（講練測）2019年高考化學三輪復習 核心熱點總動員 專題14 化學實驗設計與評價（含解析）.doc

化學實驗設計與評價【名師精講指南篇】【高考真題再現】1【2018新課標1卷】醋酸亞鉻(CH3COO)2CrH2O為磚紅色晶體，難溶于冷水，易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價鉻還原為二價鉻；二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實驗裝置如圖所示，回答下列問題：（1）實驗中所用蒸餾水均需經煮沸后迅速冷卻，目的是_，儀器a的名稱是_。（2）將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中，加入少量蒸餾水，按圖連接好裝置，打開K1、K2，關閉K3。c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{色，該反應的離子方程式為_。同時c中有氣體產生，該氣體的作用是_。（3）打開K3，關閉K1和K2。c中亮藍色溶液流入d，其原因是_；d中析出磚紅色沉淀，為使沉淀充分析出并分離，需采用的操作是_、_、洗滌、干燥。（4）指出裝置d可能存在的缺點_?！敬鸢浮?去除水中溶解氧 分液（或滴液）漏斗 Zn+2Cr3Zn2+2Cr2 排除c中空氣 c中產生H2使壓強大于大氣壓 （冰?。├鋮s 過濾 敞開體系，可能使醋酸亞鉻與空氣接觸【解析】分析：在鹽酸溶液中鋅把Cr3還原為Cr2，同時產生氫氣排盡裝置中的空氣防止氧化。生成的氫氣導致c中壓強增大，可以把生成的CrCl2壓入d裝置發(fā)生反應，據此解答。詳解：（1）由于醋酸亞鉻易被氧化，所以需要盡可能避免與氧氣接觸，因此實驗中所用蒸餾水均需煮沸后迅速冷卻，目的是去除水中溶解氧；根據儀器構造可知儀器a是分液（或滴液）漏斗；（2）c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{色，說明Cr3被鋅還原為Cr2，反應的離子方程式為Zn+2Cr3Zn2+2Cr2；鋅還能與鹽酸反應生成氫氣，由于裝置中含有空氣，能氧化Cr2，所以氫氣的作用是排除c中空氣；（3）打開K3，關閉K1和K2，由于鋅繼續(xù)與鹽酸反應生成氫氣，導致c中壓強增大，所以c中亮藍色溶液能流入d裝置，與醋酸鈉反應；根據題干信息可知醋酸亞鉻難溶于水冷水，所以為使沉淀充分析出并分離，需要采取的操作是（冰?。├鋮s、過濾、洗滌、干燥。（4）由于d裝置是敞開體系，因此裝置的缺點是可能使醋酸亞鉻與空氣接觸被氧化而使產品不純。點睛：本題主要是考查醋酸亞鉻制備原理的實驗探究，考查學生的化學實驗與探究的能力、從提供的新信息中，準確地提取實質性內容，并與已有知識整合，重組為新知識塊的能力，題目難度中等。明確實驗原理、有關物質的性質尤其是題干信息中提取和應用是解答的關鍵。2【2018新課標2卷】K3Fe(C2O4)33H2O（三草酸合鐵酸鉀）為亮綠色晶體，可用于曬制藍圖。回答下列問題：（1）曬制藍圖時，用K3Fe(C2O4)33H2O作感光劑，以K3Fe(CN)6溶液為顯色劑。其光解反應的化學方程式為：2K3Fe(C2O4)32FeC2O4+3K2C2O4+2CO2；顯色反應的化學方程式為_。（2）某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產物，按下圖所示裝置進行實驗。通入氮氣的目的是_。實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，裝置E中固體變?yōu)榧t色，由此判斷熱分解產物中一定含有_、_。為防止倒吸，停止實驗時應進行的操作是_。樣品完全分解后，裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3，檢驗Fe2O3存在的方法是：_。（3）測定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。稱量m g樣品于錐形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用c molL-1 KMnO4溶液滴定至終點。滴定終點的現象是_。向上述溶液中加入過量鋅粉至反應完全后，過濾、洗滌，將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO4酸化，用c molL-1 KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液V mL。