2019届二轮复习化学实验综合题的研究学案（全国通用）

2019届二轮复习化学实验综合题的研究学案（全国通用）

专题三 化学实验综合题的研究 热点题型一 物质制备类综合实验 1．题型剖析 (1)无机物制备题的常考方向 (2)有机物制备题的常考问题 涉及有机物制取的综合实验，重点考查物质分离中的蒸馏、分液操作，反应条件的控制，产 率的计算等问题。 2．制备实验方案设计的原则 (1)无机物制备实验方案应遵循下列原则： ①原料廉价易得，用料最省即原料利用率高。 ②所选用的实验装置或仪器不复杂。 ③实验操作简便安全，对环境不造成污染或污染较小。 (2)有机物制备实验方案应遵循下列原则： ①原料廉价易得，用料最省。 ②副反应、副产品少，反应时间短，产品易分离提纯。 ③反应实验步骤少，实验操作方便安全。 (3)仪器装置的选择要根据反应物的状态和反应条件。 3．有气体参与的制备实验的注意事项 (1)操作顺序问题 与气体有关的实验操作顺序：装置选择与连接→气密性检查→装入固体药品→加液体药品→ 按程序实验→拆卸仪器。 (2)加热操作的要求 ①使用可燃性气体(如 H2、CO、CH4等)，先用原料气赶走系统内的空气，再点燃酒精灯加热， 以防止爆炸。 ②制备一些易与空气中的成分发生反应的物质(如 H2还原 CuO 的实验)，反应结束时，应先 熄灭酒精灯，继续通原料气至试管冷却。 (3)尾气处理的方法 有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将之点燃的方法，不能直接排放。 (4)特殊实验装置 ①制备在空气中易吸水、潮解以及水解的物质(如 Al2S3、AlCl3等)，往往在装置的末端再接 一个干燥装置，以防止空气中水蒸气的进入。 ②用液体吸收气体，若气体溶解度较大，要加防倒吸装置。 ③若制备物质易被空气中氧气氧化，应加排空气装置。 题组一 无机物的制备实验综合题 1．(2018·全国卷Ⅰ，26)醋酸亚铬[(CH3COO)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__________________。 答案 (1)去除水中溶解氧 分液(或滴液)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 解析 (1)由题给信息，(CH3COO)2Cr·2H2O在气体分析中用作 O2吸收剂，说明 Cr2＋具有强还 原性，易被 O2氧化，故所用蒸馏水需经煮沸除去其中的 O2，以免影响(CH3COO)2Cr·2H2O的 制备。由仪器的结构特点可知，a为分液(或滴液)漏斗。 (2)①Zn 将 Cr3＋还原为 Cr2＋，离子方程式为 Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋。②Zn＋2H＋===Zn2＋ ＋H2↑，H2起到排除 c中空气的作用，以防 Cr2＋被氧化。 (3)过量的 Zn与盐酸反应放出大量的 H2，使装置 c中压强增大，关闭 K1和 K2，打开 K3时， 溶液被压入装置 d。由题给信息知，(CH3COO)2Cr·2H2O难溶于冷水，因此应用冰浴冷却，以 便于(CH3COO)2Cr·2H2O析出，再将沉淀过滤、洗涤、干燥即可。 (4)装置 d的缺点是该装置与大气直接相通，空气中的 O2易将(CH3COO)2Cr·2H2O氧化。 2．水合肼(N2H4·H2O)又名水合联氨，无色透明，是具有腐蚀性和强还原性的碱性液体，它是 一种重要的化工试剂。利用尿素法生产水合肼的原理为： CO(NH2)2＋ 2NaOH＋ NaClO===N2H4·H2O＋Na2CO3＋NaCl。 实验 1：制备 NaClO溶液。(已知：3NaClO===== △ 2NaCl＋NaClO3) (1)图甲装置Ⅰ中烧瓶内发生反应的化学方程式为_______________________________ ________________________________________________________________________。 (2)用 NaOH 固体配制溶质质量分数为 30%的 NaOH 溶液时，所需玻璃仪器除量筒外还有 __________(填字母)。 a．烧杯 b．容量瓶 c．玻璃棒 d．烧瓶 (3)图甲装置Ⅱ中用冰水浴控制温度的目的是___________________________________ ________________________________________________________________________。 实验 2：制取水合肼。 (4)图乙中若分液漏斗滴液速度过快，部分 N2H4·H2O会参与 A中反应并产生大量氮气，降低 产品产率。写出该过程反应生成氮气的化学方程式：___________________________。 充分反应后，蒸馏 A中溶液即可得到水合肼的粗产品。 实验 3：测定馏分中水合肼的含量。 (5)称取馏分 3.0 g，加入适量 NaHCO3固体(滴定过程中，调节溶液的 pH保持在 6.5左右)， 加水配成 250 mL 溶液，移出 25.00 mL置于锥形瓶中，并滴加 2～3滴淀粉溶液，用 0.15 mol·L －1的碘的标准溶液滴定(已知：N2H4·H2O＋2I2===N2↑＋4HI＋H2O)。 ①滴定时，碘的标准溶液盛放在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。 ②下列能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏高的是________(填字母)。 a．锥形瓶清洗干净后未干燥 b．滴定前，滴定管内无气泡，滴定后有气泡 c．读数时，滴定前平视，滴定后俯视 d．盛标准液的滴定管水洗后，直接装标准液 ③实验测得消耗 I2 溶液的平均值为 20.00 mL，馏分中水合肼 (N2H4·H2O)的质量分数为 __________________。 答案 (1)MnO2＋4HCl(浓)===== △ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (2)ac (3)防止 NaClO受热分解，影响水合肼的产率 (4)N2H4·H2O＋2NaClO===N2↑＋3H2O＋2NaCl (5)①酸式 ②d ③25% 解析 (2)配制一定质量分数的溶液不用容量瓶和烧瓶。 (4)N2H4·H2O被 NaClO 氧化为 N2，NaClO 的还原产物是 NaCl，据此可写出氧化还原反应的 方程式。 (5)①碘液能腐蚀橡胶，应选用酸式滴定管。 ②a项无影响；b项滴定后有气泡，读取体积偏小；c项俯视读数时，体积偏小，测定结果偏 小；d项读取体积偏大。 ③2I2 ～ N2H4·H2O 0．15×20×10－3 mol 1 2 ×0.15×20×10－3 mol 则水合肼的质量分数＝ 1 2 ×0.15×20×10－3 mol×50 g·mol－1×10 3.0 g ×100%＝25%。 3．298 K时，一氯化碘(ICl)是一种红棕色液体，沸点 371 K，不吸潮但能水解，易溶于乙醇。 能与 KI反应生成 I2。KI在 298 K时的溶解度：140 g/100 g水，2 g/100 mL乙醇。单质碘 在 318 K开始升华。 (1)利用干燥纯净的氯气与单质碘反应可制备一氯化碘，该反应为放热反应。相关实验装置及 试剂如下： ①各装置接口的顺序依次是： a→________→ f。A 装置中发生反应的离子方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②实验过程中 B装置需冷水浴，其目的是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 ③将 B装置中得到的液态产物提纯获得较纯净的 ICl，宜采取的方法是________。 (2)将单质碘和盐酸混合，控制温度约 323 K，边搅拌边滴加氯酸钠溶液，也可制得一氯化碘。 该反应的化学方程式为______________________________________________________。 (3)设计实验证明 ICl的氧化性比 I2强：_______________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)①deghbc 2MnO－ 4＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O ②防止因反应放热使 I2升华和 ICl挥发 ③蒸馏 (2)3I2＋6HCl＋NaClO3===== 323 K 6ICl＋NaCl＋3H2O (3)向足量 KI饱和乙醇溶液中滴加 1～2滴 ICl的乙醇稀溶液，充分振荡，再滴加 2～3滴淀粉 溶液，若溶液变蓝，则证明 ICl的氧化性强于 I2 解析 (1)①用干燥纯净的氯气与碘反应制备一氯化碘，A 装置用高锰酸钾和浓盐酸制备氯 气，制得的氯气中含有 HCl气体和水蒸气，先用饱和食盐水(C)除 HCl气体，再用浓硫酸(E) 干燥，为充分除杂，导气管长进短出，将干燥的氯气通入 B 中与碘反应，制备 ICl，而 ICl 受热易挥发，所以 B应放在冷水中，最后用氢氧化钠(D)处理未反应完的氯气。 ②反应放热，易使 I2升华和 ICl挥发，B放在冷水中，防止因反应放热使 I2升华和 ICl挥发。 ③分离两种沸点不同的液体混合物用蒸馏。 (2)碘元素化合价升高，则氯酸钠中氯元素化合价降低，生成氯化钠，据此可写出化学方程式。 (3)根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可设计 ICl氧化 I－生成单质碘的化学实验。 题组二 有机物制备综合实验题 4．实验室制备三氯乙醛(CCl3CHO)的反应原理为：C2H5OH＋4Cl2―→CCl3CHO＋5HCl，发生 的副反应为：C2H5OH＋HCl―→C2H5Cl＋H2O。某探究小组模拟制备三氯乙醛的实验装置如 图所示(夹持、放热装置均略去)。