2019高考化学高分突破二轮复习专题二十三物质的制备与合成、定量分析学案

2019高考化学高分突破二轮复习专题二十三物质的制备与合成、定量分析学案

专题二十三　物质的制备与合成、定量分析 [考试标准] 考点 知识条目 必考 要求 加试 要求 考情分析 乙酸乙酯的制备实验 b b 2015.10T28、2017.4T26、 2018.4T30 硫酸亚铁铵的制备原理与操作 方法 b 2016.10T31 倾析法分离、洗涤固体物质 a 2017.4T31 产率的计算方法 b 2016.10T31、 2017.11T29 阿司匹林的合成原理、方法及 流程 a 粗产品中杂质的检验 b 2017.11T28 物质的 制备与 合成 晶体洗涤方法 b 2017.4T31 配制一定物质的量浓度的溶液 b b 2015.10T24、 2016.10T28 数据的测量和记录(质量、体积、 温度) b b 2015.10T31、 2016.10T31、2018.4T31 中和热的测定 b 中和滴定原理和基本操作 b 酸碱滴定中指示剂的选择方法 b 用滴定法测定液体试样中的总 酸(或总碱)含量 b 中和滴定实验的数据处理和误 差的简单分析 c 物质的 定量分 析 镀锌铁皮锌镀层厚度测定的原 b 理(与酸或碱反应)和操作流程 实验数据的处理和测定过程中 产生误差的原因分析 c 2016.10T31、2017.4T31、 2018.6T29 考点一：乙酸乙酯的制备 1.(2018·余姚中学模拟)乙酸丁酯是重要的化工原料，具有水果香味。实验室制备 乙酸丁酯的反应、装置示意图和有关信息如下： CH3COOH＋CH3CH2CH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH2CH3＋H2O 乙酸 正丁醇 乙酸丁酯 熔点/℃ 16.6 －89.5 －73.5 沸点/℃ 117.9 117 126.0 密度/g·cm－ 3 1.1 0.80 0.88 (1)乙酸丁酯粗产品的制备 在干燥的 50 mL 圆底烧瓶中，装入沸石，加入 12.0 mL 正丁醇和 16.0 mL 冰醋酸 (过量)，再加 3～4 滴浓硫酸。然后再安装分水器(作用：实验过程中不断分离除 去反应生成的水)、冷凝管，然后小火加热。将烧瓶中反应后的混合物冷却与分 水器的酯层合并。装置中冷水应从________(填“a”或“b”)管口通入；通过分水器 下端旋塞分出的生成物是________，其目的是______________________________。 (2)乙酸丁酯的精制将乙酸丁酯粗产品用如下的操作进行精制：①水洗、②蒸馏、 ③用无水 MgSO4 干燥、④用 10%碳酸钠洗涤。 ①正确的操作步骤是________(填标号)。 A.①②③④ B.③①④② C.①④①③② D.④①③②③ ②分液漏斗有两种，如右图。分液时应选择下图中________形分液漏斗，其原因 是___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 ③蒸馏操作时，需收集________℃的馏分，沸点大于 140 ℃的有机化合物的蒸馏， 一 般 不 用 上 述 冷 凝 管 而 用 空 气 冷 凝 管 ， 可 能 原 因 是 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 (3)计算产率 测量分水器内由乙酸与丁醇反应生成的水体积为 1.8 mL，假设在制取乙酸丁酯 过程中反应物和生成物没有损失，且忽略副反应，计算乙酸丁酯的产率为 ________。 解析　(1)冷水下进上出冷凝效果最好；水的密度比乙酸丁酯的大，分水器下端 旋塞分出的生成物是水；分离酯化反应生成的水，使平衡正向移动，提高反应产 率。 (2)①第一步水洗主要是洗掉浓硫酸和过量的乙酸，第二步用 10%碳酸钠洗涤除 去乙酸、硫酸、正丁醇；第三步用水洗涤除去过量的碳酸钠溶液；第四步用无水 硫酸镁干燥除去水；第五步蒸馏，制得较纯净的酯。②梨形分液漏斗靠近旋塞处 比较细长，双液界面更清晰，分离更完全。③乙酸正丁酯的沸点是 126.0 ℃，需 收集 126 ℃左右的馏分；水冷凝管温度较低，温差过大，冷凝管会炸裂。 (3)正丁醇的质量为 0.80 g·mL－1×12.0 mL＝9.6 g；理论上 9.6 g 正丁醇完全反应 生成酯的质量为 x g，生成 1.8 g 水时同时生成酯的质量是 y g。 所以 x≈15.0，y＝11.6 乙酸丁酯的产率＝11.6 g 15 g ×100%≈77.3%。 答案　(1)b　水　分离酯化反应生成的水，使平衡正向移动，提高反应产率 (2)①C　②梨　梨形分液漏斗靠近旋塞处比较细长，双液界面更清晰，分离更完 全　③126　防止因温差过大，冷凝管炸裂　(3)77.3% 考点二：物质的制备原理及操作方法 2.(2017·湖州长兴中学)水合肼 (N2H4·H2O)常用作还原剂和抗氧剂，其熔点为－ 40 ℃，沸点 118.5 ℃，有毒。实验室用如下装置制取水合肼(N2H4·H2O)涉及下列 反应： CO(NH2)2＋2NaOH＋NaClO===Na2CO3＋N2H4·H2O＋NaCl N2H4·H2O＋2NaClO===N2↑＋3H2O＋2NaCl 请回答下列问题： (1)配制 30%NaOH 溶液时，所需玻璃仪器除量筒外，还有________(填标号)。 A.容量瓶 B.烧杯 C.烧瓶 D.