资源简介

大题题型二　化学实验综合题
(1)试题背景：资源、能源和环境等与可持续发展密切相关的问题；材料性质与性能探究，材料开发与生产，以及新型材料设计问题；食物成分的检测、食品加工过程探究、天然药物提取、药物成分检验、药物设计与合成，以及化妆品等日用化学品的制备等。
(2)涉及知识：物质的检验、分离、提纯和溶液配制，物质的制备，化学实验方案设计和评价，化学实验的定性分析和定量分析，实验探究和化学计算等。
化学实验综合试题是各地高考试题必考题型。命题类型有无机物的制备与性质探究，定量测定实验探究，有机物的制备与分离提纯探究等。此类试题难度往往较大。主要以化学实验基础知识、元素及其化合物性质为载体，考查实验仪器的使用、实验基本操作、物质的分离提纯和检验方法、实验方案的设计与评价、实验条件的控制、实验数据的分析处理等。
以无机物制备为主题的综合实验探究
1．仪器的选择与连接
(1)气体制备实验的连接顺序
(2)易水解或潮解的物质制备模型
(3)易被氧化的物质制备模型
2．实验装置中仪器或试剂的作用类答题规范
回答装置中仪器和试剂的用途时，一般包括直接作用和根本目的两部分内容，根据各部分装置的用途不同，可采用下列格式回答：
①发生装置　生成……　产生……　制取……
②除杂装置　除去(吸收)……防止……干扰(影响)；除去……中的杂质，以免影响测量结果
③性质实验装置　与……反应　验证……说明……(收集装置)　比较……检验……
④尾气吸收装置　吸收……防止……的污染(影响)
1．(2025·衡水二模)钛被誉为“21世纪的金属”，其密度为4.43 g·cm-3。常用活泼金属还原TiCl4制得金属钛(如TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2)，工业上利用反应TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO制备TiCl4。
已知：①TiCl4常温下是一种极易水解(产物之一为TiO2·xH2O)的无色液体，在潮湿的空气中产生“白烟”，熔点－23.2 ℃，沸点136.4 ℃。
②Ag＋＋SCN－===AgSCN↓；Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)。
③TiCl4可溶于CCl4中，CCl4沸点76.7 ℃。
回答下列问题：
(1)按气流方向连接下列装置(部分加热装置略)制备TiCl4：A→________(填选项字母)。
(2)仪器a的名称为________，装置A中发生反应的离子方程式为_____________________________________________________________________。
(3)判断TiCl4的制备反应结束的实验现象是_______________________________
_____________________________________________________________________。
(4)进一步提纯产物的方法是____________________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)测定TiCl4产品的纯度。实验装置(如图甲所示)及步骤如下：
①准确称取14.0 g TiCl4产品于烧瓶中，通过安全漏斗向其中加入足量蒸馏水，充分反应后将安全漏斗和烧瓶中的液体转移到容量瓶中配制成500 mL溶液；
②取50.00 mL溶液于锥形瓶中，加入100.00 mL 0.290 0 mol·L-1 AgNO3标准溶液；
③再向上述混合体系中加入少许四氯化碳，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖；
④以Fe(NO3)3溶液为指示剂，用0.050 00 mol·L-1 KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液，达到滴定终点时共用去20.00 mL KSCN溶液。
达到滴定终点的现象为_________________________________________________，
根据以上步骤计算产品中TiCl4的纯度为________(已知产品中杂质不参与反应)；下列操作导致产品纯度结果偏低的有________(填选项字母)。
A．配制溶液时俯视刻度线
B．省去步骤③
C．用图乙装置代替图甲装置溶解TiCl4
D．装有KSCN溶液的滴定管滴定至终点时尖嘴处有气泡
2．(2025·济宁二模)氯化亚铜为白色晶体，在空气中易被氧化，微溶于水，不溶于醇。实验室制备氯化亚铜的部分实验装置如图所示(夹持装置略)。
已知：为绿色为茶褐色。
(1)仪器a的名称为__________，装置丙的作用为__________________________
_____________________________________________________________________。
(2)反应开始时，先打开________再打开________(填“K1”或“K2”)；反应一段时间后，乙中溶液由绿色变为茶褐色，发生反应的离子方程式为________________________。反应完毕，将溶液加入至盛有800 mL蒸馏水的烧杯中，静置5分钟，析出白色晶体，过滤、洗涤、干燥，洗涤晶体时所用试剂的顺序为________(填序号)。
①SO2饱和水溶液　②无水乙醇
(3)称取a g氯化亚铜试样，置于盛有过量氯化铁溶液的250 mL碘量瓶(一种具塞锥形瓶)中，盖上瓶塞，不断摇动，待试样溶解后，打开瓶塞，依次加入50 mL水、20 mL硫酸溶液和2滴二苯胺磺酸钠指示剂，立即用c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定，达到终点时颜色由绿色变为浅紫色，消耗K2Cr2O7溶液V mL，样品的质量分数为________(用含a、V、c的式子表示)；若使用普通锥形瓶配制溶液，测得的质量分数________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
以有机物制备为主题的综合实验探究
1．有机物制备中的常考点
(1)有机物易挥发，制备反应中通常采用冷凝回流装置，以提高原料的利用率和产物的产率。
(2)有机反应通常都是可逆反应，且易发生副反应，通常使廉价反应物过量，以提高另一反应物的转化率和产物的产率，同时控制反应条件，以减少副反应的发生。
(3)X浴加热
①优点：均匀受热，在一定温度下加热
②类型
2．有机物分离提纯的三种方法
(1)萃取分液
①萃取
②分液：适用于两种互不相溶的液体混合物分离。
③主要仪器：分液漏斗。
(2)蒸馏
①原理：互溶的两液体，根据沸点的不同，将两液体分离。
其变化过程为液体蒸气液体。
②主要玻璃仪器：酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶。
(3)重结晶
①原理
重结晶是将晶体用溶剂(如蒸馏水)溶解，经过滤、蒸发、冷却等步骤后再次使之析出，以得到更加纯净的晶体的方法。
②适用条件——常用于提纯固态化合物
a．杂质在所选溶剂中溶解度很小(使杂质析出)或很大(使杂质留在母液中)，易于除去。
b．被提纯的物质在所选溶剂中的溶解度受温度影响较大，升温时溶解度增大，降温时溶解度减小，冷却后易结晶析出。
3．有机物制备实验思维模型
1．(2025·海口一模)邻苯二甲酰亚胺(PIMD)是一种重要的化工原料，广泛用于染料、医药、橡胶领域。以邻苯二甲酸酐为原料制备PIMD的反应原理和实验装置如下：
反应原理：
实验装置：
相关物质的物理性质如下表：
物质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
邻苯二甲酸酐 148 131～134 284 不溶于冷水，微溶于热水，稍溶于乙醇
邻苯二甲酰亚胺 147 232～235 366 微溶于热水，易溶于乙醇，易溶于碱溶液
实验步骤：
Ⅰ．向125 mL三颈烧瓶中加入37.0 g邻苯二甲酸酐，边搅拌边滴入25.0 mL浓氨水(稍过量)，加热至80～95 ℃，当看到固体完全溶解的现象时，停止加热。将三颈烧瓶右端口所连装置取下改为蒸馏装置，继续加热，将溶液中的水及过量的氨蒸馏回收，此时烧瓶中有白色固体析出。
Ⅱ．继续升温至235～240 ℃，固体熔化，反应60分钟后，停止加热。冷却至室温，热水洗涤固体、抽滤、烘干，得到粗品白色粉末36.1 g。
Ⅲ．向白色粉末中加入适量乙醇，加热回流使固体恰好溶解，趁热过滤，将滤液缓慢降温冷却，有白色晶体析出，抽滤、洗涤、烘干后得白色晶体29.4 g。
请回答下列问题：
(1)仪器A的名称为________。
(2)球形干燥管中的试剂可能为________(填标号)。
①氢氧化钾　②无水氯化钙　③碱石灰
(3)步骤Ⅰ中白色固体的主要成分的名称是______________。
(4)步骤Ⅲ中选用乙醇的主要原因是______________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)步骤Ⅲ中趁热过滤后，滤液“缓慢降温”而不是快速降温的原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(6)该实验中邻苯二甲酸酐的利用率为________。
2．(2025·江南十校一模)苯氧乙酸是合成除草剂、植物激素和中枢神经兴奋药的中间体。某小组设计方案制备苯氧乙酸，原理如下：
物质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 部分性质
苯酚 94 43 181.75 有毒，易溶于热水，易溶于乙醇
苯氧乙酸 152 约100 285 易溶于热水，难溶于冷水，溶于乙醇
氯乙酸 94.5 63 189 有毒，易溶于水，溶于乙醇
具体实验步骤如下：
Ⅰ．如图1装置(部分夹持及加热装置省略)，将3.78 g氯乙酸和5 mL水加入100 mL的三颈烧瓶中，搅拌，缓慢滴加饱和碳酸钠溶液至完全反应。
Ⅱ．加入2.82 g苯酚，再滴加35%氢氧化钠溶液至pH为12，在沸水浴中加热一段时间后，补充氢氧化钠溶液，继续加热至完全反应。
Ⅲ．反应结束后，将溶液趁热转入锥形瓶中，加入浓盐酸酸化。
Ⅳ．在冰水浴中冷却析出固体，结晶完全后再进行抽滤(如图2所示)，洗涤粗产物，在60～65 ℃下干燥得到黄色产品，再加入活性炭，得到约3.00 g白色晶体。
请回答下列问题：
(1)图1仪器B名称是________，出水口为________(填“a”或“b”)。
(2)pKa(ClCH2COOH)________pKa(CH3COOH)(填“＝”“<”或“>”)，从分子结构角度解释原因： _________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅱ中补充氢氧化钠溶液的目的是__________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)步骤Ⅳ中抽滤的优点是____________________________________________(填字母)。
A．过滤速度快
B．液体和固体分离比较完全
C．滤出的固体易干燥
(5)从环保角度分析，该实验装置存在明显不足，改进方法是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(6)该过程中苯氧乙酸的产率最接近________(填字母)。
A．45%　 B．55%
C．65% D．75%
以物质性质为主题的综合实验探究
物质性质探究实验思维模型
1．(2025·北京平谷一模)某实验小组制取少量溶液并探究其性质。
Ⅰ．制备NaHSO3(装置如图所示)。
(1)甲中发生反应的化学方程式是________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)证明丙中NaOH已完全转化为NaHSO3的操作和现象是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
Ⅱ．将所得NaHSO3溶液稀释到1 mol·L-1后，进行实验a和b。
编号 操作 现象
a 向2 mL 1 mol·L-1 NaHSO3溶液中加入2 mL 1 mol·L-1 CuSO4溶液 溶液变为蓝绿色，且3 min内无明显变化
b 向2 mL 1 mol·L-1 NaHSO3溶液中加入2 mL 1 mol·L-1 CuCl2溶液 溶液变为蓝绿色，30 s时有无色有刺激性气味气体和白色沉淀生成，上层溶液颜色变浅
(3)用蘸有碘水的淀粉试纸接近实验b的试管口，观察到_____________________________________________________________________，
证实有SO2生成；反应的离子方程式为________________________。
(4)对实验b产生气体的原因进行分析，提出两种假设：
假设1：Cu2+水解使溶液中c(H＋)增大。
假设2：Cl－存在时，Cu2+与反应生成CuCl白色沉淀，溶液中c(H＋)增大。
①假设1不合理，实验证据是___________________________________________
_____________________________________________________________________。
②实验证实假设2合理，实验b中发生反应的离子方程式为_____________________________________________________________________，
===SO2↑＋H2O。
