文档文本内容
专题08 工艺流程综合 化学实验综合
考点概览
题型一 工艺流程综合
题型二 化学实验综合
工艺流程综合
1．(25-26 高三上·湖南常德·一模)锌电解阳极泥除含少量
外，
、铅、银等含量较高，利用萃铟
废液回收阳极泥中锌、锰，变废为宝，降低生产成本。其工艺流程如下：
已知：①萃铟废液呈强酸性，除含有少量
、
、
、
、
外，
含量很高。
②
时，
；
。
(1)“浸出”时，为加快浸出速率，可采取的措施有___________(答出一点即可)。加入萃铟废液，
转
化为
，则
参与反应的离子方程式为___________。“浸出渣”的主要成分为
、___________。
(2)“脱氯”时生成
，
可溶于氨水，难溶于水和乙醇，在潮湿的环境中易被氧化。“脱氯”后分
离得到
的操作为过滤、用___________洗涤、干燥。将一定质量的
溶于氨水，露置于空气中，得
到
，比较
和
中
的键角：
___________
(填“
”或“
”)。
(3)“脱氟”时，
转化为难溶的
、
。取
脱氯液，加入硫酸铝、氢氧化钙固体，调节脱氯液
为5.2 5.4
∼
，搅拌。脱氟率与反应温度、反应时间关系如图所示。
①“脱氟”最佳反应条件为___________。图2 中，前
内脱氟率逐渐升高的原因可能是___________。
②若实验测得脱氟液中
，则脱氟液中
浓度为___________(保留3 位有效数字)。
题型一
【答案】(1) 升温、粉碎锌电解阳极泥、搅拌、浓缩萃铟废液
(2) 乙醇(或无水乙醇或
或95%乙醇)
(3)
，搅拌45 分钟 当搅拌时间小于45 分钟时，反应未进行完全，反应仍在进行，随时间增
多，脱氟率逐渐上升
或
【分析】锌电解阳极泥(
、铅、银、少量
)和萃铟废液（
、少量
、
、
、
、
）进行“浸取”，
与
反应，得到含
、
、
、
、
、
等的浸出液和含铅、
银的浸出渣；浸出液中调溶液的pH 值将
转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含氢氧化铁的滤渣，滤液中
加入铜和硫酸铜进行“脱氯”，得到含
脱氯渣和含
、
、
、
脱氯液；脱氯液中加入
硫酸铝，氢氧化钙进行“脱氟”，得到含
、
的脱氟渣和含
、
、
脱氟液，脱氟液经
过一系列操作得到锌和锰，据此分析。
【详解】（1）“浸出”时，为加快浸出速率，可采取的措施有升温、粉碎锌电解阳极泥、搅拌、浓缩萃
铟废液；加入萃铟废液，
将
氧化为
，本身被还原为
，离子方程式为
；由分析知，浸出渣主要含铅、银。
（2）
可溶于氨水，难溶于水和乙醇，在潮湿的环境中易被氧化，因此“脱氯”后分离得到
的操
作为过滤、用乙醇洗涤、干燥；
中N 原子的孤电子对参与形成配位键，不存在孤电子对，
分子N 原子上有1 对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，
从而使
键角减小，故
中
键角小于
中
键角。
（3）①由图可知，“脱氟”最佳反应条件为
，搅拌45 分钟；图2 中，前
内脱氟率逐渐升高的
原因可能是当搅拌时间小于45 分钟时，反应未进行完全，反应仍在进行，随时间增多，脱氟率逐渐上升。
②脱氟液中,
、
达到溶解平衡，
，
。
2．(25-26 高三上·湖南长沙·一模)铍元素在航空航天等领域具有重要意义。某科研团队用低品位绿柱石(含
、FeO、
、
等)生产工业氧化铍的工艺流程如下：
已知：a．萃取剂P204 是一种有机酸的二聚体
，对
、
的萃取率极高。萃取时发生反应：
(
为金属阳离子)，
进入有机相；
b．Be 和Al 位于元素周期表中对角线位置，两种元素及其化合物的性质具有相似性。常温下，
。
回答下列问题：
(1)为了提升焙烧效率，可采取的措施有___________(写一种即可)。
(2)
属于四类典型晶体中的___________晶体。
(3)加入
的目的是___________(用离子方程式表示)。
(4)调pH 时需要控制
，酸性太强会导致___________(从平衡移动角度分析)。
(5)沉铍时，
转化为
沉淀。该反应的化学方程式为___________。
(6)常温下，若水相中
，则
开始沉淀时溶液的
___________。
(7)若取100 g 低品位绿柱石(
的质量分数为53.7%)，经处理后得到
，则
元素的损
失率为___________%(保留小数点后1 位)。
【答案】(1)粉碎矿石等
(2)离子
(3)
(4)
浓度过大，萃取时发生的反应平衡逆向移动，萃取率降低
(5)
(6)4
(7)33.3
【分析】绿柱石与
、浓硫酸焙烧，硅元素生成
气体逸出，金属氧化物转化为硫酸盐；焙烧产物酸
浸后，金属离子进入溶液，浸渣被除去；加
将
氧化为
，调
后用萃取剂P204 萃取
、
，水相存在
、
、
；水相加
，
转化为
沉淀；
高温煅烧
分解，最终得到
，据此分析。
【详解】（1）为了提升焙烧效率，可采取的措施有粉碎矿石等；
（2）
由
与
通过离子键构成，属于离子晶体；
（3）加入
的目的是将
氧化为
，离子方程式为
；
（4）调pH 时需要控制
，酸性太强会导致
浓度过大，萃取时发生的反应
平衡逆向移动，萃取率降低；
（5）沉铍时，
与
反应生成
沉淀，化学方程式为
；
（6）常温下，
，若
，则
，
，
，
；
（7）100 g 低品位绿柱石中
的质量为
，
的摩尔质量为
，则
，
，理论上得到
的质量
为
，实际得到
，则Be 元素的损失率为
。
3．(25-26 高三上·湖南岳阳·一模)含镍(Ni)质量分数约20%的废料，主要成分是NiS，还含有
、MgO、
PbO、
等杂质。由该废料制备纯度较高的镍，工艺流程如下：
已知：①“萃取”可将金属离子进行富集与分离，原理如下：
②常温下，溶液中金属离子(假定浓度均为
)开始沉淀和完全沉淀(
)的pH：
开始沉淀的
pH
1.9
6.9
7.1
9.1
完全沉淀的
pH
3.2
8.9
9.1
12.1
(1)基态
的价层电子排布式为_______。
(2)滤渣Ⅰ中含有单质硫，写出“酸浸”时生成单质硫的离子方程式_______；滤渣Ⅰ中还有_______(填化
学式)。
(3)加
调pH 的范围是_______(用“>”“＜”“≥”或“≤”表示)，反萃取中加入的试剂X 是
_______(填化学式)。
(4)常温下，加入NaF 溶液沉镁，控制溶液
，使
恰好沉淀完全(即溶液中
)，则此时溶液中
_______。[已知
，
]。“沉镁”步骤中pH 不能过低的原因是_______。
(5)资料显示，硫酸镍结晶水合物的形态与温度的关系如图所示，由
溶液获得
晶体的操
作依次是蒸发浓缩、_______、过滤、洗涤、干燥。
【答案】(1)
；
(2)
、
(3)
(4)
酸性过强，
与
结合生成HF，
浓度降低导致除镁不完全
(5)冷却至30.8℃以下结晶
【分析】向废料中加入硫酸并通入空气，其中的NiS 和金属氧化物被转化为硫酸盐，其中
不参与反应，
是难溶化合物，可通过过滤除去。向滤液中加入
调节pH，
被转化为
沉淀，是滤
渣Ⅱ的主要成分。向滤液中加入NaF 沉淀，
被转化为
沉淀。之后利用萃取剂RH 从水溶液中萃
取出
，再利用硫酸反萃实现
的富集，最后得到的
溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、
干燥等操作可得
，据此作答。
【详解】（1）Ni 是第28 号元素，其简化电子排布式为
。
失去两个4s 电子，价电子排布式
为
；
（2）在酸性条件下，NiS 中的S 元素从-2 价升至0 价，O 元素从0 价降至-2 价，该反应离子方程式为：
。由分析可知，滤渣Ⅰ中除S 单质外还有
和
；
（3）用
调节pH 的过程中，在保证
被完全沉淀的同时需避免
被沉淀，根据表格信息，
完全沉淀的pH 为3.2，
开始沉淀的pH 为6.9，因此，调节pH 的范围是
。根据已知条件，
萃取与反萃取的机理为：
，反萃取过程中向有机
相中加入
，可使
脱离有机相进入水相，得到
溶液；
（4）当
被完全沉淀时，
，
。当pH=4 时，溶液中
，则
。HF 是弱电解质，若酸性过强，
会与
结合生成
HF，使溶液中
降低，导致
无法被完全除去；
（5）从图像可以看出，当温度低于30.8℃时，
结晶水合物主要形态为
，因此应该将溶
液冷却至30.8℃以下结晶。
4．(25-26 高三下·湖南长沙湖南师范大学附属中学·一模)锗是一种优良的半导体材料，在红外光材料、精密
仪器等领域有着广泛的应用。某锌浸渣中含有ZnO、Fe2O3、GeO2、SiO2、Pb3O4等，利用该锌浸渣提取Ge
的工艺流程如图所示。
已知：①部分含锗微粒的主要存在形式与pH 的关系如表所示。
pH
pH<2
2.5≤pH
5<pH≤12
pH>12
Ge 主要存在
形式
Ge4+
[Ge(OH)3]+
GeO2
②常温下，该工艺条件中，溶液中部分金属离子开始沉淀和完全沉淀(c≤1.0×10-5mol·L-1)时的pH 如表所示。
金属离子
Fe2+
Fe3+
Zn2+
开始沉淀时的pH
7.5
2.3
6.2
完全沉淀时的pH
9.0
3.2
8.2
Zn
③
2+、Fe2+、Ge4+均可与酒石酸(
，分子式为C4H6O6)形成配离子。
回答下列问题：
(1)在下列Ge 元素的不同微粒中，处于激发态的微粒是___________(填标号)。
A．
B．
C．
D．
(2)“还原浸出”的目的除溶解ZnO、Fe2O3、Pb3O4、GeO2外，还有___________。
(3)Pb3O4在“还原浸出”步骤中发生反应的离子方程式为___________。
(4)“沉锗”时，需控制pH 在___________之间；当pH=6 时，Zn2+未产生沉淀，则浸出液中c(Zn2+)不超过
___________mol·L-1。
(5)“滤渣2”的主要成分为___________(填化学式)。
(6)“酸溶”后，溶液的pH 为1.8，向溶液中加入酒石酸萃取剂，发生反应：Ge4++3C4H6O6
[Ge(C4H4O6)3]2-
+6H+。
①若pH 升高，锗的萃取率下降，原因是___________。
