2020年高考化学大题专项复习：无机制备类实验题 40页

2020 年高考化学大题专项复习：无机制备类实验题 1．纳米 TiO2 是一种重要的光催化剂。以钛酸酯 Ti(OR)4 为原料制备纳米 TiO2 的步骤如下： ①组装装置如图所示，保持温度约为 65℃，先将 30mL 钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]加入盛有无 水乙醇的三颈烧瓶，再加入 3mL 乙酰丙酮，充分搅拌； ②将含水 20%的乙醇溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，得到二氧化钛溶胶； ③将二氧化钛溶胶干燥得到二氧化钛凝胶，灼烧凝胶得到纳米 TiO2。 已知：钛酸四丁酯能溶于除酮类物质以外的大部分有机溶剂，遇水剧烈水解；Ti(OH)4 不稳定， 易脱水生成 TiO2。回答下列问题： （1）仪器 a 的名称是 ，冷凝管的作用是 。 （2）加入的乙酰丙酮可以减慢水解反应的速率，其原理可能是 (填字母)。 A.增加反应的焓变 B.增大反应的活化能 C.减小反应的焓变 D.降低反应的活化能 制备过程中，减慢水解反应速率的措施还有 。 （3）步骤②中制备二氧化钛溶胶的化学方程式为 。 如图所示实验装置中，可用于灼烧二氧化钛凝胶的是 (填字母)。 （4）测定样品中 TiO2 纯度的方法是：精确称取 0.2000g 样品放入锥形瓶中，加入硫酸和硫 酸铵的混合溶液，加强热使其溶解。冷却后，加入一定量稀盐酸得到含 TiO2+的溶液。加入金 属铝，将 TiO2+全部转化为 Ti3+。待过量的金属铝完全溶解并冷却后，加入指示剂，用 0.1000mol·L-1NH4Fe(SO4)2 溶液滴定至终点。重复操作 2 次，消耗 0.1000mol·L-1NH4Fe(SO4)2 溶液的平均值为 20.00mL(已知： Ti3++Fe3++H2O=TiO2++Fe2++2H+)。 ①加入金属铝的作用除了还原 TiO2+外，另一个作用是 。 ②滴定时所用的指示剂为 （填字母)。 a.酚酞溶液 b.KSCN 溶液 c.KMnO4 溶液 d.淀粉溶液 ③样品中 TiO2 的质量分数为 %。(Ti 相对分子质量为 48) 【答案】 （1）温度计 冷凝回流 （2） B 用含水 20%的乙醇溶液代替水，缓慢滴加 （3）Ti(OC4H9)4+2H2O=TiO2+4C4H9OH a （4）与酸反应生成氢气，形成氢气氛围，防止 Ti3+在空气中被氧化 b 80 【解析】以钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料，在三颈烧瓶中反应可得到二氧化钛溶胶，再经过 干燥、灼烧即可得纳米 TiO2。 （1）由装置图可知，仪器 a 为温度计；冷凝管可起到冷凝回流的作用； 故答案为：温度计：冷凝回流； （2）加入催化剂，不能改变焓变（只与反应的始末状态有关），可降低或增大活化能，而该 处减缓反应速率，则增加活化能的作用，导致反应速率减小；另外为减慢水解反应速率，还 可用含有 20%的乙醇溶液代替水，缓慢滴加； 故答案为：B；用含水 20%的乙醇溶液代替水，缓慢滴加； （3）Ti（OC4H9）4 发生水解生成 TiO2 和丁醇，方程式为 Ti（OC4H9）4+2H2O=TiO2+4C4H9OH； 灼烧二氧化钛凝胶，应在坩埚中进行； 故答案为：Ti（OC4H9）4+2H2O=TiO2+4C4H9OH；a； （4）①加入铝，可与 TiO2+反应生成 Ti3+，与酸反应生成氢气，避免 Ti3+被氧化； ②用 NH4Fe（SO4）2 溶液滴定，含有铁离子，可用 KSCN 做指示剂，滴定终点溶液颜色变为 红色； ③根据方程式可得关系式 TiO2～Ti3+～Fe3+～NH4Fe（SO4）2，n（NH4Fe（SO4）2） =0.1000mol•L-l×0.02L=0.002mol，则 n（TiO2）=0.00200mol，m（TiO2） =0.00200mol×80g/mol=0.16g00， 则质量分数为 0.1600g   100% 80%0.2000g   ； 故答案为：与酸反应生成氢气，形成氢气氛围，防止 Ti3+在空气中被氧化； b；80。 2．随着科学的发展，可逐步合成很多重要的化工产品，如用作照相定影剂的硫代硫酸钠(俗称 大苏打)，用于填充汽车安全气囊的叠氮化钠(NaN3)，某化学兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶 体和 NaN3。 I.制备硫代硫酸钠晶体。 查阅资料:Na2S2O3 易溶于水，向 Na2CO3 和 Na2S 混合溶液中通入 SO2 可制得 Na2S2O3。实 验装置如图所示(省略夹持装置): （1）组装好仪器后,接下来应该进行的实验操作是_____,然后加入试剂。仪器 a 的名称是 _______;E 中的试剂最好是__________.(填标号)，作用是______________。 A．澄清石灰水 B．NaOH 溶液 C．饱和 NaHSO3 溶液 （2）已知五水合硫代硫酸钠的溶解度随温度升高显著增大。待 Na2S 和 Na2CO3 完全消耗后, 结束反应。过滤 C 中混合物，滤液经_________(填操作名称)、过滤、洗涤、干燥，得到产品， 过滤时用到的玻璃仪器有______________。 Ⅱ.实验室利用如图装置(省略夹持装置)模拟工业级 NaN3 的制备。已 知:2NaNH2+N2O210 220oC NaN3+NaOH+NH3。 （1）装置 B 中盛放的药品为__________ （2）实验中使用油浴而不用水浴的原因是__________________________。 （3）氨气与熔融的钠反应生成 NaNH2 的化学方程式为_________________。 （4）N2O 可由 NH4NO3(熔点为 169.6oC)在 240oC 下分解制得,应选择的气体发生装置是 ___________。 【答案】 I.（1）检查装置气密性 分液漏斗 B 吸收多余的 SO2 和 C 装置中生成的 CO2 气体 （2）蒸发浓缩，冷却结晶 玻璃棒、烧杯、漏斗 Ⅱ. （1）碱石灰 （2）制备 NaN3 的反应需要在 210-220oC 下进行，水浴不能达到这样 的温度 （3） 2Na+2NH3=2NaNH2+H2 （4） D 【解析】 I.（1）组装好仪器后，接下来应该进行的实验操作是检查装置气密性，然后加入试剂。仪 器 a 的名称是分液漏斗。二氧化硫有毒，需要尾气处理，且反应中还有二氧化碳生成，澄清 石灰水浓度太低，则 E 中的试剂最好是氢氧化钠溶液，作用是吸收多余的 SO2 和 C 装置中生 成的 CO2 气体。 （2）由于五水合硫代硫酸钠的溶解度随温度升高显著增大。待 Na2S 和 Na2CO3 完全消耗后, 结束反应。过滤 C 中混合物，滤液经蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品， 过滤时用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗。 Ⅱ.（1）生成的氨气中含有水蒸气，需要干燥，则装置 B 中盛放的药品为碱石灰。 （2）由于制备 NaN3 的反应需要在 210～220oC 下进行，水浴不能达到这样的温度，所以实 验中使用油浴而不用水浴。 （3）氨气与熔融的钠反应生成 NaNH2，根据原子守恒可知还有氢气生成，反应的化学方程 式为 2Na+2NH3=2NaNH2+H2。 （4）N2O 可由 NH4NO3(熔点为 169.6oC)在 240oC 下分解制得，由于在该温度下硝酸铵已 熔化，同时为避免液体倒流引起试管炸裂，因此选择的气体发生装置是装置 D。 3．二氧化钒（VO2）是一种新型热敏材料。