(5)小组同学继续提出假设3：Cl－增强了Cu2+的氧化性，并设计原电池实验(如图所示)证明该假设。未加入NaCl固体时，溶液无明显变化，请补全加入NaCl固体后的实验现象： _____________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(6)实验室中经常用KSCN溶液检验含Fe2+的溶液是否因氧化而变质，但是如果溶液中存在少量Cu2+时，会干扰检验结果，试分析其中的原因：________________________________。(资料：SCN－是一种拟卤离子，其性质与卤离子相似。)
2．(2025·肇庆二模)氯化铁在电镀、染料、照相和医药等领域均有广泛应用。
Ⅰ．0.1 mol·L-1 FeCl3溶液的配制
(1)配制1 L 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，需要________ g FeCl3·6H2O。
(2)配制FeCl3溶液时，下列仪器中需用到的有________(填字母)。为抑制Fe3+水解，需向溶液中加入一定量的________(填化学名称)。
Ⅱ．探究FeCl3溶液与Fe的反应
小组同学进行如图所示实验，观察到试管c充分静置后溶液红色褪去。
(3)为探究溶液红色褪去的原因，甲同学分别取少量试管d中溶液于两试管中，向其中一支中滴加几滴________(填化学式，后同)溶液，无明显变化；向另一支中滴加几滴________溶液，出现红色。甲同学得出结论：溶液红色褪去不是因为SCN－被消耗，而是因为Fe3+被消耗。溶液红色褪去Fe3+发生反应的离子方程式为___________________________________________________________________。
(4)乙同学认为试管c中部分KSCN也发生了反应。他取试管b和d中的溶液，设计以下实验，并比较两组实验中溶液的颜色。
试管序号 待检验溶液体积/mL 蒸馏水/mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液/mL 现象
试管b 2.0 V1 0 红色较深
试管d 2.0 1.0 V2 红色较浅
上表中，V1＝________，V2＝________。
乙同学根据实验现象验证了其猜想。
(5)小组同学进一步发现，其他条件不变，增大加入的KSCN的浓度，试管c中溶液红色褪去变快。
查阅资料：①在酸性的FeCl3溶液中，铁粉能与SCN－反应生成CN－。
②6CN－＋Fe3+ [Fe(CN)6]3-(浅黄色)　K＝1.0×1042；
3SCN－＋Fe3+ Fe(SCN)3　K＝4.4×105。
根据以上信息分析，增大KSCN的浓度，试管c中溶液红色褪去变快可能的原因为_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(6)利用KSCN指示剂验证Fe与FeCl3发生了反应时，更合理的实验操作为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
以定量实验为主题的综合实验探究
1．定量实验数据的测定方法
(1)沉淀法：先将待测定离子转化为沉淀，然后称量沉淀(经洗涤、干燥)的质量，再通过元素守恒计算。
(2)测定气体法
①测定气体的体积：把待测定元素转化为气体，通过排液量气装置测定气体的体积，转化为标准状况下体积并进行计算。如图
[注意]　a．量气时应保证气体处于室温状态。
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切。
②用于测定气体质量的装置
(3)滴定法：通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相应数据后再进行相关计算。
①直接滴定：利用两种物质按比例直接反应，是最常用的滴定方法。
②间接滴定：当被测物质不能直接与标准溶液作用，却能和另一种可与标准溶液作用的物质反应时，可用间接滴定。例如，Ca2+不能直接与高锰酸钾标准溶液作用，但能和可与高锰酸钾标准溶液作用的定量反应生成CaC2O4，通过间接测定的量，从而测定Ca2+的含量。
③反滴定：加入一定量且过量的标准溶液与被测物反应，过量部分再用另一种标准溶液滴定。例如固体CaCO3的测定，可先加入一定量且过量盐酸标准溶液，待其与试样完全反应后，再用氢氧化钠标准溶液反滴定剩余氯化氢。
2．定量实验类型
类型 解题方法
物质含量的计算 (1)根据方程式、关系式、得失电子守恒、滴定法等，得出混合物中某一成分的量(2)由(1)中求出的量除以混合物(样品)的总量，即可得出其含量
确定物质化学式的计算 (1)利用上述的测定方法测定出相关物质(气体、沉淀)的数据(2)根据元素守恒确定出未知物质中各元素的物质的量(3)各元素的物质的量最简整数比即该物质的化学式的下标比
1．(2025·郑州二模)某研究小组测定某赤铁矿石(含有Fe、Al、Ca、Mg、Si、O等元素)中铁含量的步骤如下：
Ⅰ．准确称取0.28 g铁矿石试样置于250 mL锥形瓶中，加入15 mL浓盐酸，盖上表面皿，在热水浴中加热使试样充分溶解。
Ⅱ．趁热滴加SnCl2溶液至溶液变为浅黄色，加入4滴Na2WO4和60 mL水，加热。摇动下滴加TiCl3(还原剩余的Fe3+)至出现浅蓝色的五价钨[W(Ⅴ)]，冷却，再滴加稀K2Cr2O7溶液至蓝色恰好消失。
Ⅲ．将步骤Ⅱ所得试液稀释至150 mL，加入15 mL H2SO4－H3PO4混酸，再加入5滴二苯胺磺酸钠作为指示剂，立即用0.020 mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定至溶液呈稳定的紫色，消耗25.00 mL标准溶液。
已知：①FeCl3受热易升华；②SnCl2在浓盐酸中以[SnCl4]2-的形式存在，还原性[SnCl4]2->Ti3+>W(Ⅴ)>Fe2+。
回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ中，当观察到________________________________________________
时，表明试样已充分溶解；充分溶解后，需要用少量水吹洗表面皿，目的是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)步骤Ⅱ中，趁热滴加SnCl2的目的是________________________；滴加过程中，[SnCl4]2-会转化为[SnCl6]2-，该反应的离子方程式为________________________；
Na2WO4的作用是_____________________________________________________。
(3)步骤Ⅲ中，加入的H3PO4与Fe3+反应生成无色[Fe(HPO4)2]－，可消除Fe3+的黄色，以便于________________________________________________________。
(4)赤铁矿石试样中铁的含量为________%。
2．某化学兴趣小组利用邻二氮菲(C12H8N2)分光光度法测定水中微量铁。
已知：
ⅰ．在pH为2～9溶液中，邻二氮菲与Fe2+生成稳定的橙红色配合物，显色反应为3C12H8N2＋Fe2+===[Fe(C12H8N2)3]2+。
ⅱ．根据朗伯比耳定律：A＝εcL，当入射光波长λ及光程L(比色皿厚度)一定时，在一定浓度范围内，有色物质的吸光度A与该物质的浓度c成正比。
Ⅰ．溶液配制
(1)用滴定管量取100 μg·mL-1铁储备液10.00 mL，置于100 mL棕色容量瓶中加入2.0 mL 6 mol·L-1HCl溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，得到10 μg·mL-1铁标准溶液。此过程中除了用到容量瓶、滴定管和玻璃棒外，还需要的仪器有________(填字母)。洁净的容量瓶在使用之前需要进行的操作是________。
Ⅱ．邻二氮菲-Fe2+吸收曲线的绘制
(2)用滴定管量取铁标准溶液10 μg·mL-1 6.00 mL，经试剂处理后采用不同的波长λ为横坐标，由计算机绘制A与λ的吸收曲线如图，确定最大吸收波长λmax。
在显色前，首先用盐酸羟胺(NH2OH·HCl，强电解质)将Fe3+还原成Fe2+。其反应离子方程式为_______________________________________________________。
试剂处理时需要加入5 mL CH3COOH—CH3COONa缓冲溶液使溶液的pH保持在合适范围，若pH过高，会造成______________；若pH过低，会造成_____________________________________________________________________。
(3)邻二氮菲-Fe2+配合物中配位原子个数为________。
(4)从吸收曲线可知，邻二氮菲-Fe2+配合物最大吸收波长λmax＝510 nm，在此波长下，该配合物的摩尔吸光系数ε510＝1.1×104 L·mol-1·cm-1，若某次测量时溶液的吸光度A＝0.412，比色皿厚度1 cm，则溶液中Fe2+的浓度为________ mol·L-1(保留两位有效数字)。
3．(2025·石家庄二模)氢化铝锂的化学式为Li[AlH4](Mr＝38)，是有机合成中重要的还原剂，易燃且125 ℃以上分解，潮湿空气中易水解。某化学兴趣小组以乙醚为溶剂，利用无水AlCl3(Mr＝133.5)和LiH反应制备Li[AlH4]，实验步骤及装置如下。
ⅰ．按图示装置组装仪器并检验气密性。
ⅱ．打开K1、K2，从a口通入一段时间N2，以排尽装置中的空气。
ⅲ．向三颈瓶中先加入30 mL溶有3.04 g Li[AlH4]的乙醚溶液作反应引发剂，再加入23.68 g LiH固体和200 mL乙醚搅拌均匀。最后通过仪器X加入300 mL溶有80.10 g无水AlCl3的乙醚溶液发生反应。
ⅳ．待反应结束后，关闭K2，a口接减压装置，将三颈瓶中的固液混合物抽至过滤器内。关闭K1，打开K2，再次从a口通入N2直至过滤结束。
ⅴ．将滤液与苯混合，对混合液进行________，得到Li[AlH4]固体，称量其质量为22.04 g。
已知：①相关物质在乙醚和苯中的溶解性如下表：
Li[AlH4] AlCl3 LiH LiCl
乙醚 溶 溶 微溶 难溶
苯 难溶 溶 — —
②苯的沸点为80.1 ℃，乙醚的沸点为34.5 ℃。
回答下列问题：
(1)仪器X的名称为________；三颈瓶应选择的规格为________(填选项字母)。
A．250 mL　　B．500 mL　　C．1 000 mL
(2)装置Y中应添加的药品为________。
(3)步骤ⅲ中，三颈瓶内发生反应的化学方程式为_____________________________________________________________________；
该反应剧烈放热，为避免反应过于剧烈，应采取的操作为_____________________________________________________________________。
(4)步骤ⅳ中，过滤可除去的杂质为________(填化学式)；再次通入N2的目的为________、________。
(5)步骤ⅴ的目的为除去少量AlCl3杂质并得到Li[AlH4]固体，横线处应补充的具体操作为________(填选项字母)。
A．蒸馏、过滤　 B．蒸发结晶
C．萃取、分液 D．重结晶
(6)若初始加入的Li[AlH4]引发剂不计入产品，则该实验中产品的产率为________%(保留三位有效数字)。
(2025·陕晋青宁卷，T15)某实验室制备糖精钴[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O，并测定其结晶水含量。
已知：Sac－表示糖精根离子，其摩尔质量为182 g·mol-1，糖精钴的溶解度在热水中较大，在冷水中较小；丙酮沸点为56 ℃，与水互溶。
CoCl2·6H2O＋2NaSac·2H2O===[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O＋(6－x)H2O＋2NaCl
(一)制备
Ⅰ．称取1.0 g CoCl2·6H2O，加入18 mL蒸馏水，搅拌溶解，得溶液1。
Ⅱ．称取2.6 g(稍过量)糖精钠(NaSac·2H2O)，加入10 mL蒸馏水，加热搅拌，得溶液2。
Ⅲ．将溶液2加入到接近沸腾的溶液1中，反应3分钟后停止加热，静置，冷却结晶。
Ⅳ．过滤，依次用三种不同试剂洗涤晶体，晾干得产品。
回答下列问题：
(1)Ⅰ和Ⅱ中除烧杯外，还需用到的玻璃仪器有________、________(写出两种)。
(2)Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时，可将烧杯置于________中，以使大量晶体析出。
(3)Ⅳ中用①丙酮、②冷水、③冷的1% NaSac溶液洗涤晶体，正确顺序为________(填字母)。
A．①③②　　　B．③②①　　　C．②①③
(4)Ⅳ中为了确认氯离子已经洗净，取水洗时的最后一次滤液于试管中，________(将实验操作、现象和结论补充完整)。
(5)与本实验安全注意事项有关的图标有________。
(二)结晶水含量测定
EDTA和Co2+形成1∶1配合物。准确称取m g糖精钴产品于锥形瓶中，加蒸馏水，加热溶解，再加入缓冲溶液和指示剂，在50～60 ℃下，用c mol·L-1的EDTA标准溶液滴定。
(6)下列操作的正确顺序为________(用字母排序)。
a．用标准溶液润洗滴定管
b．加入标准溶液至“0”刻度以上2～3 mL处
c．检查滴定管是否漏水并清洗
d．赶出气泡，调节液面，准确记录读数
