，A正确；根据题干中SnI4的熔、沸点，从组成分析可知，SnI4与CCl4为同族元素形成的结构相似的物质，依据“相似相溶原理”可知，SnI4可溶于CCl4中，B正确；冷凝管的冷凝水为“下进上出”，所以装置Ⅰ中a为冷凝水进水口，C正确；据题意可知，SnI4易水解，所以装置Ⅱ的主要作用是防止水蒸气进入装置使SnI4水解，D错误。
10．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是
A．X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸
B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开b，再向烧瓶中加入X
C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在
答案：D
解析：A. 稀硝酸会将铁氧化为+3价的铁离子，故A错误；
B. 实验开始时，应先打开a、b，利用生成的氢气将装置中空气排出，然后关闭a，利用压强差将烧瓶中生成的亚铁离子排入到锥形瓶中反应生成Fe(OH)2，故B错误；
C. 反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀，故C错误；
D. 由于装置中的空气及溶液中氧气已经被除去，故Fe(OH)2可较长时间存在，故D正确，
故选D。
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
11．下列实验操作规范且能达到相应实验目的的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
取20.00 mL KMnO4溶液
从酸式滴定管初始读数为1.00放液体到最终读数为21.00
B
分离KClO3与MnO2制取O2后的残渣
溶解、过滤、洗涤、干燥滤渣得到MnO2，滤液蒸发结晶并干燥得到KCl
C
证明Cu与浓硫酸反应生成硫酸铜
向反应后的溶液中加入一定量的水，溶液呈蓝色
D
配制100 mL 1.8 mol/L硫酸
量取10 mL 18 mol/L浓硫酸，倒入100 mL容量瓶中，然后加水稀释至刻度线
解析：选AB。 A．KMnO4溶液具有强氧化性，能氧化碱式滴定管的橡胶管，必须选用酸式滴定管，选项A正确；B.KClO3与MnO2制取O2后的残渣为氯化钾和二氧化锰的混合物，氯化钾易溶于水，二氧化锰不溶于水，通过溶解、过滤、洗涤、干燥滤渣得到MnO2，滤液蒸发结晶并干燥得到KCl，选项B正确；C.证明Cu与浓硫酸反应生成硫酸铜，应将反应后的溶液缓缓加入水中，并不断搅拌，溶液呈蓝色，选项C错误；D.配制 100 mL 1.8 mol/L 硫酸，量取10 mL 18 mol/L浓硫酸，慢慢倒入装有水的烧杯中并不断搅拌，待冷却至室温后，转入100 mL容量瓶中，摇匀、定容，选项D错误。
12．下列实验中，对应的现象以及结论都正确，且两者具有因果关系的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
向一定浓度的CuSO4溶液中通入适量H2S气体
出现黑色沉淀
H2S的酸性比H2SO4
的强
B
向足量含有淀粉的FeI2溶液中滴加2滴氯水
溶液变蓝
还原性：I－>Fe2＋
C
测定等浓度的Na2CO3和Na2SO3溶液的pH
Na2CO3溶液的pH较大
非金属性：S>C
D
向AgNO3溶液中加入过量氨水
有白色沉淀生成
Ag＋与NH3·H2O不能共存
解析：选B。硫化氢是二元弱酸，硫酸是二元强酸，A项错误；测定等浓度的Na2CO3和Na2SO3溶液的pH，得到碳酸钠的碱性更强，根据“越弱越水解”的原理，得到亚硫酸的酸性强于碳酸，由于H2SO3不是S元素的最高价含氧酸，不能证明元素非金属性强弱，C项错误；向AgNO3 溶液中加入过量氨水得到银氨溶液，不会有白色沉淀生成，D项错误。
13．(2020·威海质量检测)钌(Ru)是一种硬而脆、呈浅灰色的多价稀有金属，性质很稳定，且耐腐蚀性很强。实验室用H2还原RuO2来制备金属钌的装置如图所示。下列说法中不正确的是( )
A．加热试管前，应先收集气体并点燃，通过爆鸣声判断气体的纯度
B．洗气瓶中盛装的可能是NaOH溶液，用于除去HCl
C．结束反应时，先停止加热，再关闭活塞K
D．启普发生器也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
解析：选D。可燃性气体在点燃或加热前必须验纯，故加热试管前，应先收集气体并点燃，通过爆鸣声判断气体的纯度，以免发生爆炸，A项正确；洗气瓶中盛装的可能是NaOH溶液，用于除去氢气中的HCl，避免制得的Ru中含有杂质，B项正确；结束反应时，先停止加热，再关闭活塞K，用氢气冷却Ru，以免生成的Ru在高温时又被空气中的氧气氧化，C项正确；二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气需要加热，而启普发生器不能加热，且MnO2为粉末状，D项错误。
14．下列设计的实验方案能达到实验目的的是( )
A．制备干燥的NH3：加热浓氨水，将生成的气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶
B．提纯含有少量HCl的CO2：将混合气体依次通过盛有饱和碳酸钠溶液、浓硫酸的洗气瓶
C．检验食盐中是否含有碘酸钾：取少量的食盐溶液，加稀硫酸酸化，再滴入淀粉溶液，观察实验现象
D．探究温度对化学平衡移动的影响：将盛有NO2和N2O4混合气体的烧瓶，先后置于冷水和热水中，观察烧瓶中气体颜色的变化
解析：选D。氨能与硫酸反应生成硫酸铵，应用碱石灰干燥，A项错误；二者均与碳酸钠溶液反应，不能除杂，应通过饱和碳酸氢钠溶液洗气来除杂，B项错误；淀粉遇碘单质变蓝色，碘酸钾中不含碘单质，所以不会变色，C项错误；温度不同，导致二氧化氮与四氧化二氮之间的平衡改变而向吸热或放热方向移动，可通过观察气体颜色的变化判断，能达到实验目的，D项正确。
15．下列实验操作、现象、解释或结论都正确的是( )
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
铝热剂溶于足量稀盐酸再滴加KSCN溶液
溶液出现红色
铝热剂中一定含有氧化铁
B
用洁净的玻璃棒蘸取溶液进行焰色试验
火焰呈黄色
溶液中一定含有Na＋
C
用玻璃棒蘸取浓硫酸在白纸上写字
白纸上显示黑色字迹
浓硫酸具有脱水性
D
向NaI溶液中滴加30%过氧化氢溶液，加稀硝酸酸化，再滴加淀粉溶液
溶液变蓝色
无法证明氧化性：H2O2>I2
解析：选CD。铝热剂中可能含有四氧化三铁，与稀盐酸反应生成铁离子，再滴加KSCN溶液，也会出现溶液变红现象，故A错误；钠的焰色试验为黄色，玻璃棒含钠元素，则不能说明溶液中一定含有Na＋，应选用铂丝或无锈的铁丝蘸取溶液进行焰色试验，故B错误；用玻璃棒蘸取浓硫酸在白纸上写字，白纸上显示黑色字迹，是因为浓硫酸具有脱水性，故C正确；稀硝酸也能将I－氧化为I2，无法证明是H2O2将I－氧化，即不能说明氧化性：H2O2>I2，故D正确。
三、非选择题
16．TiCl4是制备钛及其化合物的重要中间体，某小组同学利用下列装置在实验室制备TiCl4，设计实验如下(夹持装置略去)：
相关信息如下表所示：
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g·cm－3)
水溶性
TiCl4
－25
136
1.5
易水解，能溶于有机溶剂
CCl4
－23
76.8
1.6
难溶于水
请回答下列问题：
(1)按照气流从左到右的方向，上述装置合理的连接顺序为__________(填仪器接口字母)。
(2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；________________(按正确的顺序填入下列操作的字母)。
A．关闭分液漏斗活塞
B．停止加热，充分冷却
C．打开分液漏斗活塞
D．加热装置D中陶瓷管
实验时，当观察到______________时，开始进行步骤D。
