2020届高考化学一轮复习非选择题解题方法与技巧学案 38页

‎【命题热点突破一】化学反应原理综合应用题 基本概念、基本理论综合类试题通常以组合题的形式呈现，题目往往围绕一个主题，由多个小题组成，各小题有一定的独立性，分别考查不同的知识点，其内容涉及基本概念、基本理论、元素及其化合物等知识，具有一定的综合性。这类试题一般篇幅较长，文字较多，且题目中穿插图形、图表等。有一定的难度，要求考生有一定的阅读能力和分析归纳能力。‎ 例1、（2018年全国卷Ⅰ）采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题 ‎（1）1840年 Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为___________。‎ ‎（2）F. Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应：‎ 其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示（t=∞时，N2O4(g)完全分解）：‎ t/min ‎0‎ ‎40‎ ‎80‎ ‎160‎ ‎260‎ ‎1300‎ ‎1700‎ ‎∞‎ p/kPa ‎35.8‎ ‎40.3‎ ‎42.5.‎ ‎45.9‎ ‎49.2‎ ‎61.2‎ ‎62.3‎ ‎63.1‎ ‎①已知：2N2O5(g)＝2N2O5(g)+O2(g) ΔH1=−4.4 kJ·mol−1‎ ‎2NO2(g)＝N2O4(g) ΔH 2=−55.3 kJ·mol−1‎ 则反应N2O5(g)＝2NO2(g)+ O2(g)的ΔH =_______ kJ·mol−1。‎ ‎②研究表明，N2O5(g)分解的反应速率。t=62 min时，测得体系中pO2=2.9 kPa，则此时的=________ kPa，v=_______kPa·min−1。‎ ‎③若提高反应温度至35℃，则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)____63.1 kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是________。‎ ‎④25℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_______kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。‎ ‎（3）对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程：‎ 第一步 N2O5NO2+NO3 快速平衡 第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2 慢反应 第三步 NO+NO3→2NO2 快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_______（填标号)。‎ A．v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应)‎ B．反应的中间产物只有NO3‎ C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 D．第三步反应活化能较高 ‎【答案】 (1). O2 (2). ①53.1 ② 30.0 6.0×10－2 ③大于 温度提高，体积不变，总压强提高；NO2二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高 ④13.4 (3). AC ‎【解析】（1）氯气在反应中得到电子作氧化剂，硝酸银中只有氧元素化合价会升高，所以氧化产物是氧气，分子式为O2；‎ ‎（2）①已知：‎ ⅰ、2N2O5(g)＝2N2O4(g)+O2(g) △H1＝－4.4kJ/mol ⅱ、2NO2(g)＝N2O4(g) △H2＝－55.3kJ/mol 根据盖斯定律可知ⅰ÷2－ⅱ即得到N2O5(g)＝2NO2(g)+1/2O2(g) △H1＝＋53.1kJ/mol；‎ ‎④根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是63.1kPa，根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强是35.8kPa×2＝71.6 kPa，氧气是35.8kPa÷2＝17.9 kPa，总压强应该是71.6 kPa+17.9 kPa＝89.5 kPa，平衡后压强减少了89.5 kPa－63.1kPa＝26.4kPa，所以根据方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡时四氧化二氮对应的压强是26.4kPa，二氧化氮对应的压强是71.6 kPa－26.4kPa×2＝18.8kPa，则反应的平衡常数。‎ D、第三步反应快，所以第三步反应的活化能较低，D错误。答案选AC。 ‎ ‎【变式探究】【2017新课标1卷】近期发现，H2S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：‎ ‎（1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_________（填标号）。‎ A．氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以 B．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸 C．0.10 mol·L−1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1‎ D．氢硫酸的还原性强于亚硫酸 ‎（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。‎ 通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为________________、______________，制得等量H2所需能量较少的是_____________。‎ ‎（3）H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g)。在610 k时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。‎ ‎①H2S的平衡转化率=_______%，反应平衡常数K=________。‎ ‎②在620 K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率_____，该反应的 H_____0。（填“>”“<”或“=”）‎ ‎③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________（填标号）‎ A．H2S B．CO2 C．COS D．N2‎ ‎【答案】 D H2O(l)=H2(g)+ O2(g) ΔH=+286 kJ/mol H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol 系统（II） 2.5 2.8×10-3 > > B ‎（2）①H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+ O2(g) △H1=＋327kJ/mol ‎②SO2(g)+I2(s)+ 2H2O(l)=2HI(aq)+ H2SO4(aq) △H2=－151kJ/mol ‎③2HI(aq)= H2 (g)+ I2(s) △H3=＋110kJ/mol ‎④H2S(g)+ H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+ 2H2O(l) △H4=＋61kJ/mol ‎①+②+③，整理可得系统（I）的热化学方程式H2O(l)=H2(g)+ O2(g) △H=+286kJ/mol；‎ ‎②+③+④，整理可得系统（II）的热化学方程式H2S (g)+ =H2(g)+S(s) △H=+20kJ/mol。