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第 47 讲 化学实验热点
复习目标 根据化学实验的目的和要求，能做到：(1)设计、评价、改进实验方案；(2)正确
选用实验装置；(3)掌握控制实验条件的方法；(4)预测或描述实验现象、分析或处理实验数
据、得出合理结论。
热点一 无机物的制备综合实验题
1．物质制备流程
2．气体发生装置
(1)设计原则：根据制备原理(化学方程式)、反应物状态和反应所需条件、制取气体的量等因
素来设计反应装置。
(2)气体发生装置的基本类型
制取装置 可用来制取的气体 反应原理
O 2KClO=====2KCl＋3O↑
2 3 2
NH 2NH Cl＋Ca(OH) =====CaCl ＋2NH ↑＋2HO
3 4 2 2 3 2
固＋固――→气
Cl MnO ＋4HCl(浓)=====MnCl ＋Cl↑＋2HO
2 2 2 2 2
HCl NaCl＋HSO (浓)=====NaHSO＋HCl↑
2 4 4固＋液――→气
H 2H＋＋Zn===H↑＋Zn2＋
2 2
CO CaCO ＋2HCl===CaCl ＋CO↑＋HO
2 3 2 2 2
固(块状)＋
液―→气
O：HO 与MnO
2 2 2 2
H：Zn与稀硫酸
2
O、H、CO、 CO：CaCO 与稀盐酸
2 2 2 2 3
NH 、Cl、SO NH ：浓氨水与CaO
3 2 2 3
Cl：浓盐酸与KMnO
固＋液―→气 2 4
SO ：亚硫酸钠与硫酸
2
3.气体的净化(干燥)装置
(1)设计原则：根据主要气体及杂质气体的性质差异来选择除杂试剂及除杂装置。
(2)除杂装置基本类型
装置示意图
杂质气体被冷却
试剂与杂质气体反应，与主要气体不反应； 后变为液体，主
适用范围
装置③用固体吸收还原性或氧化性杂质气体 要气体不变为液
体
(3)吸收剂的选择
选择吸收剂应根据被提纯气体的性质和杂质的性质而确定，一般情况如下：
①易溶于水的气体杂质可用水来吸收；
②酸性杂质可用碱性物质吸收；
③碱性杂质可用酸性物质吸收；
④水为杂质时，可用干燥剂来吸收；
⑤能与杂质发生反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。
4．尾气处理装置的选择a装置用于吸收溶解或反应速率不是很快的气体，如用NaOH溶液吸收Cl、CO 等。
2 2
b装置用于收集少量气体。
c、d装置用于吸收极易溶且溶解很快的气体，如HCl、HBr、NH 等；其中d装置吸收量少。
3
e装置用于处理难以吸收的可燃性气体，如H、CO等。
2
5．实验条件的控制
(1)排气方法
为了防止空气中的氧气、CO 、水蒸气等干扰实验，常用其他稳定的气体(如氮气)排尽装置
2
中的空气；有时也可充分利用反应产物气体(如：氨气、氯气、二氧化硫)等排尽装置中的空
气。
(2)控制气体的流速及用量
①用分液漏斗控制液体滴加的速度和用量。
②观察气泡，控制气流速度，如图甲，可观察气泡得到 N 、H 的体积比约为1∶3的混合
2 2
气体。
③平衡气压如图乙，用长玻璃管平衡气压，防堵塞。
(3)压送液体
根据装置的密封性，让反应生成气体或消耗气体，产生压强差，将液体压入或倒流入另一反
应容器。
(4)温度控制
①控制低温的目的：减少某些反应物或产品分解，如HO 、NH HCO 等；减少某些反应物
2 2 4 3
或产品挥发，如盐酸、氨水等；防止某物质水解，避免副反应发生等。
②采取加热的目的：加快反应速率或使平衡移动，加速溶解等。
③常考温度控制方式：
a．水浴加热：均匀加热，反应温度100 ℃以下。
b．油浴加热：均匀加热，反应温度100～260 ℃。
c．冰水冷却：使某物质液化、降低产物的溶解度；减少其他副反应，提高产品纯度等。
d．保温：如中和热测定时，两烧杯之间填泡沫，真空双层玻璃容器等。
6．解答物质制备试题的思维流程
(1)认真阅读题干，提取有用信息，包括实验目的、反应条件、陌生物质的性质、陌生反应
原理等。
(2)仔细观察装置图(或框图)，联想熟悉的实验，找出每件仪器(或步骤)与熟悉的某一实验相
似的地方，分析每件仪器中所装药品的作用。
(3)通读问题，整合信息，把所有的问题进行综合分析，运用题给信息和化学基础知识做出
正确答案。答案 (1)去除水中溶解氧 分液漏斗
(2)①Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋
②排除c中空气
(3)c中产生H 使压强大于大气压 (冰浴)冷却 过滤
2
(4)敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触
1．过氧化锶(SrO )通常用作分析试剂、氧化剂、漂白剂等。制备原理为 Sr＋O=====SrO 。
2 2 2
某兴趣小组利用下列装置在实验室中模拟制备过氧化锶。
(1)选择必要仪器制备过氧化锶(气流按从左到右的流向)：________(填字母)。
(2)该实验制备氧气的化学方程式为________________________________________________。
(3)连接好装置进行实验，实验步骤如下，正确的操作顺序为____________(填序号)。
①打开分液漏斗活塞，将水滴入烧瓶中 ②在相应装置中装入药品 ③检查装置气密性
④加热 ⑤停止加热 ⑥关闭分液漏斗活塞(4)利用反应Sr2＋＋HO＋2NH ＋8HO===SrO ·8H O↓＋2NH制备过氧化锶，装置如下：
2 2 3 2 2 2
①仪器X的作用是______________________________________________________________。
②氨气在该反应中所起的作用是___________________________________________________。
③实验结束后，得到SrO ·8H O的操作为__________________________________________。
2 2
(5)设计实验证明SrO 的氧化性比FeCl 的氧化性强：________________________________
2 3
______________________________________________________________________________。
答案 (1)A→B→E→B
(2)2Na O＋2HO===4NaOH＋O↑
2 2 2 2
(3)③②①④⑤⑥
(4)①防倒吸 ②中和生成的氢离子，促进反应正向进行 ③过滤、洗涤、干燥
(5)在盐酸酸化的氯化亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液，无明显现象，再向其中加入少量过氧
化锶，溶液变为红色，证明SrO 的氧化性比FeCl 的强
2 3
解析 (1)根据反应原理，需要制备氧气。由于锶是活泼金属，能与水发生反应，因此需要
预先除去氧气中的水蒸气，然后通入玻璃管中与锶发生反应，同时防止空气中的水和二氧化
碳进入E装置，因此装置的连接顺序是A→B→E→B。(3)由于有气体参加反应，所以首先
要检查装置的气密性，然后加入药品。打开分液漏斗活塞，排尽装置内的空气，对玻璃管进
行加热，发生反应，反应完全后，停止加热，关闭分液漏斗活塞，故实验操作的顺序是
③②①④⑤⑥。(4)①氨气极易溶于水，因此仪器X的作用是防倒吸。②根据反应原理Sr2＋
＋HO===SrO ＋2H＋，通入氨气可中和H＋，促进反应的正向进行。
2 2 2
2．(2020·广东省执信中学高三上学期第二次月考)MnSO 晶体是一种易溶于水的微红色晶体，
4
某校同学设计实验制备并检验MnSO 的性质。回答下列问题：
4
(1)甲组同学设计用SO 和适量纯净的MnO 制备MnSO ，其装置如下：
2 2 4
①A装置中固体药品X(正盐)通常是________________(填化学式)。
②B装置中通SO 的导管末端接多孔球泡的目的是__________________________________。
2
(2)乙组同学定性检验甲组同学的产品中Mn2＋的存在，取少量晶体溶于水，加入(NH )SO
4 2 2 8
溶液，滴入硝酸银(作催化剂)，微热振荡，溶液显紫色，发生反应的离子方程式为
___________________________________________________________________________________________
。
(3)丙组同学为检验无水MnSO (接近白色)的热分解产物，将MnSO 晶体脱水后放入下图所
4 4
示的装置中，打开K 和K，缓慢通入N，加热，硬质玻璃管中最后得到黑色固体。
1 2 2
①检验分解的气态产物中是否有SO 及SO ，装置E、F中的溶液依次是____、____(填字母)。
2 3
a．Ba(NO ) 溶液 b．BaCl 溶液
3 2 2
c．品红溶液 d．浓硫酸
②若D中得到的黑色粉末为MnO ，E、F中均有明显现象，则D中发生反应的化学方程式
3 4
为________________________________________________________________________。
(4)丁组同学设计实验，以丙组同学得到的黑色粉末为原料，利用铝热反应原理将其还原为
金属锰，所需的药品除氯酸钾外，还需要__________________________________。
答案 (1)①NaSO ②增大SO 与液体的接触面积 (2)2Mn2＋＋5SO＋8HO=====2MnO＋
2 3 2 2 2
10SO＋16H＋ (3)①b c ②3MnSO =====MnO＋SO ↑＋2SO ↑ (4)铝粉、镁条
4 3 4 2 3
解析 (1)①A装置制备二氧化硫气体，实验室一般用亚硫酸盐与浓硫酸制备，固体药品 X
通常是NaSO 。
2 3
②B装置中通SO 的导管末端接多孔球泡的目的是增大SO 与液体的接触面积。(2)根据题意，
2 2
Mn2＋与(NH )SO 溶液以硝酸银作催化剂，微热振荡反应，溶液显紫色，说明生成高锰酸根
4 2 2 8
离子，锰元素化合价升高，则硫元素化合价降低生成硫酸根离子，故反应的离子方程式为：
2Mn2＋＋5SO＋8HO=====2MnO＋10SO＋16H＋。(3)①检验分解的气态产物中是否有SO
2 2 2
及SO ，检验三氧化硫时，为防止二氧化硫的干扰，用氯化钡溶液检验，二氧化硫用品红溶
3
液检验，装置E、F中的溶液依次是BaCl 溶液、品红溶液。②D中得到的黑色粉末为
2
MnO ，E、F 中均有明显现象，说明生成 SO 及 SO ，反应的化学方程式为：
3 4 2 3
3MnSO =====MnO ＋SO ↑＋2SO ↑。(4)利用铝热反应原理将其还原为金属锰，所需的药品
4 3 4 2 3
有铝粉，氯酸钾作供氧剂，还需要点燃的镁条提供高温条件。
热点二 有机物的制备综合实验题
把握三个关键，突破有机物制备实验
1．有机物制备的思维流程2．有机物制备的注意要点
(1)熟知常用仪器及用途
(2)依据物质性质和反应特点选择加热或冷却方式
①加热：酒精灯的火焰温度一般在400～500 ℃，乙酸乙酯的制取、石油的蒸馏等实验选用
酒精灯加热，若温度要求更高，可选用酒精喷灯或电炉加热。除上述加热方式外还可以根据
加热的温度要求选择水浴、油浴、沙浴加热。
