资源简介

11 化学实验综合应用
1．了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。
2．根据化学实验的目的和要求，能做到：①设计实验方案；②正确选用实验装置；③掌握控制实验条件的方法；④预测或描述实验现象、分析或处理实验数据，得出合理结论；⑤评价或改进实验方案。
3．实验知识与技能的综合应用。
化学实验基础是历年高考的必考内容，题型主要为选择题和填空题。考查的内容主要涉及实验安全常识、试剂的存放和使用、仪器的使用、溶液的配制、试纸的使用、装置气密性检查以及沉淀、仪器的洗涤等。题中既有常见仪器(如量筒、托盘天平等)规格和使用方法的认识，又有正误操作(如溶液的配制)的辨析或处理，还有具体实验操作(如气密性检查、溶解、过滤等)方法的叙述等。
根据实验要求恰当地选用仪器，将常见仪器另作他用(如干燥管用于防倒吸装置等)，根据物质的性质，在特殊装置、特定条件下进行非常规操作，这些也可能成为高考命题的新动向。
物质的制备?分离?提纯和检验是高考化学实验部分的重点，也是热点?此类问题可以考查学生对元素化合物知识的掌握?应用能力，也能考查学生对物质的制备?分离?提纯和检验原理的理解?实验操作的规范性及实验现象的观察?描述能力?从高考的内容和形式上看，物质的制备?分离?提纯及检验可以独立考查，也可以综合考查；可以以选择题的形式出现，也可以渗透到综合实验中；可以以课本中实验为素材进行考查，也可以以生活?生产?科技和环境问题为素材进行考查?
Ⅰ．客观题
(1)判断设计的化学实验能否达到实验目的。
(2)对给出的实验方案作出选择和评价。
Ⅱ．主观题
(1)结合元素及其化合物知识，根据实验流程分析仪器、药品的作用以及污染物的处理方法。
(2)根据实验目的和所给药品、仪器，设计、评价实验方案。
一、评价型实验题
评价型实验题包括的题型很多，其中比较典型的有物质性质探究型、化学现象探究型、物质制备和应用探究型等，该类试题一般以实验装置图的形式给出实验的流程，其实验流程与考查内容一般为
1．气体制备装置的选择及注意事项
装置选择
注意事项
固体与固体加热装置
①试管口应稍向下倾斜，防止产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流而引起试管炸裂；②铁夹应夹在距试管口约1/3处；③胶塞中的导管伸入试管里面不能太长，否则会阻碍气体的导出
固体与液体不加热装置
①块状固体与液体在常温下反应制备气体时可用启普发生器，如图甲，当制取气体的量不多时，也可采用简易装置，如图乙；②装置乙、丁、戊、己中长颈漏斗的下端应伸入液面以下，否则起不到液封的作用；③加入的液体反应物(如酸)要适当；④粉末状固体与液体反应或产物为糊状物时常采用装置丙
固体与液体?液体与液体?加热装置
①先把固体药品加入烧瓶中，然后滴加液体药品，要注意液体滴加的速度，保证产气速率平稳，易于收集；②若使用分液漏斗，则需要在滴液的过程中，打开漏斗活塞，以保证液体能够顺利滴下；③分液漏斗中的液体滴完后，要关闭漏斗活塞，防止气体经漏斗逸出；④装置乙中的温度计必须插在反应液中；⑤烧瓶加热需要垫石棉网
2．气体的干燥方法与干燥装置
气体的干燥方法
气体干燥选择
干燥剂的原则
不减原则：即通过干燥操作之后，目标气体的量不能减少；
不反应原则：干燥剂不能与目标气体反应
酸性干燥剂
浓H2SO4
可以干燥H2、O2、N2、CO2、CO、Cl2、HCl、SO2、CH4和C2H4等气体
碱性干燥剂
碱石灰
主要用于干燥NH3，但也可干燥H2、O2、N2、CO和CH4等
中性干燥剂
CaCl2
可以干燥H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl和H2S等，但不能干燥NH3
气体的干燥装置
盛装液态干燥剂，用于干燥气体；也可以盛装其他液体试剂，用来对酸性或中性气体进行除杂
盛装碱石灰和CaCl2等固体干燥剂
甲装置可以盛装液体干燥剂或固体干燥剂，乙和丙装置只能盛装固体干燥剂
二、定量测定型实验题
定量实验是从量的角度考查化学实验，考查学生细心操作，准确计算的能力，因而在历年高考中经常出现。在定量综合实验中以考查学生处理实验数据和分析实验误差的能力为主，但随着理科综合能力测试对定量思维能力以及实验设计能力要求的提高，估计今后的高考题中对实验的考查会在定性实验的基础上渗透定量要求甚至直接要求进行定量实验设计。