該晶體中鐵的質量分數的表達式為_?！敬鸢浮?3FeC2O4+2K3Fe(CN)6Fe3Fe(CN)62+3K2C2O4 隔絕空氣、使反應產生的氣體全部進入后續(xù)裝置 CO2 CO 先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣 取少許固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入12滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有Fe2O3 粉紅色出現 【解析】分析：（1）根據亞鐵離子能與K3Fe(CN)6發(fā)生顯色反應解答；（2）根據氮氣能隔絕空氣和排盡氣體分析；根據CO2、CO的性質分析；要防止倒吸可以根據外界條件對壓強的影響分析；根據鐵離子的檢驗方法解答；（3）根據酸性高錳酸鉀溶液顯紅色 ；根據電子得失守恒計算。詳解：（1）光解反應的化學方程式為2K3Fe(C2O4)32FeC2O4+3K2C2O4+2CO2，反應后有草酸亞鐵產生，所以顯色反應的化學方程式為3FeC2O4+2K3Fe(CN)6Fe3Fe(CN)62+3K2C2O4。（2）裝置中的空氣在高溫下能氧化金屬銅，能影響E中的反應，所以反應前通入氮氣的目的是隔絕空氣排盡裝置中的空氣；反應中有氣體生成，不會全部進入后續(xù)裝置。實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，說明反應中一定產生二氧化碳。裝置E中固體變?yōu)榧t色，說明氧化銅被還原為銅，即有還原性氣體CO生成，由此判斷熱分解產物中一定含有CO2、CO；為防止倒吸，必須保證裝置中保持一定的壓力，所以停止實驗時應進行的操作是先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣即可。要檢驗Fe2O3存在首先要轉化為可溶性鐵鹽，因此方法是取少許固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入12滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有Fe2O3。（3）高錳酸鉀氧化草酸根離子，其溶液顯紅色，所以滴定終點的現象是粉紅色出現。鋅把鐵離子還原為亞鐵離子，酸性高錳酸鉀溶液又把亞鐵離子氧化為鐵離子。反應中消耗高錳酸鉀是0.001cVmol，Mn元素化合價從+7價降低到+2價，所以根據電子得失守恒可知鐵離子的物質的量是0.005cVmol，則該晶體中鐵的質量分數的表達式為。點睛：本題主要是考查物質分解產物檢驗、元素含量測定等實驗方案設計與評價，題目難度中等，明確實驗原理和相關物質的性質是解答的關鍵。關于化學實驗從安全角度?？紤]的主要因素如下：凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防止液體倒吸；進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸(如H2還原CuO應先通H2，氣體點燃前先驗純等)；防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中進行等)；污染性的氣體要進行尾氣處理；有粉末狀物質參加的反應，要注意防止導氣管堵塞；防吸水(如實驗取用、制取易吸水、潮解、水解的物質時宜采取必要措施，以保證達到實驗目的)。3【2018新課標3卷】硫代硫酸鈉晶體（Na2S2O35H2O，M=248 gmol1）可用作定影劑、還原劑?；卮鹣铝袉栴}：（1）已知：Ksp(BaSO4)=1.11010，Ksp(BaS2O3)=4.1105。市售硫代硫酸鈉中常含有硫酸根雜質，選用下列試劑設計實驗方案進行檢驗：試劑：稀鹽酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液實驗步驟現象取少量樣品，加入除氧蒸餾水固體完全溶解得無色澄清溶液_，有刺激性氣體產生靜置，_（2）利用K2Cr2O7標準溶液定量測定硫代硫酸鈉的純度。測定步驟如下：溶液配制：稱取1.2000 g某硫代硫酸鈉晶體樣品，用新煮沸并冷卻的蒸餾水在_中溶解，完全溶解后，全部轉移至100 mL的_中，加蒸餾水至_。滴定：取0.00950 molL1的K2Cr2O7標準溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入過量KI，發(fā)生反應： Cr2O72+6I+14H+3I2+2Cr3+7H2O。