文档内容
第 04 讲 综合实验题型探究
目录
01
考情透视·目标导航
02 知识导图·思维引航...................................................................................................................
03考点突破·考法探究....................................................................................................................
考点一 物质性质探究类综合实验........................................................................................
知识点1探究型实验的常见类型..........................................................................................
知识点2探究型实验的基本程序..........................................................................................
考向1 验证型综合实验........................................................................................................
考向2 猜想型综合实验........................................................................................................
考点二 定量测定类综合实验................................................................................................
知识点1 定量实验数据的测定方法....................................................................................
知识点2 定量实验中“数据”的采集和处理......................................................................
考向1 滴定操作型在定量测定实验中的应用......................................................................
考向2 气体关联型在定量测定实验中的应用......................................................................
考点三 有机制备型实验题....................................................................................................
知识点1 有机制备实验流程.............................................................................................
知识点2 解有机综合题基本策略.......................................................................................
考向 有机物的制备............................................................................................................
04真题练习·命题洞见....................................................................................................................考点要
考题统计 考情分析
求
2023•湖南卷18题，15分；2023山东卷18
常见物质的 题，12分；2023辽宁卷17题，14分；2022
制备 山东卷18题，12分；2022全国乙卷27题，
14分；2021辽宁卷18题，13分
综合实验题是每年考查能力的综合
2023浙江1月选考20题，10分；2022全国甲
化学实验条 压轴题，其综合性强、难度大，是一道
卷27题，15分；2022湖北卷18题，14分；
件的控制 拉分的主要试题。本讲试题将以元素化
2021湖北卷18题，14分
合物知识为依托，以陌生物质制备为背
景，充分体现了“源于教材，又不拘泥
于教材”的命题指导思想，把化学实验
基础知识和基本操作技能准确迁移到类
化学实验方 2023全国甲卷28题，14分；2023北京卷19
似的实验中去，题目类型主要有物质制
案的设计与 题，14分；2022湖南卷15题，12分；2022
备类、实验探究类、定量测定类等，但
评价 北京卷19题，14分
并不拘泥于固定的形式，但由于物质陌
生、设问巧妙，在解题中，往往让考生
感到“老虎吃天、无从下口”的畏惧
感。备考中要注意有机物的涉入，理清
探究型实验 2023•广东卷17题，14分；2021广东卷17 关系，熟记切入点——从安全、环保、
方案 题，14分 可行、简约等角度进行评价分析。
2023全国乙卷26题，14分；2023山东卷18
题，12分；2023湖北卷18题，14分；2023
定量测定实 浙江6月选考20题，10分；2022山东卷18
验 题，12分；2022广东卷17题，14分；2022
河北卷14题，14分；2021山东卷18题，12
分；2021全国甲卷27题，14分
复习目标：
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。考点一 物质性质探究类综合实验
知识点1 探究型实验的常见类型
1．对未知产物的探究
通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质，对这些物质逐一进行检验来确定究竟含有哪些物质。虽然
探究型实验主要考查学生的探究能力，但在问题中常常包含了对实验基础知识的考查。例如：
(1)常见物质分离的提纯方法：结晶法、蒸馏法、过滤法、升华法、萃取法、渗析法等。
(2)常见气体的制备、净化、干燥、收集等方法。
(3)熟悉重点的操作：气密性检查、测量气体体积、防倒吸、防污染等。
2．物质性质的探究
(1)在探究过程中往往可以利用对比实验，即设置几组平行实验来进行对照和比较，从而研究和揭示某
种规律，解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。
(2)无机物、有机物性质的探究，必须在牢牢掌握元素化合物知识的基础上，大胆猜想，细心论证。脱
离元素化合物知识，独立看待实验问题是不科学的，只有灵活运用已有的元素化合物知识，才能变探究型实验为验证型实验，使复杂问题简单化。
【名师提醒】
1．物质氧化性、还原性的判断。如探究SO 具有还原性的方法是将气体通入酸性KMnO 溶液中，通
2 4
过酸性KMnO 溶液褪色或变浅来说明SO 的还原性；验证Fe3+的氧化性强于I 时，可利用FeCl 与淀粉-KI
4 2 2 3
溶液反应，通过溶液变为蓝色的现象来说明Fe3+的氧化性强于I。
2
2．同周期、同主族元素性质递变规律的验证，一般通过设计比较元素金属性、非金属性强弱的实验
来完成。如通过比较Mg、Al与同浓度盐酸反应产生H 的快慢来比较Mg、Al的金属活动性。
2
3．电解质强弱的判断。如探究一元酸 HA 是弱酸的方法是常温下配制 NaA 溶液，测其 pH，若
pH>7，说明HA为弱酸。
4．物质酸性强弱的判断。如探究碳酸和硅酸的酸性强弱，可利用相对强的酸制备相对弱的酸的反应
原理，将CO 气体通入NaSiO 溶液，看是否有白色胶状沉淀生成来判断HCO 与HSiO 酸性的强弱。
2 2 3 2 3 2 3
5．钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控制钢铁是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸
碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等设计实验，找出规律。
知识点2 探究型实验的基本程序
解答探究型实验题的基本程序可用以下流程图表示：
1．提出问题
要提出问题，首先得发现问题，对题给信息进行对比、质疑，通过思考提出值得探究的问题。此外，
实验中出现的特殊现象也是发现问题、提出问题的重要契机。
2．提出猜想
所谓猜想就是根据已有知识对问题的解决提出的几种可能的情况。有一些问题，结论有多种可能(这就
是猜想)，只能通过实验进行验证。
3．设计验证方案
提出猜想后，就要结合题给条件，设计出科学、合理、安全的实验方案，对可能的情况进行探究。实
验设计中，关键点是对试剂的选择和实验条件的调控。
4．观察实验现象，得出结论
考向1 验证型综合实验
【例1】某小组探究卤素参与的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。(1)浓盐酸与MnO 混合加热生成氯气。氯气不再逸出时，固液混合物A中仍存在盐酸和MnO 。
2 2
①反应的离子方程式是 。
②电极反应：
ⅰ.还原反应：MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O
2 2
ⅱ.氧化反应： 。
③根据电极反应，分析A中仍存在盐酸和MnO 的原因。
2
ⅰ.随着c(H+)降低或c(Mn2+)升高，MnO 氧化性减弱。
2
ⅱ.随着c(Cl-)降低， 。
④补充实验证实③中的分析。
实验操作 试剂 产物
Ⅰ 较浓HSO 有氯气
2 4
Ⅱ a 有氯气
Ⅲ a+b 无氯气
a是 ，b是 。
(2)利用c(H+)对MnO 氧化性的影响，探究卤素离子的还原性。相同浓度的 KCl、KBr、KI溶液与
2
MnO 反应所需的最低c(H+)由大到小的顺序是 ，从原子结构角度说明理由： 。
2
(3)根据(1)中结论推测：酸性条件下，加入某种化合物可以增强溴的氧化性，将 Mn2+氧化为MnO 。经
2
实验证实了推测，该化合物是 。
(4)Ag分别与1 mol·L-1的盐酸、氢溴酸和氢碘酸混合，Ag只与氢碘酸发生置换反应，试解释原因：
。
(5)总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是 。
【答案】(1)①MnO +4H++2Cl- Mn2++Cl↑+2H O