②冷凝回流
有机物易挥发，因此在反应中通常要采用冷凝回流装置，以减少有机物的挥发，提高原料的
利用率和产物的产率。如图1、图3中的冷凝管，图2中的长玻璃管B的作用都是冷凝回流。③防暴沸：加沸石(或碎瓷片)，防止溶液暴沸；若开始忘加沸石(或碎瓷片)，需冷却后补加。
3．常见有机物分离提纯的方法
(1)分液：用于分离两种互不相溶(密度也不同)的液体。
(2)蒸馏：用于分离沸点不同的互溶液体。分馏的原理与此相同。
(3)洗气：用于除去气体混合物中的杂质，如乙烷中的乙烯可通过溴水洗气除去。
(4)萃取分液：如分离溴水中的溴和水，可用四氯化碳或苯进行萃取，然后分液。
(2014·全国卷Ⅰ，26)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味，实验室制
备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下：
水中
相对分子质量 密度/(g·cm－3) 沸点/℃
溶解性
异戊醇 88 0.812 3 131 微溶
乙酸 60 1.049 2 118 溶
乙酸异戊酯 130 0.867 0 142 难溶
实验步骤：
在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片，开始缓慢加热A，回
流50 min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗
涤；分出的产物加入少量无水MgSO 固体，静置片刻，过滤除去MgSO 固体，进行蒸馏纯
4 4
化，收集140～143 ℃馏分，得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题：
(1)仪器B的名称是________。
(2)在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是_________________________________________，
第二次水洗的主要目的是________________________________________________________。
(3)在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后________(填字母)。
a．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出
b．直接将乙酸异戊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，再将乙酸异戊酯从下口放出
d．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出
(4)本实验中加入过量乙酸的目的是____________________________________。
(5)实验中加入少量无水MgSO 的目的是________________________________。
4
(6)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是______(填字母)。
(7)本实验的产率是________(填字母)。
a．30% b．40%
c．60% d．90%
(8)在进行蒸馏操作时，若从130 ℃开始收集馏分，会使实验的产率偏____(填“高”或“低”)，其原因是______________________________________________________。
命题点研究与答题规范
第(1)问考查仪器的名称
仪器B为球形冷凝管
第(2)问考查除杂方案的设计
依据各物质的溶解性确定乙酸异戊酯中混有的杂质是乙酸、异戊醇、浓硫酸、水等。
除杂的方案设计为：
第(3)问考查分液的实验操作
乙酸异戊酯难溶于水且密度比水小，故分层后，先将下层液体从下口放出，再将乙酸
异戊酯从上口倒出
第(4)问考查平衡移动原理的应用
乙酸与异戊醇的反应为可逆反应，增大乙酸的用量，可以使平衡正向移动，提高异戊
醇的转化率
第(5)问考查除杂知识[参见第(2)问]
第(6)问考查蒸馏的实验操作
蒸馏时温度计水银球应处于蒸馏烧瓶的支管口处，且应使用直形冷凝管，若使用球形
冷凝管会造成蒸馏液残留而损失
第(7)问考查产品纯度(即产率)的计算
由反应方程式：
4.4 g异戊醇完全反应消耗3.0 g乙酸，生成6.5 g乙酸异戊酯，则可求得该反应的产率
为×100%＝60%
第(8)问考查除杂知识[参见第(2)问]
答案 (1)球形冷凝管 (2)洗掉大部分硫酸和乙酸 洗掉碳酸氢钠溶液 (3)d (4)提高异戊醇的转化率 (5)干燥 (6)b (7)c (8)高 会收集少量未反应的异戊醇
1．(2020·全国卷Ⅱ，27)苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸，其反
应原理简示如下：
相对分 密度/
名称 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
子质量 (g·mL－1)
不溶于水，易
甲苯 92 －95 110.6 0.867
溶于乙醇
122.4(100 微溶于冷水，
苯甲酸 122 ℃左右开始 248 — 易溶于乙醇、
升华) 热水
实验步骤：
(1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入 1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g(约0.03
mol)高锰酸钾，慢慢开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。
(2)停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，
并将反应混合物趁热过滤，用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然
后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水浴上
干燥。称量，粗产品为1.0 g。
(3)纯度测定：称取0.122 g粗产品，配成乙醇溶液，于100 mL容量瓶中定容。每次移取25.00
mL溶液，用0.010 00 mol·L－1的KOH标准溶液滴定，三次滴定平均消耗21.50 mL的KOH
标准溶液。
回答下列问题：
(1)根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶的最适宜规格为________(填标号)。
A．100 mL B．250 mL
C．500 mL D．1 000 mL
(2)在反应装置中应选用________冷凝管(填“直形”或“球形”)，当回流液不再出现油珠即
可判断反应已完成，其判断理由是__________________________________________________。
(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是________________________；该步骤亦可用草酸
在 酸 性 条 件 下 处 理 ， 请 用 反 应 的 离 子 方 程 式 表 达 其 原 理 ：_______________________________。
(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是________________________________。
(5) 干 燥 苯 甲 酸 晶 体 时 ， 若 温 度 过 高 ， 可 能 出 现 的 结 果 是
________________________________。
(6)本实验制备的苯甲酸的纯度为________；据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于
________(填标号)。
A．70% B．60%
C．50% D．40%
(7)若要得到纯度更高的苯甲酸，可通过在水中________的方法提纯。
答案 (1)B
(2)球形 无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化
(3)除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气
2MnO＋5HC O＋6H＋===2Mn2＋＋10CO↑＋8HO
2 2 4 2 2
(4)MnO
2
(5)苯甲酸升华而损失
(6)86.0% C
(7)重结晶
解析 (1)该反应需要向三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g高锰酸钾，所以三
颈烧瓶的最适宜规格为250 mL。(2)反应中应选用球形冷凝管，球形冷凝管散热面积大，冷
凝效果好；回流液中不再出现油珠，说明不溶于水的甲苯(油状液体)已经被KMnO 完全氧
4
化。(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的：NaHSO 与KMnO (H＋)发生氧化还原反应除去
3 4
过量的KMnO (H＋)，防止用盐酸酸化时，KMnO 把盐酸中的Cl－氧化为Cl ；该过程也可用
4 4 2
草酸在酸性条件下与KMnO 反应除去KMnO ，反应的离子方程式为2MnO＋5HC O ＋6H＋
4 4 2 2 4
===2Mn2＋＋10CO↑＋8HO。(4)用少量热水洗涤滤渣的目的是使生成的 尽可
2 2
能溶于水，故滤渣的主要成分是KMnO 在中性条件下的还原产物MnO 。(5)苯甲酸在100
4 2
℃左右开始升华，干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，苯甲酸易升华而损失。(6)根据反应
＋KOH―→ ＋HO 可知，n(KOH)＝0.010 00 mol·L－1×21.50×
2
10－3 L×4，m( )＝0.010 00 mol·L－1×21.50×10－3 L×4×122 g·mol－1＝0.104 92
g，制备的苯甲酸的纯度为×100%＝86.0%。在理论上，1 mol甲苯反应后生成1 mol苯甲酸，
则：～
92 122
1.5 mL×0.867 g·mL－1 m
苯甲酸的理论产量m≈1.72 g
苯甲酸的产率为×100%＝50%。
(7)根据苯甲酸的水溶性可知，若要得到纯度更高的苯甲酸，需要利用重结晶的方法进行提
纯。
2．(2019·天津，9)环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下：
回答下列问题：
Ⅰ.环己烯的制备与提纯
(1)原料环己醇中若含苯酚杂质，检验试剂为_______________________________________，
现象为________________________________________________________________________。
(2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。
①烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为______________________________，浓硫酸也可
作该反应的催化剂，选择FeCl ·6H O而不用浓硫酸的原因为________(填序号)。
3 2
a．浓硫酸易使原料炭化并产生SO
2
b．FeCl ·6H O污染小、可循环使用，符合绿色化学理念
3 2
c．同等条件下，用FeCl ·6H O比浓硫酸的平衡转化率高
3 2
②仪器B的作用为_______________________________________________________________。
(3)操作2用到的玻璃仪器是_______________________________________________________。
(4)将操作 3(蒸馏)的步骤补齐：安装蒸馏装置，加入待蒸馏的物质和沸石，
________________，弃去前馏分，收集83 ℃的馏分。
Ⅱ.环己烯含量的测定
在一定条件下，向a g环己烯样品中加入定量制得的b mol Br ，与环己烯充分反应后，剩
2
余的Br 与足量KI作用生成I ，用c mol·L－1的NaSO 标准溶液滴定，终点时消耗NaSO
2 2 2 2 3 2 2 3
标准溶液v mL(以上数据均已扣除干扰因素)。测定过程中，发生的反应如下：
②Br ＋2KI===I＋2KBr
2 2
③I＋2NaSO===2NaI＋NaSO
2 2 2 3 2 4 6
(5) 滴 定 所 用 指 示 剂 为 ________ 。 样 品 中 环 己 烯 的 质 量 分 数 为
__________________________(用字母表示)。
(6)下列情况会导致测定结果偏低的是______(填序号)。
a．样品中含有苯酚杂质
b．在测定过程中部分环己烯挥发
c．NaSO 标准溶液部分被氧化
2 2 3
答案 (1)FeCl 溶液 溶液显紫色
3
(2)① ＋HO ab ②冷凝回流，减少环己醇蒸出 (3)分液漏斗、烧
2
杯 (4)通冷凝水，加热 (5)淀粉溶液 ×100%
(6)bc
解析 (1)利用苯酚遇FeCl 溶液显紫色，检验环己醇中含有的苯酚。(2)①烧瓶A中进行的
3
可逆反应为 ＋HO。a项，浓硫酸易使原料炭化并产生SO ，会降低原
2 2
料利用率，正确；b项，使用FeCl ·6H O不产生有毒气体，污染小，可以循环使用，符合绿
3 2
色化学理念，正确；c项，同等条件下，浓硫酸能吸收反应生成的水，促进反应向右进行，
故用浓硫酸比用FeCl ·6H O的平衡转化率高，错误。②仪器B的作用为冷凝回流，减少环
3 2
己醇蒸出。(3)操作2得到有机相和水相，为分液操作，用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯。
(4)蒸馏实验开始时，先通冷凝水，后加热。(5)达到滴定终点时，单质碘完全被消耗，可用
淀粉溶液作指示剂。根据测定过程中发生的反应可知，n(Br)＝n(环己烯)＋n(I)＝n(环己烯)
2 2
＋n(Na SO)，则n(环己烯)＝n(Br)－n(Na SO)＝(b－cv×10－3) mol，故样品中环己烯的质
2 2 3 2 2 2 3
量分数为(b－cv×10－3) mol×82 g·mol－1÷a g×100%＝×100%。(6)a项，样品中含有苯酚杂
质，苯酚能与溴反应，会导致样品消耗的Br 偏多，剩余的Br 偏少，最终消耗的NaSO 溶
2 2 2 2 3
液偏少，测定结果偏高，错误；b项，在测定过程中部分环己烯挥发，会导致样品消耗的
Br 偏少，剩余的Br 偏多，最终消耗的NaSO 溶液偏多，导致测定结果偏低，正确；c项，
2 2 2 2 3
NaSO 标准溶液部分被氧化，最终消耗的NaSO 溶液偏多，导致测定结果偏低，正确。
2 2 3 2 2 3
3．(2019·江苏，21B)丙炔酸甲酯(CH≡C—COOCH )是一种重要的有机化工原料，沸点为
3103～105 ℃。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为 CH≡C—COOH＋CHOH――→CH≡C—
3
COOCH ＋HO。
3 2
实验步骤如下：
步骤1：在反应瓶中，加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL浓硫酸，搅拌，加热回流一段
时间。
步骤2：蒸出过量的甲醇(装置如图)。
步骤3：反应液冷却后，依次用饱和NaCl溶液、5% Na CO 溶液、水洗涤。分离出有机相。
2 3
步骤4：有机相经无水NaSO 干燥、过滤、蒸馏，得丙炔酸甲酯。
2 4
(1) 步 骤 1 中 ， 加 入 过 量 甲 醇 的 目 的 是
________________________________________________。
(2)步骤2中，如图所示的装置中仪器A的名称是________________；蒸馏烧瓶中加入碎瓷
片的目的是________________。
(3)步骤3中，用5% Na CO 溶液洗涤，主要除去的物质是________________；分离出有机
2 3
相的操作名称为________________。
(4)步骤4中，蒸馏时不能用水浴加热的原因是________________。
答案 (1)作为溶剂、提高丙炔酸的转化率 (2)(直形)冷凝管 防止暴沸 (3)丙炔酸 分液
(4)丙炔酸甲酯的沸点比水的高
解析 (1)甲醇可作为溶剂，同时增加一种反应物的用量，可提高另一种反应物的转化率。
(2)蒸馏时用到的仪器 A 为直形冷凝管，蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是防止暴沸。
(3)Na CO 可以与丙炔酸反应。丙炔酸甲酯在NaCO 溶液中的溶解度较小，故可以用分液法
2 3 2 3
分离有机相和无机相。(4)丙炔酸甲酯的沸点比水高，若用水浴加热，则不能将丙炔酸甲酯
蒸出来。
热点三 物质组成探究综合实验
1．物质(离子)检验的基本原则和方法
(1)物质检验的“三原则”：一看(颜色、状态)、二嗅(气味)、三实验(加试剂)。
(2)物质检验的基本方法
根据实验时生成物所表现的现象不同，检验离子的方法可归纳为四类：①生成气体，如
NH、CO的检验。②生成沉淀，如Cl－、SO的检验。③显现特殊颜色，如Fe3＋、苯酚的检
验。④焰色反应，检验金属或金属离子。(3)物质检验的注意事项
①选取试剂要最佳：选取的试剂对试剂组中的各物质反应现象：溶液颜色的改变、沉淀的生
成或溶解、气体的产生等要专一，使之一目了然。
②尽可能选择特效反应以减少干扰，如用品红溶液检验SO ，用KSCN溶液检验Fe3＋，用湿
2
润的红色石蕊试纸检验NH 。
3
③一定要注意避免离子间的相互干扰，如检验CO时，HCO会造成干扰；Fe2＋遇氧化剂转化
对Fe3＋的检验造成干扰。
④注意离子检验所要求的环境，如酸碱性、浓度、温度的选择。
2．定量测定的常用方法
(1)沉淀法
先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。
(2)测气体体积法
对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。
量气装置的设计：
下列装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的量气装置。
(3)测气体质量法
将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质
量，然后进行相关计算。
(4)滴定法
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滴定等获得相应数据后再进行
相关计算。
(5)热重法
只要物质受热时发生质量变化，都可以用热重法来研究物质的组成。热重法是在控制温度的
条件下，测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可
能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。
3．物质组成计算的常用方法
类型 解题方法
根据关系式法、得失电子守恒法、滴定法等，求出混合物中某一
物质含量计算
成分的量，再除以样品的总量，即可得出其含量
①根据题给信息，计算出有关物质的物质的量。②根据电荷守
确定物质化学式 恒，确定出未知离子的物质的量。③根据质量守恒，确定出结晶
的计算 水的物质的量。④各粒子的物质的量之比即为物质化学式的下标
比①设晶体为1 mol。②失重一般是先失水、再失气态非金属氧化
物。③计算每步的m ，＝固体残留率。④晶体中金属质量不减
余
热重曲线计算
少，仍在m 中。⑤失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得
余
m ，由n ∶n 即可求出失重后物质的化学式
O 金属 O
复杂的滴定可分为两类：
(1)连续滴定法：第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第
二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的
多步滴定计算 反应物的量
(2)返滴定法：第一步用的滴定剂是过量的，二步再用另一物质返
滴定过量的物质。根据第一步加入的量减去第二步中过量的量，
即可得出第一步所求物质的物质的量
(2016·天津理综，9)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，O 将Mn2＋氧化为MnO(OH) ：①2Mn2＋＋O＋4OH－===2MnO(OH) ↓
2 2 2 2
酸性条件下，MnO(OH) 将I－氧化为I：②MnO(OH) ＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I＋HO(未配平)
2 2 2 2 2
用NaSO 标准溶液滴定生成的I：③2SO＋I===SO＋2I－
2 2 3 2 2 2 4
Ⅱ.测定步骤：
a．安装装置，检验气密性，充N 排尽空气后，停止充N。
2 2
b．向烧瓶中加入200 mL水样。
c．向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO 无氧溶液(过量)、2 mL碱性KI无氧溶液(过量)，开
4
启搅拌器，至反应①完全。
d．搅拌并向烧瓶中加入2 mL H SO 无氧溶液，至反应②完全，溶液为中性或弱酸性。
2 4
e．从烧瓶中取出40.00 mL溶液，以淀粉作指示剂，用0.010 00 mol·L－1 Na SO 溶液进行滴
2 2 3
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________。
(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器为________。
①滴定管 ②注射器 ③量筒
(3)搅拌的作用是_________________________________________________________。