实验室以V2O5为原料合成用于制备VO2的氧钒（ IV ） 碱式碳酸铵晶体,过程如下: V2O5 VOCl2 溶液 （NH4）5[（VO）6（CO3）4（OH）9]10·H2O 回答下列问题： （1）步骤 i 中生成 VOCl2 的同时生成一种无色无污染的气体,该反应的化学方程式 为 。也可只用浓盐酸与 V2O5 来制备 VOCl2 溶液,从环境角度考虑,该方法 的缺点是 。 （2）步骤 ii 可在如图装置（气密性良好）中进行。已知:VO2+能被 O2 氧化。 ①药品填装完成后的实验操作是 （填活塞“a”“b”的操作）。 ②若无装置 B,则导致的后果是 。 （3）加完 VOCl2 后继续搅拌数分钟,使反应完全,小心取下分液漏斗,停止通气,立即塞上橡胶 塞,将锥形瓶置于 CO2 保护下的干燥器中，静置过夜,得到紫红色晶体,抽滤,并用饱和 NH4HCO3 溶液洗涤 3 次,用无水乙醇洗涤 2 次,除去水分,再用乙醚洗涤 2 次,抽干称重。用饱 和 NH4 HCO3 溶液洗涤除去的阴离子主要是 。 （4）测定氧钒（ IV ）碱式碳酸铵晶体粗产品中钒的含量。 称量 4.246g 样品于锥形瓶中,用 20mL 蒸馏水与 30mL 硫酸混合溶解后，加 0.02 mol·L-1 的 KMnO4 溶液至稍过量,充分反应后继续加 1% NaNO2 溶液至稍过量，再用尿素除去过量的 NaNO2 ,最后用 0.08 mol·L-1 的（NH4）2Fe（SO4）2 标准溶液滴定至终点,消耗体积为 30.00 mL。（滴定反应:VO2 + + Fe2++2H+=VO2++ Fe3++H2O） ①NaNO2 溶液的作用是 。 ②粗产品中钒的质量分数为 （精确到小数点后两位）。 【答案】 （1）2V2O5+N2H4﹒2HCl+6HCl=4VOCl2+N2↑+6H2O 氯气有毒，污染空气 （2）打开活塞 a 数分钟后，再打开活塞 b HCl 与 NH4HCO3 反应 （3）Cl- （4）除去过量的 KMnO4 2.88% 【解析】 V2O5 与盐酸、N2H4﹒2HCl 混合发生反应：2V2O5+N2H4﹒2HCl+6HCl=4VOCl2+N2↑+6H2O， 得到 VOCl2 溶液，加碳酸氢铵溶液后得到氧钒(IV)碱式碳酸铵晶体。 （1）根据原子守恒分析生成的一种无色无污染的气体为 N2，该反应的化学方程式为 2V2O5+N2H4﹒2HCl+6HCl=4VOCl2+N2↑+6H2O；根据氧化还原反应原理分析，V 被还原， 则浓盐酸的中 Cl 被氧化生成氯气，氯气有毒，污染空气，故答案为：2V2O5+N2H4﹒ 2HCl+6HCl=4VOCl2+N2↑+6H2O；氯气有毒，污染空气； （2）①已知 VO2+能被 O2 氧化，故装置中不能有空气，所以反应前先通入 CO2 数分钟排除 装置中的空气，避免产物被氧化，所以实验操作时先打开活塞 a 数分钟后，再打开活塞 b， 故答案为：打开活塞 a 数分钟后，再打开活塞 b； ②A 中制得的二氧化碳混有氯化氢气体，B 装置中的试剂应是除去二氧化碳气体中 HCl 气体 的饱和 NaHCO3 溶液，若无装置 B，则 HCl 与 NH4HCO3 反应，故答案为：HCl 与 NH4HCO3 反应； （3）根据原子守恒分析，及晶体的组成分析，NH4 HCO3 溶液洗涤除去阴离子主要是 Cl-， 故答案为：Cl-； （4）①根据分析，KMnO4 溶液的作用是氧化 V，NaNO2 溶液的作用是除去过量的 KMnO4， 故答案为：除去过量的 KMnO4； ②根据 V 元素的质量守恒，根据滴定反应 VO2 + + Fe2++2H+=VO2++ Fe3++H2O，则 n(V)=n((NH4)2Fe(SO4)2)= 0.08 mol·L-1×0.03L=0.0024mol，则粗产品中钒的含量为： 0.0024mol 51g/mol 100% 2.88%4.246g    ，故答案为：2.88%。 4．I.四溴化钛（TiBr4）可用作橡胶工业中烯烃聚合反应的催化剂。已知 TiBr4 常温下为橙黄色固 体，熔点为 38.3℃，沸点为 233.5℃，具有潮解性且易发生水解。实验室利用反应 TiO2+C+2Br2 TiBr4+CO2 制备 TiBr4 的装置如图所示。回答下列问题： （1）检查装置气密性并加入药品后，加热前应进行的操作是 ，反应 结束后应继续通入一段时间 CO2，主要目的 是 。 （2）将连接管切断并熔封，采用蒸馏法提纯。此时应将 a 端的仪器改装 为 、承接管和接收瓶，在防腐胶塞上加装的仪器是 （填仪器名称）。 II.过氧化钙溶于酸，极微溶于水，不溶于乙醇、乙醚和丙酮，通常可用作医用杀菌剂、消毒 剂、防腐剂。已知从溶液中制得的过氧化钙带有 8 个结晶水，在 100℃时会脱水生成米黄 色的无水过氧化钙，而无水过氧化钙在 349℃时会迅速分解生成 CaO 和 O2。以下是一种 用纯净的碳酸钙制备过氧化钙的实验方案。请回答下列问题： CaCO3 滤液 白色结晶 （3）步骤①的具体操作为向碳酸钙中逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶 液呈 性（填“酸”、“碱”或“中”）。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作 用是 。 （4）步骤②中反应的化学方程式为 ，该反应需要在 冰浴下进行，原因是 。 （5）为测定产品中过氧化钙的质量分数，取 1.2g 样品，在温度高于 349℃时使之充分分 解，并将产生的气体（恢复至标准状况）通过如图所示装置收集，测得量筒中水的体积为 112mL，则产品中过氧化钙的质量分数为 。 【答案】（1）打开 K1，关闭 K2 和 K3，通入二氧化碳 排出残留在装置中的四溴化钛和溴 蒸气 （2）直形冷凝管 温度计 （3）酸 除去溶液中的二氧化碳 （4） CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl 或 CaCl2+2NH3•H2O+H2O2=CaO2+2NH4Cl+2H2O 温度过高时过氧化氢分解 （5） 60% 【解析】 I.TiBr4 常温易潮解，所以制备 TiBr4 时要使用干燥的反应物，所以通入的二氧化碳气体必须干 燥，浓硫酸能干燥二氧化碳，所以试剂 A 为浓硫酸；因为装置中含有空气，空气中氧气能 和 C 在加热条件下反应，所以要先通入二氧化碳排出装置中空气，需要打开 K1，关闭 K2 和 K3；然后打开 K2 和 K3 ，同时关闭 K1，发生反应 TiO2+C+2Br2 高温 TiBr4+CO2 制备 TiBr4， TiBr4 常温下为橙黄色固体，流入收集装置中；溴有毒不能直接排空，应该最后有尾气处理 装置，TiBr4 易潮解，所以装置 X 单元能起干燥作用，结合题目分析解答。 II.大理石加入稀盐酸溶解得到氯化钙溶液，将溶液煮沸，趁热过滤，将溶液煮沸的作用是除 去溶液中溶解的 CO2，反应②滤液中加入氨水和过氧化氢冰水浴中反应生成过氧化钙晶体， 过滤得到过氧化钙晶体，水洗、乙醇洗、烘烤得到过氧化钙固体，以此来解答。 （1）根据分析以及图示可知加热前要先打开 K1，关闭 K2 和 K3，通入二氧化碳排出装置中 空气；反应结束后在反应装置中还有少量四溴化钛残留，以及剩余的溴蒸气，应继续通入 一段时间 CO2，主要目的是把少量残留四溴化钛排入收集装置中，提高产率，而且还可以 排出剩余的溴蒸气，进行尾气处理，防止污染； （2）在产品四溴化钛中还有残留的液溴，因此根据题中给出的四溴化钛的沸点 233.5°C， 可以使用蒸馏法提纯；此时应将 a 端的仪器改装为直形冷凝管、承接管和接收瓶，蒸馏时 要根据温度收集馏分，所以在防腐胶塞上应加装温度计； （3）此时溶液中溶有二氧化碳，所以呈酸性；将溶液煮沸的作用是除去溶液中的二氧化碳； （4）反应②是滤液中加入氨水和过氧化氢冰水浴中反应生成过氧化钙晶体，反应的化学方 程式为：CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl 或 CaCl2+2NH3•H2O+H2O2=CaO2+2NH4Cl+2H2O；过氧化氢热易分解，所以该反应需要在 冰浴下进行； （5）过氧化钙受热分解，方程式为 2CaO2=2CaO+O2↑，收集到的气体为氧气，根据量 筒中水的体积可知收集到氧气 112mL，则其物质的量为 0.112L 22.4L/mol =0.005mol，则原样品 中 n(CaO2)=0.01mol，所以样品中过氧化钙的质量分数为 0.01mol 72g/mol 100%1.2   =60%。 