常见的定量测定实验包括混合物成分的测定、物质纯度的测定以及化学式的确定等。该类试题常涉及物质的称量、物质的分离与提纯、中和滴定、一定物质的量浓度溶液的配制等实验操作。实验过程中或问题解答中要特别注意以下几个问题：
1．气体体积的测量是考查的重点和难点
(1)量气装置
(2)量气时应注意的问题
①量气时应保持装置处于室温状态。
②读数时要特别注意消除“压强差”，保持液面相平还要注意视线与液面最低处相平。如上图A、C、D应使左侧和右侧的液面高度保持相平。
2．测定实验中要有消除干扰气体的意识
如用“惰性”气体将干扰气体排出，或用溶液吸收干扰气体等。
3．测定实验中要有被测量气体全部被测量的意识
如可采取反应结束后继续向装置中通入“惰性”气体以使被测量气体全部被吸收剂吸收的方法。
4．测定实验中要有“数据”的采集处理意识
实验数据的采集是化学计算的基础，一般来讲，固体试剂称质量，而液体试剂和气体试剂则测量体积。
(1)气体除了量取外，还可以称量。称气体的质量时一般有两种方法：一种方法是称反应装置在放出气体前后的质量减小值；另一种方法是称吸收装置前后的质量增大值。
(2)用pH试纸(测得整数值)或pH计(精确到0.01)直接测出溶液的pH，经过计算可以得到溶液中H＋或OH－的物质的量浓度。为了数据的准确性，实验中要采取必要的措施，确保离子完全沉淀、气体完全被吸收等，必要时可以进行平行实验，重复测定，然后取其平均值进行计算。如中和滴定实验中测量酸或碱的体积要平行做2～3次滴定，取体积的平均值求算未知溶液的浓度，但对于“离群”数据(指与其他数据有很大差异的数据)要舍弃，因为数据“离群”的原因可能是操作中出现了较大的误差。
三、创新探究型实验题
创新探究型实验题在知识点的涵盖上既可以考查基本概念、基本理论又可以考查元素化合物的相关知识，而且符合新课改在学习方法上强调的“探究学习”、“自主学习”，因此探究类实验题将会是以后高考试题中的一个亮点(尤其是广东、上海、江苏考卷)。创新探究类试题一般有以下几种命题形式：探究化学反应机理、探究化学实验中的反常现象、探究对经典问题的质疑、探究未知物的成分、探究物质的性质、探究化学反应的条件以及探究化学反应的现象等。
1．探究实验的一般思路
→→
2．探究实验的两种类型
(1)未知物的探究
虽然探究型实验主要考察学生的探究能力，但在问题的设置上常常包含了对实验基础知识的考查，如：
①常见物质分离提纯方法：结晶法、蒸馏法、过滤法、升华法、萃取、渗析法等。
②常见气体的制备、净化、干燥、收集方法。
③熟悉重点操作：a．气密性检查；b．量气操作；c．防倒吸、防污染操作；d．蒸发、灼烧操作……
3．探究实验的解题要领
(1)细心审题是关键：目的、原理要画出。
(2)认真分析是核心：①原理分析；②材料分析；③变量分析；④结果分析。
(3)正确表达是保障：大多数学生有实验思路，就是拿不到分，因此我们在表达过程中一定要做到条理清晰，表述规范。
3．探究实验的解题要领
(1)细心审题是关键：目的、原理要画出。
(2)认真分析是核心：①原理分析；②材料分析；③变量分析；④结果分析。
(3)正确表达是保障：大多数学生有实验思路，就是拿不到分，因此我们在表达过程中一定要做到条理清晰，表述规范，克服以下三个问题：
①会而不对：主要表现在解题思路上，或考虑不全，或书写不准，最后答案是错的。
②对而不全：主要表现在思路大致正确，但丢三拉四，或遗漏某一答案，或讨论不够完备，或是以偏概全或出现错别字。
③全而不精：虽面面俱到，但语言不到位，答不到点子上。
1．以下实验设计能达到实验目的的是（）
选项
实验目的
实验设计
A
除去NaHCO3固体中的Na2CO3
将固体加热至恒重
B
制备无水AlCl3
蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液
C
重结晶提纯苯甲酸
将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶
D
鉴别NaBr和KI溶液
分别加新制氯水后，用CCl4萃取