(7)滴定终点时消耗标准溶液V mL，则产品[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O中x的测定值为________(用含m、c、V的代数式表示)；若滴定前滴定管尖嘴处无气泡，滴定后有气泡，会导致x的测定值________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
[解答流程]
第一步：全面审题
实验目的：制备糖精钴，并测定其结晶水含量；
已知信息：糖精钴的溶解度；丙酮的沸点和溶解度；制备方程式；
制备步骤：Ⅰ→Ⅳ；
第二步：逐空分析
(1)还需用到的玻璃仪器：根据实验操作作答；
(2)Ⅲ中静置过程使大量晶体析出的措施：根据晶体析出的条件分析；
(3)洗涤的正确顺序：由不同洗涤剂的作用排出顺序；
(4)确认氯离子已经洗净：检验氯离子是否还存在；
(5)实验安全注意事项有关的图标：根据实验操作可能导致的伤害选择；
(6)滴定的正确操作顺序：由滴定的规范操作分析；
(7)x的测定值：根据EDTA与Co2+形成1∶1配合物计算；x的测定值误差分析：由x的表达式和读数偏小分析。
第三步：规范解答
(1)玻璃棒(合理即可)　量筒(合理即可)
(2)冰水浴
(3)B
(4)加稀硝酸酸化，再滴加AgNO3溶液，无白色沉淀生成，说明Cl－已洗净
(5)ABC
(6)cabd
(7) －27.5(或)　偏高
[母题变式]　EDTA的结构式为
与过渡金属的阳离子可形成螯合物，如，1 mol该配合物中的配位键为________ mol，M元素化合价为________。
1．(2025·湖北卷，T18)某小组在探究Cu2+的还原产物组成及其形态过程中，观察到的实验现象与理论预测有差异。根据实验描述，回答下列问题：
(1)向2 mL 10% NaOH溶液加入5滴5% CuSO4溶液，振荡后加入2 mL 10%葡萄糖溶液，加热。
①反应产生的砖红色沉淀为________(写化学式)，葡萄糖表现出________(填“氧化”或“还原”)性。
②操作时，没有加入葡萄糖溶液就加热，有黑色沉淀生成。用化学反应方程式说明该沉淀产生的原因： _________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)向20 mL 0.5 mol·L-1 CuSO4溶液中加入Zn粉使蓝色完全褪去，再加入盐酸并加热至溶液中无气泡产生为止。过滤得固体，洗涤并真空干燥。
①加入盐酸的目的是__________________________________________________。
②同学甲一次性加入1.18 g Zn粉，得到0.78 g 红棕色固体，其组成是________(填标号)。
a．Cu　　　 b．Cu包裹Zn
c．CuO d．Cu和Cu2O
③同学乙搅拌下分批加入1.18 g Zn粉，得到黑色粉末X。分析结果表明，X中不含Zn和Cu(Ⅰ)。关于X组成提出了三种可能性：Ⅰ．CuO ；Ⅱ．CuO和Cu；Ⅲ．Cu，开展了下面2个探究实验：
由实验结果可知，X的组成是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。从物质形态角度分析，X为黑色的原因是___________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
2．(2025·广东卷，T17)酸及盐在生活生产中应用广泛。
(1)甲苯氧化可生成苯甲酸。向盛有2 mL甲苯的试管中，加入几滴酸性KMnO4溶液，振荡，观察到体系颜色___________________________________________。
(2)某苯甲酸粗品含少量泥沙和氯化钠。用重结晶法提纯该粗品过程中，需要的操作及其顺序为：加热溶解、________(填下列操作编号)。
a．冷却结晶　　 b．常温过滤
c．蒸馏　　　 d．趁热过滤
(3)兴趣小组测定常温下苯甲酸饱和溶液的浓度c0和苯甲酸的Ka，实验如下：取50.00 mL苯甲酸饱和溶液，用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定，用pH计测得体系的pH随滴入溶液体积V变化的曲线如图。据图可得：
①c0＝________ mol·L-1。
②苯甲酸的Ka＝________________(列出算式，水的电离可忽略)。
(4)该小组继续探究取代基对芳香酸酸性的影响。
①知识回顾　羧酸酸性可用Ka衡量。下列羧酸的Ka大小顺序为CH3COOH②提出假设　甲同学根据①中规律推测下列芳香酸的酸性强弱顺序为
③验证假设　甲同学测得常温下三种酸的饱和溶液的pH大小顺序为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，据此推断假设成立。但乙同学认为该推断依据不足，不能用所测得的pH直接判断Ka大小顺序，因为__________________________________________________
_____________________________________________________________________。
乙同学用(3)中方法测定了上述三种酸的Ka，其顺序为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。
④实验小结　假设不成立，芳香环上取代基效应较复杂，①中规律不可随意推广。
(5)该小组尝试测弱酸HClO的Ka。
①丙同学认为不宜按照(3)中方法进行实验，其原因之一是次氯酸易分解。该分解反应的离子方程式为________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
②小组讨论后，选用0.100 mol·L-1 NaClO溶液(含少量NaCl)进行实验，以获得HClO的Ka。简述该方案：________________________________(包括所用仪器及数据处理思路)。
③教师指导：设计实验方案时，需要根据物质性质，具体问题具体分析。
3．(2025·山东卷，T18)如下不饱和聚酯可用于制备玻璃钢。
实验室制备该聚酯的相关信息和装置示意图如下(加热及夹持装置略)：
原料 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃
顺丁烯二酸酐 52.6 202.2
邻苯二甲酸酐 130.8 295.0
1，2-丙二醇 －60.0 187.6
实验过程：
①在装置A中加入上述三种原料，缓慢通入N2。搅拌下加热，两种酸酐分别与1，2-丙二醇发生醇解反应，主要生成和。然后逐步升温至190～200 ℃，醇解产物发生缩聚反应生成聚酯。
②缩聚反应后期，每隔一段时间从装置A中取样并测量其酸值，直至酸值达到聚合度要求(酸值：中和1克样品所消耗KOH的毫克数)。
回答下列问题：
(1)理论上，原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(1，2-丙二醇)为________。
(2)装置B的作用是________；仪器C的名称是________；反应过程中，应保持温度计2示数处于一定范围，合理的是________(填标号)。
A．55～60 ℃ B．100～105 ℃
C．190～195 ℃
(3)为测定酸值，取a g样品配制250.00 mL溶液，移取25.00 mL溶液，用c mol·L-1 KOH-乙醇标准溶液滴定至终点，重复实验，数据如下：
序号 1 2 3 4 5
滴定前读数/mL 0.00 24.98 0.00 0.00 0.00
滴定后读数/mL 24.98 49.78 24.10 25.00 25.02
应舍弃的数据为________(填序号)；测得该样品的酸值为________(用含a，c的代数式表示)。若测得酸值高于聚合度要求，可采取的措施为________(填标号)。
A．立即停止加热
B．排出装置D内的液体
C．增大N2的流速
(4)实验中未另加催化剂的原因是________________________________________
_____________________________________________________________________。大题题型二　化学实验综合题
(1)试题背景：资源、能源和环境等与可持续发展密切相关的问题；材料性质与性能探究，材料开发与生产，以及新型材料设计问题；食物成分的检测、食品加工过程探究、天然药物提取、药物成分检验、药物设计与合成，以及化妆品等日用化学品的制备等。
(2)涉及知识：物质的检验、分离、提纯和溶液配制，物质的制备，化学实验方案设计和评价，化学实验的定性分析和定量分析，实验探究和化学计算等。
化学实验综合试题是各地高考试题必考题型。命题类型有无机物的制备与性质探究，定量测定实验探究，有机物的制备与分离提纯探究等。此类试题难度往往较大。主要以化学实验基础知识、元素及其化合物性质为载体，考查实验仪器的使用、实验基本操作、物质的分离提纯和检验方法、实验方案的设计与评价、实验条件的控制、实验数据的分析处理等。
以无机物制备为主题的综合实验探究
1．仪器的选择与连接
(1)气体制备实验的连接顺序
(2)易水解或潮解的物质制备模型
(3)易被氧化的物质制备模型
2．实验装置中仪器或试剂的作用类答题规范
回答装置中仪器和试剂的用途时，一般包括直接作用和根本目的两部分内容，根据各部分装置的用途不同，可采用下列格式回答：
①发生装置　生成……　产生……　制取……
②除杂装置　除去(吸收)……防止……干扰(影响)；除去……中的杂质，以免影响测量结果
③性质实验装置　与……反应　验证……说明……(收集装置)　比较……检验……
④尾气吸收装置　吸收……防止……的污染(影响)
1．(2025·衡水二模)钛被誉为“21世纪的金属”，其密度为4.43 g·cm-3。常用活泼金属还原TiCl4制得金属钛(如TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2)，工业上利用反应TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO制备TiCl4。
已知：①TiCl4常温下是一种极易水解(产物之一为TiO2·xH2O)的无色液体，在潮湿的空气中产生“白烟”，熔点－23.2 ℃，沸点136.4 ℃。
②Ag＋＋SCN－＝＝＝AgSCN↓；Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)。
③TiCl4可溶于CCl4中，CCl4沸点76.7 ℃。
回答下列问题：
(1)按气流方向连接下列装置(部分加热装置略)制备TiCl4：A→___________(填选项字母)。
(2)仪器a的名称为________，装置A中发生反应的离子方程式为_____________________________________________________________________。
(3)判断TiCl4的制备反应结束的实验现象是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)进一步提纯产物的方法是____________________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)测定TiCl4产品的纯度。实验装置(如图甲所示)及步骤如下：
①准确称取14.0 g TiCl4产品于烧瓶中，通过安全漏斗向其中加入足量蒸馏水，充分反应后将安全漏斗和烧瓶中的液体转移到容量瓶中配制成500 mL溶液；
②取50.00 mL溶液于锥形瓶中，加入标准溶液；
③再向上述混合体系中加入少许四氯化碳，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖；
④以Fe(NO3)3溶液为指示剂，用0.050 00 mol·L-1 KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液，达到滴定终点时共用去20.00 mL KSCN溶液。
达到滴定终点的现象为________________________________________________
_____________________________________________________________________，
根据以上步骤计算产品中TiCl4的纯度为________(已知产品中杂质不参与反应)；下列操作导致产品纯度结果偏低的有________(填选项字母)。
A．配制溶液时俯视刻度线
B．省去步骤③
C．用图乙装置代替图甲装置溶解TiCl4
D．装有KSCN溶液的滴定管滴定至终点时尖嘴处有气泡
[答案]　(1)D→B→C→E→F
(2)恒压分液漏斗　MnO2＋2Cl－＋4H＋Cl2↑＋Mn2+＋2H2O
(3)装置E中无液滴滴下
(4)蒸馏
(5)当滴入最后半滴标准KSCN溶液时，溶液恰好由无色变为红色且半分钟内不褪色　95%　BC
2．(2025·济宁二模)氯化亚铜为白色晶体，在空气中易被氧化，微溶于水，不溶于醇。实验室制备氯化亚铜的部分实验装置如图所示(夹持装置略)。
已知：为绿色为茶褐色。
(1)仪器a的名称为____________，装置丙的作用为________________________
_____________________________________________________________________。
(2)反应开始时，先打开________再打开________(填“K1”或“K2”)；反应一段时间后，乙中溶液由绿色变为茶褐色，发生反应的离子方程式为________________________。反应完毕，将溶液加入至盛有800 mL蒸馏水的烧杯中，静置5分钟，析出白色晶体，过滤、洗涤、干燥，洗涤晶体时所用试剂的顺序为________(填序号)。
