资源简介

(共130张PPT)
第一篇
高考专题
专题二　化学实验与计算　化学工艺流程
微主题4　化学综合实验
高考溯源
1. (1)(2025·江苏卷节选)为比较含氯FeOOH在NaOH溶液与蒸馏水中浸泡的脱氯效果，请补充实验方案：取一定量含氯FeOOH模拟样品，将其分为两等份，__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，比较滴加AgNO3溶液体积[Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。实验须遵循节约试剂用量的原则，必须使用的试剂：蒸馏水、0.5 mol/L NaOH溶液、0.5 mol/L HNO3溶液、0.05 mol/L AgNO3溶液]。
1
实验方案的补写
分别加入等体积的0.5 mol/L NaOH溶液和蒸馏水至刚好浸没样品，在室温下，搅拌、浸泡30 min；过滤，各取等量的上层清液(如2 mL)置于两支小试管中，分别滴加3 mL 0.5 mol/L HNO3溶液酸化，再分别滴加0.05 mol/L AgNO3溶液，至每份上层清液中不再出现白色沉淀时，记录消耗AgNO3溶液体积
已知：MnO与酸反应生成Mn2＋；Mn2O3氧化性强于Cl2，加热条件下Mn2O3在酸性溶液中转化为MnO2和Mn2＋。为获得较高产率的MnO2，请补充实验方案：取一定量MnCO3置于热解装置中，通空气气流，____________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________，固体干燥，得到MnO2(可选用的试剂：1 mol/L H2SO4溶液、2 mol/L HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液)。
加热到450 ℃分解一段时间，将冷却后的固体边搅拌边加入一定量1 mol/L硫酸溶液中，加热，充分反应后过滤，洗涤，取最后一次洗涤滤液滴加0.1 mol/L BaCl2溶液，若溶液不变浑浊，过滤
【解析】 (1)该实验为对比实验，要检验脱氯效果，应控制样品用量、脱氯时间、取用溶液的体积等变量相同；实验要求须遵循节约试剂用量的原则，如“刚好浸没”样品，并强调试剂用量少量或定量2 mL。(2)根据图像在450 ℃左右MnO2占比最高，所以加热到450 ℃最佳，MnO与酸反应生成Mn2＋，故用酸除MnO，Mn2O3氧化性强于Cl2，用盐酸会发生氧化还原反应产生氯气，加热，充分反应后过滤，洗涤，直到取最后一次洗涤滤液滴加0.1 mol/L BaCl2溶液不变浑浊。
2. (2024·江苏卷)贵金属银应用广泛。Ag与稀硝酸制得AgNO3，常用于循环处理高氯废水。
2
化学实验综合
9×10－6
(2)还原AgCl。在AgCl沉淀中埋入铁圈并压实，加入足量0.5 mol/L盐酸后静置，充分反应得到Ag。
①铁将AgCl转化为单质Ag的化学方程式为____________________________。
②不与铁圈直接接触的AgCl也能转化为Ag的原因是________________________ ______________________________________________________。
③为判断AgCl是否完全转化，补充完整实验方案：取出铁圈，搅拌均匀，取少量混合物过滤，__________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________[实验中必须使用的试剂和设备：稀硝酸、AgNO3溶液，通风设备]。
Fe＋2AgCl===FeCl2＋2Ag
Fe、盐酸、AgCl构成原电池，AgCl作正极，发生还原反应：AgCl＋e－===Ag＋Cl－
洗涤，向最后一次洗涤液中滴加硝酸银溶液，无明显现象，转移滤渣至烧杯中，在通风设备中，边搅拌边向烧杯中加入足量稀硝酸，若固体无剩余，则AgCl完全转化
(3)Ag的抗菌性能。纳米Ag表面能产生Ag＋杀死细菌(如图所示)，其抗菌性能受溶解氧浓度影响。
①纳米Ag溶解产生Ag＋的离子方程式为________________________________。
②实验表明溶解氧浓度过高，纳米Ag的抗菌性能下降，主要原因是__________ ____________________________________。
4Ag＋O2＋4H＋===4Ag＋＋2H2O
纳米Ag与氧气生成Ag2O，使得Ag＋浓度下降
3. (2023·江苏卷)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备MgSO4·H2O，其实验过程可表示为
(1)在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入SO2气体，生成MgSO3，反应为Mg(OH)2＋H2SO3===MgSO3＋2H2O，其平衡常数K与Ksp[Mg(OH)2]、Ksp(MgSO3)、
Ka1(H2SO3)、Ka2(H2SO3)的代数关系式为K＝________________________________；
下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收SO2效率的有________(填字母)。
A. 水浴加热氧化镁浆料 B. 加快搅拌速率
C. 降低通入SO2气体的速率 D. 通过多孔球泡向氧化镁浆料中通SO2
BD
在其他条件相同时，以负载钴的分子筛为催化剂，浆料中MgSO3被O2氧化的速率随pH的变化如图甲所示。在pH＝6～8范围内，pH增大，浆料中MgSO3的氧化速率增大，其主要原因是____________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________。
甲
(3)制取MgSO4·H2O晶体。在如图乙所示的实验装置中，搅拌下，使一定量的MgSO3浆料与H2SO4溶液充分反应。
乙
MgSO3浆料与H2SO4溶液的加料方式是__________________________________ _______________；补充完整制取MgSO4·H2O晶体的实验方案：向含有少量Fe3＋、Al3＋的MgSO4溶液中，___________________________________________________ ________________________________________________________________。(已知：Fe3＋、Al3＋在pH≥5时完全转化为氢氧化物沉淀；室温下从MgSO4饱和溶液中结晶出MgSO4·7H2O，MgSO4·7H2O在150～170 ℃下干燥得到MgSO4·H2O，实验中需要使用MgO粉末)。
将分液漏斗中的H2SO4溶液缓缓滴加到MgSO3浆料中
边搅拌边加入MgO粉末，调节溶液的pH≥5，静置、过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤所得固体在150～170 ℃下干燥
4. (2022·江苏卷)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备含少量Cl－的Ce2(CO3)3，其部分实验过程如下：
(1)“酸浸”时，CeO2与H2O2反应生成Ce3＋并放出O2，该反应的离子方程式为__________________________________________________。
2CeO2＋H2O2＋6H＋===2Ce3＋＋O2↑＋4H2O
(2)pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO3溶液反应可生成Ce2(CO3)3沉淀，该沉淀中Cl－含量与加料方式有关。得到含少量Cl－的Ce2(CO3)3的加料方式为______(填字母)。
A. 将NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中
B. 将CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中
B
①加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是__________________________________________________________。
②反萃取的目的是将有机层Ce3＋转移到水层。使Ce3＋尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有__________________________________ (填两项)。
③与“反萃取”得到的水溶液比较，滤去Ce2(CO3)3沉淀的滤液中，物质的量减小的离子有____________(填离子符号)。
使c(H＋)减小，促进萃取平衡正向移动，提高Ce3＋的萃取率
适当增大稀硝酸的浓度，多次萃取分液
Ce3＋、H＋
完全氧化并去除多余氧化剂后，用稀硫酸酸化，将溶液完全转移到250 mL容量瓶中后定容；②按规定操作分别将0.020 00 mol/L(NH4)2Fe(SO4)2和待测Ce4＋溶液装入如图所示的滴定管中；③____________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)实验中需要测定溶液中Ce3＋的含量。已知水溶液中Ce4＋可用准确浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色，滴定反应为Fe2＋＋Ce4＋===Fe3＋＋Ce3＋。请补充完整实验方案：①准确量取25.00 mL Ce3＋溶液[c(Ce3＋)约为0.2 mol/L]，加氧化剂将Ce3＋
准确量取一定体积的Ce4＋溶液于锥形瓶中，滴入数滴苯代邻氨基苯甲酸作指示剂，用0.020 00 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液进行滴定，当滴入最后半滴(NH4)2Fe(SO4)2溶液时，溶液由紫红色变成亮黄色，且半分钟内溶液颜色无明显变化，记录滴定所用(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积，重复上述操作2～3次
Ce3＋转化为沉淀，故滤去Ce2(CO3)3沉淀的滤液中，Ce3＋和H＋的物质的量均减小。(4)测定溶液中Ce3＋的含量的实验方案如下：先将Ce3＋溶液转化为Ce4＋溶液，用准确浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定Ce4＋溶液，该反应的离子方程式为Fe2＋＋Ce4＋===Fe3＋＋Ce3＋，可得关系式：Fe2＋～Ce3＋，根据多次滴定实验中记录的消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积计算平均值，并结合其浓度，可计算出原溶液中Ce3＋的含量。
5. (2020·江苏卷)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α-Fe2O3。其主要实验流程如下：
(1)酸浸：用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，下列措施能提高铁元素浸出率的有________(填字母)。
A. 适当升高酸浸温度 B. 适当加快搅拌速率
C. 适当缩短酸浸时间
(2)还原：向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3＋完全转化为Fe2＋。“还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成_____(填化学式)；检验Fe3＋是否还原完全的实验操作是______________________________________________________________。
AB
H2
取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈现红色
(3)除杂：向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2＋转化为CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低，将会导致CaF2沉淀不完全，其原因是____________________ __________________________________________[已知：Ksp(CaF2)＝5.3×10－9，Ka(HF)＝6.3×10－4]。
pH偏低，形成HF，导致溶液中F－浓度减小，CaF2沉淀不完全
(4)沉铁：将提纯后的FeSO4溶液与NH4HCO3-氨水混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。
①写出生成FeCO3沉淀的离子方程式：___________________________________ __________________________________________________。
②设计以FeSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：____________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________[FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的pH＝6.5]。
边搅拌边向FeSO4溶液中缓慢加入氨水-NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2～3次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀
[热重法]
6. (1)(2024·江苏卷)净化后的NdCl3溶液通过沉钕、焙烧得到Nd2O3。
①向NdCl3溶液中加入(NH4)2CO3溶液，Nd3＋可转化为Nd(OH)CO3沉淀。该反应的离子方程式为_______________________________________________________。
②将8.84 mg Nd(OH)CO3(摩尔质量为221 g/mol)在氮气氛围中焙烧，剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。
3
化学实验计算
2∶1(计算过程见解析)
(2)(2022·江苏卷节选)FeS2、FeS在空气中易被氧化，将FeS2在空气中氧化，测得氧化过程中剩余固体的质量与起始FeS2的质量的比值随温度变化的曲线如图所示。
800 ℃时，FeS2氧化成含有两种元素的固体产物为________(填化学式)。
Fe2O3
[滴定分析法]
7. (2020·江苏卷)次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠 (C3N3O3Cl2Na)都是常用的杀菌消毒剂。NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠。
(1)NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。写出制备NaClO的离子方程式：________________________________________；
用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用，若在空气中暴露时间过长且见光，将会导致消毒作用减弱，其原因是________________________________ ___________________________。
Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O
NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO，HClO见光分解
