（高中化学步步高全书完整的Word版文档-2022版）第十章 第51讲　化学实验热点.docx

1、第第 51 讲讲化学实验热点化学实验热点 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。 热点一热点一无机物的制备综合实验题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 固固 气 O22KClO3= MnO2 2KCl3O2 NH3 2NH4ClCa(OH)2= Ca

2、Cl22NH3 2H2O Cl2 MnO24HCl(浓)= MnCl2Cl2 2H2O HCl NaClH2SO4(浓)= NaHSO4HCl 固液 气 固(块状) 液气 H22H Zn=H2Zn2 CO2CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O 固液 气 O2、H2、CO2、 NH3、Cl2、SO2 O2：H2O2与 MnO2 H2：Zn 与稀硫酸 CO2：CaCO3与稀盐酸 NH3：浓氨水与 CaO Cl2：浓盐酸与 KMnO4 SO2：亚硫酸钠与硫酸 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

3、意图 适用范 围 试剂与杂质气体反应，与主要气体不反 应；装置用固体吸收还原性或氧化性杂质 气体 杂质气体被 冷却后变为液体， 主要气体不变为 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： 易溶于水的气体杂质可用水来吸收； 酸性杂质可用碱性物质吸收； 碱性杂质可用酸性物质吸收； 水为杂质时，可用干燥剂来吸收； 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 Cl2、CO2等。 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

4、气体，如 HCl、HBr、NH3等；其中 d 装置吸收量少。 e 装置用于处理难以吸收的可燃性气体，如 H2、CO 等。 5实验条件的控制 (1)排气方法 为了防止空气中的氧气、CO2、水蒸气等干扰实验，常用其他稳定的气体(如氮气)排尽装置中的空气； 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 用分液漏斗控制液体滴加的速度和用量。 观察气泡，控制气流速度，如图甲，可观察气泡得到 N2、H2的体积比约为 13 的混合气体。 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

5、强差，将液体压入或倒流入另一反应容器。 (4)温度控制 控制低温的目的：减少某些反应物或产品分解，如 H2O2、NH4HCO3等；减少某些反应物或产品挥 发，如盐酸、氨水等；防止某物质水解，避免副反应发生等。 采取加热的目的：加快反应速率或使平衡移动，加速溶解等。 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 100260 。 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

6、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)Zn2Cr3 =Zn22Cr2 排除 c 中空气 (3)c 中产生 H2使压强大于大气压(冰浴)冷却过滤 (4)敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触 1过氧化锶(SrO2)通常用作分析试剂、氧化剂、漂白剂等。制备原理为 SrO2= SrO2。某兴趣小 组利用下列装置在实验室中模拟制备过氧

7、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)。 打开分液漏斗活塞，将水滴入烧瓶中在相应装置中装入药品检查装置气密性 加热停止加热关闭分液漏斗活塞 (4)利用反应 Sr2 H2O22NH38H2O=SrO28H2O2NH 4制备过氧化锶，装置如下： 仪器 X 的作用是_。 氨气在该反应中所起的作用是_。 实验结束后，得到 SrO28H2O 的操作为_。 (5)设计实验证明 SrO2的氧化性比 FeCl3的氧化性强：_ _。 答案(1)ABEB (2)2N

8、a2O22H2O=4NaOHO2 (3) (4)防倒吸中和生成的氢离子，促进反应正向进行过滤、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 SrO2的氧化性比 FeCl3的强 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 ABEB。(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，

9、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。(4)氨气极易溶于水，因此仪器 X 的作用是防倒吸。根 据反应原理 Sr2 H2O2=SrO22H，通入氨气可中和 H，促进反应的正向进行。 2(2020广东省执信中学高三上学期第二次月考)MnSO4晶体是一种易溶于水的微红色晶体，某校同 学设计实验制备并检验 MnSO4的性质。回答下列问题： (1)甲组同学设计用 SO2和适量纯净的 MnO2制备 MnSO4，其装置如下： A 装置中固体药品 X(正盐)通常是_(填化学式)。 B 装置中通 SO2的导管末端接多孔球泡的目的是_。 (2)乙组同学定性检验甲组同学的产品中 Mn2 的存

