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2022届高三化学一轮复习实验专题考点细练专题22工艺流程式实验探究题含解析
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这是一份2022届高三化学一轮复习实验专题考点细练专题22工艺流程式实验探究题含解析，共35页。试卷主要包含了8℃，微溶于水，有毒性，0 ∼5，6×10-7，Ksp=2，【答案】①球形冷凝管，【答案】+2 三颈烧瓶，【答案】NH3等内容，欢迎下载使用。
专题22 工艺流程式实验探究题
实验题（本大题共15小题）
1. 工业上从海水中提取液溴的一种流程如图1所示：
已知：溴的沸点为58.8℃，微溶于水，有毒性。
I.某同学利用图2所示装置进行步骤①至步骤④的实验，请回答下列问题：
(1)当进行②步骤时，应关闭活塞___________，打开活塞___________；
(2)步骤②可根据________________________________现象，简单判断热空气的流速；
(3)简单判断步骤③中反应完全的依据是_________________________________________，步骤③中发生反应的离子方程式为___________________________________________；
II.步骤⑤用图3所示装置进行蒸馏，装置F的作用是__________________________。
2. 某同学在实验室以铜屑(含有少量CuO)为原料制备适量无水Cu(NO3)2工艺流程如图：
已知：①SOCl2熔点为-105℃、沸点为76℃、遇水剧烈水解生成两种酸性气体；
②4NH3·H2O+Cu2+=[Cu(NH3)4]2++4H2O；[Cu(NH3)4]2+对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与Cu2+在一定浓度范围内成正比。
回答下列问题：
(1)从绿色化学、原子经济性角度考虑，试剂X为____________。
(2)步骤Ⅱ包括蒸发浓缩、冷却结晶等步骤，蒸发时所用容器名称是_________，停止加热的时机是_____________________________________________。
(3)步骤Ⅲ在如图1所示装置(夹持及控温装置省略)中进行。
①实验中，若仅打开装置活塞b的情况下，恒压滴液漏斗中液体________(填“能”或“不能”)全部流下。
②C中产生的现象是_____________________________。
③D的作用是________________________________。
④写出A中三颈烧瓶内Cu(NO3)2·3H2O与SOCl2恰好反应生成Cu(NO3)2的化学方程式：___________________________________________。
(4)用分光光度法可测定产品的纯度。现准确称取0.50 g无水Cu(NO3)2产品，用蒸馏水溶解并定容至100 mL，准确移取该溶液10.00 mL，加过量NH3·H2O，再用蒸馏水定容至100 mL，测得溶液吸光度A=0.600。已知[Cu(NH3)4]2+的吸光度A与Cu2+标准溶液浓度关系如图2所示。
①量取10.00 mL Cu(NO3)2溶液所用量器名称是________________。
②无水Cu(NO3)2的纯度是________(以质量分数表示)。
3. 草酸铁铵[(NH4)3Fe(C2O4)3]是一种常用的金属着色剂，易溶于水，常温下其水溶液pH介于4.0 ∼5.0之间。某化学兴趣小组设计实验制备草酸铁铵并测定其纯度。(1)由HNO3氧化葡萄糖(C6H12O6)制取草酸，实验装置如图：
①仪器a的名称是 ___________。
②在55∼60℃下，装置A中生成H2C2O4，同时生成NO和NO2，且物质的量之比为1：3，该反应的化学方程式为___________。
③装置B的作用是___________。
(2)提纯上述所得的草酸溶液后，制备草酸铁铵的流程如下：
“操作A”包括___________ 、过滤、洗涤和干燥。
(3)测定所得草酸铁铵产品的纯度。
准确称量5.000g所得产品配成100 mL溶液，取10.00 mL于锥形瓶中，加入足量0.1000mol·L-1稀硫酸酸化后，再用0.1000 mol·L-1KMnO4标准溶液进行滴定，消耗KMnO4溶液的体积为12.00 mL。
[已知滴定反应原理为：未配平)
①滴定终点的现象是___________。
②计算产品中(NH4)3Fe(C2O4)3的质量分数___________。[写出计算过程。(NH4)3Fe(C2O4)3的摩尔质量为374 g·mol-1]
4. 某兴趣小组以废铁屑制得硫酸亚铁铵后，按下列流程制备二水合草酸亚铁FeC2O4⋅2H2O，进一步制备高纯度还原铁粉。
已知：FeC2O4⋅2H2O难溶于水，150℃开始失结晶水；H2C2O4易溶于水，溶解度随温度升高而增大。
请回答：
(1)下列操作或描述正确的是________。
A.步骤②，H2C2O4稍过量主要是为了抑制Fe2+水解
B.步骤③，采用热水洗涤可提高除杂效果
C.步骤③，母液中的溶质主要是NH42SO4和H2C2O4
D.步骤③，如果在常压下快速干燥，温度可选择略高于100℃
(2)如图装置，经过一系列操作完成步骤③中的抽滤和洗涤。请选择合适的编号，按正确的操作顺序补充完整(洗涤操作只需考虑一次)；
开抽气泵→a→b→d→________→c→关抽气泵。
a.转移固液混合物； b.关活塞A； c.开活塞A；
d.确认抽干； e.加洗涤剂洗涤。
(3)称取一定量的FeC2O4⋅2H2O试样，用硫酸溶解，采用KMnO4滴定法测定，折算结果如下：
nFe2+/mol
nC2O42-/mol
试样中FeC2O4⋅2H2O的质量分数
9.80×10-4
9.80×10-4
0.980
由表中数据推测试样中最主要的杂质是________。
(4)实现步骤④必须用到的两种仪器是________。(供选仪器：a.烧杯；b.坩埚；c.蒸馏烧瓶；d.高温炉；e.表面皿；f.锥形瓶)；该步骤的化学方程式是________。
(5)为实现步骤⑤，不宜用炭粉还原Fe2O3，理由是________。
5. 海洋植物如海带、海藻中含有大量的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如图：
(1)实验室焙烧海带，需要下列仪器中的______(填字母)。
a.试管 b.烧杯 c.坩埚 d.泥三角 e.铁三脚架 f.酒精灯
(2)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：①______，③______。
(3)提取碘的过程中，可选择的有机试剂是______。
A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯 C.汽油、乙酸 D.汽油、甘油
(4)某学习小组用CCl4萃取碘水中的碘，在如图的分液漏斗中，下层液体呈______色；他们打开分液漏斗活塞，却未见液体流下，原因可能是___________。
(5)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还须经过蒸馏，进行上述蒸馏操作时，使用了水浴加热，使用水浴加热的原因是_________。
6. 氧化亚铜Cu2O可用作杀菌剂、染色剂等，在化工领域有重要应用。实验室用碱式碳酸铜制备Cu2O的流程及部分装置如图所示。
已知：CuCl难溶于水和稀硫酸。
回答下列问题：
(1)碱式碳酸铜的化学式为Cu2OH2CO3，其中Cu元素的化合价为________，仪器D的名称为________。
(2)B中发生反应的化学方程式为________。
(3)实验开始时，先打开________(填“K1”或“K2”，下同)，关闭________。
(4)D中生成CuCl的离子方程式为________。
(5)烧杯E中盛放的试剂为________(填化学式)溶液，作用是________。
(6)步骤④发生反应的离子方程式为________。
(7)实验开始时称取44.4 g碱式碳酸铜，最多可制得Cu2O的质量为________g。
7. K3[Fe(C2O4)3]·3H2O是制备铁催化剂的主要原料，某化学小组利用莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]制备K3Fe(C2O4)3溶液的实验流程设计如下：
已知：“氧化”操作中FeC2O4一部分转化为[Fe(C2O4)3]3-，另一部分铁元素转化为红褐色沉淀。
回答下列问题：
(1)“煮沸”生成FeC2O4·2H2O晶体的离子方程式为_________________________________。
(2)“氧化”步骤所用的实验装置如图(夹持装置略去)。
①导管a的作用是__________________。
②“氧化”时反应液应保持温度40℃左右，其原因是_________，加热方式为_________。
(3)由K3Fe(C2O4)3溶液得到K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体的一系列操作为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、_________。
(4)测定(3)中产品铁的含量
步骤Ⅰ：称量x g制得的样品，加水溶解，并加入稀硫酸，再滴入y mol·L-1的KMnO4溶液使其恰好反应(有CO2气体生成，MnO4-转化为Mn2+)；
步骤Ⅱ：向步骤Ⅰ的溶液中加入一定量的Zn粉，Fe3+恰好被完全还原后，向滤液中滴入酸化的y mol·L-1的KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液z mL。
①步骤Ⅰ的目的是______________________；步骤Ⅱ达到滴定终点时的现象为_____________________________。
②该样品中铁元素的质量分数为__________(用x、y、z的代数式表示)。
8. 氯化钡是白色的晶体，易溶于水，微溶于盐酸和硝酸，难溶于乙醇和乙醚，易吸湿，需密封保存。工业上制备BaCl2·2H2O有如下两种途径：
途径1：以重晶石(主要成分BaSO4)为原料，流程如下：
(1)写出“溶解”时反应的化学方程式：_______。
(2)“高温焙烧”时必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是_______。
(3)结晶得到的晶体，需用乙醇洗涤的理由是_______。
途径2：以毒重石(主要成分BaCO3，含CaCO3、MgCO3、Fe2O3、SiO2等杂质)为原料，流程如下：
已知：Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7，Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9，Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11
Ca2+
Mg2+
Fe3+
开始沉淀时的pH
9
9.1
1.9
完全沉淀时的pH
13.9
11.1
3.7
(4)加NH3·H2O调pH=8的目的是_______。
(5)滤渣II中含_______(填化学式)。
(6)加入H2C2O4时应避免过量，其原因是为了防止生成_______(填化学式)。H2C2O4是一种二元弱酸，实验室可用酸性高锰酸钾溶液滴定其浓度，滴定终点的现象为：_______。发生反应的离子方程式为：_______。
9. 工业上利用氧化铝基废催化剂(主要成分为Al2O3，少量Pd)回收Al2(SO4)3及Pd的流程如下：
⑴焙烧时产生的气体X为 (填化学式)。
⑵浸液Y的主要成分为 (填化学式)。
⑶“热还原”过程中发生反应的化学方程式为 。
⑷上述流程中焙烧温度不宜过高，否则会导致硫酸铵固体的分解。某兴趣小组为探究高温下硫酸铵的分解产物，通过下列装置进行实验，观察到B中溶液颜色变浅，C中无明显现象。
①装置B的作用是 。
②进一步测定可知，D中收集到的气体相对分子质量为28。写出(NH4)2SO4固体高温分解的化学方程式： 。
⑸Pd是优良的储氢金属，其储氢原理为2Pd(s)+x H2(g)=2PdHx(s)，其中x的最大值为0.8。已知：Pd的密度为12g·cm-3，则1cm3Pd能够储存标准状况下H2的最大体积为 L(计算结果保留整数)。
10. 绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁。某实验小组用工业上的废弃固体(主要成分为Cu2S和Fe2O3)制取粗铜和绿矾(FeSO4·nH2O)产品，设计流程如图所示：
回答下列问题：
(1)气体a为_________(填化学式)，检验该气体的方法为__________________。
(2)固体B的主要成分为____________(填化学式)。
(3)溶液B在空气中放置有可能变质，检验溶液B是否变质的方法为________________________。
(4)为测定绿矾中结晶水的含量(不考虑硫酸亚铁分解)，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2，设为装置A)称重，记为m1g。将绿矾装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2g。按如图连接好装置进行实验(夹持装置已略去)。
①仪器B的名称是_____________。
②下列实验操作步骤的正确顺序为___________________________(填字母)；重复上述操作步骤，直至装置A恒重，记为m3g。
a.点燃酒精灯，加热 b.熄灭酒精灯
c.关闭K1和K2 d.打开K1和K2，缓缓通入N2
e.称量装置A f.冷却到室温
③根据实验记录，绿矾化学式中结晶水的数目为___________(用含m1、m2、m3的代数式表示)。