【解题思路】A．加热，碳酸氢钠分解生成了碳酸钠，不能达到实验目的；B．直接蒸发Al与稀盐酸反应生成的AlCl3溶液，铝离子发生水解，最终得到的是Al(OH)3，不能达到实验目的；C．重结晶法提纯苯甲酸的方法是：将粗品水溶，蒸发趁热过滤，滤液冷却结晶即可；D．NaBr和KI都能与氯水反应生成对应的单质，再用四氯化碳萃取，四氯化碳层颜色不同，NaBr的为橙红色，KI的为紫红色。
【答案】D
2．(2018江苏卷）根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是（）
选项
实验操作和现象
结论
A
向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，浊液变清
苯酚的酸性强于H2CO3的酸性
B
向碘水中加入等体积CCl4，振荡后静置，上层接近无色，下层显紫红色
I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度
C
向CuSO4溶液中加入铁粉，有红色固体析出
Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性
D
向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液，有黄色沉淀生成
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
【解题思路】苯酚与碳酸酸性强弱的比较、萃取的原理、氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。易错选D项，产生错误的原因是：忽视NaCl、NaI的浓度未知，思维不严谨。
A项，向苯酚浊液中加入Na2CO3溶液，浊液变清，发生反应+Na2CO3→+NaHCO3，酸性：H2CO3>>HCO，A项错误；B项，向碘水中加入等体积CCl4，振荡后静置，上层接近无色，下层显紫红色，说明CCl4将I2从碘水中萃取出来，I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，B项正确；C项，向CuSO4溶液中加入铁粉，有红色固体析出，发生的反应为Fe+Cu2+===Fe2++Cu，根据同一反应中氧化性：氧化剂>氧化产物，氧化性Cu2+>Fe2+，C项错误；D项，向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，说明先达到AgI的溶度积，但由于NaCl、NaI的浓度未知，不能说明AgCl、AgI溶度积的大小，D项错误；答案选B。
【答案】B
3.（2018湖北四校联考）下列根据实验操作和现象所得出的结论，错误的是（）
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向硅酸钠溶液中滴加1滴酚酞，然后逐滴加入稀盐酸至红色褪去
2min后，试管里出现凝胶
酸性：盐酸>硅酸
B
常温下，向浓硝酸中投入铁片
铁片不溶解
常温下，铁不与浓硝酸反应
C
在酒精灯上加热铝箔
铝箔熔化但不滴落
熔点；氧化铝＞铝
D
向某溶液中先滴加KSCN溶液，再滴加少量氯水
先无明显现象，后溶液变成红色
溶液中含有Fe2+，没有Fe3+
【解题思路】主要是对物质的性质的考查，注意在常温下，铁在浓硝酸中发生钝化反应。
A．Na2SiO3溶液中存在：SiO＋2H2OH2SiO3＋2OH－，硅酸钠溶液显碱性，滴入酚酞，溶液变红，加入盐酸，H＋和OH－反应，平衡正向移动，红色褪去，因此体现盐酸酸性强于硅酸，故A说法正确；B．铁和浓硝酸在常温下发生钝化反应，产生一层致密氧化薄膜，阻碍反应的发生，故B说法错误；C．铝箔在空气中被氧化成氧化铝，熔化而不滴落，说明氧化铝的熔点高于铝的熔点，故C说法正确；D．向溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，说明不含Fe3＋，滴加氯水后，溶液变红，说明产生Fe3＋，即原溶液中含有Fe2＋，故D说法正确。
【答案】B