10、在，取少量晶体溶于水，加入(NH4)2S2O8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 MnSO4(接近白色)的热分解产物，将 MnSO4晶体脱水后放入下图所示的装置 中，打开 K1和 K2，缓慢通入 N2，加热，硬质玻璃管中最后得到黑色固体。 检验分解的气态产物中是否有 SO2及 SO3，装置 E、F 中的溶液依次是_、_(填字母)。 aBa(NO3)2溶液bBaCl2溶液 c品红溶液d浓硫酸 若 D 中得到的黑色粉末为 Mn3O4，E、F 中均有明显现象，则 D 中发生反应的化学方程式为 _。 (4)丁组同学设计实验，以

11、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)Na2SO3增大SO2与液体的接触面积(2)2Mn2 5S2O2 88H2O= AgNO3 2MnO 410SO2 4 16H (3)bc3MnSO4= 高温 Mn3O4SO22SO3(4)铝粉、镁条 解析(1)A 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 Na2SO3。 B 装置中通 SO2的导管末端接多孔球泡的目的是增大 SO2与液体的接触面积。(2)根据题意，Mn2 与(NH4)2S2O8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

12、高锰酸根离子，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 5S2O2 8 8H2O= AgNO3 2MnO 410SO2 416H 。(3)检验分解的气态产物中是否有 SO2及 SO3，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，二氧化硫用品红溶液检验，装置 E、F 中的溶液依次是 BaCl2 溶液、品红溶液。D 中得到的黑色粉末为 Mn3O4，E、F 中均有明显现象，说明生成 SO2及 SO3，反应的 化学方程式为：3MnSO4= 高温 Mn3O4SO22SO3。(4)利用铝热反应原理将其还原为金属锰，所需的药 品有铝粉，氯酸钾作供氧剂

13、，还需要点燃的镁条提供高温条件。 热点二热点二有机物的制备综合实验题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 加热：酒精灯的火焰温度一般在 400500 ，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。 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

14、 2 中的长玻璃管 B 的作用都是冷凝回流。 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，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： 相对分子 质量 密度/(gcm 3

15、) 沸点 / 水中 溶解性 异戊醇880.812 3131微溶 乙酸601.049 2118溶 乙酸异 戊酯 1300.867 0142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 23 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 MgSO4固体，静置片刻，过滤除去 MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集 140143 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

16、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 MgSO4的目的是_。 (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)。 a30%b40% c60%d90% (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”)，

17、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

18、 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3.9 g 6.5 g100%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，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： 名 称 相 对分子 质量 熔点 / 沸 点/ 密度 /(gmL 1)

19、溶解性 甲 苯 9295 110 .6 0.867 不溶于 水，易溶于乙 醇 苯 甲酸 12 2 122.4( 100 左右 开始升华) 248 微溶于冷 水，易溶于乙 醇、热水 实验步骤： (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

20、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 0.122g 粗产品，配成乙醇溶液，于 100 mL 容量瓶中定容。每次移取 25.00mL 溶液， 用 0.010 00 molL 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)。 A100 mLB250 mL C500 mLD1 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

21、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)。 A70%B60% C50%D40% (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 45H2C2O46H =2Mn210CO28H2O (4)MnO2 (5)苯甲

22、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 KMnO4完全氧化。(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液 的目的：NaHSO3与 KMnO4(H )发生氧化还原反应除去过量的 KMnO4(H)，防止用盐酸酸化时，KMnO4 把盐酸中的 Cl 氧化为 Cl2；该过程也可用草酸在酸性条件下与 KMnO4反应除去 KMnO4，反应的离子方

23、程 式为 2MnO 45H2C2O46H =2Mn210CO28H2O。(4)用少量热水洗涤滤渣的目的是使生成的 尽可能溶于水，故滤渣的主要成分是 KMnO4在中性条件下的还原产物 MnO2。(5)苯甲酸在 100 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 K O H H2O 可 知 ， n ( K O H ) 0 . 0 1 00 0m o l L 1 2 1 . 5 0 10 3 L4，m()0.010 00 molL 121.50103 L4122 gmol 10.104 92 g，制备的 苯甲酸的纯度为0.104 92 g 0.122 g

24、100%86.0%。在理论上，1 mol 甲苯反应后生成 1 mol 苯甲酸，则： 92122 1.5 mL0.867 gmL 1 m 苯甲酸的理论产量 m1.72 g 苯甲酸的产率为1.0 g86.0% 1.72 g 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： .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)。 烧瓶 A 中进行的可逆反应化学方程式为_， 浓硫