11. 硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)是铜盐中重要的无机化工原料，广泛应用于农业、电镀、饲料添加剂、催化剂、石油、选矿、油漆等行业。Ⅰ.采用孔雀石[主要成分CuCO3·Cu(OH)2]、硫酸(70%)、氨水为原料制取硫酸铜晶体。其工艺流程如下：
(1)预处理时要用破碎机将孔雀石破碎成粒子直径 < 1 mm，破碎的目的是____________。
(2)已知氨浸时发生的反应为CuCO3·Cu(OH)2+ 8NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3+ 8H2O，蒸氨时得到的固体呈黑色，请写出蒸氨时的反应方程式：________________________。
(3)蒸氨出来的气体有污染，需要净化处理，下图装置中合适的为_______________________(填标号)；经吸收净化所得的溶液用途是_______________________(任写一条)。
Ⅱ.采用金属铜单质制备硫酸铜晶体
(4)教材中用金属铜单质与浓硫酸反应制备硫酸铜，虽然生产工艺简洁，但在实际生产过程中不采用，其原因是__________________________________________(任写两条)。
(5)某兴趣小组查阅资料得知：
Cu+CuCl2=2CuCl
4CuCl+O2+2H2O=2[Cu(OH)2·CuCl2]
[Cu(OH)2·CuCl2]+H2SO4=CuSO4+CuCl2+2H2O
现设计如下实验来制备硫酸铜晶体，装置如图：
向铜和稀硫酸的混合物中加入氯化铜溶液，利用二连球鼓入空气，将铜溶解，当三颈烧瓶中呈乳状浑浊液时，滴加浓硫酸。
①装置中加入CuCl2的作用是_______________________
② 若开始时加入a g铜粉，含b g氯化铜溶质的氯化铜溶液，最后制得c g CuSO4·5H2O，假设整个过程中杂质不参与反应且不结晶，每步反应都进行得比较完全，则原铜粉的纯度表达式为___________。
12. 碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防治碘缺乏病，KI、KIO3曾先后用于加碘盐中。KI还可用于分析试剂、感光材料、制药等，其制备原理如下：
反应Ⅰ：3I2+6KOH=KIO3+5KI+3H2O
反应Ⅱ：3H2S+KIO3=3S↓+KI+3H2O
请回答有关问题。
(1)启普发生器中发生反应的化学方程式为_____。装置中盛装30%氢氧化钾溶液的仪器名称是_____。
(2)关闭启普发生器活塞，先滴入30%的KOH溶液。待观察到三颈烧瓶中溶液颜色由棕黄色变为_____(填现象)，停止滴人KOH溶液；然后_____(填操作)，待三颈烧瓶和烧杯中产生气泡的速率接近相等时停止通气。滴入硫酸溶液，并对三颈烧瓶中的溶液进行水浴加热，其目的是使溶液酸化并加热，有利于H2S溢出，从而除去H2S。
(3)把三颈烧瓶中的溶液倒入烧杯中，加入碳酸钡，在过滤器中过滤，过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外，还含有硫酸钡和_____(填名称)。合并滤液和洗涤液，蒸发至析出结晶，干燥得成品。
(4)实验室模拟工业制备KIO3流程如图：
几种物质的溶解度见表：
KCl
KH(IO3)2
KClO3
25℃时的溶解度(g)
20.8
0.8
7.5
80℃时的溶解度(g)
37.1
12.4
16.2
①由上表数据分析可知，“操作a”为_____。
②用惰性电极电解KI溶液也能制备KIO3，与电解法相比，上述流程制备KIO3的缺点是_____。
(5)某同学测定。上述流程生产的KIO3样品的纯度。
取1.00g样品溶于蒸馏水中并用硫酸酸化，再加入过量的KI和少量的淀粉溶液，逐滴滴加2.0mol⋅L-1Na2S2O3溶液，恰好完全反应时共消耗12.60mL Na2S2O3溶液。该样品中KIO3的质量分数为_____(已知反应：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)。
13. 某工厂用肼(N2H4)处理含有大量CuOH2的废料来回收金属铜，流程如下：
回答下列问题：
(1)“反应”需加热，写出该反应的化学方程式：________。
(2)实验室利用NH3和NaClO溶液反应制备N2H4的装置(部分夹持仪器已省略)如图：
①盛放浓氨水的仪器名称为________，装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式为________。
②若选用下图中的装置收集一瓶干燥的氨气，其连接顺序为：发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。
③写出上述反应生成N2H4的离子方程式：________。
(3)铜粉纯度的测定，步骤如下：
步骤1：称取2.00g铜粉样品于烧杯中，缓慢加入足量稀H2SO4，边加热边通入O2使粉末完全溶解。冷却后将溶液移入100mL的容量瓶中，用水稀释至刻度线处；
步骤2：准确量取20.00mL上述溶液，调节溶液呈弱酸性，向其中加入过量的KI，充分反应后，以淀粉溶液作指示剂，用0.20mol⋅L-1的Na2S2O3标准溶液滴定，滴定终点时共消耗Na2S2O3标准溶液30.00mL。
若铜粉中杂质不参与反应，则铜粉中含铜的质量分数为________。
[已知步骤2中发生反应如下：Cu2++I-→CuI↓+I3-；I3-+S2O32-→S4O62-+I-(均未配平)]
14. 以含钴废催化剂(主要成分为Co、Fe、SiO2)为原料，制取氧化钴的流程如下：
(1)溶解后过滤，将滤渣洗涤2～3次，洗液与滤液合并，其目的是___________________。
(2)氧化：加热搅拌条件下加入NaClO3，将Fe2+氧化成Fe3+，其离子方程式____________________________________________。
已知：铁氰化钾化学式为K3[Fe(CN)6]；亚铁氰化钾化学式为K4[Fe(CN)6]·3H2O。
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)
4Fe3++3[Fe(CN)6]4-=Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)
确定Fe2+是否氧化完全的方法是__________________________________。(可供选择的试剂：铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液)
(3)除铁：加入适量的Na2CO3调节酸度，生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，写出该反应的化学方程式__________________。
(4)沉淀：生成沉淀碱式碳酸钴[(CoCO3)2·3Co(OH)2]，沉淀需洗涤，洗涤的操作是______________________________________________________。
(5)CoCl2的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸，边加热边搅拌至完全溶解后，需趁热过滤，其原因是____________。
(6)灼烧：准确称取所得CoC2O41.470g，在空气中充分灼烧得0.830g氧化钴，写出氧化钴的化学式_______________________________。
15. H2O2是生产、生活、实验中常用的试剂。
Ⅰ.工业上制备H2O2的流程如下：
(1)“转化”中反应的化学方程式为_________：“低温放置”的目的是_________、_________。
(2)图甲为“减压蒸馏”的部分装置，该装置由克氏蒸馏头和_________(填仪器名称)组成。
Ⅱ.实验小组利用图乙装置测定阿伏加德罗常数(NA)
(3)实验准备
①H2O2溶液浓度标定。可选用_________(填标号)试剂对H2O2溶液进行滴定，测定其浓度。
A.H2C2O4 B.KMnO4 C.淀粉KI
②装置气密性检查。打开止水夹，将注射器b的活塞推至底部，拉动注射器a活塞吸入10 mL空气，关闭止水夹。向下推动注射器a活塞至底，当观察到注射器b的现象为_________，说明装置的气密性良好。
(4)测定过程
①在反应室中加入适量MnO2，将注射器b活塞推至底部，关闭止水夹。用注射器a准确抽取c mol·L-1H2O2溶液V1mL，缓慢地注入反应室后，固定注射器a活塞。
②反应结束后，待反应体系处于_________状态时，读取注射器b的气体体积为V2mL，则产生O2的体积为_________mL。
③设室温下O2的密度为ρ g·L-1，一个O2实际质量为mg，则NA=_________(用含ρ等字母的代数式表示)。
(5)该实验利用H2O2作为生氧剂的优点有_________(写两条)。
答案和解析
1.【答案】(1)a、c；b、d
(2)装置A中玻璃管产生的气泡的快慢
(3)装置B中溶液的橙黄色恰好褪去；
II. 吸收挥发的溴，防止污染空气
【解析】
【分析】
本题考查了物质制备的流程分析判断，为高频考点和常见题型，侧重于学生的分析、实验能力的考查，题目侧重海水提取溴的原理应用，实验过程和实验的注意问题是解题关键，题目难度中等。
【解答】
浓缩海水中加入氯气氧化溴离子得到溴水的混合物，利用热的空气吹出溴单质，得到粗溴，通入二氧化硫吸收溴单质发生氧化还原反应生成溴化氢，再通入氯气氧化溴离子得到溴与水的溶液，最后蒸馏得到液溴，
(1)进行步骤②的目的是利用热的空气吹出溴单质，故应关闭活塞a、c，打开活塞b、d；
(2)步骤②中可根据装置A中玻璃管产生的气泡的快慢，简单判断热空气的流速；
(3)步骤③中是二氧化硫和溴单质发生氧化还原反应生成溴化氢和硫酸，简单判断反应完全的依据是装置B中溶液的橙黄色恰好褪去，溴水褪色步骤③中发生反应的离子方程式为 ；
II.溴为有毒气体，不能直接排放到空气中，故装置F中的氢氧化钠溶液的作用是吸收挥发的溴，防止污染空气。
2.【答案】(1)O2(或H2O2)与稀硝酸
(2)蒸发皿；当蒸发皿中液体出现结晶膜或有一定量的晶体析出时
(3)①能；②品红溶液褪色；③吸收尾气SO2和HCl，防止其污染空气；④Cu(NO3)2·3H2O+3SOCl2=Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl↑
(4)①酸式滴定管；②94.0%
【解析】
【分析】
本题考查无机物的制备及含量的测定，涉及化学方程式的书写、实验仪器等知识点，综合性较强，关键是明确反应原理与各装置作用，侧重于学生将知识运用和解决问题的能力，试题较难。
【解答】
(1)从绿色化学、原子经济性角度考虑，由铜屑制取硝酸铜溶液时，为提高硝酸的利用率，并减少氮氧化物的生成，可通入氧气或者加入过氧化氢溶液作氧化剂，则试剂X为O2(或H2O2)与稀硝酸；
(2)步骤Ⅱ包括蒸发浓缩、冷却结晶等步骤，蒸发时所用容器为蒸发皿，当蒸发皿中液体出现结晶膜或有一定量的晶体析出时，停止加热，再进行冷却结晶；
(3)步骤ⅢCu(NO3)2·3H2O与SOCl2反应生成无水硝酸铜，已知SOCl2遇水剧烈水解生成两种酸性气体，应为二氧化硫和氯化氢，则装置A中发生的反应为Cu(NO3)2·3H2O+3SOCl2=Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl↑；
①打开装置活塞b，恒压滴液漏斗内和三颈烧瓶内压强一致，则液体能全部流下；
②A装置中，Cu(NO3)2·3H2O与SOCl2反应生成二氧化硫，使C中品红溶液褪色；
③D装置用来吸收尾气SO2和HCl，防止其污染空气；
④由以上分析知，A中化学方程式为Cu(NO3)2·3H2O+3SOCl2=Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl；
(4)①Cu(NO3)2溶液，由于水解显弱酸性，则量取10.00mLCu(NO3)2溶液所用量器为酸式滴定管；
②由图像可知，当溶液吸光度A=0.600时，Cu2+标准溶液的浓度为2.5×10-3mol/L，则所移取的10.00mL原Cu(NO3)2溶液中溶质物质的量为2.5×10-3mol/L×0.1L=2.5×10-4mol，则0.50g无水Cu(NO3)2产品中Cu(NO3)2的物质的量为2.5×10-4mol×10=2.5×10-3mol，则无水Cu(NO3)2的纯度是2.5×10-3mol×188g/mol0.50g×100％=94.0％。
3.【答案】(1)①球形冷凝管
②
③安全瓶，防止倒吸
(2)加热浓缩，冷却结晶
(3)①锥形瓶中溶液变为紫红色，且30秒内颜色不褪
【解析】
【分析】
本题以制备草酸铁铵为载体考查物质的制备型实验，为高频考点，难度一般。掌握物质的制备原理、仪器的使用、氧化还原滴定原理以及质量分数计算等知识为解答关键。
【解答】
(1)①根据题图中所画图形，a为球形冷凝管；
②硝酸做氧化剂，按照生成物NO和NO2物质的量1∶3分析，每4mol HNO3得电子；葡萄糖做还原剂生成草酸，每1mol C6H12O6失电子，按照得失电子守恒，1mol C6H12O6应与12mol HNO3发生相应反应，所以化学方程式为；
③反应生成的NO与NO2为有害气体，需用NaOH溶液吸收，发生反应生成硝酸盐及亚硝酸盐，该反应比较剧烈，气体被吸收的速率较快，容易造成吸收液倒吸，所以装置B的作用是安全瓶，防止倒吸；
(2)草酸铁铵是铵盐，加热温度过高会出现成分分解变质，所以需要通过降温结晶的方案获取晶体，所以需要将溶液浓缩，降温后结晶产物会更多，产率会更高，所以为加热浓缩，冷却结晶；
(3)①KMnO4溶液做标准液，在滴定到终点时，KMnO4极微量过量，故溶液中显示KMnO4稀溶液颜色紫红色，所以终点现象为锥形瓶中溶液变为紫红色，且30秒内颜色不褪；