然后用硫代硫酸鈉樣品溶液滴定至淡黃綠色，發(fā)生反應：I2+2S2O32S4O62+2I。加入淀粉溶液作為指示劑，繼續(xù)滴定，當溶液_，即為終點。平行滴定3次，樣品溶液的平均用量為24.80 mL，則樣品純度為_%（保留1位小數）?！敬鸢浮?加入過量稀鹽酸 出現乳黃色渾濁 （吸）取上層清液，滴入BaCl2溶液 產生白色沉淀 燒杯 容量瓶 刻度 藍色褪去 95.0【解析】分析：本題考查的是化學實驗的相關知識，主要包括兩個方面一個是硫酸根離子的檢驗，一個是硫代硫酸鈉的定量檢測。詳解：（1）檢驗樣品中的硫酸根離子，應該先加入稀鹽酸，再加入氯化鋇溶液。但是本題中，硫代硫酸根離子和氫離子以及鋇離子都反應，所以應該排除其干擾，具體過程應該為先將樣品溶解，加入稀鹽酸酸化（反應為S2O32- + 2H+ = SO2+S+H2O），靜置，取上層清液中滴加氯化鋇溶液，觀察到白色沉淀，證明存在硫酸根離子。所以答案為：加入過量稀鹽酸；有乳黃色沉淀；取上層清液，滴加氯化鋇溶液；有白色沉淀產生。配制一定物質的量濃度的溶液，應該先稱量質量，在燒杯中溶解，在轉移至容量瓶，最后定容即可。所以過程為：將固體再燒杯中加入溶解，全部轉移至100mL容量瓶，加蒸餾水至刻度線。淡黃綠色溶液中有單質碘，加入淀粉為指示劑，溶液顯藍色，用硫代硫酸鈉溶液滴定溶液中的單質碘，滴定終點時溶液的藍色應該褪去。根據題目的兩個方程式得到如下關系式：Cr2O72-3I26S2O32-，則配制的100mL樣品溶液中硫代硫酸鈉的濃度c=，含有的硫代硫酸鈉為0.004597mol，所以樣品純度為點睛：本題考查的知識點比較基本，其中第一問中的硫代硫酸鈉樣品中硫酸根離子的檢驗，在2014年的天津、山東、四川高考題中都出現過，只要注意到有刺激性氣味氣體就可以準確作答。4【2018北京卷】實驗小組制備高鐵酸鉀（K2FeO4）并探究其性質。資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強氧化性，在酸性或中性溶液中快速產生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。（1）制備K2FeO4（夾持裝置略）A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應方程式是_（錳被還原為Mn2+）。將除雜裝置B補充完整并標明所用試劑。_C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O，另外還有_。（2）探究K2FeO4的性質取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產生黃綠色氣體，得溶液a，經檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl而產生Cl2，設計以下方案：方案取少量a，滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色。方案用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加鹽酸，有Cl2產生。i由方案中溶液變紅可知a中含有_離子，但該離子的產生不能判斷一定是K2FeO4將Cl氧化，還可能由_產生（用方程式表示）。ii方案可證明K2FeO4氧化了Cl。用KOH溶液洗滌的目的是_。根據K2FeO4的制備實驗得出：氧化性Cl2_（填“”或“”），而方案實驗表明，Cl2和的氧化性強弱關系相反，原因是_。資料表明，酸性溶液中的氧化性，驗證實驗如下：將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振蕩后溶液呈淺紫色，該現象能否證明氧化性。若能，請說明理由；若不能，進一步設計實驗方案。理由或方案：_。【答案】 2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl +5Cl2+8H2O Cl2+2OHCl+ClO+H2O Fe3+ 4FeO42+20H+4Fe3+3O2+10H2O 排除ClO的干擾 > 溶液的酸堿性不同 若能，理由：FeO42在過量酸的作用下完全轉化為Fe3+和O2，溶液淺紫色一定是MnO4的顏色（若不能，方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色）【解析】分析：（1）KMnO4與濃鹽酸反應制Cl2；由于鹽酸具有揮發(fā)性，所得Cl2中混有HCl和H2O（g），HCl會消耗Fe（OH）3、KOH，用飽和食鹽水除去HCl；Cl2與Fe（OH）3、KOH反應制備K2FeO4；最后用NaOH溶液吸收多余Cl2，防止污染大氣。