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综合大题分类规范练
(一)综合实验探究
1．亚硝酸钠(NaNO )是一种常见的食品添加剂，使用时必须严格控制其用量。某兴趣小组
2
用如图所示装置制备NaNO 并进行纯度测定(夹持装置及A中加热装置已略去)。
2
已知：①2NO＋NaO===2NaNO ；
2 2 2
②NO能被酸性KMnO 溶液氧化成NO， MnO被还原为Mn2＋；
4
③在酸性条件下NaNO 能把I－氧化为I；SO能把I 还原为I－。
2 2 2 2
(1)装置A中盛装浓HNO 的仪器名称为__________，三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为
3
_______________________________________________________________________________。
(2)二氧化氮在装置 B 中与水反应转化为一氧化氮， 其中铜发生反应的离子方程式为
_______
_______________________________________________________________________________
。
(3)为保证制得的亚硝酸钠的纯度，装置C中盛放的试剂可能是__________(填字母)。
A．PO B．碱石灰
2 5
C．无水CaCl D．氧化钙
2
(4)装置E的作用是___________________________________________________，若撤去装置
E中试管，则导管口可能看到的现象为______________________。
(5)利用滴定的方法进行纯度测定。
可供选择的试剂有： A．稀硫酸 B．稀硝酸 C．c mol·L－1 KI溶液 D．淀粉溶液
1
E．c mol·L －1 Na SO 溶液 F．c mol·L－1酸性KMnO 溶液
2 2 2 3 3 4
①利用NaNO 的还原性来测定其纯度，须选用的试剂是________(填字母)，滴定终点的现象
2
为____________________。
②利用NaNO 的氧化性来测定其纯度，须选用的试剂有____________(填字母)。
2
答案 (1)分液漏斗 C＋4HNO (浓)=====CO↑＋4NO ↑＋2HO (2)3Cu＋8H＋＋
3 2 2 2
2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4HO (3)BD (4)吸收有毒的NO气体，防止污染空气 出现红棕
2色气体 (5)①F 当滴入最后一滴酸性KMnO 溶液后，溶液恰好由无色变为浅红色(或浅紫
4
红色)，且半分钟内不复原 ②ACDE
解析 (1)由实验装置图可知，装置A中盛装浓硝酸的仪器为分液漏斗；三颈烧瓶中发生的
反应为浓硝酸与碳反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应的化学方程式为 C＋4HNO
3
(浓)=====CO↑＋4NO ↑＋2HO。(2)装置B中铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，
2 2 2
反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4HO。(3)为保证制得的亚硝酸
2
钠的纯度，装置C中盛有碱性干燥剂碱石灰或氧化钙，用于干燥一氧化氮并除去二氧化碳、
二氧化氮。(4)装置E中盛有的酸性高锰酸钾溶液用于吸收一氧化氮，防止污染空气，若撤
去装置E中试管，导管口处一氧化氮遇空气中的氧气会生成二氧化氮，可能看到的现象为
出现红棕色气体。(5)①若利用亚硝酸钠的还原性来测定其纯度，应选择c mol·L－1酸性高
3
锰酸钾溶液滴定，当滴入最后一滴酸性高锰酸钾溶液后，溶液恰好由无色变为浅红色(或浅
紫红色)，且半分钟内不褪色，说明亚硝酸钠溶液与酸性高锰酸钾溶液恰好反应，达到滴定
终点。②若利用亚硝酸钠的氧化性来测定其纯度，应选择稀硫酸和碘化钾溶液与亚硝酸钠溶
液反应得到单质碘，用淀粉溶液作指示剂，用硫代硫酸钠溶液滴定反应生成的碘，进而得到
亚硝酸钠的纯度。
2．最常见的塑化剂邻苯二甲酸二丁酯可由邻苯二甲酸酐与正丁醇在浓硫酸共热下反应制得，
实验装置(部分装置省略)如图甲。已知：正丁醇的沸点为118 ℃；纯邻苯二甲酸二丁酯是无
色透明、具有芳香气味的油状液体，沸点为340 ℃，酸性条件下，温度超过180 ℃时易发
生分解。由邻苯二甲酸酐和正丁醇制备邻苯二甲酸二丁酯的实验操作流程如图乙。