②通过得失电子守恒可知KMnO4用量与H2C2O4用量物质的量之比为2∶5，草酸铁铵[(NH4)3Fe(C2O4)3]与草酸的物质的量之比为1∶3，所以10mL样品溶液中草酸铁铵的物质的量，那么100mL样品液中的草酸铁铵的物质的量为0.01mol，代入质量分数的计算式：。
4.【答案】(1)BD
(2)c→e→b→d
(3)(NH4)2SO4
(4)bd；4FeC2O4·2H2O+3O2高温2Fe2O3+8CO2+8H2O
(5)接触面积小，反应不完全，产品中含碳杂质
【解析】
【分析】本题考查无机物质的制备流程，难度一般，涉及化学方程式的书写等，解题的关键是对题干信息的解读和对基础知识的灵活运用。
【解答】(1)A.步骤②，H2C2O4稍过量主要是为了使亚铁离子尽量形成草酸亚铁沉淀，不符合题意；
B.草酸的溶解度随温度的升高而增大，所以步骤③，采用热水洗涤可提高除杂效果，符合题意；
C.步骤③，母液中的溶质主要是硫酸铵、草酸和硫酸亚铁，不符合题意；
D.二水合草酸亚铁在150℃开始失去结晶水，所以温度略高于100℃可快速干燥，而不影响二水合草酸亚铁，符合题意。
故答案为：BD。
(2)根据洗涤和抽滤的操作步骤可知操作顺序为：打开活塞A、加入洗涤剂洗涤、关闭活塞A、确认抽干，故正确的操作顺序为：c→e→b→d。
(3)二水合酸亚铁中最主要的杂质是(NH4)2SO4。
(4)灼烧需要坩埚高温炉；二水合草酸亚铁在高温条件下与氧气反应生成氧化铁、二氧化碳和水，化学方程式为：4FeC2O4·2H2O+3O2高温2Fe2O3+8CO2+8H2O。
(5)因为碳粉是固体，与氧化铁粉末混合时接触不充分，反应不能完全进行，最后可能会混入碳粉杂质。
5.【答案】(1)cdef；
(2)过滤；萃取分液；
(3)B；
(4)紫色；分液漏斗上口活塞未打开；
(5)保持温度恒定，受热更均匀。
【解析】
【分析】
本题主要考查的是海水资源的应用，为高频考点，把握物质的性质、流程中发生的反应、混合物分离提纯为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度不大。
【解答】
由流程可知，在坩埚中灼烧后溶解、浸泡，操作①为过滤，分离出含碘离子的溶液，②中氯气可氧化碘离子生成碘单质，③中加苯或四氯化碳萃取、分液，得到含碘的有机溶液，最后蒸馏分离出碘。
(1)灼烧固体物质一般使用(瓷)坩埚，而坩埚加热需要用泥三脚支撑然后放在三脚架上，三脚架下面的空间放酒精灯；灼烧海带需要的仪器有：酒精灯、三脚架、泥三角及坩埚。
(2)分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，从碘水中分离出碘采用萃取方法，所以①的操作名称是过滤，③的操作名称是萃取分液。
(3)萃取剂的选择原理：和水互不相溶，要萃取的物质在其中的溶解度大于在水中的溶解度；
A.酒精和水互溶，所以不能作萃取剂，故A错误；
B.四氯化碳、苯符合萃取剂条件，所以能作萃取剂，故B正确；
C.乙酸和水互溶，所以乙酸不能作萃取剂，故C错误；
D.甘油和水互溶，所以甘油不能作萃取剂，故D错误。
(4)四氯化碳的密度大于水且和水不互溶，四氯化碳能萃取碘，所以有机层在下方、水在上方，碘的四氯化碳溶液呈紫色，故下层液体呈紫色；如果分液漏斗上端的玻璃塞未打开或分液漏斗上口活塞小孔未与空气相通，则液体不会流出。
(5)根据题意知：有机溶剂为CCl4(沸点为77℃)，低于水的沸点，所以选择水浴加热使蒸馏烧瓶受热均匀，便于控制温度，碘的沸点为184℃，最后晶态碘在蒸馏烧瓶里聚集。
6.【答案】(1)+2 三颈烧瓶(或三口烧瓶)
(2)Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O
(或Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O)
(3)K2;K1
(4)2Cl-+2Cu2++SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+
(5)NaOH(其他合理答案也给分)吸收多余的酸性气体，避免污染环境
(6)2CuCl+2OH-≜Cu2O+H2O+2Cl-
(7)28.8
【解析】
【分析】
本题是以化工流程为基础的实验考查题，涉及了试剂选择、仪器名称、实验操作，简单计算等，考查了化学用语中的化合价、离子方程式和化学方程式的书写，难度中等。学过知识灵活运用是关键。
【解析】
(1)碱式碳酸铜的化学式为Cu2(OH)2CO3，其中Cu元素为+2价，仪器D的名称为三颈烧瓶或三口烧瓶，
故答案：三颈烧瓶或三口烧瓶
(2)B中发生的是硫酸与亚硫酸钠的反应，根据硫酸的量，可能由两种情况，化学方程式为：Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O或Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O；
故答案为：Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O或Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
(3)实验开始时，先使碱式碳酸铜与盐酸在D中反应生成CuCl2，所以应先关闭K1，打开K2，待碱式碳酸铜完全转化为CuCl2后，再关闭C的活塞，打开K1和A的活塞。
故答案为：K2，K1
(4)SO2与CuCl2溶液反应生成CuCl，离子方程式为：2Cl-+2Cu2++SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+。
(5)为避免污染环境，烧杯E中应加入碱溶液吸收尾气。
故答案为：NaOH(其他合理答案也可)、吸收多余的酸性气体，避免污染环境
(6)步骤④中CuCl与NaOH溶液反应生成Cu2O，离子方程式为：2CuCl+2OH-≜Cu2O+H2O+2Cl-，
故答案为：2CuCl+2OH-≜Cu2O+H2O+2Cl-
(7)根据关系式：Cu2(OH)2CO3∼Cu2O可知，最多可制得m(Cu2O)=44.4g×144g⋅mol-1222g⋅mol-1=28.8g
故答案为：28.8
7.【答案】(1)Fe2++H2C2O4+2H2OFeC2O4·2H2O↓+2H+；
(2)①平衡气压，使液体顺利滴下；
②温度过低，反应速率过慢，温度过高，双氧水易分解；水浴加热；
(3)洗涤、干燥；
(4)①除去C2O42-，避免其干扰步骤Ⅱ中Fe2+的测定；滴入最后一滴KMnO4溶液后，溶液变为紫红色，且半分钟内不变色；
②28yzx％。
【解析】
【分析】
本题主要考查的是以无机工业流程为载体的化学实验原理、实验操作，意在考查学生对实验的理解和综合运用能力，注意氧化还原反应原理的应用和实验原理的理解。
【解答】
(1)“煮沸”时，亚铁离子与草酸以及水反应生成FeC2O4·2H2O和H+，离子反应方程式为：Fe2++H2C2O4+2H2OFeC2O4·2H2O↓+2H+；
(2)①导管a的作用是连通分液漏斗与烧瓶，平衡上下气压，使分液漏斗中液体顺利滴下；
②“氧化”时反应液应保持温度40℃左右，其原因是温度过低，反应速率过慢，温度过高，双氧水易分解；40℃加热，加热方式为水浴加热；
(3)由K3Fe(C2O4)3溶液得到K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体的一系列操作为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
(4)①由整个测定过程可知步骤Ⅰ中KMnO4溶液将C2O42-氧化为CO2，目的是除去C2O42-，避免其干扰步骤Ⅱ中Fe2+的测定；步骤Ⅱ是用y mol·L-1的KMnO4溶液滴定Fe2+，KMnO4溶液自身有颜色，可以作指示剂，达到滴定终点时的现象为：滴入最后一滴KMnO4溶液后，溶液变为紫红色，且半分钟内不变色；
②由得失电子守恒可得关系式5Fe2+∼MnO4-，则x g样品中Fe元素的物质的量n(Fe)=5n(MnO4-)=5×10-3yz mol，则该样品中铁元素的质量分数为56×5×10-3yzx×100％=28yzx%。
8.【答案】(1)BaS+2HCl=BaCl2+H2S↑；
(2) 使硫酸钡得到充分还原，提高BaS的产量；该反应为高温反应，碳和氧气反应放出热量维持所需要的高温条件；
(3)氯化钡难溶于乙醇，用乙醇洗涤，可以减少产品的损失；
(4)将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，且SiO2不溶于氨水，从而除去Fe(OH)3 和SiO2；
(5)Mg(OH)2、Ca(OH)2 ；
(6)BaC2O4；滴入最后一滴溶液，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不变色；2MnO4-+3H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。
【解析】
【分析】
本题考查无机工艺流程及流程为载体的无机物的制备实验，侧重考查化学方程式及离子方程式的书写、物质的分离提纯、流程分析、氧化还原滴定等，题目难度一般，强调学生分析问题及解决问题的能力，题目难度中等。
【解答】
(1)重晶石矿经过高温焙烧的产物用盐酸溶解，产生了硫化氢，根据复分解反应的原理，硫酸钡焙烧生成了BaS，因此溶解的反应方程式为：BaS+2HCl=BaCl2+H2S↑；
(2)为了使硫酸钡得到充分还原，提高BaS的产量，且该反应为高温反应，碳和氧气反应放出热量维持所需要的高温条件，所以“高温焙烧”时必须加入过量的炭，同时还要通入空气；
(3)根据信息可知，氯化钡易溶于水，微溶于盐酸和硝酸，难溶于乙醇和乙醚，用乙醇洗涤，可以减少产品的损失，
(4)在浸取过程中，盐酸溶解氧化铁生成铁离子，氨水调节溶液的pH=8时，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，同时，二氧化硅不溶于盐酸和氨水，因此滤渣I中含有二氧化硅，故加NH3·H2O调pH=8的目的是将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，且SiO2不溶于氨水，从而除去Fe(OH)3 和SiO2；
(5)根据题干表格信息，pH=12.5时，溶液中的钙离子和镁离子转化为Mg(OH)2和Ca(OH)2沉淀，故滤渣II中含Mg(OH)2、Ca(OH)2 ；
(6)H2C2O4过量时，当Qc>Ksp(BaC2O4)，可能会生成BaC2O4沉淀，因此H2C2O4应避免过量，实验室可用酸性高锰酸钾溶液滴定H2C2O4浓度时，滴定终点的现象为滴入最后一滴溶液，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不变色；对应的离子方程式为：2MnO4-+3H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；
9.【答案】(1)NH3
(2)H2PdCl6
(3)(NH4)2PdCl6+2H2Pd+2 NH3+6HCl
(4)①检验产物中的SO2 ；②3(NH4)2SO4 4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑
(5)1
【解析】
【分析】
本题考查了物质分离提纯、氧化还原反应、物质性质和反应现象的分析应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等。
【解答】
废催化剂(主要成分为Al2O3，少量Pd)，废催化剂硫酸铵焙烧得到气体X为氨气，产物水浸过滤得到硫酸铝溶液，滤渣Pd加入浓硝酸和浓盐酸酸浸生成二氧化氮，浸液Y是Pd溶于王水生成，Pd+6HCl+4HNO3 H2PdCl6+4NO2↑+4H2O，Y为H2PdCl6，通入氨气中和过滤得到滤渣(NH4)2PdCl6，被氢气还原得到Pd。
(1)焙烧得到气体是铵盐分解生成的氨气；
故答案为：NH3；
(2)浸液Y的主要成分为是Pd溶于王水生成的络合物，Pd+6HCl+4HNO3 H2PdCl6+4NO2↑+4H2O，Y为H2PdCl6；
故答案为：H2PdCl6；
(3)“热还原”过程中发生反应是(NH4)2PdCl6被H2还原生成Pd、氨气和氯化氢，反应的化学方程式为：(NH4)2PdCl6+2H2 Pd+2NH3+6HCl；
故答案为：(NH4)2PdCl6+2H2 Pd+2NH3+6HCl；
(4)①装置B中品红溶液的作用是检验产物中的SO2，故答案为：检验产物中的SO2； ②进一步测定可知，D中收集到的气体相对分子质量为28为氮气，生成产物为氨气、二氧化硫、氮气和水蒸气，结合电子守恒和原子守恒配平书写化学方程式为：3(NH4)2SO4 4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑；
故答案为：3(NH4)2SO4 4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑；
(5)储氢原理为2Pd(s)+x H2(g)=2PdHx(s)，其中x的最大值为0.8.已知：Pd的密度为12g⋅cm-3，1cm3Pd质量=12g⋅cm-3×1cm3=12g，物质的量=12g106g/mol ；
2Pd(s)+x H2(g)=2PdHx(s)，
2 0.8
12g106g/mol n
n=12106×0.8×12mol，则1cm3Pd能够储存标准状况下H2的最大体积=12106×0.8×12mol×22.4L/mol≈1L。
故答案为：1。
10.【答案】(1)SO2；将该气体通入品红溶液中，若品红溶液褪色，加热后恢复红色，则该气体为SO2
(2)Fe、Cu
(3)取少量溶液B于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变红，则溶液B已变质
(4)①球形干燥管
②dabfce
③76m2-m39m3-m1
【解析】
【分析】
本题考查物质制备方案设计，题目难度中等，明确实验原理为解答关键，注意掌握常见元素化合物性质及中和滴定方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力。