回答下列问题： (1)装置 A中发生反应的离子方程式为________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)仪器 b的名称是____________，其作用是___________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)若撤去装置 B，对实验的影响是___________________________________________。 (4)实验时发现 D中导管口处气泡速率过快，合理的解决方法是__________________。 (5)测定产品的纯度： ①称取 0.40 g产品，配成待测溶液，加入 20.00 mL 0.100 mol·L－1碘标准溶液，再加入适量碱 液，充分反应：CCl3CHO＋OH－===CHCl3＋HCOO－ ，HCOO－ ＋I2===H＋ ＋2I－＋CO2↑； ②再加适量盐酸调节溶液的 pH，并立即用 0.020 mol·L－1的 Na2S2O3溶液滴定至终点，发生 反应：I2＋2S2O2－3 ===2I－＋S4O2－6 ； ③重复上述操作 3次，平均消耗 Na2S2O3溶液 20.00 mL。 滴定时所用指示剂是______________，达到滴定终点的现象是___________________， 测得产品的纯度为__________________________________________________________。 答案 (1)MnO2＋4H＋ ＋2Cl－===== △ Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O (2)球形冷凝管 冷凝回流三氯乙醛和乙醇 (3)会使三氯乙醛的纯度更低 (4)停止对 A加热或控制滴加盐酸的量 (5)淀粉溶液 溶液蓝色变为无色，且半分钟内不变色 66．375%(答成 66.38%、66.4%也得分) 5．四溴化碳是一种灰白色粉末，熔点为 94～95 ℃，广泛用于有机化合物的溴代、农药的制 备等。某合作学习小组的同学拟用丙酮和液溴制备四溴化碳，其原理为 CH3COCH3＋4Br2＋ 5NaOH―→CBr4＋CH3COONa＋4NaBr＋4H2O。回答下列问题： Ⅰ.制取 Br2 甲组同学拟用溴化钠、二氧化锰及浓硫酸制备液溴，其实验装置如图甲所示： (1)该装置不用橡皮塞及橡皮管，其原因是______________________________________； 冰水的作用是_______________________________________________________________。 (2)生成 Br2的化学方程式为__________________________________________________。 Ⅱ.制取 CBr4 乙组同学拟利用甲组同学制得的液溴与 CH3COCH3(沸点为 56.5 ℃)等试剂制取四溴化碳。实 验步骤如下： 步骤 1：向图乙的三颈烧瓶中加入 11.4 g NaOH和 46 mL水，搅拌。 步骤 2：冰水浴冷却到 2 ℃时，开始不断滴加液溴 20 g，滴加完毕后在 5 ℃下保持 20 min。 步骤 3：加入少量相转移试剂，在不断搅拌下滴入 1.6 g丙酮，维持温度在 5～10 ℃，连续搅 拌 4 h。 步骤 4：过滤、将固体用冷水洗涤、减压烘干，得产品 8.3 g。 (3)图乙中仪器 D的名称为__________。 (4)步骤 2 滴入 Br2之前，需冷却至 2 ℃的目的是_________________________________；步 骤 2中加入液溴可能发生反应的离子方程式为_____________________________________。 (5)步骤 4洗涤时，如何证明产物已洗涤干净：__________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)本次实验产品的产率为________________________。 答案 (1)Br2能腐蚀橡皮塞及橡皮管 冷凝溴蒸气 (2)2NaBr＋MnO2＋3H2SO4(浓 )===== △ 2NaHSO4＋MnSO4＋Br2＋2H2O[或 2NaBr＋MnO2＋ 2H2SO4(浓)===== △ Na2SO4＋MnSO4＋Br2＋2H2O] (3)恒压滴液漏斗 (4)防止液溴挥发 Br2＋2OH－===BrO－ ＋Br－＋H2O (5)取少许最后一次洗涤滤液于试管中，滴入硝酸酸化的 AgNO3溶液，若无淡黄色沉淀生成， 则说明已洗涤干净 (6)90.6% 解析 (1)Br2能腐蚀橡胶，所以该装置不用橡皮塞及橡皮管，溴沸点低，受热易挥发，冰水 的作用是冷凝溴蒸气。 (2)由 NaCl和浓硫酸制备 HCl，联想到 NaBr和浓硫酸制备 HBr，由 HCl和MnO2制备 Cl2， 联想到 HBr和MnO2制备 Br2。 (3)图乙中仪器 D的名称为恒压滴液漏斗，其主要作用是保持压强平衡，利于液体流下。 (4)步骤 2滴入 Br2之前，需冷却至 2 ℃的目的是防止液溴挥发；三颈烧瓶中有 NaOH，步骤 2中加入液溴可能与 NaOH发生反应。 (5)步骤 4洗涤时，证明产物已洗涤干净需要检验洗涤滤液中是否还有 Br－。取少许最后一次 洗涤滤液于试管中，滴入硝酸酸化的 AgNO3溶液，若无淡黄色沉淀生成，则说明已洗涤干净。 (6)n(NaOH)＝m M ＝ 11.4 g 40 g·mol－1 ＝0.285 mol，n(Br2)＝ m M ＝ 20 g 160 g·mol－1 ＝0.125 mol，n(CH3COCH3) ＝ m M ＝ 1.6 g 58 g·mol－1 ≈0.027 6 mol，依据制备原理，NaOH和 Br2过量，以丙酮为计算依据，产 率＝ 8.3 g 1.6 g 58 g·mol－1 ×332 g·mol－1 ×100%≈90.6%。 热点题型二 性质探究类综合实验题 1．题型特点 该类题型以探究物质未知的性质，主要包括酸碱性、氧化性、还原性、热稳定性等以及可能 发生的反应为主要目的。在性质探究实验中主要考查试剂的选择、装置仪器的规范、步骤优 化、实验设计、现象的探究和结论的评价等综合分析能力。 2．研究物质性质的基本方法和程序 3．注意事项 (1)若探究影响性质的因素，首先应确定变量，其次是“定多变一”，即其他因素不变，只改 变一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系。 (2)多角度辩证地看问题。 ①研究反应物中各微粒的性质(即内因)。 ②研究反应条件的影响(温度、浓度、环境中的其他物质)。 题组一 真题演练 1．(2016·全国卷Ⅱ，28)某班同学用如下实验探究 Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题： (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成 0.1 mol·L－1的溶液。在 FeCl2溶液中需加 入少量铁屑，其目的是____________________________________________________。 (2)甲组同学取 2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红，说明 Cl2可将 Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为________________________。 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在 2 mL FeCl2溶液中先加入 0.5 mL 煤油， 再于液面下依次加入几滴氯水和 1滴 KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是 ________________________________________________________________________。 (4)丙组同学取 10 mL 0.1 mol·L－1KI溶液，加入 6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于 3支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入 1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色； ②第二支试管中加入 1滴 K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入 1滴 KSCN溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在 I－过量的情况下，溶液中 仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________。 (5)丁组同学向盛有 H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反 应的离子方程式为______________________________________________；一段时间后，溶液 中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是________________，生 成沉淀的原因是____________________(用平衡移动原理解释)。 答案 (1)防止 Fe2＋被氧化 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔绝空气(排除氧气对实验的 影响) (4)Fe2＋ Fe3＋ 可逆反应 (5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3＋催化 H2O2分解产生 O2 H2O2分解反应放热，促进 Fe3＋的水解平衡正向移动 解析 (1)亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的 FeCl2溶液中加入少 量铁屑的目的是防止 Fe2＋被空气氧化。