25、酸也可作该反应的 催化剂，选择 FeCl36H2O 而不用浓硫酸的原因为_(填序号)。 a浓硫酸易使原料炭化并产生 SO2 bFeCl36H2O 污染小、可循环使用，符合绿色化学理念 c同等条件下，用 FeCl36H2O 比浓硫酸的平衡转化率高 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。 .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 Br2，与环己烯充分反应后，剩余的 Br2与 足量 KI 作用生成 I2，用 c molL

26、1的 Na2S2O3标准溶液滴定，终点时消耗 Na2S2O3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： Br22KI=I22KBr I22Na2S2O3=2NaINa2S4O6 (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 cNa2S2O3标准溶液部分被氧化 答案(1)FeCl3溶液溶液显紫色 (2) FeCl36H2O H2Oab冷凝回流，减少环己醇蒸出(3)分液漏斗、烧杯 (4)通冷凝水，加热(5)淀粉溶液 b cv 2 0

27、0082 a 100% (6)bc 解析(1)利用苯酚遇 FeCl3溶液显紫色，检验环己醇中含有的苯酚。(2)烧瓶 A 中进行的可逆反应为 FeCl36H2O H2O。a 项，浓硫酸易使原料炭化并产生 SO2，会降低原料利用率，正确；b 项，使用 FeCl36H2O 不产生有毒气体，污染小，可以循环使用，符合绿色化学理念，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 FeCl36H2O 的平衡转化率高，错 误。仪器 B 的作用为冷凝回流，减少环己醇蒸出。(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

28、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(Br2)n(环己烯)n(I2)n(环己烯)1 2n(Na 2S2O3)，则 n(环己 烯)n(Br2)1 2n(Na 2S2O3)(b1 2cv10 3) mol，故样品中环己烯的质量分数为(b1 2cv10 3) mol82 gmol 1a g100%b cv 2 00082 a 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 Br2偏多，剩余的 Br2偏少，最终消耗的 Na2S2O3溶液偏少，测定结果偏高，错误；b 项，在测定 过程中部分

29、环己烯挥发，会导致样品消耗的 Br2偏少，剩余的 Br2偏多，最终消耗的 Na2S2O3溶液偏多，导 致测定结果偏低，正确；c 项，Na2S2O3标准溶液部分被氧化，最终消耗的 Na2S2O3溶液偏多，导致测定结 果偏低，正确。 3 (2019江苏， 21B)丙炔酸甲酯(CHCCOOCH3)是一种重要的有机化工原料， 沸点为 103105 。 实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为 CHCCOOHCH3OH 浓 H2SO4 CHCCOOCH3H2O。 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

30、(装置如图)。 步骤 3：反应液冷却后，依次用饱和 NaCl 溶液、5% Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相。 步骤 4：有机相经无水 Na2SO4干燥、过滤、蒸馏，得丙炔酸甲酯。 (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% Na2CO3溶液洗涤，主要除去的物质是_；分离出有机相的操作名 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

31、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)Na2CO3可以与 丙炔酸反应。丙炔酸甲酯在 Na2CO3溶液中的溶解度较小，故可以用分液法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。 热点三热点三物质组成探究综合实验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

32、的方法可归纳为四类：生成气体，如 NH 4、CO 2 3的 检验。生成沉淀，如 Cl 、SO2 4的检验。显现特殊颜色，如 Fe3 、苯酚的检验。焰色试验，检验金 属或金属离子。 (3)物质检验的注意事项 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。 尽可能选择特效反应以减少干扰，如用品红溶液检验 SO2，用 KSCN 溶液检验 Fe3 ，用湿润的红色 石蕊试纸检验 NH3。 一定要注意避免离子间的相互干扰，如检验 CO 2 3时，HCO 3会造成干扰；Fe2 遇氧化剂转化对 Fe3 的检验造成干扰。 注意离子检验

33、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，

34、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 物质含量计 算 根据关系式法、得失电子守恒法、滴定法等，求出混合物中某 一成分的量，再除以样品的总量，即可得出其含量 确定物质化 学式的计算 根据题给信息，计算出有关物质的物质的量。根据电荷守 恒，确定出未知离子的物质的量。根据质量守恒，确定出结晶水 的物质的量。各粒子的物质的量之比即为物质化学式的下标比 热重曲线计 算 设晶体为 1 mol。