玻璃棒 (2) 将 Cl2 通 入 30%NaOH 溶 液 制 备 NaClO 的 化 学 方 程 式 ___________________________________________________________。 (3)实验时，如果将 NaOH 和 NaClO 的混合溶液一次性加入三颈烧瓶，可能会 造 成 的 结 果 是 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 (4)实验时可根据________________________判断 N2H4·H2O 开始蒸出。 已知：N2H4·H2O＋2I2===N2↑＋4HI＋H2O。测定水合肼的质量分数可采用下列 步骤： ①取 1.250 g 试样，经溶解、转移、定容等步骤，配制 250 mL 溶液。 ②移取 10.00 mL 溶液于锥形瓶中，滴入几滴淀粉溶液，加 20 mL 水，摇匀。 ③将 0.100 0 mol·L－1 碘的标准溶液盛放在________滴定管中(填“酸式”或“碱 式”)，当____________________时停止滴定，消耗碘的标准溶液为 18.00 mL， 则产品中 N2H4·H2O 的质量分数为________。 解析　(1)用天平称量氢氧化钠质量，用量筒量取水的体积，在烧杯中溶解，并 用玻璃棒搅拌，所需玻璃仪器除量筒外，还有烧杯、玻璃棒；(2)氯气通入到盛 有 NaOH 的锥形瓶中发生反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的化学方程式 为：Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H 2O；(3)由 N2H4·H2O＋2NaClO===N2↑＋ 3H2O＋2NaCl，可知水合肼(N 2H4·H2O)具有还原性，如果将 NaOH 和 NaClO 的混合溶液一次性加入三颈烧瓶，反应生成的水合肼会被次氯酸钠氧化；(4)生 成水合肼 (N2H4·H2O)进行蒸馏分离，温度计 1 温度为 118.5 ℃，判断 N2H4·H2O 开始蒸出；碘单质具有氧化性，能腐蚀碱式滴定管的橡胶，则碘水应装在酸式滴 定管中；加入最后一滴碘溶液，溶液由无色变蓝色且半分钟内不消失，说明滴定 到达终点；由 N2H4＋2I2===N2↑＋4HI，可知 250 mL 溶液中含有的 N2H4 的物质 的量＝0.100 mol/L×0.018 L×1 2 ×250 mL 10 mL ＝0.022 5 mol，水合肼(N2H4·H2O)的质 量分数＝0.022 5 mol × 50 g/mol 1.250 g ×100%＝90%。 答案　(1)BD (2)Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O (3)反应生成的水合肼会被次氯酸钠氧化 (4)温度计 1 温度为 118.5 ℃　酸式　当锥形瓶中溶液由无色变蓝色，且半分钟不 褪色　90% 考点三：气体体积的测量与读数 3.(2016·浙江绍兴检测)现有可能由铁、铜和铝组成的准晶体样品 M，可以通过 测量相应反应生成气体的体积判断样品组成。 【设计实验】取两份质量均为 m g 的 M 样品，按实验 1(图 1)和实验 2(图 2)装置 进行实验： 实验前后都是常温、常压，待样品 M 不再溶解，按图 1、图 2 实验方案都能顺 利完成实验并测得气体体积分别为 V1mL 和 V2mL(标准状况下)。 对于实验 1，在读数前需要上下移动量筒调平 B 与 C 的液面，其理由是 ___________________________________________________________。 对 于 实 验 2 ， 读 数 前 调 平 B 、 C 装 置 液 面 的 方 法 是 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________， 其目的是___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 解析　实验 1 中，因气体体积受压强影响很大，调平 B、C 装置液面，使 B 内的 气压等于外界大气压；实验 2 中，通过上下缓慢移动量气管 C 使量气管和干燥 管中液面相平，使 B 内的气压等于外界大气压。 答案　无法直接测量 B 内的气体压强，调平 B、C 装置液面，使 B 内的气压等 于外界大气压　上下缓慢移动量气管 C　使 B 内的气压等于外界大气压 考点四：物质洗涤基本操作 4.(2017·温州市乐清市乐成寄宿中学)食盐是人类生活中不可缺少的物质，海水中 含有大量食盐。某地出产的粗盐中，所含杂质是 CaCl2，通过下面的实验可制得 纯净的 NaCl。 请回答： (1)加入的 A 是________，检验 A 已过量的方法是____________________ ___________________________________________________________。 (2)加入的 B 是________，加入稍过量 B 的目的是____________________ ___________________________________________________________。 (3)为检验沉淀是否洗净，最好在最后几滴洗出液中加入____________________ 溶液。 