4．（2018四川乐山调研）实验室中以Zn、CrCl3溶液、CH3COONa溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬晶体，其装置如图所示。仪器2中已预先加入锌粒，仪器3中已加人CH3COONa溶液。
资料卡:
①醋酸亚铬晶体[[Cr(CH3COO)2]2·2H2O；深红色晶体，不溶于冷水，是常用的氧气吸收剂。
②Cr2+不稳定，极易被氧气氧化，不与锌反应。
③部分相关的化学反应:
2CrCl3+Zn===2CrCl2+ZnCl2
2Cr2++4CH3COO-+2H2O===[Cr(CH3COO)2]2·2H2O
④Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10?31，363≈4，lg2≈0.3
回答下列问题：
(l)仪器1的名称是_____________________。
(2)实验时先往仪器2中加盐酸，一段时间后再加CrCl3溶液，目的是______________。
(3)为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合，应关闭阀门_____，打开阀门_________。
(4)本实验中锌粒要过量，其原因除了使产生的H2将CrCl2溶液压入装置3与CH3COONa溶液反应外，另一个作用是__________________。
(5)铬的离子会污染水资源。常温下要除去上述实验中多余的Cr2+，①先向废液中通入足量的______，将Cr2+转变为Cr3+，反应的离子方程式为______________；②再加入碱液，调节pH至少为_______才能使Cr3+沉淀完全[c(Cr3+)<10?5mol/L]
【解题思路】本题考查了物质制备实验装置分析判断，实验设计方法和物质性质的理解应用，主要是实验原理的分析应用，掌握基础是关键，且要认真阅读资料卡片上的信息。本题难度不大。注意（3）实验开始生成H2气后，为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合，打开A关闭B，把生成的CrCl2溶液压入装置3中反应；（4）锌的作用是和盐酸反应生成氢气，增大仪器中的压强把生成的CrCl2溶液压入装置3，与CrCl3充分反应得到CrCl2。
（1）依据装置图形状和作用分析，仪器1为分液漏斗；(2)实验时先往仪器2中加盐酸，一段时间后再加CrCl3溶液，目的是锌粒与盐酸反应产生H2，把装置2和3中的空气赶出，避免生成的亚铬离子被氧化；（3）实验开始生成H2气后，为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合，应关闭阀门B，打开阀门A把生成的CrCl2溶液压入装置3中反应；（4）锌的作用是和盐酸反应生成氢气，增大仪器中的压强把生成的CrCl2溶液压入装置3，与CH3COONa溶液反应外，另一个作用是使锌与CrCl3充分反应得到CrCl2；(5)①先向废液中通入足量的空气(或氧气)，将Cr2+转变为Cr3+，反应的离子方程式为4Cr2++4H++O2===4Cr3++2H2O；②Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+) c3(OH?)=10?5mol/L×c3(OH?)=6.3×10?31，c3(OH?)=6.3×10-26，c(OH?)=363×10?9=4×10?9，pH=5.6，则再加入碱液，调节pH至少为5.6才能使Cr3+沉淀完全。
【答案】（1）分液漏斗
（2）锌粒与盐酸反应产生H2，把装置2和3中的空气赶出，避免生成的亚铬离子被氧化
（3）B A
（4）使锌与CrCl3充分反应得到CrCl2
（5）空气(或氧气) 4Cr2++4H++O2===4Cr3++2H2O 5.6
1．下列有关实验操作或实验事故的处理，正确的是（）
A．实验室制溴苯时，将苯与液溴混合后加到装有铁丝的反应容器中
B．实验室制硝基苯时，将硝酸与苯混合后再滴加浓硫酸
C．实验时手指上不小心沾上苯酚，立即用70℃以上的热水清洗
D．实验室制乙酸丁酯时，必须用水浴加热
【解题思路】实验室制取硝基苯时，首先滴加浓硝酸，然后向硝酸中逐滴滴加浓硫酸，最后加苯，B错误；手指上沾上苯酚，用热水清洗会造成烫伤，C错误；制取乙酸丁酯时，不需要水浴加热，直接加热即可，D错误。