①SO2饱和水溶液　②无水乙醇
(3)称取a g氯化亚铜试样，置于盛有过量氯化铁溶液的250 mL碘量瓶(一种具塞锥形瓶)中，盖上瓶塞，不断摇动，待试样溶解后，打开瓶塞，依次加入50 mL水、20 mL硫酸溶液和2滴二苯胺磺酸钠指示剂，立即用c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定，达到终点时颜色由绿色变为浅紫色，消耗K2Cr2O7溶液V mL，样品的质量分数为________(用含a、V、c的式子表示)；若使用普通锥形瓶配制溶液，测得的质量分数________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
[解析]　由实验装置图可知，装置甲中亚硫酸钠固体与70%浓硫酸反应制备二氧化硫，装置乙中二氧化硫与氢氧化铜、氯化钠溶液反应制备氯化亚铜，装置丙中盛有氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化硫，防止污染空气。
(1)仪器a的名称为三颈烧瓶，装置丙的作用为吸收SO2，防止空气中的氧气进入装置乙(氯化亚铜在空气中易被氧化)。
(2)反应开始时，先打开K1，使装置内充满二氧化硫，再打开K2；反应一段时间后，乙中溶液由绿色变为茶褐色，发生反应的离子方程式为===＋2Cl－＋4H＋。反应完毕，将溶液加入盛有800 mL蒸馏水的烧杯中，静置5分钟，析出白色晶体，过滤、洗涤、干燥，由于CuCl不溶于酒精，在空气中能被迅速氧化，洗涤晶体时所用试剂的顺序为①SO2饱和水溶液，使铜元素尽可能以形式存在，②无水乙醇，代替蒸馏水洗涤的目的是减少CuCl溶解损耗，并防止氧化。
(3)根据CuCl＋Fe3+===Cu2+＋Fe2+＋Cl－、＋14H＋===6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O，可得关系式，则n(CuCl)＝＝×V×10-3 L＝6cV×10-3 mol，m(CuCl)＝6cV×10-3 mol×99.5 g·mol-1＝0.597cV g，w(CuCl)＝×100%＝×100%；使用碘量瓶配制溶液，可
防止溶液与空气的接触，避免氧化亚铁离子，使K2Cr2O7用量减少，若使用普通锥形瓶配制溶液，测得的质量分数偏小。
[答案]　(1)三颈烧瓶　吸收SO2，防止空气中的氧气进入装置乙
(2)K1　K2　===＋2Cl－＋4H＋　①②
(3)×100%　偏小
以有机物制备为主题的综合实验探究
1．有机物制备中的常考点
(1)有机物易挥发，制备反应中通常采用冷凝回流装置，以提高原料的利用率和产物的产率。
(2)有机反应通常都是可逆反应，且易发生副反应，通常使廉价反应物过量，以提高另一反应物的转化率和产物的产率，同时控制反应条件，以减少副反应的发生。
(3)X浴加热
①优点：均匀受热，在一定温度下加热
②类型
2．有机物分离提纯的三种方法
(1)萃取分液
①萃取
②分液：适用于两种互不相溶的液体混合物分离。
③主要仪器：分液漏斗。
(2)蒸馏
①原理：互溶的两液体，根据沸点的不同，将两液体分离。
其变化过程为液体蒸气液体。
②主要玻璃仪器：酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶。
(3)重结晶
①原理
重结晶是将晶体用溶剂(如蒸馏水)溶解，经过滤、蒸发、冷却等步骤后再次使之析出，以得到更加纯净的晶体的方法。
②适用条件——常用于提纯固态化合物
a．杂质在所选溶剂中溶解度很小(使杂质析出)或很大(使杂质留在母液中)，易于除去。
b．被提纯的物质在所选溶剂中的溶解度受温度影响较大，升温时溶解度增大，降温时溶解度减小，冷却后易结晶析出。
3．有机物制备实验思维模型
1．(2025·海口一模)邻苯二甲酰亚胺(PIMD)是一种重要的化工原料，广泛用于染料、医药、橡胶领域。以邻苯二甲酸酐为原料制备PIMD的反应原理和实验装置如下：
反应原理：
实验装置：
相关物质的物理性质如下表：
物质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
邻苯二甲酸酐 148 131～134 284 不溶于冷水，微溶于热水，稍溶于乙醇
邻苯二甲酰亚胺 147 232～235 366 微溶于热水，易溶于乙醇，易溶于碱溶液
实验步骤：
Ⅰ．向125 mL三颈烧瓶中加入37.0 g邻苯二甲酸酐，边搅拌边滴入25.0 mL浓氨水(稍过量)，加热至80～95 ℃，当看到固体完全溶解的现象时，停止加热。将三颈烧瓶右端口所连装置取下改为蒸馏装置，继续加热，将溶液中的水及过量的氨蒸馏回收，此时烧瓶中有白色固体析出。
Ⅱ．继续升温至235～240 ℃，固体熔化，反应60分钟后，停止加热。冷却至室温，热水洗涤固体、抽滤、烘干，得到粗品白色粉末36.1 g。
Ⅲ．向白色粉末中加入适量乙醇，加热回流使固体恰好溶解，趁热过滤，将滤液缓慢降温冷却，有白色晶体析出，抽滤、洗涤、烘干后得白色晶体29.4 g。
请回答下列问题：
(1)仪器A的名称为________。
(2)球形干燥管中的试剂可能为________(填标号)。
①氢氧化钾　②无水氯化钙　③碱石灰
(3)步骤Ⅰ中白色固体的主要成分的名称是______________。
(4)步骤Ⅲ中选用乙醇的主要原因是______________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)步骤Ⅲ中趁热过滤后，滤液“缓慢降温”而不是快速降温的原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(6)该实验中邻苯二甲酸酐的利用率为________。
[解析]　由题给流程可知，装置中发生的反应为邻苯二甲酸酐与浓氨水在80～95 ℃的热水浴中发生取代反应生成邻苯二甲酸铵，邻苯二甲酸铵在加热条件下发生取代反应生成邻苯二甲酰亚胺，所得固体经冷却，洗涤、抽滤、烘干，进一步提纯得固体邻苯二甲酰亚胺，据此分析解题。
(1)仪器A的名称为恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗)。
(2)实验中球形干燥管的作用为吸收尾气NH3，球形干燥管只能盛放固体，①氢氧化钾和③碱石灰不和NH3反应，不能吸收NH3，②无水氯化钙可以和NH3反应，故其中盛装的试剂是无水氯化钙，故选②。
(3)根据反应原理，邻苯二甲酸酐与氨水反应生成邻苯二甲酸铵，则步骤Ⅰ中，白色固体是反应生成的邻苯二甲酸铵。
(4)根据表格可知，邻苯二甲酰亚胺易溶于乙醇。因此，选用乙醇可以有效地溶解邻苯二甲酰亚胺，减少邻苯二甲酸酐的溶解量，使分离更加完全。
(5)步骤Ⅲ中趁热过滤后，滤液“缓慢降温”而不是快速降温的原因是缓慢降温易形成大颗粒晶体，利于抽滤(或缓慢降温有助于形成更纯净的晶体)。
(6)邻苯二甲酸酐的物质的量为＝0.25 mol，理论上邻苯二甲酸酐与反应生成的邻苯二甲酰亚胺的物质的量之比为1∶1，因此理论产量为0.25 mol×147 g·mol-1＝36.75 g，实际产量为29.4 g，邻苯二甲酸酐的利用率为×100%＝80%。
[答案]　(1)恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗)
(2)②　(3)邻苯二甲酸铵
(4)减少邻苯二甲酸酐的溶解量，使分离更加完全
(5)缓慢降温易形成大颗粒晶体，利于抽滤(或缓慢降温有助于形成更纯净的晶体)
(6)80%
2．(2025·江南十校一模)苯氧乙酸是合成除草剂、植物激素和中枢神经兴奋药的中间体。某小组设计方案制备苯氧乙酸，原理如下：
物质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 部分性质
苯酚 94 43 181.75 有毒，易溶于热水，易溶于乙醇
苯氧 乙酸 152 约100 285 易溶于热水，难溶于冷水，溶于乙醇
氯乙酸 94.5 63 189 有毒，易溶于水，溶于乙醇
具体实验步骤如下：
Ⅰ．如图1装置(部分夹持及加热装置省略)，将3.78 g氯乙酸和5 mL水加入100 mL的三颈烧瓶中，搅拌，缓慢滴加饱和碳酸钠溶液至完全反应。
Ⅱ．加入2.82 g苯酚，再滴加35%氢氧化钠溶液至pH为12，在沸水浴中加热一段时间后，补充氢氧化钠溶液，继续加热至完全反应。
Ⅲ．反应结束后，将溶液趁热转入锥形瓶中，加入浓盐酸酸化。
Ⅳ．在冰水浴中冷却析出固体，结晶完全后再进行抽滤(如图2所示)，洗涤粗产物，在60～65 ℃下干燥得到黄色产品，再加入活性炭，得到约3.00 g白色晶体。
请回答下列问题：
(1)图1仪器B名称是________，出水口为________(填“a”或“b”)。
(2)pKa(ClCH2COOH)________pKa(CH3COOH)(填“＝”“<”或“>”)，从分子结构角度解释原因： _________________________________________________。
(3)步骤Ⅱ中补充氢氧化钠溶液的目的是__________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)步骤Ⅳ中抽滤的优点是________(填字母)。
A．过滤速度快
B．液体和固体分离比较完全
C．滤出的固体易干燥
(5)从环保角度分析，该实验装置存在明显不足，改进方法是_____________________________________________________________________。
(6)该过程中苯氧乙酸的产率最接近________(填字母)。
A．45%　　B．55%　　C．65%　　D．75%
[解析]　本实验制备苯氧乙酸，先让氯乙酸与碳酸钠反应生成氯乙酸钠，再加入苯酚、氢氧化钠溶液至pH为12，沸水浴中加热一段时间，充分反应生成苯氧乙酸钠，利用强酸制备弱酸，苯氧乙酸钠与盐酸反应生成苯氧乙酸。
(1)根据仪器B的特点，仪器B为球形冷凝管；冷凝管通入冷却水，为了增强冷凝效果，冷却水下进上出，出水口为b。
(2)氯原子具有吸电子效应，使氯乙酸的羧基中O—H键极性增强，更易电离出H＋，酸性更强，Ka值更大，根据pKa＝－lgKa，酸性越强，pKa越小 ，则pKa(ClCH2COOH)＜pKa(CH3COOH)。
(3)步骤Ⅱ中补充氢氧化钠溶液目的是反应过程中，酚类物质与氢氧化钠反应，且生成的产物在反应中也会消耗氢氧化钠，补充氢氧化钠可维持溶液pH＝12，保证反应体系中有足够的碱性，使反应能够继续进行。
(4)抽滤(减压过滤)的优点有过滤速度快，因为在减压条件下，液体更容易通过滤纸；液体和固体分离比较完全；滤出的固体易干燥，由于减压抽滤能将固体表面的液体尽量抽干。
(5)实验中使用的氯乙酸有毒，在反应过程中可能会有氯乙酸等有毒物质挥发到空气中，从环保角度考虑，应在装置上连接一个尾气吸收装置，吸收可能挥发出来的有毒气体。
(6)氯乙酸(ClCH2COOH)的物质的量n(ClCH2COOH)＝＝0.04 mol，苯酚(C6H5OH)的物质的量n(C6H5OH)＝＝0.03 mol，根据反应原理可知，苯酚物质的量少，以苯酚的量为基准进行计算，则理论生成苯氧乙酸的物质的量为0.03 mol，苯氧乙酸的理论产量m＝0.03 mol×152 g·mol-1＝4.56 g，产率＝×100%＝×100%≈66%，故答案选C。
[答案]　(1)球形冷凝管　b
(2)<　氯原子为吸电子基团，导致O—H键极性增大，因此氯乙酸酸性大于乙酸　
(3)提供碱性环境，保持溶液呈碱性
(4)ABC　(5)在冷凝管上端尾部连接装有碱石灰的球形干燥管　(6)C
以物质性质为主题的综合实验探究
物质性质探究实验思维模型
1．(2025·北京平谷一模)某实验小组制取少量溶液并探究其性质。
Ⅰ．制备NaHSO3(装置如图所示)。
(1)甲中发生反应的化学方程式是________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)证明丙中NaOH已完全转化为NaHSO3的操作和现象是_____________________________________________________________________。
Ⅱ．将所得NaHSO3溶液稀释到1 mol·L-1后，进行实验a和b。
编号 操作 现象
a 向2 mL 1 mol·L-1 NaHSO3溶液中加入2 mL 1 mol·L-1 CuSO4溶液 溶液变为蓝绿色，且3 min内无明显变化
b 向2 mL 1 mol·L-1 NaHSO3溶液中加入2 mL 1 mol·L-1 CuCl2溶液 溶液变为蓝绿色，30 s时有无色有刺激性气味气体和白色沉淀生成，上层溶液颜色变浅
(3)用蘸有碘水的淀粉试纸接近实验b的试管口，观察到________________，证实有SO2生成；反应的离子方程式为_____________________________________。
(4)对实验b产生气体的原因进行分析，提出两种假设：
假设1：Cu2+水解使溶液中c(H＋)增大。
假设2：Cl－存在时，Cu2+与反应生成CuCl白色沉淀，溶液中c(H＋)增大。
①假设1不合理，实验证据是___________________________________________
_____________________________________________________________________。
②实验证实假设2合理，实验b中发生反应的离子方程式为
_____________________________________________________________________，
===SO2↑＋H2O。