‎ 根据系统I、系统II的热化学方程式可知：每反应产生1mol氢气，后者吸收的热量比前者少，所以制取等量的H2所需能量较少的是系统II。‎ ‎（3）① H2S(g) + CO2(g)COS(g)+ H2O(g)‎ 开始 0.40mol 0.10mol 0 0‎ 反应 x x x x 平衡 (0.40-x)mol (0.10-x)mol x x 解得x=0.01mol，所以H2S的转化率是 由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以在该条件下反应达到平衡时化学平衡常数；‎ ‎【变式探究】恒温恒容条件下，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图1所示。[已知：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1]‎ 图1‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式： ______________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)ΔH2＝______________________。‎ ‎(3)恒温恒容时，1 mol SO2和2 mol O2充分反应，放出热量的数值比|ΔH2|________(填“大”、“小”或“相等”)。‎ ‎(4)将Ⅲ中的混合气体通入足量的NaOH溶液中消耗NaOH的物质的量为________，若溶液中发生了氧化还原反应，则该过程的离子方程式为___________________________________________________。‎ ‎(5)恒容条件下，下列措施中能使2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)中n(SO3)/n(SO2)增大的有________(填编号)。‎ A．升高温度 B．充入He气 C．再充入1 mol SO2(g)和1 mol O2(g)‎ D．使用催化剂 ‎(6)某SO2(g)和O2(g)体系，时间t1达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率v与时间t的关系如图2所示，若不改变SO2(g)和O2(g)的量，则图中t4时引起平衡移动的条件可能是________；图中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是________。‎ 图2‎ ‎(7)各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示：‎ t1～t2‎ t3～t4‎ t5～t6‎ t6～t7‎ K1‎ K2‎ K3‎ K4‎ K1、K2、K3、K4之间的关系为______________________________________________。‎ ‎【解析】(1)由图1可知1 mol S(s)完全燃烧放出的热量为297 kJ。所以表示硫的燃烧热的热化学方程式为S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－297 kJ·mol－1。‎ ‎(2)由 Ⅱ→Ⅲ SO2的物质的量减少了0.8 mol，所以|ΔH2|＝0.8×＝78.64 (kJ·mol－1)，故ΔH2＝－78.64 kJ·mol－1。‎ ‎(5)A项，升高温度平衡逆向移动，比值减小；B项，充入He气平衡不移动，比值不变；C项，再充入1 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，压强增大，平衡右移，比值增大；D项，使用催化剂平衡不移动，比值不变。‎ ‎(6)t2～t3正逆反应速率都加快，且v正>v逆，平衡正向移动；t4～t5正逆反应速率都加快，且v正”或“<”)－297.0 kJ·mol－1。‎ ‎②写出S(s)与O2(g)反应生成SO3(g)的热化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)下图为电化学法生产硫酸的工艺示意图，电池以固体金属氧化物作电解质，该电解质能传导O2－。‎ ‎①正极反应式为________________________________________________________________________。‎ ‎②S(g)在负极发生的反应为___________________________________________、‎ ‎______________________________。‎ ‎③用化学方程式解释装置中稀硫酸转变为浓硫酸的原因：________________________________________________________________________。‎ ‎④每生产1 L质量分数为98%，密度为1.84 g·mL－1的浓硫酸，理论上可向用电器提供________mol电子，将消耗________mol氧气。‎ ‎⑤已知S(g)在负极发生的反应为可逆反应，请分析为提高硫黄蒸气的转化率，该工艺采取的措施有____________________________________。‎ ‎(2)电池反应中O元素的化合价降低，S元素的化合价升高，则加入S(s)的一端为负极，通O2的一端为正极，‎ ‎①正极反应式为O2＋4e－===2O2－。‎ ‎②负极反应式为S－4e－＋2O2－===SO2，‎ S－6e－＋3O2－===SO3。‎ ‎【答案】(1)①<‎ ‎②S(s)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH＝－395.7 kJ·mol－1‎ ‎(2)①O2＋4e－===2O2－‎ ‎②S－4e－＋2O2－===SO2　S－6e－＋3O2－===SO3‎ ‎③SO3＋H2O===H2SO4‎ ‎④110.4　27.6‎ ‎⑤硫黄(或二氧化硫)循环使用；用稀硫酸吸收SO3‎ ‎【变式探究】‎ ‎(1)已知：BaSO4(s)＋4C(s)===4CO(g)＋BaS(s)　ΔH1＝＋571.2 kJ/mol，‎ BaSO4(s)＋2C(s)===2CO2(g)＋BaS(s)　ΔH2＝＋226.2 kJ/mol。‎ 则反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH3＝________kJ/mol。‎ ‎(2)下图所示装置工作时均与H2有关。‎ ‎①图甲所示装置中，通入H2的管口的电极反应式为______________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②某同学按图乙所示装置进行实验，实验结束后，将玻璃管内固体物质冷却后，溶于稀硫酸，充分反应后，滴加KSCN溶液，溶液不变红，再滴入新制氯水，溶液变为红色。该同学据此得出结论：铁与水蒸气反应只生成FeO和H2，该结论________(填“严密”或“不严密”)。‎ ‎(3)常温下，将1.92 g铜投入100 mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中，铜全部溶解并放出无色气体。再向溶液中加入足量铁粉充分反应，此时只收集到448 mL氢气(已换算成标况)。‎ ‎①原溶液中硝酸的物质的量为________mol；‎ ‎②溶解的铁粉质量为________g。‎ ‎①n(Cu)＝＝0.03 mol，根据3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，原溶液中n(NO)＝×0.03 mol＝0.02 mol；②由离子方程式可知n(Fe)＝n(Cu)＋n(H2)＝＋＝0.05 mol，所以加入铁粉的质量为0.05 mol×56 g/mol＝2.8 g。‎ 答案：(1)＋172.5‎ ‎(2)①H2－2e－＋2OH－===2H2O ‎②不严密 ‎(3)①0.02　②2.8‎ ‎【命题热点突破三】元素化合物与电解质溶液的综合应用 例3、【2017海南】碳酸钠是一种重要的化工原料，主要采用氨碱法生产。回答下列问题：‎ ‎（1）碳酸钠俗称________，可作为碱使用的原因是___________（用离子方程式表示）。