35、失重一般是先失水、再失气态非金属氧 化物。计算每步的 m余， m余 m1 mol 晶体质量固体残留率。晶 体中金属质量不减少， 仍在 m余中。 失重最后一般为金属氧化物， 由质量守恒得 mO，由 n金属nO即可求出失重后物质的化学式 多步滴定计 算 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 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

36、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 mgL 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 mgL1。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。 .测定原理： 碱性条件下，O2将 Mn2 氧化为 MnO(OH)2：2Mn2O24OH=2MnO(OH)2 酸性条件下，MnO(OH)2将 I 氧化为 I2：MnO(OH)2IHMn2I2H2O(未配平) 用 Na2S2O3标准溶液滴定生成的 I2：2S2O2 3I2=S4O2 62I .测定步骤： a安装装置，检验气密性，充 N2排尽空气后，停止充 N2。

37、b向烧瓶中加入 200 mL 水样。 c向烧瓶中依次迅速加入 1 mL MnSO4无氧溶液(过量)、2 mL 碱性 KI 无氧溶液(过量)，开启搅拌器， 至反应完全。 d搅拌并向烧瓶中加入 2 mL H2SO4无氧溶液，至反应完全，溶液为中性或弱酸性。 e从烧瓶中取出 40.00 mL 溶液，以淀粉作指示剂，用 0.010 00 molL 1 Na2S2O3溶液进行滴定，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_。 滴定管注

38、射器量筒 (3)搅拌的作用是_。 (4)配平反应的方程式，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 Na2S2O3溶液 4.50 mL，水样的 DO _mgL 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 H2SO4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 O2 第(2

39、)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)2中 Mn 的化合价为4，能将 I 氧化成 I2，依据氧化还原方程式配平的方 法配平化学方程式：MnO(OH)22I 4H=Mn2I23H2O 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 23 次来减小滴定误差，用 Na2S2O3溶液进行滴定时， I2的量逐渐减小至消失时为滴定终点，此时的现象是

40、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 O22MnO(OH)22I24Na2S2O3 14 n(O2)0.004 5 L0.010 00 molL 1 则 n(O2)1 40.004 5 L0.010 00 molL 1 DO 1 40.004 5 L0.010 00 molL 132 gmol1 0.04 L 9.010 3gL19.0 mgL1 高于 5 mgL 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 Na2S2O3在酸性条件下可以发生歧化反应生成 S 和 SO2，且生成的 SO2可被 I2

41、氧化， 另外，I 也可被 O2氧化 答案(1)将溶剂水煮沸后冷却 (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 23 次 (6)溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色9.0是(7)2H S2O2 3=SSO2H2O，SO2I2 2H2O=4H SO2 42I ，4H4IO2=2I22H2O(任写其中 2 个) 12020新高考全国卷(山东)，20某同学利用 Cl2氧化 K2MnO4制备 KMnO4的装置如下图所示(夹 持装置略)： 已知：锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应： 3MnO2 42H2O=2MnO 4

42、MnO24OH 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 Cl2的化学方程式为_。 (2)上述装置存在一处缺陷，会导致 KMnO4产率降低，改进的方法是_。 (3)KMnO4常作氧化还原滴定的氧化剂，滴定时应将 KMnO4溶液加入_(填“酸式”或“碱 式”)滴定管中； 在规格为50.00 mL的滴定管中， 若KMnO4溶液起始读数为15.00 mL， 此时滴定管中KMnO4 溶液的实际体积为_(填标号)。 A15.00 mLB35.00 mL C大于 35.00 mLD小于 15.00 mL (4)某 FeC2O42H2O 样品中可能含有的

43、杂质为 Fe2(C2O4)3、H2C2O42H2O，采用 KMnO4滴定法测定该样 品的组成，实验步骤如下： .称取 m g 样品于锥形瓶中，加入稀 H2SO4溶解，水浴加热至 75 。用 c molL 1的 KMnO4溶液趁 热滴定至溶液出现粉红色且 30 s 内不褪色，消耗 KMnO4溶液 V1mL。 .向上述溶液中加入适量还原剂将Fe3 完全还原为Fe2， 加入稀H2SO4酸化后， 在75 继续用KMnO4 溶液滴定至溶液出现粉红色且 30 s 内不褪色，又消耗 KMnO4溶液 V2mL。 样品中所含 H2C2O42H2O(M126 gmol 1)的质量分数表达式为_。 下列关于样品组成