5．碘化钠在医疗及食品方面有重要的作用。实验室用 NaOH、单质碘和水合肼(N2H4·H2O) 为原料制备碘化钠。已知：水合肼具有还原性。回答下列问题： （1）水合肼的制备有关反应原理为：CO(NH2)2(尿 素)+NaClO+2NaOHN2H4·H2O+NaCl+Na2CO3 ①A 中盛装氢氧化钠溶液的仪器名称为______________，制取次氯酸钠和氧氧化钠混合液 的连接顺序为_______________________(按气流方向，用小写字母表示)。 若该实验温度控制不当，反应后测得三颈瓶内 ClO−与 ClO3 −的物质的量之比为 5：1，则氯 气与氢氧化钠反应时，被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为________。 ②制备水合肼时，应将___________滴到到另一种溶液中（填“NaClO 溶液”或“尿素溶 液”），且该溶液应该________滴加。（填“快速”或“不宜过快”） （2）碘化钠的制备采用水合肼还原法制取碘化钠固体，其制备流程如图所示： 在“还原”过程中，主要消耗反应过程中生成的副产物 IO3 −，该过程的离子方程式为 ______________。工业上也可以用硫化钠或铁屑还原碘酸钠制备碘化钠，但水合肼还原法 制得的产品纯度更高，其原因是______________ （3）测定产品中 NaI 含量的实验步骤如下： a．称取 10．00g 样品并溶解，在 500mL 容量瓶中定容； b．量取 25．00mL 待测液于锥形瓶中，然后加入足量的 FeCl3 溶液，充分反应后，再加入 M 溶液作指示剂： c．用 0．2100mol·L−1 的 Na2S2O3 标准溶液滴定至终点(反应方程式为： 2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)，重复实验多次，测得消耗标准溶液的体积为 15．00mL。 ①M 为____________(写名称)。 ②该样品中 NaI 的质量分数为_______________。 【答案】 （1）①三颈烧瓶 edcabf 5:3 ② NaClO 溶液 不宜过快 （2）2IO3 −+3N2H4•H2O=3N2↑+2I−+9H2O N2H4•H2O 被氧化后的产物为 N2 和 H2O， 不引入杂质 （3）淀粉 94.5% 【解析】 （1）①根据仪器构造分析，A 中盛装氢氧化钠溶液的仪器名称为三颈烧瓶；装置 c 由二氧 化锰和浓盐酸制备氯气，用 B 装置的饱和食盐水除去 HCl 气体，为保证除杂充分，导气管 长进短出，氯气与 NaOH 在 A 中反应制备，为充分反应，从 a 进去，由 D 装置吸收未反 应的氯气，防止污染空气，故导气管连接顺序为：edcabf；三颈瓶内 ClO−与 ClO3 −的物 质的量之比为 5：1，设 ClO−与 ClO3 −的物质的量分别为 5mol、1mol，根据得失电子守恒， 生成 5molClO−则会生成 Cl−5mol，生成 1mol ClO3 −则会生成 Cl−5mol，则被还原的氯元 素为化合价降低的氯元素，即为 Cl−，有 5mol+5mol=10mol，被氧化的氯元素为化合价升 高的氯元素，物质的量之比为 ClO−与 ClO3 −共 5mol+1mol=6mol，故被还原的氯元素与 被氧化的氯元素的物质的量之比为 10：6=5:3；故答案为：三颈烧瓶；edcabf；5:3； ②将尿素滴到 NaClO 溶液中或过快滴加，都会使过量的 NaClO 溶液氧化水合肼，降低产 率，故实验中取适量 NaClO 溶液逐滴加入到定量的尿素溶液中制备水合肼，滴加顺序不 能颠倒，且滴加速度不能过快，防止水合肼被氧化，故答案为：不宜过快； （2）根据流程可知，副产物 IO3 −与水合肼生成碘离子和氮气，反应为： 2IO3 −+3N2H4•H2O=3N2↑+2I−+9H2O；N2H4•H2O 被氧化后的产物为 N2 和 H2O，不引入杂 质，水合肼还原法制得的产品纯度更高；故答案为：2IO3 −+3N2H4•H2O=3N2↑+2I−+9H2O； N2H4•H2O 被氧化后的产物为 N2 和 H2O，不引入杂质； （3）①实验中滴定碘单质，用淀粉做指示剂，即 M 为淀粉；②根据碘元素守恒，2I−～I2～ 2Na2S2O3，则 n(NaI)=n(Na2S2O3)，故样品中 NaI 的质量为： 0.2100mol×0.015L× 500mL 25.00mL ×150g/mol=9.45g，故其质量分数为 9.45g 10.00g ×100%=94.5%，故答案为：淀粉； 94.5%。 6．(CH3COO)2Mn·4H2O 主要用于纺织染色催化剂和分析试剂，其制备过程如图。回答下列 问题： 步骤一：以 MnO2 为原料制各 MnSO4 （1）仪器 a 的名称是 ，C 装置中 NaOH 溶液的作用 是 。 （2）B 装置中发生反应的化学方程式 是 。 步骤二：制备 MnCO3 沉淀 充分反应后将B装置中的混合物过滤，向滤液中加入饱和 NH4HCO3溶液，反应生成 MnCO3 沉淀。过滤，洗涤，干燥。 （3）①生成 MnCO3 的离子方程式 _。 ②判断沉淀已洗净的操作和现象是 。 步骤三：制备(CH3COO)2Mn·4H2O 固体 向 11.5 g MnCO3 固体中加入醋酸水溶液，反应一段时间后，过滤、洗涤，控制温度不超 过 55℃干燥，得(CH3COO)2Mn·4H2O 固体。探究生成(CH3COO)2Mn·4H2O 最佳实验 条件的数据如下： （4）产品干燥温度不宜超过 55℃的原因可能 是 。 （5）上述实验探究了___________和___________对产品质量的影响，实验 l 中 (CH3COO)2Mn·4H2O 产率为___________。 【答案】 （1）分液漏斗 吸收多余的 SO2 （2）SO2+MnO2=MnSO4 或 SO2+H2O=H2SO3、H2SO3+MnO2=MnSO4+H2O （3） （3）①2HCO3 -+Mn2+=MnCO3↓+CO2↑+H2O ②取最后一次洗涤液少许于试管中，加入盐酸酸化 BaCl2 溶液，若无沉淀生成，证明 沉淀已洗涤干净 （4） 温度过高会失去结晶水 （5） 醋酸质量分数 温度 90.0% 【解析】 将分液漏斗中的浓硫酸滴加到盛有 Na2SO3 的试管中发生复分解反应制取 SO2，将反应产 生的 SO2 气体通入三颈烧瓶中与 MnO2 反应制取 MnSO4，由于 SO2 是大气污染物，未反 应的 SO2 不能直接排放，可根据 SO2 与碱反应的性质用 NaOH 溶液进行尾气处理，同时要 使用倒扣的漏斗以防止倒吸现象的发生。反应产生的 MnSO4 再与 NH4HCO3 发生反应产生 MnCO3 沉淀、(NH4)2SO4、CO2 及 H2O，将 MnCO3 沉淀经过滤、洗涤后用醋酸溶解可得 醋酸锰，根据表格中温度、浓度对制取的产品的质量分析醋酸锰晶体合适的条件。 （1）根据仪器结构可知仪器 a 的名称为分液漏斗；C 装置中 NaOH 溶液的作用是吸收多 余的 SO2，防止污染大气； （2）B 装置中 SO2 与 MnO2 反应制取 MnSO4，反应的方程式是 SO2+MnO2=MnSO4(或写 为 SO2+H2O=H2SO3、H2SO3+MnO2=MnSO4+H2O)； （3）①MnSO4 与 NH4HCO3 发生反应产生 MnCO3 沉淀、(NH4)2SO4、CO2 及 H2O，该反 应的离子方程式为：2HCO3 -+Mn2+=MnCO3↓+CO2↑+H2O； ②若 MnCO3 洗涤干净，则洗涤液中不含有 SO4 2-，所以判断沉淀已洗净的方法是取最后一 次洗涤液少许于试管中，加入盐酸酸化的 BaCl2 溶液，若无沉淀生成，证明沉淀已洗涤干 净； （4）该操作目的是制取(CH3COO)2Mn·4H2O，若温度过高，则晶体会失去结晶水，故 一般是产品干燥温度不宜超过 55℃； （5）表格采用了对比方法分析了温度、醋酸质量分数(或浓度)对产品质量的影响。实验 l 中 11.5 g MnCO3 的物质的量为 n(MnCO3)= 11.5 g 115 g / mol =0.1 mol，根据 Mn 元素守恒可知 理论上能够制取(CH3COO)2Mn·4H2O 的物质的量是 0.1 mol，其质量为 m[(CH3COO)2Mn·4H2O]=0.1 mol×245 g/mol=24.5 g，实际质量为 22.05 g，所以 (CH3COO)2Mn·4H2O 产率为 22.05 g 24.5 g ×100%=90.0%。 【点睛】本题以醋酸锰的制取为线索，考查了仪器的使用、装置的作用、离子的检验、方 程式的书写、反应条件的控制及物质含量的计算，将化学实验与元素化合物知识有机结合 在一起，体现了学以致用的教学理念，要充分认识化学实验的重要性。 7．碘酸钙[Ca(IO3)2]是重要的食品添加剂。实验室制取 Ca(IO3)2·H2O 的实验流程： 已知：碘酸是易溶于水的强酸，不溶于有机溶剂。 （1） 转化步骤是为了制得碘酸，该过程在图 1 所示的装置中进行，当观察到反应液中紫 红色接近褪去时，停止通入氯气。 ①转化时发生反应的离子方程式为_____________________________________。 ②转化过程中 CCl4 的作用是_______________________________________。 ③为增大转化过程的反应速率，可采取的措施是_______________________。 （2）将 CCl4 与水层分离的玻璃仪器有烧杯、________。除去 HIO3 水溶液中少量 I2 单质的 实验操作为______________________________，直至用淀粉溶液检验不出碘单质的存在。 （3）已知：①Ca(IO3)2·6H2O 是一种难溶于水的白色固体，在碱性条件下不稳定。 ②Ca(IO3)2·6H2O 加热升温过程中固体的质量变化如图 2 所示。 设计以除碘后的水层为原料，制取 Ca(IO3)2·H2O 的实验方案：向水层中_ ^ 。[实验中必须使用的试剂：Ca(OH)2 粉末、 AgNO3 溶液]。 【答案】 （1） ①I2＋5Cl2＋6H2O=2IO3 -＋10Cl－＋12H＋ ②增大 Cl2 的溶解量，提高 Cl2 的利用率 ③加快搅拌速率 （2）分液漏斗 将 HIO3 水溶液用 CCl4 多次萃取，分液 （3）加入 Ca(OH)2 粉末，边加边搅拌至溶液 pH 约为 7，过滤，洗涤沉淀至洗涤后滤液滴 加 AgNO3 溶液不再有沉淀产生，将滤渣在 100～160 ℃条件下加热至恒重 【解析】 （1）①转化步骤是为了制得碘酸，根据流程图，转化时发生反应的离子方程式为氯气、水 和碘单质反应生成碘酸和盐酸，方程式为：I2＋5Cl2＋6H2O=2IO3 -＋10Cl－＋12H＋； ②氯气可溶于水，会降低转化过程中氯气的利用率，转化过程中 CCl4 的作用是增大 Cl2 的 溶解量，提高 Cl2 的利用率； ③根据装置图所示，装置圆底烧瓶中有一个搅拌装置，可使反应物充分混合接触，则为增 大转化过程的反应速率的方法为加快搅拌速率； （2）互不相溶的液体混合物分离应使用分液操作，需要的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗；HIO3 可溶于水，但碘单质在水中溶解度较小，可进行萃取分离，操作为将 HIO3 水溶液用 CCl4 多次萃取，分液，直至用淀粉溶液检验不出碘单质的存在； （3）除碘后的水层溶液为 HIO3 溶液，可与 Ca(OH)2 反应生成 Ca(IO3)2·6H2O，根据图 示，在 100～160 ℃条件下固体质量基本保持不变，则实验方案：向水层中加入 Ca(OH)2 粉末，边加边搅拌至溶液 pH 约为 7，过滤，洗涤沉淀至洗涤后滤液滴加 AgNO3 溶液不再 有沉淀产生，将滤渣在 100～160 ℃条件下加热至恒重。 8．碳酸亚铁可用于制备补血剂。某研究小组制备了 FeCO3，并对 FeCO3 的性质和应用进行 了探究。 已知：①FeCO3 是白色固体，难溶于水②Fe2＋+6SCN- Fe(SCN)6 4-(无色) Ⅰ. FeCO3 的制取（夹持装置略） 实验 i： 装置 C 中，向 Na2CO3 溶液（pH＝11.9）通入一段时间 CO2 至其 pH 为 7，滴加一 定量 FeSO4 溶液，产生白色沉淀，过滤、洗涤、干燥，得到 FeCO3 固体。 （1）试剂 a 是 。 （2）向 Na2CO3 溶液通入 CO2 的目的 是 。 （3）C 装置中制取 FeCO3 的离子方程式 为 。 （4）有同学认为 C 中出现白色沉淀之后应继续通 CO2，你认为是否合理并说明理 由 。 Ⅱ.FeCO3 的性质探究 实验 ii 实验 iii （5）对比实验ⅱ和ⅲ，得出的实验结论是 。 （6）依据实验ⅱ的现象，写出加入 10%H2O2 溶液的离子方程 式 。 Ⅲ.FeCO3 的应用 （7）FeCO3 溶于乳酸［CH3CH(OH)COOH］能制得可溶性乳酸亚铁 （[CH3CH(OH)COO]2Fe，相对分子质量 为 234）补血剂。为测定补血剂中亚铁含量进 而计算乳酸亚铁的质量分数，树德中学化学实验小组准确称 量 1.0g 补血剂，用酸性 KMnO4 溶液滴定该补血剂，消耗 0.1000mol/L 的 KMnO4 溶液 10.00mL，则乳酸亚铁 在补血剂中的质量分数为 ，该数值异常的原因是 （不考虑操 作不当以及试剂变质引 起的误差）。 【答案】 （1）饱和 NaHCO3 溶液 （2）降低溶液中 OH-浓度，防止生成 Fe(OH)2 （3）2HCO3 - + Fe2+=FeCO3↓+CO2↑+H2O （4）不合理，CO2 会和 FeCO3 反应生成 Fe(HCO3)2(或合理，排出氧气的影响) （5）Fe2+与 SCN-的络合(或结合)会促进 FeCO3 固体的溶解或 FeCO3 固体在 KSCN 溶 液中的溶解性比 KCl 溶液中大 （6）6Fe(SCN)6 4-+3H2O2=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3+24SCN-或 6Fe2++3H2O2+12SCN-=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3 或 6Fe2++3H2O2=2Fe(OH)3↓+4Fe3+ （7） 117% 乳酸根中的羟基被 KMnO4 氧化，也消耗了 KMnO4 【解析】【分析】 I. 装置 A 中碳酸钙和稀盐酸反应生成的二氧化碳中混有挥发的氯化氢气体，需要利用装置 B 中盛装的饱和碳酸氢钠溶液除去，装置 C 中，向碳酸钠溶液(pH=11.9)通入一段时间二 氧化碳至其 pH 为 7，滴加一定量硫酸亚铁溶液产生白色沉淀，过滤，洗涤，干燥，得到 FeCO3； II. （5）根据 Fe2＋+6SCN- Fe(SCN)6 4-分析 FeCO3 在 KCl 和 KSCN 两种不同溶液中的溶 解度不同判断； （6）实验 ii 中溶液显红色且有红褐色沉淀生成，说明加入 10%过氧化氢溶液后有 Fe(OH)3 和 Fe(SCN)3 生成； （7）FeCO3 溶于乳酸［CH3CH(OH)COOH］能制得可溶性乳酸亚铁补血剂，根据得失电 子守恒和元素守恒建立关系式进行计算；乳酸根中有羟基，也能被高锰酸钾溶液氧化。 