【解答】
(1)废弃固体主要成分Cu2S和Fe2O3，灼烧废气固体发生反应Cu2S+2O2SO2+2CuO，所以气体a为SO2；检验该气体的方法为将该气体通入品红溶液中，若品红溶液褪色，加热后恢复红色，则该气体为SO2；
(2)溶液A中成分为CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4(稀硫酸若过量)，向溶液A中加入过量Fe屑，发生反应CuSO4+Fe=FeSO4+Cu、2Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4、Fe+H2SO4=FeSO4+H2(稀硫酸若过量)，所以固体B成分是Fe、Cu；
(3)溶液B成分为FeSO4，若变质会被氧化成铁离子，可用硫氰化钾检验，方法为：取少量溶液B于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变红则溶液变质，反之则没有变质；
(4)①由仪器的图形可知B为球形干燥管；
②实验时，为避免亚铁离子被氧化，应先通入氮气，冷却时注意关闭开关，防止氧气进入，冷却至室温再称量固体质量的变化，则正确的顺序为dabfce；
③直至A恒重，记为m3 g，应为FeSO4和装置的质量，则m(FeSO4)=(m3-m1)，m(H2O)=(m2-m3)，则n(H2O)=m2-m318、n(FeSO4)=m3-m1152，结晶水的数目等于76(m2-m3)9(m3-m1)。
11.【答案】(1)增大反应物接触面积，提高氨浸的效率
(2)[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3 2CuO + CO2↑ + 8NH3↑ + H2O
(3)A ；制化学肥料等
(4)产生有毒的气体，污染环境；原材料利用率低；浓硫酸有强腐蚀性
(5)①做催化剂；②64c250a×100%
【解析】
【分析】
本题考查物质制备实验方案设计，侧重考查阅读、实验操作、实验分析判断及计算能力，明确元素化合物性质及其性质差异性、流程图中发生的反应及物质提纯分离方法、关系式的正确运用等知识点是解本题关键，知道各个仪器作用，题目难度中等。
【解答】
(1)破碎机把孔雀石破碎成细小颗粒，增大了与氨水接触面积，提高氨浸的效率，
故答案为：增大反应物接触面积，提高氨浸的效率；
(2)由题意可知，氨浸时生成[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3，蒸氨时得到的固体呈黑色，含有Cu元素的黑色固体是CuO，说明蒸氨时[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3分解生成CuO，同时还生成氨气、二氧化碳和水，其反应方程式为[Cu(NH3)4]2(OH)2CO32CuO+CO2↑+8NH3↑+H2O，
故答案为：[Cu(NH3)4]2(OH)2CO32CuO+CO2↑+8NH3↑+H2O；
(3)蒸氨出来的气体有氨气和二氧化碳，氨气有污染，需要通入硫酸净化处理生成硫酸铵，为了防止倒吸，合适的装置为A；净化后生成硫酸铵溶液，其用途是制备化学肥料等，
故答案为：A；制化学肥料等；
(4)直接利用铜与浓硫酸反应会产生有毒的气体二氧化硫，这样既污染环境又使原材料利用率低，而且浓硫酸有强腐蚀性，会腐蚀生成设备，
故答案为：产生有毒的气体，污染环境；原材料利用率低；浓硫酸有强腐蚀性；
(6)①由题意可知，氯化铜虽然参与反应，但最后又生成了等量的氯化铜，可知氯化铜在此反应过程中做催化剂，
故答案为：做催化剂；
②将Cu+CuCl2=2CuCl、4CuCl+O2+2H2O=2[Cu(OH)2⋅CuCl2]、[Cu(OH)2⋅CuCl2]+H2SO4=CuSO4+CuCl2+2H2O相加得总反应方程式2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O，根据原子守恒得Cu～CuSO4～CuSO4⋅5H2O，m(Cu)=cg250g/mol×64g/mol=64c250g，原铜粉的纯度为=m(纯铜)m(样品)×100%=64c250gag×100%=64c250a×100%，
故答案为：64c250a×100%。
12.【答案】(1)ZnS+H2SO4=H2S↑+ZnSO4；恒压滴液漏斗
(2)无色；打开启普发生器活塞，通入气体
(3)硫
(4)①蒸发浓缩、冷却结晶；②产生氯气，污染环境
(5)89.88%
【解析】
【分析】
本题主要考查化学实验原理、物质的制备、实验操作以及物质含量的测定，考查学生对实验的理解和综合运用的能力，试题难度一般。
【解答】
(1)根据装置图中的药品可知启普发生器中硫化锌与稀硫酸反应产生硫化氢气体和硫酸锌，对应的化学方程式为：ZnS+H2SO4=H2S↑+ZnSO4；装置中盛装30%氢氧化钾溶液的仪器名称是恒压滴液漏斗；
(2)当反应完成时碘单质完全被消耗，因此待观察到三颈烧瓶中溶液颜色由棕黄色变为无色时，停止滴入KOH溶液；后续为硫化氢与碘酸钾的反应，因此打开启普发生器活塞，通入气体，待三颈烧瓶和烧杯中产生气泡的速率接近相等时停止通气；
(3)把KI混合液倒入烧杯，加入碳酸钡除去过量的硫酸，在过滤器中过滤，过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外，还有硫酸钡和单质硫；
(4)根据流程：碘、氯酸钾、水酸化反应得到KH(IO3)2、Cl2和KCl，逐Cl2，结晶KH(IO3)2过滤，分离KH(IO3)2和KCl，加水溶解KH(IO3)2，加入KOH调节pH，浓缩结晶得到碘酸钾，据此解答。①表数据分析可知KH(IO3)2在常温下溶解度小，操作Ⅰ是得到KH(IO3)2晶体，操作的名称为：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得到晶体；
②电解法将碘氧化为碘酸钾，而KClO3氧化法产生氯气，污染环境；
(5)KIO3～3I2～6Na2S2O3
1 6
n(KIO3) 2.0 mol·L-1×0.01260 L
n(KIO3)=0.0042 mol，。
13.【答案】(1)N2H4+4Cu(OH)22Cu2O+N2↑+6H2O；
(2)①分液漏斗；NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2；
②dcfe(dc)i；
③ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O；
(3)96%。
【解析】
【分析】
本题主要考查的是以“化工流程”为载体的综合实验，意在考查学生的分析能力和实验设计、评价能力，解题的关键是理解实验的原理。
【解答】
(1)由流程图可知，“反应”中的反应物是N2H4和4Cu(OH)2，主要产物是氮气和氧化亚铜，根据原子守恒和化合价升降守恒可写出该反应的化学方程式为N2H4+4Cu(OH)22Cu2O+N2↑+6H2O；
故答案为：N2H4+4Cu(OH)22Cu2O+N2↑+6H2O；
(2)①盛放浓氨水的仪器名称为分液漏斗；氧化钙与浓氨水反应生成氨气和氢氧化钙，反应方程式为NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2；
故答案为：分液漏斗；NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2；
②氨气极易溶于水，不能用排水法收集，用图中排气法收集时，由于氨气密度比空气小，应短管进，长管出，氨气用图中碱石灰干燥时应大口进小口出，则选用图中的装置收集一瓶干燥的氨气，其连接顺序为发生装置→dcfe(dc)i，在尾气吸收装置和收集装置间加装干燥装置，能防止尾气吸收装置中的水蒸气进入收集装置。
故答案为：dcfe(dc)i；
③由氧化还原反应规律，次氯酸钠将氨气氧化为N2H4，自身被还原为氯离子，反应的离子方程式为ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O；
故答案为：ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O；
(3)配平步骤2中的反应为：；，则20.0mL溶液中含有铜离子n(Cu2+)=0.2mol/L×30×10-3L=0.006mol，则铜粉中含铜的质量分数为0.006mol×5×64g/mol2.00g×100％=96%，
故答案为：96%。
14.【答案】(1)提高钴等元素的利用率；
(2)6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O；取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则Fe2+已全部被氧化；
(3)3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑；
(4)向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，静置使滤液流出．重复操作2～3次；
(5)防止因温度降低，CoCl2晶体析出；
(6)Co2O3。
【解析】
【分析】
本题考查化学方程的书写、离子的检验、沉淀的洗涤、对图象的分析处理等，需要学生具备知识的基础，难度中等。
钴废催化剂加入稀硫酸，发生Co+H2SO4=CoSO4+H2↑，Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，过滤后滤渣是不溶的二氧化硅，而滤液是硫酸钴、硫酸亚铁与过量的硫酸的混合溶液，向滤液中加氯酸钠将亚铁离子氧化成铁离子，然后加入碳酸钠得到黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，继续向滤液中加入碳酸钠，得到碱式碳酸钴[(CoCO3)2⋅3Co(OH)2]，然后用盐酸溶解碱式碳酸钴[(CoCO3)2⋅3Co(OH)2]，再向所到溶液中加入草酸铵，得到溶解度极小的草酸钴，最后燃烧生成氧化钴。
【解答】
(1)洗液与滤液合并，提高洗涤和滤液中钴的利用率，故答案为：提高钴等元素的利用率；
(2)亚铁离子被氯酸根离子氧化成铁离子，1molr的亚铁离子失去1mol的电子，而1mol的氯酸根离子得到6mol的电子，根据电子得失守恒，可知离子方程式为：6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O，取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则Fe2+已全部被氧化，故答案为：6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O；取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则Fe2+已全部被氧化；
(3)生成硫酸铁与碳酸钠发生双水解得到黄钠铁矾，化学反应方程式为：3Fe2(SO4)3+6H2O+6 Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5 Na2SO4+6CO2↑，故答案为：3Fe2(SO4)3+6H2O+6 Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5 Na2SO4+6CO2↑；
(4)沉淀洗涤的方法是向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，静置使滤液流出．重复操作2～3次，
故答案为：向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，静置使滤液流出．重复操作2～3次；
(5)CoCl2的溶解度曲线可知，随温度的升高，CoCl2的溶解度增大，所以趁热过滤，防止温度降低氯化钴析出，故答案为：防止因温度降低，CoCl2晶体析出；
(6)CoC2O4的质量为1.470g，可知为0.01mol，Co元素质量为0.59g，钴氧化物质量为0.83g，氧化物中氧元素质量为0.83g-0.59g=0.24g，则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.01mol：0.2416≈2：3，故Co氧化物为Co2O3，故答案为：Co2O3。
15.【答案】(1)Na2O2+2NaH2PO4=2Na2HPO4+H2O2；防止H2O2受热分解；沉降Na2HPO4·nH2O固体
(2)圆底烧瓶
(3)①B
②注射器b的活塞向右移动，且最终注射器b中的气体体积为10mL
(4)②恢复室温或体积不再改变或压强不再改变；V2-V1
③2(V2-V1)ρcV1m
(5)反应完全、无污染、反应速率快等
【解析】
【分析】
本题考查流程分析以及阿伏加德罗常数的测定、对装置与操作的分析、化学计算等，属于拼合型题目，难度中等，是对知识的综合运用与分析解决问题能力的考查。
【解答】
(1)转化中化学方程式为Na2O2＋2NaH2PO4＝2Na2HPO4＋H2O2，低温放置的目的是防止H2O2受热分解，沉降Na2HPO4·nH2O固体；
(2)由装置图可知“减压蒸馏”的部分装置由克氏蒸馏头和圆底烧瓶组成；
(3)①H2O2具有还原性，可用KMnO4试剂对H2O2溶液进行滴定，当滴入最后一滴KMnO4，溶液由无色变为浅红色，到达滴定终点，现象明显，选用KMnO4溶液测量结果更精确，故选B；
②打开止水夹，将注射器b的活塞推至底部，拉动注射器a活塞吸入10 mL空气，关闭止水夹。向下推动注射器a活塞至底，当观察到注射器b的现象为：注射器b的活塞向右移动，且最终注射器b中的气体体积为10mL，说明装置的气密性良好；
(4)①测量气体体积时应避免温度对气体体积的影响，准确测量气体体积应在室温下，故答案为：恢复室温或体积不再改变或压强不再改变；
②注射器中气体体积的变化是由于H2O2分解产生O2引起的，故氧气的体积为（V2－V1）mL；