(4)配平反应②的方程式，其化学计量数依次为_____________________________。
(5)步骤f为______________________________________________________。
(6)步骤e中达到滴定终点的标志为______。若某次滴定消耗NaSO 溶液4.50 mL，水样的
2 2 3
DO＝________mg·L－1(保留一位小数)。作为饮用水源，此次测得 DO 是否达标：
________(填“是”或“否”)。
(7)步骤d中加入HSO 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
2 4
此 误 差 的 原 因 ( 用 离 子 方 程 式 表 示 ， 至 少 写 出 2 个 ) ：
___________________________________。
命题点研究与答题规范
第(1)问考查化学实验的基本操作
气体的溶解度随温度升高而减小，故可将水加热煮沸除去溶解在水中的O
2
第(2)问考查实验仪器的选择
测定步骤中加入的试剂为无氧溶液，且加入的水样要防止空气中氧气的干扰，故需要
隔绝空气，所以选用密封性较好的注射器
第(3)问考查化学实验基本操作的作用
搅拌使物质混合均匀，加快化学反应的进行
第(4)问考查氧化还原方程式的配平
MnO(OH) 中Mn的化合价为＋4，能将I－氧化成I，依据氧化还原方程式配平的方法配
2 2
平化学方程式：MnO(OH) ＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I＋3HO
2 2 2
第(5)(6)问考查中和滴定的实验操作及滴定终点的判断
中和滴定一般采用重复滴定2～3次来减小滴定误差，用NaSO 溶液进行滴定时，I 的
2 2 3 2
量逐渐减小至消失时为滴定终点，此时的现象是溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复
第(6)问考查多步反应方程式的计算
根据题中所给的反应方程式得出关系式：
2Mn2＋～O～2MnO(OH) ～2I～4NaSO
2 2 2 2 2 3
1 4
n(O ) 0.004 5 L×0.010 00 mol·L－1
2
则n(O )＝×0.004 5 L×0.010 00 mol·L－1
2
DO＝
＝9.0×10－3g·L－1＝9.0 mg·L－1
高于5 mg·L－1，故此次测得DO达标
第(7)问考查氧化还原滴定的误差分析NaSO 在酸性条件下可以发生歧化反应生成S和SO ，且生成的SO 可被I 氧化，另
2 2 3 2 2 2
外，I－也可被O 氧化
2
答案 (1)将溶剂水煮沸后冷却
(2)②
(3)使溶液混合均匀，快速完成反应
(4)1,2,4,1,1,3
(5)重复步骤e的操作2～3次
(6)溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色 9.0 是 (7)2H＋＋SO===S↓＋SO ↑＋HO，SO
2 2 2 2
＋I＋2HO===4H＋＋SO＋2I－，4H＋＋4I－＋O===2I＋2HO(任写其中2个)
2 2 2 2 2
1．[2020·新高考全国卷Ⅰ(山东)，20]某同学利用Cl 氧化KMnO 制备KMnO 的装置如下图
2 2 4 4
所示(夹持装置略)：
已知：锰酸钾(K MnO )在浓强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应：
2 4
3MnO＋2HO===2MnO＋MnO ↓＋4OH－
2 2
回答下列问题：
(1)装置A中a的作用是________________________；装置C中的试剂为______________；
装置A中制备Cl 的化学方程式为__________________________________。
2
(2)上述装置存在一处缺陷，会导致KMnO 产率降低，改进的方法是________________。
4
(3)KMnO 常作氧化还原滴定的氧化剂，滴定时应将 KMnO 溶液加入__________(填“酸
4 4
式”或“碱式”)滴定管中；在规格为50.00 mL的滴定管中，若KMnO 溶液起始读数为
4
15.00 mL，此时滴定管中KMnO 溶液的实际体积为______________(填标号)。
4
A．15.00 mL B．35.00 mL
C．大于35.00 mL D．小于15.00 mL
(4)某FeC O·2H O样品中可能含有的杂质为Fe (C O) 、HC O·2H O，采用KMnO 滴定法
2 4 2 2 2 4 3 2 2 4 2 4
测定该样品的组成，实验步骤如下：
Ⅰ.称取m g样品于锥形瓶中，加入稀 HSO 溶解，水浴加热至 75 ℃。用c mol·L－1的
2 4
KMnO 溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30 s内不褪色，消耗KMnO 溶液V mL。
4 4 1
Ⅱ.向上述溶液中加入适量还原剂将Fe3＋完全还原为Fe2＋，加入稀HSO 酸化后，在75 ℃继
2 4
续用KMnO 溶液滴定至溶液出现粉红色且30 s内不褪色，又消耗KMnO 溶液V mL。
4 4 2样品中所含HC O·2H O(M＝126 g·mol－1)的质量分数表达式为________________。
2 2 4 2
下列关于样品组成分析的说法，正确的是__________(填标号)。
A.＝3时，样品中一定不含杂质
B.越大，样品中HC O·2H O含量一定越高
2 2 4 2
C．若步骤Ⅰ中滴入KMnO 溶液不足，则测得样品中Fe元素含量偏低
4
D．若所用KMnO 溶液实际浓度偏低，则测得样品中Fe元素含量偏高
4
答案 (1)平衡气压，使浓盐酸顺利滴下 NaOH 溶液 Ca(ClO) ＋4HCl(浓)===CaCl ＋
2 2
2Cl↑＋2HO
2 2
(2)在装置A、B之间加装盛有饱和NaCl溶液的洗气瓶
(3)酸式 C
(4)×100% BD
解析 (1)装置A中恒压分液漏斗a的作用是平衡气压，使浓盐酸顺利滴下。Cl 有毒，装置
2
C用于Cl 的尾气处理，盛装的试剂为NaOH溶液。装置A中利用浓盐酸与漂白粉反应制取
2
Cl ，漂白粉的有效成分是Ca(ClO) ，反应的化学方程式为 Ca(ClO) ＋4HCl(浓)===CaCl ＋
2 2 2 2
2Cl↑＋2HO。
2 2
(2)浓盐酸易挥发，装置A中制得的Cl 中混有挥发出的HCl，易与KMnO 发生氧化还原反
2 4
应，导致其产率降低，改进方法是在装置A、B之间加装盛有饱和NaCl溶液的洗气瓶。
(3)KMnO 溶液具有强氧化性，易腐蚀碱式滴定管下端的橡胶管，故应选择酸式滴定管。酸
4
式滴定管下端有一段未标注刻度，规格为50.00 mL的滴定管，液面在“0”刻度时，溶液的
体积大于50.00 mL，故KMnO 溶液起始读数为15.00 mL时，滴定管中KMnO 溶液的实际
4 4
体积大于35.00 mL。
(4)设样品中FeC O·2H O为x mol，Fe (C O) 为y mol，HC O·2H O为z mol，它们分别
2 4 2 2 2 4 3 2 2 4 2
和KMnO 反应的关系式为：
4
5FeC O·2H O～3KMnO 5HC O·2H O～2KMnO
2 4 2 4 2 2 4 2 4
x x z z
5Fe (C O)～6KMnO
2 2 4 3 4
y y
所以过程Ⅰ中消耗的KMnO 的物质的量(单位为mol)为
4
x＋z＋y＝cV×10－3①
1
过程Ⅱ溶液中Fe2＋的物质的量为(x＋2y) mol
Fe2＋和MnO的关系式为
5Fe2＋～ MnO
x＋2y (x＋2y)
过程Ⅱ中消耗的KMnO 的物质的量(单位为mol)为(x＋2y)＝cV×10－3②
4 2由①式得：3x＋6y＋2z＝5cV×10－3
1
由②式得：3x＋6y＝15cV×10－3
2
两式相减得：z＝×10－3×c(V－3V)
1 2
所以样品中HC O·2H O的质量分数表达式为
2 2 4 2
×100%
＝×100%
＝3 时，HC O·2H O 的质量分数为 0，则不含 HC O·2H O；由 x＋y＝cV×10－3和
2 2 4 2 2 2 4 2 1
(x＋2y)＝cV×10－3可知，不论y是否为0，均有V ＝3V ，即当＝3时，样品中可能含有
2 1 2
Fe (C O) ，A错误；越大，加还原剂后所得溶液中 Fe2＋含量越低，则样品中HC O·2H O
2 2 4 3 2 2 4 2
含量越高，B正确；若步骤Ⅰ中滴入KMnO 溶液不足，HC O 未被完全氧化，引起V 偏大，
4 2 2 4 2
则样品中Fe元素含量偏高，C错误；若所用KMnO 溶液实际浓度偏低，消耗KMnO 溶液
4 4
体积V 实际偏大，故测得样品中Fe元素含量偏高，D正确。
2
2．(2020·天津，15)为测定CuSO 溶液的浓度，甲、乙两同学设计了两个方案。回答下列
4
问题：
Ⅰ.甲方案
实验原理：CuSO ＋BaCl ===BaSO↓＋CuCl
4 2 4 2
实验步骤：
(1)判断SO沉淀完全的操作为_____________________________________。
(2)步骤②判断沉淀是否洗净所选用的试剂为______________________。
(3)步骤③灼烧时盛装样品的仪器名称为______________________。
(4)固体质量为w g，则c(CuSO )＝______________________ mol·L－1。
4
(5)若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯，则测得c(CuSO )__________(填“偏高”“偏
4
低”或“无影响”)。
Ⅱ.乙方案
实验原理：Zn＋CuSO ===ZnSO＋Cu
4 4
Zn＋HSO ===ZnSO＋H↑
2 4 4 2实验步骤：
①按图安装装置(夹持仪器略去)
②……
③在仪器A、B、C、D、E中加入图示的试剂
④调整D、E中两液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，读数并记录
⑤将CuSO 溶液滴入A中搅拌，反应完成后，再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生
4
⑥待体系恢复到室温，移动E管，保持D、E中两液面相平，读数并记录
⑦处理数据
(6)步骤②为____________________。
(7)步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是____________________(填字母)。
a．反应热受温度影响
b．气体密度受温度影响
c．反应速率受温度影响
(8)Zn 粉质量为 a g，若测得 H 体积为 b mL，已知实验条件下 ρ(H )＝d g·L－1，则
2 2
c(CuSO )________ mol·L－1(列出计算表达式)。
4
(9)若步骤⑥E管液面高于D管，未调液面即读数，则测得c(CuSO )__________(填“偏高”
4