②若在检测中加入稀硫酸的量过少，将导致样品的有效氯测定值________(填“偏高”或“偏低”)。
【解析】 (2)②若在检测中加入稀硫酸的量过少，则生成的HClO、I2的量偏小，则消耗的Na2S2O3的量偏小，导致样品的有效氯测定值偏低。
偏低
8. (2019·江苏卷)无机高分子聚合硫酸铁[Fe2(OH)6－2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。
(1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。
H2O2氧化Fe2＋的离子方程式：________________________________________；
水解聚合反应会导致溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
减小
①上述实验中若不除去过量的Sn2＋，样品中铁的质量分数的测定结果将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
偏大
②计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)。
【解析】 (1)Fe3＋水解，导致c(H＋)逐渐增大，pH减小。(2)①根据题意，Sn2＋能将Fe3＋还原为Fe2＋，说明还原性：Sn2＋>Fe2＋，若不除去过量的Sn2＋，在K2Cr2O7溶液滴定Fe2＋时，K2Cr2O7也会与Sn2＋反应，导致K2Cr2O7用量增大，铁元素的质量分数会偏大。
能力提升
核心突破
1
化学综合实验条件控制
1. 温度的控制、溶液酸碱性的控制、氧化还原反应的防止与利用
实验条件控制 目的
控制温度 (1)适当加热有利于反应速率的加快
(2)控制反应在一定温度范围内进行的目的：
①若温度过低，则反应速率(或溶解速率)较慢；
②若温度过高，则某些物质会分解或挥发；
③对于有气体参与的反应，控制反应在较低温度下进行，有利于提高气体在溶液中的浓度(如氯气置换碘的反应)
实验条件控制 解题指导
控制温度 要充分利用题给信息，尤其关注物质受热易分解(分解温度)、物质的熔点和沸点、升华等信息。
(1)水浴、油浴和冰水浴。
①温度不超过100 ℃的反应，用水浴加热。
优点：______________________(油浴的温度超过100 ℃)；
②冰水浴可防止物质受热分解[如H2O2、NaHCO3、NH3·H2O、AgNO3
(见光易分解)、浓硝酸(见光易分解)、NH4Cl等铵盐、NaClO、NaClO2、草酸等物质]；
③物质分离时使用冰水冷却，有利于降低产品的溶解度，提高产量。
(2)对于放热反应，通过缓慢通入(或加入)反应物，可防止反应所产生的热量使体系升温过快。
(3)对于有气体参与的反应，控制反应在较低温度下进行，有利于提高气体在溶液中的浓度
受热均匀、温度可控
实验条件控制 目的 解题指导
控制溶液 的酸碱性 ①控制溶液的pH范围，使杂质金属离子形成氢氧化物(或碳酸盐)沉淀，从而达到除去杂质金属离子的目的； ②防止盐类水解 ①对照题给信息表，通过金属离子形成氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH，控制溶液的pH范围，将杂质金属离子(一种或几种)除去；
②为防止FeSO4水解，在配制FeSO4溶液时要加入__________
稀硫酸
实验条件控制 目的 解题指导
氧化还原反应 的控制 还原反应 [如将Fe3＋转化为Fe2＋] [制备绿矾 ]
①实验前要通入载气(如N2)：目的是排尽装置中的空气，防止Fe2＋被氧化；
②在溶液中加入过量的铁粉将Fe3＋全部转化为Fe2＋
[制备氢氧化亚铁]
①利用实验产生的还原性气体(如氢气)将产生的亚铁盐溶液从一个容器压到另一个容器；
②配制氢氧化钠溶液、FeSO4溶液的蒸馏水要________，除去溶解氧；
③在FeSO4溶液上方加一层植物油，盛有氢氧化钠溶液的滴管应______________________
煮沸
伸入FeSO4溶液中
例　用FeSO4溶液和Na2CO3溶液制备FeCO3。
(1)制备FeCO3的化学方程式：__________________________________________。
(2)加料方式：______________________________________________________________；理由：碳酸钠溶液显碱性，若将FeSO4溶液滴入Na2CO3溶液中，则会生成___________沉淀(pH＝5.8时，Fe2＋开始沉淀)
FeSO4＋Na2CO3===FeCO3↓＋Na2SO4
边搅拌边将Na2CO3溶液缓慢加入盛有FeSO4溶液的反应容器中
Fe(OH)2
2. 减缓化学反应速率的操作
操作 说明
减缓通入气体的速率 有气体参与的反应
减缓滴入反应液的速率 用分液漏斗加入的反应物
分批加入反应物 放热反应或有气体生成的反应
将反应器置于冰水浴中 降低温度
3. 气压原理在实验装置中的运用
原理运用 装置图 解题指导
检查装置气密性 含分液漏斗的装置 实验开始前，________止水夹，打开分液漏斗活塞，通过分液漏斗向锥形瓶中滴加水，若一段时间后水________________，则装置气密性良好(或关闭分液漏斗活塞，打开止水夹，将导管口置于水槽中液面下，微热锥形瓶，若导管口有气泡产生，停止加热一段时间后，导管口形成__________________，则装置气密性良好)
关闭
不能顺利滴下
一段稳定的水柱
原理运用 装置图 解题指导
检查装置 气密性 含长颈漏斗的装置 实验开始前，________止水夹，由长颈漏斗向广口瓶中加水至长颈漏斗中的液面高于广口瓶中液面，一段时间后液面差高度________，则装置气密性良好
关闭
不变
原理运用 装置图 解题指导
压送液体 制备氢氧化亚铁 铁与稀盐酸在试管Ⅰ中反应生成氯化亚铁和氢气，氢气再将生成的氯化亚铁溶液压入含氢氧化钠溶液的试管Ⅱ中制备Fe(OH)2
原理运用 装置图 解题指导
N2作载气、 控制气体流速、降低气体浓度 实验中为了排尽空气、充分吸收某种气体、降低某种气体的浓度，常用性质稳定的气体——氮气作载气。
N2的作用：
①实验前先将装置中的____________；
②实验结束前，可将反应生成的气体充分带入指定的吸收装置中；
③在测定某些气体含量的实验中，如果氮气的流速过快，则会导致测量结果________(填“偏大”或“偏小”)；
④稀释气体，控制易爆炸气体的浓度
空气排尽
偏小
原理运用 装置图 解题指导
安全瓶——防倒吸 安全瓶的特点：进气管较短
减压过滤 使容器内压强减小，以达到固液快速分离的目的
1. 实验操作目的、方法及注意事项
2
有关实验方案的补充
实验操作 目的与方法 注意事项
沉淀 在溶液中________加入沉淀剂，边加入边________，直到到沉淀____________为止，然后过滤 沉淀要充分
缓慢
搅拌
不再增加
实验操作 目的与方法 注意事项
蒸发与 结晶 ①若溶解度随温度升高而迅速增大的物质：应将溶液___________________，然后再___________________________ (如KNO3、FeSO4·7H2O等) ②若溶解度随温度升高而下降的物质：应将溶液______________________(如Li2CO3等) ①制备结晶水合物，不能简单地采取蒸发结晶的方法，要防止失去结晶水；
②易水解的盐(如氯化镁、氯化铝等)要防止水解，可以在氯化氢气流中脱水；
③若物质的溶解度随温度升高而变化不大(如NaCl等)，要在蒸发皿中小火加热，并用玻璃棒不停地搅拌，直到有大量晶体析出的时候，停止加热，用余热将水分蒸干
蒸发浓缩，形成晶膜
冷却结晶(或减压蒸发结晶)
蒸发结晶，趁热过滤
实验操作 目的与方法 注意事项
过滤 ①溶液蒸发结晶后，一般进行的分离操作方法是过滤，过滤后可采用无水乙醇洗涤晶体__________次，然后____________； ②若沉淀的目的是除去杂质离子，即所需的目标物质在滤液中，过滤后要用蒸馏水洗涤沉淀2～3次，洗涤液要与________合并 ①用乙醇洗涤盐的晶体的原因：____________________；因为____________________________；
②对于易溶于水的晶体，也可以用其____________洗涤；
③有时溶液结晶、过滤、洗涤后，常常需要检验某些离子是否洗净
2～3
干燥晶体
滤液
减少晶体溶解损失
乙醇易挥发，利于产品快速干燥
饱和溶液
实验操作 目的与方法 注意事项
萃取与分液 萃取之后常见的分离方法是分液；先将下层液体从分液漏斗下口放出，再将上层液体从分液漏斗上口倒出 分离互不相溶的两种液体
蒸馏 分液之后常见的分离方法是蒸馏 蒸馏时，要注意所制备物质的沸点，以确定收集何种温度下的馏分
冷凝回流 目的：减少易挥发物质的损失 提高反应物的转化率
空白实验 目的：对比实验，做对照 消除其他试剂、实验操作等因素引起的误差
2. 实验方案补充与选择试剂的先后顺序
依据实验原理(除杂及物质的制备反应)，从给定的试剂中选择使用试剂的先后顺序。
制备 Li2CO3 例1　从盐湖提盐后的浓缩卤水(含Na＋、Li＋、Cl－和少量Mg2＋、Ca2＋)中获得较高产率和纯度的Li2CO3，请补充完整实验方案：向浓缩卤水中边搅拌边缓慢添加石灰乳，__________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，洗涤，低温烘干。
调节溶液pH略大于10.9，过滤，边搅拌边向滤液中缓慢加入饱和Na2SO4溶液至沉淀不再增加，过滤，用蒸馏水洗涤固体2～3次，将洗涤滤液与滤液合并，加热溶液并保持100 ℃，边搅拌边添加Na2CO3固体至沉淀不再增加，趁热过滤
制备 Li2CO3 [原料] 盐湖提盐后的浓缩卤水(含Na＋、Li＋、Cl－和少量Mg2＋、Ca2＋) [试剂] 可选用的试剂：饱和Na2SO4溶液、饱和Na2CO3溶液、Na2CO3固体、蒸馏水 [已知信息]
①Mg(OH)2完全沉淀pH＝10.9；
②常温时Li2SO4的溶解度为34.8 g；
③Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9；
④Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6；
⑤Ksp(Li2CO3)＝2.5×10－2；
⑥Li2CO3的溶解度曲线如图所示
制备 Li2CO3 [分析试剂的选择]
①除Mg2＋：除调节溶液pH略大于10.9，生成Mg(OH)2沉淀，然后过滤；
②除Ca2＋：由于常温时Li2SO4可溶，而Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6。所以除Ca2＋应选用饱和Na2SO4溶液；
③制备Li2CO3：过滤除去CaSO4后的溶液中应选用饱和Na2CO3溶液
制备 CoCl2·2H2O 例2　以含钴废催化剂(主要成分为CoO、少量Fe2O3和Al2O3)为原料制备CoCl2·2H2O的实验方案：____________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，洗涤2～3次，低温干燥后得到产品CoCl2·2H2O。
用1 mol/L HCl溶液溶解含钴废催化剂，分批加入CoCO3固体，调节溶液的pH，用pH计控制4.2≤pH＜6.5，得到Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，过滤；将滤液加热浓缩、冷却到50～90 ℃结晶析出CoCl2·2H2O固体，再次过滤
制备 CoCl2·2H2O [原料] 钴废催化剂(主要成分为CoO、少量Fe2O3和Al2O3) [仪器和试剂] pH计、1 mol/L HCl溶液、CoCO3固体 [已知信息]
①Fe(OH)3完全沉淀的pH为2.7；②Al(OH)3完全沉淀的pH为4.2；③Co(OH)2开始沉淀的pH为6.5；④CoCl2的溶解度曲线如图所示
制备 CoCl2·2H2O [说明]①先用1 mol/L HCl溶液溶解，将废催化剂转变为CoCl2、FeCl3以及AlCl3的混合液；此步不考虑盐酸与钴废催化剂加料方式，但不标注 HCl溶液的浓度，该步不得分；
②加入CoCO3固体调节溶液的pH，用pH计控制4.2≤pH＜6.5，此时Fe3＋、Al3＋全部沉淀完全，然后过滤；此步不加CoCO3固体或加其他物质，本步及后续不得分；加CoCO3固体，不“分批加入”本步不得分；此步未使用pH计或pH范围不正确，本步不得分；
③结合图可知，将滤液加热浓缩、冷却到50～90℃结晶析出CoCl2·2H2O固体，再次过滤，将沉淀洗涤2～3次，低温干燥后得到产品CoCl2·2H2O；此步没有过滤或结晶方式(或结晶温度)不对，本步不得分
制备 MnSO4·H2O 例3　请补充完整由粗MnSO4溶液(含Na2SO4杂质)制备MnSO4·H2O晶体的实验方案：取实验所得粗MnSO4溶液，________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，得到MnSO4·H2O晶体。
向其中加入1 mol/L NaHCO3溶液，边加边振荡，当静置后向上层清液中加入1 mol/L NaHCO3溶液无沉淀生成时停止滴加；过滤并洗涤沉淀，向沉淀中加入1 mol/L H2SO4至固体完全溶解，90～100 ℃条件下蒸发浓缩至有大量晶体析出，趁热过滤
制备 MnSO4·H2O [原料] 粗MnSO4溶液(含Na2SO4杂质) [试剂] 1 mol/L NaHCO3溶液、1 mol/L H2SO4溶液、1 mol/L盐酸 [已知信息]
MnSO4和Na2SO4的溶解度曲线如图所示：
由MnSO4 固体制取活 性Mn2O3 例4　由MnSO4固体制取活性Mn2O3的方案： 将MnSO4固体置于可控温度的反应管中，_____________________________________________ _____________________，将Mn2O3冷却、研磨、密封包装。 [原料] MnSO4固体 [试剂] 1 mol/L BaCl2溶液，1 mol/L NaOH溶液 [已知信息]
不同温度下硫酸锰焙烧2 h后残留固体的X射线衍射图如图所示：
加热到850 ℃，分解2小时，将产生的气体通入
1 mol/L NaOH溶液中
制备 Na2Cr2O7 例5　欲从Na2Cr2O7和Na2SO4的酸性混合溶液分离得到Na2Cr2O7晶体的实验操作方案：先将溶液加热到________℃(以上)蒸发结晶，有大量无色晶体(Na2SO4)析出，至有少量橙红色晶体析出时，________过滤，除去____________晶体，再将滤液降温至________℃结晶，过滤、洗涤、干燥，得Na2Cr2O7晶体
90
趁热
Na2SO4
40
制备 Na2Cr2O7 [原料] Na2Cr2O7和Na2SO4的酸性混合溶液 [试剂] 1 mol/L H2SO4溶液、乙醇 [已知信息]Na2Cr2O7和Na2SO4的溶解度如表所示：

温度/℃ 20 30 40
溶解度/g Na2SO4 19.5 40.8 48.8
Na2Cr2O7 183 198 215
温度/℃ 60 80 90
溶解度/g Na2SO4 45.3 43.7 42.7
Na2Cr2O7 269 376 405
制备 NiSO4·6H2O 例6　由NiSO4粗品(含镍和少量其他不溶性杂质)得到NiSO4·6H2O晶体的实验方案：将粗品___________________________________________ ____________________________________________________________，得到NiSO4·6H2O晶体； [原料] NiSO4粗品(含镍和少量其他不溶性杂质) [试剂] 1 mol/L H2SO4溶液，乙醇 [已知信息]
NiSO4质量分数随温度变化的曲线如图所示：
溶于适当过量的1 mol/L H2SO4溶液，过滤；将滤液蒸发浓缩，降温至28 ℃结晶，趁热过滤，用乙醇洗涤，低温干燥