①向三颈烧瓶内依次加入6.0 g邻苯二甲酸酐、11.4 g正丁醇、少量浓硫酸。
②搅拌，升温至105 ℃，持续搅拌反应2小时，升温至160 ℃，搅拌、保温至反应结束。
③冷却至室温，将反应混合物倒出，通过操作X，得到粗产品。
④粗产品用无水硫酸镁处理至澄清→取清液(粗酯)→减压蒸馏。
⑤得到产品6.7 g。
请回答下列问题：
(1)仪器a的名称为________。
(2)步骤②中需要不断从分水器下部分离出产物水的目的是____________________________，
判断反应已结束的方法是_____________________________________。(3)反应 Ⅰ 进行得迅速而完全，反应 Ⅱ 是可逆反应，进行得较缓慢，为提高反应速率，
可采取的措施是________________(任写一点即可)。
(4)操作X中，应先用5% Na CO 溶液洗涤，其作用是________________________________；
2 3
不能使用氢氧化钠洗涤的原因是________________________________________。
(5)粗产品提纯流程中采用减压蒸馏的目的是________________________________________。
(6)有机实验中，温度的调控尤为重要，步骤②中温度控制在 105 ℃的目的是
______________。
(7)本实验中，邻苯二甲酸二丁酯的产率为______%(结果保留小数点后两位)。
答案 (1)球形冷凝管 (2)使平衡向生成邻苯二甲酸二丁酯的方向移动，提高产率 分水器
中的水位高度基本保持不变 (3)增加正丁醇的量 (4)除去混合物中的硫酸以及未反应的有
机酸和醇 氢氧化钠碱性太强会导致产物发生水解 (5)邻苯二甲酸二丁酯的沸点较高，高
温会导致其分解，减压可使其沸点降低 (6)将水蒸发，促进反应进行 (7)59.45
解析 (2)水是产物之一，根据平衡移动的原理，不断从分水器下部分离出产物水的目的是
使平衡向生成邻苯二甲酸二丁酯的方向移动，提高产率；水层和有机物互不相溶，当水的量
不再增加的时候，则反应已结束。(3)反应Ⅰ进行得迅速而完全，反应Ⅱ是可逆反应，进行
得较缓慢，故提高反应速率，主要是提高反应Ⅱ的速率，可采取的措施为增加正丁醇的量。
(4)反应混合物中含有杂质硫酸、有机酸和醇，可以用 5% Na CO 溶液洗涤除去；反应最终
2 3
得到的产品属于酯类物质，酯在氢氧化钠存在的时候容易水解。(5)减压蒸馏时所需的温度
较低，故粗产品提纯流程中采用减压蒸馏的目的是邻苯二甲酸二丁酯的沸点较高，高温会导
致其分解，减压可使其沸点降低。(6)由题给信息可知，正丁醇的沸点较低，而正丁醇是反
应物之一，反应过程中要防止其挥发，同时要将水蒸馏出来，故温度控制在 105 ℃的目的
是将水蒸发，促进反应进行。(7)加入6.0 g邻苯二甲酸酐、11.4 g正丁醇，根据化学方程式
通过计算可知，正丁醇过量，根据邻苯二甲酸酐的量可以计算出产品的理论产量约为 11.27
g，则其产率为×100%≈59.45%。
3．苯硫酚(C H—SH)是一种局部麻醉剂。某小组拟制备苯硫酚并探究其性质，已知相关物
6 5
质的部分信息如下表所示：
物质 化学式 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 相对密度 溶解性
苯硫酚 C HSH 110 －14.8 169.5 1.07 难溶于水
6 5
苯磺酰氯 C HClO S 176.5 14.5 251 1.38 难溶于水
6 5 2操作步骤：
①向三颈烧瓶中加入72 g冰和13 mL浓硫酸。
②再向三颈烧瓶中慢慢加入6 g苯磺酰氯，尽快地分次加入12 g锌粉，继续反应1～15 h，
温度保持在－5 ℃左右，如图1。
③撤去水浴B，微热三颈烧瓶，并保持一定的回流。反应平稳后，再加热4～7 h。
④将反应后的混合液进行水蒸气蒸馏，分出苯硫酚，如图2。
⑤加入氯化钙，经操作X得粗品3.59 g。再进行蒸馏，收集馏分，得纯品3.40 g。
回答下列问题：
(1)仪器A的名称是________________。
(2)已知：在水中加入盐，水的沸点会升高，凝固点会降低。水浴 B应选择____________(填
字母)。
a．冰盐水浴 b．冷水浴 c．热水浴
(3)在水蒸气蒸馏中(如图2)，导管1的作用是_________________________________________，
冷凝管中冷却水从______(填“a”或“b”，下同)口进、________________口出。
(4)步骤⑤中操作X是_______________________________________________。蒸馏时，收集
馏分时温度计的读数为______ ℃。