2 2 2
②2Cl--2e-=Cl↑ ③Cl-的还原性减弱(或Cl 的氧化性增强) ④KCl固体(或KCl饱和溶液) MnSO 固
2 2 4
体(或MnSO 饱和溶液)
4
(2)KCl>KBr>KI Cl、Br、I位于第ⅦA族，从上到下电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，得电子
能力逐渐减弱，阴离子的还原性逐渐增强
(3)AgNO
3
(4)比较AgX的溶解度，AgI的溶解度最小，反应Ag++I-=AgI↓使得Ag还原性增强得最多，使得反应
2Ag+2H+=2Ag++H ↑得以发生
2
(5)氧化剂(还原剂)的浓度越大，其氧化性(还原性)越强，还原产物(氧化产物)的浓度越大，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越弱
【解析】(1)①二氧化锰和浓盐酸制氯气的离子方程式为MnO +4H++2Cl- Mn2++Cl↑+2H O。②氧化反
2 2 2
应中元素化合价升高，故氧化反应为2Cl--2e-=Cl↑。③反应不能继续发生也可能是因为还原剂的还原性减
2
弱或氧化产物的氧化性增强。④可以从增大氯离子浓度的角度再结合实验Ⅱ的产物分析，试剂 a可以是
KCl固体或KCl饱和溶液；实验Ⅲ的产物没有氯气，且实验Ⅲ也加入了试剂 a，则一定是试剂b影响了实
验Ⅲ的产物，再结合原因ⅰ可知试剂b是MnSO 固体或MnSO 饱和溶液。(2)元素非金属性越弱，其阴离
4 4
子的还原性越强，反应时所需的氢离子浓度越小，故相同浓度的KCl、KBr和KI溶液与MnO 反应所需的
2
最低c(H+)由大到小的顺序是KCl>KBr>KI。(3)根据(1)中的结论推测：降低Br-浓度可以提高溴的氧化性，
将Mn2+氧化为MnO ，故可以通过加入 AgNO 的方法来提高溴的氧化性。(4)根据本题的提示，若要使反
2 3
应2Ag+2H+=2Ag++H ↑发生，可以降低Ag+浓度，对比AgX的溶解度，AgI的溶解度最小，故Ag只与氢碘
2
酸发生置换反应的原因是AgI的溶解度最小。
【思维建模】
【变式训练】某研究性学习小组通过下列实验验证AgI沉淀的生成会使I 的氧化能力增强而将Fe2+氧
2化。
回答下列问题：
(1)由AgNO 固体配制50 mL 0.1 mol·L-1的AgNO 溶液，配制好的溶液应转移到 试剂瓶中
3 3
保存。
(2)步骤1的实验现象是 ；步骤2无明显现象；步骤3最终的实验现象是溶液中生成黄色
沉淀， 。由此可知，步骤3反应的离子方程式为 。
(3)某同学在实验时漏掉步骤2，直接加入过量AgNO 溶液，也观察到与步骤3相同的实验现象。该同
3
学推测溶液中还有I-
生成，并由此对I 氧化Fe2+的结论产生了质疑。
3 2
(4)为了确证AgI的生成使I 的氧化能力增强而将Fe2+氧化，学习小组在上述实验基础上进行补充实验：
2
分别取少量的 和步骤3试管中的上层清液于试管a和试管b中，往两支试管中加入过量的
，观察到的现象为 。
【答案】(1)棕色细口 (2)溶液变蓝 溶液蓝色褪去 I+2Fe2++2Ag+ 2AgI↓+2Fe3+ (4)步骤2试管中
2
的溶液 NaOH溶液 试管a中溶液蓝色褪去，先出现白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，
试管b中有白色沉淀(转变为褐色沉淀)和红褐色沉淀生成(答案合理即可)
【解析】(1)硝酸银见光易分解，故配制好的硝酸银溶液应转移到棕色细口试剂瓶中保存。(2)步骤1中
淀粉遇碘变蓝，现象是溶液变蓝；步骤2中再加入硫酸亚铁铵溶液，无明显现象，说明亚铁离子和碘水不
发生反应；步骤3最终的实验现象是溶液中生成黄色沉淀，该沉淀为AgI，则碘分子中碘元素化合价降低，
溶液中发生氧化还原反应，碘为氧化剂，亚铁离子为还原剂，氧化产物为铁离子，故反应中还有另一个现
象——溶液蓝色褪去，由此可知，步骤3反应的离子方程式为 I+2Fe2++2Ag+ 2AgI↓+2Fe3+。(4)要确证
2
AgI的生成使I 的氧化能力增强而将Fe2+氧化，只需证明步骤2的溶液中不存在铁离子而步骤3的溶液中存
2
在铁离子即可。由实验可知，步骤2的溶液中有碘、淀粉、亚铁离子，步骤3中加入过量的硝酸银溶液，
则上层清液中银离子与铁离子共存，可以用氢氧化钠溶液进行检验，补充实验为分别取少量的步骤 2试管
中的溶液和步骤3试管中的上层清液于试管a和试管b中，往两支试管中加入过量的氢氧化钠溶液。试管a
中，过量的氢氧化钠溶液消耗了碘，使溶液蓝色褪去，亚铁离子转化为白色氢氧化亚铁沉淀，最终氧化为
红褐色氢氧化铁沉淀；试管b中，过量的氢氧化钠溶液与银离子反应生成白色氢氧化银沉淀(不稳定，分解
为褐色氧化银)，铁离子转化为红褐色氢氧化铁沉淀。考向2 猜想型综合实验
【例2】为更好地利用化学变化中的物质变化和能量变化，在化学研究和工业生产中还需要关注化学
反应的快慢和进行程度等。
(1)研究小组向4.5mL1mol·L-1KCl溶液中加入0.50mL0.2mol·L-1 AgNO 溶液，产生AgCl沉淀，静置，
3
得到AgCl滤液；在AgCl滤液中放入5cm长的镁条后，立即有无色气泡产生，气体可燃，滤液中逐渐出现
白色浑浊。
【发现问题】对比发现，Mg+AgCl滤液反应比Mg+HO反应速率快。研究小组对此实验现象产生的原
2
因进行了探究。
【查阅资料】Cl-类体积较小的阴离子，能够“钻入” Mg(OH) 膜，达到使其溶解的效果，称作“离
2
子钻入效应”，
【提出猜想】
猜想一：Cl-钻入Mg(OH) 膜形成孔径，增大了Mg和HO的接触面积，加快了Mg+HO的反应速率；
2 2 2
猜想二：在“离子钻入效应”基础上， 置换Ag+形成许多微小的Mg-Ag原电池，使Mg+HO反应
2
速率进一步加快。
【实验设计】用砂纸擦去镁条表面氧化膜，取表面积和质量相同的镁条(5cm)，用浓度分别为1
mol·L-1KCl、0.2 mol·L-1 AgNO、0.2 mol·L-1 KNO 溶液，按照下表进行系列实验，若有沉淀，先将沉淀过
3 3
滤后，将滤液加入装Mg条的试管，并观察Mg条表面实验现象。
实验序 V(KCl) V(AgNO ) V(KNO ) V(H O)
3 3 2 实验现象
号
1 / / / 5.00 微小气泡附着
2 4.50 0.50 / / 大量气泡放出
3 4.50 / / 0.50 少量气泡放出
4 a / b / 少量气泡放出
①根据表中信息，补充数据：a=_______，b=_______。
②由实验1和实验3对比可知： 有加快Mg+HO反应速率的作用。
2
③由实验_______和实验_______对比可知：Ag+有加快Mg+HO反应速率的作用。
2
【实验结论】猜想一和猜想二成立。
(2)为了进一步证明 原电池能加快Mg+HO+ Cl-体系中Mg+HO的反应速率，研究小组利用数
2 2字化实验进行了验证。
【实验设计】选取实验2和实验4两个实验方案，将各实验Mg条、溶液量等比例放大至30cm，
，采集两个实验的 时间、温度-时间变化数据(先采集约10s时溶液的 时间、温度-时间数据，
再投入Mg条继续采集 时间、温度-时间数据)。实验数据如图所示：
④由初始 数据可知，曲线_______(填“a”或“b”)表示实验2的pH-时间变化曲线，请你解释原因
_______。
⑤在 左右，两实验的 变化都明显趋于平缓的原因_______。
⑥“温度-时间”曲线分析：两种溶液的初始温度一致，投入镁条后，实验2温度增幅明显大于实验
4，说明相同反应时间内，_______(填“实验2”或“实验4”)放热更多，因此速率更快。
【实验结论2】结合pH-时间、温度-时间曲线可知，Mg-Ag原电池能加快Mg+HO+ Cl-体系中
2
Mg+HO的反应速率。
2
【答案】(1) 4.50 0.50 2 4
(2) a 实验2溶液中存在Ag+，Ag+水解使溶液呈酸性，初始阶段溶液pH＜7 大量的氢氧化镁沉淀
覆盖在镁条表面，阻碍了Mg和HO反应的继续进行 实验2
2
【解析】(1)①两种猜想均有“离子钻入效应”，因此除实验1为对照实验不需要加Cl-之外，实验中都
需要有Cl-，故实验4需要加KCl，为了保持Cl-浓度相同，a=4.50；由表格可知，实验2、3加入的溶液总
体积为5mL，为了保证体积相同，b=0.50；③由表格数据可知，实验2加入AgNO，产生气泡较多，实验
3
4加KNO，产生气泡较少，说明NO -对实验没有影响，是Ag+加快了反应速率；(2)④实验2加入AgNO，
3 3 3
Ag+水解生成H+，导致溶液显酸性，初始的pH＜7，因此a曲线是实验2的pH-时间变化曲线；⑤随着反应
的进行，Mg与HO反应生成的Mg(OH) 逐渐增多，Mg(OH) 难溶于水，附着在Mg的表面阻碍Mg与HO
2 2 2 2的进一步反应，因此pH=11左右，两实验的pH变化都明显趋于平缓；⑥由图像可知，实验2的曲线a温
度的增幅明显大于实验4的曲线b，因此相同时间内实验2放热更多，反应速率更快。
【思维建模】
猜想型实验题的解题模型
【变式训练】(2024·浙江省杭州学军中学高三调研考试)某学习小组对Cu与HNO 的反应进行了研究。
3
(1)铜与稀硝酸反应的化学方程式是_______。
(2)利用下图装置完成Cu与HNO 制取氮氧化物的反应。实验可观察到装置B中液面上方为无色气体，
3
C中液面上为红棕色气体。
①盛稀硝酸的仪器名称_______。
②为排尽整套装置内的空气，先打开弹簧夹，通入_______(填化学式)，一段时间后关闭弹簧夹。
③C中液面上为红棕色气体，其原因是_______(用化学方程式表示)。
(3)下图是学习小组在做铜与硝酸反应的实验时的操作和现象。图中溶液A遇铜片立即产生气泡，而相
同条件下 稀硝酸(溶液B)遇铜片短时间内无明显变化，一段时间后才有少量气泡产生。分析溶液A
的成分后，学习小组探究溶液A与铜片能够立即发生反应的原因。①假设1：_______(填化学式)对该反应有催化作用。
实验验证：向溶液B中加入少量硝酸铜固体，溶液呈浅蓝色，放入铜片，没有明显变化。
结论：假设1不成立。
②假设2：NO 对该反应有催化作用。
2
方案1：向放有铜片的溶液B中通入少量NO ，铜片表面立即产生气泡，反应持续进行。有同学认为
2
应补充对比实验：另取一份放有铜片的溶液B，向其中加入数滴5mol·L—1硝酸，无明显变化。补充该实验
的目的是_______。
方案2：向A中鼓入N 数分钟得溶液C．相同条件下，铜片与A、C溶液的反应速率分别为 、
2
，当 _______ 。(填“>”、“=”、“＜”)时，实验能够证明假设2成立。
③经检验，A溶液中还含有少量亚硝酸HNO。
2
设计实验证明HNO 也对该反应有催化作用。操作和预期现象是：向含有铜片的B溶液中_______。
2
最后结论：NO 和HNO 对铜与硝酸的反应都有催化作用。
2 2
【答案】(1)3Cu+8HNO (稀)=3Cu(NO)+2NO↑+4HO
3 3 2 2
(2)分液漏斗或滴液漏斗 N、CO、稀有气体等 NO+2HNO (浓)=3NO+H O
2 2 3 2 2