③由题中信息可知生成O2的质量m(O2)=ρg/L×V2-V11000L，由可知：2H2O2~O2，故可得m(O2)=cV12×10-3mol×NAmol-1×mg，结合两式可得NA=2(V2-V1)ρcV1m；
(5)H2O2分解产物为水和氧气，故本实验的优点是反应完全、无污染、反应速率快等。
专题22 工艺流程式实验探究题
实验题（本大题共15小题）
1. 工业上从海水中提取液溴的一种流程如图1所示：
已知：溴的沸点为58.8℃，微溶于水，有毒性。
I.某同学利用图2所示装置进行步骤①至步骤④的实验，请回答下列问题：
(1)当进行②步骤时，应关闭活塞___________，打开活塞___________；
(2)步骤②可根据________________________________现象，简单判断热空气的流速；
(3)简单判断步骤③中反应完全的依据是_________________________________________，步骤③中发生反应的离子方程式为___________________________________________；
II.步骤⑤用图3所示装置进行蒸馏，装置F的作用是__________________________。
2. 某同学在实验室以铜屑(含有少量CuO)为原料制备适量无水Cu(NO3)2工艺流程如图：
已知：①SOCl2熔点为-105℃、沸点为76℃、遇水剧烈水解生成两种酸性气体；
②4NH3·H2O+Cu2+=[Cu(NH3)4]2++4H2O；[Cu(NH3)4]2+对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与Cu2+在一定浓度范围内成正比。
回答下列问题：
(1)从绿色化学、原子经济性角度考虑，试剂X为____________。
(2)步骤Ⅱ包括蒸发浓缩、冷却结晶等步骤，蒸发时所用容器名称是_________，停止加热的时机是_____________________________________________。
(3)步骤Ⅲ在如图1所示装置(夹持及控温装置省略)中进行。
①实验中，若仅打开装置活塞b的情况下，恒压滴液漏斗中液体________(填“能”或“不能”)全部流下。
②C中产生的现象是_____________________________。
③D的作用是________________________________。
④写出A中三颈烧瓶内Cu(NO3)2·3H2O与SOCl2恰好反应生成Cu(NO3)2的化学方程式：___________________________________________。
(4)用分光光度法可测定产品的纯度。现准确称取0.50 g无水Cu(NO3)2产品，用蒸馏水溶解并定容至100 mL，准确移取该溶液10.00 mL，加过量NH3·H2O，再用蒸馏水定容至100 mL，测得溶液吸光度A=0.600。已知[Cu(NH3)4]2+的吸光度A与Cu2+标准溶液浓度关系如图2所示。
①量取10.00 mL Cu(NO3)2溶液所用量器名称是________________。
②无水Cu(NO3)2的纯度是________(以质量分数表示)。
3. 草酸铁铵[(NH4)3Fe(C2O4)3]是一种常用的金属着色剂，易溶于水，常温下其水溶液pH介于4.0 ∼5.0之间。某化学兴趣小组设计实验制备草酸铁铵并测定其纯度。(1)由HNO3氧化葡萄糖(C6H12O6)制取草酸，实验装置如图：
①仪器a的名称是 ___________。
②在55∼60℃下，装置A中生成H2C2O4，同时生成NO和NO2，且物质的量之比为1：3，该反应的化学方程式为___________。
③装置B的作用是___________。
(2)提纯上述所得的草酸溶液后，制备草酸铁铵的流程如下：
“操作A”包括___________ 、过滤、洗涤和干燥。
(3)测定所得草酸铁铵产品的纯度。
准确称量5.000g所得产品配成100 mL溶液，取10.00 mL于锥形瓶中，加入足量0.1000mol·L-1稀硫酸酸化后，再用0.1000 mol·L-1KMnO4标准溶液进行滴定，消耗KMnO4溶液的体积为12.00 mL。
[已知滴定反应原理为：未配平)
①滴定终点的现象是___________。
②计算产品中(NH4)3Fe(C2O4)3的质量分数___________。[写出计算过程。(NH4)3Fe(C2O4)3的摩尔质量为374 g·mol-1]
4. 某兴趣小组以废铁屑制得硫酸亚铁铵后，按下列流程制备二水合草酸亚铁FeC2O4⋅2H2O，进一步制备高纯度还原铁粉。
已知：FeC2O4⋅2H2O难溶于水，150℃开始失结晶水；H2C2O4易溶于水，溶解度随温度升高而增大。
请回答：
(1)下列操作或描述正确的是________。
A.步骤②，H2C2O4稍过量主要是为了抑制Fe2+水解
B.步骤③，采用热水洗涤可提高除杂效果
C.步骤③，母液中的溶质主要是NH42SO4和H2C2O4
D.步骤③，如果在常压下快速干燥，温度可选择略高于100℃
(2)如图装置，经过一系列操作完成步骤③中的抽滤和洗涤。请选择合适的编号，按正确的操作顺序补充完整(洗涤操作只需考虑一次)；
开抽气泵→a→b→d→________→c→关抽气泵。
a.转移固液混合物； b.关活塞A； c.开活塞A；
d.确认抽干； e.加洗涤剂洗涤。
(3)称取一定量的FeC2O4⋅2H2O试样，用硫酸溶解，采用KMnO4滴定法测定，折算结果如下：
nFe2+/mol
nC2O42-/mol
试样中FeC2O4⋅2H2O的质量分数
9.80×10-4
9.80×10-4
0.980
由表中数据推测试样中最主要的杂质是________。
(4)实现步骤④必须用到的两种仪器是________。(供选仪器：a.烧杯；b.坩埚；c.蒸馏烧瓶；d.高温炉；e.表面皿；f.锥形瓶)；该步骤的化学方程式是________。
(5)为实现步骤⑤，不宜用炭粉还原Fe2O3，理由是________。
5. 海洋植物如海带、海藻中含有大量的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如图：
(1)实验室焙烧海带，需要下列仪器中的______(填字母)。
a.试管 b.烧杯 c.坩埚 d.泥三角 e.铁三脚架 f.酒精灯
(2)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：①______，③______。
(3)提取碘的过程中，可选择的有机试剂是______。
A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯 C.汽油、乙酸 D.汽油、甘油
(4)某学习小组用CCl4萃取碘水中的碘，在如图的分液漏斗中，下层液体呈______色；他们打开分液漏斗活塞，却未见液体流下，原因可能是___________。
(5)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还须经过蒸馏，进行上述蒸馏操作时，使用了水浴加热，使用水浴加热的原因是_________。
6. 氧化亚铜Cu2O可用作杀菌剂、染色剂等，在化工领域有重要应用。实验室用碱式碳酸铜制备Cu2O的流程及部分装置如图所示。
已知：CuCl难溶于水和稀硫酸。
回答下列问题：
(1)碱式碳酸铜的化学式为Cu2OH2CO3，其中Cu元素的化合价为________，仪器D的名称为________。
(2)B中发生反应的化学方程式为________。
(3)实验开始时，先打开________(填“K1”或“K2”，下同)，关闭________。
(4)D中生成CuCl的离子方程式为________。
(5)烧杯E中盛放的试剂为________(填化学式)溶液，作用是________。
(6)步骤④发生反应的离子方程式为________。
(7)实验开始时称取44.4 g碱式碳酸铜，最多可制得Cu2O的质量为________g。
7. K3[Fe(C2O4)3]·3H2O是制备铁催化剂的主要原料，某化学小组利用莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]制备K3Fe(C2O4)3溶液的实验流程设计如下：
已知：“氧化”操作中FeC2O4一部分转化为[Fe(C2O4)3]3-，另一部分铁元素转化为红褐色沉淀。
回答下列问题：
(1)“煮沸”生成FeC2O4·2H2O晶体的离子方程式为_________________________________。
(2)“氧化”步骤所用的实验装置如图(夹持装置略去)。
①导管a的作用是__________________。
②“氧化”时反应液应保持温度40℃左右，其原因是_________，加热方式为_________。
(3)由K3Fe(C2O4)3溶液得到K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体的一系列操作为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、_________。
(4)测定(3)中产品铁的含量
步骤Ⅰ：称量x g制得的样品，加水溶解，并加入稀硫酸，再滴入y mol·L-1的KMnO4溶液使其恰好反应(有CO2气体生成，MnO4-转化为Mn2+)；
步骤Ⅱ：向步骤Ⅰ的溶液中加入一定量的Zn粉，Fe3+恰好被完全还原后，向滤液中滴入酸化的y mol·L-1的KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液z mL。
①步骤Ⅰ的目的是______________________；步骤Ⅱ达到滴定终点时的现象为_____________________________。
②该样品中铁元素的质量分数为__________(用x、y、z的代数式表示)。
8. 氯化钡是白色的晶体，易溶于水，微溶于盐酸和硝酸，难溶于乙醇和乙醚，易吸湿，需密封保存。工业上制备BaCl2·2H2O有如下两种途径：
途径1：以重晶石(主要成分BaSO4)为原料，流程如下：
(1)写出“溶解”时反应的化学方程式：_______。
(2)“高温焙烧”时必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是_______。
(3)结晶得到的晶体，需用乙醇洗涤的理由是_______。
途径2：以毒重石(主要成分BaCO3，含CaCO3、MgCO3、Fe2O3、SiO2等杂质)为原料，流程如下：
已知：Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7，Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9，Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11
Ca2+
Mg2+
Fe3+
开始沉淀时的pH
9
9.1
1.9
完全沉淀时的pH
13.9
11.1
3.7
(4)加NH3·H2O调pH=8的目的是_______。
(5)滤渣II中含_______(填化学式)。
(6)加入H2C2O4时应避免过量，其原因是为了防止生成_______(填化学式)。H2C2O4是一种二元弱酸，实验室可用酸性高锰酸钾溶液滴定其浓度，滴定终点的现象为：_______。发生反应的离子方程式为：_______。
9. 工业上利用氧化铝基废催化剂(主要成分为Al2O3，少量Pd)回收Al2(SO4)3及Pd的流程如下：
⑴焙烧时产生的气体X为 (填化学式)。
⑵浸液Y的主要成分为 (填化学式)。
⑶“热还原”过程中发生反应的化学方程式为 。
⑷上述流程中焙烧温度不宜过高，否则会导致硫酸铵固体的分解。某兴趣小组为探究高温下硫酸铵的分解产物，通过下列装置进行实验，观察到B中溶液颜色变浅，C中无明显现象。
①装置B的作用是 。
②进一步测定可知，D中收集到的气体相对分子质量为28。写出(NH4)2SO4固体高温分解的化学方程式： 。
⑸Pd是优良的储氢金属，其储氢原理为2Pd(s)+x H2(g)=2PdHx(s)，其中x的最大值为0.8。已知：Pd的密度为12g·cm-3，则1cm3Pd能够储存标准状况下H2的最大体积为 L(计算结果保留整数)。
10. 绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁。某实验小组用工业上的废弃固体(主要成分为Cu2S和Fe2O3)制取粗铜和绿矾(FeSO4·nH2O)产品，设计流程如图所示：
回答下列问题：
(1)气体a为_________(填化学式)，检验该气体的方法为__________________。
(2)固体B的主要成分为____________(填化学式)。
(3)溶液B在空气中放置有可能变质，检验溶液B是否变质的方法为________________________。
(4)为测定绿矾中结晶水的含量(不考虑硫酸亚铁分解)，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2，设为装置A)称重，记为m1g。将绿矾装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2g。按如图连接好装置进行实验(夹持装置已略去)。
①仪器B的名称是_____________。
②下列实验操作步骤的正确顺序为___________________________(填字母)；重复上述操作步骤，直至装置A恒重，记为m3g。
a.点燃酒精灯，加热 b.熄灭酒精灯
c.关闭K1和K2 d.打开K1和K2，缓缓通入N2
e.称量装置A f.冷却到室温
③根据实验记录，绿矾化学式中结晶水的数目为___________(用含m1、m2、m3的代数式表示)。
11. 硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)是铜盐中重要的无机化工原料，广泛应用于农业、电镀、饲料添加剂、催化剂、石油、选矿、油漆等行业。Ⅰ.采用孔雀石[主要成分CuCO3·Cu(OH)2]、硫酸(70%)、氨水为原料制取硫酸铜晶体。其工艺流程如下：