(5)本实验中，苯硫酚的产率约为__________%(结果保留整数)。
(6)取少量苯硫酚产品于酸性KMnO 溶液中，振荡，溶液褪色，说明苯硫酚具有________(填
4
“氧化”或“还原”)性。
答案 (1)恒压滴液漏斗 (2)a (3)平衡气压，避免烧瓶内气压过大，发生危险 b a (4)
过滤 169.5 (5)91 (6)还原
解析 (2)由题意知反应温度保持在－5 ℃左右，在水中加入盐，水的沸点会升高，凝固点
会降低，故水浴B应选择冰盐水浴。(3)蒸馏过程中装置易发生堵塞，导管1可以平衡烧瓶
内压强，避免烧瓶内气压过大，发生危险；采取逆流原理通入冷却水，冷凝管中冷却水从 b
口进、a口出。(4)步骤⑤中加入氯化钙吸水，然后过滤除去，苯硫酚的沸点为169.5 ℃，蒸
馏时，收集馏分时温度计的读数为169.5 ℃。(5)由C HClO S～C HSH，可知苯硫酚的理
6 5 2 6 5
论产量为6 g ×，实际得纯品3.40 g，故苯硫酚的产率为×100%≈91%。(6)溶液褪色，说明
苯硫酚被酸性高锰酸钾溶液氧化，苯硫酚具有还原性。
4．高铁酸钾(K FeO)为紫色固体，易溶于水，在KOH浓溶液中的溶解度较低，难溶于无水
2 4
乙醇等有机溶剂，具有强氧化性，在酸性或中性溶液中不稳定，能产生O ，在碱性溶液中
2
较稳定且碱性越强越稳定。采用如图(夹持装置略)所示装置制备KFeO 并提纯。
2 4(1)仪器m的名称为________________；制备时，装置的连接顺序为a→______→______→
______→______→______(用导管口的字母表示)。
(2)装置A中发生反应的化学方程式为_____________________________________________。
(3)装置C中盛装的试剂X的名称是__________________________________________，其作
用为_____________________________________。
(4)装置A中每消耗0.6 mol KMnO ，理论上在装置D中生成KFeO 的物质的量为______(不
4 2 4
考虑气体的损耗)。
(5)向装置D中通入的Cl 不能过量，原因是__________________________________________。
2
(6)通过以下方法测定高铁酸钾样品的纯度：称取 1.000 0 g高铁酸钾样品，完全溶解于KOH
浓溶液中，再加入足量亚铬酸钾{K[Cr(OH) ]}充分反应后过滤，将滤液转移到250 mL容量
4
瓶定容。取25.00 mL定容后的溶液于锥形瓶中，加入稀硫酸调至pH＝2，滴加几滴二苯胺
磺酸钠作指示剂，用0.100 0 mol·L－1标准硫酸亚铁铵溶液滴定，终点时溶液由紫色变为绿色，
消耗标准硫酸亚铁铵溶液14.40 mL。已知测定过程中发生反应：
Ⅰ.Cr(OH)＋FeO===Fe(OH) ↓＋CrO＋OH－
3
Ⅱ.2CrO＋2H＋===Cr O＋HO
2 2
Ⅲ.Cr O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7HO
2 2
则标准液应选用________(填“酸式”或“碱式”)滴定管，该 KFeO 样品的纯度为
2 4
__________。
答案 (1)分液漏斗 c d e f b (2)2KMnO ＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl ＋5Cl↑＋
4 2 2
8HO (3)饱和食盐水 除去挥发的HCl气体 (4)1 mol (5)防止氯气过量使溶液碱性减弱，
2
从而使KFeO 不稳定 (6)酸式 95.04%
2 4
解析 (1)仪器m的名称为分液漏斗；制备时，装置A制取氯气，经装置C除杂，进入装置
D发生反应，最后用装置B处理尾气，装置的连接顺序为a→c→d→e→f→b。(4)装置A中
每消耗 0.6 mol KMnO ，转移 3 mol 电子，装置 D 内发生的反应为 3Cl ＋2Fe(OH) ＋
4 2 3
10KOH===2KFeO ＋6KCl＋8HO，转移3 mol电子，即有1 mol K FeO 生成。(5)若向装置
2 4 2 2 4
D中通入的氯气过量，氯气与氢氧化钾溶液反应使溶液碱性减弱，高铁酸钾的稳定性减弱，会生成氧气。(6)硫酸亚铁铵溶液显酸性，应选用酸式滴定管；依据关系式：2FeO～2CrO～
Cr O～6Fe2＋，则n(FeO)＝(×0.100×14.40×10－3) mol，样品的纯度为×100%＝95.04%。
2
5．纯品氯化钠可用于食品、制药、氯碱工业等许多领域。实验室中利用下列装置进行从海