【详解】 I. （1）装置 A 中制取的 CO2 中混有 HCl，欲除去 CO2 中混有的 HCl，B 中盛装的试剂 a 应是饱和 NaHCO3 溶液，故答案为：饱和 NaHCO3 溶液； （2）向 Na2CO3 溶液中通入 CO2 的目的是利用 CO2 和 Na2CO3 反应生成的 NaHCO3， 提高溶液中 HCO3 -的浓度，抑制 CO3 2-的水解，降低溶液中 OH-的浓度，防止生成 Fe(OH)2， 故答案为：降低溶液中 OH-浓度，防止生成 Fe(OH)2； （3）装置 C 中，向 Na2CO3 溶液(pH=11.9)通入一段时间 CO2 至其 pH 为 7，此时溶液 中溶质主要为 NaHCO3，再滴加 FeSO4 溶液，有 FeCO3 沉淀生成，发生反应的离子方程 式为 2HCO3 - + Fe2+=FeCO3↓+CO2↑+H2O，故答案为：2HCO3 - + Fe2+=FeCO3↓+CO2↑+H2O； （4）FeCO3 沉淀能溶解在 CO2 的水溶液中，生成可溶于水的 Fe(HCO3)2，降低产物的量， 则当出现白色沉淀之后不应继续通入 CO2，或者：出现白色沉淀之后继续通 CO2，可防止 空气中氧气氧化 FeCO3，提高产物的纯度，故答案为：不合理，CO2 会和 FeCO3 反应生 成 Fe(HCO3)2(或合理，排出氧气的影响)； Ⅱ. （5）通过对比实验 ii 和 iii，可知 Fe2+与 SCN-的络合生成可溶于水的 Fe(SCN)6 4-，会促 进 FeCO3 固体的溶解，故答案为：Fe2+与 SCN-的络合(或结合)会促进 FeCO3 固体的溶解 或 FeCO3 固体在 KSCN 溶液中的溶解性比 KCl 溶液中大； （6）依据实验ⅱ的现象，可知在含有 Fe2+的溶液中滴加 10%的过氧化氢溶液后，有 Fe(OH)3 和 Fe(SCN)3 生成，发生反应的离子方程式为 6Fe(SCN)6 4-+3H2O2=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3+24SCN-或 6Fe2++3H2O2+12SCN-=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3 或 6Fe2++3H2O2=2Fe(OH)3↓+4Fe3+； 故答案为：6Fe(SCN)6 4-+3H2O2=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3+24SCN-或 6Fe2++3H2O2+12SCN-=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3 或 6Fe2++3H2O2=2Fe(OH)3↓+4Fe3+； Ⅲ. （7）FeCO3 溶于乳酸［CH3CH(OH)COOH］能制得可溶性乳酸亚铁 （[CH3CH(OH)COO]2Fe 补血剂，可得关系式 MnO4~5Fe2+~5[CH3CH(OH)COO]2Fe， 则乳酸亚铁的物质的量为 0.1000mol/L×0.01L×5=0.005mol，则乳酸亚铁的质量分数 0.005mol 234g/mol 100%=117%1.0g   ，由于乳酸根中含有羟基，也可以被酸性高锰酸钾溶液氧 化，导致消耗高锰酸钾溶液的量增多，而计算中只按 Fe2+被氧化，故计算所得乳酸亚铁的 质量偏大，导致产品中乳酸亚铁的质量分数大于 100%，故答案为：117%；乳酸根中的羟 基被 KMnO4 氧化，也消耗了 KMnO4。 9．亚氯酸钠（NaClO2）是二氧化氯（ClO2）泡腾片的主要成分。实验室以氯酸钠（NaClO3） 为原料先制得 ClO2，再制备 NaClO2 粗产品，其流程如图： 已知：①ClO2 可被 NaOH 溶液吸收，反应为 2ClO2+2NaOH=NaClO3+NaClO2+H2O。 ②无水 NaClO2 性质稳定，有水存在时受热易分解。 （1）反应Ⅰ中若物质 X 为 SO2，则该制备 ClO2 反应的离子方程式 为 。 （2）实验在如图-1 所示的装置中进行。 ①若 X 为硫磺与浓硫酸，也可反应生成 ClO2。该反应较剧烈。若该反应在装置 A 的三颈 烧瓶中进行，则三种试剂（a.浓硫酸；b.硫黄；c.NaClO3 溶液）添加入三颈烧瓶的顺 序依次为 （填字母）。 ②反应Ⅱ中双氧水的作用是 。保持反应时间、反应物和溶剂的用 量不变，实验中提高 ClO2 吸收率的操作有：装置 A 中分批加入硫黄、 （写 出一种即可）。 （3）将装置 B 中溶液蒸发可析出 NaClO2，蒸发过程中宜控制的条件为 （填 “减压”、“常压”或“加压”）。 （4）反应Ⅰ所得废液中主要溶质为 Na2SO4 和 NaHSO4，直接排放会污染环境且浪费资源。 为从中获得芒硝（Na2SO4·10H2O）和石膏（水合硫酸钙），请补充完整实验方案： ，将滤液进一步处理后排放（实验中须使用的试剂和设备有：CaO 固体、酚酞、 冰水和冰水浴）。已知：CaSO4 不溶于 Na2SO4 水溶液；Na2SO4 的溶解度曲线如图−2 所示。 【答案】 （1）2ClO3 -+SO2═2ClO2+SO4 2- （2）①cab ②作还原剂 水浴加热时控制温度不能过高（或加一个多孔球泡等） （3）减压 （4）向废液中分批加入适量 CaO 固体并搅拌，用冰水浴控制反应温度，对浊液取样并滴 加酚酞，至溶液呈浅红色时停止加入 CaO。静置后过滤，用水洗涤沉淀 2-3 次得到石膏； 滤液蒸发浓缩，冷却结晶至 32.4℃以下，接近 0℃，过滤，所得晶体用冰水洗涤 2-3 次， 低温干燥得到芒硝 【解析】 用二氧化硫将 NaClO3 还原制得 ClO2，ClO2 和 NaOH 反应制得 NaClO3 和 NaClO2，再 用过氧化氢将 NaClO3 还原成 NaClO2 制得 NaClO2 粗品。 （1）SO2 作还原剂，S 化合价升高 2，被氧化成 SO4 2-，ClO3 -作氧化剂，被还原成 ClO2， Cl 化合价降低 1，结合电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒可书写离子方程式： 2ClO3 -+SO2═2ClO2+SO4 2-，故答案为：2ClO3 -+SO2═2ClO2+SO4 2-； （2）①反应剧烈，浓硫酸只能在最后添加，结合流程图可知先加 NaClO3，所以顺序为： 先加 NaClO3，再加 S，最后加浓硫酸，故答案为：cab； ②反应Ⅱ中 NaOH 和 ClO2 反应生成 NaClO3 和 NaClO2，过氧化氢的作用是将 NaClO3 还原成 NaClO2，过氧化氢会分解，温度不宜太高，所以控制 A 中水浴加热时温度不过高， 或者在 B 中搅拌、或者加一个多孔球泡，故答案为：作还原剂；水浴加热时控制温度不能 过高（或加一个多孔球泡等）； （3）无水 NaClO2 性质稳定，有水存在时受热易分解，应该减压，让水分尽快蒸发，故答 案为：减压； （4）加入一定量 CaO 使 NaHSO4 反应成 CaSO4，为了保证 NaHSO4 反应完，所加 CaO 需稍过量，CaO 过量溶液就显碱性了，可以用酚酞作指示剂，当溶液变为浅红色时停止加 CaO，CaSO4 不溶于 Na2SO4 水溶液，此时可用过滤、洗涤的方法得到石膏，此时滤液为 Na2SO4 溶液，还不是芒硝，从图上看，可将温度调整 32.4℃以下，形成芒硝，析出芒硝 晶体，过滤、洗涤、干燥就可得芒硝了，为了使芒硝产率较高，可用冰水洗涤，降低因溶 解损失的量，故答案为：向废液中分批加入适量 CaO 固体并搅拌，用冰水浴控制反应温 度，对浊液取样并滴加酚酞，至溶液呈浅红色时停止加入 CaO。