(5)小组同学继续提出假设3：Cl－增强了Cu2+的氧化性，并设计原电池实验(如图所示)证明该假设。未加入NaCl固体时，溶液无明显变化，请补全加入NaCl固体后的实验现象： _____________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(6)实验室中经常用KSCN溶液检验含Fe2+的溶液是否因氧化而变质，但是如果溶液中存在少量Cu2+时，会干扰检验结果，试分析其中的原因：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(资料：SCN－是一种拟卤离子，其性质与卤离子相似。)
[解析]　甲装置中，铜与浓硫酸加热反应生成SO2气体，乙装置是安全瓶，在丙中SO2与NaOH反应生成NaHSO3，用品红溶液可以检验SO2是否过量，尾气用酸性高锰酸钾溶液吸收。
(1)甲中Cu与浓硫酸共热发生反应生成硫酸铜、SO2气体和水，反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
(2)若NaOH完全转化为NaHSO3，则SO2过量，过量的SO2能使品红溶液褪色，故把针筒中的品红溶液推入锥形瓶中，若品红溶液褪色，说明NaOH已完全转化为NaHSO3。
(3)SO2与I2发生氧化还原反应生成硫酸和HI，蘸有碘水的淀粉试纸接近实验b的试管口，若蓝色褪去，证明气体是SO2；离子方程式为===。
(4)①实验a是向2 mL 1 mol·L-1 NaHSO3溶液中加入溶液，若Cu2+水解使溶液中H＋浓度增大，H＋与亚硫酸氢根离子反应也应该有SO2产生，实验a中没有气体产生，故假设1不成立。
②假设2中Cl－存在时，Cu2+与反应生成CuCl白色沉淀和H＋，离子方程式为===＋3H＋。
(5)加入NaCl后，Cu2+的氧化性增强，两极发生氧化还原反应，形成原电池，有电流产生，Cu2+被还原为Cu＋，同时与Cl－生成CuCl沉淀，故加入NaCl固体后，电流表指针偏转，右侧烧杯有白色沉淀生成。
(6)SCN－是一种拟卤离子，其性质与卤离子相似，能够增强Cu2+的氧化性，Cu2+会把Fe2+氧化为Fe3+，对实验产生干扰。
[答案]　(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
(2)把针筒中的品红溶液推入锥形瓶中，若品红溶液褪色，说明NaOH已完全转化为NaHSO3
(3)试纸蓝色褪去　===
(4)①实验a中没有无色气体生成　②===＋3H＋
(5)电流表指针偏转，右侧烧杯有白色沉淀生成
(6)SCN－增强了Cu2+的氧化性，Cu2+会将Fe2+氧化为Fe3+
2．(2025·肇庆二模)氯化铁在电镀、染料、照相和医药等领域均有广泛应用。
Ⅰ．0.1 mol·L-1 FeCl3溶液的配制
(1)配制1 L 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，需要________ g FeCl3·6H2O。
(2)配制FeCl3溶液时，下列仪器中需用到的有________(填字母)。为抑制Fe3+水解，需向溶液中加入一定量的________(填化学名称)。
Ⅱ．探究FeCl3溶液与Fe的反应
小组同学进行如图所示实验，观察到试管c充分静置后溶液红色褪去。
(3)为探究溶液红色褪去的原因，甲同学分别取少量试管d中溶液于两试管中，向其中一支中滴加几滴________(填化学式，后同)溶液，无明显变化；向另一支中滴加几滴________溶液，出现红色。甲同学得出结论：溶液红色褪去不是因为SCN－被消耗，而是因为Fe3+被消耗。溶液红色褪去Fe3+发生反应的离子方程式为___________________________________________________________________。
(4)乙同学认为试管c中部分KSCN也发生了反应。他取试管b和d中的溶液，设计以下实验，并比较两组实验中溶液的颜色。
试管序号 待检验溶液 体积/mL 蒸馏 水/mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液/mL 现象
试管b 2.0 V1 0 红色较深
试管d 2.0 1.0 V2 红色较浅
上表中，V1＝________，V2＝________。
乙同学根据实验现象验证了其猜想。
(5)小组同学进一步发现，其他条件不变，增大加入的KSCN的浓度，试管c中溶液红色褪去变快。
查阅资料：①在酸性的FeCl3溶液中，铁粉能与SCN－反应生成CN－。
②6CN－＋Fe3+ [Fe(CN)6]3-(浅黄色)　K＝1.0×1042；
3SCN－＋Fe3+ Fe(SCN)3　K＝4.4×105。
根据以上信息分析，增大KSCN的浓度，试管c中溶液红色褪去变快可能的原因为_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(6)利用KSCN指示剂验证Fe与FeCl3发生了反应时，更合理的实验操作为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　实验中通过氯化铁溶液和硫氰化钾溶液混合后，加入铁粉后溶液颜色变化，探究氯化铁溶液和Fe的反应。
(1)先算出FeCl3的物质的量n(FeCl3)＝cV＝×1 L＝0.1 mol，则m(FeCl3·6H2O)＝nM＝0.1 mol×270.5 g·mol-1＝27.05 g。
(2)配制一定物质的量浓度溶液需要的仪器有容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等，图中A是容量瓶，C是胶头滴管。Fe3+水解的离子方程式为Fe3+＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋，加入浓盐酸，增大H＋浓度，抑制Fe3+水解。
(3)向一支试管中滴加KSCN溶液无明显变化，说明溶液中可能没有Fe3+；向另一支中滴加FeCl3溶液出现红色，说明溶液中有SCN－，所以溶液红色褪去是因为Fe3+被消耗，Fe与Fe3+反应的离子方程式为Fe＋2Fe3+===3Fe2+。
(4)为保证溶液总体积相同便于对比，b和d中溶液总体积要相等。d中溶液总体积为2.0＋1.0＋V2，b中溶液总体积为2.0＋V1，且d中加入1.0 mL蒸馏水和V2 mL FeCl3溶液，b中不加入FeCl3溶液，为保证FeCl3总量一致(d中加入少量FeCl3溶液)，d中加入0.05 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液(可忽略体积变化)，则总体积为2.0 mL＋1.0 mL＋0.05 mL＝3.05 mL，所以V1＝3.05－2.0＝1.05，V2＝0.05。
(5)从资料可知，SCN－能与Fe反应生成CN－，CN－与Fe3+结合生成更稳定的[Fe(CN)6]3-，SCN－浓度越大，相同时间生成CN－浓度越大，结合Fe3+速率越快，Fe3+消耗快，溶液褪色快。
(6)先向FeCl3溶液中加入过量铁粉，将Fe3+充分反应，再取滤液，向滤液中滴加少量KSCN溶液，若溶液不变红，说明Fe与FeCl3发生了反应。
[答案]　(1)27.05
(2)AC　浓盐酸
(3)KSCN　FeCl3　Fe＋2Fe3+===3Fe2+
(4)1.05　0.05
(5)铁粉能与SCN－反应生成CN－，CN－与Fe3+结合成稳定性更强的[Fe(CN)6]3-，SCN－浓度越大，相同时间内生成CN－的浓度越大，CN－与Fe3+结合生成稳定配合物的速率越快，Fe3+消耗的速率越快，因此溶液褪色越快
(6)先向FeCl3溶液中加入过量的铁粉，再取滤液，向滤液中滴加少量KSCN溶液
以定量实验为主题的综合实验探究
1．定量实验数据的测定方法
(1)沉淀法：先将待测定离子转化为沉淀，然后称量沉淀(经洗涤、干燥)的质量，再通过元素守恒计算。
(2)测定气体法
①测定气体的体积：把待测定元素转化为气体，通过排液量气装置测定气体的体积，转化为标准状况下体积并进行计算。如图
[注意]　a．量气时应保证气体处于室温状态。
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切。
②用于测定气体质量的装置
(3)滴定法：通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相应数据后再进行相关计算。
①直接滴定：利用两种物质按比例直接反应，是最常用的滴定方法。
②间接滴定：当被测物质不能直接与标准溶液作用，却能和另一种可与标准溶液作用的物质反应时，可用间接滴定。例如，Ca2+不能直接与高锰酸钾标准溶液作用，但能和可与高锰酸钾标准溶液作用的定量反应生成CaC2O4，通过间接测定的量，从而测定Ca2+的含量。
③反滴定：加入一定量且过量的标准溶液与被测物反应，过量部分再用另一种标准溶液滴定。例如固体CaCO3的测定，可先加入一定量且过量盐酸标准溶液，待其与试样完全反应后，再用氢氧化钠标准溶液反滴定剩余氯化氢。
2．定量实验类型
类型 解题方法
物质含量的计算　　 (1)根据方程式、关系式、得失电子守恒、滴定法等，得出混合物中某一成分的量 (2)由(1)中求出的量除以混合物(样品)的总量，即可得出其含量
确定物质化学式的计算　　 (1)利用上述的测定方法测定出相关物质(气体、沉淀)的数据 (2)根据元素守恒确定出未知物质中各元素的物质的量 (3)各元素的物质的量最简整数比即该物质的化学式的下标比
1．(2025·郑州二模)某研究小组测定某赤铁矿石(含有Fe、Al、Ca、Mg、Si、O等元素)中铁含量的步骤如下：
Ⅰ．准确称取0.28 g铁矿石试样置于250 mL锥形瓶中，加入15 mL浓盐酸，盖上表面皿，在热水浴中加热使试样充分溶解。
Ⅱ．趁热滴加SnCl2溶液至溶液变为浅黄色，加入4滴Na2WO4和60 mL水，加热。摇动下滴加TiCl3(还原剩余的Fe3+)至出现浅蓝色的五价钨[W(Ⅴ)]，冷却，再滴加稀K2Cr2O7溶液至蓝色恰好消失。
Ⅲ．将步骤Ⅱ所得试液稀释至150 mL，加入15 mL H2SO4－H3PO4混酸，再加入5滴二苯胺磺酸钠作为指示剂，立即用0.020 mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定至溶液呈稳定的紫色，消耗25.00 mL标准溶液。
已知：①FeCl3受热易升华；②SnCl2在浓盐酸中以[SnCl4]2-的形式存在，还原性[SnCl4]2->Ti3+>W(Ⅴ)>Fe2+。
回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ中，当观察到________________________________________________
时，表明试样已充分溶解；充分溶解后，需要用少量水吹洗表面皿，目的是_____________________________________________________________________。
(2)步骤Ⅱ中，趁热滴加SnCl2的目的是________________________；滴加过程中，[SnCl4]2-会转化为[SnCl6]2-，该反应的离子方程式为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________；
Na2WO4的作用是_____________________________________________________。
(3)步骤Ⅲ中，加入的H3PO4与Fe3+反应生成无色[Fe(HPO4)2]－，可消除Fe3+的黄色，以便于_________________________________________________________。
(4)赤铁矿石试样中铁的含量为________%。
[解析]　某赤铁矿石含有Fe、Al、Ca、Mg、Si、O等元素；用浓盐酸与试样反应，使得试样中Fe元素以离子形式存在，用Na2WO4作指示剂滴加SnCl2溶液、TiCl3使Fe3+还原为Fe2+，加二苯胺磺酸钠作为指示剂，用0.020 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+，根据消耗K2Cr2O7的量计算试样中Fe的质量分数。
(1)二氧化硅为难溶于酸的白色固体，步骤Ⅰ中，当观察到剩余固体完全变为白色时，表明试样已充分溶解；FeCl3受热易升华，避免氯化铁损失，充分溶解后，需要用少量水吹洗表面皿。
(2)根据影响反应速率的因素，步骤Ⅱ中，趁热滴加SnCl2的目的是加快反应速率；滴加过程中，[SnCl4]2-被Fe3+氧化为[SnCl6]2-，Fe元素化合价由＋3价降低为＋2价，Sn元素化合价由＋2价升高为＋4价，根据得失电子守恒，该反应的离子方程式为2Fe3+＋[SnCl4]2-＋2Cl－===2Fe2+＋[SnCl6]2-；根据题意，摇动下滴加TiCl3(还原剩余的Fe3+)至出现浅蓝色的五价钨[W(Ⅴ)]，可知Na2WO4的作用是作指示剂。
(3)步骤Ⅲ中，加入的H3PO4与Fe3+反应生成无色[Fe(HPO4)2]－，可消除Fe3+的黄色，以便于观察终点的颜色。
(4)根据得失电子守恒得反应关系式：6Fe2+～K2Cr2O7，n(Fe2+)＝6n(K2Cr2O7)＝6×0.025 L×0.020 mol·L-1＝0.003 mol，则0.28 g试样中Fe的质量分数＝×100%＝60%。
[答案]　(1)剩余固体完全变为白色　避免氯化铁损失
(2)加快反应速率　2Fe3+＋[SnCl4]2-＋2Cl－===2Fe2+＋[SnCl6]2-　作指示剂
(3)观察终点的颜色　(4)60
2．某化学兴趣小组利用邻二氮菲(C12H8N2)分光光度法测定水中微量铁。
已知：