水提取纯品氯化钠的实验。海水中主要离子及浓度见下表：
离子 Cl－ Na＋ Mg2＋ SO Ca2＋ K＋
浓度/(×10－3mol·L－1) 546 468 53.3 28.1 10.4 9.97
已知：K (BaSO)＝1.1×10－10，K [Mg(OH) ]＝1.6×10－12。
sp 4 sp 2
(1)盛放 BaCl 溶液的仪器名称为_______，球形冷凝管的出水口为_______(填“a”或
2
“b”)。
(2)在95 ℃下对30 mL海水混合物进行加热搅拌，同时缓慢滴加约2 mL 1 mol·L－1 BaCl 溶
2
液 ， 加 热 10 min 后 取 下 ， 确 定 沉 淀 完 全 的 实 验 方 法 是
_____________________________________ ， 能 否 用 CaCl 代 替 BaCl 做 沉 淀 剂
2 2
____________(填“能”或“否”)。
(3)减压过滤(第一次)出泥沙与BaSO，减压过滤的主要优点是________(写一条)。
4
(4)加热滤液至沸，分别加入2 mL 3 mol·L－1 NaOH溶液和2 mL饱和NaCO 溶液，10 min
2 3
后减压过滤(第二次)。进行两次过滤而不是合并一次过滤的主要目的是①防止泥沙溶于
NaOH溶液；②防止发生沉淀转化：____________________(写出离子方程式)。工业上不宜
选择用Ba(OH) 同时除去Mg2＋和SO，可能的合理考虑是______(填字母)。
2
A．Ba(OH) 比较贵
2
B．Ba(OH) 的溶解度比较低
2
C．Ba(OH) 属于二元强碱
2
D．SO恰好沉淀完全时，Mg2＋不能完全沉淀
(5)在滤液中滴加2 mol·L－1盐酸，直至溶液pH在2～3之间，搅拌。有人认为调节溶液酸碱
性呈中性即可，这样做的后果是__________。
(6)据下图分析，将调节 pH 后的溶液转移至蒸发皿中，小火加热，再经__________、
__________、乙醇洗涤、干燥，得到纯品氯化钠。答案 (1)恒压滴液漏斗 b (2)静置，向上层清液中滴加BaCl 溶液，若不再产生白色沉淀，
2
则沉淀完全，反之则没有沉淀完全 否 (3)分离速率快，固液分离彻底，分离效率高
(4)BaSO (s)＋CO(aq)BaCO (s)＋SO(aq) AD (5)导致CO未除干净，最终所得产品中含
4 3
有碳酸氢钠或者碳酸钠 (6)蒸发结晶 趁热过滤
解析 (2)在95 ℃下对30 mL海水混合物进行加热搅拌，同时缓慢滴加约 2 mL 1 mol·L－1
BaCl 溶液，加热10 min后取下，确定沉淀完全的实验方法是静置，向上层清液中滴加
2
BaCl 溶液，若不再产生白色沉淀，则沉淀完全，由于 CaSO 是微溶物，若用CaCl 代替
2 4 2
BaCl 做沉淀剂，会使SO沉淀不完全，即SO不能完全除去，故不能用CaCl 代替BaCl 做
2 2 2
沉淀剂。(4)加热滤液至沸，分别加入2 mL 3 mol·L－1 NaOH溶液和2 mL饱和NaCO 溶液，
2 3
10 min 后减压过滤(第二次)，进行两次过滤而不是合并一次过滤，即先过滤出泥沙和
BaSO ，再过滤出Mg(OH) 、BaCO 和CaCO 等，其主要目的是①泥沙中的SiO 等能与
4 2 3 3 2
NaOH反应生成可溶性的硅酸盐，会引入新的杂质；②防止发生沉淀转化即BaSO 转化为
4
BaCO ，导致硫酸根离子不能除净，该转化的离子方程式为BaSO(s)＋CO(aq)BaCO (s)
3 4 3
＋SO(aq)。由于Ba(OH) 比较贵，工业生产中需考虑生产成本，原料的价格是工业生产中必
2
须考虑的因素，A符合题意；Ba(OH) 的溶解度虽然比较低，但能溶于水中，足以沉淀镁离
2
子和硫酸根离子，B不符合题意；沉淀镁离子和硫酸根离子与几元碱无关，故 Ba(OH) 属于
2
二元强碱不属于工业生产考虑的问题，C 不符合题意；已知 K (BaSO)＝1.1×10－10，
sp 4
K [Mg(OH) ]＝1.6×10－12，且溶液中的Mg2＋浓度和SO浓度不同，可能导致当SO恰好沉淀
sp 2
完全时，Mg2＋不能完全沉淀，这也是工业生产中需要考虑的因素，D符合题意。(5)二次过
滤之后的滤液中主要含有过量的OH－和CO，已知NaHCO 溶液显弱碱性，碳酸是弱酸，若
3
调节pH呈中性，则溶液中可能含有碳酸氢钠和碳酸，导致CO未除干净，最终所得产品中
含有碳酸氢钠或者碳酸钠。(6)由图示可知，KCl的溶解度随温度变化明显，而NaCl的溶解
度随温度变化不明显，将调节pH后的溶液转移至蒸发皿中，小火加热，再经蒸发结晶、趁
热过滤、乙醇洗涤、干燥，得到纯品氯化钠。