②“反萃取”中，反萃取效果与加入试剂的关系如图所示。“反萃取”中可以加入的物质B 为
___________(填化学式)。
【答案】(1)C
(2)将+4 价Pb、+3 价Fe 分别还原为Pb2+、Fe2+，并使Pb2+转化为PbSO4沉淀而除去
(3)
(4) 5<pH<6.2
(5)CaSO4
(6) pH 升高，Ge4+转化为[Ge(OH)3]+(或GeO2/
)，难以与酒石酸形成络合物 NaOH
【分析】锌浸渣（含ZnO、Fe2O3、GeO2、SiO2、Pb3O4等）在
和
作用下进行还原浸出，作为还
原剂，将中的+4 价Pb 还原为+2 价并生成沉淀，将其中的+3 价Fe 还原为Fe2+，同时、GeO2和ZnO 与酸反
应溶解，SiO2不反应进入滤渣1；随后加入生石灰进行沉锗，控制pH 在5~6.2，使Ge 以GeO2形式沉淀，
而Zn2+、Fe2+留在滤液中；沉锗后的沉淀用酸溶，调节pH 至1.8，使GeO2转化为Ge4+；再加入酒石酸和有
机溶液萃取锗，让Ge4+与酒石酸形成络阴离子进入有机相；最后用
溶液反萃取，使络阴离子转化为
，再进一步处理得到Ge。
【详解】（1）基态Ge 原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，其4p 轨道的两个电子应分占两个轨道且自
旋平行，A、B、D 选项的电子排布符合洪特规则，为基态状态；对比可知，C 选项中4s 轨道中的1 个电子
跃迁到4p 轨道上，4p 轨道上有3 个电子，属于电子跃迁后的激发态。
（2）原料中
浸出生成
，
在低pH 就会沉淀，若不还原会混入
沉淀中；
将
还
原为
，
在沉锗的pH 范围内不沉淀，便于分离提纯锗。
（3）Pb3O4可看作2PbO·PbO2，其中PbO2(+4 价Pb)被SO2还原为PbSO4，SO2中硫由+4 价被氧化为+6 价，
结合酸性环境配平，得离子方程式：
。
（4）沉锗需要Ge 转化为
沉淀，要求
，同时要保证
不沉淀，
开始沉淀pH 为
6.2，因此控制pH 在
之间。 计算浓度：
完全沉淀pH=8.2，此时
，
，得
；pH=6 时
，
。
（5）沉锗时加入生石灰(
)调pH，
与溶液中
生成微溶的
，因此酸溶后
留在滤渣
中，即为滤渣2 的主要成分。
（6）① 萃取反应为
，pH 升高时，
水解程度增大，转化为
沉淀，溶液中
浓度降低，平衡逆向移动，因此锗萃取率下降。 ② 根据反萃取效果图，
溶液的反萃取效果最好，且最终产物为
，因此物质B 为
。
5．(25-26 高三下·湖南怀化·一模)某炼锌废渣(主要含
、
、还含少量
、
、
等物质)是
回收稀散金属铟(
与
同主族，
价稳定)和金属锌的重要原料。为实现资源综合利用，设计如下工艺
流程：
已知：
①“酸浸”时，
、
、
、
均能与稀硫酸反应；
与稀硫酸反应生成
②萃取剂HR 对金属离子的萃取能力：
，萃取反应可表示为：
(水相)
(有
机相)
(有机相)
(水相)，萃取平衡常数
(各物质浓度均为平衡时浓度)。
25℃
③
时，
；
；
；离子浓度
时认为该离子已完全沉淀；
。
回答下列问题：
(1)“酸浸”中，滤渣的主要成分是______(填化学式)；“反萃取”时所加物质B 可以是______(填标号)。
a．硫酸 b．氢氧化钠溶液 c．盐酸
(2)“氧化”时，控制反应温度低于30℃的理由是______。
(3)“萃取”时，若要提高
的萃取率，可采取的措施是______(写出一条即可)；若平衡时有机相中
，水相中
，
，
，则该
温度下萃取平衡常数
______。
(4)“反萃取”后的溶液用氨水来调节pH，为使
完全沉淀，所需溶液的最小pH 为______(保留1 位小数)。
(5)InN 是一种新型的半导体功能材料，在多个领域具有重要用途，其一种制取方法为采用In 与
在高温
条件下反应制取，请写出其化学反应方程式：______。
【答案】(1)
、
ac
(2)防止
分解
(3) 增加萃取剂HR 的用量(或多次萃取、分离产物、适当降低氢离子浓度、适当加碱等，合理即可)
(4)3.7
(5)
【分析】炼锌废渣(主要含
、
、还含少量
、
、
等物质)中加入稀硫酸酸浸，
、
、
均能与稀硫酸反应生成可溶性盐，而
与稀硫酸不反应，PbO 与稀硫酸反应生成难溶的
，则滤渣的主要成分是
、
；滤液主要含有硫酸锌、硫酸铟、硫酸锡，
与稀硫酸反应
生成
，加入
将
氧化为
，再加入物质A“除锡”，加入萃取剂HR，萃取剂HR 对金属离
子的萃取能力：
，
被萃取至有机相中，萃余液中主要含有
，经一系列操作得到
；再向有机相中加入物质B 进行反萃取，将铟元素从
(有机相)转化为
(水相)，加入氨
水调节pH，将
转化为
，最后经一系列操作得到粗铟，据此作答。
【详解】（1）由分析可知，滤渣的主要成分为
、
；“萃取”时发生的反应为：
(水相)
(有机相)
(有机相)
(水相)，“反萃取”时需使该平衡逆向移动，则可以加入硫酸或盐酸，
故选ac；
（2）
的热稳定性较差，温度升高会加速其分解，导致氧化效果较差，则“氧化”时，控制反应温度
低于30℃的理由是：防止
分解；
（3）根据萃取平衡：
(水相)
(有机相)⇌
(有机相)
(水相)，增加萃取剂HR 的浓度(或用
量)、多次萃取，均可使平衡正向移动，提高
萃取率；直接将题目所给数据代入计算该温度下萃取平衡
常数
；
（4）
完全沉淀时，
，根据
，计算所需
的最小值，
，则
，所以
；
（5）In 与
在高温条件下反应制取InN，同时生成氢气，其反应的化学方程式为：
。
6．(25-26 高三·湖南邵阳·一模)某研究小组从废旧电极材料(主要成分为
，含少量
、
、
等
杂质)中回收锰并制备碳酸锂，工艺流程如下：
已知：①室温下，部分金属离子开始沉淀和完全沉淀的
如下表：
金属离子
开始沉淀pH
1.9
3.4
7.8
完全沉淀pH
3.2
4.7
9.8
②
的溶解度随温度升高而降低，
和
其溶解度分别为
和
。回答下列问题：
(1)“酸浸”时，
表现为还原性，发生反应的化学方程式是______。
(2)“调
除杂”时，应控制
值的范围是______。
(3)“电解
溶液”制取高纯锰时，阴极的电极反应式是______；若阳极使用惰性电极，则阳极产生的
气体是______。
(4)“沉锂”时，为了提高“沉锂”产率，加入饱和
溶液需过量，且维持温度
的原因是
______。
(5)一种锑锰(Mn3Sb)合金的立方晶胞结构如图。
①若
和
的分数坐标分别为
、
，则
的分数坐标为______。
②晶胞边长为
，则A 和C 之间的距离是______
。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)确保
充分沉淀；降低
的溶解度
(5)
【分析】酸浸时，H2O2的作用是还原LiMn2O4中的Mn（+3.5 价）为Mn2+，同时Fe、Al 等杂质也会溶解；
调pH 除杂需要将Fe3+和Al3+完全沉淀，而Mn2+不沉淀；电解MnSO4溶液时，阴极析出Mn，阳极可能产生
O2；沉锂时需控制温度和Na2CO3用量，以提高Li2CO3产率；
【详解】（1）在硫酸介质中，H2O2作为还原剂将LiMn2O4中的Mn 还原为Mn2+，自身被氧化为O2。配平
后的化学方程式为：2LiMn2O4+5H2SO4+3H2O2=Li2SO4+4MnSO4+3O2↑+8H2O；
（2）调pH 除杂的目标是使Fe3+和Al3+完全沉淀（分别在pH 为3.2 和4.7 时完全沉淀），而Mn2+尚未开始
沉淀（起始沉淀pH=7.8）。因此，pH 应控制在：
；
（3）阴极Mn2+得电子析出金属锰：
；阳极惰性电极下，水被氧化生成氧气：
；
（4）加入饱和
溶液需过量，且维持温度
可以确保
充分沉淀；降低
的溶解度；
（5）已知A(0,0,0)，B(1,0,1)，C 位于右侧面心位置，其分数坐标为：
，晶胞边长为
nm，则两点
间距离为：
。
7．(25-26 高三上·湖南株洲·一模)铼(Re)是一种具有极高战略价值的关键金属，在周期表中与Mn 同族。以
钼精矿(主要成分有
、
，还含有
、
、
、
等杂质)为原料制备高铼酸铵(
)和单质Re 的工艺流程如图：
已知：①
②
回答下列问题：
(1)Re 在周期表中位于第_______族。
(2)“氧压碱浸”步骤中
发生反应的化学方程式为_______。
(3)“水相1”中的阴离子主要是
和
，“滤渣2”的成分是_______；“反萃取”时所用试剂X 为
_______(填序号)。
A．
B．氨水 C．HCl D．盐酸
(4)若向
悬浊液中加稀硫酸或加NaOH 溶液调节pH，
、
随pH 变化如图所示，由
图可知，表示
的曲线是_______。
(5)利用“还原”步骤中相关量可以确定Re 的相对原子质量。某小组获得下列3 组实验数据：
A．
的质量、消耗
的总量
B．Re 的质量、消耗
的总量
C．
的质量、Re 的质量
选择第_______(填序号)组数据。
(6)已知铼的某种氧化物立方晶胞(晶胞参数为a nm)沿x、y、z 轴方向投影均如下图所示，则Re 在晶胞中的
位置为_______；Re 填在了O 围成的_______(填“四面体”“立体”或“八面体”)空隙中。
【答案】(1)ⅦB
(2)
(3)
、
B
(4)a
(5)C
(6) 顶点 八面体
【分析】钼精矿(主要成分有MoS2、ReS2，还含有FeS2、Al2O3、SiO2、P2O5等杂质)在氧压碱浸时，
MoS2、ReS2转化为NaMoO4、NaReO4、Na2SO4，FeS2、Al2O3、SiO2、P2O5分别转化为Fe2O3、
Na[Al(OH)4]、Na2SiO3、Na3PO4等，过滤，滤渣1 主要为Fe2O3，滤液中加硫酸调pH，可以除掉
Na[Al(OH)4]、Na2SiO3，同时提供氢离子以备后续萃取时需要，滤渣2 为Al(OH)3、H2SiO3，滤液加入R3N
进行萃取，得到R3N-HReO4，分液后，对有机相加氨水进行反萃取，生成NH4ReO4，分液后，NH4ReO4在
水相中，除磷时，加入的硫酸镁与Na3PO4反应生成NH4MgPO4沉淀，过滤除掉，再经过后续处理得到
NH4ReO4纯品；NH4ReO4经热解后得到Re2O7、并进一步被氢气还原为Re，据此分析；