44、分析的说法，正确的是_(填标号)。 A.V1 V23 时，样品中一定不含杂质 B.V1 V2越大，样品中 H 2C2O42H2O 含量一定越高 C若步骤中滴入 KMnO4溶液不足，则测得样品中 Fe 元素含量偏低 D若所用 KMnO4溶液实际浓度偏低，则测得样品中 Fe 元素含量偏高 答案(1)平衡气压，使浓盐酸顺利滴下NaOH 溶液Ca(ClO)24HCl(浓)=CaCl22Cl22H2O (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)0.315cV13V2 m 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。C

45、l2有毒，装置 C 用于 Cl2 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 Cl2，漂白粉的有效成分 是 Ca(ClO)2，反应的化学方程式为 Ca(ClO)24HCl(浓)=CaCl22Cl22H2O。 (2)浓盐酸易挥发，装置 A 中制得的 Cl2中混有挥发出的 HCl，易与 KMnO4发生氧化还原反应，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)KMnO4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“

46、0”刻度时，溶液的体积大于 50.00 mL，故 KMnO4溶液起始读数为 15.00 mL 时，滴定管中 KMnO4溶液的实际体积大于 35.00 mL。 (4)设样品中 FeC2O42H2O 为 x mol，Fe2(C2O4)3为 y mol，H2C2O42H2O 为 z mol，它们分别和 KMnO4 反应的关系式为： 5FeC2O42H2O3KMnO45H2C2O42H2O2KMnO4 x 3 5x z 2 5z 5Fe2(C2O4)36KMnO4 y 6 5y 所以过程中消耗的 KMnO4的物质的量(单位为 mol)为 3 5x 2 5z 6 5ycV 110 3 过程溶液中 Fe2

47、 的物质的量为(x2y) mol Fe2 和 MnO 4的关系式为 5Fe2 MnO 4 x2y 1 5(x2y) 过程中消耗的 KMnO4的物质的量(单位为 mol)为1 5(x2y)cV 210 3 由式得：3x6y2z5cV110 3 由式得：3x6y15cV210 3 两式相减得：z5 210 3c(V13V2) 所以样品中 H2C2O42H2O 的质量分数表达式为 5 210 3cV13V2126 m 100% 0.315cV13V2 m 100% V1 V23 时，H 2C2O42H2O 的质量分数为 0，则不含 H2C2O42H2O；由 3 5x 6 5ycV 110 3 和 1

48、 5(x2y)cV 210 3可知， 不论 y 是否为 0， 均有 V13V2， 即当V1 V23 时， 样品中可能含有 Fe 2(C2O4)3， A 错误；V1 V2越大，加还原剂后所得溶液中 Fe 2含量越低，则样品中 H2C2O42H2O 含量越高，B 正确；若步 骤中滴入 KMnO4溶液不足，H2C2O4未被完全氧化，引起 V2偏大，则样品中 Fe 元素含量偏高，C 错误； 若所用 KMnO4溶液实际浓度偏低，消耗 KMnO4溶液体积 V2实际偏大，故测得样品中 Fe 元素含量偏高， D 正确。 2(2020天津，15)为测定 CuSO4溶液的浓度，甲、乙两同学设计了两个方案。回答下列

49、问题： .甲方案 实验原理：CuSO4BaCl2=BaSO4CuCl2 实验步骤： (1)判断 SO 2 4沉淀完全的操作为_。 (2)步骤判断沉淀是否洗净所选用的试剂为_。 (3)步骤灼烧时盛装样品的仪器名称为_。 (4)固体质量为 w g，则 c(CuSO4)_ molL 1。 (5)若步骤从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯，则测得 c(CuSO4)_(填“偏高”“偏低”或 “无影响”)。 .乙方案 实验原理：ZnCuSO4=ZnSO4Cu ZnH2SO4=ZnSO4H2 实验步骤： 按图安装装置(夹持仪器略去) 在仪器 A、B、C、D、E 中加入图示的试剂 调整 D、E 中两液面相平，使 D

50、中液面保持在 0 或略低于 0 刻度位置，读数并记录 将 CuSO4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 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 处理数据 (6)步骤为_。 (7)步骤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H2体积为b mL， 已知实验条件下(H2)d gL 1， 则c(CuSO4)_ molL 1(列出计算表达式)。 (9)若步骤E 管液面高于 D 管，未调液面即读数，则测得 c(CuSO4)_(填“偏高”“偏低