“偏低”或“无影响”)。
(10)是否能用同样的装置和方法测定MgSO 溶液的浓度：__________(填“是”或“否”)。
4
答案 (1)向上层清液中(或取上层清液少许于试管中)继续滴加BaCl 溶液，无白色沉淀生成，
2
则沉淀完全 (2)AgNO 溶液 (3)坩埚 (4) (5)偏低 (6)检查装置气密性 (7)b
3
(8) (9)偏高 (10)否
解析 (2)BaSO 沉淀表面附着的离子是Cu2＋、Ba2＋和Cl－，可向洗涤液中加入AgNO 溶液，
4 3
若没有沉淀生成，则证明BaSO 沉淀已洗净。
4
(3)步骤③灼烧的是BaSO 固体，灼烧固体选择的仪器是坩埚。
4
(4)w g 为 BaSO 的质量，BaSO 的物质的量为 mol，由化学方程式：CuSO ＋
4 4 4
BaCl ===BaSO↓＋CuCl 可知，CuSO 的物质的量等于BaSO 的物质的量，所以CuSO 溶液
2 4 2 4 4 4
的浓度为c(CuSO )＝＝ mol·L－1。
4
(5)若步骤①中，转移沉淀时未洗涤烧杯，会造成BaSO 沉淀的质量减少，所以使测得的
4
c(CuSO )偏低。
4
(7)步骤⑥中保证体系恢复到室温的原因是气体密度受温度影响较大，温度过高或过低都会
造成气体密度的改变。
(8)Zn粉的物质的量为 mol，反应产生H 的物质的量为＝ mol，由Zn＋HSO ===ZnSO ＋
2 2 4 4
H↑知，与HSO 反应的Zn的物质的量等于产生H 的物质的量，为 mol，与CuSO 反应消
2 2 4 2 4
耗Zn的物质的量为(－)mol。由化学方程式Zn＋CuSO ===ZnSO ＋Cu可知，与CuSO 反应
4 4 4
消耗的Zn的物质的量等于CuSO 的物质的量，所以c(CuSO )＝ mol·L－1。
4 4(9)若步骤⑥E管液面高于D管，则D管内气体压强高于外界大气压，造成气体体积 b的数
值偏小，由c(CuSO )＝ mol·L－1可知，会使c(CuSO )偏高。
4 4
(10)因为Zn和MgSO 溶液不反应，所以不能用同样的装置和方法测定MgSO 溶液的浓度。
4 4
3．(2020·长沙市雅礼中学月考)三氯氧磷(POCl )常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料，实验
3
室制备POCl 并测定产品含量的实验过程如下：
3
Ⅰ.制备POCl
3
采用氧气氧化液态PCl 法制取POCl ，实验装置(加热及夹持仪器略)如图所示：
3 3
已知：①Ag＋＋SCN－===AgSCN↓；K (AgCl)>K (AgSCN)；磷酸银溶于硝酸。
sp sp
②PCl 和POCl 的相关信息如下表：
3 3
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 相对分子质量 性质
PCl －112.0 76. 0 137.5 两者互溶，均为无
3
色液体，遇水均剧
POCl 2.0 106. 0 153.5 烈反应生成含氧酸
3
和氯化氢
(1)POCl 遇水反应的化学方程式为_________________________________________________。
3
(2) 装 置 B 的 作 用 除 干 燥 O 外 ， 还 有 ：
2
_______________________________________________。
(3)反应温度要控制在60～65 ℃ ，原因是___________________________________________。
Ⅱ.测定POCl 产品的含量
3
实验步骤：
①制备POCl 实验结束后，待三颈烧瓶中的液体冷却至室温，准确称取14.55 g POCl 产品，
3 3
置于盛有60.00 mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解，将水解液配成100.00 mL溶液。
②取10.00 mL溶液于锥形瓶中，加入10.00 mL 3.2 mol·L－1 AgNO 标准溶液。
3
③加入少许硝基苯用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。
④以NH Fe(SO ) 为指示剂，用0. 2 mol·L－1 KSCN溶液滴定过量的AgNO 溶液，达到滴定
4 4 2 3
终点时共用去10. 00 mL KSCN溶液。
(4)步骤③中加入硝基苯的作用是_________________________________________________。
(5)产品中POCl 的质量分数为________(保留四位有效数字)。
3
答案 (1)POCl ＋3HO===HPO ＋3HCl (2)平衡压强、观察O 的流速 (3)温度过低，反应
3 2 3 4 2速率太慢；温度过高，PCl 易挥发，利用率低 (4)防止在滴加KSCN溶液时，将AgCl沉淀
3
转化为AgSCN沉淀 (5)52.75%
解析 (5)滴定过程中消耗KSCN为10.00×10－3 L×0.2 mol·L－1＝0.002 mol，AgNO 的物质
3
的量为 10.00×10－3L×3.2 mol·L－1 ＝0.032 mol；POCl ＋3HO＋6AgNO===Ag PO ↓＋
3 2 3 3 4
3AgCl↓＋6HNO ，AgNO ＋KSCN===AgSCN↓＋KNO ，设 10 mL 溶液中溶解了 x mol
3 3 3
POCl ；
3
POCl ～6AgNO KSCN～AgNO
3 3 3
1 6 1 1
x 6x 0.002 0.002
0．002＋6x＝0.032得x＝0.005，则100 mL溶液中溶解了0.05 mol POCl ，POCl 的质量百分
3 3
含量为×100%≈52.75%。
热点四 实验探究与创新意识的综合
《新课程标准》 对化学学科的核心素养“实验探究与创新意识”提出明确的要求如下：应
具有较强的问题意识，能发现和提出有探究价值的化学问题，能依据探究目的设计并优化实
验方案，完成实验操作，能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论；能和同学交流实验
探究的成果，提出进一步探究或改进实验的设想；能尊重事实和证据，不迷信权威，具有独
立思考、敢于质疑和批判的创新精神。
[思维流程]
(2016·北京理综，28)以NaSO 溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质
2 3
和盐溶液间反应的多样性。
试剂
实验 现象
滴管 试管饱和Ag SO 溶液 Ⅰ.产生白色沉淀
2 4
Ⅱ.溶液变绿，继续滴加
0.2 mol·L－1 0.2 mol·L－1 CuSO 溶液
4
产生棕黄色沉淀
NaSO 溶液
2 3
Ⅲ.开始无明显变化，继
0.1 mol·L－1 Al (SO ) 溶液
2 4 3
续滴加产生白色沉淀
(1)经检验，现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag SO 。用离子方程式解释现象Ⅰ：____________。
2 3
(2)经检验，现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SO，含有Cu＋、Cu2＋和SO。
已知：Cu＋――→Cu＋Cu2＋，Cu2＋――→CuI↓(白色)＋I。
2
①用稀HSO 证实沉淀中含有Cu＋的实验现象是_______________________________。
2 4
②通过下列实验证实，沉淀中含有Cu2＋和SO。
a．白色沉淀A是BaSO，试剂1是________________。
4
b．证实沉淀中含有Cu2＋和SO的理由是__________________________________。
(3)已知：Al (SO ) 在水溶液中不存在。经检验，现象Ⅲ的白色沉淀中无SO，该白色沉淀既
2 3 3
能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO 溶液褪色。
4
①推测沉淀中含有亚硫酸根和_____________________________________________________。
②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设：
ⅰ.被Al(OH) 所吸附；ⅱ.存在于铝的碱式盐中。对假设ⅱ设计了对比实验，证实了假设ⅱ成
3
立。
a．将对比实验方案补充完整。
步骤一：
步骤二：________________________________________________________(按上图形式呈现)。
b．假设ⅱ成立的实验证据是______________________________________________。
(4)根据实验，亚硫酸盐的性质有___________________________________________。
盐溶液间反应的多样性与_______________________________________________有关。
命题点研究与答题规范
第(1)问考查离子方程式的书写
NaSO 溶液与Ag SO 溶液反应生成Ag SO 白色沉淀，离子方程式为SO＋
2 3 2 4 2 3
2Ag＋===Ag SO ↓
2 3第(2)①问考查Cu＋信息反应的应用
依据题目信息：Cu＋――→Cu＋Cu2＋，故往沉淀中加入稀HSO ，若有红色固
2 4
体物质生成，则证实沉淀中含有Cu＋
第(2)②问考查SO的检验及I 的氧化性
2
因白色沉淀为BaSO，故上层清液中含有SO，检验SO所用的试剂是盐酸酸
4
化的BaCl 溶液。
2
实验流程中发生的反应：
2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I
2
I＋SO＋HO===SO＋2I－＋2H＋
2 2
上层清液中加入淀粉溶液不变蓝，说明I 被SO还原成I－，SO被氧化成SO
2
第(3)①问考查Al(OH) 的两性及SO的还原性
3
由题意知现象Ⅲ的白色沉淀中无SO，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强
碱，则沉淀中一定有Al(OH) ，可知沉淀中含有Al3＋和OH－，该沉淀能使酸
3
性KMnO 溶液褪色，即沉淀中含有还原性离子，即含有SO
4
第(3)②问考查对比实验方案设计方法
设计实验步骤二如下：
若SO存在于铝的碱式盐中，相对比步骤一的实验方案，滴加NaOH溶液至
沉淀恰好溶解时消耗NaOH的量大，即V>V
1 2
第(4)问考查由实验观察得出实验结论
根据实验，亚硫酸盐具有溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性。盐溶
液间反应的多样性与两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件有关
答案 (1)2Ag＋＋SO===Ag SO ↓
2 3
(2)①析出红色固体
②a.HCl和BaCl 溶液
2
b．在I－的作用下，Cu2＋转化为白色沉淀CuI，SO转化为SO
(3)①Al3＋、OH－
②a.