(3) Cu2+或Cu(NO ) 排除通NO 带来的硝酸浓度增大的影响 > 加入少量的固体NaNO ，
3 2 2 2
B中铜片上立即生成气泡，反应持续进行
【解析】(1)稀硝酸是氧化剂，铜是还原剂，铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，配平后方程
式为3Cu+8HNO (稀)=3Cu(NO)+2NO↑+4HO；(2)装置A中稀硝酸和铜反应生成NO，装置B除去NO中
3 3 2 2
的硝酸，装置C中NO和浓硝酸反应生成了NO ，装置D除去尾气，避免污染空气。①根据装置图，可得
2
盛稀硝酸的仪器名称为分液漏斗或滴液漏斗；②为了排除装置内的空气，需要通入不与产生气体反应的气
体，可通入N、CO、稀有气体等；③根据装置B中为无色气体，可知通入C中的气体为NO，装置C中
2 2
液面上为红棕色气体，可知NO和浓硝酸反应生成了NO ，所以方程式为NO+2HNO (浓)=3NO+H O；
2 3 2 2
(3)①由验证性实验加少量硝酸铜固体可得，该假设是探究Cu2+或Cu(NO ) 对该反应有催化作用；②因为
3 2NO 会和水反应产生硝酸，致使硝酸浓度增大，避免浓度对反应的影响，故需增加对照实验；向A中鼓入
2
N 数分钟，使得溶液中NO 的浓度下降，得溶液C，当 > 时，实验能够证明假设2成立；③欲设
2 2
计实验证明HNO 也对该反应有催化作用，只需证明往含有铜片的B溶液中加入少量的固体NaNO 比没加
2 2
的速率快就行。
考点二 定量测定类综合实验
知识点1 定量实验数据的测定方法
知识点2 定量实验中“数据”的采集和处理
1．称量固体质量时，中学一般用托盘天平，可估读到0.1 g，精确度要求高的实验中可以用电子天平。
2．测量液体体积时，一般实验中选用适当规格的量筒，可估读到0.1 mL，精确度要求高的定量实验，
如中和滴定中选用滴定管(酸式或碱式)，可估读到0.01 mL。容量瓶作为精密的定容仪器，用于配制一定物
质的量浓度的溶液，一般不用于量取液体的体积。
3．气体除了量取外，还可以称量。称气体的质量时一般有两种方法：一种方法是称反应装置在放出
气体前后的质量减小值;另一种方法是称吸收装置前后的质量增大值。
4．用pH试纸(测得整数值)或pH计(精密测量溶液的pH)直接测出溶液的pH，经过计算可以得到溶液
中H+或OH-的物质的量浓度。
5．为了数据的准确性，要进行平行实验，重复测定。如中和滴定实验中要平行做 2~3次滴定实验，
求算未知溶液的浓度再取平均值，但对于“离群”数据(指与其他数据有很大差异的数据)要舍弃，因为数
据“离群”的原因可能是操作中出现了较大的误差。
名师提醒】
实验数据处理时的“五看”一看数据是否符合测量仪器的精度特点，如用托盘天平测得的质量的精度为 0.1 g，若精度值超过了这
个范围，说明所得数据是无效的；
二看数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要舍去；
三看反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有
效处理和应用；
四看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下才能进行
比较、运算；
五看数据测量过程是否规范、合理，错误和违反测量规则的数据需要舍去。
考向1 滴定操作型在定量测定实验中的应用
【例1】(2024·天津市第七中学高三模拟)在科研和工农业生产中，氮、氯、砷(As)、铁、铜等元素形成
的单质及其化合物有着广泛的应用。请回答下列问题：
(1)As和N同族，基态砷原子的价层电子排布式为 。
(2) ClO -的空间结构名称为 。
3
(3)氧化还原滴定原理同中和滴定原理相似，为了测定某未知浓度的NaHSO 溶液的浓度，现用
3
0.1000mol/L的酸性KMnO 溶液进行滴定，反应原理为：5HSO -+2 MnO -+H+=2Mn2++3H O+5SO 2-。请回答
4 3 4 2 4
下列问题：
①用KMnO 进行滴定时，判断滴定终点的现象是 。
4
②下列操作会导致测定结果偏低的是 (填序号)。
A．酸式滴定管水洗后未用待测液润洗
B．盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗
C．滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失
D．观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视
③根据下表中测定的实验数据，计算NaHSO 溶液的物质的量浓度 (写出计算过程，结果保
3
留4位有效数字)。
实验编号 待测NaHSO 溶液的体积/mL KMnO 溶液的体积/mL
3 4
1 20.00 15.98
2 20.00 17.00
3 20.00 16.02【答案】(1)4s24p3 (2)三角锥形
(3)当滴入最后半滴高锰酸钾溶液时，溶液由无色变为浅红色，且30s保持不变
D 0.2000
【解析】(1)基态砷原子的价层电子排布式为：4s24p3。(2)ClO-的价层电子对个数为
3
且含有一个孤电子对，所以其几何分布呈正四面体形，离子空间构型为三角锥形。
(3)滴定完成时NaHSO 溶液没有剩余，溶液会呈高锰酸钾溶液的颜色浅红色，且半分钟内颜色不褪去，就
3
说明NaHSO 溶液已完全被氧化；A项，酸式滴定管水洗后未用待测液润洗，会导致酸性高锰酸钾浓度偏
3
小，需要高锰酸钾体积偏大，测定值偏大，A错误；B项，盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测
液润洗，对实验无影响，B错误；C项，滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失，会导致测定高锰酸钾体积
偏大，测定值偏大，C错误；D项，观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视，导致测定高锰酸钾体积偏小，
测定值偏小，D正确；故选D。实验2中KMnO 溶液的体积的偏离较大，舍去不用，由实验1和3取平均
4
值，KMnO 溶液体积的平均值 ，设NaHSO 的物质的量浓度xmol/L，由
4 3
5HSO -+2 MnO -+H+=2Mn2++3H O+5SO 2-，可知：
3 4 2 4
x=0.2000mol/L。
【变式训练】 (2024·河北沧州高三联考)植物可滴定酸度是影响果实风味品质的重要因素，实验室用
滴定法测定葡萄可滴定酸度(以酒石酸计)。实验步骤如下：
Ⅰ.配制标准NaOH溶液并标定：用托盘天平称取mgNaOH固体，配成 溶液，
并用易于保存的基准物质邻苯二甲酸氢钾溶液标定，测得标准NaOH溶液的准确浓度为 。
Ⅱ.葡萄中有机酸含量的测定：剔除葡萄非可食用部分，切碎混匀，称取250g放入高速组织捣碎机，
并加入等质量的水，捣碎1~2min。称取匀浆50g并用水洗入250mL容量瓶，加水至刻度线。用标准NaOH
溶液滴定样液，计算葡萄可滴定酸度。
已知：①酒石酸是弱酸，结构简式为 。
②酒石酸的电离平衡常数为K =9.1×10-4，K =4.3×10-5。
a1 a2回答下列问题：
(1) g。NaOH溶液使用前需标定的原因是 。
(2)酒石酸与足量NaOH溶液反应的离子方程式为 。
(3)实验过程中用不到的仪器有 (填标号)，还需要用到的硅酸盐制品有 。
(4)用标准NaOH溶液滴定样液的操作步骤为①标准量取 样液，以酚酞为指示剂，用标准NaOH
溶液滴定，滴定终点的现象为 ，平行测定三组，平均消耗标准NaOH溶液V mL。
1
②葡萄可滴定酸度(质量分数，以酒石酸计)为 (用含c、V、V 的代数式表示)。
0 1
【答案】(1) 4.0 NaOH易潮解、易吸收CO 变质
2
(2) +2OH-= +2H O
2
(3) CG 玻璃棒、胶头滴管
(4)最后半滴标准NaOH溶液加入，溶液由无色变成浅红色，且半分钟不褪色
【解析】(1)应称取NaOH固体的质量 ，托盘天平精确到
0.1g；NaOH固体易潮解、易吸收空气中的CO 变质，因此使用前需标定。(2)酒石酸是二元有机酸，羧基
2
可与NaOH反应﹐离子方程式为 +2OH-= +2H O。(3)该实验配制NaOH
2
溶液时使用的仪器有1000mL容量瓶，烧杯、玻璃棒、托盘天平、胶头滴管，滴定时使用的仪器有酸式滴
定管、碱式滴定管、锥形瓶、烧杯，实验过程中用不到的仪器有C和G，还需要使用的硅酸盐制品有玻璃
棒和胶头滴管。(4)①酒石酸是弱酸，滴定终点溶质是强碱弱酸盐酒石酸钠，溶液呈碱性，以酚酞为指示剂，
当最后半滴标准NaOH溶液加入，溶液由无色变成浅红色，且半分钟不褪色，即为滴定终点；②可滴定酸度 。
考向2 气体关联型在定量测定实验中的应用
【例2】(2024·浙江省绍兴市高三下学期第二次模拟考试)氢化钙可作为轻便的氢气发生剂，也可用作
还原剂、干燥剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。
请回答：
(1)请从图1中选择必要的装置，按气流方向连接顺序为 。(填仪器接口的字母编号，装置不
可重复使用)
_________→__________，__________→d，__________→__________，k→__________
(2)利用所选装置进行实验，步骤如下：①检查装置气密性后，装入药品；②打开启普发生器活塞；
__________(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。
A．加热反应一段时间 B．收集气体并检验其纯度
C．关闭启普发生器活塞 D．停止加热，充分冷却
(3)为验证实验确有CaH 生成。某同学取少量产物，小心加入水中，并滴加酚酞，观察到有气泡生成，
2
加入酚酞后溶液显红色，该同学据此推断有CaH 生成。该同学的推断不正确，原因是 。
2
(4)某同学利用图2装置测定氢化钙产品含量。他称取 所制得的氢化钙样品(假设唯一杂质是钙)，实
验前后量气管中液面读数分别为V mL、V mL。(上述气体体积均已换算为标准状况下)
1 2①装置中导管a的作用是 ， 。
②氢化钙样品的纯度为 %。
【答案】(1)i→e，f，c→j，a (2)BADC
(3)Ca单质也可以和水反应，生成氢氧化钙，溶液显碱性
(4)平衡压强，使分液漏斗中的水顺利滴下 消除由于加入水引起的氢气体积误差
【解析】先制取氢气，经过氢氧化钠溶液除HCl、再用浓硫酸干燥后与金属钙反应，最后防止空气中
水蒸气与产品反应，再加上干燥装置。(1)气流方向连接顺序：i→e→f→d→c→j →k→a→b；(2)打开启普发
生器活塞后，锌粒与稀盐酸反应生成氢气，收集气体并检验其纯度后通入盛有金属钙的硬质玻璃管，加热
反应一段时间，停止加热，继续在氢气氛围中充分冷却，最后关闭启普发生器活塞，所以为BADC；(3)因
为Ca单质也可以和水反应，生成氢氧化钙，溶液显碱性，也能观察到有气泡生成，加入酚酞后溶液显红