制备 MnSO4·H2O 例7　由浸锰所得的MnSO4溶液(杂质为Fe3＋、Fe2＋、Al3＋)得到MnSO4·H2O的实验方案：边搅拌边先向溶液中滴加______________ ____________________________________________________________________________________________，控制温度在80～90 ℃之间蒸发结晶，________________________________________________ ________________________________________________
适量的双氧水，再向滤液中加入MnCO3粉末调节溶液的pH＝5.0～7.8，过滤、洗涤，将滤液与洗涤液合并
趁热过滤，得到MnSO4·H2O，用80～90 ℃的蒸馏水洗涤2～3次，放在真空干燥箱中低温干燥
制备MnSO4·H2O [原料] 浸锰所得的MnSO4溶液(杂质为Fe3＋、Fe2＋、Al3＋) [试剂仪器] 双氧水、MnCO3粉末、80～90 ℃的蒸馏水；除常用仪器外须使用的仪器：真空干燥箱。 [已知信息]
已知该溶液中pH＝5.0时Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀完全；pH＝7.8时Mn(OH)2开始沉淀；pH＝8.8时Fe(OH)2沉淀完全
【解析】 例1中由浓缩卤水中所含的离子可知，在制备Li2CO3之前应该除去Mg2＋和Ca2＋，故缓慢添加石灰乳调节溶液pH略大于10.9后，使得Mg2＋沉淀完全；因为常温下Li2SO4的溶解度为34.8 g，Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6，Ksp(Li2CO3)＝2.5×10－2，过滤后向滤液中缓慢加入饱和Na2SO4溶液至沉淀不再增加，此时使得溶液中的Ca2＋完全转变为CaSO4沉淀，过滤后用蒸馏水洗涤固体2～3次；将洗涤滤液与滤液合并，加热溶液并保持100 ℃(由溶解度曲线可知此温度下Li2CO3的溶解度最小)，边搅拌边添加Na2CO3固体至沉淀不再增加，趁热过滤，洗涤沉淀，低温烘干后得到Li2CO3。
定量计算主要有滴定分析计算和热重计算。
1. 画图审题：“一次性审题”标注出实验的主要过程和实验数据
2. 找出定量关系
(1)关系式法：是最常用的计算方法；
(2)守恒法(包括质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒)。
(3)方程组法：利用“关系式法”和“守恒法”，建立二元方程组来求解化学定量关系的计算。
3
化学定量计算
3. 连续滴定解题思路
连续滴定法中，第一步滴定反应生成的产物，将继续参加第二步的滴定反应。对于多步进行的连续滴定反应，可以通过多步反应的化学方程式(或定量关系式)，找出反应物和最终生成物之间的物质的量关系式，进一步计算。
例1　碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。碱式氯化铜有多种组成，可表示为Cua(OH)bClc·xH2O。为测定某碱式氯化铜的组成，进行下列实验：
①称取样品1.116 0 g，用少量稀硝酸溶解后配成100.00 mL 溶液A；
②取25.00 mL溶液A，加入足量AgNO3溶液，得AgCl 0.172 2 g；
③另取25.00 mL溶液A，调节pH＝4～5，用浓度为0.080 00 mol/L的EDTA(Na2H2Y·2H2O)标准溶液滴定Cu2＋(离子方程式为 Cu2＋＋H2Y2－===CuY2－＋2H＋)，滴定至终点，消耗标准溶液 30.00 mL。通过计算确定该样品的化学式(写出计算过程)。
[审题要点]
[定量分析]
[计算过程]
例2　称取2.449 g面粉经硝化处理后加入过量的NaOH溶液，加热，蒸出的氨用100.00 mL 0.010 86 mol/L盐酸标准溶液吸收，过量的盐酸用0.012 28 mol/L NaOH溶液滴定，用去15.30 mL，计算面粉中N元素的质量分数。
[定量分析]
例3　利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O，M＝248 g/mol) 的纯度。测定步骤如下：
溶液配制：称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品，配制成100 mL溶液。
蓝色褪去，且30 s内溶液颜色不改变
95.0%
例5　从废锂电池正极材料LiCoO2回收Li、Co等金属路线如下：
(1)写出“溶解”步骤发生反应的离子方程式：____________________________ ____________________________________________。
(2)Co(OH)2空气中加热时，固体残留率随温度的变化如图所示。已知290℃以上，Co(OH)2已完全脱水，在350～400℃范围内，剩余固体成分为__________________(Co—59)。
(3)常温下Ksp(Li2CO3)＝2.2×10－3，“沉锂”时使用饱和Na2CO3溶液的目的是__________________________________________。
Co3O4和Co2O3
4
指示剂的选择、终点判断及误差分析
考查角度 解题依据 规范答题 举例说明
指示剂 的选择 根据反应后溶液的酸碱性判断 通常选酚酞或甲基橙 ①用NaOH溶液滴定盐酸、CH3COOH溶液，应选________作指示剂；
②用盐酸滴定NaOH溶液、氨水，应选__________作指示剂
根据反应中物质自身颜色的变化判断 选淀粉溶液、KMnO4溶液等 ①用Na2S2O3溶液滴定I2，选淀粉溶液作指示剂；
②用KMnO4溶液滴定Fe2＋或H2C2O4溶液，KMnO4自身颜色的变化可指示终点
酚酞
甲基橙
考查角度 解题依据 规范答题 举例说明
终点的 判断 根据指示剂或反应物自身颜色的变化 终点的判断：由××色变成××色，且30 s内无明显变化 用KMnO4溶液滴定H2C2O4
溶液，终点现象是滴入____________KMnO4溶液，溶液由__________________，且____________内不褪色
简单 计算 根据物质间反应的数量关系 ①做三次以上的平行实验，舍去误差较大的测定值，取平均值计算； ②由定量关系列出比例式，再求解 2KMnO4～5H2C2O4
2　　　　　5
c1V1　　　c2V2
已知c1、V1、V2，由比例关系可求出c2
最后半滴
无色变为浅红色
30 s
考查角度 解题依据 规范答题 举例说明
误差 分析 根据消耗的标准溶液体积所产生的误差进行分析 — ①未用标准溶液润洗滴定管，导致待测物浓度偏大；
②滴定到终点时，俯视读数，导致待测物浓度偏小；
③滴定前没有赶气泡，导致待测物浓度偏大
例1　(2025·南京期末)生产印刷电路板所用的蚀刻液成分为[Cu(NH3)4]Cl2、NH4Cl、NH3·H2O等。回答下列问题：
(1)蚀刻反应原理为Cu＋[Cu(NH3)4]Cl2===2[Cu(NH3)2]Cl。蚀刻过程中[Cu(NH3)4]Cl2浓度下降，蚀刻能力降低。当通入空气后，即可恢复其蚀刻能力，写出该反应的化学方程式：__________________________________________________ ____________________________。
典型考题
1
化学综合实验——实验原理、实验方案补充、滴定分析与计算
4[Cu(NH3)2]Cl＋O2＋4NH4Cl＋4NH3·H2O=== 4[Cu(NH3)4]Cl2＋6H2O
(2)利用蚀刻废液可制备Cu2(OH)2CO3。取一定量蚀刻废液和稍过量的Na2CO3溶液加入如图所示实验装置的三颈瓶中，在搅拌下加热并通入空气，待产生大量沉淀时停止加热，冷却、过滤、洗涤，得到Cu2(OH)2CO3固体。
①向反应液中通入空气，除了使[Cu(NH3)2]Cl被氧化，另一个作用是_________ _________________________________________。
②图中装置X的作用是____________。
③检验Cu2(OH)2CO3固体是否洗涤干净的实验操作是_______________________ _____________________________________________________________________________________。
(3)利用铜精炼炉渣(含有CuO、SiO2及Fe2O3)制取该蚀刻液，请补充完整相应的实验方案：取一定量的铜精炼炉渣，________________________________________ _____________________________________________________________________________，得到蚀刻液(实验中须选用的试剂：1.0 mol/L HCl溶液、浓氨水)。
及时排出生成的NH3，增大Cu2(OH)2CO3的产率
防止倒吸
取少量最后一次洗涤滤液于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则洗涤干净，若有沉淀则未洗净
加入稍过量1.0 mol/L HCl溶液，搅拌，至炉渣不再溶解，过滤，向滤液中逐滴加入稍过量浓氨水，至生成的沉淀不再溶解，过滤
计算样品中Cu2O的纯度为__________(写出计算过程，保留小数点后2位有效数字)。
64.29%
【解析】 (2)③Cu2(OH)2CO3从溶液中析出后，沉淀表面附着有NH4Cl、NaCl等，故可通过检测最后一次洗涤滤液中是否含有Cl－来检验沉淀是否洗涤干净。(3)结合给定的试剂，可以在炉渣中加入稍过量1.0 mol/L HCl溶液，CuO、Fe2O3溶解，过滤后SiO2转移至滤渣中，在滤液中逐滴加入稍过量浓氨水，至生成的沉淀不再溶解，由于Fe(OH)3不溶于氨水，过滤后可得蚀刻液。
例2　(2025·无锡期末)回收镨铁合金抛光废料(含Fe和少量Pr及杂质)，可制备Pr6O11和Pr(OH)3。镨铁合金抛光废料经除铁、萃取、反萃取可得PrCl3溶液。Pr元素的常见化合价为＋3和＋4。
(1)沉淀Pr3＋。搅拌下，将一定量的PrCl3溶液与沉淀剂Na2CO3溶液充分反应，过滤得到Pr2(CO3)3·8H2O沉淀，发生反应的化学方程式为_______________________ _____________________________。沉淀剂用Na2CO3溶液比用NH4HCO3溶液得到的沉淀颗粒更加致密，可能的原因是__________________________________________ __________________________________________________。
2
化学综合实验——实验原理、实验方案补充、热重分析与计算
2PrCl3＋3Na2CO3＋8H2O ===Pr2(CO3)3·8H2O↓＋6NaCl
碳酸氢铵沉淀PrCl3过程生成大量气体，碳酸钠沉淀PrCl3过程没有气体生成，因而沉淀颗粒更加致密
(2)Pr6O11的制备和性质。
①将Pr2(CO3)3·8H2O置于空气中灼烧，测得剩余固体质量与起始固体质量的比值随温度变化的曲线如图所示。制备Pr6O11最适宜的温度为______________(写出计算过程，Pr—141)。
755 ℃
②将0.5 g Pr6O11加入20 mL 30% H2O2酸性溶液中产生大量气泡，反应后镨元素仅以Pr3＋的形式存在。该反应的离子方程式为_________________________________ ___________________。
Pr6O11＋2H2O2＋18H＋===6Pr3＋＋2O2↑＋11H2O
(3)Pr(OH)3的制备。
已知：①P507对Pr3＋和Fe3＋、Fe2＋都有萃取作用，对杂质离子无萃取作用。
②Pr3＋开始沉淀的pH为8，Fe3＋完全沉淀的pH为3.7，Fe2＋完全沉淀的pH为9.7。
为获得较高纯度Pr(OH)3，请补充完整实验方案：将定量镨铁合金抛光废料加入稀盐酸中，______________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，浓缩后得PrCl3溶液，向溶液中滴加1.0 mol/L NaOH溶液至不再产生沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤，将固体干燥，得到Pr(OH)3(须选用的试剂和仪器：1.0 mol/L HCl溶液、1.0 mol/L NaOH溶液、1.0 mol/L H2O2溶液、P507、分液漏斗)。
【解析】 (2)②反应前，Pr元素总化合价为＋22，反应后，仅以Pr3＋形式存在，即总化合价为＋18，Pr元素化合价下降，则Pr6O11作氧化剂，H2O2作还原剂被氧化生成O2，结合得失电子守恒、电荷守恒以及元素守恒可写出反应的离子方程式。
向溶液中边搅拌边加入稍过量1.0 mol/L H2O2溶液，用1.0 mol/L NaOH调节pH为3.7左右，充分反应后过滤，将滤液转移到分液漏斗中，加入P507充分振荡，萃取后分液，多次萃取后，向有机层中加入1.0 mol/L HCl溶液反萃取，分离出水层后重复反萃取2～3次，将所得水层溶液合并
例3　(2025·苏州调研)通过处理废旧磁性合金钕铁硼(Nd2Fe14B)可回收钕与铁。
3
化学综合实验——实验原理、实验方案补充、图表曲线分析
Ⅰ. 湿法分离
(1)向钕铁硼中加入硫酸，钕、铁分别转化为Nd3＋、Fe2＋进入滤液。酸浸过程中溶液温度、pH随时间变化如图1所示。
图1
②酸浸初始阶段溶液的pH迅速上升的原因是______________________________ ____________。
(2)向酸浸后的滤液中加入NaOH溶液，可将Nd3＋转化为NaNd(SO4)2沉淀分离。
①若加入NaOH溶液过多，放置时间过长可能会产生Fe(OH)2或FeOOH。Fe2＋转化为FeOOH的离子方程式为_____________________________________________。
②检验所得NaNd(SO4)2沉淀中是否含有铁元素的实验方案为________________ __________________________________________________________________________________。
10
4Fe2＋＋O2＋8OH－===4FeOOH↓＋2H2O
取少量沉淀，加入足量盐酸溶解，再加入H2O2溶液，滴加KSCN溶液，若溶液呈现红色，说明含有铁元素
(3)将“沉钕”后过滤所得的滤液(含FeSO4、H2SO4)电解可获得铁。为提高阴极的电解效率，可加入少量具有还原性的弱酸盐柠檬酸钠，其作用是______________ ____________________________________________________。
柠檬酸根离子与H＋结合，减少H＋在阴极放电；防止Fe2＋被氧化为Fe3＋
Ⅱ. 干法分离
图2
3∶1
加水充分浸取，过滤，向滤液中加入(NH4)2C2O4溶液，至静置后向上层清液中继续滴加(NH4)2C2O4溶液无浑浊，过滤
主要实验步骤如下：
Ⅰ.如图所示，准确称取m g细粉状药用硫黄于①中，并准确加入V1 mL KOH乙醇溶液(过量)，加入适量蒸馏水，搅拌，加热回流。待样品完全溶解后，蒸馏除去乙醇。
高考视野
Ⅱ.室温下向①中加入适量蒸馏水，搅拌下缓慢滴加足量30% H2O2溶液，加热至100℃，保持20 min，冷却至室温。
Ⅲ.将①中溶液全部转移至锥形瓶中，加入2滴甲基橙指示剂，用c mol/L HCl标准溶液滴定至终点，消耗HCl溶液体积为V2 mL。
Ⅳ.不加入硫黄，重复步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ做空白实验，消耗HCl标准溶液体积为 V3 mL。计算样品中硫的质量分数。
Ⅴ.平行测定三次，计算硫含量的平均值。
(1)仪器①的名称为____________；②的名称是______________。
(2)步骤Ⅰ中，乙醇的作用是__________________________________________。