b．V 明显大于V
1 2
(4)溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性 两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件
1．(2020·北京，19)探究NaSO 固体的热分解产物。
2 3
资料：①4NaSO =====NaS＋3NaSO 。
2 3 2 2 4
②NaS能与S反应生成NaS，NaS 与酸反应生成S和HS。
2 2 x 2 x 2
③BaS易溶于水。
隔绝空气条件下，加热无水NaSO 固体得到黄色固体A，过程中未检测到气体生成。黄色
2 3
固体A加水得到浊液，放置得无色溶液B。
(1)检验分解产物NaS
2
取少量溶液B，向其中滴加CuSO 溶液，产生黑色沉淀，证实有S2－。反应的离子方程式是
4
________________________________________________________________________。
(2)检验分解产物NaSO
2 4
取少量溶液B，滴加BaCl 溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，沉淀增多(经检验该沉淀含S)，
2
同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H S)，由于沉淀增多对检验造成干扰，另取少量溶液B，加
2
入足量盐酸，离心沉降(固液分离)后，________(填操作和现象)，可证实分解产物中含有
SO。
(3)探究(2)中S的来源
来源1：固体A中有未分解的NaSO ，在酸性条件下与NaS反应生成S。
2 3 2
来源2：溶液B中有NaS，加酸反应生成S。
2 x
针对来源1进行如图实验：
①实验可证实来源1不成立。实验证据是__________________________________________。
②不能用盐酸代替硫酸的原因是________________________________________________。
③写出来源2产生S的反应的离子方程式：______________________________________。
(4)实验证明NaSO 固体热分解有NaS、NaSO 和S产生。运用氧化还原反应规律分析产物
2 3 2 2 4
中S产生的合理性：_____________________________________________________________。
答案 (1)S2－＋Cu2＋===CuS↓ (2)滴加BaCl 溶液，产生白色沉淀 (3)①向溶液2中加入
2
KMnO 溶液，溶液没有褪色 ②盐酸中Cl元素为－1价，是Cl元素的最低价，具有还原性，
4
会与KMnO 溶液发生氧化还原反应，使KMnO 溶液褪色，干扰实验现象和实验结论
4 4
③S＋2H＋===HS↑＋(x－1)S↓ (4)根据反应4NaSO =====NaS＋3NaSO 可知，NaSO 发
2 2 3 2 2 4 2 3
生歧化反应，其中S元素的化合价既可升高也可降低，能从＋4价降为－2价，也可以降到
0价生成硫单质
解析 (1)Na S和CuSO 溶液反应生成硫化铜和硫酸钠，反应的离子方程式是 S2－＋Cu2＋
2 4===CuS↓。
(2)根据题干资料：NaS能与S反应生成NaS，NaS 与酸反应生成S和HS，取少量溶液
2 2 x 2 x 2
B，滴加BaCl 溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，沉淀增多(经检验该沉淀含S)，同时产生有
2
臭鸡蛋气味的气体(H S)，说明B溶液中含有NaS，NaS 与酸反应生成S和HS，由于沉淀
2 2 x 2 x 2
增多对检验造成干扰，另取少量溶液 B，加入足量盐酸，离心沉降(固液分离)后，滴加
BaCl 溶液，产生白色沉淀，可证实分解产物中含有SO。
2
(3)①实验可证实来源1不成立。根据分析，溶液2为HSO ，向溶液2中加入少量KMnO
2 3 4
溶液，HSO 具有还原性，酸性条件下KMnO 具有强氧化性，二者混合后应发生氧化还原
2 3 4
反应，KMnO 溶液应该褪色，但得到的仍为紫色，说明溶液B中不含NaSO 。
4 2 3
③来源2认为溶液B中有NaS，加酸反应生成S，反应的离子方程式：S＋2H＋===HS↑＋
2 x 2
(x－1)S↓。
(4)根据已知资料：4NaSO =====NaS＋3NaSO ，亚硫酸钠中硫为＋4价，硫酸钠中硫为＋6
2 3 2 2 4
价，硫化钠中硫为－2价，根据反应可知NaSO 发生歧化反应，其中S元素的化合价既可升
2 3
高也可降低，能从＋4价降为－2价，也可以降到0价生成硫单质。
2．[2020·全国卷Ⅰ，27(2)(3)(4)(5)(6)]为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池
装置进行实验。
回答下列问题：
(2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化
学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择_______作为电
解质。
阳离子 u∞×108/(m2·s－1·V－1) 阴离子 u∞×108/(m2·s－1·V－1)
Li＋ 4.07 HCO 4.61
Na＋ 5.19 NO 7.40
Ca2＋ 6.59 Cl－ 7.91
K＋ 7.62 SO 8.27
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入________电极溶液
中。
(4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2＋)增加了0.02 mol·L－1。石墨电极上未见
Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝________。
(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为___________________________，
铁电极的电极反应式为________________。因此，验证了Fe2＋氧化性小于________，还原性小于________。
(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO 溶液中加入几滴Fe (SO ) 溶液，将铁电极浸泡
4 2 4 3
一 段 时 间 ， 铁 电 极 表 面 被 刻 蚀 活 化 。 检 验 活 化 反 应 完 成 的 方 法 是
_________________________。
答案 (2)KCl (3)石墨 (4)0.09 mol·L－1
(5)Fe3＋＋e－===Fe2＋ Fe－2e－===Fe2＋ Fe3＋ Fe
(6)取活化后溶液少许于试管中，加入KSCN溶液，溶液不出现红色
解析 (2)盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生反应，两烧杯溶液中含有Fe2＋、Fe3＋和
SO，Ca2＋与SO生成微溶于水的CaSO，Fe2＋、Fe3＋均与HCO反应，酸性条件下NO与Fe2＋
4
发生反应，故盐桥中不能含有Ca2＋、HCO和NO。盐桥中阴、阳离子的电迁移率(u∞)尽可能
相近，分析表中阳离子和阴离子的电迁移率(u∞)数据，K＋和Cl－的电迁移率(u∞)相差较小，
故盐桥中应选择KCl作为电解质。
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，则铁电极是负极，石墨电极是正极，盐桥中阳
离子向正极移动，故阳离子进入石墨电极溶液中。
(4)假设两个烧杯中溶液体积均为V L，铁电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，一段时间后，铁
电极溶液中c(Fe2＋)增加0.02 mol·L－1，则电路中通过电子为0.02 mol·L－1×V L×2＝0.04V
mol。石墨电极上未见Fe析出，则石墨电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，据得失电子守恒可
知，石墨电极生成Fe2＋为0.04V mol，故石墨电极溶液中c(Fe2＋)＝＝0.09 mol·L－1。
(5)由(4)分析可知，石墨电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，据此得出Fe2＋的氧化性小于Fe3＋；
铁电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，据此得出Fe2＋的还原性小于Fe。
(6)铁电极表面被刻蚀活化，Fe与Fe (SO ) 溶液发生反应：Fe＋Fe (SO )===3FeSO ，活化反
2 4 3 2 4 3 4
应完成后，溶液中不含Fe3＋，可向FeSO 溶液中滴加KSCN溶液，若溶液不变红色，证明
4
活化反应完成。
3．(2021·辽宁省开原市第二高级中学模拟)已知乙二酸(HOOC—COOH，可简写为HC O)俗
2 2 4
称草酸，易溶于水，属于二元中强酸(为弱电解质)，且酸性强于碳酸，其熔点为101.5 ℃，
在157 ℃升华。某校研究性学习小组为探究草酸的部分化学性质，进行了如下实验：
(1)向盛有1 mL饱和NaHCO 溶液的试管中加入足量乙二酸溶液，观察到有无色气泡产生。
3
该反应的离子方程式为______________________________________________________。
(2)向盛有少量乙二酸饱和溶液的试管中滴入用硫酸酸化的KMnO 溶液，振荡，发现其溶液
4
的紫红色褪去，说明乙二酸具有________(填“氧化性”“还原性”或“酸性”)，请配平该
反应的离子方程式：
MnO＋____HC O＋____H＋===____Mn2＋＋____CO↑＋____HO
2 2 4 2 2
(3)将一定量的乙二酸放于试管中，按下图所示装置进行实验(夹持装置未标出)：实验发现，装置C、G中澄清石灰水变浑浊，B中CuSO 粉末变蓝，F中CuO粉末变红，据
4
此，乙二酸分解的产物为______。上述装置中，D的作用是___________________________。
装置F中发生反应的化学方程式为：______________________________________________。
答案 (1)HCO＋HC O===HC O＋CO↑＋HO (2)还原性 2 5 6 2 10 8 (3)CO、
2 2 4 2 2 2
CO、HO 除去混合气体中的CO CuO＋CO=====Cu＋CO
2 2 2 2
解析 (1)乙二酸中含有羧基，具有酸性，酸性比碳酸强，与碳酸氢钠反应的离子方程式为：
HCO＋HC O===HC O＋CO↑＋HO。
2 2 4 2 2 2
(2)酸性KMnO 溶液具有强氧化性，向盛有少量乙二酸饱和溶液的试管中滴入用硫酸酸化的
4
KMnO 溶液，振荡，发现其溶液的紫红色褪去，说明乙二酸被酸性高锰酸钾氧化，具有还
4
原性，根据氧化还原反应方程式的配平原则：得失电子守恒、质量守恒和电荷守恒配平该反
应的离子方程式：2MnO＋5HC O ＋6H＋===2Mn2＋＋10CO↑＋8HO。(3)加热乙二酸，反
2 2 4 2 2
应物通入B，使CuSO 粉末变蓝，说明有水生成，装置C中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧
4
化碳生成；装置D中二氧化碳和氢氧化钠反应除去混合气体中的二氧化碳，F中CuO粉末
变红、G中澄清石灰水变浑浊说明有一氧化碳生成，所以乙二酸的分解产物为 CO、CO 、
2
HO；装置F中发生的反应为一氧化碳还原氧化铜，化学方程式为：CuO＋CO=====Cu＋
2
CO。
2
综合实验冲关(一)——无机物、有机物制备的分析应用
1．某校同学设计实验以MgCl 卤液(主要含MgCl )为原料制取活性MgO。回答下列问题：
2 2
(1)甲组设计下列装置制取氨气和二氧化碳。
①用生石灰和浓氨水制取 NH ，可选用的装置是_________________________(填
3
“A”“B”或“AB”)。②若用石灰石和稀盐酸制取CO，反应的离子方程式为_____________________________。
2
(2)乙组利用甲组制备的NH 和CO 制取3MgCO ·Mg(OH) ·3H O。
3 2 3 2 2
①接口b处通入的气体是_______________________________________________(填化学式)。
②装置D的作用是___________________________________________________________。
③生成3MgCO ·Mg(OH) ·3H O的化学方程式为__________________________________。
3 2 2
(3)丙组灼烧3MgCO ·Mg(OH) ·3H O制活性MgO时，所需的硅酸盐质仪器除酒精灯和坩埚
3 2 2
外，还需要______________________________________________________________。
答案 (1)①A ②CaCO ＋2H＋===Ca2＋＋HO＋CO↑ (2)①NH ②吸收过量的NH ，防
3 2 2 3 3
止污染环境 ③4MgCl ＋8NH ＋3CO ＋8HO===3MgCO ·Mg(OH) ·3H O↓＋8NH Cl (3)
2 3 2 2 3 2 2 4
玻璃棒、泥三角
解析 (1)①启普发生器适用于块状固体与溶液的反应，生成的气体溶解度较小，生石灰和
浓氨水制取NH 反应速率较快，故选A。②石灰石和稀盐酸制取CO 的离子方程式：CaCO
3 2 3
＋2H＋===Ca2＋＋HO＋CO↑。(2)①氨气极易溶于水，需减少接触面来减缓溶解速率，故b
2 2
中通入氨气。②装置D主要为尾气吸收装置，吸收过量的NH ，防止污染环境。(3)灼烧时
3
需用到的硅酸盐质仪器有酒精灯、坩埚、玻璃棒、泥三角。
2．铁黄是一种重要的颜料，化学式为Fe O·xHO，广泛用于涂料、橡胶、塑料、文教用品
2 3 2
等工业。实验室模拟工业利用硫酸渣(含Fe O 及少量的CaO、MgO等)和黄铁矿粉(主要成分
2 3
为FeS)制备铁黄的流程如下：
2
(1)操作Ⅰ与操作Ⅱ中都用到玻璃棒，玻璃棒在两种操作中的作用分别是________、
________。
(2)试剂a最好选用________(供选择的试剂有：铝粉、空气、浓HNO)。
3
(3)上述步骤中需用到氨气。下列装置可用于实验室制备氨气的是________(填字母)。(4)查阅资料知，在不同温度下Fe O 被CO还原，产物可能为Fe O 、FeO或Fe，固体质量
2 3 3 4
与反应温度的关系如下图所示。
根据图像推断670 ℃时Fe O 还原产物的化学式为__________________________________，
2 3
并设计一个简单的实验，证明该还原产物的成分(简述实验操作、现象和结论)：
_____________
_______________________________________________________________________________
。仪器自选。可供选择的试剂：稀硫酸、稀盐酸、HO 溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。
2 2
答案 (1)搅拌加速溶解(或搅拌加速反应) 引流
(2)空气 (3)bd (4)FeO 取少量还原产物置于试管中，加入过量稀硫酸(或稀盐酸)，固体完
全溶解且无气泡产生；再向其中滴加KSCN溶液，溶液不变色；最后滴加HO 溶液，溶液
2 2
变红色，证明还原产物为FeO
解析 (1)操作Ⅰ与操作Ⅱ中都用到玻璃棒，操作Ⅰ中利用玻璃棒搅拌加速硫酸渣的溶解，
操作Ⅱ是过滤实验操作，玻璃棒起到引流作用。
(2)依据流程分析，试剂a是用来氧化亚铁离子的，但选择氧化剂不能引入新的杂质，铝粉
引入新的杂质，浓硝酸作氧化剂会产生污染气体，最好选择空气作氧化剂氧化亚铁离子，不
会引入新的杂质也不污染环境。
(3)加热氯化铵分解后生成氨气和氯化氢会在试管口重新生成氯化铵，不能制备氨气，故 a
错误；浓氨水滴入烧瓶，氧化钙会和水反应生成氢氧化钙且放热，使一水合氨分解生成氨气，
故b正确；氢氧化钙和氯化铵固体加热时需要试管口略向下倾斜，图中装置中加热会使生成
的水倒流到试管底部使试管炸裂，故c错误；加热浓氨水会分解生成氨气，可以制取氨气，
故d正确。
(4)开始时氧化铁的物质的量是＝0.3 mol，当恰好转化为四氧化三铁时质量是×0.3 mol×232
g·mol－1＝46.4 g，当恰好转化为氧化亚铁时质量是0.3 mol×2×72 g·mol－1＝43.2 g，即加热
温度达到500～600 ℃时还原产物为Fe O ，到670 ℃时还原产物为FeO；亚铁离子易被氧
3 4化，则验证还原产物的实验操作是取少量还原产物置于试管中，加入过量稀硫酸(或稀盐酸)，
固体完全溶解且无气泡产生；再向其中滴加KSCN溶液，溶液不变色；最后滴加HO 溶液，
2 2
溶液变红色，证明还原产物为FeO。
3．碘化钠在有机合成中用途广泛，工业制备碘化钠有多种方法，下图是制备碘化钠的两种
方案。已知：3I ＋6NaOH===5NaI＋NaIO ＋3HO；NH·H O的沸点为118 ℃，100 ℃开始
2 3 2 2 4 2
分解。
(1)方案一中，加入 NH·H O后发生的离子反应为：2IO(aq)＋3NH·H O(l)===2I－(aq)＋
2 4 2 2 4 2
3N(g)＋9HO(l) ΔH<0；部分装置如图1所示。
2 2
①图1中仪器b的名称为________。若要使分液漏斗中的液体流入三颈烧瓶中，具体的操作
是___________________________________________________________________________。
②实验过程中需控制反应温度70 ℃左右的原因是____________________________________。
图1中加热的方式最好选用_______________________________________________________。
(2)结合 NaI 溶解度曲线(如图 2)，流程图中方法②的具体操作为：加热蒸发、
______________、过滤、洗涤得到白色晶体。
(3) 写 出 方 案 二 中 加 入 Fe 屑 后 的 离 子 方 程 式 ：
_________________________________________。
答案 (1)①(直形)冷凝管 先打开分液漏斗的玻璃塞，再缓慢旋开活塞 ②温度过高，
NH·H O会分解及挥发，温度过低反应太慢 水浴加热 (2)冷却结晶 (3)3H O＋3Fe＋
2 4 2 2
IO===3Fe(OH) ↓＋I－
2
解析 (2)NaI的溶解度曲线表明：NaI的溶解度随着温度的升高显著增大。流程图中方法②
是从溶液中获得NaI晶体，首先是通过加热蒸发浓缩，将NaI溶液由不饱和溶液变为(过)饱
和溶液，然后降温(冷却)结晶，最后过滤、洗涤、干燥即可。(3)含NaI、NaIO 、NaOH等的
3
混合液，加入铁屑后，IO 被还原，生成了 I－，从生成白色沉淀知道铁反应后生成了
Fe(OH) ，反应的离子方程式为：3Fe＋IO＋3HO===3Fe(OH) ↓＋I－。
2 2 2
4．有机化工中3,5-二甲氧基苯酚是重要的有机合成中间体，一种以间苯三酚为原料的合成
反应如下：＋2CHOH――――――――→ ＋2HO
3 2
甲醇、乙醚和3,5-二甲氧基苯酚的部分物理性质见下表：
密度(20 ℃) /(g·cm－
物质 沸点/℃ 熔点/℃ 溶解性
3)
甲醇 64.7 － 0.791 5 易溶于水
乙醚 34.5 － 0.713 8 微溶于水
3,5-二甲 易溶于甲醇、乙
－ 33 ～36 －
氧基苯酚 醚，微溶于水
(1)反应结束后，先分离出甲醇，再加入乙醚进行萃取。
①分离出甲醇的操作是________。
②萃取用到的分液漏斗分液时有机层在分液漏斗的________(填“上”或“下”)层。
(2)分离得到的有机层依次用饱和NaHCO 溶液、少量蒸馏水进行洗涤。用饱和NaHCO 溶
3 3
液洗涤的目的是________________。
(3)洗涤完成后，通过以下操作分离、提纯产物，正确的操作顺序是________(填字母)。
a．蒸馏除去乙醚 b．冷却结晶
c．过滤除去干燥剂 d．加入无水CaCl 干燥
2
(4)写出反应中可能出现的副产物结构简式：____________________________(只写一种即可)。
答案 (1)①蒸馏 ②上 (2)除去HCl (3)dcab
(4) CH—O—CH (任写一种)
3 3
解析 (1)①3,5-二甲氧基苯酚易溶于甲醇，先利用沸点差异分离出甲醇，则分离出甲醇的操
作是蒸馏。②因乙醚的密度比水小，分液时有机层在分液漏斗的上层。
(2)有机层依次用饱和NaHCO 溶液、少量蒸馏水进行洗涤，用饱和NaHCO 溶液洗涤的目的
3 3
是除去HCl。
(3)洗涤完成后，为除去水分，用无水氯化钙干燥，然后过滤除去干燥剂，再根据沸点不同
利用蒸馏的方法除去乙醚，最后利用冷却结晶的方法制得较纯产物，所以其排列顺序为
dcab。
(4)间苯三酚可能只有一个酚羟基与甲醇反应，也可能三个酚羟基全部与甲醇反应，同时甲醇与甲醇也可能发生反应，所得产物的结构简式为 、 、CH
3
—O—CH 。
3
5．氯仿(CHCl )常用作有机溶剂和麻醉剂，常温下在空气中易被氧化。实验室中可用热还原
3
CCl 制备氯仿，装置示意图及有关物质性质如下：
4
物质 相对分子质量 密度/(g·mL－1) 沸点/℃ 溶解性
CHCl 119.5 1.50 61.3 难溶于水
3
CCl 154 1.59 76.7 难溶于水
4
相关实验步骤如下：
①检查装置气密性；
②开始通入氢气；
③点燃B处酒精灯；
④向A处水槽中加入热水，接通C处冷凝装置的冷水；
⑤向三颈烧瓶中滴入36 mL CCl ；
4
⑥反应结束后，停止加热，将D 处锥形瓶中收集到的液体分别用适量NaHCO 溶液和水洗
3
涤，分离出产物加入少量无水CaCl ，静止后过滤；
2
⑦对滤液进行蒸馏纯化，得到氯仿28.29 g。
请回答下列问题：
(1)C处应选用冷凝管为________(填字母)。
(2)简述本实验检查装置气密性的操作：_____________________________。
(3)分液漏斗上的导管的作用是______________________________________。
(4)设计②③先后顺序的目的是______________________________________。
(5)向A处水槽中加入热水的目的是_________________________________。
(6)装置B处反应为可逆反应，停止加热一段时间后，发现催化剂仍保持红热状态，说明B
处生成 CHCl 反应的 ΔH________(填“<”或“>”)0，B 中发生反应的化学方程式为
3