色，所以该同学的推断不正确。(4)装置中导管a的作用是平衡压强，使分液漏斗中的水顺利滴下；消除由
于加入水引起的氢气体积误差；设产品中CaH 为xg,则Ca为(m-x)g，xgCaH 为 ，生成氢气 ，
2 2
(m-x)g Ca为 ，生成氢气 ，则 ，则
，所以氢化钙样品的纯度为： 。
【名师点睛】
定量实验试题中，如何减小误差的措施是必考点，常见的措施：
①定量仪器的使用(特别是读数，如量气装置读数时要保证液面相平)；
②减少固体产物的损失或除去杂质，如洗涤沉淀以及选用合适的洗涤剂(沉淀完全及如何洗涤沉淀)；
③保证气体产物全部被吸收，如向装置中通入足量惰性气体将气体产物赶出等；
④沉淀剂的选用，如选用氢氧化钡效果比选用氢氧化钙效果好(因为碳酸钡的相对分子质量比碳酸钙
大，称量误差对结果造成影响小)；
⑤防止其他气体物质的干扰，如防止固体产物吸收空气中的二氧化碳和水等；
⑥恒压漏斗的使用；
⑦许多实验中的数据处理，都是对多次测定结果求取平均值，但对于“离群”数据(指与其他测定数
据有很大差异的数据)要舍弃，因为数据离群的原因可能是在操作中出现了较大的失误。
【变式训练】(2024·浙江省金华市十校高三下学期模拟考试)半水煤气(含有 、N、H、HO，以及
2 2 2少量的HS、CO 和O)经提纯后可获得工业合成氨所需的N 和H 混合气。过程如下：
2 2 2 2 2
已知：①C(s)＋HO(g)=CO(g)＋H(g) ΔH＞0。
2 2
②HS与NaCO 反应的方程式为：NaCO+H S= NaHS+ NaHCO 。
2 2 3 2 3 2 3
③CO(g)＋HO(g) CO(g)＋H(g) ΔH＜0。请回答：
2 2 2
(1)半水煤气通过 溶液(填化学式)可证明有HS气体。
2
(2)在“催化转化炉”的后半段补充通入120℃ HO(g)作“冷激气”，原因是 。
2
(3)已知：高压下CO 极易溶于水；用醋酸亚铜氨溶液(易被氧化)溶液可吸收 ，碱性焦没食子酸溶
2
液(易受酸性气体影响)可吸收O。“精制过程”需除去混合气体中的CO、CO、O 和HO，请排序
2 2 2 2
： ___________ ___________ ___________ ___________。
(a) (b) (c) (d)
(4)通过测定“催化转化炉”进出口气体中 体积分数以确定 转化率。取标况下 进口或出口气
体，经历的实验过程以及反应前后每个装置的质量变化( )如下：
①I、II的目的是
② 体积分数为 (用含 及 的式子表示，忽略空气影响)。
(5)下列说法正确的是___________
A．“煤气发生炉”应先通O 后通HO(g)
2 2
B．采用饱和NaCO 溶液吸收HS会造成管道堵塞
2 3 2
C．吸收塔内放置空心瓷环可提高HS的吸收率
2
D．半水煤气中的O 会导致 催化剂失效
2
【答案】(1) CuSO 溶液
4(2)降低反应气体的温度，促进平衡右移，提高CO的转化率
(3)a→c→b→d
(4)除去CO 并确定CO 已完全除去
2 2
(5)ABC
【解析】经①C(s)＋HO(g)=CO(g)＋H(g)反应半水煤气含有CO、N、H、HO，以及少量的HS、
2 2 2 2 2 2
CO 和O；吸收塔内发生②HS与 反应的方程式为：NaCO+H S= NaHS+ NaHCO ；转化炉内发生
2 2 2 2 3 2 3
③CO(g)＋HO(g) CO(g)＋H(g)，提纯后可获得工业合成氨所需的N 和H 混合气。(1)硫化
2 2 2 2 2
氢能与重金属生成沉淀，所以将半水煤气样品通入CuSO 溶液中，出现黑色沉淀可以证明有硫化氢存在。
4
(2)CO(g)＋HO(g) CO(g)＋H(g)为放热反应，补充通入120℃ HO(g)作“冷激气”降低反
2 2 2 2
应气体的温度，促进平衡右移，提高CO的转化率。(3)先除去二氧化碳，高压下CO 极易溶于水，选择装
2
置a；碱性焦没食子酸溶液(易受酸性气体影响)可吸收氧气，故在除去CO 后选择c装置吸收O 且防止氧
2 2
化CO；b装置除去CO，最后用浓硫酸除去水蒸气，故顺序为：a→c→b→d。(4)①半水煤气中含有二氧化
碳，首先利用碱液除去二氧化碳，干燥后再通过氧化铜反应，利用浓硫酸吸收产生的水蒸气，利用碱液吸
收产生的二氧化碳，进而计算体积分数，I、II的目的是除去CO 并确定CO 已完全除去。②氢气还原氧化
2 2
铜生成水蒸气，浓硫酸吸收水蒸气，CO还原氧化铜生成水，步骤Ⅲ用浓硫酸吸收了水，步骤Ⅳ中剩余的
为转化后CO 的质量，根据CO+CuO Cu+ CO，可知CO的物质的量为： ，
2 2
CO体积分数为 。(5)A项， C(s)＋HO(g)=CO(g)＋H(g) ΔH＞0，为吸热反应，“煤
2 2
气发生炉”应先通O 与燃料燃烧提供热量，后通HO(g)，A正确；B项，NaCO+H S= NaHS+ NaHCO ，
2 2 2 3 2 3
采用饱和NaCO 溶液吸收HS会有碳酸氢钠析出，造成管道堵塞，B正确；C项，吸收塔内放置空心瓷环
2 3 2
可提高HS的吸收率，增大了反应面积，C正确；D项，半水煤气中的O 不会导致Cu催化剂失效，在与
2 2
Cu催化剂接触之前就被消耗了，D错误。故选ABC。
考点三 有机制备型实验题知识点1 有机制备实验流程
1．分析制备流程
2．熟悉重要仪器
3．典型反应装置和蒸馏装置
知识点2 解有机综合题基本策略
1．找准答题思路
根据题给 有机化合物制备中一般会给出相应的信息,通常会以表格的形式给出,表格中的数据主要是
信息,初步 有机化合物的密度、沸点和在水中的溶解性,在分析这些数据时要多进行横向和纵向的比
判定物质的 较,密度主要是与水比较,沸点主要是表中各物质的比较,溶解性主要是判断溶还是不溶。主
性质 要是根据这些数据选择分离、提纯的方法
注意仪器 所给的装置图中有一些不常见的仪器,要明确这些仪器的作用,特别是无机制备实验中不常
名称和作用 见的三颈烧瓶、球形冷凝管等
大多数有机反应的副反应较多,且为可逆反应,因此设计有机化合物制备实验方案时,要注意
关注有机 控制反应条件,尽可能选择步骤少、副产物少的反应;由于副产物多,所以需要进行除杂、净
反应条件 化。另外,若为两种有机化合物参加的可逆反应,应考虑多加一些相对价廉的有机化合物,以
提高另一种有机化合物的转化率和生成物的产率
2．依据有机反应特点作答
(1)有机物易挥发，反应中通常采用冷凝回流装置，以提高原料的利用率和产物的产率。
(2)有机反应通常都是可逆反应，且易发生副反应，因此常使价格较低的反应物过量，以提高另一反应
物的转化率和产物的产率，同时在实验中需要控制反应条件，以减少副反应的发生。(3)根据产品与杂质的性质特点，选择合适的分离提纯方法。
【名师提醒】
1．温度计水银球的位置：若要控制反应温度，应插入反应液中，若要选择收集某温度下的的馏分，
则应放在蒸馏烧瓶支管口附近。
2．冷凝管的选择：球形冷凝管只能用于冷凝回流，直形冷凝管既能用于冷凝回流，又能用于冷凝收
集馏分。
3．冷凝管的进出水方向：下进上出。
4．加热方式的选择：
①酒精灯加热。酒精灯的火焰温度一般在400～500度，所以需要温度不太高的实验都可用酒精灯加热。
②水浴加热。水浴加热的温度不超过100度。
5．防暴沸：加碎瓷片，防止溶液暴沸，若开始忘加沸石，需冷却后补加。
考向 有机物的制备
【例】(2024·湖北省普通高中高考狎题预测)环己酮( )是重要的化工原料和有机溶剂，可用
于制造合成橡胶、合成纤维和药品等。实验室用次氯酸钠氧化法制备环已酮的原理与操作流程如下。
已知：
①环己酮的密度比水的密度小，能与水形成恒沸混合物，沸点为95℃。
②31℃时，环己酮在水中的溶解度为2.4 g。
回答下列问题：
(1)环己醇与次氯酸钠溶液反应的离子方程式为 。
(2)“操作1”和“操作3”是蒸馏，其蒸馏装置中用到的冷凝管是 (填字母)。
A． B． C．
(3)“操作2”是分液，分液时有机相应从分液漏斗的 (选填“上口”或“下口”)放出。
(4)实验中加入无水硫酸镁的目的是 。
(5)制备环己酮粗品时：①加入次氯酸钠溶液后，用淀粉-碘化钾试纸检验，试纸应呈蓝色，否则应再补加次氯酸钠溶液，其目
的是 。
②次氯酸钠溶液的浓度可用间接碘量法测定。用移液管移取10.00mL次氯酸钠溶液于500mL容量瓶中，
加蒸馏水至刻度线，摇匀后移取25.00mL该溶液于250mL锥形瓶中，加入50mL0.1 mol·L-1盐酸和2g碘化
钾，用0.1mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定析出的碘。在滴定接近终点时加入1mL0.2%淀粉溶液。析出碘
的反应的离子方程式为 ；滴定终点的实验现象为 ；若三次滴定消耗硫代硫
酸钠标准溶液的平均体积为18.00mL，则原次氯酸钠溶液的浓度为 。(已知I+2Na SO=2NaI+
2 2 2 3
NaSO
2 4 6
(6)本实验环己酮的产率最接近_______(填字母)。
A．50% B．60% C．70% D．80%
【答案】(1) + ClO- → + Cl- + H O
2
(2)A (3)上口 (4)干燥
(5) 确保环己醇被完全氧化 ClO-+I-+2H+=Cl-+I +H O
2 2
当滴入最后半滴硫代硫酸钠标准溶液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复原色 1.8
mol·L-1
(6)C
【解析】5.3mL环己醇与25mL冰醋酸、38mL次氯酸钠溶液混合后，往其中再加30mL水、3gAlCl 和
3
沸石，反应后经过蒸馏得环己酮粗品，往粗品中依次加无水碳酸钠和食盐后分液，在所得到的有机相中加
无水硫酸镁干燥后，经过操作3即得环己酮精品。(1)次氯酸根离子具有较强的氧化性，能将环己醇氧化为
环己酮，自身被还原为Cl-，其反应的离子方程式为 + ClO- → + Cl-+ H O；(2)
2
直形冷凝管适用于沸点在140℃以下的物质的蒸馏、分馏；当物质的沸点超过140℃，蒸馏时一般用空气冷
凝管，以免直形冷凝管通水冷却时，玻璃因温差太大而炸裂；球形冷凝管一般用于有机物的冷凝回流，由
题已知条件①可知，实验蒸馏过程中应使用直形冷凝管，不用球形冷凝管或空气冷凝管；(3)有机相中主要
含环己酮，由题中所给信息①可知，环己酮的密度比水的密度小，所以分液时有机相在分液漏斗的上层，
即应从分液漏斗的上口放出；(4)分液后的有机相中仍含有少量的水，为了除去有机相中的水分，可加入无
水硫酸镁进行干燥，即实验中加入无水硫酸镁的目的是干燥；(5)①加入次氯酸钠溶液后，用淀粉-碘化钾
试纸检验，试纸应呈蓝色，若试纸不呈蓝色，则说明溶液中不含次氯酸钠，环己醇可能未完全反应，为了
确保环己醇被完全氧化，应加入过量的次氯酸钠溶液；②次氯酸钠溶液与碘离子在酸性条件下反应析出I，次氯酸根被还原为Cl-，析出碘的反应的离子方程式为ClO-+I-+2H+=Cl-+I +H O；在滴定接近终点时加入
2 2 2
1mL0.2%淀粉溶液，滴定终点的实验现象为：当滴入最后半滴硫代硫酸钠标准溶液时，溶液由蓝色变为无
色，且半分钟内不恢复原色；由ClO-+I-+2H+=Cl-+I +H O、I+2Na SO=2NaI+ Na SO 可得：ClO-~