(3)步骤Ⅰ中，样品完全溶解后，必须蒸馏除去乙醇的原因是______________ __________________________________________。
(4)步骤Ⅱ中不宜采用水浴加热的原因是_________________________________ ______________________________________________________。步骤Ⅱ结束后，若要检验反应后溶液中的SO，实验操作是______________________________________ ________________________________________________________________________________。
圆底烧瓶
球形冷凝管
作溶剂，溶解单质硫，使单质硫与KOH反应充分
后续加入的H2O2溶液会氧化乙醇，导致H2O2用量增大
实验需要加热至100 ℃，则水槽中的水沸腾，大量蒸发，造成能源浪费，故不宜采用水浴加热
(5)步骤Ⅲ中，判断滴定达到终点的现象为________________________________ __________________________________。
(6)单次样品测定中硫的质量分数可表示为_______________(写出计算式)。
滴入最后半滴盐酸，溶液颜色由黄色变为橙色，且半分钟内不恢复原色
2. (2025·安徽卷)侯氏制碱法以NaCl、CO2和NH3为反应物制备纯碱。某实验小组在侯氏制碱法基础上，以NaCl和NH4HCO3为反应物，在实验室制备纯碱，步骤如下：
①配制饱和食盐水；②在水浴加热下，将一定量研细的NH4HCO3，加入饱和食盐水中，搅拌，使NH4HCO3溶解，静置，析出NaHCO3晶体；③将NaHCO3晶体减压过滤、煅烧，得到Na2CO3固体。
(1)步骤①中配制饱和食盐水，如图所示的仪器中需要使用的有______________ (填名称)。
烧杯、玻璃棒
(2)步骤②中NH4HCO3需研细后加入，目的是_____________________________ _____________________________。
(3)在实验室使用NH4HCO3代替CO2和NH3制备纯碱，优点是_______________ ___________________________________________。
(4)实验小组使用滴定法测定了产品的成分。滴定过程中溶液的pH随滴加盐酸体积变化的曲线如图所示。
加快NH4HCO3溶解、增大NH4HCO3与NaCl的反应速率
工艺简单、绿色环保、制备产品的效率较高、原料利用率较高
ⅰ.到达第一个滴定终点B时消耗盐酸V1 mL，到达第二个滴定终点C时又消耗盐酸V2 mL。V1＝V2，所得产品的成分为______(填字母)。
a．Na2CO3　 b．NaHCO3
c．Na2CO3和NaHCO3　 d．Na2CO3和NaOH
ⅱ.到达第一个滴定终点前，某同学滴定速度过快，摇动锥形瓶不均匀，致使滴入盐酸局部过浓。该同学所记录的V′1______V1(填“>”“<”或“＝”)。
a
>
(5)已知常温下Na2CO3和NaHCO3的溶解度分别为307 g和103 g。向饱和Na2CO3溶液中持续通入CO2气体会产生NaHCO3晶体。实验小组进行相应探究：
实验 操作 现象
a 将CO2匀速通入置于烧杯中的20 mL饱和Na2CO3溶液，持续20 min，消耗600 mL CO2 无明显现象
b 将20 mL饱和Na2CO3溶液注入充满CO2的500 mL矿泉水瓶中，密闭，剧烈摇动矿泉水瓶1～2 min，静置 矿泉水瓶变瘪，3 min后开始有白色晶体析出
ⅰ.实验a无明显现象的原因是___________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________。
ⅱ.析出的白色晶体可能同时含有NaHCO3和Na2CO3·10H2O。称取0.42 g晾干后的白色晶体，加热至恒重，将产生的气体依次通过足量的无水CaCl2和NaOH溶液，NaOH溶液增重0.088 g，则白色晶体中NaHCO3的质量分数为__________。
CO2在饱和Na2CO3溶液中的溶解速率小、溶解量小，故反应的速率也较小，生成的NaHCO3的量较少，NaHCO3在该溶液中没有达到过饱和状态，故不能析出晶体
80%
【解析】 (3)使用CO2和NH3作为原料，存在气体不能完全溶解、气体的利用率低等因素，且NH3会对环境会产生不好的影响。(4)ⅰ.根据图中的曲线变化可知，到达第一个滴定终点B时，发生的反应为Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，消耗盐酸V1 mL；到达第二个滴定终点C时， 发生的反应为NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，又消耗盐酸 V2 mL，因为V1＝V2，说明产品中不含NaHCO3和NaOH，因此，所得产品的成分为Na2CO3，故选a。ⅱ.到达第一个滴定终点前，某同学滴定速度过快，摇动锥形瓶不均匀，致使滴入盐酸局部过浓，会使一部分Na2CO3与盐酸反应生成CO2，从而使得V1偏大、V2偏小，因此，该同学所记录的V′1>V1。(5)ⅰ.实验a中，CO2在饱和Na2CO3溶液中的溶解速率小、溶解量小，反应的速率也较小，生成的NaHCO3的量较少，NaHCO3在该溶液中没有达到过饱和状态，故不能析出晶体；ⅱ.析出的白色晶体可能同时含有NaHCO3和Na2CO3·10H2O，称取
能力评价
1. (2025·苏北四市一模)[Co(NH3)6]Cl2可用于脱除NO气体及制备[Co(NH3)6]Cl3。
(1)[Co(NH3)6]Cl2溶液制备。在图1所示装置中，用0.1 mol/L CoCl2溶液与 0.1 mol/L氨水反应可制得[Co(NH3)6]Cl2溶液。
①图1中仪器a的名称为__________________________，基态Co2＋的电子排布式为_____________。
分液漏斗(或滴液漏斗)
[Ar]3d7
10－9.12
①实验得到NO脱除率与温度、时间变化如图2所示；NO脱除率随温度、时间变化的原因为______________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________。
②钴氨溶液经过多次循环吸收NO后，其吸收NO的能力会降低，向钴氨溶液中加入KI溶液可恢复其吸收NO的能力，写出该反应的离子方程式：_______________ ____________________________。
温度升高，NO、O2的溶解度下降，NO脱除率下降；随着时间的延长，[Co(NH3)6]2＋转化为[Co(NH3)6]3＋，而[Co(NH3)6]3＋对NO的吸收能力极低，NO脱除率下降
2[Co(NH3)6]3＋＋2I－===2[Co(NH3)6]2＋＋I2
(3)[Co(NH3)6]Cl3晶体制备。已知：[Co(NH3)6]Cl3晶体易溶于热水和稀盐酸中，在冰水、浓盐酸、无水乙醇中溶解度较小。
请补充完整实验方案：在通风橱中将制得的[Co(NH3)6]Cl2溶液加热至55 ℃左右，边搅拌边加入适量NH4Cl，再加入_______________________________________ _______________________________________________________________________________________________________，低温烘干，得到[Co(NH3)6]Cl3晶体(实验中须使用：4% H2O2溶液、红色石蕊试纸、冰水、浓盐酸、无水乙醇)。
4% H2O2溶液至产生的气体不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，冰水浴冷却，再加入浓盐酸(无水乙醇)至有大量晶体析出，过滤，用无水乙醇洗涤2～3次
2. (2024·南京、盐城期末)实验室以菱锰矿(含MnCO3及少量Fe、Si的氧化物等)为原料制备高纯MnCO3和Mn3O4的流程如下。
已知：室温下，Ksp(MnS)＝2.6×10－13、Ksp[Mn(OH)2]＝2.0×10－13、H2S电离常数Ka1＝1.1×10－7、Ka2＝1.3×10－13。
(1)该流程中可循环使用的物质有_____________________________。
(2)“沉铁”过程需加氨水调节溶液pH，使溶液中Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀同时得到MnSO4溶液。检验MnSO4溶液中是否含有Fe3＋的实验方法是________________ ____________________________________________________________________________________________________。
NH3(或氨水)、(NH4)2SO4
取少量MnSO4溶液于试管中，向其中滴加KSCN溶液{或K4[Fe(CN)6]溶液}，若溶液不变红(或没有蓝色沉淀)，则溶液中无Fe3＋
(3)沉铁过程中也会产生少量Mn(OH)2沉淀。Mn(OH)2在工业上可用于去除溶液中HS－，反应为Mn(OH)2＋HS－===MnS＋OH－＋H2O，其平衡常数K＝________。
(4)制取MnCO3。在图1所示的实验装置中，搅拌下使一定量的MnSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液充分反应。
图1
①滴液漏斗中添加的药品是_______________________。
②混合溶液中氨水的作用是_________________________ _______________________________。
10
氨水-NH4HCO3混合溶液
(5)制取Mn3O4。固定其他条件不变，反应物物质的量浓度比值、温度、空气流量对MnSO4溶液制取Mn3O4纯度的影响如图2、图3、图4所示。
补充完整制取纯净Mn3O4的实验方案：取50 mL 0.7 mol/L MnSO4溶液，_________________________________________________________________________________________________________，控制搅拌速率500 r/min反应8 h，______________________________________________________________________________________，110 ℃干燥2 h，得到纯净的Mn3O4(须使用的试剂：1.4 mol/L NaOH溶液、1.0 mol/L BaCl2溶液)。
边搅拌边向其中加入50 mL 1.4 mol/L NaOH溶液，并保持75 ℃水浴加热，同时以 17 L/min的流量向溶液中通入空气
静置过滤，用水洗涤，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加1.0 mol/L BaCl2溶液，无沉淀生成微专题4　化学综合实验
纲举目张
实验方案的补写
1. (1)(2025·江苏卷节选)为比较含氯FeOOH在NaOH溶液与蒸馏水中浸泡的脱氯效果，请补充实验方案：取一定量含氯FeOOH模拟样品，将其分为两等份， 分别加入等体积的0.5 mol/L NaOH溶液和蒸馏水至刚好浸没样品，在室温下，搅拌、浸泡30 min；过滤，各取等量的上层清液(如2 mL)置于两支小试管中，分别滴加3 mL 0.5 mol/L HNO3溶液酸化，再分别滴加0.05 mol/L AgNO3溶液，至每份上层清液中不再出现白色沉淀时，记录消耗AgNO3溶液体积 ，比较滴加AgNO3溶液体积[Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。实验须遵循节约试剂用量的原则，必须使用的试剂：蒸馏水、0.5 mol/L NaOH溶液、0.5 mol/L HNO3溶液、0.05 mol/L AgNO3溶液]。
(2)(2021·江苏卷节选)MnCO3经热解、酸浸等步骤可制备MnO2。MnCO3在空气气流中热解得到三种价态锰的氧化物，锰元素所占比例(×100%)随热解温度变化的曲线如图所示。
已知：MnO与酸反应生成Mn2＋；Mn2O3氧化性强于Cl2，加热条件下Mn2O3在酸性溶液中转化为MnO2和Mn2＋。为获得较高产率的MnO2，请补充实验方案：取一定量MnCO3置于热解装置中，通空气气流， 加热到450 ℃分解一段时间，将冷却后的固体边搅拌边加入一定量1 mol/L硫酸溶液中，加热，充分反应后过滤，洗涤，取最后一次洗涤滤液滴加0.1 mol/L BaCl2溶液，若溶液不变浑浊，过滤 ，固体干燥，得到MnO2(可选用的试剂：1 mol/L H2SO4溶液、2 mol/L HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液)。
【解析】 (1)该实验为对比实验，要检验脱氯效果，应控制样品用量、脱氯时间、取用溶液的体积等变量相同；实验要求须遵循节约试剂用量的原则，如“刚好浸没”样品，并强调试剂用量少量或定量2 mL。(2)根据图像在450 ℃左右MnO2占比最高，所以加热到450 ℃最佳，MnO与酸反应生成Mn2＋，故用酸除MnO，Mn2O3氧化性强于Cl2，用盐酸会发生氧化还原反应产生氯气，加热，充分反应后过滤，洗涤，直到取最后一次洗涤滤液滴加0.1 mol/L BaCl2溶液不变浑浊。
化学实验综合
2. (2024·江苏卷)贵金属银应用广泛。Ag与稀硝酸制得AgNO3，常用于循环处理高氯废水。
(1)沉淀Cl－。在高氯水样中加入K2CrO4使CrO浓度约为5×10－3 mol/L，当滴加AgNO3溶液至开始产生Ag2CrO4沉淀(忽略滴加过程的体积增加)，此时溶液中Cl－浓度约为 9×10－6 mol/L[已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12]。
(2)还原AgCl。在AgCl沉淀中埋入铁圈并压实，加入足量0.5 mol/L盐酸后静置，充分反应得到Ag。
①铁将AgCl转化为单质Ag的化学方程式为 Fe＋2AgCl===FeCl2＋2Ag 。
②不与铁圈直接接触的AgCl也能转化为Ag的原因是 Fe、盐酸、AgCl构成原电池，AgCl作正极，发生还原反应：AgCl＋e－===Ag＋Cl－ 。
③为判断AgCl是否完全转化，补充完整实验方案：取出铁圈，搅拌均匀，取少量混合物过滤， 洗涤，向最后一次洗涤液中滴加硝酸银溶液，无明显现象，转移滤渣至烧杯中，在通风设备中，边搅拌边向烧杯中加入足量稀硝酸，若固体无剩余，则AgCl完全转化 [实验中必须使用的试剂和设备：稀硝酸、AgNO3溶液，通风设备]。
(3)Ag的抗菌性能。纳米Ag表面能产生Ag＋杀死细菌(如图所示)，其抗菌性能受溶解氧浓度影响。
①纳米Ag溶解产生Ag＋的离子方程式为4Ag＋O2＋4H＋===4Ag＋＋2H2O 。
②实验表明溶解氧浓度过高，纳米Ag的抗菌性能下降，主要原因是 纳米Ag与氧气生成Ag2O，使得Ag＋浓度下降 。
【解析】 (1)当滴加AgNO3溶液至开始产生Ag2CrO4沉淀，此时c(Ag＋)＝＝ mol/L＝2×10－5 mol/L，c(Cl－)＝＝9×10－6 mol/L。
(2)③判断AgCl是否完全转化，即检验混合物中是否含有AgCl，若AgCl完全转化，则固体全部为银，可完全溶于稀硝酸，若AgCl未完全转化，则固体不能完全溶于稀硝酸。
3. (2023·江苏卷)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备MgSO4·H2O，其实验过程可表示为
(1)在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入SO2气体，生成MgSO3，反应为Mg(OH)2＋H2SO3===MgSO3＋2H2O，其平衡常数K与Ksp[Mg(OH)2]、Ksp(MgSO3)、Ka1(H2SO3)、Ka2(H2SO3)的代数关系式为K＝ ；