【答案】A
2．（2018新课标Ⅰ卷）磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧硫酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：
下列叙述错误的是( )
A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3+
D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
【解题思路】本题以废旧电池的回收为载体考查金属元素的回收，明确流程中元素的转化关系是解答的关键，题目难度不大。
A．废旧电池中含有重金属，随意排放容易污染环境，因此合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，A正确；B．根据流程的转化可知从正极片中可回收的金属元素有Al、Fe、Li，B正确；C．得到含Li、P、Fe的滤液，加入碱液生成氢氧化铁沉淀，因此“沉淀”反应的金属离子是Fe3＋，C正确；D．碳酸锂沉淀，硫酸锂能溶于水，因此上述流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠，D错误。答案选D。
【答案】D
3．（2018山西太原模拟）三氯氧磷(POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料，实验室制备POCl3并测定产品含量的实验过程如下：
Ⅰ．制备POCl3。
采用氧气氧化液态PCl3法制取POCl3，实验装置(加热及夹持仪器略)如图所示：
已知：①Ag++SCN?===AgSCN↓；Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)；磷酸银溶于硝酸。
②PCl3和POCl3的相关信息如下表：
物质
熔点/℃
沸点/℃
相对分子质量
其他
PCl3
-112.0
76.0
137.5
两者互溶，均为无色液体，遇水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢
POCl3
2.0
106.0
153.5
(1)POCl3遇水反应的化学方程式为_________________________________________。
(2)装置B的作用除干燥O2外，还有_____________________________。干燥管的作用是_______________。
(3)反应温度要控制在60~65℃，原因是_____________________________________________。
Ⅱ．测定POCl3产品的含量。
实验步骤：
①制备POCl3实验结束后，待三颈烧瓶中的液体冷却至室温，准确称取30.7gPOCl3产品，置于盛有60.00mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解，将水解液配成100.00mL溶液。
②取10.00mL溶液于锥形瓶中，加入10.00mL 3.2mol/L AgNO3标准溶液。
③加入少许硝基苯用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。
④以X为指示剂，用0.2mol/L KSCN溶液漓定过量的AgNO3溶液，达到滴定终点时共用去10.00mL KSCN溶液。
(4)步骤③中加入硝基苯的作用是_____________________________________。若无此操作，所测产品中氯元素的质量分数将会__________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(5)步骤④中X为__________，产品中POCl3的质量分数为____________。
【解题思路】本题是物质的制备的实验题，关键抓住实验目的和实验原理，理理解出题者的意图，回到题干中找出相关信息作答，学会酸碱中和滴定知识的迁移应用。