2 2 2 2 2 3 2 4 6
I~2Na SO，若三次滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液的平均体积为18.00mL，则原次氯酸钠溶液的浓度为
2 2 2 3
；(6)本实验环己酮的理论产量为0.05mol×98g/
mol=4.9g，实际产量为3.4g，则产率为 ，即最接近70%，故选C。
【变式训练】(2024·江西省多校联考高三模拟)某小组设计实验制备香豆素-3-羧酸乙酯并测定其产率。
试剂：2.5g(2.1mL，0.02mol)水杨醛、3.6g(3.4mL，0.0225mol)丙二酸二乙酯，无水乙醇，六氢吡啶，
冰醋酸和无水氯化钙。
实验步骤：
①在图1装置中，加入2.1mL水杨醛、3.4mL丙二酸二乙酯、15mL无水乙醇、0.3mL六氢吡啶和1滴
冰醋酸，放入几粒沸石。
②在水浴上加热回流2h。稍冷后将反应物转移到锥形瓶中，加入15mL水，置于冰浴中冷却。待结晶
完全后，抽滤，如图2。用冰水冷却过的50%乙醇洗涤晶体2 3次，每次用1 2mL。产品经干燥后称重约
为3.0g。 ∼ ∼回答下列问题：
(1)无水CaCl 的主要作用是 ；冷凝管中进水口是 (填“a”或“b”)。
2
(2)图1中盛装反应物的仪器名称是 ，该仪器宜选择的规格是 (填字母)。
A．50mL B．100mL C．250mL D．500mL
(3)相对于用蒸馏水洗涤，用冰水冷却过的50%乙醇洗涤产品的目的是 。
(4)相对普通过滤，利用图2装置抽滤，其主要优点是 (答两条)。
(5)洗涤产品的操作是 。
(6)本实验制备的香豆素-3-羧酸乙酯的产率约为__________(填字母)。
A．56.4% B．58.6% C．65.8% D．68.8%
【答案】(1) 做干燥剂，促进反应向正反应方向进行，提高产率 b
(2)三颈烧瓶 A
(3)降低产品溶解度，减少损失
(4)过滤快、产品较干燥、固体和液体易分离等
(5)向布氏漏斗中加入用冰水冷却过的50%乙醇溶液，浸没产品，待液体流出后，重复操作2~3次
(6)D
【解析】(1)根据反应物组成和结构可知，制备过程中有水生成，用无水氯化钙吸收水蒸气，有利于促
进产物生成，提高产率；冷凝水下进上出，可以增大冷凝效果，因此冷凝水从b口进。(2)实验时烧瓶中液
体占容积三分之一与三分之二之间，反应中加入2.1mL水杨醛、3.4mL丙二酸二乙酯、15mL无水乙醇、
0.3mL六氢吡啶和1滴冰醋酸，共有20.8mL，因此宜选择50 mL三颈烧瓶。(3)冰水浴可以快速降低温度，
降低晶体溶解度，使香豆素-3-羧酸酯快速析出，乙醇易挥发，洗涤后容易除去。(4)抽滤是在减压条件下过
滤，具有过滤速率较快、固体较干燥等优点。(5)类似洗涤操作：向过滤器中加入液体，浸没固体，待液体流出后重复操作2~3 次。(6)根据起始投入量可知，丙二酸二乙酯过量，以水杨醛的物质的量为计算依据，
水杨醛的物质的量=0.02mol，理论上可制备0.02mol香豆素-3-羧酸乙酯，理论产品质量
，产率= ，故选D。
1．(2023•全国乙卷，26)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机
化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题：
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中，先_______，而后将已称重的U型管c、d与石英管连
接，检查_______。依次点燃煤气灯_______，进行实验。
(2)O 的作用有_______。CuO的作用是_______(举1例，用化学方程式表示)。
2
(3)c和d中的试剂分别是_______、_______(填标号)。c和d中的试剂不可调换，理由是_______。
A．CaCl B．NaCl C．碱石灰(CaO+NaOH) D．NaSO
2 2 3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后，应进行操作：_______。取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.0236g，实验结束后，c管增重0.0108g，d管增重0.0352g。质谱测得该有机物
的相对分子量为118，其分子式为_______。
【答案】(1) 通入一定的O 装置气密性 b、a
2
(2)为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U型管中 CO+CuO Cu+CO
2
(3) A C 碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳
(4)继续吹入一定量的O，冷却装置
2
(5)C HO
4 6 4【解析】利用如图所示的装置测定有机物中C、H两种元素的含量，这是一种经典的李比希元素测定
法，将样品装入Pt坩埚中，后面放置一CuO做催化剂，用于催化前置坩埚中反应不完全的物质，后续将
产物吹入道两U型管中，称量两U型管的增重计算有机物中C、H两种元素的含量，结合其他技术手段，
从而得到有机物的分子式。(1)实验前，应先通入一定的O 吹空石英管中的杂质气体，保证没有其他产物
2
生成，而后将已U型管c、d与石英管连接，检查装置气密性，随后先点燃b处酒精灯后点燃a处酒精灯，
保证当a处发生反应时产生的CO能被CuO反应生成CO；(2)实验中O 的作用有：为实验提供氧化剂、提
2 2
供气流保证反应产物完全进入到U型管中；CuO的作用是催化a处产生的CO，使CO反应为CO，反应方
2
程式为CO+CuO Cu+CO ；(3)有机物燃烧后生成的CO 和HO分别用碱石灰和无水CaCl 吸收，其中c管
2 2 2 2
装有无水CaCl ，d管装有碱石灰，二者不可调换，因为碱石灰能同时吸收水蒸气和二氧化碳，影响最后分
2
子式的确定；(4)反应完全以后应继续吹入一定量的O，保证石英管中的气体产物完全吹入两U行管中，
2
使装置冷却；(5)c管装有无水CaCl ，用来吸收生成的水蒸气，则增重量为水蒸气的质量，由此可以得到有
2
机物中H元素的物质的量n(H)= = =0.0012mol；d管装有碱石灰，用来吸收生成的
CO，则增重量为CO 的质量，由此可以得到有机物中C元素的物质的量n(C)= =
2 2
=0.0008mol；有机物中O元素的物质的量为0.0128g，其物质的量n(O)= = =0.0008mol；该
有机物中C、H、O三种元素的原子个数比为0.0008：0.0012：0.0008=2：3：2；质谱测得该有机物的相对
分子质量为118，则其化学式为C HO。
4 6 4
2．(2023•山东卷，18)三氯甲硅烷(SiHCl )是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，沸点为
3
31.8℃，熔点为-126.5℃，易水解。实验室根据反应Si+3HCl SiHCl +H ，利用如下装置制备SiHCl 粗品
3 2 3
(加热及夹持装置略)。回答下列问题：(1)制备SiHCl 时进行操作：(ⅰ)……；(ⅱ)将盛有砫粉的瓷舟置于管式炉中；(ⅲ)通入 ，一段时间
3
后接通冷凝装置，加热开始反应。操作(ⅰ)为_____；判断制备反应结束的实验现象是_____。图示装置存
在的两处缺陷是_____。
(2)已知电负性Cl＞H＞Si，SiHCl 在浓 溶液中发生反应的化学方程式为_____。
3
(3)采用如下方法测定溶有少量 的SiHCl 纯度。
3
mg样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，进行如下实验操作：①_____，②_____(填操作
1
名称)，③称量等操作，测得所得固体氧化物质量为mg，从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器，依次
2
为_____(填标号)。测得样品纯度为_____(用含m、m 的代数式表示)。
1 2
【答案】(1) 检查装置气密性 当管式炉中没有固体剩余时 C、D之间没有干燥装置，没有处
理氢气的装置
(2)SiHCl +5NaOH =Na SiO+3NaCl+H↑+2H O
3 2 3 2 2
(3) 高温灼烧 冷却 AC
【解析】氯化氢气体通入浓硫酸干燥后，在管式炉中和硅在高温下反应，生成三氯甲硅烷和氢气，由
于三氯甲硅烷沸点为31.8℃，熔点为-126.5℃，在球形冷凝管中可冷却成液态，在装置C中收集起来，氢
气则通过D装置排出同时D可处理多余吸收的氯化氢气体。(1)制备SiHCl 时，由于氯化氢、SiHCl 和氢气
3 3
都是气体，所以组装好装置后，要先检查装置气密性，然后将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中，通入氯化氢气体，排出装置中的空气，一段时候后，接通冷凝装置，加热开始反应，当管式炉中没有固体剩余时，即
硅粉完全反应，SiHCl 易水解，所以需要在C、D之间加一个干燥装置，防止D中的水蒸气进入装置C中，
3
另外氢氧化钠溶液不能吸收氢气，需要在D后面加处理氢气的装置；(2)已知电负性Cl＞H＞Si，则SiHCl
3
中氯元素的化合价为-1，H元素的化合价为-1，硅元素化合价为+4，所以氢氧化钠溶液和SiHCl 反应时，
3
要发生氧化还原反应，得到氯化钠、硅酸钠和氢气，化学方程式为：SiHCl +5NaOH
3
=Na SiO+3NaCl+H↑+2H O；(3)m g样品经水解，干燥等预处理过程得到硅酸水合物后，高温灼烧，在干
2 3 2 2 1
燥器中冷却后，称量，所用仪器包括坩埚和干燥器，所得固体氧化物为二氧化硅，质量为mg，则二氧化
2
硅的物质的量为n(SiO)= ，样品纯度为 = 。
2
3．(2023•辽宁省选择性考试，17)2—噻吩乙醇(Mr=128)是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体，其制备
方法如下：
Ⅰ．制钠砂。向烧瓶中加入300mL液体A和4.60g金属钠，加热至钠熔化后，盖紧塞子，振荡至大量
微小钠珠出现。
Ⅱ．制噻吩钠。降温至10℃，加入25mL噻吩，反应至钠砂消失。
Ⅲ．制噻吩乙醇钠。降温至-10℃，加入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液，反应30min。
Ⅳ．水解。恢复室温，加入70mL水，搅拌 ；加盐酸调pH至4~6，继续反应2 h，分液；用水
洗涤有机相，二次分液。
Ⅴ．分离。向有机相中加入无水MgSO ，静置，过滤，对滤液进行蒸馏，蒸出四氢呋喃、噻吩和液体
4
A后，得到产品17.92g。
回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ中液体A可以选择_______。
a．乙醇 b．水 c．甲苯 d．液氨