(2)Cl2可将 Fe2＋氧化成 Fe3＋，自身得电子生成 Cl－， 反应的离子方程式为 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)煤油的作用是隔绝空气，防止空气中的 氧气将 Fe2＋氧化，产生干扰。(4)根据 Fe2＋的检验方法，向溶液中加入 1滴 K3[Fe(CN)6]溶液， 生成蓝色沉淀，一定含有 Fe2＋，则实验②检验的离子是 Fe2＋；碘易溶于 CCl4，在 CCl4中呈 紫色，Fe3＋遇 KSCN溶液显红色，实验①和③说明，在 I－过量的情况下，溶液中仍含有 Fe3＋， 由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应，反应为 2Fe3＋＋2I－??2Fe2＋＋I2。(5)H2O2溶液中加 入几滴酸化的 FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生的离子方程式为 H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3 ＋ ＋2H2O，铁离子的溶液呈棕黄色；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐 色沉淀生成，产生气泡的原因是反应产生的 Fe3＋是 H2O2分解的催化剂，促使 H2O2分解生成 O2，同时 H2O2分解反应是放热反应，促进了 Fe3＋水解平衡 Fe3＋＋3H2O ??Fe(OH)3＋3H＋ 正向 移动，产生较多 Fe(OH)3，聚集形成沉淀。 2．(2018·北京，28)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。 资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于 KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产 生 O2，在碱性溶液中较稳定。 (1)制备 K2FeO4(夹持装置略) ①A为氯气发生装置。A中反应方程式是______________________________________ ___________________________________________________________(锰被还原为Mn2＋)。 ②将除杂装置 B补充完整并标明所用试剂。 ③C中得到紫色固体和溶液。C中 Cl2发生的反应有 3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，另外还有___________________。 (2)探究 K2FeO4的性质 ①取 C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液 a，经检验气体中含有 Cl2。为证 明是否 K2FeO4氧化了 Cl－而产生 Cl2，设计以下方案： 方案Ⅰ 取少量 a，滴加 KSCN溶液至过量，溶液呈红色 方案Ⅱ 用 KOH溶液充分洗涤 C中所得固体，再用 KOH 溶液将 K2FeO4溶出， 得到紫色溶液 b，取少量 b，滴加盐酸，有 Cl2产生 ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知 a中含有________离子，但该离子的产生不能判断一定是 K2FeO4 将 Cl－氧化，还可能由__________________________________________产生(用方程式表示)。 ⅱ.方案Ⅱ可证明 K2FeO4氧化了 Cl－。用 KOH溶液洗涤的目的是_________________。 ②根据 K2FeO4的制备实验得出：氧化性 Cl2________FeO2－4 (填“>”或“<”)，而方案Ⅱ实验 表明，Cl2和 FeO 2－4 的氧化性强弱关系相反，原因是______________________________ ________________________________________________________________________。 ③资料表明，酸性溶液中的氧化性 FeO2－4 >MnO－ 4，验证实验如下：将溶液 b滴入MnSO4和足 量 H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色。该现象能否证明氧化性 FeO2－4 >MnO－ 4。若能， 请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。 理由或方案：_______________________________________________________________。 答案 (1)①2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O ② ③Cl2＋2KOH===KCl＋KClO＋H2O (2)①ⅰ.Fe3＋ 4FeO2－4 ＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O ⅱ.排除 ClO－ 的干扰 ②> 溶液酸碱性不同 ③理由：FeO 2－4 在过量酸的作用下完全转化为 Fe3＋和 O2，溶液浅紫色一定是MnO － 4的颜色 方案：向紫色溶液 b中滴加过量稀 H2SO4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色 解析 (1)①KMnO4被 HCl 还原为MnCl2，HCl 被氧化为 Cl2，反应的化学方程式为 2KMnO4 ＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。 ②应在装置 B中装入饱和食盐水，以除去混在 Cl2中的 HCl。洗气时，气体应长管进、短管 出。 ③过量的 KOH还能与 Cl2发生歧化反应，化学方程式为 Cl2＋2KOH===KCl＋KClO＋H2O。 (2)①ⅰ.滴加 KSCN溶液，溶液变红，说明原溶液中含有 Fe3＋。有 Fe3＋生成，不能判断 FeO 2－4 一定与 Cl－发生了反应，根据题目给出的信息，K2FeO4在酸性或中性条件下，会快速产生 O2， FeO 2－4 会与 H＋ 发生氧化还原反应生成 Fe3＋和 O2，离子方程式为 4FeO2－4 ＋20H＋===4Fe3＋＋3O2 ↑＋10H2O。 ⅱ.用 KOH溶液洗涤可除去混在 C所得固体中的 ClO－ 。 ②碱性条件下，氧化性 Cl2>FeO2－4 ；而在酸性条件下，FeO 2－4 的氧化能力增强，氧化性 Cl2HClO，选用下面的装置，其连接顺序：A―→________________(按气 流方向用大写字母表示即可)。能证明 H2SO3的酸性强于 HClO的实验现象为_____________ ___________________________________________________________。 (2)二氧化硫的还原性 已知 SO2具有还原性，可以还原 I2，可以与 Na2O2发生反应，按图示装置进行实验。(部分固 定装置未画出) 操作步骤 实验现象 解释原因 关闭弹簧夹 2，打 开弹簧夹 1，注入 硫酸至浸没三颈烧 瓶中固体 若将带火星的木条 放在 D试管口处，木 条不复燃 SO2与 Na2O2反应无 O2生成，可 能发生的化学方程式为① ____________________ 若将带火星的木条 放在 D试管口处，木 条复燃 SO2与 Na2O2反应有 O2生成，发 生的化学反应：2SO2＋ 2Na2O2===2Na2SO3＋O2 关闭弹簧夹 1，打 开弹簧夹 2，残余 气体进入 E、F中 E中②____________ E中反应的离子方程式③ ______________________ F中④____________ F中反应为 2OH－ ＋SO2===SO2－3 ＋H2O 答案 (1)①SO2的饱和水溶液中存在如下平衡：SO2＋H2O??H2SO3??H＋ ＋HSO－ 3，加入NaHSO3 固体增加了 c( HSO－ 3 )，平衡左移，降低了 SO2的溶解度 ②C―→B―→E―→D―→F D中品红不褪色，F中产生白色沉淀 (2)①Na2O2 ＋SO2===Na2SO4 ②溶液蓝色褪去 ③SO2＋I2＋2H2O===2I－＋SO2－4 ＋4H＋ ④红色变浅或褪色 解析 (1)②次氯酸具有强氧化性、二氧化硫具有还原性，不能利用二氧化硫与次氯酸钙直接 反应判断亚硫酸与次氯酸的酸性强弱，先验证亚硫酸酸性比碳酸强，再结合碳酸酸性比 HClO 强判断。A装置制备二氧化硫，由于盐酸易挥发，制备的二氧化硫中混有 HCl，用饱和的亚 硫酸氢钠溶液除去 HCl，再通过碳酸氢钠溶液，可以验证亚硫酸酸性比碳酸强，用酸性高锰 酸钾溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫，用品红溶液检验二氧化碳中二氧化硫是否除尽， 再通入 F 中，则：装置连接顺序为 A→C→B→E→D→F，其中装置 C的作用是除去 HCl气 体，D中品红不褪色，F中出现白色沉淀，可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。(2)A中制备二 氧化硫，X干燥二氧化硫，C中 SO2与 Na2O2反应，D中氢氧化钠溶液吸收剩余的二氧化硫， 防止污染空气。E装置检验 I－还原性弱于 SO2，F装置验证二氧化硫为酸性气体，并吸收二 氧化硫，防止污染空气。①SO2与 Na2O2反应无 O2生成，可能发生的化学方程式为 Na2O2＋ SO2===Na2SO4。②E中溶液蓝色褪去。③说明 SO2有还原性，被 I2氧化，发生反应的离子方 程式为 SO2＋I2＋2H2O===2I－＋SO2－4 ＋4H＋。④因 SO2是酸性氧化物，能发生反应 2OH－＋ SO2===SO2－3 ＋H2O。 4．新制的饱和氯水中含有多种微粒，某校化学研究性学习小组的同学为探究其性质，进行了 如下实验，请你帮助完成。 (1)氯碱工业中，生产氯气的化学方程式为_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)新制的饱和氯水与碳酸钙的反应是制取较浓 HClO溶液的方法之一。 