解析　根据粗盐中，所含杂质是 CaCl2，故应加入的除杂试剂 A 为过量的 Na2CO3， 过滤，所得沉淀为 CaCO3，所得滤液中含 Na＋、Cl－和过量的 CO2－3 ，故应加入 过量的 HCl 除去 CO2－3 ，由于盐酸易挥发，故蒸发结晶即可得纯净的 NaCl。据 此分析：(1)加入的 A 是 Na2CO3，检验 A 已过量即检验溶液中是否有过量的 CO 2－3 ，方法是取上层清液于试管中，然后向试管中滴加稀盐酸，如果有气泡产生， 则说明 Na2CO3 已过量，(2)加入的 B 为 HCl，目的是为了除去前面过量的 CO2－3 ， (3)由于沉淀 CaCO3 是从 NaCl 溶液中过滤出来的，故沉淀上有 Cl－和 Na＋残留， 检查 CaCO3 是否洗净即检查洗涤液中是否有 Cl－，即向最后一次洗涤液中加入 硝酸酸化的 AgNO3 溶液。 答案　(1)Na2CO3　取上层清液于试管中，然后向试管中滴加稀盐酸，如果有气 泡产生，则说明 Na2CO3 已过量 (2)HCl　除去溶液中过量的 CO2－3 (3)硝酸酸化的 AgNO3 溶液 考点五：一定体积、一定物质的量浓度溶液的配制 5.(2018·浙江金华模拟)如图为实验室某浓盐酸试剂瓶标签上的有关数据，试根据 标签上的有关数据回答下列问题 盐酸 分子式：HCl 相对分子质量：36.5，密度：1.19 g·cm－3 HCl 的质量分数：36.5% (1)该浓盐酸中 HCl 的物质的量浓度为________。 (2)取用任意体积的该盐酸溶液时，下列物理量中不随所取体积的多少而变化的 是(　　) A.溶液中 HCl 的物质的量 B.溶液的浓度 C.溶液中 Cl－的数目 D.溶液的密度 (3)某学生欲用上述浓盐酸和蒸馏水配制 500 mL 物质的量浓度为 0.400 mol·L －1 的稀盐酸。 ①该学生需要量取________mL 上述浓盐酸进行配制。 ②配制时，除用到量筒、烧杯、玻璃捧外，还需要的仪器有 ___________________________________________________________。 ③在配制过程中，下列实验操作对所配制的稀盐酸的物质的量浓度偏大的有 ________。 A.转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容 B.在定容时仰视刻度线 C.在定容时俯视刻度线 D.定容后把容量瓶倒转摇匀，发现液面低于刻度，再补充几滴水至刻度线 E.用量筒量取浓盐酸时俯视观察凹液面 (4)假设该同学成功配制了 0.400 mol·L －1 的盐酸，他又用该盐酸中和含 0.4 g NaOH 的 NaOH 溶液，则该同学需取________mL 盐酸。 解析　(1)根据物质的量浓度与质量分数计算关系式 c＝1 000ρw M 可得该浓盐酸中 HCl 的物质的量浓度为 c＝1.19×1 000×36.5%÷36.5＝11.9(mol/L)； (2)A.c＝n/V，溶液的体积越大，溶液中含有的溶质 HCl 就越多，错误；B.溶液具 有均一性，溶液各处的浓度相等，不随溶液的体积多少而改变，正确；C.根据物 质的组成及 c＝n/V 可知，溶液的体积越大，溶液的溶质的物质的量就越多，根 据 n＝N÷NA 可知溶液中 Cl－的数目会随着溶液的体积而改变，错误； D.溶液 的密度是单位体积的溶液中含有溶质的质量，由于溶液具有均一性，所以溶液的 浓度不变，其密度也不变，正确； (3)某学生欲用上述浓盐酸和蒸馏水配制 500 mL 物质的量浓度为 0.400 mol·L －1 的盐酸。①根据溶液在稀释前后溶质的物质的量不变，c1·V1＝c2·V2，原溶液的 浓度是 11.9 mol/L，要配制 500 mL 物质的量浓度为 0.400 mol·L－1 的稀盐酸，该 学生需要量取 V1＝0.400 mol·L －1×500 mL÷11.9 mol/L＝16.8 mL 上述浓盐酸进 行配制。②配制时，除用到量筒、烧杯、玻璃捧外，还需要的仪器有 500 mL 容 量瓶、胶头滴管；③A.转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容，导致溶质的 物质的量偏少，根据 c＝n÷V 可知溶液的浓度偏低，错误；B.在定容时仰视刻度 线，会使溶液的体积偏大，根据 c＝n÷V 可知溶液的浓度偏低，错误；C.在定容 时俯视刻度线，使溶液的体积偏小，根据 c＝n÷V 可知溶液的浓度偏高，正确； D.定容后把容量瓶倒转摇匀，发现液面低于刻度，再补充几滴水至刻度线，会使 溶液的体积偏大，根据 c＝n÷V 可知溶液的浓度偏低，错误；E.用量筒量取浓盐 酸时俯视观察凹液面，则溶质的物质的量偏少，根据 c＝n÷V 可知溶液的浓度偏 低，错误； (4)根据反应 HCl＋NaOH===NaCl＋H2O 可知 n(HCl)＝n(NaOH)＝0.4 g÷40 g/mol ＝0.01 mol，根据 c＝n÷V 可知 V＝n÷c＝0.01 mol÷0.400 mol·L －1＝0.025 L＝25 mL。 答案　(1)11.9 mol/L　(2)BD　(3)①16.8　②500 mL 容量瓶、胶头滴管　③C　 (4)25 考点六：酸碱中和滴定 6.某实验小组拟用酸碱中和滴定法测定食醋的总酸量(g/100 mL)，现邀请你参与 本实验并回答相关问题。