(2)噻吩沸点低于吡咯( )的原因是_______。
(3)步骤Ⅱ的化学方程式为_______。(4)步骤Ⅲ中反应放热，为防止温度过高引发副反应，加入环氧乙烷溶液的方法是_______。
(5)步骤Ⅳ中用盐酸调节pH的目的是_______。
(6)下列仪器在步骤Ⅴ中无需使用的是_______(填名称)：无水MgSO 的作用为_______。
4
(7)产品的产率为_______(用 计算，精确至0.1%)。
【答案】(1)c (2) 中含有N原子，可以形成分子间氢键，氢键可以使熔沸点升高
(3)2 +2Na→2 +H ↑
2
(4)将环氧乙烷溶液沿烧杯壁缓缓加入，此过程中不断用玻璃棒进行搅拌来散热
(5)将NaOH中和，使平衡正向移动，增大反应物的转化率
(6)①球形冷凝管和分液漏斗 ②除去水
(7)70.0%
【解析】(1)步骤Ⅰ制钠砂过程中，液体A不能和Na反应，而乙醇、水和液氨都能和金属Na反应，故
选c。(2)噻吩沸点低于吡咯( )的原因是： 中含有N原子，可以形成分子间氢键，氢键可以使
熔沸点升高。(3)步骤Ⅱ中 和Na反应生成2-噻吩钠和H ，化学方程式为：2 +2Na→2
2+H ↑。(4)步骤Ⅲ中反应放热，为防止温度过高引发副反应，加入环氧乙烷溶液的方法是：
2
将环氧乙烷溶液沿烧杯壁缓缓加入，此过程中不断用玻璃棒进行搅拌来散热。(5)2-噻吩乙醇钠水解生成-噻
吩乙醇的过程中有NaOH生成，用盐酸调节pH的目的是将NaOH中和，使平衡正向移动，增大反应物的
转化率。(6)步骤Ⅴ中的操作有过滤、蒸馏，蒸馏的过程中需要直形冷凝管不能用球形冷凝管，无需使用的
是球形冷凝管和分液漏斗；向有机相中加入无水 MgSO 的作用是：除去水。(7)步骤Ⅰ中向烧瓶中加入
4
300mL液体A和4.60g金属钠，Na的物质的量为 ，步骤Ⅱ中Na完全反应，根据方程式
可知，理论上可以生成0.2mol2-噻吩乙醇，产品的产率为 =70.0%。
4．(2023•北京卷，19)资料显示，I 可以将Cu氧化为Cu2+。某小组同学设计实验探究Cu被I 氧化的产
2 2
物及铜元素的价态。
已知：I 易溶于KI溶液，发生反应I+I- I- (红棕色)；I 和I-氧化性几乎相同。
2 2 3 2 3
I.将等体积的KI溶液加入到mmol铜粉和nmolI (n＞m)的固体混合物中，振荡。
2
实验记录如下：
c(KI) 实验现象
极少量I 溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转
实验Ⅰ 0.01 mol·L-1 2
化为白色沉淀，溶液仍为淡红色
部分I 溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化
实验Ⅱ 0.1 mol·L-1 2
为白色沉淀，溶液仍为红棕色
I 完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完
实验Ⅲ 4 mol·L-1 2
全溶解，溶液为深红棕色
(1)初始阶段， 被氧化的反应速率：实验Ⅰ (填“>”“<”或“=”)实验Ⅱ。
(2)实验Ⅲ所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有[Cu(HO) ]2+ (蓝色)或[CuI]- (无色)，进行以
2 4 2
下实验探究：
步骤a．取实验Ⅲ的深红棕色溶液，加入CCl，多次萃取、分液。
4
步骤b．取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。
ⅰ．步骤a的目的是 。ⅱ．查阅资料，2Cu2++4I-=2CuI↓+I ，[Cu(NH )]+ (无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤 的溶
2 3 4
液中发生的变化： 。
(3)结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是
。分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体，洗涤后得到白色沉淀，加入浓 溶液， (填实验现象)，
观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是 。
(4)上述实验结果，I 仅将Cu氧化为 价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验，证实了I 能将Cu氧
2 2
化为Cu2+。装置如图所示， 分别是 。
(5)运用氧化还原反应规律，分析在上述实验中Cu被I 氧化的产物中价态不同的原因： 。
2
【答案】(1)<
(2)除去I-，防止干扰后续实验
3
[CuI]- +2NH ·H O=[Cu(NH )]++2H O+2I-、4[Cu(NH )]++O +8NH·H O=4[Cu(NH )]2++2H O+4OH-
2 3 2 3 2 2 3 2 2 3 2 3 4 2
+6H O
2
(3) 2Cu+I=2CuI或2Cu+KI=2CuI+KI 白色沉淀逐渐溶解 溶液变为无色铜与碘的反应为可逆
2 3
反应(或I-浓度小未能氧化全部的Cu)
3
(4)铜、含nmolI 的4 mol·L-1的KI溶液
2
(5)在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu+可以进一步与I-结合生成CuI沉淀或[CuI]-，Cu+浓度减小使得
2
Cu2+氧化性增强，发生反应2Cu2++4I-=2CuI↓+I 和2Cu2++6I-= 2[CuI]- +I
2 2 2
【解析】因I 溶解度较小，Cu与I 接触不充分，将转化为I-可以提高Cu与I-的接触面积，提高反应
2 2 3 3
速率。加入CCl，I+I- I-平衡逆向移动，I 浓度减小，I-浓度增加，[CuI]-浓度增加，加入氨水后转化
4 2 3 2 2
为[Cu(NH )]+，被氧化为[Cu(NH )]2+，故而产生无色溶液变为蓝色溶液的现象。(1)提高KI浓度，便于提高
3 2 3 4
I-的浓度，与Cu接触更加充分，Cu与I-的反应速率加快，故实验Ⅰ<实验Ⅱ。(2)加入CCl，I+I- I-
3 3 4 2 3
平衡逆向移动，I 浓度减小，I-浓度增加，其目的为：除去I-，防止干扰后续实验。加入氨水[CuI]-浓后转
2 3 2
化为[Cu(NH )]+，无色的[Cu(NH )]+被氧化为蓝色的[Cu(NH )]2+，方程式为[CuI]- +2NH ·H O=[Cu(NH )]+
3 2 3 2 3 4 2 3 2 3 2
+2H O+2I-、4[Cu(NH )]++O +8NH·H O=4[Cu(NH )]2++2H O+4OH-+6H O。(3)结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和
2 3 2 2 3 2 3 4 2 2
Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是2Cu+I=2CuI或2Cu+KI=2CuI+KI；
2 32Cu+I=2CuI反应为可逆反应，加入浓KI溶液，I 浓度减小，CuI转化为Cu和I，故产生白色沉淀溶解，
2 2 2
出现红色固体的过程。(4)要验证I 能将Cu氧化为Cu2+，需设计原电池负极材料为Cu，b为含nmolI 的4
2 2
mol·L-1的KI溶液。(5)含nmolI 的4 mol·L-1的KI溶液铜与碘反应的体系在原电池装置中，I 将Cu氧化为
2 2
Cu2+；而在实验Ⅰ、实验Ⅱ和实验Ⅲ中Cu以Cu+形式存在，这是由于在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu+可
以进一步与I-结合生成CuI沉淀或[CuI]-，Cu+浓度减小使得Cu2+氧化性增强，发生反应2Cu2++4I-=2CuI↓+I
2 2
和2Cu2++6I-= 2[CuI]- +I。
2 2
5．(2022•湖南选择性考试，12)某实验小组以 溶液为原料制备BaCl ·2H O，并用重量法测定产品
2 2
中BaCl ·2H O的含量。设计了如下实验方案：
2 2
可选用试剂：NaCl晶体、BaS溶液、浓HSO 、稀HSO 、CuSO 溶液、蒸馏水
2 4 2 4 4
步骤1. BaCl ·2H O的制备
2 2
按如图所示装置进行实验，得到BaCl 溶液，经一系列步骤获得BaCl ·2H O产品。
2 2 2
步骤2，产品中BaCl ·2H O的含量测定
2 2
①称取产品0.5000g，用 水溶解，酸化，加热至近沸；
②在不断搅拌下，向①所得溶液逐滴加入热的0.100 mol·L-1HSO 溶液，
2 4
③沉淀完全后，60℃水浴40分钟，经过滤、洗涤、烘干等步骤，称量白色固体，质量为0.4660g。
回答下列问题：
(1)Ⅰ是制取_______气体的装置，在试剂a过量并微热时，发生主要反应的化学方程式为_______；
(2)Ⅰ中b仪器的作用是_______；Ⅲ中的试剂应选用_______；
(3)在沉淀过程中，某同学在加入一定量热的HSO 溶液后，认为沉淀已经完全，判断沉淀已完全的方
2 4
法是_______；
(4)沉淀过程中需加入过量的HSO 溶液，原因是_______；
2 4
(5)在过滤操作中，下列仪器不需要用到的是_______(填名称)；(6)产品中BaCl ·2H O的质量分数为_______(保留三位有效数字)。
2 2
【答案】(1) HCl HSO (浓)+NaCl NaHSO+HCl↑
2 4 4
(2)防止倒吸 CuSO 溶液
4
(3)静置，取上层清液于一洁净试管中，继续滴加硫酸溶液，无白色沉淀生成，则已沉淀完全
(4)使钡离子沉淀完全 (5)锥形瓶 (6)97.6%
【解析】装置I中浓硫酸和氯化钠共热制备HCl，装置II中氯化氢与BaS溶液反应制备BaCl ·2H O，
2 2
装置III中硫酸铜溶液用于吸收生成的HS，防止污染空气。(1)由分析可知，装置I为浓硫酸和氯化钠共热
2
制取HCl气体的装置，在浓硫酸过量并微热时，浓硫酸与氯化钠反应生成硫酸氢钠和氯化氢，发生主要反
应的化学方程式为：HSO (浓)+NaCl NaHSO+HCl↑。(2)氯化氢极易溶于水，装置II中b仪器的作用
2 4 4
是：防止倒吸；装置II中氯化氢与BaS溶液反应生成HS，HS有毒，对环境有污染，装置III中盛放
2 2
CuSO 溶液，用于吸收HS。(3)硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，因此判断沉淀已完全的方法是静置，
4 2
取上层清液于一洁净试管中，继续滴加硫酸溶液，无白色沉淀生成，则已沉淀完全。(4)为了使钡离子沉淀
完全，沉淀过程中需加入过量的硫酸溶液。(5)过滤用到的仪器有：铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒，用不到
锥形瓶。(6)由题意可知，硫酸钡的物质的量为： =0.002mol，依据钡原子守恒，产品中