________
_______________________________________________________________________________。
(7)该实验中氯仿产率为________(保留3 位有效数字)。
答案 (1)b
(2)将牛角管末端放入水中，关闭 A 中弹簧夹，加热试管，若牛角管口有气泡冒出，冷却到
室温后，牛角管口有一段稳定的水柱，表明装置气密性良好(合理即可)
(3)平衡压强，使 CCl 液体顺利流下
4
(4)排除装置中的空气，防止加热时氢气遇氧气发生爆炸
(5)使 CCl 转化为气体，与氢气混合均匀
4
(6)< CCl ＋HCHCl ＋HCl
4 2 3
(7)63.7%
解析 (3)分液漏斗上的导管把漏斗上方的气体和三颈烧瓶中的连通，故其作用是平衡压强，
使 CCl 液体顺利流下。(4)本实验需要氢气在加热条件下发生反应，在点燃或加热前一定要
4
排净空气以防爆炸，故设计②③先后顺序的目的是排除装置中的空气，防止加热时氢气遇氧
气发生爆炸。(6)装置B处的反应为可逆反应，停止加热一段时间后，发现催化剂仍保持红
热状态说明B处生成CHCl 的反应是放热反应，故ΔH<0，B中发生反应的化学方程式为
3
CCl ＋HCHCl ＋HCl。(7) 36 mL CCl 的质量为57.24 g，其物质的量为0.371 7 mol，
4 2 3 4
按CCl ＋HCHCl ＋HCl，理论上应生成的CHCl 物质的量为0.371 7 mol，氯仿实际
4 2 3 3
产量为28.29 g，为0.236 7 mol，因产率＝×100%，带入数值，故该实验中氯仿产率为
63.7%。
综合实验冲关(二)——物质组成、性质的分析应用
1．(2020·长沙市雅礼中学高三上学期第一次月考)碱式碳酸镁可用于生产牙膏、医药和化妆
品等，化学式为4MgCO ·Mg(OH) ·5H O，某碱式碳酸镁样品中含有SiO 杂质，为测定其纯
3 2 2 2
度，某兴趣小组设计了如下几个方案：
方案Ⅰ 取一定质量的样品，与稀硫酸充分反应，通过测定生成CO 的质量计算纯度。
2
(1)乙中发生反应的化学方程式为____________________________________。
(2)仪器接口的连接顺序为(装置可以重复使用)a→______________________。
方案Ⅱ ①称取碱式碳酸镁样品m g；
②将样品充分高温煅烧，冷却后称量；
③重复操作②，测得剩余固体质量为m g。
1(3)下列仪器中，方案Ⅱ不会用到的是_______________________________(填字母代号)。
(4)判断样品完全分解的方法是_________________________________________________。
(5)有同学认为方案Ⅱ高温煅烧的过程中会发生反应：
MgCO ＋SiO=====MgSiO ＋CO↑，会导致测定结果有误，你认为这位同学的观点正确吗？
3 2 3 2
________(填“正确”或“错误”)。请说明理由：_______________________。
答案 (1)4MgCO ·Mg(OH) ·5H O＋5HSO ===5MgSO ＋11HO＋4CO↑
3 2 2 2 4 4 2 2
(2)d→e→b→c→b (3)E
(4)将样品连续两次高温煅烧，冷却称量质量相差0.1 g以内
(5)错误 该反应的发生不影响固体质量差
解析 (2)打开K，通过装置甲吸收通入的空气中的二氧化碳，防止干扰产生的二氧化碳的
测定，排净装置内空气，关闭K，通过装置乙的分液漏斗滴入稀硫酸发生反应生成二氧化碳、
水和硫酸镁，通过装置丁吸收气体中的水蒸气，通过装置丙吸收生成的二氧化碳测定其质量，
为避免空气中二氧化碳、水蒸气进入干燥管，可以再连接一个干燥管，则装置顺序为
a→d→e→b→c→b。
(3)灼烧需要泥三角、三脚架、酒精灯、坩埚，在干燥器中冷却，不需要蒸发皿。
(5)发生反应MgCO ＋SiO=====MgSiO ＋CO↑，不影响生成CO 和水蒸气的量，则这位同
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学的观点是错误的。
2．(2020·河南省南阳市第一中学月考)氯化铁可用作金属蚀刻剂、有机合成的催化剂。
(1)氯化铁晶体的制备：
①实验过程中装置乙发生反应的离子方程式有________________________________，装置丙
的作用为__________________________________________________________。
②为顺利达成实验目的，上述装置中弹簧夹打开和关闭的顺序为关闭弹簧夹1和3，打开弹
簧夹2；待铁粉完全溶解后打开弹簧夹1和3，关闭弹簧夹2。
③反应结束后，将乙中溶液边加入________，边进行加热浓缩、________、过滤、洗涤、干
燥即得到产品。
(2)氯化铁的性质探究：
某兴趣小组将饱和FeCl 溶液进行加热蒸发、蒸干灼烧，在试管底部得到固体。为进一步探
3究该固体的成分设计了如下实验。(查阅文献知：①FeCl 溶液浓度越大，水解程度越小；②
3
氯化铁的熔点为 306 ℃、沸点为 315 ℃，易升华，气态 FeCl 会分解成 FeCl 和 Cl ；
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③FeCl 的熔点为670 ℃)
2
操作步骤 实验现象 解释原因
①充入N 的原因：________
2
打开K，充入氮气 D中有气泡产生
_________________________
关闭K，加热至600 ℃， ②产生该现象的原因：_____
B中出现棕黄色固体
充分灼烧固体 _________________________
溶液分层，上层接近无色， ③该步操作的离子方程式：
实验结束，振荡C，静置
下层橙红色 _________________________
④结合以上实验和所学知识，该固体中一定存在的成分有________和________
答案 (1)①Fe＋2H＋===Fe2＋＋H↑、Cl ＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－ 吸收多余的氯气，防止
2 2
污染环境 ③浓盐酸 冷却结晶 (2)①排出装置中的空气 ②FeCl 易升华，在B中遇冷凝
3
结为固体 ③2Br－＋Cl===Br ＋2Cl－ ④FeCl Fe O
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解析 (1)①装置甲制取氯气，装置乙发生反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H↑，利用氯气的强氧化
2
性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，反应的离子方程式为Cl＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－；氯气有毒，作为
2
尾气必须除去，除去氯气常用氢氧化钠溶液，因此丙装置中盛放 NaOH溶液的作用是吸收
多余尾气，防止污染环境。
③Fe3＋易水解，为防止水解，边加入浓盐酸，边进行加热浓缩、冷却结晶、过滤。
(2)①充入氮气的目的是排出装置中的空气，防止干扰实验。
②棕黄色固体是FeCl ，根据信息，FeCl 易升华，A中FeCl 由固体转化成气体，在B装置
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中遇冷凝结为固体。
③FeCl 受热分解成FeCl 和Cl ，Cl 与NaBr反应生成Br ，Br 易溶于有机溶剂，现象是溶
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液分层，上层接近无色，下层橙红色，发生反应的离子方程式是2Br－＋Cl===Br ＋2Cl－。
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④FeCl 溶液在加热蒸发过程中，会发生水解，蒸干灼烧后生成Fe O ，因此一定含有的物质
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是FeCl 、Fe O。
3 2 3
3．(2020·大庆市铁人中学期中)“翠矾”(NiSO ·7H O)在印染工业作媒染剂，生产酞菁艳蓝
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络合剂；氟镍化钾(K NiF)是结构化学研究的热点物质。以镍废渣(主要成分为Ni，含少量
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Fe、Al、Fe O、Al O 和不溶性杂质等)为原料合成“翠矾”和氟镍化钾的流程如下：
3 4 2 3几种金属离子的氢氧化物沉淀pH如表：
金属离子 开始沉淀的pH 完全沉淀的pH
Fe3＋ 2.7 3.7
Al3＋ 3.8 5.2
Fe2＋ 7.6 9.7
Ni2＋ 7.1 9.2
请回答下列问题：
(1)“ 碱 浸 ” 过 程 中 ， 为 提 高 浸 出 率 ， 可 采 取 的 措 施 是
_________________________________(写一种即可)。
(2)“转化”过程中加入HO 的目的是____________________________________________(用
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离子方程式表示)，经实验测定该过程温度高于 40 ℃，转化率急速降低的原因可能是
______
_______________________________________________________________________________
。
(3)调节pH＝a，其中a的取值范围是________。
(4)写出“灼烧”NiCO 和NH F的混合物时反应的化学方程式：________________________，
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为避免污染环境，选择下列装置吸收尾气，最宜选择____(填字母)。
(5)从溶液中获得NiSO ·7H O的操作A是___________________________________。
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(6)准确称取ω g翠矾晶体产品于锥形瓶中，加入足量的蒸馏水溶解配成250 mL溶液，取
20.00 mL所配溶液于锥形瓶中，用c mol·L－1的标准溶液EDTA(Na HY)滴定至终点(发生反
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应Ni2＋＋HY2－===NiY2－＋2H＋)，三次实验消耗标准溶液的体积分别为20.02 mL、19.98
2
mL、19.50 mL，则翠矾的纯度为________(只列计算式，不考虑杂质反应)。
答案 (1)增加碱的浓度(或升高溶液的温度或把矿渣粉碎等)
(2)H O ＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2HO 温度高于40 ℃时，2HO=====2HO＋O↑，HO
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浓度降低，反应速率减慢，Fe2＋转化率降低 (3)3.7