静置后过滤，用水洗涤沉 淀 2-3 次得到石膏；滤液蒸发浓缩，冷却结晶至 32.4℃以下，接近 0℃，过滤，所得晶体 用冰水洗涤 2-3 次，低温干燥得到芒硝。 【点睛】 结合图像，温度低于 32.4℃以下，硫酸钠结晶得到芒硝，温度降低，芒硝的溶解度减小， 可用冰水洗涤减小损失率。 10．高铁酸钾在饮用水源和废水处理过程中，不仅能去除污染物和致癌化学污染物，而且不产 生任何诱变致癌的产物，具有高度的安全性；其可溶于水，微溶于浓 KOH 溶液，且在强碱 性溶液中比 较稳定。实验室用次氯酸盐氧化法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如图所示： 流程图中的饱和次氯酸钾溶液的制备装置如图所示： （1）A 为氯气发生装置。A 中反应的离子方程式是 ；装 置 B 内的试剂及作用是____________； （2）装置 C 反应温度控制在 0～5℃进行，在不改变 KOH 溶液浓度前提下，实验中可 采取措施是 。 （3）流程图中在加入 KOH 固体的时候会产生大量的白色沉淀_____(填化学式)。 （4）在搅拌下，将 Fe(NO3)3 饱和溶液缓慢滴加到 KClO 饱和溶液中即可制取 K2FeO4， 写出该反应的离子方程式__________；反应过程中温度控制在 10~15℃，温度过低或过高 对反应的影响 是 。 （5）过滤除杂时不用普通漏斗和滤纸而采用砂芯漏斗(如图)的原因是_____________。 （6）在提纯高铁酸钾时采用重结晶、洗涤、干燥的方法，洗涤剂可以选用_____。 A．H2O B．浓 KOH 溶液 C．Fe(NO3)3 溶液 D．异丙醇 （7）若提纯得到 a gK2FeO4(M=198g/mol)，上述流程中有 5%的 Fe 损失，则需要提供 Fe(NO3)3(M=242g/mol)的质量为 g(用含 a 的计算式表示)。 【答案】（1）2MnO4 －＋10Cl－＋16H＋=Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O 饱和食盐水、吸收杂质 HCl 气体 （2）将 C 装置置于冰水浴中冷却 （3）KCl （4） 3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋=2FeO4 2－＋3Cl－＋5H2O 温度过低或过高对反应的影响是温度太低，反应速率慢影响产品的产率，温度太高，会 含有杂质， 氧 化剂的有效浓度降低，从而使反应速率和转化率下降； （5）普通漏斗和滤纸在碱性条件下容易被腐蚀，而砂芯漏斗的滤板耐碱性和抗腐蚀性较好 （6）BD （7） 242 198 5% a  g 【解析】 A 装置制备氯气，B 装置除去氯气中混有的 HCl 气体，C 装置制备 K2FeO4，尾气吸收装置 吸收未反应的氯气，防止污染空气。 （1）A 为氯气发生装置，高锰酸钾与浓盐酸生成氯化锰和氯气。A 中反应的离子方程式 是 2MnO4 －＋10Cl－＋16H＋=Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O；生成的氯气中含有氯化氢，装置 B 内 的试剂是饱和食盐水，作用是吸收 HCl 气体；故答案为：2MnO4 －＋10Cl－＋16H＋=Mn2＋ ＋5Cl2↑＋8H2O；饱和食盐水、吸收杂质 HCl 气体； （2）C 装置制备 K2FeO4，反应温度控制在 0～5℃进行，在不改变 KOH 溶液浓度前提 下，实验中可采取措施是将 C 装置置于冰水浴中冷却。故答案为：将 C 装置置于冰水浴中 冷却； （3）发生的反应方程式为 2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O， KCl 溶解度小，饱和后易析出，流程图中在加入 KOH 固体的时候会产生大量的白色沉淀 KCl。故答案为：KCl； （4）在搅拌下，将 Fe(NO3)3 饱和溶液缓慢滴加到 KClO 饱和溶液中即可制取 K2FeO4， 在 KOH 溶液中，Fe(NO3)3 与 KClO 应生成 K2FeO4、KCl 和 KNO3，反应的方程式为：2 Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O，该反应的离子方程式 3ClO－ ＋10OH－＋2Fe3＋=2FeO4 2－＋3Cl－＋5H2O；反应过程中温度控制在 10~15℃，温度过低 或过高对反应的影响是温度太低，反应速率慢，影响产品的产率，温度太高，会含有杂质， 氧化剂的有效浓度降低，从而使反应速率和转化率下降。故答案为：3ClO－＋10OH－＋2Fe3 ＋=2FeO4 2－＋3Cl－＋5H2O；温度过低或过高对反应的影响是温度太低，反应速率慢，影响 产品的产率，温度太高，会含有杂质，氧化剂的有效浓度降低，从而使反应速率和转化率 下降； （5）过滤除杂时不用普通漏斗和滤纸而采用砂芯漏斗的原因是普通漏斗和滤纸在碱性条件 下容易被腐蚀，而砂芯漏斗的滤板耐碱性和抗腐蚀性较好。故答案为：普通漏斗和滤纸在 碱性条件下容易被腐蚀，而砂芯漏斗的滤板耐碱性和抗腐蚀性较好； （6）K2FeO4 可溶于水、微溶于浓 KOH 溶液，在异丙醇中溶解度也比较小，在提纯高铁酸 钾时采用重结晶、洗涤、干燥的方法，洗涤剂可以选用 B.浓 KOH 溶液 D.异丙醇；故答案 为：BD。 （7）由铁原子守恒：Fe(NO3)3～K2FeO4  3 2 43 242 198 (1 5%) Fe NO K FeO m a  ～ m= 242 198 5% a  g，故答案为： 242 198 5% a  g。 【点睛】 本题考查实验制备方案、计算、物质的分离提纯、对条件与操作的分析评价，是对学生综 合能力的考查，注意题目信息的迁移运用，难点（7）根据由铁原子守恒，找出关系式 Fe(NO3)3～K2FeO4 计算。 11．无水 MgBr2 可用作催化剂，实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水 MgBr2,装置如图所示(夹 持装置省略)。 已知:①Mg 和 Br2 剧烈反应，放出大量的热; MgBr2 具有强吸水性; ②MgBr2 + 3C2H5OC2H5 MgBr2·3C2H5OC2H5。 实验主要步骤如下: 步骤 1:三颈烧瓶中装人 10 g 镁屑(镁带打磨光亮后剪碎)和 150 mL 无水乙醚;仪器 B 中加入 15 mL 液溴，连接装置;， 步骤 2:打开止水夹，缓慢通人干燥的氮气，直至溴完全导入三颈烧瓶中; 步骤 3:反应完毕后恢复至室温，过滤除去镁，滤液转移至另一干燥的烧瓶中，冷却至 0°C， 析出.晶体，过滤得三乙醚合溴化镁粗产品; 步骤 4:用苯洗涤粗产品，减压过滤，得三乙醚合溴化镁，将其加热至 1609°C 分解得无水 MgBr2。 回答下列问题: （1）MgBr2 的形成过程可用电子式表示为_____________ （2）仪器 A 的作用是_______;仪器 B 的名称是___________.实验前仪器 A、B 和三颈烧瓶 内壁均需保持干燥，原因是__________________ （3）实验中,______________(填“能”或“不能”)用干燥空气代替干燥氮气,理由是 ___________。 （4）若去除冰水浴，三颈烧瓶中生成 MgBr2 的同时，可能会生成少量杂质 X, 1 mol X 含 50 mol e-,其化学式为______________________________________________。 （5）步骤 4 采用减压过滤(降低容器内压强，使固液快速分离)，下列装置可用作减压过滤 的是________________________(填序号)。 （6）为测定产品的纯度(假定杂质不参与反应)，可用 EDTA (简写为 Y4-，无色)标准溶液滴 定，以络黑 T 为指示剂(pH=6.3~11.6 时显蓝色,pH>11.6 时显橙色)。