【详解】（1）Re 元素在周期表中与Mn 同族，位于周期表第ⅦB 族；
（2）“氧压碱浸”步骤中ReS2与氧气、氢氧化钠反应生成NaReO4、Na2SO4和H2O，发生反应的化学方程
式为：
；
（3）由分析可知，滤渣2 为Al(OH)3、H2SiO3；由分析可知，“反萃取”时所用试剂X 为氨水，故选B；
（4）NH4ReO4悬浊液中存在水解平衡：
，随着pH 不断增大，氢离子浓度逐渐
减小，氢氧根离子浓度不断增大，促进铵根离子水解，则铵根离子浓度逐渐减小，曲线b 为铵根离子浓度，
则曲线a 表示
的浓度；
（5）A．实验中H2不仅用于还原Re2O7，还需要通H2排尽装置内空气，反应后还要通H2冷却产物，根据
消耗氢气的总量和Re2O7的质量，不能计算Re 的相对原子质量，A 不符合题意；
B．实验中H2不仅用于还原Re2O7，还需要通H2排尽装置内空气，反应后还要通H2冷却产物，根据消耗氢
气的总量和Re 的质量，不能计算Re 的相对原子质量，B 不符合题意；
C．已知Re2O7的质量和生成Re 的质量，可直接算出Re2O7中氧元素的质量，再通过氧的相对原子质量计
算氧原子的物质的量，进而求出Re2O7的物质的量，再计算出Re2O7的摩尔质量，最终可计算出Re 的相对
原子质量，C 符合题意；
故选C。
（6）由晶胞投影图可知，则Re 在晶胞中的位置为顶点；从投影图可知，O 原子构成面心立方结构，Re 原
子填在了O 原子形成的八面体空隙中。
8．(25-26 高三下·湖南长沙景雅高中等校·一模)欲从某废选择性脱硝催化剂(含
、
、
等氧化
物)中提取钨、钒、钛等金属，工艺流程如下：
已知：①常温下，
、
的性质稳定且微溶于酸，
难溶于碱；
能与酸发生反应。
②有机萃取剂
对
有强萃取作用，其原理为
。
③
难溶于水，
。
④当某离子浓度为
时认为该离子沉淀完全；
，
。
回答下列问题：
(1)提高“酸浸还原”效率的措施有___________(写一条即可)。“酸浸还原”过程中钒的氧化物会被还原为
，该反应的化学方程式为___________。
(2)“萃取”得到的
的结构如图1 所示，该分子中存在的化学键有
___________(填字母)。
A．氢键 B．共价键 C．配位键 D．金属键 E．离子键
萃取剂
常以二聚体的形式存在，分子式为
，画出其结构：___________。“反萃取”
中增大稀硫酸浓度的作用是___________。
(3)已知不同温度和
溶液浓度变化对
浸出率的影响如图2 所示，则最适合加压碱浸的条件是
___________。
(4)
在“煅烧”的过程中会产生一种气体，且该气体用盐酸吸收后所得溶液可在“___________”中
循环使用(填操作单元名称)。
(5)
可与
溶液反应生成可溶性的
，在“沉钨”过程中，若溶液中的
恰好完全沉淀，
则此时溶液中
为___________。
(6)一种良好的耐高温结构陶瓷(
)晶胞如图所示，该材料的化学式为___________。
【答案】(1) 适当升高反应温度、充分搅拌等
(2) BC
氢离子浓度增大，促使
平衡逆向移动，提高反萃
取率
(3)300℃、
(4)铵盐沉钒
(5)
(6)
【详解】（1）提高“酸浸还原”效率的措施有适当升高反应温度、充分搅拌、粉碎等。“酸浸还原”过
程中钒的氧化物会被还原为
，该反应为氧化还原反应，化学方程式为
；
（2）
氢键不属于化学键，所以分子中含有的化学键为共价键、V 和O 之间的配位键。由
的结构，结合
的二聚体分子式为
，可知
的结构为两分子之间以氢键相连形成二聚体，即
。根据反应
可知，氢离子浓度增大，
促使平衡逆向移动，提高反萃取率；
（3）由题图可知在300℃或350℃的温度下，
时浸出率最高，但选择350℃会耗能
更多，故选择300℃、
的条件；
（4）
在“煅烧”过程中发生的反应为
，
用盐酸吸收后得
到的氯化铵溶液可在“铵盐沉钒”中循环使用；
（5）
恰好完全沉淀时其浓度为
，
，可得
，又因为
，则
，
，则
；
（6）根据晶胞图，氮原子位于4 条棱上和2 个面上，其个数计算式应为
，铝原子数为2，钛原
子数为4，所以该材料的化学式为
。
9．(24-25 高三下·湖南常德·一模)钯(Pd)是在航空航天、汽车制造等领域应用广泛的稀有金属。以下是从镍
阳极泥中回收钯及其他贵金属的工艺流程：
已知：“酸浸”中浸出液的主要成分为
；金属被提炼过程中伴随有大量气泡，
会形成类似海绵的孔隙结构。
回答下列问题：
(1)“酸浸”时，为提高浸出效率可采取的措施有___________(至少回答两点)；写出“酸浸”时单质钯发生
反应的化学方程式___________。
(2)“树脂吸附”中，若浸出液经过阴离子交换树脂的流速过快会导致贵金属的提取率___________(填“增
大”、“减小”、“不变”)。
(3)“王水溶解”中，体现了硝酸的___________性；此步骤存在的缺点是___________。
(4)“萃取”可实现
从水层转移到有机层，“反萃取”中加入草酸铵的作用是___________。
(5)硫脲[
]分子中的硫原子和氮原子具有较强的配位能力，能与钯离子形成稳定的配合物，从而
将钯离子从树脂上解吸下来，则在配合物中硫、氮作为配位原子采取的杂化方式分别为___________。
(6)已知某批镍阳极泥中钯的含量为0.5%，经过“浸出、吸附”后，阴离子树脂对钯的吸附率为90%。若
使用该镍阳极泥0.1t，理论上吸附在树脂上的钯元素的质量为___________g。
【答案】(1) 升高温度、适当增大反应物浓度、搅拌等
(2)减小
(3) 强氧化 王水会产生氮氧化物等污染性气体，污染环境
(4)作还原剂，并在反应过程中提供气体便于形成海绵金
(5)
(6)450
【分析】该工艺流程旨在从镍阳极泥中回收钯及其他贵金属。首先，通过加入
和盐酸进行酸浸，
将贵金属溶出，得到含
、
、
等的浸出液；接着，浸出液经树脂吸附使贵金属离子
富集于树脂，再用硫脲和盐酸解吸；随后，锌粉置换得到贵泥，贵泥经王水溶解后，通过萃取、反萃取分
离金，最后对萃余液浓缩等操作，分别获取海绵铂和海绵钯 。
【详解】（1）升高温度能加快离子运动速率，增大盐酸浓度可增加反应物浓度，搅拌能使反应物充分接
触，延长酸浸时间可使反应更充分，这些措施都有助于提高浸出效率；
酸浸时，Pd 被
氧化，Pd 从0 价升高到 + 2 价，
中Cl 从 + 5 价降低到-1 价，根据得失电子守恒、
原子守恒配平化学方程式，化学方程式为
。
（2）若浸出液经过阴离子交换树脂的流速过快，浸出液中的贵金属离子与树脂接触时间不足，不能充分
被树脂吸附，会导致贵金属的提取率减小 。
（3）王水溶解过程中，硝酸将金属氧化，体现了硝酸的强氧化性；王水溶解过程中会产生氮氧化物等污
染性气体，污染环境。
（4）作还原剂，并在反应过程中提供气体便于形成海绵金。
（5）
硫脲的结构式为
，硫原子形成1 个
键，还有2 对孤电子对，形成配位键时，能提供
2 对孤电子对，价层电子对数为3，采取
杂化；氮原子形成3 个
键，还有1 对孤电子对 ，形成配位键
时，能提供1 对孤电子对，价层电子对数为4，采取
杂化。
（6）
，镍阳极泥中钯的含量为
，则钯的质量为
，阴离子树脂对
钯的吸附率为
，所以理论上吸附在树脂上的钯元素的质量为
。
10．(25-26 高三上·湖南永州第一中学·一模)钴的消耗量近40%用于充电电池材料，如用于锂离子电池的钴
酸锂，用于镍氢电池的氧化亚钴等。钴在地壳中的平均含量为0.001%(质量)，大多伴生于镍、铜、铁、铅、
锌、银、锰等矿床中。以炼锌净化渣(含有Co、Zn、Fe、Cu、Pb、
等)为原料提取钴的工艺流程如图
所示：(已知：常温下，
，
)
回答下列问题：
(1)为了提高炼锌净化渣的浸出速率，工业上常用的方法是___________(写两种)。
(2)“浸出渣”中一定含有的物质为___________(填化学式)。
(3)119g 过硫酸钠(
)中含有
数目为___________，“氧化”过程中，发生的最主要的离子方
程式为___________。
(4)
常用作沉淀剂，在“铜渣”中检测不到
，“除铜液”中
浓度为0.18mol/L，则此时溶液的
___________。[已知常温下，饱和
水溶液中存在关系式：
（mol/L)3]。
(5)电动汽车正逐步取代油车，其中大部分电动汽车使用的是钴酸锂(
)电池，电解质为一种能传导
的高分子材料，电池反应式为：
，充电时阳极的电极反应式为
___________。用此锂电池电解精炼铜，若电路中通过3mol 电子时，阴极增重___________g。
【答案】(1)粉碎、搅拌、适当升温、适当增加硫酸的浓度等(写出两种即可)
(2)
(3)
(4)0.5
(5)
96
【分析】湿法炼锌净化渣经过硫酸的酸浸，生成的硫酸铅沉淀和未反应的铜成为浸出渣，在浸出液中加入
硫化钠固体除去铜离子，然后在除铜液中加入过硫酸钠将溶液中的二价铁转化为三价铁，通过加入碳酸钠
来调节溶液的pH 除去铁元素，在净化液中再加入碳酸钠将溶液中的钴元素转化为氢氧化钴沉淀，从而达
到提取钴的目的。
【详解】（1）为了提高炼锌净化渣的浸出速率，工业上常用的方法是粉碎、搅拌、适当升温、适当增加
硫酸的浓度等。
（2）根据工艺流程图分析，其他金属均与硫酸反应，铜虽不能直接反应，但是有
的存在
，可以溶解Cu，所以沉淀中一定存在的是
；
（3）根据化合价，1 个
有两个
价的氧，根据提示可知是存在一个过氧根；氧化过程中，
与
发生反应，
氧化为
，
还原为
，离子方程式为
；
（4）除铜液中
浓度为0.18mol·L-1，
，
mol/L
mol/L，常温下，饱和
水溶液中存在关系式：
，则此时溶液中
mol/L，故
；
（5）根据题意，阳极失去电子，由题意中电解质的条件可以写出
，电解精
炼铜，阴极增重，生成铜单质，为1.5mol，根据相对原子质量可计算出96g。
11．(25-26 高三上·湖南永州·一模)一种利用含钌、铋的废料(主要成分为 Ru、Bi2O3、SiO2等) 为原料， 制
备三氯化T(
和硫化铋
的工艺流程如下：
已知：①滤液1 中有
等离子；
②常温下，Ksp
回答下列问题：