(3)装置A中导管m的作用为______________________________________________。
(4)装置C的作用为_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)装置D中除生成TiCl4外，同时生成一种气态不成盐氧化物，该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)设计实验证明装置F中收集到的液体中含有TiCl4：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)制得的TiCl4中常含有少量CCl4，从混合液体中分离出TiCl4的操作名称为____________。
答案：(1)abcfg(或gf)hidej
(2)CDBA 装置F中充满黄绿色气体
(3)平衡压强，使浓盐酸容易滴落
(4)防止水蒸气进入装置F，吸收未参加反应的Cl2，防止污染空气
(5)TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO
(6)取少量收集到的液体于洁净试管中，滴加适量水，产生白色沉淀，则收集到的液体中含有TiCl4
(7)蒸馏
17．甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]是一种新型补铁剂。某化学学习小组用如图所示装置(夹持仪器省略)制备甘氨酸亚铁。
有关物质性质如下表所示：
甘氨酸(H2NCH2COOH)
易溶于水，微溶于乙醇、冰醋酸，在冰醋酸仲溶解度大于在乙醇中的溶解度。
柠檬酸
易溶于水和乙醇，酸性较强，有强还原性。
甘氨酸亚铁
易溶于水，难溶于乙醇、冰醋酸。
实验步骤如下：
Ⅰ.打开K1、K3，向c中通入气体，待确定c中空气被排尽后，将b中溶液加入到c中。
Ⅱ.在50℃恒温条件下用磁力搅拌器不断搅拌，然后向c中滴加NaOH溶液，调溶液pH至5.5左右，使反应物充分反应。
Ⅲ.反应完成后，向c中反应混合液中加入无水乙醇，生成白色沉淀，将沉淀过滤、洗涤得粗产品，将粗产品纯化后得精品。
回答下列问题：
（1）仪器b的名称是__，d的作用是__。
（2）步骤Ⅰ中将b中溶液加入到c中的操作是__；步骤Ⅱ中若调节溶液pH偏高，则所得粗产品中会混有杂质___(写化学式)。
（3）c中生成甘氨酸亚铁的化学方程式是__。
（4）下列关于该实验的说法错误的是__(填写序号)。
a.步骤Ⅰ中可由d中导管冒出气泡的快慢来判断装置中的空气是否排尽
b.反应混合液中加入柠檬酸的作用是防止Fe2+被氧化
c.步骤Ⅲ中加入无水乙醇的作用是降低甘氨酸亚铁的溶解度
d.步骤Ⅲ中沉淀洗涤时，用蒸馏水作洗涤剂
（5）工业上常用高氯酸在非水体系中滴定甘氨酸的方法测定产品中的甘氨酸的含量。请设计实验，将所得粗产品中的甘氨酸分离出来直接用于滴定：___。
答案：（1）蒸馏烧瓶 防止空气进c中将甘氨酸亚铁氧化
（2）关闭K3，打开K2 Fe(OH)2
（3）2H2NCH2COOH+FeSO4+2NaOH=(H2NCH2COO)2Fe+Na2SO4+2H2O
（4）ad
（5）将粗产品置于一定量的冰醋酸中，搅拌，过滤，洗涤，得甘氨酸的冰醋酸溶液
解析：【分析】先打开K1、K3，铁屑与稀硫酸反应生成硫酸亚铁同时产生氢气，将装置内的空气排尽；之后关闭K3，打开K2，通过产生的气体将b中溶液压入c中；c中盛放甘氨酸和少量柠檬酸，在50℃恒温条件下用磁力搅拌器不断搅拌，然后向c中滴加NaOH溶液，调溶液pH至5.5左右，使反应物充分反应，反应完成后加入无水乙醇，降低甘氨酸亚铁的溶解度，从而使其析出；得到的产品中混有甘氨酸杂质，可用冰醋酸洗涤。
【详解】(1)根据b的结构特点可知其为蒸馏烧瓶；d中导管插入液面以下，可以形成液封，防止空气进入c中将甘氨酸亚铁氧化；
(2)关闭K3，打开K2，产生的气体可将b中溶液压入c中；pH偏高可能生成Fe(OH)2沉淀；
(3)反应物有甘氨酸、硫酸亚铁以及NaOH，已知生成物有甘氨酸亚铁，结合元素守恒可知方程式应为2H2NCH2COOH+FeSO4+2NaOH=(H2NCH2COO)2Fe+Na2SO4+2H2O；
(4)a．空气排尽后也会有氢气冒出，气泡产生的速率与空气是否排尽无关，故a错误；
b．根据题目信息可知柠檬酸具有还原性，可以防止亚铁离子被氧化，故b正确；
c．根据题目信息可知甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，所以加入乙醇可以降低其溶解度，使其从溶液中析出，故c正确；
d．甘氨酸亚铁易溶于水，用水洗涤会造成大量产品损失，故d错误；
综上所述选ad；
(5)甘氨酸和甘氨酸均易溶于水，但甘氨酸亚铁难溶于冰醋酸，而甘氨酸在冰醋酸中有一定的溶解度，所以可将粗产品置于一定量的冰醋酸中，搅拌，过滤，洗涤，得甘氨酸的冰醋酸溶液。
18．亚硝酸钠曾用作食品防腐剂。现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应生成气体的成分。
已知：NO2和NO的沸点分别是21 ℃和－152 ℃。
回答下列问题：
(1)组装好仪器后，接下来进行的操作是_______________________________________；
装置C的作用是___________________________________________________________。
(2)滴入70%硫酸前需要通入N2，其目的是____________________________________
________________________________________________________________________；
实验结束后还需要继续通入N2的目的是______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)关闭弹簧夹K1，打开分液漏斗活塞，滴入70%硫酸后，装置A中产生红棕色气体。确认装置A中还含有NO的依据是______________________________________________；
装置A中发生反应的化学方程式为__________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若向装置D中通入过量O2，则装置E中发生反应的离子方程式为____________；
若没有装置B，则对实验结论造成的影响是__________________________________。
解析：(1)该实验的目的是探究NaNO2与H2SO4反应生成气体的成分，因此组装好仪器后，接下来进行的操作是检查装置的气密性。根据已知信息可知，NO2的沸点高于NO的沸点，装置C中冰盐水的作用是冷凝，使NO2完全液化。(2)根据已知信息可知，反应后生成的气体可能有NO、NO2，滴入70%硫酸前通入N2，目的是排尽装置中的空气，防止对一氧化氮的检验造成干扰。实验结束后还需要继续通入N2，目的是把装置中残留的有毒气体全部赶入E中被吸收。(3)根据NO与O2反应生成红棕色NO2可知，确认装置A中还含有NO的依据是打开K2，向装置D中通入氧气后，出现红棕色气体。根据反应生成的气体中含有NO、NO2，配平化学方程式为2NaNO2＋H2SO4===Na2SO4＋NO↑＋NO2↑＋H2O。(4)若向装置D中通入过量O2，则装置E中NO2、O2和氢氧化钠反应生成硝酸钠和水，其反应的离子方程式为4NO2＋O2＋4OH－===4NO＋2H2O。若没有装置B，则生成的NO2和水反应生成NO，对后面NO的检验造成干扰。
答案：(1)检查装置的气密性 冷凝，使NO2完全液化
(2)排尽装置中的空气，防止对一氧化氮的检验造成干扰 把装置中残留的有毒气体全部赶入E中被吸收
(3)打开K2，向装置D中通入氧气后，出现红棕色气体 2NaNO2＋H2SO4===Na2SO4＋NO↑＋NO2↑＋H2O
(4)4NO2＋O2＋4OH－===4NO＋2H2O 水会与NO2反应生成NO，影响后面NO的检验