‎ ‎（2）已知：①2NaOH(s)+CO2(g)= Na2CO3(s)+H2O(g) ΔH1=−127.4 kJ·mol−1‎ ‎②NaOH(s)+CO2(g)= NaHCO3(s) ΔH1=−131.5 kJ·mol−1‎ 反应2NaHCO3(s)= Na2CO3(s)+ H2O(g) +CO2(g)的ΔH=_______ kJ·mol−1，该反应的平衡常数表达式K=________。‎ ‎（3）向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液，当有BaCO3沉淀生成时溶液中 =_____________。已知Ksp(BaCO3)=2.6×10−9，Ksp(BaSO4)=1.1×10−10。‎ ‎【答案】 纯碱或苏打 CO32－＋H2OHCO3－＋OH－ 135.6 c(H2O)×c(CO) 24‎ ‎【变式探究】以下是对化学反应变化过程及结果的研究。请按要求回答问题：‎ ‎(1)关于能量变化的研究 已知：①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)‎ ΔH＝－a kJ·mol－1‎ ‎②CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)‎ ΔH＝－b kJ·mol－1‎ ‎③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－c kJ·mol－1‎ 则2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝________ kJ·mol－1。‎ ‎(2)关于反应速率和限度的研究 ‎①已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数：‎ 弱酸 CH3COOH HCN H2CO3‎ 电离平衡常数 ‎1.8×10－5‎ ‎4.9×10－10‎ K1＝4.3×10－7 K2＝5.6×10－11‎ 则等物质的量浓度的a.CH3COONa、b.NaCN、c.Na2CO3、d.NaHCO3溶液的pH由大到小的顺序为________________________(填编号)。‎ ‎②已知2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，在一个容积为2 L的容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，在某温度下充分反应，经过30 min达到平衡，放出热量176.94 kJ。如果用SO2表示该反应的反应速率，则v(SO2)＝________________。‎ ‎③如图为某温度下，CuS(s)、ZnS(s)、FeS(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，溶液中S2－的浓度、金属阳离子浓度变化情况。如果向三种沉淀中加盐酸，最先溶解的是____________；向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Cu2＋、Fe2＋的溶液，振荡后，ZnS沉淀会转化为____________(填化学式)沉淀。‎ ‎ (3)关于电化学的研究 全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池。其电池总反应为VO＋2H＋＋V2＋V3＋＋VO2＋＋H2O。‎ 则充电时阳极反应式为_______________________________________________。‎ 用此电池电解1 L 1 mol·L－1的CuSO4溶液，当转移0.1 mol 电子时，溶液的pH＝________(不考虑溶液体积的变化)。‎ ‎②根据放出热量可求参加反应的SO2的物质的量为 n(SO2)＝×2 mol＝1.8 mol。所以v(SO2)＝＝＝0.03 mol·L－1·min－1。‎ ‎③根据溶液中S2－、金属阳离子浓度变化情况，可知Ksp(CuS)b>d>a　②0.03 mol·L－1·min－1‎ ‎③FeS　CuS ‎(3)VO2＋＋H2O－e－===VO＋2H＋　1‎ ‎【变式探究】‎ 制备锌印刷电路板是用稀硝酸腐蚀锌板，产生的废液称“烂板液”。“烂板液”中除含硝酸锌外，还含有自来水带入的Cl－和Fe3＋。在实验室里，用“烂板液”制取ZnSO4·7H2O的过程如下：‎ ‎(1)若稀硝酸腐蚀锌板时还原产物为N2O，氧化剂与还原剂的物质的量之比是________。‎ ‎(2)若步骤①的pH>12，则Zn(OH)2溶解生成偏锌酸钠。写出Zn(OH)2被溶解的离子方程式：__________________________________。‎ ‎(3)滤液D中除了含有OH－外，还含有的阴离子有________________(填离子符号)。‎ ‎(4)若滤液E的pH＝4，c(Zn2＋)＝2 mol·L－1，c(Fe3＋)＝2.6×10－9mol·L－1，能求得的溶度积是________(填选项)。‎ A．Ksp[Zn(OH)2]‎ B．Ksp[Zn(OH)2]和Ksp[Fe(OH)3]‎ C．Ksp[Fe(OH)3]‎ ‎(5)步骤③要控制pH在一定范围。实验室用pH试纸测定溶液pH的方法是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)已知：①Fe(OH)3(s) Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)　ΔH＝ a kJ·mol－1‎ ‎②H2O(l) H＋(aq)＋OH－(aq)　ΔH＝b kJ·mol－1‎ 请写出Fe3＋发生水解反应的热化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 若①的溶度积常数为Ksp，②的离子积常数为Kw，Fe3＋发生水解反应的平衡常数K＝________(用含Ksp、Kw的代数式表示)。‎ 解析：(1)氧化剂HNO3―→1/2N2O，N的化合价由＋5―→＋1，则1 mol HNO3作氧化剂转移4 mol e－，而还原剂Zn―→Zn2＋，根据得失电子守恒可知，Zn的物质的量为2 mol，即氧化剂与还原剂的物质的量之比是1∶2。‎ ‎(3)原“烂板液”中的阴离子为NO，自来水带入的阴离子为Cl－，故滤液D中除了含有OH－外，还含有的阴离子有NO和Cl－。 ‎ 答案：(1)1∶2‎ ‎(2)Zn(OH)2＋2OH－===ZnO＋2H2O ‎(3)Cl－、NO ‎(4)C ‎(5)将pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液点在试纸中间，待颜色变化稳定后与标准比色卡对比，读出pH的大小 ‎(6)Fe3＋(aq)＋3H2O(l) Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)　ΔH＝(3b－a) kJ·mol－1　K/Ksp ‎【命题热点突破四】化工工艺流程题 化工工艺流程题是近年来高考中备受关注的一类题型，该类题是将化工生产过程中的主要生产流程用框图形式表示出来，并根据其中涉及的化学知识步步设问，构成与化工生产紧密联系的化工工艺流程题。化工工艺流程题的结构分题头、流程图和问题三部分。题头部分一般简单介绍该工艺生产的原材料和生产目的，流程图部分主要用框图形式将原材料到产品的主要生产工艺表示出来，问题部分主要根据生产过程中涉及的化学知识设计一系列问题。‎ 例4、（2018年全国卷II）我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：‎ 相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：‎ 金属离子 Fe3+‎ Fe2+‎ Zn2+‎ Cd2+‎ 开始沉淀的pH ‎1.5‎ ‎6.3‎ ‎6.2‎ ‎7.4‎ 沉淀完全的pH ‎2.8‎ ‎8.3‎ ‎8.2‎ ‎9.4‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________。‎ ‎（2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________；氧化除杂工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧气，其后果是________________。