(1)Bi 的原子序数为83，在元素周期表中位于_______区。
(2)“氧化碱浸”时，两种氧化剂在不同温度下对钌浸出率的影响如图所示，则适宜的氧化剂和反应温度分
别为_______。
(3)“还原”过程中有碳酸盐生成，写出该过程的离子方程式_______。
(4)滤渣2 的主要成分是_______(填化学式)。
(5)气体X 经NaOH 溶液吸收后，可以循环利用，则X 为_______(填化学式)。
(6)“沉铋”时， 若向
溶液中加入
溶液，反应后混合溶液中
为
则Bi3+的沉淀率为_______(忽略溶液混合引起的体积变化；保留三位有效数字)。
(7)钌酸铋
可用于光催化，其晶胞结构(氧原子未画出)如图所示，晶胞边长分别为 anm、anm、
cnm，晶胞棱边夹角均为90°。设阿伏加德罗常数的值为NA，
的相对分子质量为 Mr，则晶体的密
度为_______ g∙cm-3 (列计算式)。
【答案】(1)p
(2)NaClO、 200℃
(3)
(4)H2SiO3或H4SiO4
(5)Cl2
(6)86.7%
(7)
【分析】钌、铋的废催化剂(主要成分为Ru、
、
)加NaOH 溶解，并加氧化剂氧化，反应后Ru、
转化为
、
，
转化为
，过滤后，在滤液中加入乙醇，
发生还原反应转化
为
，乙醇被氧化为碳酸盐，
、
进入滤液中，滤液2 中加盐酸酸化，
转化为硅酸沉
淀，过滤得滤渣2；
转化为
，
溶液中加Na2S 反应生成
；
与氯酸钠发生反应
被氧化为
，
加入盐酸中发生氧化还原反应生成气体X 为氯气，同时生成
，据此分析解答。
【详解】（1）铋元素的原子序数为83，则其基态原子的外围电子排布式为
，在元素周期表的p 区；
（2）从图中可以看出，用NaClO 钌浸出率更高，且渣率低，最佳温度控制在200℃；
（3）结合分析可知，在滤液中加入乙醇，
发生还原反应转化为
，乙醇被氧化为碳酸盐，相
应的方程式为：
；
（4）结合分析可知，滤渣2 的主要成分是H2SiO3或H4SiO4；
（5）结合分析可知，气体X 为Cl2；
（6）最终混合溶液中
为
，则
=
，
混合后的起始浓度为
，
的
沉淀率为
；
（7）根据晶胞的结构，1 个晶胞中
原子的个数为
，
原子的个数为8，所以晶胞的相对
分子质量为
，晶胞密度为
。
12．(25-26 高三上·湖南部分学校·一模)钒是重要的战略金属，广泛应用于储能、合金等领域，现代工业利
用钒渣(主要成分为
、
，含少量
、
、
等杂质)制备钒电解液(
溶液)的一种
绿色工艺流程如下：
已知：①多钒酸铵
在pH 为2 至6 条件下溶解度极低，在强酸性条件下(
)会溶解。
②在酸性介质中，钒的稳定阳离子以
形式存在，具有氧化性。
根据以上流程，回答下列问题：
(1)V 属于_______区元素，其基态原子的价电子排布式为_______。
(2)“焙烧”过程中，钒渣中的
转化为
的化学方程式为_______。
(3)“溶解”后，滤渣1 的主要成分是_______(填化学式)。
(4)常温下，若水浸后滤液1 中
，为回收滤液中的Cr，将其转化为
，以
形式沉淀完全(浓度
)，应控制pH 至少为_______。{已知：常温下，
，
)
(5)钒的“酸溶”步骤中，
将
还原为
的离子方程式为_______；该反应需在酸性条件下进行，
原因是_______。
【答案】(1) d
(2)
(3)
(4)5.6
(5)
保证钒元素以
的形式存在，防止生成
【分析】钒渣与氧气以及NaOH、Na2CO3一起焙烧，
被氧气氧化为
，
被氧气氧化，生成
，
在通氧气条件下，与NaOH、Na2CO3反应生成
,
与碱反应生成
，
被氧气氧化，与碱反应生成
；加水溶解后，
不溶于水，成为滤渣1，其他物质变为相
应的离子；加入
调节pH，
与
反应生成
，并且因为pH 为2 至6 条件下溶
解度极低，导致
析出，
变为
跟随析出，其余物质（
、
）留在滤液中；
不溶于酸，成为滤渣3，
将
还原为
，生成
，随后进行深度除
杂、电解精制得到纯净的钒电解液。
【详解】（1）V 位于第四周期第VB 族，属于d 区元素；V 为23 号元素，其基态原子核外电子排布式为
，则价层电子排布式为
；
（2）焙烧时，
与Na2CO3、
发生氧化还原反应，V 从+3 价被氧气氧化为+5 价(
中)，氧化剂
是
，氧从0 价变为-2 价，其化学反应方程式为：
；
（3）焙烧时，
被氧气氧化为
，
不溶于水，故滤渣1 是
；
（4）要使
以
形式沉淀完全(浓度
)，根据
可得
，
，则
mol/L，pH≥5.6；
（5）根据得失电子守恒，
中的V 为+5 价，
中的V 为+4 价，每个V 原子得到1 个电子，
中
的S 为+4 价，需要升价，变为
（+6 价），每个S 原子失去2 个电子，据此
与
的计量数之比
为1:3，化学反应方程式为：
；
根据题目已知信息：在酸性介质中，阳离子有
较稳定，具有氧化性，而后续流程中需要V 元素以在
的形式存在，故该反应需在酸性条件下进行，原因是酸性条件下有利于生成
，保证钒元素以
的形式存在，防止生成
。
化学实验综合
13．(25-26 高三上·湖南岳阳·一模)钛合金是实现载人航天任务安全可靠的关键材料之一、四氯化钛(
)
是钛工业的核心中间体，常用于钛金属的制备，某化学小组成员在实验室中制备
。
已知有关物质的部分性质如下表所示：
物质
熔点
沸点
性质
136 ℃
极易水解，能溶于
等有机物
304 ℃
316 ℃
遇水易水解生成红褐色物质
77 ℃
难溶于水，且密度大于水
实验装置如下图所示：
(1)装置A 中盛放
的仪器名称是_______，A 中发生反应的化学方程式为_______。
题型二
(2)C 装置管式炉加热到900 ℃后发生反应，生成
、
和一种有毒气态氧化物，该反应中氧化剂和
还原剂的物质的量之比是_______。除上述反应外还有副反应发生，生成少量的
。
(3)根据所给信息，装置D 控温箱温度控制在136 ℃～304 ℃可以除去一部分杂质，在仪器m 中收集到粗产
品，可采用_______方法分离提纯，得到较为纯净的
。
(4)图中装置设计上存在一处明显缺陷是_______。
(5)产品纯度的测定：取实验制得产品3.8 g 在密闭条件下溶于水，促使
水解完全，发生反应：
。将溶液最后定容为500 mL，取出25.00 mL 溶液于锥形瓶中，
加入几滴
作指示剂(
为砖红色沉淀)，用
标准溶液进行
滴定。
已知：
，
。
①整个纯度测定过程中没有使用到的仪器是：_______(填标号)。
②下列有关滴定过程中的说法，正确的是_______(填标号)。
A．相同条件下
比AgCl 更难溶
B．滴定过程中眼睛应注视滴定管内溶液液面的变化
C．滴定终点读数时俯视，会导致测定结果偏低
D．若
指示剂浓度过高，会导致测定结果偏低
③平行滴定三次，达到滴定终点时，消耗的
标准溶液平均体积为38.40 mL，该产品中
的纯度
为_______。
【答案】(1) 蒸馏烧瓶
(2)
(3)蒸馏
(4)无CO 尾气处理装置
(5) be CD 96%
【分析】装置A 中
与浓盐酸反应制备
，反应为
，混合气体经装置B 干燥后，在装置C 中与
和碳粉在900℃下反应，生成
、
和有毒气态氧化物
，反应为
；装置D 控温在136℃～304℃，使
汽化并与高沸点的
分离，在装置m 中冷凝收集粗产品；装置E 中碱石灰吸收尾气并防止空气中水蒸气进入，据此分析。
【详解】（1）装置A 中盛放
的仪器名称为蒸馏烧瓶；A 中
与浓盐酸在常温下发生氧化还
原反应，生成
，化学方程式为
；
（2）C 装置中，
与
、
在900℃下反应，生成
、
和
，反应中
为氧化剂，
、
为还原剂，反应为
，氧化剂与还原剂的物质的量之比
为
；
（3）
沸点为136℃，
沸点为77℃，二者互溶且沸点差异较大，可采用蒸馏方法分离提纯，得到
较为纯净的
；
（4）C 装置中反应生成有毒的
气体，现有装置中无
尾气处理装置，会造成空气污染，为明显缺陷；
（5）①整个纯度测定过程中，水解、定容、滴定操作需用到烧杯、容量瓶、胶头滴管、酸式滴定管，无
需分液漏斗和直形冷凝管，故选be；
A
②．
，
，但
与
的溶度积类型不同，不能
直接比较溶解度大小，且在以
为指示剂的滴定中，
溶解度相对较大的特性是其作为指示
剂的关键。滴定过程中，
会优先与溶液中
结合，生成溶解度更小的
沉淀；只有当
被完全
沉淀后，稍过量的
才会与
结合，生成砖红色的
沉淀，从而指示滴定终点，A 不符合题
意；
B．滴定过程中眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化，以判断滴定终点，B 不符合题意；
C．滴定终点读数时俯视，读取的
体积偏小，导致测定结果偏低，C 符合题意；
D．若
指示剂浓度过高，会使
沉淀提前生成，导致消耗
体积偏小，测定结果偏低，
D 符合题意；
故选CD；
③滴定反应为
，
，由
可知，
溶液中
，
，
，产品中
的纯度为
。
14．(25-26 高三下·湖南长沙景雅高中等校·一模)工业生产中常用氢碘酸合成碘化物。某实验室一模工业制
备氢碘酸，装置如下图(夹持装置省略)。
注：反应在通风橱中进行，整个实验需要避光。
具体操作步骤：
Ⅰ．在圆底烧瓶A 中加入
水和一定量的碘单质，快速搅拌，打开
以
的流速通入
气体(标准状况)，为增大反应速率，可轻微加热至30~40℃，大约
后反应完成，关闭
，静置、过滤得
滤液；
Ⅱ．将滤液转移至
中，打开
，通入一段时间氮气，接通冷凝水，加热保持微沸，直至
除尽；
Ⅲ．继续蒸馏，C 中收集沸点为125~127℃的馏分，实验结束时停止加热，再通一段时间的
后再关闭
；
Ⅳ．称量得到
氢碘酸(HI 的质量分数为64%，忽略HI 损耗，为便于计算，数据有改动)。
回答下列问题：
(1)仪器B 的名称为___________；“步骤Ⅰ”反应完成时A 中的现象是___________。
(2)步骤Ⅰ常温下反应即可，为增大反应速率，可轻微加热至30~40℃，但温度不能超过40℃的原因可能是
___________(写一条即可)；同时必须快速搅拌，否则会导致产率下降，甚至会阻碍反应进行，其原因是
___________。
(3)步骤Ⅱ中检验