下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收SO2效率的有 BD (填字母)。
A. 水浴加热氧化镁浆料
B. 加快搅拌速率
C. 降低通入SO2气体的速率
D. 通过多孔球泡向氧化镁浆料中通SO2
(2)在催化剂作用下MgSO3被O2氧化为MgSO4。已知MgSO3的溶解度为0.57 g(20 ℃)，O2氧化溶液中SO的离子方程式为O2＋2SO2SO ；
在其他条件相同时，以负载钴的分子筛为催化剂，浆料中MgSO3被O2氧化的速率随pH的变化如图甲所示。在pH＝6～8范围内，pH增大，浆料中MgSO3的氧化速率增大，其主要原因是 SO在pH＝6时主要以HSO形式存在、在pH＝8时主要以SO形式存在，而SO更易被氧化，所以pH＝6～8范围内，随着pH的增大，浆料中MgSO3的氧化速率增大 。
甲
(3)制取MgSO4·H2O晶体。在如图乙所示的实验装置中，搅拌下，使一定量的MgSO3浆料与H2SO4溶液充分反应。
乙
MgSO3浆料与H2SO4溶液的加料方式是 将分液漏斗中的H2SO4溶液缓缓滴加到MgSO3浆料中 ；
补充完整制取MgSO4·H2O晶体的实验方案：向含有少量Fe3＋、Al3＋的MgSO4溶液中， 边搅拌边加入MgO粉末，调节溶液的pH≥5，静置、过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤所得固体在150～170 ℃下干燥。(已知：Fe3＋、Al3＋在pH≥5时完全转化为氢氧化物沉淀；室温下从MgSO4饱和溶液中结晶出MgSO4·7H2O，MgSO4·7H2O在150～170 ℃下干燥得到MgSO4·H2O，实验中需要使用MgO粉末)。
【解析】 (1)已知下列反应：
①Mg(OH)2＋H2SO3===MgSO3＋2H2O　K
②Mg(OH)2(s)??Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)　Ksp[Mg(OH)2]
③MgSO3(s)??Mg2＋(aq)＋SO(aq)　Ksp(MgSO3)
④H2SO3??H＋＋HSO　Ka1(H2SO3)
⑤HSO??H＋＋SO　Ka2(H2SO3)
⑥H2O??H＋＋OH－　Kw
根据盖斯定律：反应①＝②－③＋④＋⑤－⑥×2，可求出K；加热可加快反应速率，但温度升高，SO2在水中溶解度降低，且会导致H2SO3受热分解，不一定能提高吸收SO2效率，A错误；加快搅拌速率，可以使反应物充分接触，提高吸收SO2效率，B正确；降低通入SO2气体的速率，SO2可与MgO浆料充分接触，但会降低反应速率，不能提高吸收SO2效率，C错误；多孔球泡可以让SO2与MgO浆料充分接触，能提高吸收SO2效率，D正确。(2)O2氧化溶液中的SO，SO被氧化为SO，1 mol O2氧化2 mol SO，故O2氧化溶液中SO的离子方程式为2SO＋O22SO；随着pH增大，SO的浓度增大，SO还原性更强，更易被氧化，故可加快氧化速率。(3)若将MgSO3浆料加入H2SO4溶液，酸过量，会生成大量的二氧化硫；首先需要调节pH≥5以除去Fe3＋、Al3＋杂质，需要用到的试剂为MgO粉末，操作细节为分批加入少量MgO粉末，以免pH过高，不断搅拌进行反应直至检测到pH≥5，然后过滤除去氢氧化铁、氢氧化铝沉淀；接着需要从溶液中得到MgSO4·H2O，根据题目信息，室温下结晶只能得到MgSO4·7H2O，因此需要在150～170 ℃下干燥得到MgSO4·H2O，操作细节为将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在150～170 ℃干燥。
4. (2022·江苏卷)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备含少量Cl－的Ce2(CO3)3，其部分实验过程如下：
(1)“酸浸”时，CeO2与H2O2反应生成Ce3＋并放出O2，该反应的离子方程式为 2CeO2＋H2O2＋6H＋===2Ce3＋＋O2↑＋4H2O 。
(2)pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO3溶液反应可生成Ce2(CO3)3沉淀，该沉淀中Cl－含量与加料方式有关。得到含少量Cl－的Ce2(CO3)3的加料方式为 B (填字母)。
A. 将NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中
B. 将CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中
(3)通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程，可制备含少量Cl－的Ce2(CO3)3。已知：Ce3＋能被有机萃取剂(简称HA)萃取，其萃取原理可表示为Ce3＋(水层)＋3HA(有机层)??CeA3(有机层)＋3H＋(水层)。
①加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是 使c(H＋)减小，促进萃取平衡正向移动，提高Ce3＋的萃取率 。
②反萃取的目的是将有机层Ce3＋转移到水层。使Ce3＋尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有 适当增大稀硝酸的浓度，多次萃取分液 (填两项)。
③与“反萃取”得到的水溶液比较，滤去Ce2(CO3)3沉淀的滤液中，物质的量减小的离子有 Ce3＋、H＋ (填离子符号)。
(4)实验中需要测定溶液中Ce3＋的含量。已知水溶液中Ce4＋可用准确浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色，滴定反应为Fe2＋＋Ce4＋===Fe3＋＋Ce3＋。请补充完整实验方案：①准确量取25.00 mL Ce3＋溶液[c(Ce3＋)约为0.2 mol/L]，加氧化剂将Ce3＋完全氧化并去除多余氧化剂后，用稀硫酸酸化，将溶液完全转移到250 mL容量瓶中后定容；②按规定操作分别将0.020 00 mol/L(NH4)2Fe(SO4)2和待测Ce4＋溶液装入如图所示的滴定管中；③ 准确量取一定体积的Ce4＋溶液于锥形瓶中，滴入数滴苯代邻氨基苯甲酸作指示剂，用0.020 00 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液进行滴定，当滴入最后半滴(NH4)2Fe(SO4)2溶液时，溶液由紫红色变成亮黄色，且半分钟内溶液颜色无明显变化，记录滴定所用(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积，重复上述操作2～3次 。
【解析】 (1)CeO2为难溶于水的固体，H2O2为弱电解质，书写离子方程式时不可拆分为离子形式。(2)若将NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中，则生成的Ce2(CO3)3沉淀会浸泡在含Cl－较多的溶液中，所得Ce2(CO3)3沉淀的表面附着的Cl－较多；若将CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中，则所得Ce2(CO3)3沉淀的表面附着的Cl－较少，故选B。(3)①由萃取原理：Ce3＋(水层)＋3HA(有机层)??CeA3(有机层)＋3H＋(水层)知，酸性条件下，Ce3＋不易被HA萃取，加氨水去除过量盐酸，使溶液接近中性，更有利于Ce3＋由水层进入有机层。②“反萃取”时，需要使上述平衡逆向移动，故可以增大稀硝酸的浓度，使平衡逆向进行的程度增大；或通过多次萃取，使有机层中的Ce3＋尽可能多地进入水层。③“反萃取”得到的水溶液中含有较多的Ce3＋、H＋和NO，加入氨水和NH4HCO3生成Ce2(CO3)3沉淀时，氨水、NH4HCO3均会消耗H＋，Ce3＋转化为沉淀，故滤去Ce2(CO3)3沉淀的滤液中，Ce3＋和H＋的物质的量均减小。(4)测定溶液中Ce3＋的含量的实验方案如下：先将Ce3＋溶液转化为Ce4＋溶液，用准确浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定Ce4＋溶液，该反应的离子方程式为Fe2＋＋Ce4＋===Fe3＋＋Ce3＋，可得关系式：Fe2＋～Ce3＋，根据多次滴定实验中记录的消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积计算平均值，并结合其浓度，可计算出原溶液中Ce3＋的含量。
5. (2020·江苏卷)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α-Fe2O3。其主要实验流程如下：
铁泥―→―→―→―→……→α-Fe2O3
(1)酸浸：用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，下列措施能提高铁元素浸出率的有 AB (填字母)。
A. 适当升高酸浸温度
B. 适当加快搅拌速率
C. 适当缩短酸浸时间
(2)还原：向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3＋完全转化为Fe2＋。“还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成 H2 (填化学式)；检验Fe3＋是否还原完全的实验操作是 取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈现红色 。
(3)除杂：向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2＋转化为CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低，将会导致CaF2沉淀不完全，其原因是 pH偏低，形成HF，导致溶液中F－浓度减小，CaF2沉淀不完全 [已知：Ksp(CaF2)＝5.3×10－9，Ka(HF)＝6.3×10－4]。
(4)沉铁：将提纯后的FeSO4溶液与NH4HCO3-氨水混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。
①写出生成FeCO3沉淀的离子方程式： Fe2＋＋HCO＋NH3·H2O===FeCO3↓＋NH＋H2O或Fe2＋＋HCO＋NH3===FeCO3↓＋NH 。
②设计以FeSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案： 边搅拌边向FeSO4溶液中缓慢加入氨水-NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2～3次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀 [FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的pH＝6.5]。
【解析】 (1)适当提高酸浸温度可加快反应速率，从而提高铁元素的浸出率，适当加快搅拌速率可加快反应速率，也可提高铁元素的浸出率，A、B正确；适当缩短酸浸时间，铁元素的浸出率降低，C错误。(2)铁粉参与两个反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，生成物中除了Fe2＋，还有H2。(3)pH偏低，F－与H＋结合生成HF分子，导致F－浓度减小，CaF2沉淀不完全。(4)②将FeSO4转化为FeCO3，不能转化为Fe(OH)2，则pH不大于6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2～3次，用BaCl2溶液检验SO是否洗净。
　化学实验计算
[热重法]
6. (1)(2024·江苏卷)净化后的NdCl3溶液通过沉钕、焙烧得到Nd2O3。
①向NdCl3溶液中加入(NH4)2CO3溶液，Nd3＋可转化为Nd(OH)CO3沉淀。该反应的离子方程式为 Nd3＋＋2CO＋H2O===Nd(OH)CO3↓＋HCO 。
②将8.84 mg Nd(OH)CO3(摩尔质量为221 g/mol)在氮气氛围中焙烧，剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。
550～600 ℃时，所得固体产物可表示为NdaOb(CO3)c，通过以上实验数据确定该产物中n(Nd3＋)∶n(CO)的比值为 2∶1(计算过程见解析) (写出计算过程)。
(2)(2022·江苏卷节选)FeS2、FeS在空气中易被氧化，将FeS2在空气中氧化，测得氧化过程中剩余固体的质量与起始FeS2的质量的比值随温度变化的曲线如图所示。
800 ℃时，FeS2氧化成含有两种元素的固体产物为 Fe2O3 (填化学式)。
【解析】 (1)①向NdCl3溶液中加入(NH4)2CO3溶液，Nd3＋和CO发生反应生成Nd(OH)CO3沉淀和HCO。②8.84 mg Nd(OH)CO3的物质的量为＝4×10－5 mol，其在氮气氛围中焙烧后，金属元素的质量和化合价均保持不变，因此，n(Nd3＋)＝4×10－5 mol；550～600 ℃ 时剩余固体的质量为7.60 mg，固体减少的质量为1.24 mg，由于碱式盐在受热分解时易变为正盐，氢氧化物分解得到氧化物和H2O，碳酸盐分解得到氧化物和CO2，因此，可以推测固体变为NdaOb(CO3)c时失去的质量是生成H2O和CO2的质量；根据H元素守恒可知，固体分解时生成H2O的质量为4×10－5 mol××18×103 mg/mol＝0.36 mg，则生成CO2的质量为1.24 mg－0.36 mg＝0.88 mg，则生成CO2的物质的量为＝2×10－5 mol，由C元素守恒可知，分解后剩余的CO的物质的量为4×10－5 mol－2×10－5 mol＝2×10－5 mol，因此可以确定该产物中n(Nd3＋)∶n(CO)的比值为＝2∶1。
(2)由图可知，800 ℃时，氧化过程中剩余固体的质量与起始FeS2的质量的比值为66.7%，FeS2的摩尔质量为120 g/mol，设FeS2氧化成含有两种元素的固体产物化学式为FeOx，则M(FeOx)＝120 g/mol×66.7%≈80 g/mol，则56＋16x＝80，x＝，即固体产物为Fe2O3。
[滴定分析法]
7. (2020·江苏卷)次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠 (C3N3O3Cl2Na)都是常用的杀菌消毒剂。NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠。
(1)NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。写出制备NaClO的离子方程式： Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O ；
用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用，若在空气中暴露时间过长且见光，将会导致消毒作用减弱，其原因是 NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO，HClO见光分解 。
(2)二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%。通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理：C3N3O3Cl＋H＋＋2H2O===2HClO＋C3H3N3O3；HClO＋2I－＋H＋===I2＋Cl－＋H2O；I2＋2S2O===S4O＋2I－。
准确称取1.120 0 g样品，用容量瓶配成250 mL溶液；取25.00 mL上述溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，密封在暗处静置5 min；用0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色，加入淀粉指示剂继续滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。