‎ ‎（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_________________。‎ ‎（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。‎ ‎【答案】 (1). ZnS+O2ZnO+SO2 (2). PbSO4 (3). 调节溶液的pH (4). 无法除去杂质Fe2+ (5). Zn+Cd2+Zn2++Cd (6). Zn2++2e－Zn (7). 溶浸 ‎（1）由于闪锌矿的主要成分是ZnS，因此焙烧过程中主要反应的化学方程式为2ZnS+3O22ZnO+2SO2。‎ ‎（2）由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1的主要成分除SiO2外还有PbSO4；要测定铁离子，需要调节溶液的pH，又因为不能引入新杂质，所以需要利用氧化锌调节pH，即氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH。根据表中数据可知沉淀亚铁离子的pH较大，所以若不通入氧气，其后果是无法除去杂质Fe2+。‎ ‎（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，反应的离子方程式为Zn+Cd2+＝Zn2++Cd。‎ ‎（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极发生得到电子的还原反应，因此阴极是锌离子放电，则阴极的电极反应式为Zn2++2e－＝Zn；阳极是氢氧根放电，破坏水的电离平衡，产生氢离子，所以电解后还有硫酸产生，因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用。‎ ‎【变式探究】【2017新课标3卷】（14分）‎ 绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：‎ ‎（1）在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：______________、_______________。‎ ‎（2）为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带端开关K1和K2）（设为装置A）称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为 m2 g。按下图连接好装置进行实验。‎ ‎①仪器B的名称是____________________。‎ ‎②将下列实验操作步骤正确排序___________________（填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。‎ a.点燃酒精灯，加热 b.熄灭酒精灯 c.关闭K1和K2‎ d.打开K1和K2，缓缓通入N2 e.称量A f.冷却至室温 ‎③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x=________________（列式表示）。若实验时按a、d次序操作，则使x__________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。‎ ‎（3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将（2）中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。‎ ‎①C、D中的溶液依次为_________（填标号）。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为_______________。‎ a．品红 b．NaOH c．BaCl2 d．Ba(NO3)2 e．浓H2SO4‎ ‎②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_____________________。‎ ‎【答案】 样品中无Fe3+ 硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁 干燥管 dabfce 偏小 c、a 产生白色沉淀、品红溶液褪色 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3‎ ‎③样品的质量是（m2－m1）g，加热后剩余固体是硫酸亚铁，质量为（m3－m1）g，生成水的质量为（m2－m3）g，‎ FeSO4·xH2OFeSO4 + xH2O ‎152 18x ‎（m3－m1）g （m2－m3）g 则：，解得：x=；‎ 若实验时按a、d次序操作，在加热过程中硫酸亚铁被空气氧化为硫酸铁，导致m3增加，因此x偏小；‎ ‎（3）①最终得到红棕色固体，说明有氧化铁生成，即分解过程发生了还原还原反应，根据化合价变化可知一定有SO2生成，这说明硫酸亚铁分解生成氧化铁、SO2和三氧化硫。三氧化硫溶于水生成硫酸，硫酸和钡离子结合生成白色沉淀硫酸钡，由于硝酸钡在酸性溶液中有氧化性，能氧化SO2，所以应该用氯化钡，检验SO2用品红溶液，所以C、D的溶液依次为氯化钡溶液和品红溶液，实验现象是C中溶液变浑浊产生白色沉淀，D中品红溶液褪色，故答案为c、a；‎ ‎②根据以上分析可知硫酸亚铁高温分解生成氧化铁、SO2和SO3，根据电子守恒和原子守恒得此反应的方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3。‎ ‎【举一反三】【2017北京卷】（16分）‎ 某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+，发现和探究过程如下。‎ 向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。‎ ‎（1）检验产物 ‎①取少量黑色固体，洗涤后，_______（填操作和现象），证明黑色固体中含有Ag。‎ ‎②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有_______________。‎ ‎（2）针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3+，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+，乙依据的原理是___________________（用离子方程式表示）。针对两种观点继续实验：‎ ‎①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：‎ 序号 取样时间/min 现象 ⅰ ‎3‎ 产生大量白色沉淀；溶液呈红色 ⅱ ‎30‎ 产生白色沉淀；较3 min时量少；溶液红色较3 min时加深 ⅲ ‎120‎ 产生白色沉淀；较30 min时量少；溶液红色较30 min时变浅 ‎（资料：Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN）‎ ‎② 对Fe3+产生的原因作出如下假设：‎ 假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；‎ 假设b：空气中存在O2，由于________（用离子方程式表示），可产生Fe3+；‎ 假设c：酸性溶液中NO3-具有氧化性，可产生Fe3+；‎ 假设d：根据_______现象，判断溶液中存在Ag+，可产生Fe3+。‎ ‎③ 下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。‎ 实验Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3 min时溶液呈浅红色，30 min后溶液几乎无色。‎ 实验Ⅱ：装置如图。其中甲溶液是________，操作及现象是________________。‎ ‎（3）根据实验现象，结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原因：______。