19．(2020·北京海淀区高三联考)二氧化氯(ClO2)是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。常温下二氧化氯为黄绿色气体，其熔点为－59.5 ℃，沸点为11.0 ℃，极易溶于水，不与水反应。温度过高，二氧化氯的水溶液可能爆炸。某研究性学习小组拟用如图所示装置制取并收集ClO2(加热和夹持装置均省略)。
(1)在圆底烧瓶中先放入一定量的KClO3和草酸(H2C2O4)，然后再加入足量的稀硫酸，在60～80 ℃之间反应生成ClO2、CO2和一种硫酸盐，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)A装置中使用温度计的目的是____________________________________________。
反应开始后，可以观察到圆底烧瓶内的现象是_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)B装置的作用是________________________________________________________。
(4)D装置中的NaOH溶液吸收尾气中的ClO2，生成物质的量之比为1∶1的两种盐，一种为NaClO2，另一种为________。
(5)ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量，进行了下列实验：
步骤1：量取ClO2溶液10 mL，稀释成100 mL试样，量取V1 mL试样加入锥形瓶中；
步骤2：调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，振荡后，静置片刻；
步骤3：加入指示剂X，用c mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3标准溶液V2 mL。
已知：2ClO2＋8H＋＋10I－===5I2＋2Cl－＋4H2O
2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI
指示剂X为________________。原ClO2溶液的浓度为______________g·L－1(用含字母的代数式表示)。
(6)有同学认为KClO3在酸性条件下与草酸反应会生成KCl。请设计实验验证A装置反应后的溶液中是否存在Cl－，简要写出所需试剂、实验操作、现象和结论(已知AgClO3可溶于水)：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据题干信息可知，生成的硫酸盐是硫酸钾，根据原子守恒、得失电子守恒配平化学方程式：2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4K2SO4＋2ClO2↑＋2H2O＋2CO2↑。(2)温度过高，二氧化氯的水溶液可能爆炸，且该反应在60～80 ℃之间进行，因此A装置中温度计的作用是控制温度，避免温度过高引起爆炸。ClO2是黄绿色气体，因此反应开始后，可观察到烧瓶内的现象是溶液中有气泡逸出，产生黄绿色气体。(3)ClO2的熔点为－59.5 ℃，沸点为11.0 ℃，因此B装置的作用是冷凝并收集ClO2。(4)ClO2中Cl为＋4价，NaClO2中Cl为＋3价，此反应是氧化还原反应。设另一种盐中Cl的化合价为x，生成两种盐的物质的量之比为1∶1，根据得失电子守恒可知，1×1＝1×(x－4)，解得x＝＋5，因此另一种盐为NaClO3。(5)因为淀粉遇碘单质变蓝，因此选用的指示剂为淀粉。根据两个化学方程式建立关系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，因此原ClO2溶液的浓度为 g·L－1＝ g·L－1。(6)由于氯酸钾与草酸反应的酸性环境是硫酸提供的，因此检验Cl－时，应先除去SO，具体操作是取少量A装置反应后的溶液于试管中，加入足量硝酸钡溶液，充分反应后静置，取上层清液于另一试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，观察是否有白色沉淀产生。若有，则存在Cl－；若无，则不存在Cl－。
答案：(1)2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4K2SO4＋2ClO2↑＋2H2O＋2CO2↑
(2)控制温度，避免温度过高引起爆炸 溶液中有气泡逸出，产生黄绿色气体
(3)冷凝并收集ClO2 (4)NaClO3
(5)淀粉
(6)取少量A装置反应后的溶液于试管中，加入足量 Ba(NO3)2 溶液，充分反应后静置，取上层清液于另一试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，观察是否有白色沉淀产生。若有，则存在Cl－；若无，则不存在Cl－
20．氰化钠(NaCN)是一种基本化工原料，同时也是一种剧毒物质。一旦泄漏需要及时处理，一般可以通过喷洒双氧水或过硫酸钠(Na2S2O8)溶液来处理，以减轻环境污染。
I.（1）NaCN用双氧水处理后，产生一种酸式盐和一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该反应的化学方程式是______。
Ⅱ.工业制备过硫酸钠的反应原理如下：
主反应：(NH4)2S2O8+2NaOHNa2S2O8+2NH3↑+2H2O
副反应：2NH3+3Na2S2O8+6NaOH6Na2SO4+6H2O+N2
某化学小组利用上述原理在实验室制备过硫酸钠，并用过硫酸钠溶液处理含氰化钠的废水。
实验一：实验室通过如下图所示装置制备Na2S2O8。
（2）装置中盛放双氧水的仪器名称是______。
（3）装置a中反应产生的气体需要持续通入装置c的原因是______。
（4）上述装置中还需补充的实验仪器或装置有______（填字母）。
A．温度计 B．洗气瓶 C．水浴加热装置 D．环形玻璃搅拌棒
实验二：测定用过硫酸钠溶液处理后的废水中氰化钠的含量。
已知：①废水中氰化钠的最高排放标准为0.50mg/L。
②Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-，Ag++I-=AgI↓，AgI呈黄色，且CN-优先与Ag+反应。实验如下：取1L处理后的NaCN废水，浓缩为10.00mL置于锥形瓶中，并滴加几滴KI溶液作指示剂，用1.0×10-3mol/L 的标准AgNO3溶液滴定，消耗AgNO3溶液的体积为5.00mL。
（5）滴定终点的现象是______。
（6）处理后的废水是否达到排放标准？______（填“是”或“否”）。
Ⅲ.（7）常温下，含硫微粒主要存在形式，受pH影响。利用电化学原理，用惰性电极电解饱和NaHSO4溶液也可以制备过硫酸钠。已知在阳极放电的离子主要为HSO4-，则阳极反应方程式为______。
答案：（1）NaCN+H2O2+H2O=NH3↑+NaHCO3
（2）分液漏斗
（3）将产生的氨气及时排除，防止发生副反应
（4）AC
（5）滴入最后一滴标准硝酸银溶液，锥形瓶中溶液恰好产生黄色沉淀，且半分钟沉淀不消失
（6）是
（7）2HSO4--2e-=S2O82-+2H+
解析：【分析】（1）根据元素分析，生成的酸式盐为碳酸氢钠，使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气，据此书写方程式；
（2）根据仪器特点可得仪器名称；
（3）根据已知主反应产生氨气，副反应氨气为反应物，从抑制副反应发生的角度分析；
（4）根据已知可知该反应要在一定温度下进行可得；
（5）废水溶液中KI为指示剂，用标准AgNO3溶液滴定，Ag+将CN-反应完全后与I-结合为AgI黄色沉淀，为终点，可得；
（6）根据Ag+～2NaCN消耗1.0×10-3mol/L的标准AgNO3溶液滴定，消耗AgNO3溶液的体积为5.00mL，则m(NaCN)=n(NaCN)×M(NaCN)=2n(AgNO3)×M(NaCN)，再计算其浓度，与0.50mg/L比较可得；
（7）阳极由HSO4-失电子被氧化为S2O82-，据此分析。