BaCl ·2H O的物质的量为0.002mol，质量为0.002mol×244g/mol=0.488g，质量分数为：
2 2
100%=97.6%。
6．(2022•山东卷)实验室利用FeCl ∙4HO和亚硫酰氯(SOCl )制备无水FeCl 的装置如图所示(加热及夹
2 2 2 2
持装置略)。已知SOCl 沸点为76℃，遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题：
2(1)实验开始先通N。一段时间后，先加热装置_______(填“a”或“b”)。装置b内发生反应的化学方程
2
式为_______。装置c、d共同起到的作用是_______。
(2)现有含少量杂质的FeCl ∙ nHO，为测定n值进行如下实验：
2 2
实验Ⅰ：称取mg样品，用足量稀硫酸溶解后，用cmol·L-1KCr O 标准溶液滴定 达终点时消耗
1 2 2 7
(滴定过程中Cr O2-转化为Cr3+， 不反应)。
2 7
实验Ⅱ：另取mg样品，利用上述装置与足量SOCl 反应后，固体质量为mg。
1 2 2
则 _______；下列情况会导致n测量值偏小的是_______(填标号)。
A．样品中含少量 杂质
B．样品与SOCl 反应时失水不充分
2
C．实验Ⅰ中，称重后样品发生了潮解
D．滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成
(3)用上述装置、根据反应TiO+CCl =TiCl +CO 制备TiCl 。已知TiCl 与CCl 分子结构相似，与CCl
2 4 4 2 4 4 4 4
互溶，但极易水解。选择合适仪器并组装蒸馏装置对TiCl 、CCl 混合物进行蒸榴提纯(加热及夹持装置略)，
4 4
安装顺序为①⑨⑧_______(填序号)，先馏出的物质为_______。【答案】(1) a FeCl ∙4HO+4SOCl FeCl +4SO↑+8HCl↑ 冷凝回流SOCl
2 2 2 2 2 2
(2) AB (3) ⑥⑩③⑤ CCl
4
【解析】SOCl 与HO反应生成两种酸性气体，FeCl ∙4HO与SOCl 制备无水FeCl 的反应原理为：
2 2 2 2 2 2
SOCl 吸收FeCl ∙4HO受热失去的结晶水生成SO 和HCl，HCl可抑制FeCl 的水解，从而制得无水FeCl 。
2 2 2 2 2 2
(1)实验开始时先通N，排尽装置中的空气，一段时间后，先加热装置a，产生SOCl 气体充满b装置后再
2 2
加热b装置，装置b中发生反应的化学方程式为FeCl ∙4HO+4SOCl FeCl +4SO↑+8HCl↑；装置c、d的共
2 2 2 2 2
同作用是冷凝回流SOCl ；(2)滴定过程中Cr O2-将Fe2+氧化成Fe3+，自身被还原成Cr3+，反应的离子方程式
2 2 7
为6Fe2++ CrO2-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H O，则mg样品中n(FeCl )=6n(CrO2-)=6cV×10-3mol；mg样品中结
2 7 2 1 2 2 7 1
晶水的质量为(m-m)g，结晶水物质的量为 mol，n(FeCl )：n(H O)=1：n=(6cV×10-3mol)：
1 2 2 2
mol，解得n= ；A项，样品中含少量FeO杂质，溶于稀硫酸后生成Fe2+，导致消耗的KCr O
2 2 7
溶液的体积V偏大，使n的测量值偏小，A项选；B项，样品与SOCl 反应时失水不充分，则m 偏大，使
2 2
n的测量值偏小，B项选；C项，实验I称重后，样品发生了潮解，样品的质量不变，消耗的KCr O 溶液
2 2 7
的体积V不变，使n的测量值不变，C项不选；D项，滴定达到终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成，导
致消耗的KCr O 溶液的体积V偏小，使n的测量值偏大，D项不选；故选AB。(3)组装蒸馏装置对
2 2 7
TiCl 、CCl 混合物进行蒸馏提纯，按由下而上、从左到右的顺序组装，安装顺序为①⑨⑧，然后连接冷凝
4 4
管，蒸馏装置中应选择直形冷凝管⑥、不选用球形冷凝管⑦，接着连接尾接管⑩，TiCl 极易水解，为防止
4
外界水蒸气进入，最后连接③⑤，安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤；由于TiCl 、CCl 分子结构相似，TiCl 的
4 4 4
相对分子质量大于CCl ，TiCl 分子间的范德华力较大，TiCl 的沸点高于CCl ，故先蒸出的物质为CCl 。
4 4 4 4 47．(2022•全国乙卷)二草酸合铜(Ⅱ)酸钾(K Cu [(C O)])可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备
2 2 4 2
二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤：
Ⅰ.取已知浓度的CuSO 溶液，搅拌下滴加足量 溶液，产生浅蓝色沉淀。加热，沉淀转变成黑色，
4
过滤。
Ⅱ.向草酸(H C O)溶液中加入适量KCO 固体，制得KHC O 和KC O 混合溶液。
2 2 4 2 3 2 4 2 2 4
Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80-85℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁热过滤。
Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体，进行表征
和分析。
回答下列问题：
(1)由CuSO ·5H O配制Ⅰ中的CuSO 溶液，下列仪器中不需要的是________(填仪器名称)。
4 2 4
(2)长期存放的CuSO ·5H O中，会出现少量白色固体，原因是________。
4 2
(3)Ⅰ中的黑色沉淀是________(写化学式)。
(4)Ⅱ中原料配比为n(H C O)：n(K CO)=1.5：1，写出反应的化学方程式________。
2 2 4 2 3
(5)Ⅱ中，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，加入KCO 应采取________的方法。
2 3
(6)Ⅲ中应采用________进行加热。
(7)Ⅳ中“一系列操作”包括________。
【答案】(1)分液漏斗和球形冷凝管
(2) CuSO ·5H O风化失去结晶水生成无水硫酸铜
4 2
(3)CuO
(4)3H C O+2K CO=2KHC O+K C O+2H O+2CO↑
2 2 4 2 3 2 4 2 2 4 2 2
(5)分批加入并搅拌
(6)水浴
(7)冷却结晶、过滤、洗涤
【解析】取已知浓度的CuSO 溶液，搅拌下滴加足量NaOH溶液，产生浅蓝色沉淀氢氧化铜，加热，
4
氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀，过滤，向草酸(H C O)溶液中加入适量KCO 固体，制得KHC O 和
2 2 4 2 3 2 4KC O 混合溶液，将KHC O 和KC O 混合溶液加热至80-85℃，加入氧化铜固体，全部溶解后，趁热过
2 2 4 2 4 2 2 4
滤，将滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。(1)由
CuSO ·5H O固体配制硫酸铜溶液，需用天平称量一定质量的CuSO ·5H O固体，将称量好的固体放入烧杯
4 2 4 2
中，用量筒量取一定体积的水溶解CuSO ·5H O，因此用不到的仪器有分液漏斗和球形冷凝管。
4 2
(2)CuSO ·5H O含结晶水，长期放置会风化失去结晶水，生成无水硫酸铜，无水硫酸铜为白色固体。(3)硫
4 2
酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀，加热，氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀。(4)
草酸和碳酸钾以物质的量之比为1.5：1发生非氧化还原反应生成KHC O、KC O、CO 和水，依据原子
2 4 2 2 4 2
守恒可知，反应的化学方程式为：3HC O+2K CO=2KHC O+K C O+2H O+2CO↑。(5)为防止草酸和碳酸
2 2 4 2 3 2 4 2 2 4 2 2
钾反应时反应剧烈，造成液体喷溅，可减缓反应速率，将碳酸钾进行分批加入并搅拌。(6)Ⅲ中将混合溶液
加热至80-85℃，应采取水浴加热，使液体受热均匀。(7)从溶液获得晶体的一般方法为蒸发浓缩、冷却结
晶、过滤、洗涤、干燥，因此将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到二草酸
合铜(Ⅱ)酸钾晶体。
8．(2022•河北省选择性考试)某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量，设计实验如
下：
①三颈烧瓶中加入 香菇样品和 水；锥形瓶中加入 水、 淀粉溶液，并预加
的碘标准溶液，搅拌。
②以 流速通氮气，再加入过量磷酸，加热并保持微沸，同时用碘标准溶液滴定，至终点时
滴定消耗了 碘标准溶液。
③做空白实验，消耗了 碘标准溶液。
④用适量NaSO 替代香菇样品，重复上述步骤，测得SO 的平均回收率为95%。
2 3 2
已知： ，
回答下列问题：(1)装置图中仪器a、b的名称分别为_______、_______。
(2)三颈烧瓶适宜的规格为_______(填标号)。
A． B． C．
(3)解释加入HPO ，能够生成SO 的原因：_______。
3 4 2
(4)滴定管在使用前需要_______、洗涤、润洗；滴定终点时溶液的颜色为_______；滴定反应的离子方
程式为_______。
(5)若先加磷酸再通氮气，会使测定结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)该样品中亚硫酸盐含量为_______ mg•kg -1 (以SO 计，结果保留三位有效数字)。
2
【答案】(1) (球形)冷凝管 (恒压)滴液漏斗 (2)C
(3)加入HPO 后，溶液中存在化学平衡HSO SO +H O，SO 的溶解度随着温度升高而减小，
3 4 2 3 2 2 2
SO 逸出后，促进了化学平衡HSO SO +H O向右移动
2 2 3 2 2
(4)检验其是否漏水 蓝色 加入HPO 后，溶液中存在化学平衡HSO
3 4 2 3
SO +H O，SO 的溶解度随着温度升高而减小，SO 逸出后，促进了化学平衡HSO SO +H O向右移
2 2 2 2 2 3 2 2
动
(5)偏低 (6)80.8
【解析】由题中信息可知，检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量的原理是：用过量的磷酸与其中的亚硫