①通过计算判断该样品是否为优质品(写出计算过程，该样品的有效氯＝×100%)。
计算过程：
n(S2O)＝0.100 0 mol/L×20.00×10－3 L＝2.000×10－3 mol，
根据物质转化和得失电子守恒可得：
C3N3O3Cl～2HClO～2I2～4S2O
n(HClO)＝n(S2O)＝×0.100 0 mol/L×20.00×10－3 L
＝1.000×10－3 mol
测定中转化为HClO的氯元素的质量＝1.000×10－3 mol×35.5 g/mol＝0.035 50 g
该样品的有效氯＝×100%≈63.39%
该样品的有效氯大于60%，故该样品为优质品
②若在检测中加入稀硫酸的量过少，将导致样品的有效氯测定值 偏低 (填“偏高”或“偏低”)。
【解析】 (2)②若在检测中加入稀硫酸的量过少，则生成的HClO、I2的量偏小，则消耗的Na2S2O3的量偏小，导致样品的有效氯测定值偏低。
8. (2019·江苏卷)无机高分子聚合硫酸铁[Fe2(OH)6－2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。
(1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。
H2O2氧化Fe2＋的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ；
水解聚合反应会导致溶液的pH 减小 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数：准确称取液态样品3.000 g，置于250 mL锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热，滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2＋将Fe3＋还原为Fe2＋)，充分反应后，除去过量的Sn2＋。用5.000×10－2 mol/L K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中Cr2O与Fe2＋反应生成Cr3＋和Fe3＋)，消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
①上述实验中若不除去过量的Sn2＋，样品中铁的质量分数的测定结果将 偏大 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)。
计算过程：
n(Cr2O)＝5.000×10－2 mol/L×22.00×10－3 L＝1.100×10－3 mol，由滴定时Cr2O～6e－～2Cr3＋和Fe2＋～e－～Fe3＋，根据得失电子守恒可得微粒的关系式：Cr2O～6Fe2＋
则n(Fe2＋)＝6n(Cr2O)＝6×5.000×10－2 mol/L×22.00×10－3 L＝6.600×10－3 mol
则样品中铁元素的质量：
m(Fe)＝6.600×10－3 mol×56 g/mol＝0.369 6 g
样品中铁元素的质量分数：
w(Fe)＝×100%＝12.32%
【解析】 (1)Fe3＋水解，导致c(H＋)逐渐增大，pH减小。(2)①根据题意，Sn2＋能将Fe3＋还原为Fe2＋，说明还原性：Sn2＋>Fe2＋，若不除去过量的Sn2＋，在K2Cr2O7溶液滴定Fe2＋时，K2Cr2O7也会与Sn2＋反应，导致K2Cr2O7用量增大，铁元素的质量分数会偏大。
化学综合实验条件控制
1. 温度的控制、溶液酸碱性的控制、氧化还原反应的防止与利用
实验条件控制 目的 解题指导
控制温度 (1)适当加热有利于反应速率的加快(2)控制反应在一定温度范围内进行的目的：①若温度过低，则反应速率(或溶解速率)较慢；②若温度过高，则某些物质会分解或挥发；③对于有气体参与的反应，控制反应在较低温度下进行，有利于提高气体在溶液中的浓度(如氯气置换碘的反应) 要充分利用题给信息，尤其关注物质受热易分解(分解温度)、物质的熔点和沸点、升华等信息。(1)水浴、油浴和冰水浴。①温度不超过100 ℃的反应，用水浴加热。优点： 受热均匀、温度可控 (油浴的温度超过100 ℃)；②冰水浴可防止物质受热分解[如H2O2、NaHCO3、NH3·H2O、AgNO3(见光易分解)、浓硝酸(见光易分解)、NH4Cl等铵盐、NaClO、NaClO2、草酸等物质]；③物质分离时使用冰水冷却，有利于降低产品的溶解度，提高产量。(2)对于放热反应，通过缓慢通入(或加入)反应物，可防止反应所产生的热量使体系升温过快。(3)对于有气体参与的反应，控制反应在较低温度下进行，有利于提高气体在溶液中的浓度
控制溶液的酸碱性 ①控制溶液的pH范围，使杂质金属离子形成氢氧化物(或碳酸盐)沉淀，从而达到除去杂质金属离子的目的；②防止盐类水解 ①对照题给信息表，通过金属离子形成氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH，控制溶液的pH范围，将杂质金属离子(一种或几种)除去；②为防止FeSO4水解，在配制FeSO4溶液时要加入 稀硫酸
氧化还原反应的控制 还原反应[如将Fe3＋转化为Fe2＋] [制备绿矾 ]①实验前要通入载气(如N2)：目的是排尽装置中的空气，防止Fe2＋被氧化；②在溶液中加入过量的铁粉将Fe3＋全部转化为Fe2＋
[制备氢氧化亚铁]①利用实验产生的还原性气体(如氢气)将产生的亚铁盐溶液从一个容器压到另一个容器；②配制氢氧化钠溶液、FeSO4溶液的蒸馏水要 煮沸 ，除去溶解氧；③在FeSO4溶液上方加一层植物油，盛有氢氧化钠溶液的滴管应 伸入FeSO4溶液中
氧化反应[如将Fe2＋转化为Fe3＋] 为了除去铁元素，常将溶液中Fe2＋氧化为Fe3＋，根据题给金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH，调节合理的pH范围，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀，过滤除去
其他 ①铁粉、柠檬酸具有强还原性，可防止Fe2＋被氧化；②煮沸反应液，可以除去前面实验步骤中加入的过量氧化剂(如H2O2)；③当前面步骤中加入过量的氧化剂时，要考虑其是否会对后面步骤产生影响(如过量的氧化剂会将目标产物中的Fe2＋、Co2＋、SO等氧化)
例　用FeSO4溶液和Na2CO3溶液制备FeCO3。(1)制备FeCO3的化学方程式： FeSO4＋Na2CO3===FeCO3↓＋Na2SO4 。(2)加料方式： 边搅拌边将Na2CO3溶液缓慢加入盛有FeSO4溶液的反应容器中 ；理由：碳酸钠溶液显碱性，若将FeSO4溶液滴入Na2CO3溶液中，则会生成 Fe(OH)2 沉淀(pH＝5.8时，Fe2＋开始沉淀)
2. 减缓化学反应速率的操作
操作 说明
减缓通入气体的速率 有气体参与的反应
减缓滴入反应液的速率 用分液漏斗加入的反应物
分批加入反应物 放热反应或有气体生成的反应
将反应器置于冰水浴中 降低温度
3. 气压原理在实验装置中的运用
原理运用 装置图 解题指导
检查装置气密性 含分液漏斗的装置 实验开始前， 关闭 止水夹，打开分液漏斗活塞，通过分液漏斗向锥形瓶中滴加水，若一段时间后水 不能顺利滴下 ，则装置气密性良好(或关闭分液漏斗活塞，打开止水夹，将导管口置于水槽中液面下，微热锥形瓶，若导管口有气泡产生，停止加热一段时间后，导管口形成 一段稳定的水柱 ，则装置气密性良好)
含长颈漏斗的装置 实验开始前， 关闭 止水夹，由长颈漏斗向广口瓶中加水至长颈漏斗中的液面高于广口瓶中液面，一段时间后液面差高度 不变 ，则装置气密性良好
压送液体 制备氢氧化亚铁 铁与稀盐酸在试管Ⅰ中反应生成氯化亚铁和氢气，氢气再将生成的氯化亚铁溶液压入含氢氧化钠溶液的试管Ⅱ中制备Fe(OH)2
N2作载气、控制气体流速、降低气体浓度 实验中为了排尽空气、充分吸收某种气体、降低某种气体的浓度，常用性质稳定的气体——氮气作载气。N2的作用：①实验前先将装置中的 空气排尽 ；②实验结束前，可将反应生成的气体充分带入指定的吸收装置中；③在测定某些气体含量的实验中，如果氮气的流速过快，则会导致测量结果 偏小 (填“偏大”或“偏小”)；④稀释气体，控制易爆炸气体的浓度
安全瓶——防倒吸 安全瓶的特点：进气管较短
减压过滤 使容器内压强减小，以达到固液快速分离的目的
有关实验方案的补充
1. 实验操作目的、方法及注意事项
实验操作 目的与方法 注意事项
沉淀 在溶液中 缓慢 加入沉淀剂，边加入边 搅拌 ，直到到沉淀 不再增加 为止，然后过滤 沉淀要充分
证明沉淀是否完全 方法：静置，在上层清液中再加入原沉淀试剂，当不再产生沉淀时，说明已经沉淀完全 常见离子检验：①检验SO：先加稀盐酸酸化，后加氯化钡溶液；②检验Cl－：先加稀硝酸酸化，后加硝酸银溶液；③检验Fe3＋：加硫氰化钾溶液或亚铁氰化钾(K4[Fe(CN)6])溶液④检验Fe2＋：加铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])溶液
蒸发与结晶 ①若溶解度随温度升高而迅速增大的物质：应将溶液 蒸发浓缩，形成晶膜 ，然后再 冷却结晶(或减压蒸发结晶) (如KNO3、FeSO4·7H2O等)②若溶解度随温度升高而下降的物质：应将溶液 蒸发结晶，趁热过滤 (如Li2CO3等) ①制备结晶水合物，不能简单地采取蒸发结晶的方法，要防止失去结晶水；②易水解的盐(如氯化镁、氯化铝等)要防止水解，可以在氯化氢气流中脱水；③若物质的溶解度随温度升高而变化不大(如NaCl等)，要在蒸发皿中小火加热，并用玻璃棒不停地搅拌，直到有大量晶体析出的时候，停止加热，用余热将水分蒸干
过滤 ①溶液蒸发结晶后，一般进行的分离操作方法是过滤，过滤后可采用无水乙醇洗涤晶体 2～3 次，然后 干燥晶体 ；②若沉淀的目的是除去杂质离子，即所需的目标物质在滤液中，过滤后要用蒸馏水洗涤沉淀2～3次，洗涤液要与 滤液 合并 ①用乙醇洗涤盐的晶体的原因： 减少晶体溶解损失 ；因为 乙醇易挥发，利于产品快速干燥 ；②对于易溶于水的晶体，也可以用其 饱和溶液 洗涤；③有时溶液结晶、过滤、洗涤后，常常需要检验某些离子是否洗净
萃取与分液 萃取之后常见的分离方法是分液；先将下层液体从分液漏斗下口放出，再将上层液体从分液漏斗上口倒出 分离互不相溶的两种液体
蒸馏 分液之后常见的分离方法是蒸馏 蒸馏时，要注意所制备物质的沸点，以确定收集何种温度下的馏分
冷凝回流 目的：减少易挥发物质的损失 提高反应物的转化率
空白实验 目的：对比实验，做对照 消除其他试剂、实验操作等因素引起的误差
2. 实验方案补充与选择试剂的先后顺序
依据实验原理(除杂及物质的制备反应)，从给定的试剂中选择使用试剂的先后顺序。
制备Li2CO3 例1　从盐湖提盐后的浓缩卤水(含Na＋、Li＋、Cl－和少量Mg2＋、Ca2＋)中获得较高产率和纯度的Li2CO3，请补充完整实验方案：向浓缩卤水中边搅拌边缓慢添加石灰乳， 调节溶液pH略大于10.9，过滤，边搅拌边向滤液中缓慢加入饱和Na2SO4溶液至沉淀不再增加，过滤，用蒸馏水洗涤固体2～3次，将洗涤滤液与滤液合并，加热溶液并保持100 ℃，边搅拌边添加Na2CO3固体至沉淀不再增加，趁热过滤 ，洗涤，低温烘干。
[原料]盐湖提盐后的浓缩卤水(含Na＋、Li＋、Cl－和少量Mg2＋、Ca2＋)[试剂]可选用的试剂：饱和Na2SO4溶液、饱和Na2CO3溶液、Na2CO3固体、蒸馏水 [已知信息]①Mg(OH)2完全沉淀pH＝10.9；②常温时Li2SO4的溶解度为34.8 g；③Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9；④Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6；⑤Ksp(Li2CO3)＝2.5×10－2；⑥Li2CO3的溶解度曲线如图所示
[分析试剂的选择]①除Mg2＋：除调节溶液pH略大于10.9，生成Mg(OH)2沉淀，然后过滤；②除Ca2＋：由于常温时Li2SO4可溶，而Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6。所以除Ca2＋应选用饱和Na2SO4溶液；③制备Li2CO3：过滤除去CaSO4后的溶液中应选用饱和Na2CO3溶液
制备CoCl2·2H2O 例2　以含钴废催化剂(主要成分为CoO、少量Fe2O3和Al2O3)为原料制备CoCl2·2H2O的实验方案： 用1 mol/L HCl溶液溶解含钴废催化剂，分批加入CoCO3固体，调节溶液的pH，用pH计控制4.2≤pH＜6.5，得到Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，过滤；将滤液加热浓缩、冷却到50～90 ℃结晶析出CoCl2·2H2O固体，再次过滤 ，洗涤2～3次，低温干燥后得到产品CoCl2·2H2O。
[原料]钴废催化剂(主要成分为CoO、少量Fe2O3和Al2O3)[仪器和试剂]pH计、1 mol/L HCl溶液、CoCO3固体 [已知信息]①Fe(OH)3完全沉淀的pH为2.7；②Al(OH)3完全沉淀的pH为4.2；③Co(OH)2开始沉淀的pH为6.5；④CoCl2的溶解度曲线如图所示
[说明]①先用1 mol/L HCl溶液溶解，将废催化剂转变为CoCl2、FeCl3以及AlCl3的混合液；此步不考虑盐酸与钴废催化剂加料方式，但不标注 HCl溶液的浓度，该步不得分；②加入CoCO3固体调节溶液的pH，用pH计控制4.2≤pH＜6.5，此时Fe3＋、Al3＋全部沉淀完全，然后过滤；此步不加CoCO3固体或加其他物质，本步及后续不得分；加CoCO3固体，不“分批加入”本步不得分；此步未使用pH计或pH范围不正确，本步不得分；③结合图可知，将滤液加热浓缩、冷却到50～90℃结晶析出CoCl2·2H2O固体，再次过滤，将沉淀洗涤2～3次，低温干燥后得到产品CoCl2·2H2O；此步没有过滤或结晶方式(或结晶温度)不对，本步不得分
制备MnSO4·H2O 例3　请补充完整由粗MnSO4溶液(含Na2SO4杂质)制备MnSO4·H2O晶体的实验方案：取实验所得粗MnSO4溶液， 向其中加入1 mol/L NaHCO3溶液，边加边振荡，当静置后向上层清液中加入1 mol/L NaHCO3溶液无沉淀生成时停止滴加；过滤并洗涤沉淀，向沉淀中加入1 mol/L H2SO4至固体完全溶解，90～100 ℃条件下蒸发浓缩至有大量晶体析出，趁热过滤 ，得到MnSO4·H2O晶体。
[原料]粗MnSO4溶液(含Na2SO4杂质)[试剂]1 mol/L NaHCO3溶液、1 mol/L H2SO4溶液、1 mol/L盐酸 [已知信息]MnSO4和Na2SO4的溶解度曲线如图所示：
由MnSO4固体制取活性Mn2O3 例4　由MnSO4固体制取活性Mn2O3的方案： 将MnSO4固体置于可控温度的反应管中， 加热到850 ℃，分解2小时，将产生的气体通入1 mol/L NaOH溶液中 ，将Mn2O3冷却、研磨、密封包装。
[原料]MnSO4固体[试剂]1 mol/L BaCl2溶液，1 mol/L NaOH溶液 [已知信息]不同温度下硫酸锰焙烧2 h后残留固体的X射线衍射图如图所示：
制备Na2Cr2O7 例5　欲从Na2Cr2O7和Na2SO4的酸性混合溶液分离得到Na2Cr2O7晶体的实验操作方案：先将溶液加热到 90 ℃(以上)蒸发结晶，有大量无色晶体(Na2SO4)析出，至有少量橙红色晶体析出时， 趁热 过滤，除去 Na2SO4 晶体，再将滤液降温至 40 ℃结晶，过滤、洗涤、干燥，得Na2Cr2O7晶体
[原料]Na2Cr2O7和Na2SO4的酸性混合溶液[试剂]1 mol/L H2SO4溶液、乙醇 [已知信息]Na2Cr2O7和Na2SO4的溶解度如表所示：温度/℃203040溶解度/gNa2SO419.540.848.8Na2Cr2O7183198215温度/℃608090溶解度/gNa2SO445.343.742.7Na2Cr2O7269376405