ⅰ．在pH为2～9溶液中，邻二氮菲与Fe2+生成稳定的橙红色配合物，显色反应为3C12H8N2＋Fe2+===[Fe(C12H8N2)3]2+。
ⅱ．根据朗伯比耳定律：A＝εcL，当入射光波长λ及光程L(比色皿厚度)一定时，在一定浓度范围内，有色物质的吸光度A与该物质的浓度c成正比。
Ⅰ．溶液配制
(1)用滴定管量取100 μg·mL-1铁储备液10.00 mL，置于100 mL棕色容量瓶中加入 2.0 mL 6 mol·L-1HCl溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，得到10 μg·mL-1铁标准溶液。此过程中除了用到容量瓶、滴定管和玻璃棒外，还需要的仪器有________(填字母)。洁净的容量瓶在使用之前需要进行的操作是________。
Ⅱ．邻二氮菲-Fe2+吸收曲线的绘制
(2)用滴定管量取铁标准溶液10 μg·mL-1 6.00 mL，经试剂处理后采用不同的波长λ为横坐标，由计算机绘制A与λ的吸收曲线如图，确定最大吸收波长λmax。
在显色前，首先用盐酸羟胺(NH2OH·HCl，强电解质)将Fe3+还原成Fe2+。其反应离子方程式为_______________________________________________________。
试剂处理时需要加入5 mL CH3COOH—CH3COONa缓冲溶液使溶液的pH保持在合适范围，若pH过高，会造成__________________；若pH过低，会造成_____________________________________________________________________。
(3)邻二氮菲-Fe2+配合物中配位原子个数为______________。
(4)从吸收曲线可知，邻二氮菲-Fe2+配合物最大吸收波长λmax＝510 nm，在此波长下，该配合物的摩尔吸光系数ε510＝1.1×104 L·mol-1·cm-1，若某次测量时溶液的吸光度A＝0.412，比色皿厚度1 cm，则溶液中Fe2+的浓度为________ mol·L-1(保留两位有效数字)。
[解析]　(1)配制一定物质的量浓度的溶液，所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签；此过程中除了用到容量瓶、滴定管和玻璃棒外，还需要的仪器有定容需要的胶头滴管，故选D。洁净的容量瓶在使用之前需要进行的操作是检漏，防止配制过程中漏液。
(2)盐酸羟胺(NH2OH·HCl，强电解质)将Fe3+还原成Fe2+，反应过程中铁离子被还原为亚铁离子，则氮元素被氧化为氮气，结合得失电子守恒，其反应离子方程式为2NH2OH·H＋＋2Fe3+===N2↑＋2Fe2+＋2H2O＋4H＋；试剂处理时需要加入5 mL CH3COOH—CH3COONa缓冲溶液使溶液的pH保持在合适范围，若pH过高，会造成亚铁离子转化为氢氧化亚铁沉淀，若pH过低，会造成邻二氮菲中氮原子质子化，使得其配位能力降低。
(3)邻二氮菲-Fe2+配合物中亚铁离子提供空轨道、氮提供孤电子对形成配位键，结合3C12H8N2＋Fe2+===[Fe(C12H8N2)3]2+，1个亚铁离子和3个C12H8N2形成配合物，则配位原子个数为6。
(4)根据朗伯比耳定律：A＝εcL，0.412＝1.1×104 L·mol-1·cm-1×c×1 cm，则溶液中Fe2+的浓度为3.7×10-5 mol·L-1。
[答案]　(1)D　检漏
(2)2NH2OH·H＋＋2Fe3+===N2↑＋2Fe2+＋2H2O＋4H＋　亚铁离子转化为氢氧化亚铁沉淀　邻二氮菲中氮原子质子化，使得其配位能力降低
(3)6　(4)3.7×10-5
3．(2025·石家庄二模)氢化铝锂的化学式为Li[AlH4](Mr＝38)，是有机合成中重要的还原剂，易燃且125 ℃以上分解，潮湿空气中易水解。某化学兴趣小组以乙醚为溶剂，利用无水AlCl3(Mr＝133.5)和LiH反应制备Li[AlH4]，实验步骤及装置如下。
ⅰ．按图示装置组装仪器并检验气密性。
ⅱ．打开K1、K2，从a口通入一段时间N2，以排尽装置中的空气。
ⅲ．向三颈瓶中先加入30 mL溶有3.04 g Li[AlH4]的乙醚溶液作反应引发剂，再加入23.68 g LiH固体和200 mL乙醚搅拌均匀。最后通过仪器X加入300 mL溶有80.10 g无水AlCl3的乙醚溶液发生反应。
ⅳ．待反应结束后，关闭K2，a口接减压装置，将三颈瓶中的固液混合物抽至过滤器内。关闭K1，打开K2，再次从a口通入N2直至过滤结束。
ⅴ．将滤液与苯混合，对混合液进行________，得到Li[AlH4]固体，称量其质量为22.04 g。
已知：①相关物质在乙醚和苯中的溶解性如下表：
Li[AlH4] AlCl3 LiH LiCl
乙醚 溶 溶 微溶 难溶
苯 难溶 溶 — —
②苯的沸点为80.1 ℃，乙醚的沸点为34.5 ℃。
回答下列问题：
(1)仪器X的名称为________；三颈瓶应选择的规格为________(填选项字母)。
A．250 mL　　B．500 mL　　C．1 000 mL
(2)装置Y中应添加的药品为________。
(3)步骤ⅲ中，三颈瓶内发生反应的化学方程式为__________________________；
该反应剧烈放热，为避免反应过于剧烈，应采取的操作为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)步骤ⅳ中，过滤可除去的杂质为________(填化学式)；再次通入N2的目的为________、________。
(5)步骤ⅴ的目的为除去少量AlCl3杂质并得到Li[AlH4]固体，横线处应补充的具体操作为________(填选项字母)。
A．蒸馏、过滤　　　　　 B．蒸发结晶
C．萃取、分液 D．重结晶
(6)若初始加入的Li[AlH4]引发剂不计入产品，则该实验中产品的产率为______%(保留三位有效数字)。
[答案]　(1)恒压滴液漏斗　C
(2)无水CaCl2(或碱石灰，P2O5等)
(3) AlCl3＋4LiHLi[AlH4]＋3LiCl　调节恒压滴液漏斗玻璃塞，缓慢滴加溶液
(4) LiH、LiCl　隔绝空气　加快过滤速率　(5)A
(6)83.3
(2025·陕晋青宁卷，T15)某实验室制备糖精钴[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O，并测定其结晶水含量。
已知：Sac－表示糖精根离子，其摩尔质量为182 g·mol-1，糖精钴的溶解度在热水中较大，在冷水中较小；丙酮沸点为56 ℃，与水互溶。
CoCl2·6H2O＋2NaSac·2H2O===[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O＋(6－x)H2O＋2NaCl
(一)制备
Ⅰ．称取1.0 g CoCl2·6H2O，加入18 mL蒸馏水，搅拌溶解，得溶液1。
Ⅱ．称取2.6 g(稍过量)糖精钠(NaSac·2H2O)，加入10 mL蒸馏水，加热搅拌，得溶液2。
Ⅲ．将溶液2加入到接近沸腾的溶液1中，反应3分钟后停止加热，静置，冷却结晶。
Ⅳ．过滤，依次用三种不同试剂洗涤晶体，晾干得产品。
回答下列问题：
(1)Ⅰ和Ⅱ中除烧杯外，还需用到的玻璃仪器有________、________(写出两种)。
(2)Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时，可将烧杯置于________中，以使大量晶体析出。
(3)Ⅳ中用①丙酮、②冷水、③冷的1% NaSac溶液洗涤晶体，正确顺序为________(填字母)。
A．①③②　　　B．③②①　　　C．②①③
(4)Ⅳ中为了确认氯离子已经洗净，取水洗时的最后一次滤液于试管中，_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________(将实验操作、现象和结论补充完整)。
(5)与本实验安全注意事项有关的图标有________。
(二)结晶水含量测定
EDTA和Co2+形成1∶1配合物。准确称取m g糖精钴产品于锥形瓶中，加蒸馏水，加热溶解，再加入缓冲溶液和指示剂，在50～60 ℃下，用c mol·L-1的EDTA标准溶液滴定。
(6)下列操作的正确顺序为________(用字母排序)。
a．用标准溶液润洗滴定管
b．加入标准溶液至“0”刻度以上2～3 mL处
c．检查滴定管是否漏水并清洗
d．赶出气泡，调节液面，准确记录读数
(7)滴定终点时消耗标准溶液V mL，则产品[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O中x的测定值为________(用含m、c、V的代数式表示)；若滴定前滴定管尖嘴处无气泡，滴定后有气泡，会导致x的测定值________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
[解答流程]
第一步：全面审题
实验目的：制备糖精钴，并测定其结晶水含量；
已知信息：糖精钴的溶解度；丙酮的沸点和溶解度；制备方程式；
制备步骤：Ⅰ→Ⅳ；
第二步：逐空分析
(1)还需用到的玻璃仪器：根据实验操作作答；
(2)Ⅲ中静置过程使大量晶体析出的措施：根据晶体析出的条件分析；
(3)洗涤的正确顺序：由不同洗涤剂的作用排出顺序；
(4)确认氯离子已经洗净：检验氯离子是否还存在；
(5)实验安全注意事项有关的图标：根据实验操作可能导致的伤害选择；
(6)滴定的正确操作顺序：由滴定的规范操作分析；
(7)x的测定值：根据EDTA与Co2+形成1∶1配合物计算；x的测定值误差分析：由x的表达式和读数偏小分析。
第三步：规范解答
(1)玻璃棒(合理即可)　量筒(合理即可)
(2)冰水浴
(3)B
(4)加稀硝酸酸化，再滴加AgNO3溶液，无白色沉淀生成，说明Cl－已洗净
(5)ABC
(6)cabd
(7) －27.5(或)　偏高
[母题变式]　EDTA的结构式为
与过渡金属的阳离子可形成螯合物，如，1 mol该配合物中的配位键为________ mol，M元素化合价为________。
[答案]　6　＋4
1．(2025·湖北卷，T18)某小组在探究Cu2+的还原产物组成及其形态过程中，观察到的实验现象与理论预测有差异。根据实验描述，回答下列问题：
(1)向2 mL 10% NaOH溶液加入5滴5% CuSO4溶液，振荡后加入2 mL 10%葡萄糖溶液，加热。
①反应产生的砖红色沉淀为________(写化学式)，葡萄糖表现出________(填“氧化”或“还原”)性。
②操作时，没有加入葡萄糖溶液就加热，有黑色沉淀生成。用化学反应方程式说明该沉淀产生的原因： _________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)向20 mL 0.5 mol·L-1 CuSO4溶液中加入Zn粉使蓝色完全褪去，再加入盐酸并加热至溶液中无气泡产生为止。过滤得固体，洗涤并真空干燥。
①加入盐酸的目的是___________________________________________________。
②同学甲一次性加入1.18 g Zn粉，得到0.78 g 红棕色固体，其组成是________(填标号)。
a．Cu　　　　　　　 b．Cu包裹Zn
c．CuO d．Cu和Cu2O
③同学乙搅拌下分批加入1.18 g Zn粉，得到黑色粉末X。分析结果表明，X中不含Zn和Cu(Ⅰ)。关于X组成提出了三种可能性：Ⅰ．CuO ；Ⅱ．CuO和Cu；Ⅲ．Cu，开展了下面2个探究实验：
由实验结果可知，X的组成是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。从物质形态角度分析，X为黑色的原因是___________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)①向2 mL 10% NaOH溶液加入5滴5% CuSO4溶液制得新制氢氧化铜悬浊液，振荡后加入2 mL 10%葡萄糖溶液，加热，新制氢氧化铜悬浊液与葡萄糖中的醛基反应产生的砖红色沉淀为Cu2O，Cu元素被葡萄糖从＋2价还原为＋1价，葡萄糖表现出还原性。②操作时，没有加入葡萄糖溶液就加热，有黑色沉淀生成，该黑色沉淀为CuO，用化学反应方程式说明该沉淀产生的原因：CuO＋H2O。(2)①由题干“加入盐酸并加热至溶液中无气泡产生为止”可知加入盐酸的作用是除去过量的锌粉；②先加Zn粉、后加盐酸，得到固体为红棕色，则一定有Cu(Cu2O和HCl发生歧化反应生成Cu)，20 mL 0.5 mol·L-1 CuSO4中n(Cu2+)＝×0.02 L＝0.01 mol，Cu的最大物质的量为0.01 mol，质量为0.64 g，生成Cu2O的最大质量为0.72 g，实际固体质量为0.78 g：a．若只有Cu，则固体质量应小于等于0.64 g，a不符题意；b．若是Cu包裹Zn，则0.64 g＜固体质量＜1.18 g，b符合题意；c．若是CuO，则不可能为红棕色，c不符题意；d．若是Cu和Cu2O，固体质量应介于0.64～0.72 g，d不符题意。③实验1得到的溶液呈无色，说明一定无CuO，那么X的组成只能是Cu，选Ⅲ；从物质形态角度分析，X为黑色的原因是金属固体Cu呈粉末状时，光线进入后被多次反射吸收，所以呈黑色。
[答案]　(1)①Cu2O　还原　②Cu(OH)2CuO＋H2O
(2)①除去过量的锌粉　②b　③Ⅲ　光线进入后被多次反射吸收，所以呈黑色
2．(2025·广东卷，T17)酸及盐在生活生产中应用广泛。
(1)甲苯氧化可生成苯甲酸。向盛有2 mL甲苯的试管中，加入几滴酸性KMnO4溶液，振荡，观察到体系颜色_____________________________________________________________________。