【详解】（1）NaCN用双氧水处理后，生成的酸式盐为碳酸氢钠，使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气，反应方程式为NaCN+H2O2+H2O=NH3↑+NaHCO3；
（2）装置中盛放双氧水的仪器为分液漏斗；
（3）主反应产生氨气，副反应氨气为反应物，故置a中反应产生的气体需要持续通入装置c，为了将产生的氨气及时排除，防止发生副反应；
（4）由题可知，主反应的温度为55℃，因此装置中还需要温度计，为维持温度，采用水浴加热，需要水浴加热装置，所以合理选项是AC；
（5）废水溶液中KI为指示剂，用标准AgNO3溶液滴定，Ag+将CN-反应完全后与I-结合为AgI黄色沉淀，因此终点现象为：滴入最后一滴标准硝酸银溶液，锥形瓶中溶液恰好产生黄色沉淀，且半分钟沉淀不消失；
（6） 根据Ag+～2NaCN消耗1.0×10-3mol/L的标准AgNO3溶液滴定，消耗AgNO3溶液的体积为5.00mL，则m(NaCN)=n(NaCN)×M(NaCN)=2n(AgNO3)×M(NaCN)=2×1.0×10-3mol/L×5.00×10 -3L×49g/mol=49×10 -5g，废水中氰化钠的浓度为c(NaCN)==0.49mg/L＜0.5mg/L，故达到排放标准；
（7）阳极发生氧化反应，由HSO4-失电子被氧化为S2O82-，电极反应式为：2HSO4--2e-=S2O82-+2H+。
21．碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。
(1)采用装置A，在高温下将x g钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。
①气体a的成分是________________。
②若钢样中硫以FeS的形式存在，A中发生反应：3FeS＋5O21________＋3________。(补充完整)
(2)将气体a通入测硫装置中(如图)，采用滴定法测定硫的含量。
①H2O2氧化SO2的化学方程式：________________________________________
________________________________________________________________________。
②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mL NaOH溶液，若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g，则该钢样中硫的质量分数为________。
(3)将气体a通入测碳装置中(如图)，采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是_______________________________________________。
②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是__________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)①钢样中的碳、硫在装置A中高温加热条件下生成CO2和SO2，还有未反应的O2，故气体a的成分为O2、SO2、CO2。②根据得失电子守恒和质量守恒配平化学方程式：3FeS＋5O2Fe3O4＋3SO2。
(2)①H2O2和SO2发生氧化还原反应：H2O2＋SO2===H2SO4。②根据题意，消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g，则消耗z mL NaOH溶液相当于硫的质量为yz g，所以钢样中硫的质量分数为×100%。
(3)①气体a中含有O2、SO2和CO2，在吸收CO2测定碳的含量时，也可能吸收SO2，故气体a通过装置B和C的目的是排除SO2对CO2测定的干扰。②计算钢样中碳的质量分数，应测量CO2吸收瓶吸收CO2前、后的质量，其质量差即为CO2的质量。
答案：(1)①O2、SO2、CO2 ②Fe3O4 SO2
(2)①H2O2＋SO2===H2SO4 ②×100%
(3)①排除SO2对CO2测定的干扰 ②CO2吸收瓶吸收CO2前、后的质量
专题十二 化学实验基础与综合实验探究
(建议用时：90分钟)
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．《本草纲目》中记载了烧酒的制造工艺：“凡酸坏之酒，皆可蒸烧……以烧酒复烧二次……价值数倍也”。其方法与分离下列物质的实验方法原理上相同的是( )
A．苯和水 B．硝酸钾和氯化钠
C．乙酸乙酯和乙酸 D．食盐水和泥沙
解析：选C。烧酒的制造工艺利用的方法是蒸馏，可用于分离沸点不同的互溶的液体混合物。A项，苯和水互不相溶，可用分液的方法分离，错误；B项，硝酸钾和氯化钠的溶解度受温度变化影响不同，可用重结晶的方法分离，错误；C项，乙酸乙酯和乙酸的沸点不同，可用蒸馏的方法分离，正确；D项，泥沙不溶于水，可用过滤的方法分离，错误。
2．化学药品的安全存放是非常重要的。下列有关化学药品存放的说法不正确的是( )
A．液溴易挥发，应用少量的水液封并放在冷暗处保存
B．漂白粉长期敞口露置于空气中
C．金属钠遇到氧气和水均立即反应，应保存在煤油或液体石蜡里
D．盐酸易挥发，应用细口试剂瓶密封并放在冷暗处保存
解析：选B。A项，液溴易挥发，由于液溴的密度比水的大，且在水中溶解度不大，所以应用少量的水液封并放在冷暗处保存，正确；B项，漂白粉长期敞口露置于空气中易失效，失去漂白能力，应保存在密闭容器中并置于阴凉处，错误；C项，金属钠遇到氧气和水均立即反应，保存时要隔绝空气和水，由于钠的密度比煤油和液体石蜡大，与它们均不能发生反应，故应保存在煤油或液体石蜡里，正确；D项，盐酸易挥发，应用细口试剂瓶密封并放在冷暗处保存，正确。
3．下列选项中,利用相关实验器材(规格和数量不限)能够完成相应实验的是( )
选项
实验器材
相应实验
A
试管、铁架台、导管
乙酸乙酯的制备
B
分液漏斗、烧杯、铁架台
用CCl4萃取溴水中的Br2
C
500mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、天平
配制500 mL 1.00 mol/L NaCl
溶液
D
三脚架、坩埚、酒精灯、坩埚钳、泥三角
从食盐水中得到NaCl晶体
答案：B
解析：A．制备乙酸乙酯需要在浓硫酸加热的条件下进行，实验器材中还缺少用于加热的酒精灯，不能完成该实验，A选项错误；
B．用CCl4萃取溴水中的Br2，需要用到的仪器有分液漏斗、烧杯、铁架台，B选项正确；
C．配制一定物质的量浓度的NaCl溶液时，计算出所需要的NaCl的质量后，用托盘天平称取，然后在烧杯中加水溶解，并用玻璃棒搅拌，待溶液冷却后用玻璃棒引流转移至容量瓶，经过两三次洗涤后，再用胶头滴管进行定容，实验器材缺少胶头滴管，不能完成该实验，C选项错误；
D．从食盐水中得到NaCl晶体用蒸发结晶的方法，需要的器材有带铁圈的铁架台、酒精灯、坩埚钳、蒸发皿、玻璃棒，不需要坩埚和泥三角，D选项错误；
答案选B。
4．下列实验方案中，能达到相应实验目的的是
A．方案①用于分离I2和NH4I固体
B．方案②用于比较CuSO4和MnO2的催化活性
C．方案③用于测定中和热
D．方案④用于比较醋酸和硼酸的酸性强弱
答案：D
解析：A. I2和NH4I固体受热后分别变为碘蒸气、氨气和氯化氢气体，在烧瓶底遇冷，又转化为I2和NH4I固体，方案①不能用于分离I2和NH4I固体，A错误；
B.比较CuSO4和MnO2的催化活性，要求二份溶液中H2O2的浓度应相同，方案②不正确，B错误；
C.方案③中缺少玻璃搅拌棒，不能用于测定中和热，C错误；
D. 方案④中，两份酸的浓度相同，所用碳酸钠的浓度也相同，能用于比较醋酸和硼酸的酸性强弱，D正确；
答案为D。
5．饮茶是中国人的传统饮食文化之一。为方便饮用，可通过以下方法制取罐装饮料茶：
关于上述过程涉及的实验方法、实验操作和物质作用中说法错误的是( )
A．①是萃取 B．②是过滤
C．③是分液 D．维生素C可做抗氧化剂
答案：C