(有关实验药品为：市售食用白醋样品 500 mL、0.100 0 mol·L－1NaOH 标准溶液、蒸馏水、0.1%甲基橙溶液、0.1%酚酞溶液、0.1%石蕊 溶液) Ⅰ.实验步骤 (1)用酸式滴定管量取 10.00 mL 市售白醋样品，置于 100 mL 容量瓶中，加蒸馏 水(煮沸除去 CO2 并迅速冷却)稀释至刻度线，摇匀即得待测食醋溶液。 (2)用酸式滴定管取待测食醋溶液 20.00 mL 于________中。 (3)盛装标准 NaOH 溶液，静置后，读取数据，记录为 NaOH 标准溶液体积的初 读数。 (4)滴定，并记录 NaOH 的终读数。重复滴定 2～3 次。 Ⅱ.实验记录及数据处理 滴定次数 1 2 3 4 实验数据 V(待测)/mL 20.00 20.00 20.00 20.00 V(NaOH)/mL(初读数) 0.00 0.200 0.10 0.00 V(NaOH)/mL(终读数) 14.98 15.20 15.12 15.95 V(NaOH)/mL(消耗) 14.98 15.00 15.02 15.95 则 c(样品)/mol·L－1＝________；样品总酸量 g/100 mL＝________。 Ⅲ.交流与讨论 (1)甲同学在处理数据过程中计算得：V(NaOH)(平均消耗)＝(14.98＋15.00＋15.02 ＋15.95) mL/4＝15.24 mL。 试分析他的计算是否合理，如果不合理请说明理由。 ___________________________________________________________。 (2)乙同学用 0.100 0 mol·L－1NaOH 溶液滴定另一市售白醋样品溶液时，滴定过程 中使用 pH 计将溶液的 pH 变化情况记录如下表所示。 0.00 10.00 18.00 19.80 19.98 20.00 20.02 20.20 22.00 溶液 pH 2.88 4.70 5.70 6.74 7.74 8.72 9.70 10.70 11.70 由表可知：在允许的误差范围(±0.1%)内，pH 突变(滴定突跃)范围为________。 所以可选择________做指示剂。 解析　Ⅰ.实验步骤：(1)为便于计算，一般将食醋稀释 10 倍后，制得试样。(2)食 醋作为待测液，一般应放在锥形瓶中，用标准液(氢氧化钠溶液)滴定待测液。 Ⅱ.实验记录及数据处理：实验中消耗 NaOH 体积的原始数据最大值和最小值之 差应小于 0.2，异常值应舍去。 答案　Ⅰ.锥形瓶　Ⅱ.0.75　4.5 Ⅲ.(1)不合理，因为第四组数据与前三组数据相差较大，属异常值，应舍去　 (2)7.74～9.70　酚酞 易错点一　不能掌握定量测定实验题的解题思路 常见的定量测定实验包括混合物成分的测定、物质纯度的测定等。该类试题常涉 及物质的称量、物质的分离与提纯、中和滴定等实验操作。实验过程中要特别注 意以下几个问题： (1)气体体积的测定是考查的重点，对于气体体积的测量，读数时要特别注意消 除“压强差”，保持液面相平，还要注意视线与液面最低处相平。 (2)测定实验中还要注意消除干扰气体的影响，如可利用“惰性”气体将装置中 的干扰气体排出。 (3)要使被测量气体全部被测量，反应结束后可继续向装置中通入“惰性”气体 以使被测量气体全部被吸收剂吸收。 (4)许多实验中的数据处理，都是对多次测定的结果求取平均值，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。 [易错训练 1]　(2017·温州第二外国语学校)某化学兴趣小组为了测定某草酸晶 体的纯度及硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应的化学反应速率 大小的影响因素，设计了如下实验。化学反应如下： KMnO4＋H2C2O4＋H2SO4―→K2SO4＋MnSO4＋CO2↑＋H2O(未配平) 实验主要步骤如下： Ⅰ.称取 2.80 g 草酸晶体(H2C2O4·2H2O)配成 100 mL 草酸溶液 Ⅱ.取 25.00 mL 草酸溶液于锥形瓶中，加入适量稀硫酸，用 0.100 0 mol·L－1 酸性 高锰酸钾溶液滴定，消耗 KMnO4 溶液 20.00 mL Ⅲ.测定化学反应速率 (1)根据步骤Ⅱ请回答： ①完成酸性高锰酸钾溶液和 H2C2O4(已知草酸为弱酸)溶液反应的离子方程式： ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 ②高锰酸钾溶液应盛装于________(如图，填“甲”或“乙”)滴定管。 ③滴定到达终点的判断标志是：________________________________ ___________________________________________________________。 ④该草酸晶体的质量分数为：__________________________________。 ⑤下列造成草酸晶体质量分数偏高的是________。 A.滴定终点读数时俯视 B.滴定前有气泡，滴定后气泡消失 C.润洗锥形瓶 D.滴定过程中加入少量蒸馏水冲洗瓶壁 (2)取 3 支大小规格相同的试管，向试管中分别加入 2 mL 0.1 mol·L －1 酸性 KMnO4 溶液，将其中一支试管放入冰水中，另一支试管放入 80 ℃的热水中， 第 3 支试管置于室温下(25 ℃)。再向试管中同时加入 2 mL 0.1 mol·L－1H2C2O4。 