（2）根據制備反應，C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl，Cl2還會與KOH反應生成KCl、KClO和H2O。I.加入KSCN溶液，溶液變紅說明a中含Fe3+。根據題意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產生O2，自身被還原成Fe3+。II.產生Cl2還可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2+H2O，即KClO的存在干擾判斷；K2FeO4微溶于KOH溶液，用KOH洗滌除去KClO、排除ClO-的干擾，同時保持K2FeO4穩(wěn)定存在。根據同一反應中，氧化性：氧化劑氧化產物。對比兩個反應的異同，制備反應在堿性條件下，方案II在酸性條件下，說明酸堿性的不同影響氧化性的強弱。判斷的依據是否排除FeO42-的顏色對實驗結論的干擾。詳解：（1）A為氯氣發(fā)生裝置，KMnO4與濃鹽酸反應時，錳被還原為Mn2+，濃鹽酸被氧化成Cl2，KMnO4與濃鹽酸反應生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O，根據得失電子守恒和原子守恒，反應的化學方程式為2KMnO4+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O，離子方程式為2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2+5Cl2+8H2O。由于鹽酸具有揮發(fā)性，所得Cl2中混有HCl和H2O（g），HCl會消耗Fe（OH）3、KOH，用飽和食鹽水除去HCl，除雜裝置B為。 C中Cl2發(fā)生的反應有3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，還有Cl2與KOH的反應，Cl2與KOH反應的化學方程式為Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O，反應的離子方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。（2）根據上述制備反應，C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl，還可能含有KClO等。i.方案I加入KSCN溶液，溶液變紅說明a中含Fe3+。但Fe3+的產生不能判斷K2FeO4與Cl-發(fā)生了反應，根據題意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產生O2，自身被還原成Fe3+，根據得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，可能的反應為4FeO42-+20H+=3O2+4Fe3+10H2O。ii.產生Cl2還可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2+H2O，即KClO的存在干擾判斷；K2FeO4微溶于KOH溶液，用KOH溶液洗滌的目的是除去KClO、排除ClO-的干擾，同時保持K2FeO4穩(wěn)定存在。制備K2FeO4的原理為3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，在該反應中Cl元素的化合價由0價降至-1價，Cl2是氧化劑，Fe元素的化合價由+3價升至+6價，Fe（OH）3是還原劑，K2FeO4為氧化產物，根據同一反應中，氧化性：氧化劑氧化產物，得出氧化性Cl2FeO42-；方案II的反應為2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3+3Cl2+8H2O，實驗表明，Cl2和FeO42-氧化性強弱關系相反；對比兩個反應的條件，制備K2FeO4在堿性條件下，方案II在酸性條件下；說明溶液的酸堿性的不同影響物質氧化性的強弱。該小題為開放性試題。若能，根據題意K2FeO4在足量H2SO4溶液中會轉化為Fe3+和O2，最后溶液中不存在FeO42-，溶液振蕩后呈淺紫色一定是MnO4-的顏色，說明FeO42-將Mn2+氧化成MnO4-，所以該實驗方案能證明氧化性FeO42-MnO4-。