6．下列选用的相关仪器、用品不符合实验要求的是( )
选项
A
B
C
D
实验要求
准确量取19.01 mL水
新制氯水的保存
测定0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液的pH
分离水和乙酸乙酯
仪器、用品
25 mL酸式滴定管
带玻璃塞的棕色细口瓶
镊子、pH试纸、表面皿
铁架台(带铁圈)、分液漏斗、烧杯
解析：选C。滴定管的测量精度为0.01 mL，A项正确；新制氯水见光易分解，且易挥发，具有强氧化性，应用带玻璃塞的棕色细口瓶盛放，B项正确；测定溶液pH时，应用玻璃棒蘸取待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照，不能用镊子，C项错误；水和乙酸乙酯不互溶，可用分液的方法分离，故需用铁架台(带铁圈)、分液漏斗、烧杯，D项正确。
7．根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
结论
A
向鸡蛋清溶液中加入少量CuSO4溶液，出现浑浊
蛋白质可能发生了变性
B
将乙醇与浓硫酸混合加热，产生的气体通入酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去
产生的气体中一定含有乙烯
C
室温下，用pH试纸测得：0.1 mol•L﹣1Na2SO3溶液的pH约为10；0.1 mol•L﹣1NaHSO3溶液的pH约为5
HSO3﹣结合H+的能力比SO32﹣的强
D
向NaCl和NaBr的混合溶液中滴入少量AgNO3溶液，产生淡黄色沉淀(AgBr)
Ksp(AgBr)＜Ksp(AgCl)
答案：A
解析：A. 鸡蛋清主要成分为蛋白质，少量CuSO4可能会使其发生变性，故A项正确；
B. 乙醇和浓硫酸共热至170℃后发生消去反应生成乙烯，但乙醇易挥发，二者均可使高锰酸钾褪色，则该实验不能证明乙烯能使KMnO4溶液褪色，故B项错误；
C. 室温下，用pH试纸测得：0.1 mol·L－1Na2SO3溶液的pH约为10；0.1 mol·L－1NaHSO3溶液的pH约为5，说明SO32-的水解程度比HSO3-大，即SO32-结合H＋的能力比HSO3-的强，故C项错误；
D. NaCl和NaBr的浓度大小未知，产生的淡黄色沉淀也可能是溴离子浓度较大所导致，因此该实验现象不能说明Ksp(AgBr)
8．(2020·山东等级考模拟)下列操作能达到相应实验目的的是( )
实验目的
操 作
A
检验绿茶中是否含有酚类物质
向茶水中滴加FeCl3溶液
B
测定84消毒液的pH
用洁净的玻璃棒蘸取少许84消毒液滴在pH试纸上
C
除去苯中混有的少量苯酚
向苯和苯酚的混合物中滴加溴水，过滤后分液
D
实验室制备乙酸乙酯
向试管中依次加入浓硫酸、乙醇、乙酸和碎瓷片，加热
解析：选A。A选项，酚羟基遇FeCl3溶液发生显色反应。B选项，84消毒液的有效成分是次氯酸钠，是一种强碱弱酸盐，水解显碱性，但水解产物具有漂白性，对pH试纸有漂白作用，应使用pH计测定。C选项，溴水与苯酚生成的三溴苯酚也可溶于苯中，一般加入氢氧化钠溶液再进行分液。D选项，正确顺序为依次加入碎瓷片、乙醇、浓硫酸、乙酸，再加热。
9.(2020·山东等级考模拟)锡为ⅣA族元素，四碘化锡是常用的有机合成试剂(SnI4，熔点144.5 ℃，沸点364.5 ℃，易水解)。实验室以过量锡箔为原料通过反应Sn＋2I2SnI4制备SnI4。下列说法错误的是( )
A．加入碎瓷片的目的是防止暴沸
B．SnI4可溶于CCl4中
C．装置Ⅰ中a为冷凝水进水口
D．装置Ⅱ的主要作用是吸收挥发的I2
解析：选D。液体加热时加入碎瓷片的目的是防止暴沸，A正确；根据题干中SnI4的熔、沸点，从组成分析可知，SnI4与CCl4为同族元素形成的结构相似的物质，依据“相似相溶原理”可知，SnI4可溶于CCl4中，B正确；冷凝管的冷凝水为“下进上出”，所以装置Ⅰ中a为冷凝水进水口，C正确；据题意可知，SnI4易水解，所以装置Ⅱ的主要作用是防止水蒸气进入装置使SnI4水解，D错误。
10．某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是
A．X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸
B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开b，再向烧瓶中加入X
C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D．反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在
答案：D
解析：A. 稀硝酸会将铁氧化为+3价的铁离子，故A错误；
B. 实验开始时，应先打开a、b，利用生成的氢气将装置中空气排出，然后关闭a，利用压强差将烧瓶中生成的亚铁离子排入到锥形瓶中反应生成Fe(OH)2，故B错误；
C. 反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀，故C错误；
D. 由于装置中的空气及溶液中氧气已经被除去，故Fe(OH)2可较长时间存在，故D正确，
故选D。
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
11．下列实验操作规范且能达到相应实验目的的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
取20.00 mL KMnO4溶液
从酸式滴定管初始读数为1.00放液体到最终读数为21.00
B
分离KClO3与MnO2制取O2后的残渣
溶解、过滤、洗涤、干燥滤渣得到MnO2，滤液蒸发结晶并干燥得到KCl
C
证明Cu与浓硫酸反应生成硫酸铜
向反应后的溶液中加入一定量的水，溶液呈蓝色
D
配制100 mL 1.8 mol/L硫酸
量取10 mL 18 mol/L浓硫酸，倒入100 mL容量瓶中，然后加水稀释至刻度线
解析：选AB。 A．KMnO4溶液具有强氧化性，能氧化碱式滴定管的橡胶管，必须选用酸式滴定管，选项A正确；B.KClO3与MnO2制取O2后的残渣为氯化钾和二氧化锰的混合物，氯化钾易溶于水，二氧化锰不溶于水，通过溶解、过滤、洗涤、干燥滤渣得到MnO2，滤液蒸发结晶并干燥得到KCl，选项B正确；C.证明Cu与浓硫酸反应生成硫酸铜，应将反应后的溶液缓缓加入水中，并不断搅拌，溶液呈蓝色，选项C错误；D.配制 100 mL 1.8 mol/L 硫酸，量取10 mL 18 mol/L浓硫酸，慢慢倒入装有水的烧杯中并不断搅拌，待冷却至室温后，转入100 mL容量瓶中，摇匀、定容，选项D错误。
12．下列实验中，对应的现象以及结论都正确，且两者具有因果关系的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
向一定浓度的CuSO4溶液中通入适量H2S气体
出现黑色沉淀
H2S的酸性比H2SO4
的强
B
向足量含有淀粉的FeI2溶液中滴加2滴氯水
溶液变蓝
还原性：I－>Fe2＋
C
测定等浓度的Na2CO3和Na2SO3溶液的pH
Na2CO3溶液的pH较大
非金属性：S>C
D
向AgNO3溶液中加入过量氨水
有白色沉淀生成
Ag＋与NH3·H2O不能共存
解析：选B。硫化氢是二元弱酸，硫酸是二元强酸，A项错误；测定等浓度的Na2CO3和Na2SO3溶液的pH，得到碳酸钠的碱性更强，根据“越弱越水解”的原理，得到亚硫酸的酸性强于碳酸，由于H2SO3不是S元素的最高价含氧酸，不能证明元素非金属性强弱，C项错误；向AgNO3 溶液中加入过量氨水得到银氨溶液，不会有白色沉淀生成，D项错误。
13．(2020·威海质量检测)钌(Ru)是一种硬而脆、呈浅灰色的多价稀有金属，性质很稳定，且耐腐蚀性很强。实验室用H2还原RuO2来制备金属钌的装置如图所示。下列说法中不正确的是( )
A．加热试管前，应先收集气体并点燃，通过爆鸣声判断气体的纯度
B．洗气瓶中盛装的可能是NaOH溶液，用于除去HCl
C．结束反应时，先停止加热，再关闭活塞K