请回答下列问题： ①第 3 支试管置于室温下(25 ℃)，有什么作用？___________________ ___________________________________________________________。 ②放在冰水中的试管在 10 秒时刚好反应完全，则用 KMnO4 表示的化学反应速率 为 v(KMnO4)＝________。 解析　(1)①酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化草酸根离子生成二氧化碳， 同时自身被还原生成二价锰离子，离子反应方程式为：5H2C2O4＋2MnO－4 ＋6H＋ ===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O；②KMnO4 溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管， 应装在酸式滴定管中，甲为酸式滴定管；③高锰酸钾本身有颜色，故不需要另加 指示剂，草酸反应完毕，滴加最后一滴 KMnO4 溶液时，溶液呈紫红(浅红)色且 半分钟不褪色，说明达到终点； ④由关系式　　2KMnO4　～　5H2C2O4 可知 　　　　　 2　　　　　　 5 　 0.100 0 mol·L－1×0.020 0 L　n 　 n＝0.005 mol 100 mL 草酸溶液中草酸物质的量 0.005 mol×100 25 ＝0.02 mol 草酸晶体的质量分数＝0.02 mol × 126 g·mol－1 2.80 g ×100%＝90%； ⑤ 由 关 系 式 2KMnO4 ～ 5H2C2O4 可 知 V(KMnO4)·c(KMnO4) ＝ 2 5 V(H2C2O4)·c(H2C2O4) ，即 c(H2C2O4) ＝5 2 ×c（KMnO4）·V（KMnO4） V（H2C2O4） ，A. 读取 KMnO4 溶液体积时，滴定前平视，滴定结束后俯视读数，导致酸性高锰酸钾溶 液的体积读数偏小，测定的草酸的浓度偏低，故 A 不符合；B.滴定管内在滴定 前有气泡，滴定后气泡消失，导致酸性高锰酸钾溶液的体积读数偏大，测定的草 酸浓度偏高，故 B 符合；C.锥形瓶用蒸馏水洗净后润洗，导致草酸的物质的量增 加，所用高锰酸钾的体积增大，测定的草酸浓度偏高，故 C 符合；D.滴定过程 中加入少量蒸馏水冲洗瓶壁，对草酸的物质的量无影响，所用高锰酸钾体积不变， 对测定草酸浓度无影响，故 D 不符合；故选 BC。 (2)①实验的目的是看温度对反应速率的影响，故需与常温进行对照，故答案为： 对照。 ②试管中加入 2 mL 0.1 mol·L －1 酸性 KMnO4 溶液，再向试管中同时加入 2 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4，根据关系式：2KMnO4～5H2C2O4 可知高锰酸钾过量，反应 完全时， 2KMnO4　　～　　5H2C2O4 2　　　　　　　　　5 Δn(KMnO4)　　0.1 mol·L－1×2×10－3 L Δn(KMnO4)＝0.1 mol·L－1 × 2 × 10－3L × 2 5 ＝0.08×10－3 mol 混 合 后 Δc(KMnO4) ＝ 0.08 × 10－3 mol （2＋2） × 10－3 L ＝ 0.02 mol/L ， v(KMnO4) ＝ Δc Δt ＝ 0.02 mol·L－1 10 s ＝0.002 mol/(L·s)。 答案　(1)①2MnO－4 ＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O　②甲 ③滴加最后一滴 KMnO4 溶液时，溶液呈紫红(浅红)色且半分钟不褪色 ④90%　⑤　BC (2)①对照　②0.002 mol·L－1·s－1 易错点二　物质制备实验操作中应注意的四个问题 1.实验操作顺序。如与气体有关实验的操作为：装置选择与连接→气密性检验→ 装固体药品→加液体药品→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。 2.加热操作的要求。主体实验加热前一般应先用原料气赶走空气后，再点燃酒精 灯，其目的一是防止爆炸，如 H2 还原 CuO、CO 还原 Fe2O3；二是保证产品纯度， 如制备 Mg3N2、CuCl2 等。反应结束时，应先熄灭酒精灯，继续通原料气直到冷 却为止。 3.尾气处理方法。有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将之点燃，无毒气体直接 排放。 4.特殊的实验装置。(1)制取在空气中易吸水、潮解以及易水解的物质(如 Al2S3、 AlCl3、Mg3N2 等)及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防 止空气中水蒸气进入。(2)用碱石灰吸收测定实验中生成 CO2 的质量时，前面要 干燥，末端要防止空气中的水蒸气和 CO2 进入。 [易错训练 2]　(2018·桐乡一中高二模拟)用下图装置进行实验，将液体 A 逐滴加 入固体 B 中，下列叙述正确的是(　　) A.若 A 为浓盐酸，B 为 MnO2，C 中盛紫色石蕊溶液，则 C 中溶液褪色 B.实验仪器 D 可以起到防止溶液倒吸的作用 C.