(2)某苯甲酸粗品含少量泥沙和氯化钠。用重结晶法提纯该粗品过程中，需要的操作及其顺序为：加热溶解、________(填下列操作编号)。
a．冷却结晶　　　　　　b．常温过滤
c．蒸馏　　　　　　　　　 d．趁热过滤
(3)兴趣小组测定常温下苯甲酸饱和溶液的浓度c0和苯甲酸的Ka，实验如下：取50.00 mL苯甲酸饱和溶液，用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定，用pH计测得体系的pH随滴入溶液体积V变化的曲线如图。据图可得：
①c0＝________ mol·L-1。
②苯甲酸的Ka＝________________(列出算式，水的电离可忽略)。
(4)该小组继续探究取代基对芳香酸酸性的影响。
①知识回顾　羧酸酸性可用Ka衡量。下列羧酸的Ka大小顺序为CH3COOH②提出假设　甲同学根据①中规律推测下列芳香酸的酸性强弱顺序为
③验证假设　甲同学测得常温下三种酸的饱和溶液的pH大小顺序为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，据此推断假设成立。但乙同学认为该推断依据不足，不能用所测得的pH直接判断Ka大小顺序，因为__________________________________________________
_____________________________________________________________________。
乙同学用(3)中方法测定了上述三种酸的Ka，其顺序为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。
④实验小结　假设不成立，芳香环上取代基效应较复杂，①中规律不可随意推广。
(5)该小组尝试测弱酸HClO的Ka。
①丙同学认为不宜按照(3)中方法进行实验，其原因之一是次氯酸易分解。该分解反应的离子方程式为_________________________________________________。
②小组讨论后，选用0.100 mol·L-1 NaClO溶液(含少量NaCl)进行实验，以获得HClO的Ka。简述该方案： __________________________________________
_____________________________________________________________________．
(包括所用仪器及数据处理思路)。
③教师指导：设计实验方案时，需要根据物质性质，具体问题具体分析。
[解析]　(1)甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸，高锰酸钾自身被还原为Mn2+(无色)，因此可观察到溶液的紫色逐渐变浅直至消失。(2)重结晶的过程包括加热溶解、趁热过滤和冷却结晶三个步骤，趁热过滤的目的是将泥沙过滤出去，同时防止苯甲酸从溶液中析出，冷却结晶后苯甲酸析出，通过常温过滤即可得到较纯净的苯甲酸晶体。(3)①由题图知，反应达到滴定终点时，消耗氢氧化钠溶液的体积是14.00 mL，苯甲酸为一元弱酸，根据c待·V待＝c标·V标，知c0＝＝
＝0.028 0 mol·L-1。②苯甲酸在溶液中部分电离： ，由题图知，初始苯甲酸溶液的pH＝2.89，则Ka＝＝。(4)①卤素原子电负性越强，吸电子效应就越强，则羧基中H—O键的极性增大，容易发生断裂，更易电离出氢离子，因此酸性增强。③实验探究时应控制单一变量，不同物质在同一温度下的溶解度不同，故不同物质的饱和溶液的浓度一般不同，则要比较三种酸的酸性强弱，除物质不同外，其他条件均应该保持相同，即三种酸溶液的浓度应相同，所以甲同学的实验方案不合理。(5)①HClO见光分解的化学方程式为2HClO2HCl＋O2↑，离子方程式为2HClO2H＋＋2Cl－＋O2↑。②NaClO溶液中存在水解平衡：ClO－＋H2O HClO＋OH－，故用pH计测量0.100 mol·L-1 NaClO溶液的pH，根据Kh＝可计算出ClO－的水解平衡常数，再根据Ka＝计算即可得到HClO的电离平衡常数。
[答案]　(1)逐渐变浅直至消失
(2)d、a、b　(3)①0.028 0　②
(4)①增强　极性　③三种酸的饱和溶液浓度不同
(5)①2HClO2H＋＋2Cl－＋O2↑　②用pH计测量得到0.100 mol·L-1 NaClO溶液的pH＝a，根据Kh＝计算出ClO－的水解平衡常数，再根据Ka＝计算得到HClO的电离平衡常数
3．(2025·山东卷，T18)如下不饱和聚酯可用于制备玻璃钢。
实验室制备该聚酯的相关信息和装置示意图如下(加热及夹持装置略)：
原料 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃
顺丁烯二酸酐 52.6 202.2
邻苯二甲酸酐 130.8 295.0
1，2-丙二醇 －60.0 187.6
实验过程：
①在装置A中加入上述三种原料，缓慢通入N2。搅拌下加热，两种酸酐分别与1，2-丙二醇发生醇解反应，主要生成和。然后逐步升温至190～200 ℃，醇解产物发生缩聚反应生成聚酯。
②缩聚反应后期，每隔一段时间从装置A中取样并测量其酸值，直至酸值达到聚合度要求(酸值：中和1克样品所消耗KOH的毫克数)。
回答下列问题：
(1)理论上，原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(1，2-丙二醇)为________。
(2)装置B的作用是___________________________________________________；
仪器C的名称是________；反应过程中，应保持温度计2示数处于一定范围，合理的是________(填标号)。
A．55～60 ℃　　　　 B．100～105 ℃
C．190～195 ℃
(3)为测定酸值，取a g样品配制250.00 mL溶液，移取25.00 mL溶液，用c mol·L-1 KOH-乙醇标准溶液滴定至终点，重复实验，数据如下：
序号 1 2 3 4 5
滴定前读数 /mL 0.00 24.98 0.00 0.00 0.00
滴定后读数 /mL 24.98 49.78 24.10 25.00 25.02
应舍弃的数据为________(填序号)；测得该样品的酸值为________(用含a，c的代数式表示)。若测得酸值高于聚合度要求，可采取的措施为________(填标号)。
A．立即停止加热
B．排出装置D内的液体
C．增大N2的流速
(4)实验中未另加催化剂的原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)按照如图中“”的位置断键，单体分别为和，则理论上，原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(1，2-丙二醇)＝1∶1∶2。(2)装置B是空气冷凝管，作用是导气和冷凝回流；仪器C的名称是直形冷凝管；根据已知信息，反应过程中醇解产物生成聚酯时有H2O产生，为提高反应产率，需使产生的水以H2O(g)形式逸出，故应保持温度计2示数高于水的沸点且低于反应物沸点，则合理的温度范围为100～105 ℃，B正确。(3)5次实验分别消耗KOH-乙醇标准溶液的体积为24.98 mL、24.80 mL、24.10 mL、25.00 mL、25.02 mL，其中第2、3次数据误差较大，应舍去；取其余三次的平均值，消耗标准溶液的体积为25.00 mL。a g样品消耗KOH的质量为×25.00×10-3 L××56 g·mol-1＝14c g＝14 000c mg，则该样品的酸值为 mg·g-1；随着反应的进行，样品中—COOH减少，酸值应降低，若测得酸值高于聚合度要求，应增大N2的流速，促进反应的进行。(4)该实验的反应过程中，酸酐与醇发生醇解反应时，生成了羧酸官能团，实现了自催化，故反应中无需另加催化剂。
[答案]　(1)1∶1∶2　(2)导气和冷凝回流　直形冷凝管　B　(3)2、3　 mg·g-1　C
(4)反应过程中生成酸，实现了自催化
大题题型训练(二)　化学实验综合题
(分值：80分)
1．(17分)(2025·泰安二模)硫脲[CS(NH2)2]是一种易溶于水，易被氧化的白色晶体，实验室通过与CaCN2反应制备，实验装置如图所示(夹持及加热装置略)。
已知：Ca(HS)2易溶于水。
回答下列问题：
(1)检查装置气密性后加入药品，打开K1，通入一段时间N2，然后关闭K1，打开K2，待A中反应结束后关闭K2，打开K3，同时对装置D进行水浴加热，在80 ℃条件下合成硫脲，还生成一种碱，则装置D中为了保证最大转化率，Ca(OH)2与CaCN2的物质的量之比为________，整个过程中，装置D中的实验现象是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。(4分)
(2)关于该实验，下列说法错误的是________。(2分)
A．反应开始前从K1处通入氮气的主要目的是排除装置中的空气
B．洗气瓶B的作用是除去气体中的HCl
C．C装置是安全瓶，可以防止倒吸
D．B中可以用饱和硫化钠溶液除去HCl
(3)为了除掉尾气，E处可以选择的装置为________。(2分)
(4)CaCN2中的电子式为________。(2分)
(5)从装置D的滤液中分离出的产品中含有少量________杂质(写化学式)。称取m g产品，加水溶解配成250 mL溶液，用移液管量取25 mL于锥形瓶中，滴加一定量的稀硫酸使溶液显酸性，用c mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定，滴定至终点时消耗标准溶液。(已知===＋14Mn2+＋26H2O)(7分)
①样品中硫脲的质量分数为________(用含“m、c、V”的式子表示)。
②下列操作使硫脲的质量分数偏高的是________。
A．酸性KMnO4溶液放置过程中部分变质
B．量取硫脲溶液的滴定管用蒸馏水洗涤后未进行润洗
C．滴定前盛有KMnO4溶液滴定管的尖嘴无气泡，滴定后滴定管的尖嘴有气泡
D．锥形瓶中溶液由无色到粉红色，立即读数
[答案]　(1)1∶2　悬浊液变澄清，之后又变浑浊　(2)D　(3)bcd
(4) -
(5)Ca(OH)2　①%　②A
2．(14分)(2025·云南卷)三氟甲基亚磺酸锂(Mr＝140)是我国科学家通过人工智能设计开发的一种锂离子电池补锂剂，其合成原理如下：
实验步骤如下：
Ⅰ．向A中加入3.5 g NaHCO3、5.2 g Na2SO3和20.0 mL蒸馏水，搅拌下逐滴加入2.1 mL(3.3 g)三氟甲磺酰氯(Mr＝168.5)，有气泡产生(装置如图，夹持及加热装置省略)。80 ℃下反应3 h后，减压蒸除溶剂得浅黄色固体。
Ⅱ．向上述所得固体中加入10.0 mL四氢呋喃(THF)，充分搅拌后，加入无水Na2SO4，振荡，抽滤、洗涤。将所得滤液减压蒸除THF，得黏稠状固体。加入适量乙醇进行重结晶。
Ⅲ．将所得三氟甲基亚磺酸钠和3.0 mL THF加入圆底烧瓶中，搅拌溶解后逐滴加入足量浓盐酸，析出白色固体。抽滤、洗涤。
Ⅳ．将滤液转入圆底烧瓶中，加入2.0 mL蒸馏水和过量LiOH。室温搅拌反应1 h后，减压蒸除溶剂，得粗产品。加入适量乙醇进行重结晶，得产品1.1 g。
已知：THF是一种有机溶剂，与水任意比互溶。
回答下列问题：
(1)仪器A的名称为________，冷凝管中冷却水应从________(填“b”或“c”)口通入。(2分)
(2)步骤Ⅰ反应中有气泡产生，其主要成分为________。(2分)
(3)步骤Ⅱ中第一次洗涤的目的是________________________________________
_____________________________________________________________________。(2分)
(4)步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式为___________________________________
_____________________________________________________________________，
判断加入浓盐酸已足量的方法为_________________________________________
_____________________________________________________________________。(3分)
(5)步骤Ⅳ中加入蒸馏水的作用是________________________________________
_____________________________________________________________________。(1分)
(6)三氟甲基亚磺酸锂的产率为________________(列出计算式即可)。(4分)