实验一：定性研究 Ⅰ.如图所示，在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约 20 mL新制的饱和氯水，充分反应， 有少量气泡产生，溶液浅黄绿色褪去。 Ⅱ.过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其比氯水的漂白性更强。 Ⅲ.为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验： 第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀； 第二份与稀盐酸混合，立即产生大量无色气体； 将第三份加热，观察到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。 经检测，上述实验中产生的无色气体均为 CO2。 ①试解释可以在饱和氯水中加入石灰石制备 HClO的原因：______________________。 ②试根据所学知识推测步骤Ⅱ的滤液中的溶质除了 CaCl2、HClO外，还有________，写出该 物质与少量石灰水发生反应的离子方程式：____________________________________。 实验二：定量研究 在仪器 A内放有塑料网包住的块状碳酸钙(过量)和 150 mL 新制的饱和氯水，按如图所示装 置实验(实验前仪器 B中充满了饱和 NaHCO3溶液)，待不再产生气泡后，将塑料网中剩余的 碳酸钙提出液面，密封后再加热 A 中的液体，直到仪器 B 中的气体不再增加(不考虑 HClO 的分解)。 ③仪器 A的名称为________________________。 ④准确读出仪器 B 中气体体积的实验操作步骤依次是：a.等待仪器 A 冷却到室温； b.________________________________________________________________________； c．平视与刻度线相切的液面读数。 ⑤实验结束后，测得仪器 B中收集到的气体体积在标准状况下为 168 mL，则 150 mL新制的 饱和氯水与过量碳酸钙完全反应后，所得溶液中 HClO的物质的量浓度为____________。(反 应前后，溶液体积变化忽略不计) 答案 (1)2NaCl＋2H2O===== 电解 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (2)①在饱和氯水中存在平衡：Cl2＋H2O??HClO＋HCl，加入的 CaCO3与溶液中的 HCl 发生 反应，使盐酸的浓度减小，平衡向正反应方向移动，最终生成 HClO ②Ca(HCO3)2 Ca2＋＋OH－ ＋HCO－ 3 ===CaCO3↓＋H2O ③圆底烧瓶 ④上下移动仪器 B至仪器 B内液面与水槽中的液面相平 ⑤0.1 mol·L－1 解析 (1)氯碱工业的原理为电解饱和食盐水，电解饱和食盐水得到的产物为Cl2、H2和NaOH。 (2)①实验一中，在饱和氯水中存在平衡：Cl2＋H2O??HClO＋HCl，盐酸的酸性比碳酸强，而 HClO的酸性比碳酸弱，加入的 CaCO3与溶液中的 HCl发生反应，使盐酸的浓度减小，平衡 向正反应方向移动，最终生成 HClO。②过量的 CaCO3与 HCl反应生成 Ca(HCO3)2和 CaCl2， Ca(HCO3)2与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀，反应的离子方程式为 Ca2＋＋OH－ ＋ HCO－ 3 ===CaCO3↓＋H2O。③实验二中，仪器 A的名称为圆底烧瓶。④准确读出仪器 B中气 体体积的实验操作步骤依次是 a.等待仪器 A冷却到室温；b.上下移动仪器 B至仪器 B内液面 与水槽中的液面相平；c.平视与刻度线相切的液面读数。⑤实验过程中发生反应 Cl2＋ H2O??HCl＋HClO、2HCl＋2CaCO3===Ca(HCO3)2＋CaCl2、Ca(HCO3)2===== △ CaCO3＋CO2↑＋ H2O，则 n(HClO)＝n(HCl)＝2n(CO2)＝2×168mL×10 －3 L·mL－1 22.4 L·mol－1 ＝0.015 mol；c(HClO)＝0.015mol 0.150 L ＝ 0.1 mol· L－1。 热点题型三 定量测定型综合实验题 1．定量实验数据的测定方法 (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。 ①常见测量气体体积的实验装置 ②量气时应注意的问题 a．量气时应保持装置处于室温状态。 b．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。如 上图(Ⅰ)(Ⅳ)应使左侧和右侧的液面高度保持相平。 (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 即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后 再进行相关计算。 2．滴定法要点归纳 (1)仪器及使用 注意：①酸式滴定管盛装酸性溶液和强氧化性溶液；碱式滴定管盛装碱性溶液，二者不可混 用。 ②左手控制活塞，右手不断摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色及滴定流速。 (2)指示剂的选择 ①变色范围与滴定终点的 pH吻合或接近，若滴定终点为酸性，一般选用甲基橙，若滴定终 点为碱性，一般选用酚酞。 ②氧化还原滴定中可根据物质具有的颜色或特性选择特殊判断滴定终点的方法。 (3)终点判断 ①一滴：滴入最后一滴标准液后，锥形瓶内颜色发生突变。 ②半分钟：颜色突变后，半分钟内不恢复原色。 3．解题注意事项 (1)定量测定实验中要具备的 3种意识： ①要有消除干扰气体的意识：如用“惰性气体”将干扰气体排出，或用溶液吸收干扰气体等。 ②要有被测量气体全部被测量的意识：如可以采用反应结束后继续向装置中通入“惰性”气 体以使被测量的气体全部被吸收剂吸收的方法。 ③要有“数据”的采集处理意识：实验数据的采集是化学计算的基础，一般的固体试剂称取 质量，而液体试剂和气体试剂测量体积。 (2)“关系式法”在定量测定实验中的应用： 关系式法是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，它 可以把始态的反应物与终态的生成物之间“物质的量”的关系表示出来，把多步计算简化成 一步完成。正确提取关系式是用关系式法解题的关键。 (3)定量型实验的关键为数据处理和误差分析，数据的处理一般注意五个方面： ①是否符合测量仪器的精度。 ②数据是否在误差允许范围内。 ③数据的测试环境。 ④数据的测量过程是否规范、合理。 ⑤少量物质是否完全反应；过量物质对数据是否有影响。误差分析的依据为计算式，看测量 对结果会产生什么影响。 题组一 真题演练 1．(2017·全国卷Ⅰ，26)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，然后通过滴定测量。 已知：NH3＋H3BO3===NH3·H3BO3；NH3·H3BO3＋HCl===NH4Cl＋ H3BO3。 回答下列问题： (1)a的作用是______________________________________________________________。 (2)b中放入少量碎瓷片的目的是______________________________________________。 f的名称是________________。 (3)清洗仪器：g中加蒸馏水；打开 k1，关闭 k2、k3，加热 b，蒸气充满管路；停止加热，关 闭 k1，g中蒸馏水倒吸进入 c，原因是_________________________________________； 打开 k2放掉水，重复操作 2～3次。 (4)仪器清洗后，g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂，铵盐试样由 d注入 e，随后注入氢氧化钠溶 液，用蒸馏水冲洗 d，关闭 k3，d中保留少量水，打开 k1，加热 b，使水蒸气进入 e。 ①d中保留少量水的目的是__________________________________________________。 ②e中主要反应的离子方程式为_______________________________________________， e采用中空双层玻璃瓶的作用是_______________________________________________。 (5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品 m 克进行测定，滴定 g中吸收液时消耗浓度为 c mol·L－1的盐酸 V mL，则样品中氮的质量分数为________%，样品的纯度≤________%。 答案 (1)避免 b中压强过大 (2)防止暴沸 直形冷凝管 (3)c中温度下降，管路中形成负压 (4)①液封，防止氨气逸出 ②NH＋ 4＋OH－===== △ NH3↑＋H2O 保温使氨完全蒸出 (5)1.4cV m 7.5cV m 解析 (1)a 管作用是平衡气压，防止 b 中压强过大。(2)碎瓷片可防止液体加热时暴沸。f为 直形冷凝管。(3)停止加热，管路中气体温度下降，水蒸气冷凝为液态水，形成负压，g中蒸 馏水倒吸入 c中。(4)①d中保留少量水，起液封作用，防止有 NH3逸出。②e中NH＋ 4 与 OH－ 加 热反应放出 NH3。因为加热水蒸气充满管路，双层玻璃瓶中也充满水蒸气，起保温作用，有 利于 NH3 完全逸出。 (5)C2H5NO2～NH3～NH3·H3BO3～HCl，样品中氮的质量分数为 cV×10－3 mol×14 g·mol－1 m g ×100%＝ 1.4cV m %。样品的纯度≤ cV×10－3 mol×75 g·mol－1 m g ×100% ＝ 7.5cV m %。 2．