‎ ‎【答案】 加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀。（或者加入足量稀盐酸（或稀硫酸），固体未完全溶解） Fe2+ Fe+2Fe3+=3Fe2+ 4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O 白色沉淀 0.05 mol·L-1 NaNO3溶液 ‎ ‎ FeCl2溶液（或FeSO4溶液） 按图连接好装置，电流表指针发生偏转，分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色更深 溶液中存在反应：①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag ，②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反应开始时，c(Ag+)大，以反应①②为主，c(Fe3+)增大。约30分钟后，c(Ag+)小，以反应③为主，c(Fe3+)减小 可以选用0.05 mol·L-1 NaNO3溶液。原电池实验需要证明的是假设d的反应Ag++Fe2+=Ag+Fe3+能够实现，所以甲池应当注入FeCl2（或者FeSO4溶液）。假设d成立，则上述原电池中能够产生电流，左侧溶液中生成的Fe3+遇到KSCN时红色会更深。（3）由于存在过量铁粉，溶液中存在反应有①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag，反应生成的Fe2+能够被Ag+氧化发生反应②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，生成的Fe3+与过量铁粉发生反应③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反应开始时，c(Ag+)大，以反应①②为主，c(Fe3+)增大。约30分钟后，c(Ag+)小，以反应③为主，c(Fe3+)减小。 ‎ ‎【变式探究】【2017新课标1卷】（14分）‎ Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。‎ ‎（2）“酸浸”后，钛主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式__________________。‎ ‎（3）TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：‎ 温度/℃‎ ‎30‎ ‎35‎ ‎40‎ ‎45‎ ‎50‎ TiO2·xH2O转化率%‎ ‎92‎ ‎95‎ ‎97‎ ‎93‎ ‎88‎ 分析40 ℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因__________________。‎ ‎（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。‎ ‎（5）若“滤液②”中，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使恰好沉淀完全即溶液中，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？ （列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为。‎ ‎（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式 。‎ ‎【答案】（1）100℃、2h，90℃，5h （2）FeTiO3+ 4H++4Cl− = Fe2++ + 2H2O ‎（3）低于40℃，TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40℃，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降 （4）4 ‎ ‎（5）Fe3+恰好沉淀完全时，c()=mol·L−1=1.3×10–17 mol·L−1，c3(Mg2+)×c2()＝(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.7×10–40＜Ksp [Mg3(PO4)2]，因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。 ‎ ‎（6）2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑‎ ‎【解析】‎ ‎（1）由图示可知，“酸浸”时铁的净出率为70%时所需要的时间最短，速率最快，则应选择在100℃、2h，90℃，5h下进行；‎ ‎（4）Li2Ti5O15中Li为+1价，O为-2价，Ti为+4价，过氧根(O22-)中氧元素显-1价，设过氧键的数目为x，根据正负化合价代数和为0，可知(+1)×2+(+4)×5+(-2)×(15-2x)+(-1)×2x=0，解得：x=4；‎ ‎（5）Ksp[FePO4]=c(Fe3+)×c(PO43-)=1.3×10-2，则c(PO43-)＝＝1.3×10-17mol/L，Qc[Mg3(PO4)2]＝c3(Mg2+)×c2(PO43-)＝(0.01)3×(1.3×10-17)2=1.69×10-40＜1.0×10—34，则无沉淀。‎ ‎（6）高温下FePO4与Li2CO3和H2C2O4混合加热可得LiFePO4，根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑。‎ ‎【举一反三】【2017新课标3卷】（15分）‎ 重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）步骤①的主要反应为：FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2‎ 上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为_______。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是_____。‎ ‎（2）滤渣1中含量最多的金属元素是_______，滤渣2的主要成分是__________及含硅杂质。‎ ‎（3）步骤④调滤液2的pH使之变____________（填“大”或“小”），原因是_____________（用离子方程式表示）。‎ ‎（4）有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到___________（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多。‎ a．80℃ b．60℃ c．40℃ d．10℃‎ 步骤⑤的反应类型是___________________。‎ ‎（5）某工厂用m1 kg 铬铁矿粉（含Cr2O3 40%）制备K2Cr2O7，最终得到产品 m2 kg，产率为_____________。‎ ‎【答案】（1）2∶7 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应 （2）铁 Al(OH)3‎ ‎（3）小 2+2H++H2O （4）d 复分解反应 （5）×100%‎ ‎（2）熔块中氧化铁不溶于水，过滤后进入滤渣1，则滤渣1中含量最多的金属元素是铁；滤液1中含有AlO2-、SiO32-及CrO42-，调节溶液pH并过滤后得滤渣2为Al（OH）3；‎ ‎（3）滤液2调节pH的目的是提高溶液的酸性，pH变小；因为溶液中存在2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，增大溶液中H+浓度，可促进平衡正向移动，提高溶液中Cr2O72-的浓度；‎ ‎（4）由图示可知，在10℃左右时，得到K2Cr2O7的固体最多，故答案为d；2KCl+Na2Cr2O7=K2Cr2O7↓+2NaCl的反应类型为复分解反应；‎ ‎（5）样品中Cr2O3的质量为m1×40%Kg，则生成K2Cr2O7的理论质量为m1×40%Kg×，则所得产品的产率为m2Kg÷（m1×40%Kg×）×100%=×100%。