酸盐反应生成SO ，用氮气将SO 排入到锥形瓶中被水吸收，最后用碘标准溶液滴定，测出样品中亚硫酸
2 2
盐含量。(1)根据仪器a、b的结构可知，装置图中仪器a、b的名称分别为球形冷凝管和恒压滴液漏斗；(2)
三颈烧瓶中加入10.00g香菇样品和400 mL水，向其中加入HPO 的体积不超过10 mL。在加热时，三颈烧
3 4
瓶中的液体不能超过其容积的 ，因此，三颈烧瓶适宜的规格为1000 mL 选C。(3)虽然
K (H PO )=7.1×10-3＜K (H SO ) =1.3×10-2，但是HPO 为难挥发性的酸，而HSO 易分解为SO 和水，
a1 3 4 a1 2 3 3 4 2 3 2
SO 的溶解度随着温度升高而减小，SO 逸出后，促进了化学平衡HSO SO +H O向右移动，因此，
2 2 2 3 2 2
加入HPO 能够生成SO 的原因是：加入HPO 后，溶液中存在化学平衡HSO SO +H O，SO 的溶
3 4 2 3 4 2 3 2 2 2
解度随着温度升高而减小，SO 逸出后，促进了化学平衡HSO SO +H O向右移动；(4)滴定管在使
2 2 3 2 2
用前需要检验其是否漏水、洗涤、润洗；滴定前，溶液中的碘被SO 还原为碘离子，溶液的颜色为无色，
2
滴加终点时，过量的1滴或半滴标准碘液使淀粉溶液变为蓝色且半分钟点之内不变色，因此，滴定终点时
溶液为蓝色；滴定反应的离子方程式为I+ SO +2H O=2I—+4H++SO2-；(5)若先加磷酸再通氮气，则不能将
2 2 2 4
装置中的空气及时排出，有部分亚硫酸盐和SO 被装置中的氧气氧化，碘的标准液的消耗量将减少，因此
2
会使测定结果偏低。(6)实验中SO 消耗的标准碘液的体积为0.30 mL+1.00 mL=1.30 mL，减去空白实验消
2耗的0.10 mL，则实际消耗标准碘液的体积为1.20mL，根据反应I+ SO +2H O=2I—+4H++ SO 2-可以计算出
2 2 2 4
n(SO )= n(I )= 1.20mL×10-3L·mL-1×0.010 00 mol· L-1=1.20 10-5 mol，由于SO 的平均回收率为95%，则实际
2 2 2
生成的n(SO )= ，则根据S元素守恒可知，该样品中亚硫酸盐含量为
2
mg•kg -1。
9．(2021•辽宁选择性考试，18)Fe/ Fe O 磁性材料在很多领域具有应用前景，其制备过程如下(各步均
3 4
在N 氛围中进行)：
2
①称取9.95g FeCl·4H O(M=199)，配成 溶液，转移至恒压滴液漏斗中。
2 2 r
②向三颈烧瓶中加入100 mL14mol·L-1KOH溶液。
③持续磁力搅拌，将FeCl 溶液以2mL·min-1的速度全部滴入三颈烧瓶中，100℃下回流3h。
2
④冷却后过滤，依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀，在 干燥。
⑤管式炉内焙烧2h，得产品3.24g。
部分装置如图：
回答下列问题：
(1)仪器a的名称是_______；使用恒压滴液漏斗的原因是_______。
(2)实验室制取N 有多种方法，请根据元素化合物知识和氧化还原反应相关理论，结合下列供选试剂
2
和装置，选出一种可行的方法，化学方程式为_______，对应的装置为_______(填标号)。
可供选择的试剂：CuO(s)、NH (g)、Cl(g)、O(g)、饱和NaNO (aq)、饱和NH Cl(aq)
3 2 2 2 4
可供选择的发生装置(净化装置略去)：(3)三颈烧瓶中反应生成了Fe和Fe O，离子方程式为_______。
3 4
(4)为保证产品性能，需使其粒径适中、结晶度良好，可采取的措施有_______。
A．采用适宜的滴液速度 B．用盐酸代替KOH溶液，抑制 水解
C．在空气氛围中制备 D．选择适宜的焙烧温度
(5)步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净，应选择的试剂为_______；使用乙醇洗涤的目的是
_______。
(6)该实验所得磁性材料的产率为_______(保留3位有效数字)。
【答案】(1)(球形)冷凝管 平衡气压，便于液体顺利流下
(2)2NH +3CuO 3Cu+N +3H O(或NH Cl+ NaNO NaCl+N +2H O) A(或B)
3 2 2 4 2 2 2
(3)4Fe2++8OH-=Fe↓+Fe O↓+4H O (4)AD
3 4 2
(5)稀硝酸和硝酸银溶液 除去晶体表面水分，便于快速干燥
(6)90.0%
【解析】(1)根据仪器的构造与用途可知，仪器a的名称是(球形)冷凝管；恒压滴液漏斗在使用过程中
可保持气压平衡，使液体顺利流下。(2)实验室中制备少量氮气的基本原理是用适当的氧化剂将氨或铵盐氧
化，常见的可以是将氨气通入灼热的氧化铜中反应，其化学方程式为：2NH +3CuO 3Cu+N +3H O ；可
3 2 2
选择气体通入硬质玻璃管与固体在加热条件下发生反应，即选择A装置。还可利用饱和NaNO (aq)和饱和
2
NH Cl(aq)在加热下发生氧化还原反应制备氮气，反应的化学方程式为：NH Cl+ NaNO NaCl+N +2H O，
4 4 2 2 2
可选择液体与液体加热制备气体型，所以选择B装置；(3)三颈烧瓶中FeCl 溶液与100 mL14mol·L-1KOH溶
2
液发生反应生成了Fe和Fe O，根据氧化还原反应的规律可知，该反应的离子方程式为4Fe2++8OH-
3 4
=Fe↓+Fe O↓+4H O；(4)结晶度受反应速率与温度的影响，所以为保证产品性能，需使其粒径适中、结晶度
3 4 2
良好，可采取的措施有采用适宜的滴液速度、选择适宜的焙烧温度，AD项符合题意，若用盐酸代替KOH
溶液，生成的晶体为Fe和Fe O，均会溶解在盐酸中，因此得不到该晶粒，故B不选；若在空气氛围中制
3 4
备，则亚铁离子容易被空气氧化，故D不选；故选AD；(5)因为反应后溶液中有氯离子，所以在步骤④中
判断沉淀是否已经用水洗涤干净，需取最后一次洗涤液，加入稀硝酸酸化后，再加入硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，则证明已洗涤干净；乙醇易溶于水，易挥发，所以最后使用乙醇洗涤的目的是除去晶体表面
水分，便于快速干燥；(6)9.95g FeCl·4H O(M=199)的物质的量为 ，根据发生反应的离子
2 2 r
方程式：4Fe2++8OH-=Fe↓+Fe O↓+4H O，可知理论上所得的Fe和Fe O 的物质的量各自为0.0125mol，所以
3 4 2 3 4
得到的黑色产品质量应为 ，实际得到的产品3.24g，所以其产率为
。
10．(2021•山东卷)六氯化钨(WCl )可用作有机合成催化剂，熔点为283℃，沸点为340℃，易溶于
6
CS，极易水解。实验室中，先将三氧化钨(WO)还原为金属钨(W)再制备WCl，装置如图所示(夹持装置
2 3 6
略)。回答下列问题：
(1)检查装置气密性并加入WO。先通N，其目的是________________________；一段时间后，加热
3 2
管式炉，改通H，对B处逸出的H 进行后续处理。仪器A的名称为________，证明WO 已被完全还原的
2 2 3
现象是________________________________。
(2)WO 完全还原后，进行的操作为：①冷却，停止通H；②以干燥的接收装置替换E；③在B处加装
3 2
盛有碱石灰的干燥管；④……；⑤加热，通Cl；⑥……。碱石灰的作用是___________________；操作④
2
是________，目的是_______________________。
(3)利用碘量法测定WCl 产品纯度，实验如下：
6
①称量：将足量CS(易挥发)加入干燥的称量瓶中，盖紧称重为mg；开盖并计时1分钟，盖紧称重为
2 1
mg；再开盖加入待测样品并计时1分钟，盖紧称重为mg，则样品质量为_________g(不考虑空气中水蒸
2 3气的干扰)。
②滴定：先将WCl 转化为可溶的NaWO，通过IO -离子交换柱发生反应：WO2-
6 2 4 3 4
+Ba(IO )=BaWO +2IO -；交换结束后，向所得含IO -的溶液中加入适量酸化的KI溶液，发生反应：IO -
3 2 4 3 3 3
+5I-+6H+=3I +3H O；反应完全后，用NaSO 标准溶液滴定，发生反应：I+2S O2-=2I-+S O2-。滴定达终点
2 2 2 2 3 2 2 3 4 6
时消耗cmol•L-1的NaSO 溶液VmL，则样品中WCl(摩尔质量为Mg•mol-1)的质量分数为
2 2 3 6
________________。称量时，若加入待测样品后，开盖时间超过1分钟，则滴定时消耗NaSO 溶液的体
2 2 3
积将______ (填“偏大”“偏小”或“不变”)，样品中WCl 质量分数的测定值将_____ (填“偏大”“偏
6
小”或“不变”)。
【答案】(1)排除装置中的空气 直形冷凝管 淡黄色固体变为银白色
(2)吸收多余氯气，防止污染空气；防止空气中的水蒸气进入E 再次通入N 排除装置中的H
2 2
(3)①( m +m- 2m ) ② % 不变 偏大
3 1 2
【解析】(1)用H 还原WO 制备W，装置中不能有空气，所以先通N，其目的是排除装置中的空气；
2 3 2
由仪器构造可知仪器A的名称为直形冷凝管；WO 为淡黄色固体，被还原后生成W为银白色，所以能证
3
明WO 已被完全还原的现象是淡黄色固体变为银白色；(2) 由信息可知WCl 极易水解，W与Cl 反应制取
3 6 2
WCl 时，要在B处加装盛有碱石灰的干燥管，防止空气中的水蒸气进入E中，所以碱石灰的作用其一是吸
6
收多余氯气，防止污染空气；其二是防止空气中的水蒸气进入E；在操作⑤加热，通Cl 之前，装置中有多
2
余的H，需要除去，所以操作④是再次通入N，目的是排除装置中的H；(3) ①根据分析，称量时加入足
2 2 2
量的CS，盖紧称重为mg，由于CS 易挥发，开盖时要挥发出来，称量的质量要减少，开盖并计时1分钟，
2 1 2
盖紧称重mg，则挥发出的CS 的质量为(m - m )g，再开盖加入待测样品并计时1分钟，又挥发出(m - m )g
2 2 1 2 1 2
的CS，盖紧称重为mg，则样品质量为：mg+2(m- m )g-m g=( m +m- 2m )g；②滴定时，根据关系式：
2 3 3 1 2 1 3 1 2
WO2-~2IO -~6I ~12 SO2-，样品中n(WCl )=n(WO 2-)= n(S O2-)= cV 10-3mol，m(WCl )= cV 10-
4 3 2 2 3 6 4 2 3 6
3mol Mg/mol= g，则样品中WCl 的质量分数为： 100%=
6
%；根据测定原理，称量时，若加入待测样品后，开盖时间超过1分钟，挥发的CS 的质量增大，m 偏小，
2 3
但WCl 的质量不变，则滴定时消耗NaSO 溶液的体积将不变，样品中WCl 质量分数的测定值将偏大。
6 2 2 3 6