除尽的具体操作及现象是___________。
(4)若产品未及时密封保存，放置在空气中一段时间后发现溶液发黄，其原因是___________(用离子方程式
表示)。
(5)本实验中
的利用率为___________(保留三位有效数字)。
【答案】(1) 双颈烧瓶或二颈烧瓶或二口烧瓶 溶液由棕黄色(或棕褐色)变为无色，同时淡黄色沉
淀的量不再增加
(2) 避免
、
挥发；避免
、
被氧化；避免碘升华 防止生成的硫单质包裹未反应的碘
颗粒，阻碍反应进行
(3)将尾气通入
溶液中，若无黑色沉淀生成，则
已除尽
(4)
(5)77.8%
【分析】在A 中加入H2O 和I2，快速搅拌，打开K1通入H2S，H2S 与I2发生反应
，反应
完成后，关闭K1，静置，过滤得滤液；将滤液转移至B 中，打开K2通入N2，排出装置内的空气，接通冷
凝水，加热保持微沸；实验结束时，将装置内残留的H2S 等气体排入尾气处理装置，防止污染空气，同时
也能防止在冷却过程中空气进入装置，氧化HI。
【详解】（1）仪器B 的名称为双颈烧瓶(或二颈烧瓶、二口烧瓶)；
的氧化性比
强，通入
发生反应
的化学方程式为
，“步骤Ⅰ”反应完成时溶液由棕黄色(或棕褐色)变为无色，同时淡黄
色沉淀的量不再增加。
（2）气体溶解度随温度升高而降低，温度过高H2S 逸出，同时I2易升华，温度过高会造成反应物损失；
不搅拌时生成的S 会包裹I2，隔绝反应物，阻碍反应进行，导致产率下降，故需要快速搅拌，防止生成的
硫单质包裹未反应的碘颗粒，阻碍反应进行。
（3）步骤Ⅱ中的尾气为
，将尾气通入
溶液中，若无黑色沉淀生成，则
已除尽。
（4）若产品未及时保存，则
被空气中的氧气氧化，离子反应为
。
（5）生成的
，所以反应的
，实验通入的
，
的利用率
。
15．(25-26 高三上·湖南株洲·一模)冰醋酸法是实验室制备乙酰苯胺的经典方案，核心原理为加热时苯胺与
冰醋酸发生酰化反应，反应可逆，需通过回流促进反应发生。其实验室制备原理如下：
相关信息如下：
物质
相对分
子质量
熔点
/℃
沸点
/℃
密度
溶解性
苯胺
93
184.0
1.02
微溶于水，
易溶于乙醇
乙酸
60
16.6
117.9
1.05
与水或乙醇互溶
乙酰
苯胺
135
114.3
304
1.21
微溶于冷水，
易溶于热水、乙醇
主要实验步骤：
①在圆底烧瓶中加入：9.3 g 苯胺(苯胺易被氧化，实验前最好使用新蒸馏的苯胺)、15.0 mL 冰醋酸、0.2 g
锌粉。使反应液微沸回流，持续回流40~60 分钟。
②停止加热，趁热将反应物以细流慢慢倒入盛有200 mL X 的烧杯中，边倒边搅拌，防止局部过热导致产
物结块。静置冷却至室温，析出晶体。
③将冷却后的混合物倒入布氏漏斗，进行抽滤，洗涤晶体2~3 次，抽干后得到粗产物。
④进一步提纯乙酰苯胺粗品，得到8.84 g 产品。
回答下列问题：
(1)装置Ⅰ中a 的名称_______。
(2)反应开始前，原料混合物中的氢键有N-H…N、O-H…O、_______。
(3)锌粉的作用是：①代替沸石，防止暴沸；②_______。
(4)步骤①中，温度计保持的最佳温度为_______℃。(填标号)
A．85 B．95 C．105 D．115
判断反应终点的依据是：当温度计示数开始明显大幅下降，未再次升高前，立即停止加热。这样判断的原
因是_______。
(5)步骤②中盛有的200 mL X，X 是_______(填“冷水”、“热水”或“乙醇”)。
(6)步骤④中进一步提纯乙酰苯胺粗品的方法是_______。
(7)乙酰苯胺的产率为_______(保留一位小数)。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)N-H…O、O-H…N
(3)锌粉的作用是防止苯胺在反应过程中被氧化。
(4) C 当温度计示数开始下降，说明水已基本蒸完，且乙酸还未大量蒸出。
(5)冷水
(6)重结晶
(7)65.5%
【分析】根据实验原理，圆底烧瓶中，加入9.3 g 苯胺(苯胺易被氧化，实验前最好使用新蒸馏的苯胺)、
15.0 mL 冰醋酸、0.2 g 锌粉制备乙酰苯胺，使反应液微沸回流，持续回流40~60 分钟，停止加热，趁热将
反应物以细流慢慢倒入盛有200 mL 冷水的烧杯中，边倒边搅拌，防止局部过热导致产物结块，静置冷却
至室温，析出乙酰苯胺晶体，将冷却后的混合物倒入布氏漏斗，进行抽滤，洗涤晶体2~3 次，抽干后得到
粗产物，将冷却后的混合物倒入布氏漏斗，进行抽滤，洗涤晶体2~3 次，抽干后得到粗产物，经过重结晶
进一步提纯乙酰苯胺粗品，得到8.84 g 产品。
【详解】（1）装置Ⅰ中a 为球形冷凝管；
（2）反应开始前，苯胺、冰醋酸中的氢键有N-H…N、O-H…O、N-H…O、O-H…N；
（3）苯胺易被氧化，锌粉的作用除了代替沸石，防止暴沸，还可以防止苯胺在反应过程中被氧化；
（4）回流需控制好温度，105℃比较适宜，不宜过高，超过110℃易导致冰醋酸大量挥发，降低产率，故
选C；当温度计示数开始下降，说明水已基本蒸完，且乙酸还未大量蒸出；
（5）由于乙酰苯胺微溶于冷水，溶于热水，易溶于乙醇、乙醚，所以洗涤粗品最合适的试剂是用冷水洗，
以减少因洗涤造成的损耗，则X 为冷水；
（6）进一步提纯乙酰苯胺可采用重结晶的方法；
（7）9.3 g 苯胺的物质的量为：
，15.0 mL 冰醋酸，其密度为1.05
，其物质的量为：
，二者按1：1 反应，冰醋酸过量，则理论上生成乙酰苯胺的物质的量0.1 mol，其质
量为：0.1 mol×135 g/mol=13.5 g，故乙酰苯胺的产率为：
。
16．(25-26 高三下·湖南长沙湖南师范大学附属中学·一模)甘氨酸(H2NCH2COOH)为白色晶体，易溶于水，
难溶于乙醇。实验室拟制备甘氨酸并测定其纯度。甘氨酸制备的原理为
，装置如图所示。回答下列问
题：
(1)仪器a 的名称为___________。
(2)实验时先打开
，当___________(填实验现象)时，关闭
，打开
。
(3)装置B 中的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，作用是___________。
(4)装置C 中反应结束后，加入足量乙醇，通过___________的分离方法可得甘氨酸粗产品。
(5)茚三酮比色法是测定氨基酸浓度的一种有效方法，首先将待测溶液与茚三酮溶液混合，使氨基酸与茚三
酮缩合生成有色化合物，然后通过测量产生的有色化合物的吸光度，可以确定氨基酸的含量。已知甘氨酸
与茚三酮缩合生成有色化合物的吸光度(y)与甘氨酸浓度(x)的关系如图所示。
精确称量0.0120g 甘氨酸粗品与足量茚三酮溶液混合并定容于250mL 容量瓶中，取样，以茚三酮比色法测
得其吸光度为0.3774.该样品的纯度为___________(计算结果保留2 位有效数字)；若定容时俯视容量瓶的刻
度线，则使测得的样品纯度___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)顺式甘氨酸铜水合物是一种有机补铜剂，可通过甘氨酸溶液与新制Cu(OH)2反应制备，其原理为
Cu(OH)2+2H2NCH2COOH→Cu(H2NCH2COO)2+2H2O
顺式甘氨酸铜的配体数为___________。水溶性：顺式甘氨酸铜___________反式甘氨酸铜(填“大于”“小
于”或“无法确定”)。
【答案】(1)三颈烧瓶
(2)装置D 中产生白色沉淀或出现浑浊
(3)除去CO2中混有的HCl，防止HCl 进入装置C 中，降低甘氨酸产率
(4)过滤
(5) 67% 偏高
(6) 2 大于
【分析】装置A 用于制备CO2，装置B 用于除去CO2中的HCl，CO2和氨水反应生成NH4HCO3，装置C 中
ClCH2COOH 与NH4HCO3在50℃下反应生成甘氨酸，装置D 用于吸收未反应的CO2并判断反应是否完成。
【详解】（1）由图可知，仪器a 的名称为三颈烧瓶或三口烧瓶；
（2）实验开始时，先打开K1，A 中CaCO3与稀盐酸反应生成CO2，CO2进入C 装置前需先排尽装置内的
空气（防止NH3被氧化等），同时需确保CO2已充满整个装置。当D 中Ca(OH)2溶液变浑浊（或出现白色
沉淀）时，说明CO2已充满装置，此时可关闭K1，打开K2，使C 中反应开始进行；
（3）装置B 中的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，作用是除去CO2中混有的HCl，防止HCl 进入装置C 中，降
低甘氨酸的产率；
（4）根据题目信息，甘氨酸可溶于水，难溶于乙醇。C 中反应后，溶液中主要含有甘氨酸、NH4Cl 等。加
入足量乙醇后，甘氨酸因溶解度降低而析出，可通过过滤分离得到粗产品；
（5）吸光度为0.3774，根据吸光度与甘氨酸浓度的关系式：y=0.0116x+0.00662，可得甘氨酸浓度为：
0.3774=0.0116x+0.00662，解得：x≈32 μg/mL，所以其纯度为
×100%≈67%，若定容时俯视容
量瓶的刻度线，导致所配溶液体积减小，则使测得的样品纯度偏高。
（6）由图可知，由甘氨酸铜的化学式
或结构示意图可知，中心离子
与2 个甘氨酸
根配体结合，故配体数为2，顺式甘氨酸铜中两个甘氨酸配体位于Cu2+同侧，分子不对称，正负电荷中心
不重合，极性较强。反式甘氨酸铜中两个甘氨酸配体位于Cu2+异侧，分子高度对称，正负电荷中心接近重
合，极性较弱。根据相似相溶原理，水为强极性溶剂，极性分子更易溶于水。因此水溶性：顺式甘氨酸铜
大于反式甘氨酸铜。
17．(25-26 高三上·湖南常德·一模)采用硅胶催化、微波加热的方式可制备乙酰水杨酸(
)：
乙酰水杨酸的制备和提纯
Ⅰ．将
水杨酸(
)、
乙酸酐(
，
)，
硅胶依次加入
微波反应器中，在功率
、温度
下反应
，稍冷却后，用蒸馏水洗涤产物，过滤，即得粗品。
Ⅱ．将粗品转至圆底烧瓶中，用95%乙醇溶液进行热溶解回流，进行第一次抽滤，向滤液中加入蒸馏水，
并将其置于冰水浴中冷却结晶，进行第二次抽滤，干燥后即得精品。
(1)乙酸酐在常温下水解即可得到乙酸，反应的化学方程式为___________。