(2018·全国卷Ⅱ，28)K3[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，按下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－1KMnO4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－1KMnO4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____________________。 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溶液变成粉红色且半分钟内不变色 ② 5cV×56 m×1 000 ×100% 解析 (1)Fe2＋的检验方法是加入 K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的 Fe3[Fe(CN)6]2沉淀。 (2)①空气中含有 O2，为防止 Fe2＋被 O2氧化，应先通入 N2，隔绝空气，且使反应产生的气体 全部进入后续装置。 ②B中澄清石灰水变浑浊，证明分解过程中产生 CO2；F中澄清石灰水变浑浊，E中固体变 为红色，说明 E中发生反应：CuO＋CO===== △ Cu＋CO2，所以分解产物中一定含有 CO。 ③实验结束时，为了防止倒吸，应先熄灭装置 A、E两处的酒精灯，冷却后停止通入氮气。 ④检验 Fe2O3的方法是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滴定终点的现象是有粉红色出现且半分钟内不变色。 ②加入锌粉后将 Fe3＋还原为 Fe2＋，再用 KMnO4溶液滴定，将 Fe2＋氧化为 Fe3＋，MnO － 4转化 为Mn2＋： Fe2＋→Fe3＋～e－ MnO－ 4→Mn2＋～5e－ 可得关系式：5Fe2＋～MnO－ 4 已知 n(MnO－ 4 )＝cV×10－3 mol 则 n(Fe2＋)＝5cV×10－3 mol 则 m(Fe2＋)＝5cV×10－3×56 g 该晶体中铁的质量分数 w(Fe)＝5cV×10－3×56 g m g ×100%＝ 5cV×56 m×1 000 ×100%。 3．(2017·全国卷Ⅱ，28)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量 法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下： Ⅰ.取样、氧的固定 用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有 KI)混合， 反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。 Ⅱ.酸化、滴定 将固氧后的水样酸化，MnO(OH)2被 I－还原为Mn2＋，在暗处静置 5 min，然后用标准 Na2S2O3 溶液滴定生成的 I2(2S2O2－3 ＋I2===2I－＋ S4O2－6 )。 回答下列问题： (1)取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是___________________ ________________________________________________________________________。 (2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为___________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试 剂瓶和________；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除________及二 氧化碳。 (4)取 100.00 mL水样经固氧、酸化后，用 a mol·L－1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂， 终点现象为________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 若消耗 Na2S2O3溶液的体积为 b mL，则水样中溶解氧的含量为________ mg·L－1。 (5)上述滴定完成时，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏________(填“高”或“低”)。 答案 (1)使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差 (2)2Mn(OH)2＋O2===2MnO(OH)2 (3)量筒 氧气 (4)当最后一滴标准液滴入时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内无变化 80ab (5)低 解析 本题采用碘量法测定水中的溶解氧的含量，属于氧化还原滴定。 (2)根据氧化还原反应原理，Mn(OH)2被氧气氧化为 MnO(OH)2，由此可得方程式 2Mn(OH)2 ＋O2===2MnO(OH)2。 (4)该实验用硫代硫酸钠标准液滴定 I2，因此终点现象为当最后一滴标准液滴入时，溶液由蓝 色变为无色，且半分钟内无变化； 根据关系式 O2～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O3 可得水样中溶解氧的含量为[(ab×10－3) mol÷4×32 mg·mol－1×103]÷0.1 L＝80ab mg·L－1。 (5)终点读数时有气泡，气泡占据液体应占有的体积，会导致消耗的 Na2S2O3体积偏小，最终 结果偏低。 题组二 最新模拟 4．工业上用木炭粉和水蒸气在高温条件下反应制取 H2，同时生成 CO2。某学习小组在实验 室中模拟 H2的工业生产过程并测定其产率，实验装置如下所示。 (1)仪器 a的名称为____________________。仪器 b的作用为_____________________。 (2)实验步骤：连接好装置，检查装置的气密性；____________(按顺序填入下列步骤的序号)。 ①向装置 A、B、C、D中分别加入相应试剂，打开活塞 K，通入一段时间 N2。 ②加热装置 B处硬质玻璃管。 ③关闭活塞 K，连接盛有适量水的量气管。 ④点燃装置 A处酒精灯。 ⑤待装置 B处木炭粉完全反应后，停止加热。 (3)装置 B处硬质玻璃管中发生的所有反应的化学方程式为_______________________。 (4)读取量气管读数时，应注意的事项为冷却至室温、______________________、视线与凹液 面最低点相切；若仰视读取初始读数，则导致所测气体的体积____________(填“偏大”或“偏 小”)。 (5)实验后所量取的气体体积为 V2 mL(标准状况)；取装置 C中液体，加入足量 BaCl2溶液， 过滤、洗涤，将滤液和洗涤液合并，以甲基橙为指示剂，用 0.100 0 mol·L－1的盐酸标准溶液 滴定，达到滴定终点时，消耗标准溶液的体积为 V3 mL。 ①达到滴定终点时的现象为__________________________________________________。 ②H2的产率为__________________(列出代数式即可)。 ③还可通过______________________________，得出装置 C中所吸收产物的物质的量。 (6)从安全角度考虑，该实验装置的缺陷为________________________。 答案 (1)酒精喷灯 平衡压强、检查装置是否存在堵塞 (2)①③②④⑤ (3)C＋H2O(g)===== 高温 CO＋H2、C＋2H2O(g)===== 高温 CO2＋2H2 (4)调整量气管至左右液面相平 偏大 (5)①当滴入最后一滴盐酸时，溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不变色 ② V2×10－3 L 22.4 L·mol－1 － m－6V1－V3×10－4 12 mol m 6 mol ×100% ③测定洗净后干燥的 BaCO3的质量 (6)缺少防倒吸装置 解析 (1)由装置图知，仪器 a的名称为酒精喷灯。玻璃导管 b可平衡压强，并检查装置是否 存在堵塞。(2)根据实验目的和实验原理，连接好装置，检查装置的气密性后，应进行的操作 为向装置 A、B、C、D中分别加入相应的试剂，打开活塞 K，通入一段时间 N2以排尽装置 中的空气；再关闭活塞 K，连接盛有适量水的量气管；点燃装置 B处酒精喷灯预热木炭粉， 以防止水蒸气进入硬质玻璃管后冷凝，使木炭粉潮湿不易与水蒸气反应；然后点燃装置 A处 酒精灯，提供水蒸气；待装置 B处木炭粉完全反应后，停止加热，故正确的实验步骤为①③ ②④⑤。(3)装置 B处硬质玻璃管中可能发生 C与水蒸气在高温条件下生成 CO、H2的反应和 C与水蒸气在高温条件下生成 CO2、H2的反应，其化学方程式分别为 C＋H2O(g)===== 高温 CO＋ H2、C＋2H2O(g)===== 高温 CO2＋2H2。(4)读取量气管读数时，应注意的事项为冷却至室温、调整 量气管至左右液面相平、平视读数。若仰视读取初始读数，会导致所测气体的体积偏大。(5) ①甲基橙的变色范围为 3.1～4.4，故达到滴定终点时的现象为当滴入最后一滴盐酸时，溶液 由黄色变为橙色，且半分钟内不变色。②根据信息知，反应生成的 n(CO2)＝ V1×10－3×0.100 0 mol·L－1－V3×10－3 L×0.100 0 mol·L－1 2 ＝ V1－V3×10－4 2 mol；m g 木炭粉 中所含 n(C)＝ m g 12 g·mol－1 ＝ m 12 mol；由碳原子守恒知，所测混合气体中 n(CO)＝ [ m 12 － V1－V3×10－4 2 ] mol＝m－6V1－V3×10－4 12 mol，由此可得混合气体中 n(H2)＝ V2×10－3 L 22.4 L·mol－1 － m－6V1－V3×10－4 12 mol；由化学方程式 C＋2H2O(g)===== 高温 CO2＋2H2，计算得 H2的理论产量 为(m 12 ×2) mol＝m 6 mol。