已知: Mg2+与络黑 T 形成的配合物(Mg2+_络黑 T)呈酒红色，Mg2+与 Y4-形成的 MgY2-为无色;在 pH 约为 9 的缓冲溶液中滴定，反应的离子方程式可简单表示为: Mg2+ + Y4-=MgY2-, Mg2+-络黑 T+Y4- =MgY2- +络黑 T。 ①判断滴定终点的现象为__________________. ②测定前，先称取 0.2500g 无水 MgBr2 产品，溶解后，加人 2 滴络黑 T 试液作指示剂，用 0. 0500 mol·L-1 EDTA 标准溶液滴定至终点，重复三次滴定，平均消耗 EDTA 标准溶液 26. 60 mL,则测得无水 MgBr2 产品的纯度是___________________. 【答案】 （1） （2）冷凝回流乙醚和溴蒸气 锥形瓶 MgBr2 具有强吸水性，需要整个装置保持干燥 （3）不能 镁屑与氧气反应生成 MgO 保护膜，产生杂质且阻碍 Mg 和 Br2 反应 （4）Mg3N2 （5）bc （6）①当滴加最后一滴 EDTA 标准溶液时，溶液由酒红色变为蓝色，且半分钟内溶液颜色 保持不变 ②97.89% 【解析】 本实验要制备无水溴化镁，根据题目信息可知镁和溴会剧烈反应，并放出大量的热，而整 个装置为密闭体系，所以通入的溴不能太快，以防剧烈反应发生爆炸，所以干燥的氮气要 缓慢通入，且 B 装置中氮气要长进短出；溴化镁具有强吸水性，所以整个装置要处于无水 环境，需要装置干燥管防止空气中的水蒸气进入；反应中会放出大量热，为了减少因原料 挥发造成的损耗，需要用球形冷凝管冷凝回流药品。 （1）溴化镁形成过程中镁原子失去两个电子，两个溴原子分别得到一个电子形成溴离子， 然后两个溴离子与镁离子结合生成溴化镁，用电子式表示为： ； （2）装置 A 为球形冷凝管，溴和乙醚容易挥发，球形冷凝管可以冷凝回流乙醚和溴蒸气； 根据 B 的结构可知其为锥形瓶；根据题目信息可知 MgBr2 具有强吸水性，需要整个装置保 持干燥； （3）本实验要用镁屑和液溴反应生成溴化镁，所以装置中不能有能与镁反应的气体，例如 氧气，用干燥的空气代替干燥的氮气，镁屑与氧气反应生成 MgO 保护膜，产生杂质且阻 碍 Mg 和 Br2 反应； （4）根据元素守恒可知该杂质应为 Mg 元素和 N 元素形成的物质，再结合 1mol 该物质含 有 50mol 电子可知该物质应为 Mg3N2； （5）减压过滤过程中需要抽滤瓶中形成负压，所以可以用作减压过滤的装置为 bc； （6）①根据滴定原理，加入指示剂后，Mg2+与络黑 T 形成的配合物(Mg2+-络黑 T)，此时 溶液为呈酒红色，滴定过程中发生反应 Mg2+-络黑 T+Y4- =MgY2- +络黑 T，滴定终点由于 pH=9，溶液显示铬黑 T 的蓝色，故终点现象为：当滴加最后一滴 EDTA 标准溶液时，溶液 由酒红色变为蓝色，且半分钟内溶液颜色保持不变； ②依据方程式 Mg2++Y4-═MgY2-分析，溴化镁的物质的量 =0.0500mol/L×0.02660L=0.00133mol，则溴化镁的质量为 0.00133mol×184g/mol=0.24472g，溴化镁的产品的纯度= 0.24472g 0.2500g ×100%=97.89%。 12．甘氨酸亚铁 2 2 2(NH CH COO) Fe 是一种补铁强化剂。实验室利用 3FeCO 与甘氨酸 2 2(NH CH COOH) 制备甘氨酸亚铁，实验装置如下图所示(夹持和加热仪器已省略)。 查阅资料： ①甘氨酸易溶于水，微溶于乙醇；甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇。 ②柠檬酸易溶于水和乙醇，具有较强的还原性和酸性。 实验过程： I．装置 C 中盛有 17.4g 3FeCO 和 200mL1.0mol·L-1 甘氨酸溶液。实验时，先打开仪器 a 的活塞，待装置 c 中空气排净后，加热并不断搅拌；然后向三颈瓶中滴加柠檬酸溶液。 Ⅱ．反应结束后过滤，将滤液进行蒸发浓缩；加入无水乙醇，过滤、洗涤并干燥。 （1）仪器 a 的名称是________；与 a 相比，仪器 b 的优点是 。 （2）装置 B 中盛有的试剂是：_______；装置 D 的作用是_ 。 （3）向 4FeSO 溶液中加入 4 3NH HCO 溶液可制得 3FeCO ，该反应的离子方程式 为 。 （4）过程 I 加入柠檬酸促进 3FeCO 溶解并调节溶液 pH，溶液 pH 与甘氨酸亚铁产率的关 系如图所示。 ①pH 过低或过高均导致产率下降，pH 过高导致产率下降其原因 是 ； ②柠檬酸的作用还有 。 （5）过程 II 中加入无水乙醇的目的是 。 （6）本实验制得 15.3g 甘氨酸亚铁，则其产率是_______％。 【答案】 （1）分液漏斗 平衡压强、便于液体顺利流下 （2）饱和 NaHCO3 溶液 检验装置内空气是否排净，防止空气进入装置 C 中 （3） Fe2++2HCO3 -=FeCO3↓+CO2↑+H2O （4）pH 过低，H+与 NH2CH2COOH 反应生成 NH3 +CH2COOH；pH 过高，Fe2+与 OH- 反应生成 Fe(OH)2 沉淀 防止 Fe2+被氧化 （5） 降低甘氨酸亚铁的溶解度，使其结晶析出 （6）75 【解析】 （1）仪器 a 的名称是分液漏斗；与 a 相比，仪器 b 的优点是是平衡气压，使液体顺利流 下。 （2）装置 B 中盛有的试剂是：饱和 NaHCO3 溶液；装置 D 的作用是防止空气进入 C 中（从 而防止 Fe2＋被氧化）。 （3）向 4FeSO 溶液中加入 4 3NH HCO 溶液可制得 3FeCO 和二氧化碳、水，该反应的离子方 程式为 Fe2＋+2HCO3 －=FeCO3↓+CO2↑+H2O。 （4）①pH 过低或过高均导致产率下降，pH 过高导致产率下降其原因是 pH 过低，H+与 NH2CH2COOH 反应生成 NH3 +CH2COOH；pH 过高，Fe2+与 OH-反应生成 Fe(OH)2 沉淀， Fe2＋+2OH－=Fe（OH）2↓ ； ②结合信息可知，合成过程加入柠檬酸的作用是促进 FeCO3 溶解和防止 Fe2＋被氧化。 （5）过程 II 中加入无水乙醇的目的是过程Ⅱ中加入无水乙醇的目的是降低甘氨酸亚铁的溶 液度，使其结晶析出。 （6）17.4g 即 0.15mol FeCO3 和 200mL1.0mol·L-1 甘氨酸反应，理论上生成甘氨酸亚铁 0.1mol，本实验制得 15.3g 甘氨酸亚铁，其产率是 1 15.3 0.1 204 · g mol g mol － ×100%=75%。 【点睛】 本题考查物质的制备实验，把握物质的性质、习题中的信息、制备原理、实验技能为解答 的关键，侧重分析与实验能力的考查，易错点（3）向 4FeSO 溶液中加入 4 3NH HCO 溶液可 制得 3FeCO 和二氧化碳、水，复分解反应强于水解，注意题中信息，结合元素化合物知识 的应用。 13．叠氮化钠（NaN3）是汽车安全气囊最理想的气体发生剂原料。下面是工业水合肼法制备 叠氮 化钠的工艺流程： 已知 NaN3 能与 AgNO3 反应生成白色难溶于水的 AgN3；Ag2CrO4 呈红色，可溶于水。 有关物质的物理性质如下表： 熔点℃ 沸点℃ 溶解性 CH3OH -9 64.7 与水互溶 水合肼(N2H4•H2O) 2 113.5 与水、醇互溶，不溶于乙醚和氯 仿 亚硝酸甲酯 (CH3ONO) -17 -12 难溶于水，可溶于乙醇、乙醚 NaN3 275 300 易溶于水，难溶于乙醇 请回答： （1）步骤Ⅰ中 NaNO2 与稀硫酸发生副反应生成两种气体（其中一种气体在空气中可以转 化为另一种气体）的离子方程式为 ；步骤Ⅱ中生成 NaN3 的化学方 程式为 （2）实验室模拟步骤Ⅱ实验装置如图（装置中冷却水省略，下同）：根据实验发现温度在 20℃ 左右反应的选择性和转化率最高，但是该反应属于放热反应，因此需要采取的措施 是 。 （3）步骤Ⅱ、Ⅲ中制备叠氮化钠并对溶液 A 进行蒸馏的合理操作顺序是_____。 ①打开 K1、K2，关闭 K3 ②打开 K3 ③加热 ④关闭 K1、K2 （4）步骤Ⅳ对溶液 B 加热蒸发至溶液体积的 1/3，NaN3 结晶析出。 ①步骤Ⅴ最好选用_____洗涤晶体。 A．水 B．乙醇 C．乙醚 ②沉淀滴定法测定产品纯度，是以淡黄色 K2CrO4 溶液作指示剂，将 AgNO3 标准溶液滴 入样品溶液， 滴定终点现象为_________。AgNO3 溶液要装在_____滴定管里进行滴定。下 列说法正确的是_____。 A．滴定管和移液管管尖不可接触锥形瓶内壁 B．滴定时滴液速度应先快后慢，接近终点时一滴一摇 C．滴定过程中可用蒸馏水将锥形瓶壁上粘附的溶液冲下 D．若发现滴液过量，可回滴样品溶液 E．若未等滴定管液面稳定就读数会导致测定结果偏高 【答案】 （1）2NO2 -+2H+==NO↑+NO2↑+H2O N2H4·H2O+CH3ONO+NaOH==NaN3+CH3OH+3H2O （2）冷水浴、缓慢通入气体 （3） ①④②③或①②④③ （4）① B ②溶液出现淡红色，半分钟内颜色不再改变 棕色酸式 BCE 【解析】NaNO2、CH3OH 与稀硫酸反应生成 CH3ONO， N2H4·H2O、CH3ONO 和 NaOH 反应生成 NaN3、CH3OH 和 H2O，经过蒸馏得到甲醇和 NaN3 溶液，再经过蒸发结晶过滤 得到 NaN3 晶体，用乙醇洗涤晶体，防止洗涤时溶解。 ⑴步骤Ⅰ中 NaNO2 与稀硫酸发生副反应生成两种气体，其中一种气体在空气中可以转化为 另一种气体，说明是 NO 转变为 NO2，其离子方程式为 2NO2 － + 2H+ = NO↑+NO2↑+H2O； 步骤Ⅱ是 N2H4·H2O、CH3ONO 和 NaOH 反应生成 NaN3、CH3OH 和 H2O，其化学方程 式为 N2H4·H2O+CH3ONO+NaOH = NaN3+CH3OH+3H2O；故答案为：2NO2 － + 2H+ = NO↑+ NO2↑ +H2O；N2H4·H2O+CH3ONO+NaOH = NaN3+CH3OH+3H2O。 ⑵根据实验发现温度在 20℃左右反应的选择性和转化率最高，但是该反应属于放热反应，因 此要降低温度，适当减缓反应速率，因此需要采取的措施是冷水浴、缓慢通入气体；故答案 为：冷水浴、缓慢通入气体。 ⑶步骤Ⅱ、Ⅲ中制备叠氮化钠并对溶液 A 进行蒸馏，先让 N2H4·H2O、CH3ONO 和 NaOH 反应生成 NaN3，因此打开 K1、K2，关闭 K3，充分反应后，关闭 K1、K2，打开 K3，再加热蒸 馏出产品，因此合理操作顺序是①④②③或①②④③；故答案为：①④②③或①②④③。 ⑷①NaN3 晶体易溶于水，难溶于乙醇，步骤Ⅴ最好选用乙醇洗涤晶体；故答案为：B。 ②沉淀滴定法测定产品纯度，是以淡黄色 K2CrO4 溶液作指示剂，将 AgNO3 标准溶液滴 入样品溶液， 滴定终点现象为滴入最后一滴 AgNO3 溶液，溶液出现淡红色，半分钟内颜色 不再改变。AgNO3 溶液显酸性且见光要分解，因此要装在棕色酸式滴定管里进行滴定；A. 当 滴定接近终点时，滴定管或移液管尖嘴可接触锥形瓶内壁，让其充分反应，故 A 错误；B. 滴 定时滴液速度应先快后慢，接近终点时一滴一摇，避免因滴加速度过快而过量，故 B 正确； C．滴定过程中可用蒸馏水将锥形瓶壁上粘附的溶液冲下，让其充分反应，故 C 正确；D．若 发现滴液过量，只能重新实验，故 D 错误；E．若未等滴定管液面稳定就读数，读出数据偏 大，所测结果偏高，故 E 正确；综上所述，答案为 BCE；故答案为：溶液出现淡红色，半分 钟内颜色不再改变；棕色酸式；BCE。 14．氯气、氨气和二氧化硫三种气体均是重要的化工原料且都会对环境造成污染，某课外活动 小组拟探究三者的部分性质。 Ⅰ.利用如图装置探究干燥的氯气与氨气之间的反应。 （1）请从备选装置中选择适当的装置连入虚线框中，组成一套完整的探究干燥的氯气与氨 气之间的反应的装置，用备选装置序号填空：B___、D__、E__。 （2）装置 A 中的烧瓶内固体宜选用 （选填以下选项的字母）。 A 烧碱 B 生石灰 C 二氧化硅 D 五氧化二磷 （3）实验时先打开 a、c 活塞，关闭 b 活塞，向烧瓶中先通入氨气，然后关闭 c 活塞，打 开 b 活塞，再向烧瓶中通入氯气，实验中装置 C 的烧瓶内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝 结，试推测发生反应的化学方程式为 8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2。实验完毕后观察到 C 烧 瓶内还有黄绿色气体，简述如何处理才能不污染环境____________________。 Ⅱ.探究干燥的氯气和 SO2 的反应：SO2（g）＋Cl2（g） 催化剂 SO2Cl2（l） ΔH＝－97.3 kJ·mol－1。硫酰氯（SO2Cl2）通常条件下为无色液体，熔点为－54.1 ℃，沸点为 69.1 ℃， 在潮湿空气中“发烟”，100 ℃以上开始分解，生成二氧化硫和氯气，长期放置也会发生 分解。该小组同学用 A 装置制取 SO2，分液漏斗中加入浓硫酸，圆底烧瓶中加入 Na2SO3 固体，B 选择备选装置Ⅱ，将 C 装置用如图所示的装置甲替换，其余的装置不变来完成探 究实验。 （4）装置甲中仪器 G 的名称为____________，甲中活性炭的作用是 。 （5）如果去掉装置 B、D，则在甲的三颈烧瓶中可能发生反应的化学方程式为__________。 （6）为提高本实验中硫酰氯的产率，在实验操作中需要注意的事项有____（填序号）。 A 先通冷凝水，再通气 B 控制气流速率，宜慢不宜快 C 若三颈烧瓶发烫，可适当降温 D 加热三颈烧瓶 【答案】（1）Ⅰ Ⅱ Ⅲ （2）AB （3）打开活塞 c，再打开活塞 a 或 b，向 C 装置的烧瓶中鼓入足量空气 （4）冷凝管（或球形冷凝管） 催化剂 （5）Cl2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HCl （6） ABC 【解析】（1）要探究的是干燥的氯气与氨气之间的反应，由题给装置图可知 A 和 F 分别是 制氨气和氯气的装置，制得的氯气中混有 HCl 和水蒸气，故通过盛有饱和食盐水的洗气瓶 除掉氯化氢，通过盛有浓硫酸的洗气瓶干燥氯气，制得的氨气中也混有水蒸气，氨气用碱 石灰干燥，故 B、D、E 处分别选Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ； （2）装置 A 是以浓氨水和固体药品为原料来制取氨，故可选择的适宜的固体药品为烧碱 或者生石灰，二者与浓氨水混合都可以使氨气逸出，故选 A、B； （3）根据实验现象装置 C 的烧瓶内有白烟生成可知氯气和氨气反应生成了 NH4Cl，则发 生了氧化还原反应，Cl 元素化合价降低，则 N 元素化合价升高，有 N2 生成，据此可写出 化学方程式：8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2； （4）装置甲中仪器 G 的名称为冷凝管(或球形冷凝管)，根据此反应要在催化剂条件下进行， 可知甲中活性炭作催化剂； （5）如果去掉装置 B、D，就会有水蒸气混入甲中，则可能发生反应的化学方程式为 Cl2 ＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HCl； （6）为提高本实验中硫酰氯的产率，在实验操作中需要注意的事项有先通冷凝水，再通气， 可以减少产品的挥发损失；控制气流速率，宜慢不宜快可以让反应更充分；因为此反应为 放热反应，而生成的产物 100 ℃以上开始分解，所以当三颈烧瓶发烫时，可适当降温，所 以答案为 A、B、C。