(2)微波可促进分子活性部位断裂，增加单位体积内活化分子数目。下列说法正确的是___________。
A．微波加热能减少反应的反应热
B．温度若低于
，反应速率慢，若高于
，水杨酸可能形成聚合物
C．若改用水浴加热，制备时间将延长
(3)Ⅱ中“热溶解回流”装置如图所示，仪器
的名称为___________。进行第一次抽滤是为了除去
___________。
(4)以下为回流结束后的操作，正确的顺序是___________。(填序号)
①关闭冷凝水 ②熄灭酒精灯
乙酰水杨酸的纯度鉴定
取
干燥后的产品于试管中，加入
蒸馏水，振荡溶解，加入5 滴1%的FeCl3溶液，观察溶液颜色
变化。另取一支试管，加入
蒸馏水，滴加5 滴
1%的FeCl3溶液，观察溶液颜色变化。
(5)若产品溶液滴入
溶液后显___________色，则产品中含水杨酸。
(6)另取一支试管进行操作的目的是___________。
(7)若得到产品纯度为
的乙酰水杨酸
，则本实验的产率为___________%(保留一位小数)。
【答案】(1)
+H2O→2CH3COOH
(2)BC
(3) (球形)冷凝管 硅胶及其他难溶性杂质
(4)②①
(5)紫(或紫色或浅紫色)
(6)作为空白对照，排除试剂本身的颜色干扰
(7)86.2 或86.3
【分析】2.0g 水杨酸和2.5mL 乙酸酐作为反应物，0.5g 硅胶作为催化剂，在微波反应器中70℃进行反应，
生成乙酰水杨酸和乙酸，微波能加快反应速率，冷却后析出乙酰水杨酸固体，用蒸馏水洗涤产品除去乙酸
酐和生成的乙酸，过滤得到粗品，用95%的乙醇溶解可除去硅胶及其他难溶性杂质，乙酰水杨酸微溶于水，
滤液中加蒸馏水可析出乙酰水杨酸，冰水浴中冷却结晶，抽滤干燥后得到精品。
【详解】（1）
乙酸酐在常温下水解即可得到乙酸，方程式为
+H2O→2CH3COOH；
（2）A．反应热对于每一个方程式都是定值，微波能加快反应速率，不能减少反应热，A 错误；
B．温度越低，反应速率越慢，温度过高水杨酸的羧基和羟基之间会发生缩聚反应形成聚合物，B 正确；
C．微波可促进分子活性部位断裂，增加单位体积内活化分子数目从而加快反应速率，因此改用水浴后反
应速率减慢，时间变长，C 正确；
故选BC。
（3）由仪器的外观可知a 为球形冷凝管；乙酰水杨酸及未反应的少量水杨酸均可溶于95%的乙醇，因此进
行第一次抽滤是为了除去硅胶及其他难溶性杂质；
（4）回流结束后要先熄灭酒精灯，待温度降低后再关闭冷凝水，可防止溶剂挥发，故顺序为②①；
（5）水杨酸中含有酚羟基，与Fe3+发生显色反应变紫色；
（6）另取一支试管进行操作的目的是作为空白对照，排除试剂本身的颜色干扰；
（7）根据已知数据，2.0g 水杨酸的物质的量为
≈0.0145mol，2.5mL 乙酸酐的物质的量为
≈0.0265mol，乙酰水杨酸的产率为
≈86.2%。
18．(25-26 高三·湖南邵阳·一模)甘氨酸锌在食品添加剂和营养补充剂中有广泛应用。水合甘氨酸锌为白色
晶体，微溶于冷水，易溶于热水，不溶于醇、醚等有机溶剂。某研究小组制备甘氨酸锌并测定其氮含量，
实验过程如下：步骤I：碱式碳酸锌
的制备
称取
和
于烧杯中，加入适量蒸馏水，搅拌10 分钟，过程中有气泡产生，过滤洗
涤，得到碱式碳酸锌晶体，干燥。
步骤II：甘氨酸锌的制备
称取
碱式碳酸锌和
甘氨酸
于三颈烧瓶中，加入适量的蒸馏水，在
加热回流
。其后浓缩去除部分水分，加入适量无水乙醇，抽滤后用无水乙醇洗涤。置于真空干燥箱中干燥至恒
重，得到白色晶体水合甘氨酸锌。
回答下面问题：
(1)仪器a 的名称是______。
(2)步骤I 中过滤后洗涤碱式碳酸锌晶体，洗涤的操作是______。
(3)步骤I 中制备碱式碳酸锌的化学反应方程式是______。
(4)步骤II 中加入适量无水乙醇的目的是______。
步骤III：利用凯氏定氮法测定产品中氮含量
凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成
铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，再进行滴定测量。研究小组实验过程如下：将
样品中的有机氮转
化成
溶液，由
注入中，随后注入
溶液，用蒸馏水冲洗
，
中保留少量水，关闭
，
然后在
中加入
溶液，加热，使水蒸气进入中。30 分钟后停止加热。在装置
中加2
滴指示剂，用
溶液进行滴定，消耗标准
溶液体积
。
(5)下列说法错误的是______(填字母)。
A．指示剂可选用酚酞，终点现象是溶液由无色变为粉红色
B．
中保留的少量水未与
中溶液合并，会导致测定结果偏低
C．
的作用是避免中压强过大
D．滴定前未润洗滴定管，会导致测定结果偏高
(6)氮含量(
的表达式是______。
步骤IV：热重曲线分析产品的化学式
(7)对水合甘氨酸锌
进行热重分析测定其化学式。取
水合甘氨酸锌进行焙
烧，其热重曲线如图所示。已知：加热到
时，水合甘氨酸锌晶体完全失去结晶水，则
______；
后剩余固体的化学式是______。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)沿玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至完全浸没沉淀，待液体自然流下，重复
次
(3)
(4)降低水合甘氨酸锌的溶解度，促进晶体析出
(5)AD
(6)
(或
或
，其他合理表达式均可)
(7) 1 ZnO
【详解】（1）仪器a 为球形冷凝管。
（2）洗涤沉淀的操作为：沿玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至完全浸没沉淀，待液体自然流下，重复
次。
（3）ZnSO4与NaHCO3制备碱式碳酸锌的方程式为
。
（4）水合甘氨酸锌不溶于醇，加入无水乙醇可降低其溶解度，促进晶体析出。
（5）该装置利用水蒸气和热量与气流将(NH4)2SO4溶液转化为NH3逸出，由装置g 吸收，测定吸收前后装
置g 中盐酸的量进而确定NH3的量，为(c1V1-c2V2)×10-3 mol。
A．NaOH 溶液滴定HCl/NH4Cl 溶液，且需保证滴定终点溶液中剩余HCl 被完全反应，此时溶液溶质为
NH4Cl/NaCl，显酸性，不可选用酚酞作指示剂，A 错误；
B．若d 中部分
溶液未转移至e 中，导致V2偏高，测定结果偏低，B 正确；
C．a 管连接大气，可避免装置内压强过大，C 正确；
D．未润洗滴定管，导致NaOH 溶液浓度偏低，V2偏高，测定结果偏低，D 错误；
故选AD。
（6）由已知得，氮含量表达式为
=
。
（7）由图中数据，
，解得，x=1；设450℃后剩余固体的相对分子质量为M，则
，解得M=81，ZnO 的相对分子质量符合，且最终剩余固体是金属氧化物也符合盐受热分解一
般规律，故该固体为ZnO。
19．(25-26 高三下·湖南怀化·一模)安息香和二苯乙二酮不仅是重要的化工原料，还可作为自由基固化的光
引发剂，并且在药物合成方面有广泛的应用。某研究小组进行“二苯乙二酮的制备与产率计算”的课题研
究，实验原理如下：
【查阅资料】
a．安息香的合成原料苯甲醛不稳定，易被氧化。
b．采用三氯化铁作氧化剂合成二苯乙二酮时，在加热回流过程中进行，若反应体系受热不均，会导致产
品出现炭化的现象。
c．相关信息如下表：
物质
相对分子质量
密度/(
)
溶解性
苯甲醛
106
1.06
微溶于水，易溶于
乙醇
安息香
212
1.31
难溶于水，易溶于
乙醇(受温度影响大)
二苯乙二酮
210
1.52
难溶于水，易溶于
乙醇(受温度影响大)
碳酸氢钠
84
2.20(饱和溶液)
易溶于水，不溶于
乙醇
【实验方案】
二苯乙二酮的制备：
①分别量取一定量的苯甲醛与过量饱和
溶液于分液漏斗中，振荡多次，静置分液，得到纯化的苯
甲醛。
②向三颈烧瓶中加入0.90 g 维生素
溶于适量蒸馏水并配成的30.0 mL 溶液，加入搅拌子，磁力搅拌使维
生素
溶解，再加入10.0 mL 95%乙醇和5.0 mL 纯化的苯甲醛。
③在磁力搅拌下缓慢滴加适量NaOH 溶液，控制滴加时间为5～30 min。安装加热回流装置，再从室温逐
步升至70℃，恒温一定时间后，冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥，得到安息香5.10 g。
④在100 mL 圆底烧瓶中依次加入合成的安息香、一定量的
、水和冰醋酸后，摇匀，在微波反应仪中
进行微波辐射，反应完毕后加入40 mL 热水，冷却结晶、抽滤得浅黄色粗品，进一步提纯后得到精品3.78
g。
回答下列问题：
(1)仪器X 的名称是______，冷却水应从______(填“a”或“b”)口通入。
(2)步骤②中三颈烧瓶的最适宜规格为______(填标号)。
A．100 mL
B．250 mL
C．500 mL
D．1000 mL
(3)步骤①中加入
溶液的作用是______。
(4)步骤④中发生反应的化学方程式为______。
(5)步骤④在乙酸体系中进行，乙酸除作溶剂外，另一主要作用是______。
(6)下列有关说法错误的是______(填标号)。
A．若要对产品结构进行表征，可采用质谱法测定产品的相对分子质量
B．步骤①中分液后，取下层液体参与后续反应
C．步骤④中将烧瓶置于微波反应仪中反应的目的是使反应体系受热均匀，避免炭化
D．进一步提纯二苯乙二酮采用的方法是重结晶，可选择水作溶剂
(7)本实验中二苯乙二酮的产率为______%。
【答案】(1) (球形)冷凝管 a
(2)A
(3)除去苯甲醛中的苯甲酸杂质
(4)
+2FeCl3
+2FeCl2+2HCl
(5)防止
水解
(6)BD
(7)72
【分析】苯甲醛与维生素
、NaOH 反应制备安息香，安息香与
反应制备二苯乙二酮，反应后得到
的浅黄色粗品经过滤、冷水洗涤、75%乙醇重结晶，得精品二苯乙二酮晶体，据此解答。
【详解】（1）由仪器构造可知，仪器X 的名称是球形冷凝管，用于冷凝回流，冷却水应下进上出，即应
从a 口通入；
（2）三颈烧瓶所装液体体积通常为其容积的
，步骤②所加液体总体积约为45.0 mL，即三颈烧瓶的