Ⅰ．(1)POCl3遇水会发生反应，根据原子守恒可知反应的方程式为：POCl3+3H2O===H3PO4+3HCl，答案为：POCl3+3H2O===H3PO4+3HCl；(2)B装置导管和大气相连，则B还有平衡压强、观察O2的流速的作用；POCl3遇水会发生反应，干燥管可以防止空中的水蒸气进入三颈烧瓶与POCl3发生反应。答案为：平衡压强、观察O2的流速；防止空中的水蒸气进入三颈烧瓶；（3）PCl3的沸点为76.0℃，若温度过低，反应速率太慢；温度过高，PCl3易挥发，导致PCl3的利用率低，所以反应温度要控制在60～65℃；答案为：温度过低，反应速率太慢；温度过高，PCl3易挥发，利用率低；Ⅱ．(4)实验过程中加入硝基苯的目的是覆盖氯化银，防止沉淀转化生成AgSCN沉淀而导致数据不准确。如无此操作，部分AgCl沉淀会转化为Ag+，使所测Cl元素含量将会偏小；答案为：防止在滴加KSCN溶液时，将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀、偏小；（5）由于是用KSCN溶液滴定溶液中过量的Ag+，而Fe(SCN)3溶液是血红色溶液，所以可用含有Fe3+的Fe(NO3)3溶液作指示剂，当溶液中Ag+反应完全后，再滴加的KSCN溶液就会与溶液中的Fe3+作用，使溶液变为血红色；根据物质的元素组成及关系式可知POCl3～3HCl～3Ag+，n(Ag+)=0.032mol-0.002mol=0.03mol，n(POCl3)=0.01mol，所以三氯氧磷的含量为答案为：Fe(NO3)3、50%
【答案】(1)POCl3+3H2O===H3PO4+3HCl
平衡压强、观察O2的流速防止空中的水蒸气进入三颈烧瓶
温度过低，反应速率太慢；温度过高，PCl3易挥发，利用率低
(4)防止在滴加KSCN溶液时，将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀偏小
(5)Fe(NO3)350%
1．某同学为探究SO2与Ba2＋只有在碱性条件下才能形成BaSO3沉淀，设计了如下方案，你认为可行的是（）
A．将SO2通入Ba(OH)2溶液中观察有白色沉淀生成
B．将SO2通入Ba(NO3)2溶液中观察有白色沉淀生成
C．将SO2分别通入BaCl2溶液、BaCl2与HCl的混合溶液、Ba(OH)2溶液中，观察到只有Ba(OH)2中有白色沉淀生成
D．将SO2通入BaCl2与NH3的混合溶液中有白色沉淀生成
【解题思路】A．D项方案不能说明SO2与Ba2＋在非碱性条件下不能反应生成BaSO3沉淀；B项中SO2溶解后会形成酸性溶液，NO在酸性条件下可将SO氧化成SO，得到的沉淀是BaSO4。
【答案】C
2．（2018天津模拟）用下图装置进行①中实验，对应②中现象正确，且能达成相应实验目的的是（）
选项
①中实验
②中现象
实验目的
A
将浸透石蜡油的石棉加热
Br2的CCl4溶液褪色
石蜡裂解产物中含有烯烃
B
加热NH4Cl固体
酚酞溶液变红
制备氨气并检验氨气性质
C
加热NaHCO3与Na2CO3混合粉末
澄清石灰水变浑浊
验证NaHCO3具有热
不稳定性
D
加热铁粉及湿棉花
肥皂水中有气泡冒出
Fe与H2O发生了置换反应
【解题思路】A．Br2的CCl4溶液褪色说明石蜡油分解产生了不饱和烃发生了加成反应的，故A正确；B.加热NH4Cl固体分解生成NH3和HCl混合气体，所以不能用加热NH4Cl固体分解制取NH3，故B错误；C加热NaHCO3与Na2CO3混合粉末产生使澄清石灰水变浑浊CO2，不可以证明是NaHCO3固体受热发生分解，故C错误；D.加热试管气体体积膨胀也会导致肥皂水中产生气泡并上浮，不能说明铁粉与水蒸气加热时发生反应生成H2，故D错误；答案：A。
【答案】A
3．某化学小组在研究Na2SO3溶液、FeCl3溶液性质及反应时，进行了下列实验：
(1)取1mol·L?1的Na2SO3溶液置于空气中，测得其pH随时间的变化曲线如图所示：
①最初，Na2SO3溶液pH=7.8，用离子方程式解释其原因：_________________________________。
②t时间段内，造成其pH发生上述变化，用离子方程式解释其原因：____________________________。