若 A 为浓氨水，B 为生石灰，C 中盛 AlCl3 溶液，则 C 中先产生白色沉淀后沉 淀溶解 D.若 A 为醋酸，B 为贝壳，C 中盛澄清石灰水，则 C 中溶液不变浑浊 解析　若 A 为浓盐酸，B 为 MnO2，加热生成氯气，把氯气通到紫色石蕊溶液中， 溶液先变红后褪色，但图中缺少加热装置，故 A 错误；氢氧化铝不溶于氨水， 所以 C 中产生的白色沉淀不溶解，故 C 错误；醋酸与碳酸钙反应生成二氧化碳， C 中溶液变浑浊，故 D 错误。 答案　B 易错点三　气体制备中的常见易错点 1.制备气体时误认为先加药品后检查装置的气密性，为了避免浪费，应该先检查 装置气密性后加药品。 2.无水氯化钙是中性干燥剂，误认为可以干燥任何气体，其实 CaCl2 不能干燥氨 气。 3.实验室里用大理石和稀盐酸反应制取 CO2，而不能用大理石和稀硫酸反应制取。 4.实验室里用 MnO2 和浓盐酸加热制取 Cl2，错误认为 MnO2 和稀盐酸加热也能发 生反应。 5.SO2 具有还原性，浓 H2SO4 具有强氧化性，错误认为 SO2 不能用浓硫酸干燥， 其实不然。 6.误认为倒扣的漏斗一定能防止倒吸。如右图装置不能防倒吸。 [易错训练 3]　(2018·浙江嘉兴桐乡检测)下列有关图示装置的叙述不正确的是 (　　) A.装置①可用于吸收实验中多余的 SO2 B.装置②可用于收集 H2、NH3、Cl2、NO2 等 C.装置③中 X 为苯，可用于吸收 NH3 或 HCl 气体 D.装置④可用于收集 NH3，并吸收多余的 NH3 解析　SO2 和 NaOH 溶液会发生反应，故用 NaOH 溶液吸收 SO2 可以防止污染， A 选项正确。装置②中如果气体从长导管通入，能收集密度比空气大且不能与空 气中的成分发生反应的气体，此时可以收集 Cl2、NO2 等；如果气体从短导管通 入，能收集密度比空气小且不能与空气中的成分发生反应的气体，此时可以收集 H2、NH3 等，B 选项正确。装置③中如果 X 为苯，因为苯的密度比水的小，故 苯应该在上层，C 选项错误。装置④中先用盛有碱石灰的干燥管除去氨气中的水 蒸气，然后用排空气法收集 NH3，最后用防倒吸的装置吸收多余的 NH3，故 D 选项正确。 答案　C 易错点四　中和滴定中的几个易模糊点 1.滴定管的“0”刻度在滴定管的上方，大刻度在滴定管下端，故前仰后俯体积偏 小，前俯后仰体积偏大。 2.恰好中和＝酸碱恰好完全反应≠溶液呈中性≠滴定终点。 3.在酸碱中和滴定误差分析中，要看清楚是标准液滴定待测液还是待测液滴定标 准液。标准液在滴定管中与标准液在锥形瓶中产生误差情况相反。 [易错训练 4]　(2018·桐乡一中高二期末)某学习小组用“间接碘量法”测定某 CuCl2 晶体试样的纯度，试样不含其他能与 I－发生反应的氧化性杂质，已知：2Cu2 ＋＋4I－===2CuI↓＋I2，I2＋2S2O2－3 ===S4O2－6 ＋2I－。取 m g 试样溶于水，加入过 量 KI 固体，充分反应，用 0.100 0 mol·L－1Na2S2O3 标准溶液滴定，部分实验仪 器和读数如图所示。 下列说法正确的是(　　) A.试样在甲中溶解，滴定管选乙 B.选用淀粉作指示剂，当甲中溶液由蓝色变为无色时，即达到滴定终点 C.丁图中滴定前，滴定管的读数为 a－0.50 mL D.对装有标准液的滴定管读数时，滴定前后读数方式如丁图所示，则测得的结果 偏小 解析　A 项，甲中盛装的是含有 I2 的溶液，则滴定管中盛装的为 Na2S2O3 标准溶 液，该溶液显碱性，应选用碱式滴定管(丙)，不正确；B 项，溶液变色且经过 30 s 左右溶液不恢复原来的颜色，视为滴定终点，不正确；C 项，滴定管“0”刻度在 上端，故滴定前的读数为 a＋0.50 mL，不正确；D 项，滴定后俯视读数，将导 致读数偏小，故测得的结果偏小，正确。 答案　D 1.(加试题)(2018·浙江 4 月)某兴趣小组以废铁屑制得硫酸亚铁铵后，按下列流程 制备二水合草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)，进一步制备高纯度还原铁粉。 已知：FeC2O4·2H2O 难溶于水，150 ℃开始失结晶水；H2C2O4 易溶于水，溶解度 随温度升高而增大。 请回答： (1)下列操作或描述正确的是________。 A.步骤②，H2C2O4 稍过量主要是为了抑制 Fe2＋水解 B.步骤③，采用热水洗涤可提高除杂效果 C.步骤③，母液中的溶质主要是(NH4)2SO4 和 H2C2O4 D.步骤③，如果在常压下快速干燥，温度可选择略高于 100 ℃ (2)如图装置，经过一系列操作完成步骤③中的抽滤和洗涤。请选择合适的编号， 按正确的操作顺序补充完整(洗涤操作只需考虑一次)： 开抽气泵→a→b→d→________→c→关抽气泵。 a.转移固液混合物；b.关活塞 A；c.开活塞 A；d.确认抽干；e.加洗涤剂洗涤。 (3)称取一定量的 FeC2O4·2H2O 试样，用硫酸溶解，采用 KMnO4 滴定法测定，折 算结果如下： n(Fe2＋)/mol n(C2O2－4 )/mol 试样中 FeC2O4·2H2O 的质量分数 9.80×10－4 9.80×10－4 0.980 由表中数据推测试样中最主要的杂质是________。 (4)实现步骤④必须用到的两种仪器是________(供选仪器：a.烧杯；b.坩埚；c.蒸 馏 烧 瓶 ； d. 高 温 炉 ； e. 表 面 皿 ； f. 