容积可为67.5~135 mL，则三颈烧瓶的最适宜规格为100 mL，故选A；
（3）苯甲醛容易被氧化为苯甲酸，将取出的苯甲醛与碳酸氢钠溶液混合，能除去其中混有的苯甲酸，达
到纯化苯甲醛的目的，则步骤①中加入
溶液的作用是：除去苯甲醛中的苯甲酸杂质；
（4）
作氧化剂，在酸性条件下的还原产物为
，同时安息香被氧化生成二苯乙二酮，发生反应的化学
方程式为：
+2FeCl3
+2FeCl2+2HCl；
（5）
易水解，则乙酸除作溶剂外，另一主要作用是防止
水解；
（6）A．质谱法是快速、精确测定产品相对分子质量的重要方法，A 正确；
B．步骤①中溶液为过量饱和的碳酸氢钠溶液与苯甲醛，苯甲醛的密度小于饱和碳酸氢钠溶液，处于分液
漏斗的上层，应取上层液体参与后续反应，B 错误；
C．【查阅资料】中提到“合成二苯乙二酮时，在加热回流过程中进行，若反应体系受热不均，会导致产
品出现炭化的现象”，步骤④中将烧瓶置于微波反应仪中反应，能使反应体系受热均匀，避免产品炭化，
C 正确；
D．二苯乙二酮粗品中可能混有未反应完全的安息香，结合物质的溶解性，可用乙醇作溶剂进行重结晶，
D 错误；
故选BD。
（7）产率
，实际生成的二苯乙二酮的物质的量为
，根据反应原
理，理论生成的二苯乙二酮的物质的量
苯甲醛的物质的量，
(苯甲醛)
，
(二苯乙二酮理论产量)
，则产率
。
20．(24-25 高三上·湖南株洲·一模)某兴趣小组探究卤化银能否发生置换反应。已知：
AgBr
AgI
AgSCN 白色沉
淀
颜
色
浅黄色沉
淀
黄色沉
淀
砖红色沉
淀
Ⅰ．探究锌能否置换出氯化银中的银：
(1)下列实验仪器中，在过滤时不需要用到的是：___________(填标号)。
A．容量瓶
B．玻璃棒
C．烧瓶
D．漏斗
(2)简述验证AgCl 固体已洗净的操作：___________。
(3)
溶液能检验溶液中的
，反应原理类似于用
溶液来检验溶液中的
，
写出检验
的离子方程式：___________。
(4)用莫尔法测定滤液中
的浓度：取三份
上述滤液于锥形瓶中，滴加两滴指示剂，用
标准溶液滴定至终点。记录数据如下表：
编号
1
2
3
样品体积/mL
10.00
10.00
10.00
消耗
溶液体
积/mL
17.28
17.20
17.18
①写出滴定终点的颜色变化：___________。
②计算滤液中
___________(保留三位有效数字)。
Ⅱ．探究铁能否置换出氯化银中的银：
取
的
溶液两份，分别加入
的
溶液、0.1mol/L 的
溶液，充分
振荡后放置一段时间，离心分离、蒸馏水洗涤三次后，用煮沸后的蒸馏水加注至试管口，各加入一片铁片
(1cm×0.5cm)后，最后用橡胶塞封闭试管口，12h 后再观察，取上层清液加5 滴
。
(5)采用煮沸后蒸馏水以及用橡胶塞封闭试管口的目的是：___________。
(6)预测能说明铁可以与AgBr、AgI 发生置换反应的实验现象：___________。
【答案】(1)AC
(2)向最后一次洗涤后的滤液中加入
溶液，无明显现象，证明已洗净
(3)2K++Zn2++[Fe(CN)6]4–=K2Zn[Fe(CN)6]↓或2K++3Zn2++2[Fe(CN)6]4–=K2Zn3[Fe(CN)6]2↓
(4) 悬浊液由白色变为浅砖红色 0.017mol/L 或1.72×10–2mol/L
(5)防止铁片发生吸氧腐蚀，对Fe2+的检验造成干扰
(6)淡黄色的AgBr 和黄色的AgI 消失，铁片上有黑色物质生成
【分析】向10mL 0.1mol/L 的硝酸银溶液中加入过量氯化钠溶液，经过过滤、洗涤干燥得到氯化银沉淀。
向盛有氯化银沉淀的烧杯中加入锌片、50mL 蒸馏水并进行搅拌，锌片表面有大量灰黑色固体产生，再次
过滤，将滤液分成两份，分别加入硝酸银溶液、
溶液均产生白色沉淀，滤液中加入浓氨水无
明显变化。
【详解】（1）过滤操作需要的仪器有：铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒，不需要容量瓶、烧瓶，所以选择
AC。
（2）检验氯化银固体已经洗净的就是检验最后一次洗涤液中是否含有氯离子，故操作为：
向最后一次洗涤后的滤液中加入
溶液，无明显现象，证明已洗净。
（3）
溶液能检验溶液中的
，反应原理类似于用
溶液来检验溶液中的
，
所以检验
的离子方程式：2K++Zn2++[Fe(CN)6]4–=K2Zn[Fe(CN)6]↓或2K++3Zn2++2[Fe(CN)6]4–
=K2Zn3[Fe(CN)6]2↓。
（4）①由题目信息中卤化银的颜色可知，指示剂可选择重铬酸钾溶液，滴定终点是生成
沉淀，
所以滴定终点的颜色变化为：悬浊液由白色变为浅砖红色。
②由题目表格可知，第一组数据与第二、三组数据相差较大，应该删去，所以消耗标准液的平均体积为：
，
。
（5）探究铁能否置换出氯化银中的银，利用
检验是否会产生亚铁离子，由于铁在氧气存在
时会发生吸氧腐蚀负极：
，从而干扰亚铁离子检验，所以采用煮沸后蒸馏水以及用橡胶塞封闭
试管口的目的是：防止铁片发生吸氧腐蚀，对Fe2+的检验造成干扰。
（6）铁可以与AgBr、AgI 发生置换反应，则沉淀会消失，铁片的表演要有银单质产生，所以实验现象为：
淡黄色的AgBr 和黄色的AgI 消失，铁片上有黑色物质生成。
21．(25-26 高三上·湖南永州·一模)一水硫酸四氨合铜(II) {
}是一种深蓝色晶体，某
兴趣小组利用在 CuSO4溶液中滴加氨水的方法合成该物质，并测定晶体中铜元素的质量分数。
实验步骤如下：
步骤1 制备氨水：向水中通入氨气。
步骤2 制备铜氨溶液：向CuSO4溶液中滴加氨水，先产生蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝
色的透明溶液。
步骤3 析出晶体：向深蓝色溶液中加入适量95%的乙醇，并用玻璃棒摩擦器壁，静置，有深蓝色晶体析出。
步骤4 晶体纯化：减压过滤，用乙醇与浓氨水的混合液洗涤晶体，最后用丙酮洗涤，低温干燥。
步骤5 测定晶体中铜元素的质量分数：称取 m g 晶体，置于碘量瓶中，用煮沸的稀硫酸充分溶解后，再加
入过量KI 溶液，盖好瓶塞，振荡，充分反应，静置5 分钟，用
标准溶液滴定至淡黄色时，
注入4 mL 0.2 %的淀粉溶液，平行滴定3 次，平均消耗
溶液。
已知：[Cu(NH3)4]2++4H+=Cu2++4
、2Cu2++4I-=2CuI+I2、2
+I2=2I-+
]。
请回答下列问题：
(1)
的中心离子是_______，配位原子杂化方式为_______。
(2)步骤1 用氯化铵和熟石灰制备氨气的化学方程式为_______。
(3)步骤3 中用玻璃棒摩擦器壁的作用为_______。
(4)步骤4 中，用乙醇与浓氨水的混合液洗涤晶体，加入浓氨水的原因是_______。
(5)步骤5 中需要用到的仪器有_______(填名称)。
(6)晶体中铜元素的质量分数为_______(用含 m、c、V 的代数式表示)。下列操作会导致测得的铜元素质量
分数偏小的是_______(填标号)。
A．稀硫酸未加热煮沸
B．滴定管尖嘴滴定前有气泡，滴定后消失
C．在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面
D．在配制
标准溶液时，烧杯中的溶液有少量溅出
【答案】(1)
(2)
(3)以玻璃棒摩擦器壁产生的玻璃屑为晶核，促进晶体的析出
(4)提高氨的浓度，防止晶体在洗涤过程中分解失氨
(5)碱式滴定管
(6)
C
【分析】向水中通入氨气制备氨水，向CuSO4溶液中滴加氨水，首先形成
蓝色沉淀，继续加氨水，
转化为
配离子，然后加入95%乙醇结晶，经减压过滤、乙醇与浓氨水的混合液洗涤、丙酮
洗涤、低温干燥得到一水硫酸四氨合铜
晶体；将晶体溶于水通过碘量法滴定测晶体
中Cu 的含量。
【详解】（1）
的中心离子是
，配位原子是N 原子，N 的价对数为
，故杂化
方式为
。
（2）氯化铵和熟石灰制备氨气的化学方程式为
。
（3）步骤3 中用玻璃棒摩擦器壁的作用为以玻璃棒摩擦器壁产生的玻璃屑为晶核，促进晶体的析出。
（4）乙醇本身作为弱极性溶剂，能降低硫酸四氨合铜在溶液中的溶解度，当乙醇与水按一定比例混合时，
会形成共溶剂效应，进一步削弱晶体与溶剂的相互作用，使其更易从溶液中析出，浓氨水提供碱性环境，
可抑制硫酸四氨合铜的水解，故答案为：提高氨的浓度，防止晶体在洗涤过程中分解失氨。
（5）步骤5 主要为用硫代硫酸钠标准溶液滴定碘单质，硫代硫酸钠具有碱性，需使用碱性滴定管。
（6）消耗
溶液的物质的量为
，则生成的碘单质的物质的量为
，则溶液中铜离子的物质的量为
，晶体中铜元素的质量分数为
；
A．稀硫酸未加热煮沸，溶液中混有的氧气会氧化碘离子生成碘单质，消耗
偏大，结果偏大，A
错误；
B．滴定管尖嘴滴定前有气泡，滴定后消失，消耗
偏大，结果偏大，B 错误；
C．在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，消耗
偏小，结果偏小， C 正确；
D．在配制
标准溶液时，烧杯中的溶液有少量溅出,导致
标准溶液浓度偏小，消耗
偏大，结果偏大，D 错误；
故选C。
22．(25-26 高三上·湖南湘东教学联盟·一模)糖精钠是一种甜味剂。某实验小组在实验室利用甲苯氯磺化法
按以下五个步骤制备糖精钠(部分操作及反应条件略)。
步骤Ⅰ：氯磺化
常温下，产物1 是黄色油状物，产物2 是白色固态结晶状物。实验装置示意图如图所示(夹持及控温装置
略)。
(1)仪器a 的名称为______。
(2)该实验过程中，需要进行尾气处理，可以选用的装置是______(填标号)。
A．
B．
C．
(3)氯磺酸分子的中心原子的杂化类型为______。
(4)分离产物1 和产物2 的操作名称是______。
步骤Ⅱ：氨化
(5)根据以上信息，写出氨化步骤的化学反应方程式：______。
步骤Ⅲ：氧化
(6)氧化过程中为保证氧化完全，需加入过量的
。反应完成后，向其中滴加
溶液将过量的
转化成
，观察到现象为______时，停止加入
溶液，该过程反应的离子方程式为
______。
步骤Ⅳ：酸化