(1)预处理时要用破碎机将孔雀石破碎成粒子直径 < 1 mm，破碎的目的是____________。
(2)已知氨浸时发生的反应为CuCO3·Cu(OH)2+ 8NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3+ 8H2O，蒸氨时得到的固体呈黑色，请写出蒸氨时的反应方程式：________________________。
(3)蒸氨出来的气体有污染，需要净化处理，下图装置中合适的为_______________________(填标号)；经吸收净化所得的溶液用途是_______________________(任写一条)。
Ⅱ.采用金属铜单质制备硫酸铜晶体
(4)教材中用金属铜单质与浓硫酸反应制备硫酸铜，虽然生产工艺简洁，但在实际生产过程中不采用，其原因是__________________________________________(任写两条)。
(5)某兴趣小组查阅资料得知：
Cu+CuCl2=2CuCl
4CuCl+O2+2H2O=2[Cu(OH)2·CuCl2]
[Cu(OH)2·CuCl2]+H2SO4=CuSO4+CuCl2+2H2O
现设计如下实验来制备硫酸铜晶体，装置如图：
向铜和稀硫酸的混合物中加入氯化铜溶液，利用二连球鼓入空气，将铜溶解，当三颈烧瓶中呈乳状浑浊液时，滴加浓硫酸。
①装置中加入CuCl2的作用是_______________________
② 若开始时加入a g铜粉，含b g氯化铜溶质的氯化铜溶液，最后制得c g CuSO4·5H2O，假设整个过程中杂质不参与反应且不结晶，每步反应都进行得比较完全，则原铜粉的纯度表达式为___________。
12. 碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防治碘缺乏病，KI、KIO3曾先后用于加碘盐中。KI还可用于分析试剂、感光材料、制药等，其制备原理如下：
反应Ⅰ：3I2+6KOH=KIO3+5KI+3H2O
反应Ⅱ：3H2S+KIO3=3S↓+KI+3H2O
请回答有关问题。
(1)启普发生器中发生反应的化学方程式为_____。装置中盛装30%氢氧化钾溶液的仪器名称是_____。
(2)关闭启普发生器活塞，先滴入30%的KOH溶液。待观察到三颈烧瓶中溶液颜色由棕黄色变为_____(填现象)，停止滴人KOH溶液；然后_____(填操作)，待三颈烧瓶和烧杯中产生气泡的速率接近相等时停止通气。滴入硫酸溶液，并对三颈烧瓶中的溶液进行水浴加热，其目的是使溶液酸化并加热，有利于H2S溢出，从而除去H2S。
(3)把三颈烧瓶中的溶液倒入烧杯中，加入碳酸钡，在过滤器中过滤，过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外，还含有硫酸钡和_____(填名称)。合并滤液和洗涤液，蒸发至析出结晶，干燥得成品。
(4)实验室模拟工业制备KIO3流程如图：
几种物质的溶解度见表：
KCl
KH(IO3)2
KClO3
25℃时的溶解度(g)
20.8
0.8
7.5
80℃时的溶解度(g)
37.1
12.4
16.2
①由上表数据分析可知，“操作a”为_____。
②用惰性电极电解KI溶液也能制备KIO3，与电解法相比，上述流程制备KIO3的缺点是_____。
(5)某同学测定。上述流程生产的KIO3样品的纯度。
取1.00g样品溶于蒸馏水中并用硫酸酸化，再加入过量的KI和少量的淀粉溶液，逐滴滴加2.0mol⋅L-1Na2S2O3溶液，恰好完全反应时共消耗12.60mL Na2S2O3溶液。该样品中KIO3的质量分数为_____(已知反应：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)。
13. 某工厂用肼(N2H4)处理含有大量CuOH2的废料来回收金属铜，流程如下：
回答下列问题：
(1)“反应”需加热，写出该反应的化学方程式：________。
(2)实验室利用NH3和NaClO溶液反应制备N2H4的装置(部分夹持仪器已省略)如图：
①盛放浓氨水的仪器名称为________，装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式为________。
②若选用下图中的装置收集一瓶干燥的氨气，其连接顺序为：发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。
③写出上述反应生成N2H4的离子方程式：________。
(3)铜粉纯度的测定，步骤如下：
步骤1：称取2.00g铜粉样品于烧杯中，缓慢加入足量稀H2SO4，边加热边通入O2使粉末完全溶解。冷却后将溶液移入100mL的容量瓶中，用水稀释至刻度线处；
步骤2：准确量取20.00mL上述溶液，调节溶液呈弱酸性，向其中加入过量的KI，充分反应后，以淀粉溶液作指示剂，用0.20mol⋅L-1的Na2S2O3标准溶液滴定，滴定终点时共消耗Na2S2O3标准溶液30.00mL。
若铜粉中杂质不参与反应，则铜粉中含铜的质量分数为________。
[已知步骤2中发生反应如下：Cu2++I-→CuI↓+I3-；I3-+S2O32-→S4O62-+I-(均未配平)]
14. 以含钴废催化剂(主要成分为Co、Fe、SiO2)为原料，制取氧化钴的流程如下：
(1)溶解后过滤，将滤渣洗涤2～3次，洗液与滤液合并，其目的是___________________。
(2)氧化：加热搅拌条件下加入NaClO3，将Fe2+氧化成Fe3+，其离子方程式____________________________________________。
已知：铁氰化钾化学式为K3[Fe(CN)6]；亚铁氰化钾化学式为K4[Fe(CN)6]·3H2O。
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)
4Fe3++3[Fe(CN)6]4-=Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)
确定Fe2+是否氧化完全的方法是__________________________________。(可供选择的试剂：铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液)
(3)除铁：加入适量的Na2CO3调节酸度，生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，写出该反应的化学方程式__________________。
(4)沉淀：生成沉淀碱式碳酸钴[(CoCO3)2·3Co(OH)2]，沉淀需洗涤，洗涤的操作是______________________________________________________。
(5)CoCl2的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸，边加热边搅拌至完全溶解后，需趁热过滤，其原因是____________。
(6)灼烧：准确称取所得CoC2O41.470g，在空气中充分灼烧得0.830g氧化钴，写出氧化钴的化学式_______________________________。
15. H2O2是生产、生活、实验中常用的试剂。
Ⅰ.工业上制备H2O2的流程如下：
(1)“转化”中反应的化学方程式为_________：“低温放置”的目的是_________、_________。
(2)图甲为“减压蒸馏”的部分装置，该装置由克氏蒸馏头和_________(填仪器名称)组成。
Ⅱ.实验小组利用图乙装置测定阿伏加德罗常数(NA)
(3)实验准备
①H2O2溶液浓度标定。可选用_________(填标号)试剂对H2O2溶液进行滴定，测定其浓度。
A.H2C2O4 B.KMnO4 C.淀粉KI
②装置气密性检查。打开止水夹，将注射器b的活塞推至底部，拉动注射器a活塞吸入10 mL空气，关闭止水夹。向下推动注射器a活塞至底，当观察到注射器b的现象为_________，说明装置的气密性良好。
(4)测定过程
①在反应室中加入适量MnO2，将注射器b活塞推至底部，关闭止水夹。用注射器a准确抽取c mol·L-1H2O2溶液V1mL，缓慢地注入反应室后，固定注射器a活塞。
②反应结束后，待反应体系处于_________状态时，读取注射器b的气体体积为V2mL，则产生O2的体积为_________mL。
③设室温下O2的密度为ρ g·L-1，一个O2实际质量为mg，则NA=_________(用含ρ等字母的代数式表示)。
(5)该实验利用H2O2作为生氧剂的优点有_________(写两条)。
答案和解析
1.【答案】(1)a、c；b、d
(2)装置A中玻璃管产生的气泡的快慢
(3)装置B中溶液的橙黄色恰好褪去；
II. 吸收挥发的溴，防止污染空气
【解析】
【分析】
本题考查了物质制备的流程分析判断，为高频考点和常见题型，侧重于学生的分析、实验能力的考查，题目侧重海水提取溴的原理应用，实验过程和实验的注意问题是解题关键，题目难度中等。
【解答】
浓缩海水中加入氯气氧化溴离子得到溴水的混合物，利用热的空气吹出溴单质，得到粗溴，通入二氧化硫吸收溴单质发生氧化还原反应生成溴化氢，再通入氯气氧化溴离子得到溴与水的溶液，最后蒸馏得到液溴，
(1)进行步骤②的目的是利用热的空气吹出溴单质，故应关闭活塞a、c，打开活塞b、d；
(2)步骤②中可根据装置A中玻璃管产生的气泡的快慢，简单判断热空气的流速；
(3)步骤③中是二氧化硫和溴单质发生氧化还原反应生成溴化氢和硫酸，简单判断反应完全的依据是装置B中溶液的橙黄色恰好褪去，溴水褪色步骤③中发生反应的离子方程式为 ；
II.溴为有毒气体，不能直接排放到空气中，故装置F中的氢氧化钠溶液的作用是吸收挥发的溴，防止污染空气。
2.【答案】(1)O2(或H2O2)与稀硝酸
(2)蒸发皿；当蒸发皿中液体出现结晶膜或有一定量的晶体析出时
(3)①能；②品红溶液褪色；③吸收尾气SO2和HCl，防止其污染空气；④Cu(NO3)2·3H2O+3SOCl2=Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl↑
(4)①酸式滴定管；②94.0%
【解析】
【分析】
本题考查无机物的制备及含量的测定，涉及化学方程式的书写、实验仪器等知识点，综合性较强，关键是明确反应原理与各装置作用，侧重于学生将知识运用和解决问题的能力，试题较难。
【解答】
(1)从绿色化学、原子经济性角度考虑，由铜屑制取硝酸铜溶液时，为提高硝酸的利用率，并减少氮氧化物的生成，可通入氧气或者加入过氧化氢溶液作氧化剂，则试剂X为O2(或H2O2)与稀硝酸；
(2)步骤Ⅱ包括蒸发浓缩、冷却结晶等步骤，蒸发时所用容器为蒸发皿，当蒸发皿中液体出现结晶膜或有一定量的晶体析出时，停止加热，再进行冷却结晶；
(3)步骤ⅢCu(NO3)2·3H2O与SOCl2反应生成无水硝酸铜，已知SOCl2遇水剧烈水解生成两种酸性气体，应为二氧化硫和氯化氢，则装置A中发生的反应为Cu(NO3)2·3H2O+3SOCl2=Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl↑；
①打开装置活塞b，恒压滴液漏斗内和三颈烧瓶内压强一致，则液体能全部流下；
②A装置中，Cu(NO3)2·3H2O与SOCl2反应生成二氧化硫，使C中品红溶液褪色；
③D装置用来吸收尾气SO2和HCl，防止其污染空气；
④由以上分析知，A中化学方程式为Cu(NO3)2·3H2O+3SOCl2=Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl；
(4)①Cu(NO3)2溶液，由于水解显弱酸性，则量取10.00mLCu(NO3)2溶液所用量器为酸式滴定管；
②由图像可知，当溶液吸光度A=0.600时，Cu2+标准溶液的浓度为2.5×10-3mol/L，则所移取的10.00mL原Cu(NO3)2溶液中溶质物质的量为2.5×10-3mol/L×0.1L=2.5×10-4mol，则0.50g无水Cu(NO3)2产品中Cu(NO3)2的物质的量为2.5×10-4mol×10=2.5×10-3mol，则无水Cu(NO3)2的纯度是2.5×10-3mol×188g/mol0.50g×100％=94.0％。
3.【答案】(1)①球形冷凝管
②
③安全瓶，防止倒吸
(2)加热浓缩，冷却结晶
(3)①锥形瓶中溶液变为紫红色，且30秒内颜色不褪
【解析】
【分析】
本题以制备草酸铁铵为载体考查物质的制备型实验，为高频考点，难度一般。掌握物质的制备原理、仪器的使用、氧化还原滴定原理以及质量分数计算等知识为解答关键。
【解答】
(1)①根据题图中所画图形，a为球形冷凝管；
②硝酸做氧化剂，按照生成物NO和NO2物质的量1∶3分析，每4mol HNO3得电子；葡萄糖做还原剂生成草酸，每1mol C6H12O6失电子，按照得失电子守恒，1mol C6H12O6应与12mol HNO3发生相应反应，所以化学方程式为；
③反应生成的NO与NO2为有害气体，需用NaOH溶液吸收，发生反应生成硝酸盐及亚硝酸盐，该反应比较剧烈，气体被吸收的速率较快，容易造成吸收液倒吸，所以装置B的作用是安全瓶，防止倒吸；
(2)草酸铁铵是铵盐，加热温度过高会出现成分分解变质，所以需要通过降温结晶的方案获取晶体，所以需要将溶液浓缩，降温后结晶产物会更多，产率会更高，所以为加热浓缩，冷却结晶；
(3)①KMnO4溶液做标准液，在滴定到终点时，KMnO4极微量过量，故溶液中显示KMnO4稀溶液颜色紫红色，所以终点现象为锥形瓶中溶液变为紫红色，且30秒内颜色不褪；
②通过得失电子守恒可知KMnO4用量与H2C2O4用量物质的量之比为2∶5，草酸铁铵[(NH4)3Fe(C2O4)3]与草酸的物质的量之比为1∶3，所以10mL样品溶液中草酸铁铵的物质的量，那么100mL样品液中的草酸铁铵的物质的量为0.01mol，代入质量分数的计算式：。
4.【答案】(1)BD
(2)c→e→b→d
(3)(NH4)2SO4
(4)bd；4FeC2O4·2H2O+3O2高温2Fe2O3+8CO2+8H2O
(5)接触面积小，反应不完全，产品中含碳杂质