锥 形 瓶 ) ； 该 步 骤 的 化 学 方 程 式 是 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 (5) 为 实 现 步 骤 ⑤ ， 不 宜 用 炭 粉 还 原 Fe2O3 ， 理 由 是 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 解析　(1)A 项，酸化溶解时溶液已经呈现酸性，故而草酸过量的主要目的不是 抑制 Fe2＋的水解，应该是保证 Fe2＋反应完全，同时防止 Fe2＋被氧化；B 项，热 水洗涤有利于 H2C2O4 和(NH4)2SO4 杂质除去；C 项，酸化和加入过量的 H2C2O4 后，发生反应(NH4)2Fe(SO4)2＋H2C2O4＋2H2O===FeC2O4·2H2O↓＋(NH4)2SO4＋ H2SO4，所以溶质应还含有 H2SO4；D 项，Fe2C2O4·2H2O 在 150 ℃时才失去结晶 水，故而选择略高于 100 ℃的温度干燥不影响产物的成分。 (2)抽滤完成后，需要洗涤晶体，故应该先打开活塞 A 使抽滤瓶内压强上升，添 加洗涤剂，洗涤完成后，关闭活塞 A，再次确认抽干，打开活塞 A 防止发生倒 吸，最后关闭抽气泵，故正确顺序为开抽气泵→a→b→d→c→e→b→d→c→关抽 气泵。 (3)依据 c(Fe2＋)∶c(C2O2－4 )＝1∶1，可得含有的杂质应该是(NH4)2SO4。 (4)灼烧需要在坩埚中高温加热，所以需要的仪器为坩埚、高温炉；高温分解的 反应方程式为 4FeC2O4·2H2O＋3O2 ===== 高温 2Fe2O3＋8CO2＋8H2O。 (5)用炭粉还原 Fe2O3 后，多余的炭粉不利于分离提纯。 答案　(1)BD (2)c→e→b→d (3)(NH4)2SO4 (4)bd　4FeC2O4·2H2O＋3O2 ===== 高温 2Fe2O3＋8CO2＋8H2O (5)用炭粉还原 Fe2O3 后，多余的炭粉不利于分离提纯 2.(2018·课标全国Ⅰ，26)醋酸亚铬[(CH3 COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体，难溶于 冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系 中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即 可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题： (1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是 ___________________________________________________________。 仪器 a 的名称是________。 (2)将过量锌粒和氯化铬固体置于 c 中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打 开 K1、K2，关闭 K3。 ①c 中 溶 液 由 绿 色 逐 渐 变 为 亮 蓝 色 ， 该 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ___________________________________________________________。 ②同时 c 中有气体产生，该气体的作用是___________________________ ___________________________________________________________。 (3) 打 开 K3 ， 关 闭 K1 和 K2 。 c 中 亮 蓝 色 溶 液 流 入 d ， 其 原 因 是 ___________________________________________________________； d 中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是________、 ________、洗涤、干燥。 (4)指出装置 d 可能存在的缺点__________________________________ ___________________________________________________________。 解析　(1)审题时抓住醋酸亚铬“在气体分析中用作氧气吸收剂”，这暗示醋酸亚 铬具有强还原性，易被氧气氧化，故该实验中使用的蒸馏水必须去除溶解氧。 (2)①依题意可知，c 中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，主要是由于锌与铬离子反应 生成亚铬离子和锌离子，即 Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋。②c 中产生的气体为氢 气，该气体主要用于排尽装置内的空气，避免 O2 氧化 Cr2＋。(3)c 中有氢气产生， 打开 K3，关闭 K1 和 K2 后，c 中压强大于外界压强，从而将 c 中溶液压入醋酸 钠溶液中。析出并分离产品的操作是冷却、过滤、洗涤、干燥。(4)观察 d 装置， 可发现其与空气相通，这会导致生成的醋酸亚铬被 O2 氧化。 