步骤Ⅴ：成盐
(7)加热反应体系，待
反应完全，趁热过滤。由滤液获得糖精钠产品的操作依次为______→过滤
→______→干燥。
【答案】(1)恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗
(2)BC
(3)
(4)过滤或抽滤
(5)
+2NH3 H2O
+NH4Cl+2H2O 或
+2NH3
+NH4Cl
(6) 溶液紫红色褪去
(7) 冷却结晶或降温结晶 洗涤
【分析】甲苯先通过氯磺化，再经过氨化、氧化、酸化，最后与NaHCO3成盐，得到糖精钠，滤液获得糖
精钠产品的操作需要经过冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
【详解】（1）根据图示，仪器a 的名称为恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗；
（2）步骤Ⅰ中氯磺酸易水解，生成的氯化氢可用水吸收，但需要防止倒吸，所以可以选用BC 装置。
（3）
氯磺酸
的中心原子为S，其价层电子对数为4（形成4 个σ 键，无孤电子对），故杂化类型为
杂化sp3；
（4）产物1 是黄色油状物（液体），产物2 是白色固态结晶状物（固体），固液分离的操作是过滤或抽滤；
（5）
由题给信息：
可知，氨化会生成HCl，HCl 可以继续与一水合氨反应生
成
，所以可得化学反应方程式为
+2NH3 H2O
+NH4Cl+2H2O 或
+2NH3
+NH4Cl；
（6）氧化过程中为保证氧化完全，需加入过量的
。反应完成后，向其中滴加
溶液以除去
过量的
，
被消耗，则反应完全的现象是溶液紫红色褪去，该溶液呈碱性，
被还原
为
，根据氧化还原反应规律，得出离子方程式为
。
（7）由题意可知，趁热过滤得到糖精钠的热溶液，从热溶液中获得溶质的操作是：冷却结晶、过滤、洗
涤、干燥。
23．(25-26 高三上·湖南永州第一中学·一模)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，
其反应原理如下：
名称
相对分子
质量
熔点/℃
沸点/℃
密度(g/mL)
溶解性
甲苯
92
-95
110.6
0.867
不溶于
水，易溶
于乙醇
苯甲酸
122
122.4(100℃左
右开始升华)
248
___________
微溶于冷
水，易溶
于乙醇、
热水
实验步骤：
Ⅰ．在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5mL 甲苯、100mL 水和4.8g(约0.03mol)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。
Ⅱ．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1.0g。
Ⅲ．纯度测定：称取0.122g 粗产品，配成乙醇溶液，于100mL 容量瓶中定容。每次移取25.00mL 溶液，
滴加少量指示剂，用0.01000mol·L-1的KOH 标准溶液滴定，三次滴定平均消耗21.50mL 的KOH 标准溶液。
(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．100mL
B．250mL
C．500mL
D．1000mL
(2)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___________。
(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___________。利用滴定法测定苯甲酸纯度时，标准液应放入
___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管。
(7)若要得到纯度更高的苯甲酸，可通过___________的方法提纯。
【答案】(1)B
(2)无油珠说明不溶于水的甲苯已经完全被氧化
(3)除去过量的高锰酸钾，避免用盐酸酸化时，产生氯气
(4)
(5)苯甲酸升华造成损失
(6) 86% 碱式
(7)重结晶
【分析】由题意可知，制备苯甲酸的实验过程为甲苯与过量高锰酸钾发生氧化反应生成苯甲酸钾，向反应
后的冷却溶液中先加入适量的饱和亚硫酸氢钠溶液除去过量的高锰酸钾，再用盐酸酸化得到苯甲酸，经过
滤、干燥、洗涤得苯甲酸粗产品，并用氢氧化钾溶液滴定测定粗产品的纯度。
【详解】（1）加热三颈烧瓶中的溶液时，三颈烧瓶中所盛装液体不能超过容积的三分之二，不能少于三
分之一，由题意可知，三颈烧瓶中溶液的体积为(100mL+1.5mL)=101.5mL，则三颈烧瓶的最适宜规格为
250mL，故选B；
（2）由题给信息可知，甲苯不溶于水，当回流液中不再出现油珠时，说明不溶于水的甲苯已经完全被氧
化为苯甲酸；
（3）由分析可知，加入适量的饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是除去过量的高锰酸钾，防止用盐酸酸化得到
苯甲酸时，过量高锰酸钾与酸化所用的盐酸反应生成有毒的氯气污染环境；
（4）由题给信息可知，甲苯用高锰酸钾氧化时生成苯甲酸钾和二氧化锰，则用少量热水洗涤滤渣一步中
滤渣的主要成分是二氧化锰；
（5）由题给信息可知，苯甲酸100℃时易升华，所以干燥苯甲酸时，若温度过高，苯甲酸升华而损失；
（6）苯甲酸为一元酸，则滴定时存在如下关系式：
，滴定消耗21.50mL0.01000mol·L-1
的氢氧化钾标准溶液，则苯甲酸的纯度为
；氢
氧化钾溶液能与玻璃中的二氧化硅反应，所以测定苯甲酸纯度时，标准液应放入碱式滴定管中；
（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。
24．(25-26 高三上·湖南部分学校·一模)某实验室制备糖精钴
，并测定其结晶水含
量。
已知：①
表示糖精根离子，其摩尔质量为
，糖精钴的溶解度在热水中较大，在冷水中较小；
丙酮沸点为56℃，与水互溶。
②
。
(一)制备
I．称取
，加入18.0 mL 蒸馏水，搅拌溶解，得溶液1。
Ⅱ．称取2.6 g(稍过量)糖精钠(
)，加入10 mL 蒸馏水，加热搅拌，得溶液2。
Ⅲ．将溶液2 加入接近沸腾的溶液1 中，反应3 分钟后停止加热，静置，冷却结晶。
Ⅳ．过滤，依次用三种不同试剂洗涤晶体，晾干得产品。
回答下列问题：
(1)I 和Ⅱ中除烧杯外，还需用到的玻璃仪器有_______、_______。(写出两种)
(2)Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时，可将烧杯置于_______中，以使大量晶体析出。除去糖精钠固体中的
氯化钠，方法是_______。
(3)Ⅳ中用①丙酮、②冷水、③冷的1% NaSac 溶液洗涤晶体，正确顺序为_______。
A．①③② B．③②① C．②①③
用丙酮洗涤晶体的目的是_______。
(4)Ⅳ中，检验水洗后氯离子已经洗涤干净的方法是_______(将实验操作、现象和结论补充完整)。
(二)结晶水含量测定
EDTA 和
形成
配合物。准确称取
糖精钴产品于锥形瓶中，加蒸馏水，加热溶解，再加入缓冲溶
液和指示剂，在50~60℃下，用
的EDTA 标准溶液滴定。
(5)下列操作的正确顺序为_______(用字母排序)。
a．用标准溶液润洗滴定管
b．加入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL 处
c．检查滴定管是否漏水并清洗
d．赶出气泡，调节液面，准确记录读数
(6)滴定终点时消耗标准溶液V mL，则产品
中x 的测定值为_______(用含m、c、
V 的代数式表示)；若滴定前滴定管尖嘴处无气泡，滴定后有气泡，会导致x 的测定值_______(填“偏高”
“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1) 玻璃棒 量筒(或胶头滴管等，合理即可)
(2) 冰水浴(或“冷水浴”) 重结晶
(3) B 除去残留的水且能使晶体快速干燥
(4)取少量最后一次水洗液于试管中，加稀硝酸酸化，再滴加
溶液，无白色沉淀生成，说明
已洗
净
(5)cabd
(6)
(或
) 偏高
【分析】按照反应
制备糖精钴，然
后在冰水浴中结晶，再按照“冷的1% NaSac 溶液、冷水、丙酮”顺序进行洗涤，得到糖精钴晶体，最后
将糖精钴晶体溶解后用EDTA 标准溶液滴定测定含有结晶水的数量。
【详解】（1）步骤I、Ⅱ中需要使用量筒、胶头滴管量取蒸馏水，并用玻璃棒搅拌以加快固体溶解速率，
故答案为玻璃棒；量筒（或胶头滴管）；
（2）因为糖精钴在冷水中溶解度较小，所以为了尽快让大量晶体析出，应降低溶液温度，可将烧杯置于
冰水浴中；利用糖精钠和氯化钠在同一溶剂中溶解度随温度变化的不同，通过加热溶解、降温结晶的方法
可将二者分离提纯，该方法为重结晶。
（3）先用冷的1% NaSac 溶液洗涤，可降低糖精钴溶解度，减少晶体损失，还能将晶体表面吸附的
转
化为晶体析出，且不引入新的杂质，再用冷水洗涤，可降低晶体溶解度并洗去溶液中存在的可溶性离子，
丙酮可以与水互溶且沸点比水的低，故最后用丙酮洗涤以除去残留的水且能使晶体快速干燥，故答案为
B；
（4）Ⅳ中为了确认氯离子已经洗净的步骤：取水洗时的最后一次水洗液于试管中，加稀硝酸酸化，再滴
加
溶液，无白色沉淀生成，说明
已洗净；
（5）使用滴定管前首先要检漏，确定不漏液之后用蒸馏水清洗（c），再用待装的标准溶液进行润洗
（a），待润洗完成后装入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL 处（b），放液赶出气泡后调节液面至“0”刻
度或“0”刻度下，准确记录标准溶液体积的初始读数（d），故答案为cabd；
（6）滴定消耗的
，EDTA 与
形成
配合物，则样品溶解后的
，即样品中的
，而
，所以
，解得
(或
)；若滴定前滴定管尖嘴处无气泡，滴
定后有气泡，测得消耗的EDTA 溶液体积偏小，即V 偏小，根据
，则x 偏高。