③通过测定洗净干燥的 BaCO3的质量，可得出生成的 CO2的质量， 进一步计算出 H2的产率。(6)装置受热不均匀或装置内气体压强减小时，容易引起倒吸。 5．蛋白质是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者。某化学兴趣小组对一种蛋白 质的元素组成进行探究。回答下列问题： Ⅰ.确定该蛋白质中的元素组成 (1)将样品中有机氮转化成 ______________，再加入烧碱溶液、加热，生成能使 ________________试纸变蓝色的气体，证明该蛋白质中含氮元素。 (2)用燃烧法确定该蛋白质中含碳、氢、硫三种元素，用如图装置进行探究。 ①检验装置气密性的原理是__________________________________________________。 ②写出装置 D中反应的离子方程式____________________________________________。 ③当装置 B、C、E、F 中依次出现__________(填现象)、品红溶液褪色、品红溶液不褪色、 __________________时，证明该蛋白质燃烧产物中含有 H2O、SO2、CO2。 Ⅱ.为测定该蛋白质中硫元素的质量分数，取蛋白质样品在过量氧气中充分燃烧，用足量碘水 吸收二氧化硫，再用硫代硫酸钠溶液滴定吸收液中过量的碘。已知 2S2O2－3 ＋I2===S4O2－6 ＋2I－。 (3)滴定实验选择的指示剂是____________________；滴定终点的现象为____________。 (4)取蛋白质样品 m g进行测定，采用 V1 mL c1 mol·L－1的碘水进行吸收，滴定过量的碘时消 耗 c2 mol·L － 1 硫代硫酸钠溶液的体积为 V2 mL。该蛋白质中硫元素的质量分数为 ______________________。 (5)二氧化硫通入吸收液前必须用足量硫酸酸化的绿矾溶液洗涤，否则会导致测定的硫元素的 质量分数____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 答案 (1)NH＋ 4 (或铵盐) 湿润的红色石蕊 (2)①热胀冷缩 ②2MnO－ 4＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO2－4 ＋4H＋ ③固体由白色变为蓝色 产生白色沉淀 (3)淀粉溶液 锥形瓶中蓝色溶液恰好变为无色且半分钟内颜色无变化 (4)3.2c1V1－0.5c2V2 m % (5)偏小 解析 (1)检验蛋白质中的氮元素必须先将有机氮转化为 NH＋ 4 (或铵盐)，然后加烧碱溶液、加 热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，证明该蛋白质中含氮元素。(2)①检查装置 气密性的原理有两种，一种是利用“热胀冷缩”，另一种是利用“液面差”，本题是利用“热 胀冷缩”。②装置 D的作用是除去二氧化硫，避免其对二氧化碳的检验产生干扰，D中发生 的反应为 2MnO－ 4＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO2－4 ＋4H＋ 。③B中盛有无水硫酸铜，用来检验 生成的水，F中盛有澄清石灰水，用来检验生成的二氧化碳。(3)有单质碘参加或生成的滴定 实验通常选择“淀粉溶液”作指示剂；滴定终点的现象是锥形瓶中蓝色溶液恰好变为无色且 半分钟内颜色无变化。(4)n(I2)＝n(SO2)＋ nS2O2－3  2 ，n(SO2)＝ c1V1－ c2V2 2 ×10－3 mol，根据硫 元素守恒，蛋白质中硫元素的质量为 32 c1V1－ c2V2 2 ×10－ 3 g，硫元素的质量分数为 3.2c1V1－0.5c2V2 m %。(5)若不除去燃烧蛋白质后过量的氧气，则氧气会随着二氧化硫进入碘 水中，而氧气能氧化生成的碘离子，从而导致消耗的硫代硫酸钠溶液的体积增大，测定的硫 元素的质量分数偏小。 6．黄铜矿是工业炼铜的主要原料，主要成分为 CuFeS2，含少量脉石。为测定该黄铜矿的纯 度，某同学设计了如下实验： 现用电子天平称取研细的黄铜矿样品 1.150 g，在空气存在下进行煅烧，生成 Cu、Fe3O4和 SO2气体，实验后取 d中溶液的 1 10 置于锥形瓶中，用 0.05 mol·L－1标准碘溶液进行滴定，消耗 标准碘溶液 20.00 mL。请回答下列问题： (1)将样品研细后再进行反应，其目的是________________________________________ ________________________________________________________________________， 标准碘溶液应盛放在______(填“碱式”或“酸式”)滴定管中。 (2)装置 a的作用是________(填字母)。 A．除去空气中的二氧化碳 B．除去空气中的水蒸气 C．有利于气体混合 D．有利于观察、控制空气流速 (3)若去掉 c装置，会使测定结果________(填“偏低”“偏高”或“无影响”)，写出影响测定 结果的化学方程式_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是 ________________________________________________________________________。 (5)通过计算可知，该黄铜矿的纯度为________。 (6)假设实验操作均正确，测得的黄铜矿纯度仍然偏低，可能的原因主要有 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)增大与空气的接触面积，加快反应速率，且充分燃烧 酸式 (2)BD (3)偏低 2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4、O2＋4HI===2I2＋2H2O (4)使反应生成的 SO2全部进入 d中，使测定结果准确 (5)80% (6)反应速率快，用水吸收 SO2不充分，H2SO3被过量的 O2氧化 解析 (1)将样品研细的目的是与 O2充分接触，使之燃烧充分，加快燃烧速率。因碘溶液腐 蚀橡胶，故应放入酸式滴定管。 (2)a中浓 H2SO4能吸水，且可通过 a装置观察气泡，控制空气流速。 (3)铜网的作用是除去过量的 O2，防止 O2将 SO2的水溶液氧化。同时 O2也有可能将 I－氧化成 I2，I2继续氧化 SO2，故去掉 c消耗碘溶液会小于 20.00 mL，使测定结果偏低。 (4)空气能将反应生成的 SO2全部赶入 d中，使测定结果准确。 (5)令黄铜矿的纯度为 x，由 SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI和硫元素守恒得： CuFeS2 ～ 2SO2 ～ 2I2 184 g 2 mol 1．150x g 0.05 mol·L－1×20.00×10－3L×10 184 g 1.150x g ＝ 2 mol 0.05 mol·L－1×20.00×10－3 L×10 x＝80%。 (6)若滴定时消耗的 I2少，则滴定的 SO2少，测得纯度较低，原因可能是反应速率快，SO2未 被水完全吸收，或 H2SO3被过量 O2氧化等。 专题特训 A组 1．工业生产中，海水提取溴常用空气吹出法。某化学实验小组设计了如下实验装置(夹持装 置略去)模拟该法从浓缩的海水中提取溴。 已知：Br2的沸点为 58.78 ℃，密度为 3.119 g·cm－3，微溶于水，有毒。 (1)实验步骤如下： ①关闭活塞 b、d，打开活塞 a、c，向 A中缓慢通入 Cl2至反应结束； ②关闭 a、c，打开活塞 b、d，向 A中鼓入足量热空气； ③关闭 b，打开 a，再通过 A向 B中通入足量 Cl2； ④取 B中所得溶液进行蒸馏，收集液溴。 (2)步骤①A中主要反应的离子方程式为________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)X 试剂可以是________(填字母)，步骤②B 中 X 试剂与 Br2 发生反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。 a．H2O b．饱和食盐水 c．饱和 Na2SO3溶液 (4)该实验中尾气处理所用的试剂可为______________。 (5)蒸馏时，除酒精灯、石棉网、铁架台外，还应该选择仪器______________(填序号)。蒸馏 操作中应控制温度为________________。 答案 (2)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ (3)c Br2＋SO2－3 ＋H2O===SO2－4 ＋2Br－＋2H＋ (4)NaOH溶液 (5)①③⑤⑥⑦ 59 ℃(58.78～60 ℃均可) 2．为了探究 SO2的还原性，设计如下实验： (1)写出装置 A中发生反应的化学方程式：____________________________。这里不使用 10% 硫酸的原因是______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)写出装置 B中发生反应的离子方程式：_______________________________________。检 验反应后溶液中是否有 Fe3＋的操作是__________________________________________。 (3)装置 C中产生白色沉淀，发生的化学反应有两种情况： 第 1 种情况：SO2少量时，发生的反应为 3Ba(NO3)2＋3SO2＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO↑＋ 4HNO3。 第 2种情况：SO2过量时，发生的反应为 Ba(NO3)2＋3SO2＋2H2O===BaSO4↓＋2H2SO4＋2NO ↑。 为了探究 SO2是否过量，可向反应后的溶液中滴加的试剂是______________________。 (4)实验完毕后，从尾气吸收装置 D所得溶液中可分离出固体亚硫酸钠(只含少量硫酸钠杂质)。 取 w g该固体亚硫酸钠溶于蒸馏水，加入足量的稀盐酸和过量的氯化钡溶液，经过滤、洗涤、 干燥后，称得 BaSO4沉淀的质量为 m g。则所得固体亚硫酸钠的纯度为__________(用含 w、 m 的代数式表示)。已知上述干燥过程中，先用过滤装置中的滤纸包裹 BaSO4沉淀，然后连滤 纸一起，将 BaSO4沉淀放入坩埚中高温灼烧至恒重，此时水分全部蒸发，而且滤纸完全燃烧 并转化为二氧化碳，坩埚中可得到纯净的 BaSO4沉淀。若将 BaSO4沉淀放入坩埚中灼烧至恒 重时发生了反应 BaSO4＋4C===== 高温 BaS＋4CO↑，则测得的结果__________(填“偏高”“偏低” 或“无影响”)。 答案 (1)Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O 10%硫酸中的水较多，SO2在其中的溶解度较大，不容易逸出 SO2 (2)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO2－4 ＋4H＋ 取装置 B中的溶液少量于试管中，滴加 KSCN溶液，若溶液变红色，则含有 Fe3＋，否则不含 Fe3＋ (3)BaCl2溶液(或其他合理答案) (4)233w－142m 233w ×100% 偏高 解析 (1)硫酸与亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水。SO2与水以 1∶40比例溶解，如 果硫酸溶液浓度太稀，则大量 SO2会溶于水中。(2)二氧化硫还原铁离子生成亚铁离子，用 KSCN溶液检验铁离子。(3)通过检验反应后的溶液中是否含有 SO 2－4 或 Ba2＋即可判断 SO2是 否过量，因此可选择 BaCl2溶液或 Na2SO4溶液。(4)n(BaSO4)＝n(Na2SO4)，m(Na2SO4)＝142 233 m g，ω(Na2SO3)＝ w－ 142 233 m w ×100%＝ 233w－142m 233w ×100%。若干燥硫酸钡时滤纸发生了炭化反 应，会导致所得硫酸钡中混有硫化钡杂质，固体质量 m 偏小，测得的亚硫酸钠纯度偏高。 3．某实验小组探究三草酸合铁酸钾 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O受热分解产物，装置如图所示： 回答下列问题： (1)装置 C的作用是_________________________________________________________， 装置 E的作用是____________________________________________________________。 (2)装置 B中盛放的试剂名称是______________。 (3)已知 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O受热分解生成水蒸气，不含其他氢化合物，同时生成 CO2、CO， 实验过程中证明生成 CO的实验现象是________________________________________。 (4)从实验安全性角度考虑，该实验装置设计存在的不足是________________________。 (5)该小组同学查阅资料知，K3[Fe(C2O4)3]·3H2O受热分解生成的固体中只有 K2CO3和铁的氧 化物。为探究氧化物中铁元素的价态，该小组同学提出了如下假设： 假设 1：铁元素的价态为＋3价。 假设 2：铁元素的价态为＋2价。 假设 3：_________________________________________________________________。 完成假设 3，并设计实验验证三个假设，按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。 实验步骤 预期现象与结论 步骤 1：将适量稀硫酸加入盛有少许样品 的试管中，加热溶解 溶液呈黄绿色，说明溶液中含 Fe2 ＋ 或 Fe3＋ 步骤 2： 步骤 3： …… 限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3 mol·L－1 H2SO4、 3% H2O2、6 mol·L－1 HNO3、0.01 mol·L－1 KMnO4、NaOH稀溶液、0.1 mol·L－1 KI、20% KSCN、 蒸馏水。 答案 (1)防止倒吸 吸收 CO2 (2)无水硫酸铜 (3)CuO由黑色变红色，G中澄清石灰水变浑浊 (4)没有 CO尾气处理装置 (5)假设 3：铁元素的价态为＋2价和＋3价 实验步骤 预期现象与结论 步骤 1：将适量稀硫酸加入盛有少 许样品的试管中，加热溶解 溶液呈黄绿色，说明溶液中含 Fe2＋或 Fe3＋ 步骤 2：取少量溶液，滴加酸性 KMnO4溶液 若 KMnO4溶液的紫红色褪去，则说明氧化物 中铁元素的价态含＋2价；若不褪色，则说明 氧化物中铁元素的价态不含＋2价，含有＋3 价，假设 1成立 步骤 3：若步骤 2中酸性高锰酸钾 溶液紫红色褪去，再取少量步骤 1 中溶液，滴加 KSCN溶液 若溶液变为红色，则说明氧化物中铁元素的 价态含＋3价，假设 3成立；若溶液无明显变 化，则说明氧化物中铁元素的价态不含＋3 价，假设 2成立 4.某学习小组根据氨气还原氧化铜生成氮气、铜和水的反应原理，设计实验测定铜元素的相 对原子质量[Ar(Cu)](近似值)。甲同学模拟工业合成氨制备氨，反应前先称量反应物氧化铜的 质量[m(CuO)]，反应完全后测定生成物水的质量[m(H2O)]，由此计算 Ar(Cu)。装置图如图甲 所示： 乙 已知实验室用亚硝酸钠和氯化铵的混合浓溶液共热发生反应制备 N2：NaNO2＋NH4Cl===== △ N2 ↑＋NaCl＋2H2O。 请回答下列问题： (1)A和 C中发生装置分别选用________和________。(填序号) (2)装置 B的作用是①干燥氢气和氮气；②使气体混合均匀；③_______________________。 (3)氨还原炽热氧化铜的化学方程式为__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)干燥管 F中盛放的干燥剂为________(填字母)。 A．碱石灰 B．无水 CuSO4 C．五氧化二磷 D．无水 CaCl2 干燥管 G的作用为__________________________________________________________。 (5)乙同学经过思考认为上述装置操作麻烦，并对原装置进行了改进，装置如图乙所示。实验 前将石英玻璃管(两端带开关 K1 和 K2)称重，记为 m1 g。将氧化铜装入石英玻璃管中，再次 称重，记为 m2 g。按图乙连接好装置进行实验。 ①检查装置气密性后，______________________(将下列实验操作步骤正确排序)；重复上述 操作步骤，直至装置 C恒重，记为 m3 g。 a．点燃酒精灯，加热 b．熄灭酒精灯 c．关闭 K1和 K2 d．打开 K1和 K2 e．称量装置 C的质量 f．冷却至室温 g．打开分液漏斗活塞，使装置中充满 NH3 h．关闭分液漏斗活塞 ②根据实验记录，计算铜元素的相对原子质量 Ar(Cu)＝__________________(列式即可)。 ③在本实验中，若 CuO中混有不反应的固体杂质，会使测定结果________(填“偏大”“偏小” 或“无影响”)。 答案 (1)Ⅲ Ⅰ (2)通过观察气泡冒出的速率，调控通入氮气、氢气的体积比 (3)2NH3＋3CuO===== △ 3Cu＋3H2O＋N2 (4)A 吸收多余的氨并防止空气中的水蒸气进入干燥管 F中，对实验造成干扰 (5)①dgabfhce ② 16m3－m1 m2－m3 ③偏大 解析 (1)制备氢气的装置为固液不加热型，制备氮气的装置为液液加热型，所以 A和 C中 发生装置分别选用Ⅲ和Ⅰ。 (2)装置 B的作用除了干燥氢气和氮气、使气体混合均匀之外，还可以通过观察气泡冒出的速 率，调控通入氮气、氢气的体积比。 (3)氨被 CuO氧化为氮气，故氨还原氧化铜的化学方程式为 2NH3＋3CuO===== △ 3Cu＋3H2O＋ N2。 (4)干燥管 F中不能盛放五氧化二磷和无水 CaCl2，因二者都可以吸收氨，无水 CuSO4只用来 检验水的存在，不用作干燥剂，不用来吸收水蒸气，所以只能选择碱石灰来吸收产生的水蒸 气。为了保证实验的准确性，空气中的水蒸气不能进入干燥管 F中，同时过量的氨也需要除 去。干燥管 G的作用为防止空气中的水蒸气进入干燥管中，对实验造成干扰；吸收多余的氨。 (5)①由于装置里含有空气，能氧化生成的铜单质，所以加热前要排除装置里的空气。实验结 束后先熄灭酒精灯，再在 NH3的气流中冷却至室温，然后关闭 K1和 K2，最后称量。②CuO 的质量为(m2－m1) g，Cu 的质量为(m3－m1) g，根据元素守恒有 m2－m1 ArCu＋16 ＝ m3－m1 ArCu ，解得 Ar(Cu)＝ 16m3－m1 m2－m3 。③CuO中混有不反应的杂质，导致铜单质的质量增加，(m3－m1)偏大， 而(m2－m3)为氧元素的质量，是定值，则结果偏大。 B组 1．某校活动小组的同学拟用乙烯催化还原二氧化硫的方法来制取单质硫。 (1)甲组同学用乙醇脱水的反应来制取纯净的乙烯气体，其反应原理及制备装置如下： 主反应：C2H5OH――→ 浓硫酸 170 ℃ CH2==CH2↑＋H2O。 副反应：C2H5OH＋2H2SO4(浓)――→ △ 2C＋2SO2↑＋5H2O； C＋2H2SO4(浓)===== △ CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。 ①仪器M的名称是____________。 ②装置 B中盛放的试剂可能是____________。 ③装置 C的作用是__________________________________________________________。 (2)乙组同学用甲组同学制得的乙烯并结合下列装置进行乙烯催化还原二氧化硫的实验。 ①装置 E的作用是__________________________________________________________； 装置 G的作用是____________________________________________________________。 ②玻璃管中有硫及二氧化碳生成，该反应的化学方程式为________________________。 ③用下列装置检验 G中逸出的气体含有氧化产物 CO2。 装置正确的连接顺序为 G→ ________，证明 G 中逸出的气体含有 CO2 的现象为 ________________________________________________________________________。 答案 (1)①圆底烧瓶 ②NaOH溶液(或其他合理答案) ③检验 CO2和 SO2是否除尽 (2)①混合 C2H4与 SO2气体 将生成的硫蒸气冷却为固体 ②C2H4＋3SO2――――→ Fe2O3/CeO2 △ 3S↓＋2CO2＋2H2O ③I→J→H 品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊 2．醋酸亚铬水合物[Cr(CH3COO)2]2·2H2O是一种氧气吸收剂，为红棕色晶体，易被氧化，不 溶于水和乙醚(易挥发的有机溶剂)，微溶于乙醇，易溶于盐酸，其制备装置如下(已知：Cr3＋ 水溶液颜色为绿色，Cr2＋水溶液颜色为蓝色)。 回答下列问题： (1)装置甲中连通管 a的作用是________________________________________________。 (2)向三颈烧瓶中依次加入过量锌粒、适量 CrCl3溶液；关闭 K2打开 K1，旋开分液漏斗的旋 塞并控制好滴速；当观察到三颈烧瓶中溶液颜色由绿色完全转变为蓝色时，进行的实验操作 为 ____________，从而将甲中溶液自动转移至装置乙中；当观察到装置乙中出现 ____________________________时，说明反应基本完成，此时关闭分液漏斗的旋塞。 (3)装置乙中反应的离子方程式为______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)将装置乙中混合物快速过滤、洗涤和干燥，称量得到 m g[Cr(CH3COO)2]2·2H2O。其中洗涤 的目的是去除可溶性杂质和水分，下列洗涤试剂正确的使用顺序是________(填字母)。 A．乙醚 B．去氧冷的蒸馏水 C．无水乙醇 (5)若实验所取用的 CrCl3溶液中含溶质 n g，则[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(相对分子质量为 376)的 产率是____________。 (6)该实验装置有一个明显的缺陷是____________________________________________， 解决此缺陷的措施为________________________________________________________。 答案 (1)平衡气压，便于分液漏斗中液体能顺利流下 (2)打开 K2，关闭 K1 大量红棕色晶体 (3)2Cr2＋＋4CH3COO－ ＋2H2O===[Cr(CH3COO)2]2·2H2O (4)BCA (5)317m 376n ×100% (6)装置尾部有空气进入，氧化产品[Cr(CH3COO)2]2·2H2O 应将尾部导管通入装有水的水槽 中 解析 (1)连通管 a使容器内和漏斗上方压强相等，有利于漏斗内的液体顺利滴下。 (2)三颈烧瓶中产生氢气，为使生成的 CrCl2溶液与 CH3COONa 溶液顺利混合，当观察到三颈 烧瓶中溶液颜色由绿色完全转变为蓝色时，进行实验操作为打开 K2关闭 K1，把生成的 CrCl2 溶液压入装置乙中反应。由于醋酸亚铬水合物是红棕色晶体，所以当观察到装置乙中出现大 量红棕色晶体时，说明反应基本完成，此时关闭分液漏斗的旋塞。 (3) 根 据 以 上 分 析 可 知 装 置 乙 中 反 应 的 离 子 方 程 式 为 2Cr2 ＋ ＋ 4CH3COO － ＋ 2H2O===[Cr(CH3COO)2]2·2H2O。 (4)醋酸亚铬水合物不溶于冷水和乙醚，微溶于乙醇，易溶于盐酸，所以可以选用冷水和乙醇 洗涤产品，最后再用乙醚洗涤干燥。 (5)CrCl3的物质的量是 n 158.5 mol，根据 Cr守恒，得到产品的质量为 n 158.5 mol×1 2 ×376 g·mol－1 ＝ 376n 317 g，因此所得产品的产率为(m g÷376n 317 g)×100%＝ 317m 376n ×100%。 (6)二价铬不稳定，极易被氧气氧化，因此该装置的缺陷是装置尾部有空气进入，氧化产品 [Cr(CH3COO)2]2·2H2O，改进的措施应为将尾部导管通入装有水的水槽中。 3．CaBr2常用于制光敏纸和灭火剂。某同学设计的一种制备 CaBr2·2H2O的流程如图 1所示： (1)用如图 2装置制备溴化铁，宜选择的加热方式是____________________(填“直接加热”或 “水浴加热”)；为了更好地控制温度，需要的仪器是__________。 (2)利用滤渣制铁红，下列仪器必须用到的是________(填字母)。 (3)用化学方程式表示加入试剂M的目的：______________________________________ ________________________________________________________________________。 (4) 检 验 溴 化 铁 产 品 中 是 否 含 FeBr2 时 不 能 选 用 酸 性 KMnO4 溶 液 ， 原 因 是 ________________________________________________________________________。 (5)用沉淀法测 CaBr2·2H2O产品的纯度：准确称取 5.00 g样品溶于足量的蒸馏水中，加入足 量的碳酸钠溶液，过滤、洗涤、干燥，称得 CaCO3的质量为 2.00 g。 ①列式计算该样品纯度 w(CaBr2·2H2O)：______________________________________ ________________________________________________________________________。 ②如果实验操作都正确，测得的产品纯度偏高，可能的原因是___________________(答 1条 即可)。 答案 (1)水浴加热 温度计 (2)AD (3)Ca(OH)2＋2HBr===CaBr2＋2H2O (4)溴离子能和酸性高锰酸钾溶液反应 (5)①w(CaBr2·2H2O)＝ 2.00 g 100 g·mol－1 ×236 g·mol－1 5.00 g ×100%＝94.4% ②产品失去结晶水、产品中 混有 Ca(OH)2 解析 (1)液溴易挥发，必须控制好温度，反应温度为 40 ℃，应选择水浴加热，而且用温度 计测量温度，可以更好地控制温度。(2)滤渣的成分为 Fe(OH)3，灼烧 Fe(OH)3制备铁红(Fe2O3)， 需要坩埚、酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚钳等。(3)加入的氢氧化钙溶液过量，滤液中混有 氢氧化钙，必须加氢溴酸中和氢氧化钙。(4)溴离子能和酸性高锰酸钾溶液反应，不能用酸性 高锰酸钾溶液来检验溴化铁产品中是否混有 FeBr2。(5)②实验操作都正确，只能从产品本身 找原因，因为等质量的 Ca(OH)2、CaBr2·H2O、CaBr2·2H2O 与足量的碳酸钠溶液反应产生碳 酸钙的质量依次减小，所以产品纯度偏高可能是因为产品中混有氢氧化钙(加入的 HBr溶液 不足)、产品失去结晶水(干燥时温度过高)。 4．(2018·衡水中学压题卷)TiCl4是制备钛及其化合物的重要中间体，某小组同学利用下列装 置在实验室制备 TiCl4，设计实验如下(夹持装置略去)： 相关信息如下表所示： 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/g·cm－3 水溶性 TiCl4 －25 136 1.5 易水解，能溶于有机溶剂 CCl4 －23 76.8 1.6 难溶于水 请回答下列问题： (1)按照气流由左到右的方向，上述装置合理的连接顺序为__________(填仪器接口字母)。 (2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品； ________________(按正确的顺序填入下列操作的字母)。 A．关闭分液漏斗活塞 B．停止加热，充分冷却 C．打开分液漏斗活塞 D．加热装置 D中陶瓷管 实验时，当观察到________时，开始进行步骤 D。 (3)装置 A中导管 m的作用为________________________________________________。 (4)装置 C的作用为__________________________________________________________。 (5)装置 D 中除生成 TiCl4 外，同时生成一种气态不成盐氧化物，该反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________。 (6)设计实验证明装置 F中收集到的液体中含有 TiCl4： ________________________________________________________________________。 (7)制得的TiCl4中常含有少量CCl4，从混合液体中分离出TiCl4的操作名称为______________。 答案 (1)acbfg(或 gf)hidej (2)CDBA 装置 F充满黄绿色气体 (3)平衡压强，使浓盐酸容易滴落 (4)防止水蒸气进入装置 F，吸收未参加反应的 Cl2，防止污染空气 (5)TiO2＋2C＋2Cl2===== 高温 TiCl4＋2CO (6)取少量收集到的液体于洁净试管中，滴加适量水，产生白色沉淀，则收集到的液体中含有 TiCl4 (7)蒸馏