(2)探究Na2SO3溶液与FeCl3溶液实际反应的情况：
实验ⅰ
装置
操作
现象
向2mL 1mol·L?1 FeCl3溶液中，逐滴滴加1mol·L?1 Na2SO3溶液2mL
溶液黄色逐渐加深，最终得红褐色溶液(W)
实验ⅱ
装置
操作
现象
取1mL溶液W于试管中，向其滴加过量盐酸，再滴加5滴BaCl2溶液
产生白色沉淀
①实验ⅱ证明，溶液中含有__________离子。
②对Na2SO3溶液与FeCl3溶液实际反应存在两种认识：
Ⅰ．反应中Fe3+完全转化为Fe2+，W溶液中c(Fe2+)一定很大，反应的离子方程式是__________________
_________。
Ⅱ．W溶液中c(Fe2+)应该极小，否则W溶液不会呈红褐色。
(3)资料显示：Fe2+呈淡绿色、FeSO3是墨绿色沉淀、碱式硫酸铁溶液为红褐色。
①实验中始终未出现墨绿色沉淀，说明c(Fe2+)极小，其原因用离子方程式解释是____________________
____________________________。
②实验过程和结果显示，O2、Fe3+、SO的氧化性强弱顺序是____________________。
③若Fe4(OH)2(SO4)5是造成溶液W呈红褐色的原因之一，其形成的化学方程式是____________________
_______________________。
④用激光笔照射W溶液，发现有丁达尔现象，用离子方程式解释其原因：__________________________
______________________。
【解题思路】(1)①亚硫酸根水解导致溶液呈碱性，故离子方程式为SO+H2OHSO+OH?。②t时间段内，造成其pH发生上述变化的原因是亚硫酸根离子不稳定，极易被空气中氧气氧化，故离子方程式为2SO
+O2===2SO。(2)①由实验ⅱ滴加BaCl2溶液产生白色沉淀，故实验ⅱ证明，溶液中含有SO。②Ⅰ．SO与Fe3+和H2O反应生成SO、Fe2+和H+，故离子方程式为SO+2Fe3++H2O===SO+2Fe2++2H+。(3)①c(Fe2+)极小，其原因是易被空气中氧气氧化，故对应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O。②实验ⅰ中发生SO+2Fe3++H2O===SO+2Fe2++2H+，c(Fe2+)极小，其原因是易被空气中氧气氧化，故对应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O，由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知氧化性为O2>Fe3+>SO。③FeCl3与Na2SO3、O2、H2O反应生成Fe4(OH)2(SO4)5、NaCl和HCl，故化学方程式为8FeCl3+10Na2SO3+5O2+
4H2O===2Fe4(OH)2(SO4)5+20NaCl+4HCl。④Fe3+水解生成Fe(OH)3(胶体)，故离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+。
【答案】(1)①SO+H2OHSO+OH?　②2SO+O2===2SO
(2)①SO　②SO+2Fe3++H2O===SO+2Fe2++2H+
(3)①4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O　②O2>Fe3+>SO
③8FeCl3+10Na2SO3+5O2+4H2O===2Fe4(OH)2(SO4)5+20NaCl+4HCl
④Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
4．(2018四省名校大联考)某研究学习小组要制备一种在水中溶解度很小的黄色化合物[Fex(C2O4)y·zH2O]，并用滴定法测定其组成。已知H2C2O4在温度高于90℃时易发生分解。实验操作如下：
步骤一：将图甲分液漏斗中的草酸溶液滴入锥形瓶内，可生成黄色沉淀；