‎ ‎【变式探究】KNO3是重要的化工产品，下面是一种已获得专利的KNO3制备方法的主要步骤：‎ ‎(1)反应Ⅰ中，CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为1∶2，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)反应Ⅱ需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是 ‎________________________________________________________________________；‎ 从反应Ⅳ所得混合物中分离出CaSO4的方法是趁热过滤，趁热过滤的目的是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)检验反应Ⅱ所得K2SO4中是否混有KCl的方法是取少量K2SO4样品溶解于水，________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)整个流程中，可循环利用的物质有______________(填化学式)。‎ ‎(5)将硝酸与浓KCl溶液混合，也可得到KNO3，同时生成等体积的气体A和气体B(NOCl)，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________；‎ 气体B与O2反应生成1体积气体A和2体积红棕色气体C，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)检验反应Ⅱ所得K2SO4中是否混有KCl，应先加入Ba(NO3)2，使K2SO4完全转化为BaSO4沉淀，以免干扰Cl－的检验，然后再加入AgNO3检验KCl，操作方法为加入Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀，静置，取上层清液，滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明K2SO4中混有KCl。‎ ‎(4)整个流程中，可循环利用的物质有(NH4)2SO4、CaSO4、KNO3。‎ ‎(5)根据氧化还原反应的规律及原子守恒，即可写出化学方程式。 ‎ ‎【答案】(1)CaSO4＋2NH4HCO3===CaCO3＋(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑‎ ‎(2)分离NH4Cl与K2SO4，加快化学反应速率　防止 KNO3结晶，提高KNO3的产率 ‎(3)加入过量Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀，静置，取上层清液，滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明 K2SO4中混有KCl ‎(4)CaSO4、KNO3、(NH4)2SO4‎ ‎(5)4HNO3＋3KCl(浓)===NOCl↑＋Cl2↑＋3KNO3＋2H2O　2NOCl＋O2===Cl2＋2NO2‎ ‎【变式探究】 ‎ 绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法：‎ 查询资料，得有关物质的数据如下表：‎ ‎25 ℃ 时 pH 饱和H2S溶液 ‎3.9‎ SnS沉淀完全 ‎ ‎1.6‎ FeS开始沉淀 ‎3.0‎ FeS沉淀完全 ‎5.5‎ ‎(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3＋，可选用的试剂为________。‎ A．KSCN溶液　　　　　　　B．NaOH溶液 C．KMnO4溶液 D．苯酚溶液 ‎(2)操作Ⅱ中，通入硫化氢至饱和的目的是______________________________；在溶液中用硫酸酸化至pH＝2的目的是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)操作Ⅳ的顺序依次为________、冷却结晶、________。‎ ‎(4)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②________________________________________________________________________‎ ‎____________________。‎ ‎(5)测定绿矾产品中Fe2＋含量的方法：a.称取2.85 g绿矾产品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；c.用硫酸酸化的0.010 00 mol·L－1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。‎ ‎①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为________________________________________________________________________‎ ‎(填仪器名称)。‎ ‎②判断此滴定实验达到终点的方法是________________________________________________________________________‎ ‎________________________。‎ ‎③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为________。‎ ‎(2)通入硫化氢，可以沉淀Sn2＋，并因为硫化氢具有强还原性，可以防止Fe2＋被氧化。已知：在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5，操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH＝2的目的是在溶液pH＝2时，Sn2＋完全沉淀，Fe2＋不沉淀。‎ ‎(3)溶液中得到晶体，需要对溶液进行加热蒸发浓缩、结晶析出、过滤洗涤等，所以操作Ⅳ的顺序依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤。‎ ‎(4)冰水温度低，物质溶解度减小，可以洗去沉淀表面的杂质离子，减少绿矾溶解带来的损失。‎ ‎(5)①高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化橡胶管，不能用碱式滴定管，应用酸式滴定管。‎ ‎②滴定实验达到终点时，滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色。‎ ‎③由题意知：‎ ‎5Fe2＋　＋　MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ‎5 1‎ n(Fe2＋)　　0.010 00 mol·L－1×0.02 L 所以n(Fe2＋)＝0.001 mol，‎ 则250 mL溶液中n(Fe2＋)＝0.001 mol×＝0.01 mol，‎ 则FeSO4·7H2O物质的量为0.01 mol，质量为0.01 mol×278 g·mol－1＝2.78 g，质量分数为×100%≈97.5%。‎ ‎【答案】(1)AD　(2)除去溶液中的Sn2＋，并防止Fe2＋被氧化　防止 Fe2＋生成沉淀 ‎(3)蒸发浓缩　过滤洗涤 ‎(4)降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗 ‎(5)①酸式滴定管　②滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色　③97.5%‎ ‎【命题热点突破五】实验综合题 近几年高考综合实验设计题常将定性实验与定量实验相结合，将实验基础与实验基本操作相结合，实验设计题的主要特点：一是形式上不出现大型的连接实验仪器装置，均为小型的带有探究性的试题。二是内容上一般是无机实验题，设置的问题主要是填写化学方程式、选择仪器装置、评价实验方案、简述所设计的操作步骤、说明理由等。