【解析】
【分析】本题考查无机物质的制备流程，难度一般，涉及化学方程式的书写等，解题的关键是对题干信息的解读和对基础知识的灵活运用。
【解答】(1)A.步骤②，H2C2O4稍过量主要是为了使亚铁离子尽量形成草酸亚铁沉淀，不符合题意；
B.草酸的溶解度随温度的升高而增大，所以步骤③，采用热水洗涤可提高除杂效果，符合题意；
C.步骤③，母液中的溶质主要是硫酸铵、草酸和硫酸亚铁，不符合题意；
D.二水合草酸亚铁在150℃开始失去结晶水，所以温度略高于100℃可快速干燥，而不影响二水合草酸亚铁，符合题意。
故答案为：BD。
(2)根据洗涤和抽滤的操作步骤可知操作顺序为：打开活塞A、加入洗涤剂洗涤、关闭活塞A、确认抽干，故正确的操作顺序为：c→e→b→d。
(3)二水合酸亚铁中最主要的杂质是(NH4)2SO4。
(4)灼烧需要坩埚高温炉；二水合草酸亚铁在高温条件下与氧气反应生成氧化铁、二氧化碳和水，化学方程式为：4FeC2O4·2H2O+3O2高温2Fe2O3+8CO2+8H2O。
(5)因为碳粉是固体，与氧化铁粉末混合时接触不充分，反应不能完全进行，最后可能会混入碳粉杂质。
5.【答案】(1)cdef；
(2)过滤；萃取分液；
(3)B；
(4)紫色；分液漏斗上口活塞未打开；
(5)保持温度恒定，受热更均匀。
【解析】
【分析】
本题主要考查的是海水资源的应用，为高频考点，把握物质的性质、流程中发生的反应、混合物分离提纯为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度不大。
【解答】
由流程可知，在坩埚中灼烧后溶解、浸泡，操作①为过滤，分离出含碘离子的溶液，②中氯气可氧化碘离子生成碘单质，③中加苯或四氯化碳萃取、分液，得到含碘的有机溶液，最后蒸馏分离出碘。
(1)灼烧固体物质一般使用(瓷)坩埚，而坩埚加热需要用泥三脚支撑然后放在三脚架上，三脚架下面的空间放酒精灯；灼烧海带需要的仪器有：酒精灯、三脚架、泥三角及坩埚。
(2)分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，从碘水中分离出碘采用萃取方法，所以①的操作名称是过滤，③的操作名称是萃取分液。
(3)萃取剂的选择原理：和水互不相溶，要萃取的物质在其中的溶解度大于在水中的溶解度；
A.酒精和水互溶，所以不能作萃取剂，故A错误；
B.四氯化碳、苯符合萃取剂条件，所以能作萃取剂，故B正确；
C.乙酸和水互溶，所以乙酸不能作萃取剂，故C错误；
D.甘油和水互溶，所以甘油不能作萃取剂，故D错误。
(4)四氯化碳的密度大于水且和水不互溶，四氯化碳能萃取碘，所以有机层在下方、水在上方，碘的四氯化碳溶液呈紫色，故下层液体呈紫色；如果分液漏斗上端的玻璃塞未打开或分液漏斗上口活塞小孔未与空气相通，则液体不会流出。
(5)根据题意知：有机溶剂为CCl4(沸点为77℃)，低于水的沸点，所以选择水浴加热使蒸馏烧瓶受热均匀，便于控制温度，碘的沸点为184℃，最后晶态碘在蒸馏烧瓶里聚集。
6.【答案】(1)+2 三颈烧瓶(或三口烧瓶)
(2)Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O
(或Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O)
(3)K2;K1
(4)2Cl-+2Cu2++SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+
(5)NaOH(其他合理答案也给分)吸收多余的酸性气体，避免污染环境
(6)2CuCl+2OH-≜Cu2O+H2O+2Cl-
(7)28.8
【解析】
【分析】
本题是以化工流程为基础的实验考查题，涉及了试剂选择、仪器名称、实验操作，简单计算等，考查了化学用语中的化合价、离子方程式和化学方程式的书写，难度中等。学过知识灵活运用是关键。
【解析】
(1)碱式碳酸铜的化学式为Cu2(OH)2CO3，其中Cu元素为+2价，仪器D的名称为三颈烧瓶或三口烧瓶，
故答案：三颈烧瓶或三口烧瓶
(2)B中发生的是硫酸与亚硫酸钠的反应，根据硫酸的量，可能由两种情况，化学方程式为：Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O或Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O；
故答案为：Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O或Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
(3)实验开始时，先使碱式碳酸铜与盐酸在D中反应生成CuCl2，所以应先关闭K1，打开K2，待碱式碳酸铜完全转化为CuCl2后，再关闭C的活塞，打开K1和A的活塞。
故答案为：K2，K1
(4)SO2与CuCl2溶液反应生成CuCl，离子方程式为：2Cl-+2Cu2++SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+。
(5)为避免污染环境，烧杯E中应加入碱溶液吸收尾气。
故答案为：NaOH(其他合理答案也可)、吸收多余的酸性气体，避免污染环境
(6)步骤④中CuCl与NaOH溶液反应生成Cu2O，离子方程式为：2CuCl+2OH-≜Cu2O+H2O+2Cl-，
故答案为：2CuCl+2OH-≜Cu2O+H2O+2Cl-
(7)根据关系式：Cu2(OH)2CO3∼Cu2O可知，最多可制得m(Cu2O)=44.4g×144g⋅mol-1222g⋅mol-1=28.8g
故答案为：28.8
7.【答案】(1)Fe2++H2C2O4+2H2OFeC2O4·2H2O↓+2H+；
(2)①平衡气压，使液体顺利滴下；
②温度过低，反应速率过慢，温度过高，双氧水易分解；水浴加热；
(3)洗涤、干燥；
(4)①除去C2O42-，避免其干扰步骤Ⅱ中Fe2+的测定；滴入最后一滴KMnO4溶液后，溶液变为紫红色，且半分钟内不变色；
②28yzx％。
【解析】
【分析】
本题主要考查的是以无机工业流程为载体的化学实验原理、实验操作，意在考查学生对实验的理解和综合运用能力，注意氧化还原反应原理的应用和实验原理的理解。
【解答】
(1)“煮沸”时，亚铁离子与草酸以及水反应生成FeC2O4·2H2O和H+，离子反应方程式为：Fe2++H2C2O4+2H2OFeC2O4·2H2O↓+2H+；
(2)①导管a的作用是连通分液漏斗与烧瓶，平衡上下气压，使分液漏斗中液体顺利滴下；
②“氧化”时反应液应保持温度40℃左右，其原因是温度过低，反应速率过慢，温度过高，双氧水易分解；40℃加热，加热方式为水浴加热；
(3)由K3Fe(C2O4)3溶液得到K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体的一系列操作为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
(4)①由整个测定过程可知步骤Ⅰ中KMnO4溶液将C2O42-氧化为CO2，目的是除去C2O42-，避免其干扰步骤Ⅱ中Fe2+的测定；步骤Ⅱ是用y mol·L-1的KMnO4溶液滴定Fe2+，KMnO4溶液自身有颜色，可以作指示剂，达到滴定终点时的现象为：滴入最后一滴KMnO4溶液后，溶液变为紫红色，且半分钟内不变色；
②由得失电子守恒可得关系式5Fe2+∼MnO4-，则x g样品中Fe元素的物质的量n(Fe)=5n(MnO4-)=5×10-3yz mol，则该样品中铁元素的质量分数为56×5×10-3yzx×100％=28yzx%。
8.【答案】(1)BaS+2HCl=BaCl2+H2S↑；
(2) 使硫酸钡得到充分还原，提高BaS的产量；该反应为高温反应，碳和氧气反应放出热量维持所需要的高温条件；
(3)氯化钡难溶于乙醇，用乙醇洗涤，可以减少产品的损失；
(4)将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，且SiO2不溶于氨水，从而除去Fe(OH)3 和SiO2；
(5)Mg(OH)2、Ca(OH)2 ；
(6)BaC2O4；滴入最后一滴溶液，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不变色；2MnO4-+3H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。
【解析】
【分析】
本题考查无机工艺流程及流程为载体的无机物的制备实验，侧重考查化学方程式及离子方程式的书写、物质的分离提纯、流程分析、氧化还原滴定等，题目难度一般，强调学生分析问题及解决问题的能力，题目难度中等。
【解答】
(1)重晶石矿经过高温焙烧的产物用盐酸溶解，产生了硫化氢，根据复分解反应的原理，硫酸钡焙烧生成了BaS，因此溶解的反应方程式为：BaS+2HCl=BaCl2+H2S↑；
(2)为了使硫酸钡得到充分还原，提高BaS的产量，且该反应为高温反应，碳和氧气反应放出热量维持所需要的高温条件，所以“高温焙烧”时必须加入过量的炭，同时还要通入空气；
(3)根据信息可知，氯化钡易溶于水，微溶于盐酸和硝酸，难溶于乙醇和乙醚，用乙醇洗涤，可以减少产品的损失，
(4)在浸取过程中，盐酸溶解氧化铁生成铁离子，氨水调节溶液的pH=8时，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，同时，二氧化硅不溶于盐酸和氨水，因此滤渣I中含有二氧化硅，故加NH3·H2O调pH=8的目的是将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，且SiO2不溶于氨水，从而除去Fe(OH)3 和SiO2；
(5)根据题干表格信息，pH=12.5时，溶液中的钙离子和镁离子转化为Mg(OH)2和Ca(OH)2沉淀，故滤渣II中含Mg(OH)2、Ca(OH)2 ；
(6)H2C2O4过量时，当Qc>Ksp(BaC2O4)，可能会生成BaC2O4沉淀，因此H2C2O4应避免过量，实验室可用酸性高锰酸钾溶液滴定H2C2O4浓度时，滴定终点的现象为滴入最后一滴溶液，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不变色；对应的离子方程式为：2MnO4-+3H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；
9.【答案】(1)NH3
(2)H2PdCl6
(3)(NH4)2PdCl6+2H2Pd+2 NH3+6HCl
(4)①检验产物中的SO2 ；②3(NH4)2SO4 4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑
(5)1
【解析】
【分析】
本题考查了物质分离提纯、氧化还原反应、物质性质和反应现象的分析应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等。
【解答】
废催化剂(主要成分为Al2O3，少量Pd)，废催化剂硫酸铵焙烧得到气体X为氨气，产物水浸过滤得到硫酸铝溶液，滤渣Pd加入浓硝酸和浓盐酸酸浸生成二氧化氮，浸液Y是Pd溶于王水生成，Pd+6HCl+4HNO3 H2PdCl6+4NO2↑+4H2O，Y为H2PdCl6，通入氨气中和过滤得到滤渣(NH4)2PdCl6，被氢气还原得到Pd。
(1)焙烧得到气体是铵盐分解生成的氨气；
故答案为：NH3；
(2)浸液Y的主要成分为是Pd溶于王水生成的络合物，Pd+6HCl+4HNO3 H2PdCl6+4NO2↑+4H2O，Y为H2PdCl6；
故答案为：H2PdCl6；
(3)“热还原”过程中发生反应是(NH4)2PdCl6被H2还原生成Pd、氨气和氯化氢，反应的化学方程式为：(NH4)2PdCl6+2H2 Pd+2NH3+6HCl；
故答案为：(NH4)2PdCl6+2H2 Pd+2NH3+6HCl；
(4)①装置B中品红溶液的作用是检验产物中的SO2，故答案为：检验产物中的SO2； ②进一步测定可知，D中收集到的气体相对分子质量为28为氮气，生成产物为氨气、二氧化硫、氮气和水蒸气，结合电子守恒和原子守恒配平书写化学方程式为：3(NH4)2SO4 4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑；
故答案为：3(NH4)2SO4 4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑；
(5)储氢原理为2Pd(s)+x H2(g)=2PdHx(s)，其中x的最大值为0.8.已知：Pd的密度为12g⋅cm-3，1cm3Pd质量=12g⋅cm-3×1cm3=12g，物质的量=12g106g/mol ；
2Pd(s)+x H2(g)=2PdHx(s)，
2 0.8
12g106g/mol n
n=12106×0.8×12mol，则1cm3Pd能够储存标准状况下H2的最大体积=12106×0.8×12mol×22.4L/mol≈1L。
故答案为：1。
10.【答案】(1)SO2；将该气体通入品红溶液中，若品红溶液褪色，加热后恢复红色，则该气体为SO2
(2)Fe、Cu
(3)取少量溶液B于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变红，则溶液B已变质
(4)①球形干燥管
②dabfce
③76m2-m39m3-m1
【解析】
【分析】
本题考查物质制备方案设计，题目难度中等，明确实验原理为解答关键，注意掌握常见元素化合物性质及中和滴定方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力。
【解答】
(1)废弃固体主要成分Cu2S和Fe2O3，灼烧废气固体发生反应Cu2S+2O2SO2+2CuO，所以气体a为SO2；检验该气体的方法为将该气体通入品红溶液中，若品红溶液褪色，加热后恢复红色，则该气体为SO2；