D．启普发生器也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
解析：选D。可燃性气体在点燃或加热前必须验纯，故加热试管前，应先收集气体并点燃，通过爆鸣声判断气体的纯度，以免发生爆炸，A项正确；洗气瓶中盛装的可能是NaOH溶液，用于除去氢气中的HCl，避免制得的Ru中含有杂质，B项正确；结束反应时，先停止加热，再关闭活塞K，用氢气冷却Ru，以免生成的Ru在高温时又被空气中的氧气氧化，C项正确；二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气需要加热，而启普发生器不能加热，且MnO2为粉末状，D项错误。
14．下列设计的实验方案能达到实验目的的是( )
A．制备干燥的NH3：加热浓氨水，将生成的气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶
B．提纯含有少量HCl的CO2：将混合气体依次通过盛有饱和碳酸钠溶液、浓硫酸的洗气瓶
C．检验食盐中是否含有碘酸钾：取少量的食盐溶液，加稀硫酸酸化，再滴入淀粉溶液，观察实验现象
D．探究温度对化学平衡移动的影响：将盛有NO2和N2O4混合气体的烧瓶，先后置于冷水和热水中，观察烧瓶中气体颜色的变化
解析：选D。氨能与硫酸反应生成硫酸铵，应用碱石灰干燥，A项错误；二者均与碳酸钠溶液反应，不能除杂，应通过饱和碳酸氢钠溶液洗气来除杂，B项错误；淀粉遇碘单质变蓝色，碘酸钾中不含碘单质，所以不会变色，C项错误；温度不同，导致二氧化氮与四氧化二氮之间的平衡改变而向吸热或放热方向移动，可通过观察气体颜色的变化判断，能达到实验目的，D项正确。
15．下列实验操作、现象、解释或结论都正确的是( )
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
铝热剂溶于足量稀盐酸再滴加KSCN溶液
溶液出现红色
铝热剂中一定含有氧化铁
B
用洁净的玻璃棒蘸取溶液进行焰色试验
火焰呈黄色
溶液中一定含有Na＋
C
用玻璃棒蘸取浓硫酸在白纸上写字
白纸上显示黑色字迹
浓硫酸具有脱水性
D
向NaI溶液中滴加30%过氧化氢溶液，加稀硝酸酸化，再滴加淀粉溶液
溶液变蓝色
无法证明氧化性：H2O2>I2
解析：选CD。铝热剂中可能含有四氧化三铁，与稀盐酸反应生成铁离子，再滴加KSCN溶液，也会出现溶液变红现象，故A错误；钠的焰色试验为黄色，玻璃棒含钠元素，则不能说明溶液中一定含有Na＋，应选用铂丝或无锈的铁丝蘸取溶液进行焰色试验，故B错误；用玻璃棒蘸取浓硫酸在白纸上写字，白纸上显示黑色字迹，是因为浓硫酸具有脱水性，故C正确；稀硝酸也能将I－氧化为I2，无法证明是H2O2将I－氧化，即不能说明氧化性：H2O2>I2，故D正确。
三、非选择题
16．TiCl4是制备钛及其化合物的重要中间体，某小组同学利用下列装置在实验室制备TiCl4，设计实验如下(夹持装置略去)：
相关信息如下表所示：
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g·cm－3)
水溶性
TiCl4
－25
136
1.5
易水解，能溶于有机溶剂
CCl4
－23
76.8
1.6
难溶于水
请回答下列问题：
(1)按照气流从左到右的方向，上述装置合理的连接顺序为__________(填仪器接口字母)。
(2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；________________(按正确的顺序填入下列操作的字母)。
A．关闭分液漏斗活塞
B．停止加热，充分冷却
C．打开分液漏斗活塞
D．加热装置D中陶瓷管
实验时，当观察到______________时，开始进行步骤D。
(3)装置A中导管m的作用为______________________________________________。
(4)装置C的作用为_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)装置D中除生成TiCl4外，同时生成一种气态不成盐氧化物，该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)设计实验证明装置F中收集到的液体中含有TiCl4：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)制得的TiCl4中常含有少量CCl4，从混合液体中分离出TiCl4的操作名称为____________。
答案：(1)abcfg(或gf)hidej
(2)CDBA 装置F中充满黄绿色气体
(3)平衡压强，使浓盐酸容易滴落
(4)防止水蒸气进入装置F，吸收未参加反应的Cl2，防止污染空气
(5)TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO
(6)取少量收集到的液体于洁净试管中，滴加适量水，产生白色沉淀，则收集到的液体中含有TiCl4
(7)蒸馏
17．甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]是一种新型补铁剂。某化学学习小组用如图所示装置(夹持仪器省略)制备甘氨酸亚铁。
有关物质性质如下表所示：
甘氨酸(H2NCH2COOH)
易溶于水，微溶于乙醇、冰醋酸，在冰醋酸仲溶解度大于在乙醇中的溶解度。
柠檬酸
易溶于水和乙醇，酸性较强，有强还原性。
甘氨酸亚铁
易溶于水，难溶于乙醇、冰醋酸。
实验步骤如下：
Ⅰ.打开K1、K3，向c中通入气体，待确定c中空气被排尽后，将b中溶液加入到c中。
Ⅱ.在50℃恒温条件下用磁力搅拌器不断搅拌，然后向c中滴加NaOH溶液，调溶液pH至5.5左右，使反应物充分反应。
Ⅲ.反应完成后，向c中反应混合液中加入无水乙醇，生成白色沉淀，将沉淀过滤、洗涤得粗产品，将粗产品纯化后得精品。
回答下列问题：
（1）仪器b的名称是__，d的作用是__。
（2）步骤Ⅰ中将b中溶液加入到c中的操作是__；步骤Ⅱ中若调节溶液pH偏高，则所得粗产品中会混有杂质___(写化学式)。
（3）c中生成甘氨酸亚铁的化学方程式是__。
（4）下列关于该实验的说法错误的是__(填写序号)。
a.步骤Ⅰ中可由d中导管冒出气泡的快慢来判断装置中的空气是否排尽
b.反应混合液中加入柠檬酸的作用是防止Fe2+被氧化
c.步骤Ⅲ中加入无水乙醇的作用是降低甘氨酸亚铁的溶解度
d.步骤Ⅲ中沉淀洗涤时，用蒸馏水作洗涤剂
（5）工业上常用高氯酸在非水体系中滴定甘氨酸的方法测定产品中的甘氨酸的含量。请设计实验，将所得粗产品中的甘氨酸分离出来直接用于滴定：___。
答案：（1）蒸馏烧瓶 防止空气进c中将甘氨酸亚铁氧化
（2）关闭K3，打开K2 Fe(OH)2
（3）2H2NCH2COOH+FeSO4+2NaOH=(H2NCH2COO)2Fe+Na2SO4+2H2O
（4）ad
（5）将粗产品置于一定量的冰醋酸中，搅拌，过滤，洗涤，得甘氨酸的冰醋酸溶液
解析：【分析】先打开K1、K3，铁屑与稀硫酸反应生成硫酸亚铁同时产生氢气，将装置内的空气排尽；之后关闭K3，打开K2，通过产生的气体将b中溶液压入c中；c中盛放甘氨酸和少量柠檬酸，在50℃恒温条件下用磁力搅拌器不断搅拌，然后向c中滴加NaOH溶液，调溶液pH至5.5左右，使反应物充分反应，反应完成后加入无水乙醇，降低甘氨酸亚铁的溶解度，从而使其析出；得到的产品中混有甘氨酸杂质，可用冰醋酸洗涤。
【详解】(1)根据b的结构特点可知其为蒸馏烧瓶；d中导管插入液面以下，可以形成液封，防止空气进入c中将甘氨酸亚铁氧化；
(2)关闭K3，打开K2，产生的气体可将b中溶液压入c中；pH偏高可能生成Fe(OH)2沉淀；
(3)反应物有甘氨酸、硫酸亚铁以及NaOH，已知生成物有甘氨酸亚铁，结合元素守恒可知方程式应为2H2NCH2COOH+FeSO4+2NaOH=(H2NCH2COO)2Fe+Na2SO4+2H2O；
(4)a．空气排尽后也会有氢气冒出，气泡产生的速率与空气是否排尽无关，故a错误；
b．根据题目信息可知柠檬酸具有还原性，可以防止亚铁离子被氧化，故b正确；