通过简答，考查考生分析问题的能力和语言表达能力。三是实验原理均源于课本实验，但实验装置源于课本，又高于课本，这就要求考生既要有扎实的基础，又要有创新能力。‎ 例5、（2018年全国卷II）K3[Fe(C2O4)3]·3H2O（三草酸合铁酸钾）为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。回答下列问题：‎ ‎（1）晒制蓝图时，用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂，以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为：2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑；显色反应的化学方程式为______________。‎ ‎（2）某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验。‎ ‎①通入氮气的目的是________________________________________。‎ ‎②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此判断热分解产物中一定含有___________、___________。‎ ‎③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是_____________________________。‎ ‎④样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验Fe2O3存在的方法是：________________。‎ ‎（3）测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。‎ ‎①称量m g样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是___________________________。‎ ‎②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化，用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为________________________________。‎ ‎【答案】 (1). 3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]==Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4 (2). ①隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置 ②CO2 CO ③先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气 ④取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1~2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3 ‎ ‎(3) ①粉红色出现 ② ‎ ‎（3）①根据酸性高锰酸钾溶液显红色 ；‎ ‎②根据电子得失守恒计算。 ‎ ‎（1）光解反应的化学方程式为2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑，反应后有草酸亚铁产生，所以显色反应的化学方程式为3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]＝Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4。‎ ‎（2）①装置中的空气在高温下能氧化金属铜，能影响E中的反应，所以反应前通入氮气的目的是隔绝空气排尽装置中的空气；反应中有气体生成，不会全部进入后续装置。‎ ‎②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，说明反应中一定产生二氧化碳。装置E中固体变为红色，说明氧化铜被还原为铜，即有还原性气体CO生成，由此判断热分解产物中一定含有CO2、CO；‎ ‎③为防止倒吸，必须保证装置中保持一定的压力，所以停止实验时应进行的操作是先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气即可。‎ ‎④要检验Fe2O3存在首先要转化为可溶性铁盐，因此方法是取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3。‎ ‎（3）①高锰酸钾氧化草酸根离子，其溶液显红色，所以滴定终点的现象是粉红色出现。‎ ‎②锌把铁离子还原为亚铁离子，酸性高锰酸钾溶液又把亚铁离子氧化为铁离子。反应中消耗高锰酸钾是0.001cVmol，Mn元素化合价从+7价降低到+2价，所以根据电子得失守恒可知铁离子的物质的量是 ‎0.005cVmol，则该晶体中铁的质量分数的表达式为。‎ ‎【变式探究】硫代硫酸钠(Na2S2O3)可看成是一个S原子取代了Na2SO4中的一个O原子而形成的。某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想，通过实验探究Na2S2O3的化学性质。‎ 请填写以下空白：‎ ‎[提出问题]Na2S2O3是否与Na2SO4相似具备下列性质呢？‎ 猜想①：________________________________________________________________________；‎ 猜想②：溶液呈中性，且不与酸反应；‎ 猜想③：无还原性，不能被氧化剂氧化。‎ ‎[实验探究]基于上述猜想②、③，设计实验方案。请填写下列表格。‎ 实验操作 实验现象或 预期实验现象 现象解释(用离 子方程式表示)‎ 猜 想 ‎②‎ 溶液pH＝8‎ 向pH＝2的硫酸中滴加Na2S2O3溶液 S2O＋2H＋‎ ‎===S↓＋‎ SO2↑＋H2O 猜 想 ‎③‎ 向新制氯水(pH<2)中滴加少量Na2S2O3溶液 氯水颜色变浅 ‎[实验结论]Na2S2O3能与酸反应，具有还原性，与Na2SO4的化学性质不相似。‎ ‎[问题讨论](1)甲同学向探究“猜想③”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，并据此认为氯水可将Na2S2O3氧化。你认为该方案是否正确并说明理由：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)请重新设计一个实验方案，证明Na2S2O3能被氯水氧化。该实验方案是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎【解析】本题考查验证性化学实验方案的设计以及实验现象、结论的表述。基于实验目的，根据实验现象或结论很容易判断实验方案的设计目的及验证哪部分猜想。要求注意问题讨论中的细节，即(1)中猜想③‎ 的实验过程中滴加“少量”的Na2S2O3得出甲方案不合理的原因是过量氯水能提供Cl－，与Ag＋产生白色沉淀，干扰性质验证，可变换试剂，用钡盐检测氧化产物SO。‎ ‎【答案】[提出问题]猜想①：与BaCl2溶液反应有沉淀生成 ‎[实验探究]用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液，滴到pH试纸的中央，将试纸呈现的颜色与标准比色卡对照　有淡黄色沉淀和无色刺激性气味气体产生　S2O＋4Cl2＋5H2O===2SO＋8Cl－＋10H＋‎ ‎[问题讨论](1)不正确。因氯水过量且其本身含有Cl－‎ ‎(2)取少量反应后的溶液，向其中滴入BaCl2溶液，若观察到有白色沉淀产生，则说明Na2S2O3能被氯水氧化 ‎【变式探究】‎ 某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3＋的氧化性强弱，设计了如下实验：‎ ‎(1)①检查气体发生装置A的气密性的操作是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②整套实验装置存在一处明显不足，请指出：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)用改正后的装置进行实验。