(2)溶液A中成分为CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4(稀硫酸若过量)，向溶液A中加入过量Fe屑，发生反应CuSO4+Fe=FeSO4+Cu、2Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4、Fe+H2SO4=FeSO4+H2(稀硫酸若过量)，所以固体B成分是Fe、Cu；
(3)溶液B成分为FeSO4，若变质会被氧化成铁离子，可用硫氰化钾检验，方法为：取少量溶液B于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变红则溶液变质，反之则没有变质；
(4)①由仪器的图形可知B为球形干燥管；
②实验时，为避免亚铁离子被氧化，应先通入氮气，冷却时注意关闭开关，防止氧气进入，冷却至室温再称量固体质量的变化，则正确的顺序为dabfce；
③直至A恒重，记为m3 g，应为FeSO4和装置的质量，则m(FeSO4)=(m3-m1)，m(H2O)=(m2-m3)，则n(H2O)=m2-m318、n(FeSO4)=m3-m1152，结晶水的数目等于76(m2-m3)9(m3-m1)。
11.【答案】(1)增大反应物接触面积，提高氨浸的效率
(2)[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3 2CuO + CO2↑ + 8NH3↑ + H2O
(3)A ；制化学肥料等
(4)产生有毒的气体，污染环境；原材料利用率低；浓硫酸有强腐蚀性
(5)①做催化剂；②64c250a×100%
【解析】
【分析】
本题考查物质制备实验方案设计，侧重考查阅读、实验操作、实验分析判断及计算能力，明确元素化合物性质及其性质差异性、流程图中发生的反应及物质提纯分离方法、关系式的正确运用等知识点是解本题关键，知道各个仪器作用，题目难度中等。
【解答】
(1)破碎机把孔雀石破碎成细小颗粒，增大了与氨水接触面积，提高氨浸的效率，
故答案为：增大反应物接触面积，提高氨浸的效率；
(2)由题意可知，氨浸时生成[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3，蒸氨时得到的固体呈黑色，含有Cu元素的黑色固体是CuO，说明蒸氨时[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3分解生成CuO，同时还生成氨气、二氧化碳和水，其反应方程式为[Cu(NH3)4]2(OH)2CO32CuO+CO2↑+8NH3↑+H2O，
故答案为：[Cu(NH3)4]2(OH)2CO32CuO+CO2↑+8NH3↑+H2O；
(3)蒸氨出来的气体有氨气和二氧化碳，氨气有污染，需要通入硫酸净化处理生成硫酸铵，为了防止倒吸，合适的装置为A；净化后生成硫酸铵溶液，其用途是制备化学肥料等，
故答案为：A；制化学肥料等；
(4)直接利用铜与浓硫酸反应会产生有毒的气体二氧化硫，这样既污染环境又使原材料利用率低，而且浓硫酸有强腐蚀性，会腐蚀生成设备，
故答案为：产生有毒的气体，污染环境；原材料利用率低；浓硫酸有强腐蚀性；
(6)①由题意可知，氯化铜虽然参与反应，但最后又生成了等量的氯化铜，可知氯化铜在此反应过程中做催化剂，
故答案为：做催化剂；
②将Cu+CuCl2=2CuCl、4CuCl+O2+2H2O=2[Cu(OH)2⋅CuCl2]、[Cu(OH)2⋅CuCl2]+H2SO4=CuSO4+CuCl2+2H2O相加得总反应方程式2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O，根据原子守恒得Cu～CuSO4～CuSO4⋅5H2O，m(Cu)=cg250g/mol×64g/mol=64c250g，原铜粉的纯度为=m(纯铜)m(样品)×100%=64c250gag×100%=64c250a×100%，
故答案为：64c250a×100%。
12.【答案】(1)ZnS+H2SO4=H2S↑+ZnSO4；恒压滴液漏斗
(2)无色；打开启普发生器活塞，通入气体
(3)硫
(4)①蒸发浓缩、冷却结晶；②产生氯气，污染环境
(5)89.88%
【解析】
【分析】
本题主要考查化学实验原理、物质的制备、实验操作以及物质含量的测定，考查学生对实验的理解和综合运用的能力，试题难度一般。
【解答】
(1)根据装置图中的药品可知启普发生器中硫化锌与稀硫酸反应产生硫化氢气体和硫酸锌，对应的化学方程式为：ZnS+H2SO4=H2S↑+ZnSO4；装置中盛装30%氢氧化钾溶液的仪器名称是恒压滴液漏斗；
(2)当反应完成时碘单质完全被消耗，因此待观察到三颈烧瓶中溶液颜色由棕黄色变为无色时，停止滴入KOH溶液；后续为硫化氢与碘酸钾的反应，因此打开启普发生器活塞，通入气体，待三颈烧瓶和烧杯中产生气泡的速率接近相等时停止通气；
(3)把KI混合液倒入烧杯，加入碳酸钡除去过量的硫酸，在过滤器中过滤，过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外，还有硫酸钡和单质硫；
(4)根据流程：碘、氯酸钾、水酸化反应得到KH(IO3)2、Cl2和KCl，逐Cl2，结晶KH(IO3)2过滤，分离KH(IO3)2和KCl，加水溶解KH(IO3)2，加入KOH调节pH，浓缩结晶得到碘酸钾，据此解答。①表数据分析可知KH(IO3)2在常温下溶解度小，操作Ⅰ是得到KH(IO3)2晶体，操作的名称为：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得到晶体；
②电解法将碘氧化为碘酸钾，而KClO3氧化法产生氯气，污染环境；
(5)KIO3～3I2～6Na2S2O3
1 6
n(KIO3) 2.0 mol·L-1×0.01260 L
n(KIO3)=0.0042 mol，。
13.【答案】(1)N2H4+4Cu(OH)22Cu2O+N2↑+6H2O；
(2)①分液漏斗；NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2；
②dcfe(dc)i；
③ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O；
(3)96%。
【解析】
【分析】
本题主要考查的是以“化工流程”为载体的综合实验，意在考查学生的分析能力和实验设计、评价能力，解题的关键是理解实验的原理。
【解答】
(1)由流程图可知，“反应”中的反应物是N2H4和4Cu(OH)2，主要产物是氮气和氧化亚铜，根据原子守恒和化合价升降守恒可写出该反应的化学方程式为N2H4+4Cu(OH)22Cu2O+N2↑+6H2O；
故答案为：N2H4+4Cu(OH)22Cu2O+N2↑+6H2O；
(2)①盛放浓氨水的仪器名称为分液漏斗；氧化钙与浓氨水反应生成氨气和氢氧化钙，反应方程式为NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2；
故答案为：分液漏斗；NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2；
②氨气极易溶于水，不能用排水法收集，用图中排气法收集时，由于氨气密度比空气小，应短管进，长管出，氨气用图中碱石灰干燥时应大口进小口出，则选用图中的装置收集一瓶干燥的氨气，其连接顺序为发生装置→dcfe(dc)i，在尾气吸收装置和收集装置间加装干燥装置，能防止尾气吸收装置中的水蒸气进入收集装置。
故答案为：dcfe(dc)i；
③由氧化还原反应规律，次氯酸钠将氨气氧化为N2H4，自身被还原为氯离子，反应的离子方程式为ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O；
故答案为：ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O；
(3)配平步骤2中的反应为：；，则20.0mL溶液中含有铜离子n(Cu2+)=0.2mol/L×30×10-3L=0.006mol，则铜粉中含铜的质量分数为0.006mol×5×64g/mol2.00g×100％=96%，
故答案为：96%。
14.【答案】(1)提高钴等元素的利用率；
(2)6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O；取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则Fe2+已全部被氧化；
(3)3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑；
(4)向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，静置使滤液流出．重复操作2～3次；
(5)防止因温度降低，CoCl2晶体析出；
(6)Co2O3。
【解析】
【分析】
本题考查化学方程的书写、离子的检验、沉淀的洗涤、对图象的分析处理等，需要学生具备知识的基础，难度中等。
钴废催化剂加入稀硫酸，发生Co+H2SO4=CoSO4+H2↑，Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，过滤后滤渣是不溶的二氧化硅，而滤液是硫酸钴、硫酸亚铁与过量的硫酸的混合溶液，向滤液中加氯酸钠将亚铁离子氧化成铁离子，然后加入碳酸钠得到黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，继续向滤液中加入碳酸钠，得到碱式碳酸钴[(CoCO3)2⋅3Co(OH)2]，然后用盐酸溶解碱式碳酸钴[(CoCO3)2⋅3Co(OH)2]，再向所到溶液中加入草酸铵，得到溶解度极小的草酸钴，最后燃烧生成氧化钴。
【解答】
(1)洗液与滤液合并，提高洗涤和滤液中钴的利用率，故答案为：提高钴等元素的利用率；
(2)亚铁离子被氯酸根离子氧化成铁离子，1molr的亚铁离子失去1mol的电子，而1mol的氯酸根离子得到6mol的电子，根据电子得失守恒，可知离子方程式为：6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O，取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则Fe2+已全部被氧化，故答案为：6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O；取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则Fe2+已全部被氧化；
(3)生成硫酸铁与碳酸钠发生双水解得到黄钠铁矾，化学反应方程式为：3Fe2(SO4)3+6H2O+6 Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5 Na2SO4+6CO2↑，故答案为：3Fe2(SO4)3+6H2O+6 Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5 Na2SO4+6CO2↑；
(4)沉淀洗涤的方法是向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，静置使滤液流出．重复操作2～3次，
故答案为：向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，静置使滤液流出．重复操作2～3次；
(5)CoCl2的溶解度曲线可知，随温度的升高，CoCl2的溶解度增大，所以趁热过滤，防止温度降低氯化钴析出，故答案为：防止因温度降低，CoCl2晶体析出；
(6)CoC2O4的质量为1.470g，可知为0.01mol，Co元素质量为0.59g，钴氧化物质量为0.83g，氧化物中氧元素质量为0.83g-0.59g=0.24g，则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.01mol：0.2416≈2：3，故Co氧化物为Co2O3，故答案为：Co2O3。
15.【答案】(1)Na2O2+2NaH2PO4=2Na2HPO4+H2O2；防止H2O2受热分解；沉降Na2HPO4·nH2O固体
(2)圆底烧瓶
(3)①B
②注射器b的活塞向右移动，且最终注射器b中的气体体积为10mL
(4)②恢复室温或体积不再改变或压强不再改变；V2-V1
③2(V2-V1)ρcV1m
(5)反应完全、无污染、反应速率快等
【解析】
【分析】
本题考查流程分析以及阿伏加德罗常数的测定、对装置与操作的分析、化学计算等，属于拼合型题目，难度中等，是对知识的综合运用与分析解决问题能力的考查。
【解答】
(1)转化中化学方程式为Na2O2＋2NaH2PO4＝2Na2HPO4＋H2O2，低温放置的目的是防止H2O2受热分解，沉降Na2HPO4·nH2O固体；
(2)由装置图可知“减压蒸馏”的部分装置由克氏蒸馏头和圆底烧瓶组成；
(3)①H2O2具有还原性，可用KMnO4试剂对H2O2溶液进行滴定，当滴入最后一滴KMnO4，溶液由无色变为浅红色，到达滴定终点，现象明显，选用KMnO4溶液测量结果更精确，故选B；
②打开止水夹，将注射器b的活塞推至底部，拉动注射器a活塞吸入10 mL空气，关闭止水夹。向下推动注射器a活塞至底，当观察到注射器b的现象为：注射器b的活塞向右移动，且最终注射器b中的气体体积为10mL，说明装置的气密性良好；
(4)①测量气体体积时应避免温度对气体体积的影响，准确测量气体体积应在室温下，故答案为：恢复室温或体积不再改变或压强不再改变；
②注射器中气体体积的变化是由于H2O2分解产生O2引起的，故氧气的体积为（V2－V1）mL；
③由题中信息可知生成O2的质量m(O2)=ρg/L×V2-V11000L，由可知：2H2O2~O2，故可得m(O2)=cV12×10-3mol×NAmol-1×mg，结合两式可得NA=2(V2-V1)ρcV1m；
(5)H2O2分解产物为水和氧气，故本实验的优点是反应完全、无污染、反应速率快等。
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