步嶸二：称取黄色产物0.841g于锥形瓶中，加入足量的硫酸并水浴加热至70~85℃。待固体全部溶解后，用胶头滴管吸岀一滴溶液点在点滴板上，用铁氰化钾溶液检验，无蓝色沉淀产生；
步骤三：用0.080mol/LKMnO4标准液滴定步骤二所得的溶液；
步骤四：向步骤三滴定后的溶液中加足量的Zn粉和硫酸溶液，几分钟后用胶头滴管吸岀一滴点在点滴板上，用KSCN溶浟检验，若不显红色，过滤除去Zn粉，并用稀硫酸洗涤Zn粉，将洗涤液与滤液合并，用0.0800mol/L KMnO4标准液滴定，用去髙锰酸钾标准液10.00mL。
(1)步骤一中将沉淀从反应混合物中分离出来的操作名称是__________________。
(2)步骤二中水浴加热并控制温度70~85℃的理由是__________________，加铁氰化钾溶液无蓝色沉淀产生，此操作的目的是__________________。
(3)步骤三盛装KMnO4标准液的滴定管在滴定前后的液如图乙所示，则消耗KMnO4标准液的体积为__________________，该滴定管为_________滴定管(填“酸式”或“碱式”)
(4)步骤四中滴定时发生反应的离子方程式为___________________________。若不合并洗涤液，则消耗KMnO4标准液的体积将_________(填“增大”“减小”或“不变”)。由以上数据计算黄色化合物的化学式为__________________。
【解题思路】本题以制备黄色化合物[Fex(C2O4)y·zH2O]为实验目的，对反应原理及化学式的确定考查。通过分步实验检测各种离子的存在及氧化还原滴定确定各种离子的比例关系。
步骤一草酸和(NH4)2Fe (SO4)2反应生成黄色固体[Fex(C2O4)y·zH2O]，步骤二加硫酸溶解后，检验无二价铁离子，则说明含有Fe3+，步骤三用高锰酸钾滴定草酸根离子，步骤四将Fe3+还原成Fe2+，再用高锰酸钾滴定，确定铁离子的含量，进而进一步分析计算。
(1)分离固体和液体的操作是过滤；故答案为：过滤；(2)由于H2C2O4在温度高于90℃时易发生分解，所以需要水浴加热并控制温度70~85℃，同时加快固体溶解，铁氰化钾检验Fe2+的存在，防止Fe2+干扰草酸的测定；故答案为：加快固体溶解，同时防止草酸分解；氰化钾检验Fe2+的存在，防止Fe2+干扰草酸的测定；(3)从图片中读出，消耗高锰酸钾的体积为：25.80mL-0.80mL=25.00mL；滴定液是酸性高锰酸钾，只能选用酸式滴定管；故答案为：25.00mL，酸式；(4)步骤四是高锰酸钾滴定Fe2+，离子方程式为：MnO+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3+
+4H2O；洗涤液中残留少许Fe2+，若不合并洗涤液，则消耗KMnO4标准液的体积将减少；根据离子方程式：MnO+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H2O，可知关系MnO——5Fe2+，其中n(MnO)=0.0800mol/L×0.01L=0.0008
mol，即n(Fe2+)=0.0008mol×5=0.0040mol，根据方程式：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===2MnSO4+K2SO4+10CO2↑
+8H2O可得到转化关系：2KMnO4——5H2C2O4，即n(H2C2O4)=52n(KMnO4)=0.005mol，根据质量守恒可知结晶水的物质的量为：0.01mol，即n(Fe3+)∶n(C2O)∶n(H2O)=4∶5∶10，黄色物质化学式为：Fe4(C2O4)5·10H2O；故答案为：MnO+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H2O，减小，Fe4(C2O4)5·10H2O。
【答案】(1)过滤
加快固体溶解，同时防止草酸分解铁氰化钾检验Fe2+的存在，防止Fe2+干扰草酸的测定
（3）25.00mL 酸式
（4）MnO+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H2O 减小Fe4(C2O4)5·10H2O

展开更多......

收起↑