[解析]　向A中加入3.5 g NaHCO3、5.2 g Na2SO3和20.0 mL蒸馏水，搅拌下逐滴加入2.1 mL(3.3 g)三氟甲磺酰氯(Mr＝168.5)，生成了三氟甲基亚磺酸钠、硫酸钠和氯化氢，碳酸氢钠与氯化氢反应生成二氧化碳，所以有气泡产生，80 ℃下反应3 h后，减压蒸除溶剂得浅黄色固体。向上述所得固体中加入10.0 mL四氢呋喃(THF)，充分搅拌后，加入无水Na2SO4，可促进硫酸钠结晶析出，振荡，抽滤，除去硫酸钠，洗涤可将吸附在滤渣上的产品尽可能全部转入滤液中，提高产率。将所得滤液减压蒸除THF，得黏稠状固体。加入适量乙醇进行重结晶。将所得三氟甲基亚磺酸钠和3.0 mL THF加入圆底烧瓶中，搅拌溶解后逐滴加入足量浓盐酸，发生反应的化学方程式为＋HCl＋NaCl，析出白色固体。抽滤、洗涤。将滤液转入圆底烧瓶中，加入2.0 mL蒸馏水和过量LiOH，水可作为溶剂，溶解后加快反应速率，室温搅拌反应1 h后，减压蒸除溶剂，得粗产品。加入适量乙醇进行重结晶，得产品1.1 g，据此解答。(1)由题图可知，A为三颈烧瓶，中间为冷凝管，为了提高冷凝效果，冷却水从b口通入，c口流出。(2)向A中加入3.5 g NaHCO3、5.2 g Na2SO3和20.0 mL蒸馏水，搅拌下逐滴加入2.1 mL(3.3 g)三氟甲磺酰氯(Mr＝168.5)，生成了三氟甲基亚磺酸钠、硫酸钠和氯化氢，碳酸氢钠与氯化氢反应生成二氧化碳，所以有气泡产生。(3)A中反应生成了三氟甲基亚磺酸钠、硫酸钠和氯化氢等，上述所得固体中加入10.0 mL四氢呋喃(THF)，充分搅拌后，加入无水Na2SO4，可促进硫酸钠结晶析出，振荡，抽滤除去硫酸钠等固体、洗涤，洗涤可将吸附在滤渣上的产品尽可能全部转入滤液中，提高产率。(4)由分析可知，将所得三氟甲基亚磺酸钠和3.0 mL THF加入圆底烧瓶中，搅拌溶解后逐滴加入足量浓盐酸，发生反应的化学方程式为 ，析出白色固体，所以判断加入盐酸已足量的方法为：取少量上层清液于小试管中，滴加浓盐酸，若无白色沉淀，则浓盐酸已足量。(5)将滤液转入圆底烧瓶中，加入2.0 mL蒸馏水和过量LiOH，水可作为溶剂，溶解后加快反应速率。(6)已知向A中加入3.5 g NaHCO3、5.2 g Na2SO3，2.1 mL(3.3 g)三氟甲磺酰氯(Mr＝168.5)，三氟甲磺酰氯量不足，以三氟甲磺酰氯计算理论产量为 g，则三氟甲基亚磺酸锂的产率为×100%。
[答案]　(1)三颈烧瓶　b
(2)二氧化碳　(3)将吸附在滤渣上的产品尽可能全部转入滤液中，提高产率
(4) ＋NaCl　取少量上层清液于小试管中，滴加浓盐酸，若无白色沉淀，则浓盐酸已足量
(5)作为溶剂，溶解后加快反应速率
(6)×100%
3．(13分)(2025·黑吉辽蒙卷)某实验小组采用如下方案实现了对甲基苯甲酸的绿色制备。
步骤：
Ⅰ．向反应管中加入0.12 g对甲基苯甲醛和1.0 mL丙酮，光照，连续监测反应进程。
Ⅱ．5 h时，监测结果显示反应基本结束，蒸去溶剂丙酮，加入过量稀NaOH溶液，充分反应后，用乙酸乙酯洗涤，弃去有机层。
Ⅲ．用稀盐酸调节水层pH＝1后，再用乙酸乙酯萃取。
Ⅳ．用饱和食盐水洗涤有机层，无水Na2SO4干燥，过滤，蒸去溶剂，得目标产物。
回答下列问题：
(1)相比KMnO4作氧化剂，该制备反应的优点为__________、_____________________________________________________________________(答出2条即可)。(2分)
(2)根据反应液的核磁共振氢谱(已去除溶剂H的吸收峰，谱图中无羧基H的吸收峰)监测反应进程如下图。已知峰面积比a∶b∶c∶d＝1∶2∶2∶3，a∶a′＝2∶1。反应2 h时，对甲基苯甲醛转化率约为________%。(3分)
(3)步骤Ⅱ中使用乙酸乙酯洗涤的目的是________________。(2分)
(4)步骤Ⅲ中反应的离子方程式为________________________________________
_____________________________________________________________________、
_____________________________________________________________________。(2分)
(5)用同位素示踪法确定产物羧基O的来源。丙酮易挥发，为保证18O2气氛，通18O2前，需先使用“循环冷冻脱气法”排出装置中(空气中和溶剂中)的16O2，操作顺序为：①→②→______→______→______(填标号)，重复后四步操作数次。
同位素示踪结果如下表所示，则目标产物中羧基O来源于醛基和________。(4分)
反应条件 质谱检测目标产 物相对分子质量
太阳光，室温，CH3COCH3，5 h 138
太阳光，空气，室温，CH3C18OCH3，5 h 136
[解析]　(1)该反应使用空气作氧化剂，故相比KMnO4作氧化剂而言，空气更绿色环保，且能防止—CH3被氧化，减少副产物的生成。(2)由题给信息可知，反应时间为0 h时，峰a、b、c、d分别表示醛基H、苯环H、苯环H和甲基H，反应2 h时，峰面积a∶a′为2∶1，即2 h时转化的对甲基苯甲醛的量为起始时的，则反应2 h时，对甲基苯甲醛的转化率为×100%＝50%。(3)步骤Ⅱ中加入过量稀NaOH溶液后，对甲基苯甲酸转化为可溶于水的对甲基苯甲酸钠，故采用乙酸乙酯洗涤时，可除去未反应完全的对甲基苯甲醛，从而提高目标产物纯度。(4)步骤Ⅲ中加入稀盐酸除去步骤Ⅱ中过量的NaOH，离子方程式为H＋＋OH－＝＝＝H2O；同时稀盐酸可使步骤Ⅱ中产生的转化为，离子方程式为H＋＋。(5)具支试管中盛有溶剂及空气，故循环冷冻脱气时，须先关闭阀门(①)，然后使用液氮冷冻反应液(②)，待具支试管中的反应液冷冻后，打开阀门抽出其中的空气(③)，然后关闭阀门(①)，最后反应液恢复至室温(④)，重复后四步操作数次，使装置中的16O2全部排出。若对甲基苯甲酸中羧基O均为16O，则其相对分子质量为136，而表中第一组信息显示其相对分子质量为138，故羧基中1个O为18O，比较反应条件可知，第一组产物中的18O来自18O2，故目标产物中羧基O来源于醛基和18O2。
[答案]　(1)绿色环保　副产物少　(2)50　(3)除去未反应的　(4)H＋＋OH－===H2O　H＋＋―→　(5)③　①　④　18O2
4．(16分)(2025·聊城二模)三氯化硼(BCl3)可用于金属冶炼、合成催化剂等，其制备原理为B2O3＋3C＋3Cl22BCl3＋3CO。某小组设计实验制备BCl3并测定其纯度。
已知：①三氯化硼(BCl3)的熔点为－107 ℃，沸点为12.5 ℃，极易水解；②Ksp(AgSCN)Ⅰ．利用如图装置制取少量BCl3(夹持装置略)：
①连接仪器，检验装置的气密性，装入药品；打开K1，通一段时间N2；
②关闭K1，加入适量浓盐酸，接通冷凝装置，加热管式炉；
③待反应结束，停止加热，打开K1，再通一段时间N2。
回答下列问题：
(1)试剂Y为________，F处碱石灰的作用是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。(2分)
(2)判断装置D中反应结束的实验现象是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。(2分)
(3)图示装置存在的缺陷是_____________________________________________________________________。(2分)
Ⅱ．测定BCl3产品的纯度。
①准确称取w g产品，加入蒸馏水，完全水解，并配成250 mL溶液；
②准确量取25.00 mL溶液于锥形瓶中；
③向其中加入V1 mL c1 mol·L-1 AgNO3溶液，加入3 mL硝基苯(密度为1.205 g·cm-3)用力振荡，使沉淀表面完全覆盖硝基苯；
④滴入3滴指示剂溶液，用c2 mol·L-1 KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液，至滴定终点消耗标准溶液V2 mL。
(4)步骤④中可以选用________(填字母)溶液作指示剂，判断滴定终点的现象是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。(4分)
A．FeCl3　　B．Fe(NO3)3　C．(NH4)2Fe(SO4)2
(5)该产品中BCl3的质量分数为________%。下列操作会导致BCl3质量分数的测定值偏大的是________(填字母)。(6分)
A．加入硝基苯的量少导致未完全覆盖沉淀表面
B．盛标准液的滴定管未用KSCN标准溶液润洗
C．滴定管在滴定前无气泡，滴定完成后滴定管尖嘴处有气泡
[解析]　A装置制备Cl2；B装置盛有饱和食盐水用于除HCl；C装置盛有浓硫酸用于干燥氯气；管式炉中得到BCl3蒸气，经冷凝后在E中收集液态BCl3；F处碱石灰用于吸收尾气中的氯气，同时防止空气中的水蒸气进入装置中。
(1)由上述分析可知Y为浓硫酸；F处碱石灰用于吸收尾气中的氯气，同时防止空气中的水蒸气进入装置中。
(2)反应结束，E中不再收集到液体，即可观察到冷凝管中不再有液体滴下。
(3)尾气中还含有污染气体CO，图中缺少CO尾气处理装置。
(4)Fe3+与SCN－产生红色络合物，故可选择溶液作指示剂(FeCl3不可以，Cl－会对实验产生干扰)；当滴入最后半滴标准溶液，溶液由无色变为红色，且半分钟不褪色，滴定达到终点；
(5)由反应可知存在计量关系：Cl－ ～Ag＋，Ag＋～SCN－，根据原子守恒可知存在计量关系：3Cl－ ～BCl3，则w g样品中BCl3的质量分数为
×100%＝%。
A．由Ksp(AgSCN)[答案]　(1) 浓硫酸　吸收氯气，防止空气中的水蒸气进入
(2)冷凝管中不再有液体滴下
(3)缺少CO尾气处理装置
(4)B　当滴入最后半滴标准溶液，溶液由无色变为红色，且半分钟不褪色
(5)　C
5．(20分)(2025·福州一模)W是制取高纯BN的无碳前驱体，实验室以X和NH3为原料制得，反应原理及部分物质信息如下所示。
物质 熔点/℃ 沸点/℃ M/g·mol-1 性质
X －16 147 — 易水解
W >58 >161 126 易分解
Z －97 6.1 45 —
甲苯 －94 110.6 92 —
实验步骤如下：
步骤Ⅰ：按上图所示装置，在三口瓶中加入0.2 mol X和500 mL甲苯作溶剂，控制反应温度50 ℃，以0.1 mol·h-1的速率通入过量的氨气，反应结束后得到无色溶液；
步骤Ⅱ：将步骤Ⅰ所得无色溶液除去溶剂、过滤、洗涤、干燥，最终得到6.93 g W。
回答以下问题：
(1)装有碱石灰的球形干燥管的作用是____________________________________
_____________________________________________________________________。(2分)
(2)烧杯中盛放的物质是________(填字母标号)；烧杯内Z发生反应的离子方程式是_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。(4分)
A．浓盐酸 　　 B．NaOH溶液
C．稀硫酸 　　 D．石灰水
(3)“步骤Ⅰ”中控制温度50 ℃的原因是_________________________________
_____________________________________________________________________。(2分)
(4)“步骤Ⅱ”除去溶剂的适宜方法是________(填字母标号)。(2分)
A．蒸发结晶 B．减压蒸馏
C．浓缩冷却 D．分液
(5)U形管与三口瓶之间________(填“是”或“否”)需要连接防倒吸装置，理由是___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。(4分)
(6)W的产率为________。(2分)
(7)二甲胺[(CH3)2NH]是制备X的原料，其中含有(CH3)3N杂质，使用前需先测定其纯度，步骤如下：准确称取m g样品，加到盛有50 mL异丙醇的锥形瓶中，再加入10 mL乙酸酐以屏蔽二甲胺，摇匀放置15 min，滴入指示剂后，用c mol·L-1 HCl标准溶液滴定至终点，经平行实验测得消耗HCl标准溶液的平均体积为V mL。样品中(CH3)2NH的纯度为_____________________(列出计算式)。(4分)
[解析]　W是制取高纯BN的无碳前驱体，实验室以X和NH3为原料制得，在三口瓶中加入0.2 mol X和500 mL甲苯作溶剂，控制反应温度50 ℃，以0.1 mol·h-1的速率通入过量的氨气，反应结束后得到无色溶液；将所得无色溶液除去溶剂、过滤、洗涤、干燥，最终得到6.93 g W，烧杯中盛放的物质作用是吸收过量的NH3。
(1)已知X易水解，装有碱石灰的球形干燥管的作用是防止烧杯中水蒸气进入三颈烧瓶。
(2)烧杯中盛放的物质作用是吸收过量的NH3，NH3是碱性气体应该用酸性溶液吸收，由于浓盐酸具有挥发性，会产生HCl，不能用来吸收NH3，应该用稀硫酸吸收NH3，故选C，Z分子中含有—NH—，具有碱性，能够和硫酸发生反应生成，离子方程式为===。
(3)“步骤Ⅰ”中控制温度50 ℃的原因是：温度低于50 ℃，反应速率过慢；温度高于50 ℃，W可能发生分解。
(4)减压蒸馏可以在较低温度下除去溶剂，避免W在高温下分解，W的沸点>161 ℃，减压蒸馏可以有效分离溶剂和W，故选B。
(5)U形管与三口瓶之间不需要连接防倒吸装置，理由是：X、W均为非极性或极性很弱的分子，NH3为强极性分子，它们之间难以互溶，不会引起倒吸。
(6)该实验中投入0.2 mol X，由反应原理可知，理论上可以生成 mol W，实际最终得到6.93 g W，则W的产率为×100%＝82.5%。
(7)滴定过程中，HCl标准溶液与(CH3)3N反应，消耗的HCl标准溶液的平均体积为V mL，浓度为c mol·L-1。1 mol (CH3)3N消耗1 mol HCl，(CH3)3N的摩尔质量为59 g·mol-1，因此(CH3)3N的质量为c×V×10-3×59 g，(CH3)2NH的纯度为×100%。
[答案]　(1)防止烧杯中水蒸气进入三颈烧瓶
(2) C　===
(3)温度低于50 ℃，反应速率过慢；温度高于50 ℃，W可能发生分解　(4)B
(5)否　X、W均为非极性或极性很弱的分子，NH3为强极性分子，它们之间难以互溶，不会引起倒吸
(6)82.5%　(7)×100%

展开更多......

收起↑