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 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 3.(2018·课标全国Ⅱ，28)K 3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体， 可用于晒制蓝图。回答下列问题： (1)晒制蓝图时，用 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O 作感光剂，以 K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。 其光解反应的化学方程式为：2K3[Fe(C2O4)3] ===== 光照 2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑； 显色反应的化学方程式为________________________________。 (2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按如图所示装置进行实验。 ①通入氮气的目的是_________________________________。 ②实验中观察到装置 B、F 中澄清石灰水均变浑浊，装置 E 中固体变为红色，由 此判断热分解产物中一定含有________、________。 ③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是_____________ ___________________________________________________________。 ④样品完全分解后，装置 A 中的残留物含有 FeO 和 Fe2O3，检验 Fe2O3 存在的方 法是：________。 (3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。 ①称量 m g 样品于锥形瓶中，溶解后加稀 H2SO4 酸化，用 c mol·L－1 KMnO4 溶液 滴定至终点。滴定终点的现象是 ___________________________________________________________。 ②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部 收集到锥形瓶中。加稀 H2SO4 酸化，用 c mol·L －1 KMnO4 溶液滴定至终点，消 耗 KMnO4 溶液 V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为 ___________________________________________________________。 解析　(1)发生的显色反应是溶液中 Fe2＋与 K3[Fe(CN)6]生成 Fe3[Fe(CN)6]2，其化 学方程式为 3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4。(2)①实验时通 入 N2，不仅能隔绝空气，排除空气的干扰，还能使反应产生的气体全部进入后 续装置。②实验中装置 B 中澄清石灰水变浑浊，说明三草酸合铁酸钾的热分解 产物中含有 CO2，经 NaOH 溶液可除去 CO2，气体经浓硫酸干燥后，与灼热的 CuO 反应，得到单质 Cu，且由装置 F 中现象可知装置 E 中又生成 CO2，由此可 判断热分解产物中还含有 CO。③为防止倒吸，实验结束后，应先熄灭装置 A、 E 两处的酒精灯，冷却后停止通入氮气。④要检验 A 中残留固体中含有 Fe2O3， 可取少量 A 中残留固体，加入足量稀硫酸或稀盐酸溶解，再滴入少许 KSCN 溶 液，溶液中出现红色，即可确定残留固体中含有 Fe2O3。(3)①KMnO4 能将样品 溶液中 Fe2＋氧化成 Fe3＋，将 C2O 2－4 氧化成 CO2，达到滴定终点时，KMnO4 稍过 量，溶液中出现粉红色。②加入过量锌粉能将溶液中 Fe3＋还原为 Fe2＋，酸化后 Fe2 ＋与 KMnO4 溶液反应，根据化合价变化可找出关系式为 5Fe2＋～MnO－4 ，根据消 耗 KMnO4 溶液的浓度和体积可知溶液中 n(Fe2＋)＝c mol·L －1×V×10－3 L×5＝ 5×10 － 3cV mol ， 则 该 晶 体 中 铁 元 素 的 质 量 分 数 为 5 × 10－3 × cV mol × 56 g·mol－1 m g ×100%或 5cV × 56 m × 1 000 ×100%。 答案　(1)3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4 (2)①隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置 ②CO2　CO ③先熄灭装置 A、E 的酒精灯，冷却后停止通入氮气 ④取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入 1～2 滴 KSCN 溶液，溶液变 红色，证明含有 Fe2O3 (3)①当滴入最后一滴 KMnO4 溶液，锥形瓶中溶液变为粉红色，且 30 s 内不变色　 ② 5cV × 56 m × 1 000 ×100%