实验过程如下：‎ 实验操作 实验现象 结论 打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸，然后关闭活塞a，点燃酒精灯 D装置中：溶液变红；E装置中：水层溶液变黄，振荡后CCl4层无明显变化 Cl2、Br2、Fe3＋的氧化性由强到弱的顺序为________________‎ ‎(3)因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化：‎ D装置中：红色慢慢褪去。‎ E装置中：CCl4层先由无色变为橙色，后颜色逐渐变成红色。‎ 为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：‎ ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性：Cl2>(SCN)2。‎ ⅱ.Cl2和Br2反应生成BrCl，它呈红色(略带黄色)，沸点约5 ℃，遇水发生水解反应。‎ ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。‎ ‎①请用平衡移动原理(结合化学用语)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因：__________________________________，请设计简单实验证明上述解释：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②欲探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：‎ 用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③将少量BrCl通入碘化钾溶液中，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ 答案：(1)①关闭活塞a，打开止水夹b，将长导管末端浸入水中，用手捂住圆底烧瓶，导管口有气泡；松开手后，有水进入导管，则气密性良好(或关闭止水夹b，打开活塞a，向分液漏斗中注水，若水不能顺利流下，则气密性良好)‎ ‎②缺少尾气处理装置 ‎(2)Cl2>Br2>Fe3＋‎ ‎(3)①过量氯气和SCN－发生反应：2SCN－＋Cl2===2Cl－＋(SCN)2，使SCN－浓度减小，则平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3逆向移动，溶液褪色　取少量褪色后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液变红色，则上述解释合理或取少量褪色后的溶液，滴加FeCl3溶液，若溶液不变红，则上述解释合理(其他合理答案也可)‎ ‎②红色物质BrCl发生水解：BrCl＋H2OHBrO＋HCl，反应只产生Cl－，不产生Br－‎ ‎③BrCl＋2KI===KCl＋KBr＋I2(写分步反应的方程式也可) ‎ ‎【命题热点突破六】图像、图表及数据分析题 ‎(1)图表是高考试题的数字化语言，用图表表述化学反应过程或者呈现信息情景是近几年高考化学综合试题常见的表达方式。它往往拥有较大的信息存储量，能够很全面地考查学生分析、比较、概括和归纳问题的能力。‎ ‎(2)图像是高考试题的形象化语言，化学图像题是一种利用数学中的二维图像来描述化学问题的题型，它体现了数学方法在解决化学问题中的应用。它考查范围广，中学化学中的所有内容，如元素化合物、化学基本概念和基本理论、化学实验、化学计算等均可以用此方法进行考查。近几年这种数形结合的试题频频出现，成了高考的热点题型。图像是题目的主要组成部分，把所要考查的知识简明、直观、形象地寓于坐标曲线上。‎ 例6、用霞石岩(主要成分Na2O、K2O、Al2O3、SiO2)制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如下：‎ 已知：NaHCO3溶液的pH约为8～9，Na2CO3溶液的pH约为11～12。‎ 溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类，钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中。部分物质的溶解度见下图。‎ 根据题意回答下列问题：‎ ‎(1)固体M的化学式是________，X物质是________。‎ ‎(2)实验室进行煅烧操作时盛放固体物质的实验仪器是________，滤液W中主要含有的离子有________________________________________________________________________。‎ ‎(3)碳酸化Ⅰ中发生主要反应的离子方程式是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)操作Ⅰ是________(填写名称)，操作Ⅱ是________(选填编号)。‎ a．趁热过滤　　　　　　　b．冷却过滤 c．蒸馏 d．灼烧 ‎(5)碳酸化Ⅱ调整pH＝8的目的是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________，‎ 产品K2CO3中最可能含有的杂质是________________________________________________________________________‎ ‎(写化学式)。‎ ‎(6)实验室用下面流程测定产品碳酸钾的纯度，为提高实验精度，T试剂最好是________；操作Ⅲ的名称是________。‎ 碳酸化Ⅰ发生的主要反应为2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO(注：不能写成HCO，因为此时pH＝11)，Al(OH)3灼烧得到固体M(Al2O3)。‎ 过滤出Al(OH)3固体后，滤液主要溶质为Na2CO3、K2CO3，根据溶解度曲线，通过蒸发滤液，然后趁热过滤，得到Na2CO3固体；通过碳酸化，调整溶液的pH＝8，可以使CO转化成HCO，通过冷却结晶，根据溶解度曲线，应析出KHCO3晶体，灼烧后得到K2CO3；当降温到10 ℃时，根据溶解度曲线还有NaHCO3析出，所以K2CO3中含有杂质Na2CO3；当把KHCO3、Na2CO3过滤出后，滤液中主要含有K＋、Na＋、HCO。(6)中，应加足量BaCl2(或CaCl2)溶液使CO完全沉淀，通过过滤、洗涤、干燥、称量，重复干燥、称量操作至恒重来计算K2CO3的纯度。‎ 答案：(1)Al2O3　CO2‎ ‎(2)坩埚　Na＋、K＋、HCO ‎(3)2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO ‎(4)蒸发　a ‎(5)将碳酸根转化为碳酸氢根，利于KHCO3结晶析出　Na2CO3‎ ‎(6)足量BaCl2(或CaCl2)溶液　恒重操作(重复干燥、称量操作)‎ ‎【变式探究】‎ ‎(1)二元弱酸是分步电离的，25 ℃时碳酸和草酸的Ka如下表：‎ H2CO3‎ Ka1＝4.3×10－7‎ Ka2＝5.6×10－11‎ H2C2O4‎ Ka1＝5.6×10－2‎ Ka2＝5.42×10－5‎ 现有下列四种溶液：‎ A．0.1 mol·L－1的Na2C2O4溶液 B．0.1 mol·L－1的NaHC2O4溶液 C．0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液 D．0.1 mol·L－1的NaHCO3溶液 其中 c(H＋)最大的是________(填字母，下同)，c(OH－)最大的是________。‎ ‎(2)某化学实验兴趣小组同学向用大理石和稀盐酸制备CO2后的残留液中滴加碳酸钠溶液，在溶液中插入pH传感器，室温下测得pH变化曲线如图所示。‎ 刚开始滴入碳酸钠溶液时发生反应的离子方程式为________________________，BC段发生反应的离子方程式为____________________。D点时混合溶液中由水电离产生的c(OH－)＝________mol·L－1。‎