c．根据题目信息可知甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，所以加入乙醇可以降低其溶解度，使其从溶液中析出，故c正确；
d．甘氨酸亚铁易溶于水，用水洗涤会造成大量产品损失，故d错误；
综上所述选ad；
(5)甘氨酸和甘氨酸均易溶于水，但甘氨酸亚铁难溶于冰醋酸，而甘氨酸在冰醋酸中有一定的溶解度，所以可将粗产品置于一定量的冰醋酸中，搅拌，过滤，洗涤，得甘氨酸的冰醋酸溶液。
18．亚硝酸钠曾用作食品防腐剂。现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应生成气体的成分。
已知：NO2和NO的沸点分别是21 ℃和－152 ℃。
回答下列问题：
(1)组装好仪器后，接下来进行的操作是_______________________________________；
装置C的作用是___________________________________________________________。
(2)滴入70%硫酸前需要通入N2，其目的是____________________________________
________________________________________________________________________；
实验结束后还需要继续通入N2的目的是______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)关闭弹簧夹K1，打开分液漏斗活塞，滴入70%硫酸后，装置A中产生红棕色气体。确认装置A中还含有NO的依据是______________________________________________；
装置A中发生反应的化学方程式为__________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若向装置D中通入过量O2，则装置E中发生反应的离子方程式为____________；
若没有装置B，则对实验结论造成的影响是__________________________________。
解析：(1)该实验的目的是探究NaNO2与H2SO4反应生成气体的成分，因此组装好仪器后，接下来进行的操作是检查装置的气密性。根据已知信息可知，NO2的沸点高于NO的沸点，装置C中冰盐水的作用是冷凝，使NO2完全液化。(2)根据已知信息可知，反应后生成的气体可能有NO、NO2，滴入70%硫酸前通入N2，目的是排尽装置中的空气，防止对一氧化氮的检验造成干扰。实验结束后还需要继续通入N2，目的是把装置中残留的有毒气体全部赶入E中被吸收。(3)根据NO与O2反应生成红棕色NO2可知，确认装置A中还含有NO的依据是打开K2，向装置D中通入氧气后，出现红棕色气体。根据反应生成的气体中含有NO、NO2，配平化学方程式为2NaNO2＋H2SO4===Na2SO4＋NO↑＋NO2↑＋H2O。(4)若向装置D中通入过量O2，则装置E中NO2、O2和氢氧化钠反应生成硝酸钠和水，其反应的离子方程式为4NO2＋O2＋4OH－===4NO＋2H2O。若没有装置B，则生成的NO2和水反应生成NO，对后面NO的检验造成干扰。
答案：(1)检查装置的气密性 冷凝，使NO2完全液化
(2)排尽装置中的空气，防止对一氧化氮的检验造成干扰 把装置中残留的有毒气体全部赶入E中被吸收
(3)打开K2，向装置D中通入氧气后，出现红棕色气体 2NaNO2＋H2SO4===Na2SO4＋NO↑＋NO2↑＋H2O
(4)4NO2＋O2＋4OH－===4NO＋2H2O 水会与NO2反应生成NO，影响后面NO的检验
19．(2020·北京海淀区高三联考)二氧化氯(ClO2)是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。常温下二氧化氯为黄绿色气体，其熔点为－59.5 ℃，沸点为11.0 ℃，极易溶于水，不与水反应。温度过高，二氧化氯的水溶液可能爆炸。某研究性学习小组拟用如图所示装置制取并收集ClO2(加热和夹持装置均省略)。
(1)在圆底烧瓶中先放入一定量的KClO3和草酸(H2C2O4)，然后再加入足量的稀硫酸，在60～80 ℃之间反应生成ClO2、CO2和一种硫酸盐，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)A装置中使用温度计的目的是____________________________________________。
反应开始后，可以观察到圆底烧瓶内的现象是_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)B装置的作用是________________________________________________________。
(4)D装置中的NaOH溶液吸收尾气中的ClO2，生成物质的量之比为1∶1的两种盐，一种为NaClO2，另一种为________。
(5)ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量，进行了下列实验：
步骤1：量取ClO2溶液10 mL，稀释成100 mL试样，量取V1 mL试样加入锥形瓶中；
步骤2：调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，振荡后，静置片刻；
步骤3：加入指示剂X，用c mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3标准溶液V2 mL。
已知：2ClO2＋8H＋＋10I－===5I2＋2Cl－＋4H2O
2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI
指示剂X为________________。原ClO2溶液的浓度为______________g·L－1(用含字母的代数式表示)。
(6)有同学认为KClO3在酸性条件下与草酸反应会生成KCl。请设计实验验证A装置反应后的溶液中是否存在Cl－，简要写出所需试剂、实验操作、现象和结论(已知AgClO3可溶于水)：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据题干信息可知，生成的硫酸盐是硫酸钾，根据原子守恒、得失电子守恒配平化学方程式：2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4K2SO4＋2ClO2↑＋2H2O＋2CO2↑。(2)温度过高，二氧化氯的水溶液可能爆炸，且该反应在60～80 ℃之间进行，因此A装置中温度计的作用是控制温度，避免温度过高引起爆炸。ClO2是黄绿色气体，因此反应开始后，可观察到烧瓶内的现象是溶液中有气泡逸出，产生黄绿色气体。(3)ClO2的熔点为－59.5 ℃，沸点为11.0 ℃，因此B装置的作用是冷凝并收集ClO2。(4)ClO2中Cl为＋4价，NaClO2中Cl为＋3价，此反应是氧化还原反应。设另一种盐中Cl的化合价为x，生成两种盐的物质的量之比为1∶1，根据得失电子守恒可知，1×1＝1×(x－4)，解得x＝＋5，因此另一种盐为NaClO3。(5)因为淀粉遇碘单质变蓝，因此选用的指示剂为淀粉。根据两个化学方程式建立关系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，因此原ClO2溶液的浓度为 g·L－1＝ g·L－1。(6)由于氯酸钾与草酸反应的酸性环境是硫酸提供的，因此检验Cl－时，应先除去SO，具体操作是取少量A装置反应后的溶液于试管中，加入足量硝酸钡溶液，充分反应后静置，取上层清液于另一试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，观察是否有白色沉淀产生。若有，则存在Cl－；若无，则不存在Cl－。
答案：(1)2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4K2SO4＋2ClO2↑＋2H2O＋2CO2↑