制备NiSO4·6H2O 例6　由NiSO4粗品(含镍和少量其他不溶性杂质)得到NiSO4·6H2O晶体的实验方案：将粗品 溶于适当过量的1 mol/L H2SO4溶液，过滤；将滤液蒸发浓缩，降温至28 ℃结晶，趁热过滤，用乙醇洗涤，低温干燥 ，得到NiSO4·6H2O晶体；
[原料]NiSO4粗品(含镍和少量其他不溶性杂质)[试剂]1 mol/L H2SO4溶液，乙醇 [已知信息]NiSO4质量分数随温度变化的曲线如图所示：
制备MnSO4·H2O 例7　由浸锰所得的MnSO4溶液(杂质为Fe3＋、Fe2＋、Al3＋)得到MnSO4·H2O的实验方案：边搅拌边先向溶液中滴加 适量的双氧水，再向滤液中加入MnCO3粉末调节溶液的pH＝5.0～7.8，过滤、洗涤，将滤液与洗涤液合并 ，控制温度在80～90 ℃之间蒸发结晶， 趁热过滤，得到MnSO4·H2O，用80～90 ℃的蒸馏水洗涤2～3次，放在真空干燥箱中低温干燥
[原料]浸锰所得的MnSO4溶液(杂质为Fe3＋、Fe2＋、Al3＋)[试剂仪器]双氧水、MnCO3粉末、80～90 ℃的蒸馏水；除常用仪器外须使用的仪器：真空干燥箱。 [已知信息]已知该溶液中pH＝5.0时Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀完全；pH＝7.8时Mn(OH)2开始沉淀；pH＝8.8时Fe(OH)2沉淀完全
【解析】 例1中由浓缩卤水中所含的离子可知，在制备Li2CO3之前应该除去Mg2＋和Ca2＋，故缓慢添加石灰乳调节溶液pH略大于10.9后，使得Mg2＋沉淀完全；因为常温下Li2SO4的溶解度为34.8 g，Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6，Ksp(Li2CO3)＝2.5×10－2，过滤后向滤液中缓慢加入饱和Na2SO4溶液至沉淀不再增加，此时使得溶液中的Ca2＋完全转变为CaSO4沉淀，过滤后用蒸馏水洗涤固体2～3次；将洗涤滤液与滤液合并，加热溶液并保持100 ℃(由溶解度曲线可知此温度下Li2CO3的溶解度最小)，边搅拌边添加Na2CO3固体至沉淀不再增加，趁热过滤，洗涤沉淀，低温烘干后得到Li2CO3。
化学定量计算
定量计算主要有滴定分析计算和热重计算。
1. 画图审题：“一次性审题”标注出实验的主要过程和实验数据
2. 找出定量关系
(1)关系式法：是最常用的计算方法；
(2)守恒法(包括质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒)。
(3)方程组法：利用“关系式法”和“守恒法”，建立二元方程组来求解化学定量关系的计算。
3. 连续滴定解题思路
连续滴定法中，第一步滴定反应生成的产物，将继续参加第二步的滴定反应。对于多步进行的连续滴定反应，可以通过多步反应的化学方程式(或定量关系式)，找出反应物和最终生成物之间的物质的量关系式，进一步计算。
例1　碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。碱式氯化铜有多种组成，可表示为Cua(OH)bClc·xH2O。为测定某碱式氯化铜的组成，进行下列实验：
①称取样品1.116 0 g，用少量稀硝酸溶解后配成100.00 mL 溶液A；
②取25.00 mL溶液A，加入足量AgNO3溶液，得AgCl 0.172 2 g；
③另取25.00 mL溶液A，调节pH＝4～5，用浓度为0.080 00 mol/L的EDTA(Na2H2Y·2H2O)标准溶液滴定Cu2＋(离子方程式为 Cu2＋＋H2Y2－===CuY2－＋2H＋)，滴定至终点，消耗标准溶液 30.00 mL。通过计算确定该样品的化学式(写出计算过程)。
[审题要点]
[定量分析]
[计算过程]
样品中n(Cl－)＝n(AgCl)×＝×＝4.800×10－3 mol
样品中n(Cu2＋)＝n(EDTA)×＝0.080 00 mol/L×30.00 mL×10－3 L/mL×＝
9．600×10－3 mol
n(OH－)＝2n(Cu2＋)－n(Cl－)＝2×9.600×10－3 mol－4.800×10－3 mol＝1.440×10－2 mol
m(Cl－)＝4.800×10－3 mol×35.5 g/mol＝0.170 4 g
m(Cu2＋)＝9.600×10－3 mol×64 g/mol＝0.614 4 g
m(OH－)＝1.440×10－2 mol×17 g/mol＝0.244 8 g
n(H2O)＝
＝4.800×10－3 mol
a∶b∶c∶x＝n(Cu2＋)∶n(OH－)∶n(Cl－)∶n(H2O)＝2∶3∶1∶1，即化学式为Cu2 (OH)3Cl·H2O
例2　称取2.449 g面粉经硝化处理后加入过量的NaOH溶液，加热，蒸出的氨用100.00 mL 0.010 86 mol/L盐酸标准溶液吸收，过量的盐酸用0.012 28 mol/L NaOH溶液滴定，用去15.30 mL，计算面粉中N元素的质量分数。
[定量分析]
例3　利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O，M＝248 g/mol)的纯度。测定步骤如下：
溶液配制：称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品，配制成100 mL溶液。
滴定：取0.009 50 mol/L K2Cr2O7标准溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入过量KI，发生反应Cr2O＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色，发生反应：I2＋2S2O===S4O＋2I－。加入淀粉溶液作指示剂，继续滴定，滴定终点的现象为 蓝色褪去，且30 s内溶液颜色不改变 4，即为终点。平行滴定3次，样品溶液的平均用量为24.80 mL，则样品纯度为 95.0% (保留1位小数，写出计算过程)。
计算过程：
由离子方程式可得关系式：K2Cr2O7～3I2～6Na2S2O3，
n(Na2S2O3)＝6n(K2Cr2O7)，
故20.00 mL 标准K2Cr2O7溶液消耗的n(Na2S2O3)＝6×n(K2Cr2O7)＝6×0.009 50 mol/L×20.00×10－3 L＝1.14×10－3 mol，c(Na2S2O3)＝＝ mol/L，
1.200 0 g样品中n(Na2S2O3)＝ mol/L×0.100 0 L＝ mol，
故样品纯度w(Na2S2O3·5H2O)＝ mol××100%＝95.0%
例4　废水中SO含量测定。准确量取50.00 mL水样于锥形瓶中，加入10.00 mL 0.050 0 mol/L BaCl2溶液，充分反应后，滴加氨水调节溶液pH＝10，用0.010 0 mol/L EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至终点，滴定反应为Ba2＋＋H2Y2－===BaY2－＋2H＋。平行滴定3次，平均消耗EDTA 溶液27.50 mL。计算处理后水样中SO的含量(用mg/L表示，写出计算过程)。
计算过程：
n总(Ba2＋)＝10.00×10－3 L× 0.050 0 mol/L＝5.000×10－4 mol，与EDTA反应的n(Ba2＋)＝n(H2Y2－)＝27.50×10－3 L×0.010 0 mol/L＝2.750×10－4 mol，
与SO反应的n(Ba2＋)＝5.000×10－4 mol－2.750×10－4 mol＝2.250×10－4 mol，
SO的含量＝＝432 mg/L
例5　从废锂电池正极材料LiCoO2回收Li、Co等金属路线如下：
(1)写出“溶解”步骤发生反应的离子方程式： 8LiCoO2＋S2O＋22H＋===8Li＋＋2SO＋8Co2＋＋11H2O 。
(2)Co(OH)2空气中加热时，固体残留率随温度的变化如图所示。已知290℃以上，Co(OH)2已完全脱水，在350～400℃范围内，剩余固体成分为 Co3O4和Co2O3 (Co—59)。
(3)常温下Ksp(Li2CO3)＝2.2×10－3，“沉锂”时使用饱和Na2CO3溶液的目的是 提高c(CO)，促进Li2CO3充分沉淀 。
【解析】 (2)根据质量守恒定律，加热过程中，Co元素的质量不变，假设原始固体质量为93 g，
则n(Co)＝1 mol，
290 ℃时，n(Co)∶n(O)＝1 mol∶mol＝2∶3，化学式为Co2O3；
500 ℃时，n(Co)∶n(O)＝ 1 mol∶mol＝3∶4，化学式为Co3O4,350～400 ℃范围内，剩余固体为Co2O3和Co3O4。
　指示剂的选择、终点判断及误差分析
考查角度 解题依据 规范答题 举例说明
指示剂的选择 根据反应后溶液的酸碱性判断 通常选酚酞或甲基橙 ①用NaOH溶液滴定盐酸、CH3COOH溶液，应选 酚酞 作指示剂；②用盐酸滴定NaOH溶液、氨水，应选 甲基橙 作指示剂
根据反应中物质自身颜色的变化判断 选淀粉溶液、KMnO4溶液等 ①用Na2S2O3溶液滴定I2，选淀粉溶液作指示剂；②用KMnO4溶液滴定Fe2＋或H2C2O4溶液，KMnO4自身颜色的变化可指示终点
终点的判断 根据指示剂或反应物自身颜色的变化 终点的判断：由××色变成××色，且30 s内无明显变化 用KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液，终点现象是滴入 最后半滴 KMnO4溶液，溶液由 无色变为浅红色 ，且 30 s 内不褪色
简单计算 根据物质间反应的数量关系 ①做三次以上的平行实验，舍去误差较大的测定值，取平均值计算；②由定量关系列出比例式，再求解 2KMnO4～5H2C2O42　　　　　5c1V1　　　c2V2已知c1、V1、V2，由比例关系可求出c2
误差分析 根据消耗的标准溶液体积所产生的误差进行分析 — ①未用标准溶液润洗滴定管，导致待测物浓度偏大；②滴定到终点时，俯视读数，导致待测物浓度偏小；③滴定前没有赶气泡，导致待测物浓度偏大
化学综合实验——实验原理、实验方案补充、滴定分析与计算
例1　(2025·南京期末)生产印刷电路板所用的蚀刻液成分为[Cu(NH3)4]Cl2、NH4Cl、NH3·H2O等。回答下列问题：
(1)蚀刻反应原理为Cu＋[Cu(NH3)4]Cl2===2[Cu(NH3)2]Cl。蚀刻过程中[Cu(NH3)4]Cl2浓度下降，蚀刻能力降低。当通入空气后，即可恢复其蚀刻能力，写出该反应的化学方程式： 4[Cu(NH3)2]Cl＋O2＋4NH4Cl＋4NH3·H2O===4[Cu(NH3)4]Cl2＋6H2O 。
(2)利用蚀刻废液可制备Cu2(OH)2CO3。取一定量蚀刻废液和稍过量的Na2CO3溶液加入如图所示实验装置的三颈瓶中，在搅拌下加热并通入空气，待产生大量沉淀时停止加热，冷却、过滤、洗涤，得到Cu2(OH)2CO3固体。
①向反应液中通入空气，除了使[Cu(NH3)2]Cl被氧化，另一个作用是 及时排出生成的NH3，增大Cu2(OH)2CO3的产率 。
②图中装置X的作用是 防止倒吸 。
③检验Cu2(OH)2CO3固体是否洗涤干净的实验操作是 取少量最后一次洗涤滤液于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则洗涤干净，若有沉淀则未洗净 。
(3)利用铜精炼炉渣(含有CuO、SiO2及Fe2O3)制取该蚀刻液，请补充完整相应的实验方案：取一定量的铜精炼炉渣， 加入稍过量1.0 mol/L HCl溶液，搅拌，至炉渣不再溶解，过滤，向滤液中逐滴加入稍过量浓氨水，至生成的沉淀不再溶解，过滤 ，
得到蚀刻液(实验中须选用的试剂：1.0 mol/L HCl溶液、浓氨水)。
(4)利用蚀刻废液还可制备Cu2O(产品中会混有CuO)。测定产品中Cu2O纯度的方法：准确称取4.480 g Cu2O产品，加适量稀硫酸溶解，过滤、洗涤，滤液及洗涤液一并转移至碘量瓶中，加过量KI溶液，以淀粉溶液为指示剂，用1.000 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液40.00 mL。测定过程中发生下列反应：Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O；2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2；2S2O＋I2===S4O＋2I－。
计算样品中Cu2O的纯度为 64.29% (写出计算过程，保留小数点后2位有效数字)。
计算过程：
根据题意得关系式：2Cu2＋～I2～2S2O
n(Cu2＋)＝1.000 mol/L ×40×10－3 L＝0.040 mol，
n(Cu2O)＋n(CuO)＝0.040 mol，
n(Cu2O)×144 g/mol＋n(CuO)×80 g/mol＝4.480 g，
解得n(Cu2O)＝0.020 mol、n(CuO)＝0.020 mol，
w(Cu2O)＝×100%≈64.29%
【解析】 (2)③Cu2(OH)2CO3从溶液中析出后，沉淀表面附着有NH4Cl、NaCl等，故可通过检测最后一次洗涤滤液中是否含有Cl－来检验沉淀是否洗涤干净。(3)结合给定的试剂，可以在炉渣中加入稍过量1.0 mol/L HCl溶液，CuO、Fe2O3溶解，过滤后SiO2转移至滤渣中，在滤液中逐滴加入稍过量浓氨水，至生成的沉淀不再溶解，由于Fe(OH)3不溶于氨水，过滤后可得蚀刻液。
化学综合实验——实验原理、实验方案补充、热重分析与计算
例2　(2025·无锡期末)回收镨铁合金抛光废料(含Fe和少量Pr及杂质)，可制备Pr6O11和Pr(OH)3。镨铁合金抛光废料经除铁、萃取、反萃取可得PrCl3溶液。Pr元素的常见化合价为＋3和＋4。
(1)沉淀Pr3＋。搅拌下，将一定量的PrCl3溶液与沉淀剂Na2CO3溶液充分反应，过滤得到Pr2(CO3)3·8H2O沉淀，发生反应的化学方程式为 2PrCl3＋3Na2CO3＋8H2O===Pr2(CO3)3·8H2O↓＋6NaCl 。沉淀剂用Na2CO3溶液比用NH4HCO3溶液得到的沉淀颗粒更加致密，可能的原因是 碳酸氢铵沉淀PrCl3过程生成大量气体，碳酸钠沉淀PrCl3过程没有气体生成，因而沉淀颗粒更加致密 。
(2)Pr6O11的制备和性质。
①将Pr2(CO3)3·8H2O置于空气中灼烧，测得剩余固体质量与起始固体质量的比值随温度变化的曲线如图所示。制备Pr6O11最适宜的温度为 755 ℃ (写出计算过程，Pr—141)。
计算过程：
设Pr2(CO3)3·8H2O的物质的量为1 mol，质量为606 g，根据Pr元素守恒可得：n(Pr6O11)＝ mol，
m(Pr6O11)＝ mol×1 022 g/mol≈340.7 g
＝×100%≈56.22%
因此制备Pr6O11最适宜的加热温度为755 ℃
②将0.5 g Pr6O11加入20 mL 30% H2O2酸性溶液中产生大量气泡，反应后镨元素仅以Pr3＋的形式存在。该反应的离子方程式为 Pr6O11＋2H2O2＋18H＋===6Pr3＋＋2O2↑＋11H2O 。
(3)Pr(OH)3的制备。
用萃取剂P507[(HA)2]萃取Pr3＋的原理：Pr3＋＋3(HA)23H＋＋Pr(HA2)3(有机层)。
已知：①P507对Pr3＋和Fe3＋、Fe2＋都有萃取作用，对杂质离子无萃取作用。
②Pr3＋开始沉淀的pH为8，Fe3＋完全沉淀的pH为3.7，Fe2＋完全沉淀的pH为9.7。
为获得较高纯度Pr(OH)3，请补充完整实验方案：将定量镨铁合金抛光废料加入稀盐酸中， 向溶液中边搅拌边加入稍过量1.0 mol/L H2O2溶液，用1.0 mol/L NaOH调节pH为3.7左右，充分反应后过滤，将滤液转移到分液漏斗中，加入P507充分振荡，萃取后分液，多次萃取后，向有机层中加入1.0 mol/L HCl溶液反萃取，分离出水层后重复反萃取2～3次，将所得水层溶液合并 ，浓缩后得PrCl3溶液，向溶液中滴加1.0 mol/L NaOH溶液至不再产生沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤，将固体干燥，得到Pr(OH)3(须选用的试剂和仪器：1.0 mol/L HCl溶液、1.0 mol/L NaOH溶液、1.0 mol/L H2O2溶液、P507、分液漏斗)。