(2)控制温度，避免温度过高引起爆炸 溶液中有气泡逸出，产生黄绿色气体
(3)冷凝并收集ClO2 (4)NaClO3
(5)淀粉
(6)取少量A装置反应后的溶液于试管中，加入足量 Ba(NO3)2 溶液，充分反应后静置，取上层清液于另一试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，观察是否有白色沉淀产生。若有，则存在Cl－；若无，则不存在Cl－
20．氰化钠(NaCN)是一种基本化工原料，同时也是一种剧毒物质。一旦泄漏需要及时处理，一般可以通过喷洒双氧水或过硫酸钠(Na2S2O8)溶液来处理，以减轻环境污染。
I.（1）NaCN用双氧水处理后，产生一种酸式盐和一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该反应的化学方程式是______。
Ⅱ.工业制备过硫酸钠的反应原理如下：
主反应：(NH4)2S2O8+2NaOHNa2S2O8+2NH3↑+2H2O
副反应：2NH3+3Na2S2O8+6NaOH6Na2SO4+6H2O+N2
某化学小组利用上述原理在实验室制备过硫酸钠，并用过硫酸钠溶液处理含氰化钠的废水。
实验一：实验室通过如下图所示装置制备Na2S2O8。
（2）装置中盛放双氧水的仪器名称是______。
（3）装置a中反应产生的气体需要持续通入装置c的原因是______。
（4）上述装置中还需补充的实验仪器或装置有______（填字母）。
A．温度计 B．洗气瓶 C．水浴加热装置 D．环形玻璃搅拌棒
实验二：测定用过硫酸钠溶液处理后的废水中氰化钠的含量。
已知：①废水中氰化钠的最高排放标准为0.50mg/L。
②Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-，Ag++I-=AgI↓，AgI呈黄色，且CN-优先与Ag+反应。实验如下：取1L处理后的NaCN废水，浓缩为10.00mL置于锥形瓶中，并滴加几滴KI溶液作指示剂，用1.0×10-3mol/L 的标准AgNO3溶液滴定，消耗AgNO3溶液的体积为5.00mL。
（5）滴定终点的现象是______。
（6）处理后的废水是否达到排放标准？______（填“是”或“否”）。
Ⅲ.（7）常温下，含硫微粒主要存在形式，受pH影响。利用电化学原理，用惰性电极电解饱和NaHSO4溶液也可以制备过硫酸钠。已知在阳极放电的离子主要为HSO4-，则阳极反应方程式为______。
答案：（1）NaCN+H2O2+H2O=NH3↑+NaHCO3
（2）分液漏斗
（3）将产生的氨气及时排除，防止发生副反应
（4）AC
（5）滴入最后一滴标准硝酸银溶液，锥形瓶中溶液恰好产生黄色沉淀，且半分钟沉淀不消失
（6）是
（7）2HSO4--2e-=S2O82-+2H+
解析：【分析】（1）根据元素分析，生成的酸式盐为碳酸氢钠，使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气，据此书写方程式；
（2）根据仪器特点可得仪器名称；
（3）根据已知主反应产生氨气，副反应氨气为反应物，从抑制副反应发生的角度分析；
（4）根据已知可知该反应要在一定温度下进行可得；
（5）废水溶液中KI为指示剂，用标准AgNO3溶液滴定，Ag+将CN-反应完全后与I-结合为AgI黄色沉淀，为终点，可得；
（6）根据Ag+～2NaCN消耗1.0×10-3mol/L的标准AgNO3溶液滴定，消耗AgNO3溶液的体积为5.00mL，则m(NaCN)=n(NaCN)×M(NaCN)=2n(AgNO3)×M(NaCN)，再计算其浓度，与0.50mg/L比较可得；
（7）阳极由HSO4-失电子被氧化为S2O82-，据此分析。
【详解】（1）NaCN用双氧水处理后，生成的酸式盐为碳酸氢钠，使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气，反应方程式为NaCN+H2O2+H2O=NH3↑+NaHCO3；
（2）装置中盛放双氧水的仪器为分液漏斗；
（3）主反应产生氨气，副反应氨气为反应物，故置a中反应产生的气体需要持续通入装置c，为了将产生的氨气及时排除，防止发生副反应；
（4）由题可知，主反应的温度为55℃，因此装置中还需要温度计，为维持温度，采用水浴加热，需要水浴加热装置，所以合理选项是AC；
（5）废水溶液中KI为指示剂，用标准AgNO3溶液滴定，Ag+将CN-反应完全后与I-结合为AgI黄色沉淀，因此终点现象为：滴入最后一滴标准硝酸银溶液，锥形瓶中溶液恰好产生黄色沉淀，且半分钟沉淀不消失；
（6） 根据Ag+～2NaCN消耗1.0×10-3mol/L的标准AgNO3溶液滴定，消耗AgNO3溶液的体积为5.00mL，则m(NaCN)=n(NaCN)×M(NaCN)=2n(AgNO3)×M(NaCN)=2×1.0×10-3mol/L×5.00×10 -3L×49g/mol=49×10 -5g，废水中氰化钠的浓度为c(NaCN)==0.49mg/L＜0.5mg/L，故达到排放标准；
（7）阳极发生氧化反应，由HSO4-失电子被氧化为S2O82-，电极反应式为：2HSO4--2e-=S2O82-+2H+。
21．碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。
(1)采用装置A，在高温下将x g钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。
①气体a的成分是________________。
②若钢样中硫以FeS的形式存在，A中发生反应：3FeS＋5O21________＋3________。(补充完整)
(2)将气体a通入测硫装置中(如图)，采用滴定法测定硫的含量。
①H2O2氧化SO2的化学方程式：________________________________________
________________________________________________________________________。
②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mL NaOH溶液，若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g，则该钢样中硫的质量分数为________。
(3)将气体a通入测碳装置中(如图)，采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是_______________________________________________。
②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是__________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)①钢样中的碳、硫在装置A中高温加热条件下生成CO2和SO2，还有未反应的O2，故气体a的成分为O2、SO2、CO2。②根据得失电子守恒和质量守恒配平化学方程式：3FeS＋5O2Fe3O4＋3SO2。
(2)①H2O2和SO2发生氧化还原反应：H2O2＋SO2===H2SO4。②根据题意，消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g，则消耗z mL NaOH溶液相当于硫的质量为yz g，所以钢样中硫的质量分数为×100%。
(3)①气体a中含有O2、SO2和CO2，在吸收CO2测定碳的含量时，也可能吸收SO2，故气体a通过装置B和C的目的是排除SO2对CO2测定的干扰。②计算钢样中碳的质量分数，应测量CO2吸收瓶吸收CO2前、后的质量，其质量差即为CO2的质量。
答案：(1)①O2、SO2、CO2 ②Fe3O4 SO2
(2)①H2O2＋SO2===H2SO4 ②×100%
(3)①排除SO2对CO2测定的干扰 ②CO2吸收瓶吸收CO2前、后的质量
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