【解析】 (2)②反应前，Pr元素总化合价为＋22，反应后，仅以Pr3＋形式存在，即总化合价为＋18，Pr元素化合价下降，则Pr6O11作氧化剂，H2O2作还原剂被氧化生成O2，结合得失电子守恒、电荷守恒以及元素守恒可写出反应的离子方程式。
化学综合实验——实验原理、实验方案补充、图表曲线分析
例3　(2025·苏州调研)通过处理废旧磁性合金钕铁硼(Nd2Fe14B)可回收钕与铁。
Ⅰ. 湿法分离
(1)向钕铁硼中加入硫酸，钕、铁分别转化为Nd3＋、Fe2＋进入滤液。酸浸过程中溶液温度、pH随时间变化如图1所示。
图1
已知：常温下，Ka2(H2SO4)＝10－2；HSO(aq)??H＋(aq)＋SO(aq)　ΔH<0。
①常温下，pH＝1.0的硫酸中＝ 10 。
②酸浸初始阶段溶液的pH迅速上升的原因是 反应消耗H＋；温度升高抑制HSO的电离 。
(2)向酸浸后的滤液中加入NaOH溶液，可将Nd3＋转化为NaNd(SO4)2沉淀分离。
①若加入NaOH溶液过多，放置时间过长可能会产生Fe(OH)2或FeOOH。Fe2＋转化为FeOOH的离子方程式为 4Fe2＋＋O2＋8OH－===4FeOOH↓＋2H2O 。
②检验所得NaNd(SO4)2沉淀中是否含有铁元素的实验方案为 取少量沉淀，加入足量盐酸溶解，再加入H2O2溶液，滴加KSCN溶液，若溶液呈现红色，说明含有铁元素 。
(3)将“沉钕”后过滤所得的滤液(含FeSO4、H2SO4)电解可获得铁。为提高阴极的电解效率，可加入少量具有还原性的弱酸盐柠檬酸钠，其作用是 柠檬酸根离子与H＋结合，减少H＋在阴极放电；防止Fe2＋被氧化为Fe3＋ 。
Ⅱ. 干法分离
(4)不同的固体混合物在空气中焙烧所得固体物质的X射线衍射图(可用于判断某晶态物质是否存在)如图2所示。已知：Nd2(C2O4)3、Fe2(C2O4)3难溶于水，NdOCl微溶于水，NdCl3可溶于水。请补充完整以Nd2Fe14B原料制备Nd2(C2O4)3的实验方案：将＝ 3∶1 的固体混合物在坩埚中焙烧，冷却至室温后将固体转移至烧杯中， 加水充分浸取，过滤，向滤液中加入(NH4)2C2O4溶液，至静置后向上层清液中继续滴加(NH4)2C2O4溶液无浑浊，过滤 ，洗涤，干燥[须使用的试剂：(NH4)2C2O4溶液]。
图2
【解析】 (1)①Ka2(H2SO4)＝，故pH＝1.0的硫酸中＝＝＝10。(3)柠檬酸钠是具有还原性的弱酸盐，故加入后柠檬酸根离子与H＋结合，减少H＋在阴极放电，同时利用其还原性还能有效防止Fe2＋被氧化为Fe3＋。(4)由图2可知，当＝3∶1时的固体混合物充分焙烧后溶解过滤才得到纯的NdCl3溶液，在此滤液中加入(NH4)2C2O4溶液，至静置后向上层清液中继续滴加(NH4)2C2O4溶液无浑浊，过滤、洗涤、干燥后得到Nd2(C2O4)3。
1. (2025·河南卷)某研究小组设计了如下实验测定某药用硫黄中硫的含量，其中硫转化的总反应为S＋2OH－＋3H2O2===SO＋4H2O。
主要实验步骤如下：
Ⅰ.如图所示，准确称取m g细粉状药用硫黄于①中，并准确加入V1 mL KOH乙醇溶液(过量)，加入适量蒸馏水，搅拌，加热回流。待样品完全溶解后，蒸馏除去乙醇。
Ⅱ.室温下向①中加入适量蒸馏水，搅拌下缓慢滴加足量30% H2O2溶液，加热至100℃，保持20 min，冷却至室温。
Ⅲ.将①中溶液全部转移至锥形瓶中，加入2滴甲基橙指示剂，用c mol/L HCl标准溶液滴定至终点，消耗HCl溶液体积为V2 mL。
Ⅳ.不加入硫黄，重复步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ做空白实验，消耗HCl标准溶液体积为V3 mL。计算样品中硫的质量分数。
Ⅴ.平行测定三次，计算硫含量的平均值。
(1)仪器①的名称为 圆底烧瓶 ；②的名称是 球形冷凝管 。
(2)步骤Ⅰ中，乙醇的作用是 作溶剂，溶解单质硫，使单质硫与KOH反应充分 。
(3)步骤Ⅰ中，样品完全溶解后，必须蒸馏除去乙醇的原因是 后续加入的H2O2溶液会氧化乙醇，导致H2O2用量增大 。
(4)步骤Ⅱ中不宜采用水浴加热的原因是 实验需要加热至100 ℃，则水槽中的水沸腾，大量蒸发，造成能源浪费，故不宜采用水浴加热 。步骤Ⅱ结束后，若要检验反应后溶液中的SO，实验操作是 取适量混合液先加入足量的稀盐酸酸化，无明显实验现象，再加入氯化钡溶液，若有白色沉淀生成，说明反应后溶液中含有SO 。
(5)步骤Ⅲ中，判断滴定达到终点的现象为 滴入最后半滴盐酸，溶液颜色由黄色变为橙色，且半分钟内不恢复原色 。
(6)单次样品测定中硫的质量分数可表示为 % (写出计算式)。
【解析】 (2)硫单质难溶于水，微溶于乙醇，乙醇用作溶剂，溶解单质硫。(3)双氧水具有强氧化性，乙醇具有还原性，二者混合发生氧化还原反应。(5)甲基橙作指示剂，盐酸滴定氢氧化钾溶液，则滴定终点的现象为溶液颜色由黄色变为橙色。(6)不加入硫黄，消耗HCl标准溶液体积为V3 mL，因此原氢氧化钾的物质的量是0.001 cV3 mol，反应后剩余氢氧化钾的物质的量是0.001 cV2 mol，因此与硫黄反应的氢氧化钾的物质的量是0.001c(V3－V2)mol，故硫单质的物质的量0.000 5c(V3－V2)mol，所以单次样品测定中硫的质量分数可表示为×100%＝%。
2. (2025·安徽卷)侯氏制碱法以NaCl、CO2和NH3为反应物制备纯碱。某实验小组在侯氏制碱法基础上，以NaCl和NH4HCO3为反应物，在实验室制备纯碱，步骤如下：
①配制饱和食盐水；②在水浴加热下，将一定量研细的NH4HCO3，加入饱和食盐水中，搅拌，使NH4HCO3溶解，静置，析出NaHCO3晶体；③将NaHCO3晶体减压过滤、煅烧，得到Na2CO3固体。
(1)步骤①中配制饱和食盐水，右图所示的仪器中需要使用的有 烧杯、玻璃棒 (填名称)。
(2)步骤②中NH4HCO3需研细后加入，目的是 加快NH4HCO3溶解、增大NH4HCO3与NaCl的反应速率 。
(3)在实验室使用NH4HCO3代替CO2和NH3制备纯碱，优点是 工艺简单、绿色环保、制备产品的效率较高、原料利用率较高 。
(4)实验小组使用滴定法测定了产品的成分。滴定过程中溶液的pH随滴加盐酸体积变化的曲线如图所示。
ⅰ.到达第一个滴定终点B时消耗盐酸V1 mL，到达第二个滴定终点C时又消耗盐酸V2 mL。V1＝V2，所得产品的成分为 a (填字母)。
a．Na2CO3　 b．NaHCO3
c．Na2CO3和NaHCO3　 d．Na2CO3和NaOH
ⅱ.到达第一个滴定终点前，某同学滴定速度过快，摇动锥形瓶不均匀，致使滴入盐酸局部过浓。该同学所记录的V′1 > V1(填“>”“<”或“＝”)。
(5)已知常温下Na2CO3和NaHCO3的溶解度分别为307 g和103 g。向饱和Na2CO3溶液中持续通入CO2气体会产生NaHCO3晶体。实验小组进行相应探究：
实验 操作 现象
a 将CO2匀速通入置于烧杯中的20 mL饱和Na2CO3溶液，持续20 min，消耗600 mL CO2 无明显现象
b 将20 mL饱和Na2CO3溶液注入充满CO2的500 mL矿泉水瓶中，密闭，剧烈摇动矿泉水瓶1～2 min，静置 矿泉水瓶变瘪，3 min后开始有白色晶体析出
ⅰ.实验a无明显现象的原因是 CO2在饱和Na2CO3溶液中的溶解速率小、溶解量小，故反应的速率也较小，生成的NaHCO3的量较少，NaHCO3在该溶液中没有达到过饱和状态，故不能析出晶体 。
ⅱ.析出的白色晶体可能同时含有NaHCO3和Na2CO3·10H2O。称取0.42 g晾干后的白色晶体，加热至恒重，将产生的气体依次通过足量的无水CaCl2和NaOH溶液，NaOH溶液增重0.088 g，则白色晶体中NaHCO3的质量分数为 80% 。
【解析】 (3)使用CO2和NH3作为原料，存在气体不能完全溶解、气体的利用率低等因素，且NH3会对环境会产生不好的影响。(4)ⅰ.根据图中的曲线变化可知，到达第一个滴定终点B时，发生的反应为Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，消耗盐酸V1 mL；到达第二个滴定终点C时， 发生的反应为NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，又消耗盐酸 V2 mL，因为V1＝V2，说明产品中不含NaHCO3和NaOH，因此，所得产品的成分为Na2CO3，故选a。ⅱ.到达第一个滴定终点前，某同学滴定速度过快，摇动锥形瓶不均匀，致使滴入盐酸局部过浓，会使一部分Na2CO3与盐酸反应生成CO2，从而使得V1偏大、V2偏小，因此，该同学所记录的V′1>V1。(5)ⅰ.实验a中，CO2在饱和Na2CO3溶液中的溶解速率小、溶解量小，反应的速率也较小，生成的NaHCO3的量较少，NaHCO3在该溶液中没有达到过饱和状态，故不能析出晶体；ⅱ.析出的白色晶体可能同时含有NaHCO3和Na2CO3·10H2O，称取0.42 g晾干后的白色晶体，加热至恒重，将产生的气体依次通过足量的无水CaCl2和NaOH溶液，NaHCO3受热分解生成的气体中有H2O和CO2，而Na2CO3·10H2O分解产生的气体中只有H2O，无水CaCl2可以吸收分解产生的H2O，NaOH溶液可以吸收分解产生的CO2；NaOH溶液增重0.088 g，则分解产生的CO2的质量为0.088 g，其物质的量为＝0.002 mol，由分解反应可知，NaHCO3的物质的量为0.004 mol，则白色晶体中NaHCO3的质量为0.004 mol×84 g/mol＝0.336 g，故其质量分数为×100%＝80%。
1. (2025·苏北四市一模)[Co(NH3)6]Cl2可用于脱除NO气体及制备[Co(NH3)6]Cl3。
(1)[Co(NH3)6]Cl2溶液制备。在图1所示装置中，用0.1 mol/L CoCl2溶液与0.1 mol/L氨水反应可制得[Co(NH3)6]Cl2溶液。
①图1中仪器a的名称为 分液漏斗(或滴液漏斗) ，基态Co2＋的电子排布式为 [Ar]3d7 。
②反应Co(OH)2＋6NH3??[Co(NH3)6]2＋＋2OH－的平衡常数K＝ 10－9.12 {已知：Ksp[Co(OH)2]＝10－14.23，Co2＋＋6NH3??[Co(NH3)6]2＋平衡常数K′＝105.11}。
(2)脱除NO气体。已知：[Co(NH3)6]2＋对NO吸收能力很强，而[Co(NH3)6]3＋对NO的吸收能力极低；脱除NO气体总反应为4[Co(NH3)6]2＋＋2NO＋2O2＋H2O??4[Co(NH3)6]3＋＋2OH－＋NO＋NO。
①实验得到NO脱除率与温度、时间变化如图2所示；NO脱除率随温度、时间变化的原因为 温度升高，NO、O2的溶解度下降，NO脱除率下降；随着时间的延长，[Co(NH3)6]2＋转化为[Co(NH3)6]3＋，而[Co(NH3)6]3＋对NO的吸收能力极低，NO脱除率下降 。
②钴氨溶液经过多次循环吸收NO后，其吸收NO的能力会降低，向钴氨溶液中加入KI溶液可恢复其吸收NO的能力，写出该反应的离子方程式： 2[Co(NH3)6]3＋＋2I－===2[Co(NH3)6]2＋＋I2 。
(3)[Co(NH3)6]Cl3晶体制备。已知：[Co(NH3)6]Cl3晶体易溶于热水和稀盐酸中，在冰水、浓盐酸、无水乙醇中溶解度较小。
请补充完整实验方案：在通风橱中将制得的[Co(NH3)6]Cl2溶液加热至55 ℃左右，边搅拌边加入适量NH4Cl，再加入 4% H2O2溶液至产生的气体不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，冰水浴冷却，再加入浓盐酸(无水乙醇)至有大量晶体析出，过滤，用无水乙醇洗涤2～3次 ，低温烘干，得到[Co(NH3)6]Cl3晶体(实验中须使用：4% H2O2溶液、红色石蕊试纸、冰水、浓盐酸、无水乙醇)。
【解析】 (1)②K＝＝＝Ksp[Co(OH)2]·K′＝10－14.23×105.11＝ 10－9.12。(3)将[Co(NH3)6]Cl2转变为[Co(NH3)6]Cl3，需要在加入NH4Cl(补充Cl－)后再加入4% H2O2溶液(作氧化剂)，发生反应的化学方程式为2[Co(NH3)6]Cl2＋H2O2＋2NH4Cl===2[Co(NH3)6]Cl3＋2NH3↑＋2H2O，至产生的气体(NH3)不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(说明H2O2已经将[Co(NH3)6]Cl2完全氧化)，结合“已知”中内容，可将所得溶液用冰水浴冷却，再加入浓盐酸或无水乙醇{减小[Co(NH3)6]Cl3的溶解度}至有大量晶体析出，过滤，用无水乙醇洗涤2～3次{减少[Co(NH3)6]Cl3溶解损失} ，低温烘干后得到[Co(NH3)6]Cl3晶体。
2. (2024·南京、盐城期末)实验室以菱锰矿(含MnCO3及少量Fe、Si的氧化物等)为原料制备高纯MnCO3和Mn3O4的流程如下。
已知：室温下，Ksp(MnS)＝2.6×10－13、Ksp[Mn(OH)2]＝2.0×10－13、H2S电离常数Ka1＝1.1×10－7、Ka2＝1.3×10－13。
(1)该流程中可循环使用的物质有 NH3(或氨水)、(NH4)2SO4 。
(2)“沉铁”过程需加氨水调节溶液pH，使溶液中Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀同时得到MnSO4溶液。检验MnSO4溶液中是否含有Fe3＋的实验方法是 取少量MnSO4溶液于试管中，向其中滴加KSCN溶液{或K4[Fe(CN)6]溶液}，若溶液不变红(或没有蓝色沉淀)，则溶液中无Fe3＋ 。
(3)沉铁过程中也会产生少量Mn(OH)2沉淀。Mn(OH)2在工业上可用于去除溶液中HS－，反应为Mn(OH)2＋HS－===MnS＋OH－＋H2O，其平衡常数K＝ 10 。
(4)制取MnCO3。在图1所示的实验装置中，搅拌下使一定量的MnSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液充分反应。
图1
①滴液漏斗中添加的药品是 氨水-NH4HCO3混合溶液 。
②混合溶液中氨水的作用是 调节溶液pH，增大c(CO)，使Mn2＋尽可能沉淀完全 。
(5)制取Mn3O4。固定其他条件不变，反应物物质的量浓度比值、温度、空气流量对MnSO4溶液制取Mn3O4纯度的影响如图2、图3、图4所示。
补充完整制取纯净Mn3O4的实验方案：取50 mL 0.7 mol/L MnSO4溶液， 边搅拌边向其中加入50 mL 1.4 mol/L NaOH溶液，并保持75 ℃水浴加热，同时以17 L/min的流量向溶液中通入空气 ，控制搅拌速率500 r/min反应8 h， 静置过滤，用水洗涤，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加1.0 mol/L BaCl2溶液，无沉淀生成 ,110 ℃干燥2 h，得到纯净的Mn3O4(须使用的试剂：1.4 mol/L NaOH溶液、1.0 mol/L BaCl2溶液)。
【解析】 (1)在“焙烧”步骤加入(NH4)2SO4，有NH3生成，加氨水“沉铁”时，有(NH4)2SO4生成，故在流程中可以循环使用的物质有NH3(或氨水)、(NH4)2SO4。(2)可使用KSCN溶液或K4[Fe(CN)6]溶液检验Fe3＋。(3)K＝＝＝＝
＝＝10。
(4)①制备MnCO3时，为防止生成Mn(OH)2，应该将碱性试剂氨水-NH4HCO3混合溶液缓慢滴入MnSO4溶液中，故三颈烧瓶中盛有MnSO4溶液，滴液漏斗中盛有氨水-NH4HCO3混合溶液。②加入氨水的作用是调节溶液pH，使得HCO转变为CO，从而增大溶液中c(CO)，使Mn2＋尽可能全部转化为MnCO3沉淀。(5)由图2、3、4可以看出，c(NaOH)∶c(MnSO4)＝2、维持温度75 ℃、空气流量为17 L/min时Mn3O4的纯度最高，故制取纯净的Mn3O4的实验方案见答案。

展开更多......

收起↑