（或不能，因為溶液b呈紫色，溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中，c（FeO42-）變小，溶液的紫色也會變淺；則設計一個空白對比的實驗方案，方案為：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色）。點睛：本題考查K2FeO4的制備和K2FeO4的性質探究。與氣體有關的制備實驗裝置的連接順序一般為：氣體發(fā)生裝置除雜凈化裝置制備實驗裝置尾氣吸收。進行物質性質實驗探究是要排除其他物質的干擾。尤其注意最后一空為開放性答案，要注重多角度思考。5【2018天津卷】煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一，為了監(jiān)測其含量，選用如下采樣和檢測方法。回答下列問題：.采樣采樣步驟：檢驗系統氣密性；加熱器將煙道氣加熱至140；打開抽氣泵置換系統內空氣；采集無塵、干燥的氣樣；關閉系統，停止采樣。（1）A中裝有無堿玻璃棉，其作用是_。（2）C中填充的干燥劑是（填序號）_。A堿石灰 B無水CuSO4 CP2O5（3）用實驗室常用儀器組裝一套裝置，其作用是與D（裝有堿液）相同，在虛線框中畫出該裝置的示意圖，標明氣體的流向及試劑。（4）采樣步驟加熱煙道氣的目的是_。.NOx含量的測定將v L氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化為NO3，加水稀釋至100.00 mL。量取20.00 mL該溶液，加入v1 mL c1 molL1 FeSO4標準溶液（過量），充分反應后，用c2 molL1 K2Cr2O7標準溶液滴定剩余的Fe2+，終點時消耗v2 mL。（5）NO被H2O2氧化為NO3的離子方程式是_。（6）滴定操作使用的玻璃儀器主要有_。（7）滴定過程中發(fā)生下列反應：3Fe2+NO3+4H+NO+3Fe3+2H2OCr2O72 + 6Fe2+ +14H+ 2Cr3+ +6Fe3+7H2O則氣樣中NOx折合成NO2的含量為_mgm3。（8）判斷下列情況對NOx含量測定結果的影響（填“偏高” 、“偏低”或“無影響 ”）若缺少采樣步驟，會使測試結果_。若FeSO4標準溶液部分變質，會使測定結果_。【答案】 除塵 c 防止NOx溶于冷凝水 2NO+3H2O2=2H+2NO3+2H2O 錐形瓶、酸式滴定管 偏低 偏高【解析】分析：本題主要考查了定量實驗的基本過程。首先要仔細分析題目的流程圖，注意分析每一步的作用和原理，再結合題目中每個問題的提示進行解答。詳解：（1）A的過程叫“過濾”，所以其中玻璃棉的作用一定是除去煙道氣中的粉塵。（2）堿石灰是堿性干燥劑可能與NOX反應，所以不能使用。硫酸銅的吸水能力太差，一般不用做干燥劑，所以不能使用。五氧化二磷是酸性干燥劑，與NOX不反應，所以選項c正確。（3）實驗室通常用洗氣瓶來吸收氣體，與D相同應該在洗氣瓶中加入強堿（氫氧化鈉）溶液，所以答案為：。（4）加熱煙道氣的目的是避免水蒸氣冷凝后，NOX溶于水中。（5）NO被H2O2氧化為硝酸，所以反應的離子方程式為：2NO+3H2O2=2H+2NO3+2H2O。（6）滴定中使用酸式滴定管（本題中的試劑都只能使用酸式滴定管）和錐形瓶。（7）用c2 molL1 K2Cr2O7標準溶液滴定剩余的Fe2+，終點時消耗V2 mL，此時加入的Cr2O72-為c2V2/1000 mol；所以過量的Fe2+為6c2V2/1000 mol；則與硝酸根離子反應的Fe2+為(c1V1/10006c2V2/1000) mol；所以硝酸根離子為(c1V1/10006c2V2/1000)/3 mol；根據氮元素守恒，硝酸根與NO2的物質的量相等。考慮到配制100mL溶液取出來20mL進行實驗，所以NO2為5(c1V1/10006c2V2/1000)/3 mol，質量為465(c1V1/10006c2V2/1000)/3 g，即230(c1V16c2V2)/3 mg。這些NO2是VL氣體中含有的，所以含量為230(c1V16c2V2)/3V mgL-1，即為1000230(c1V16c2V2)/3V mgm-3，所以答案為： mgm3。（8）若缺少采樣步驟，裝置中有空氣，則實際測定的是煙道氣和空氣混合氣體中NOX的含量，測定結果必然偏低。若FeSO4標準溶液部分變質，一定是部分Fe2+被空氣中的氧氣氧化，計算時仍然認為這部分被氧化的Fe2+是被硝酸根離子氧化的，所以測定結果偏高。點睛：注意本題中的流程圖，裝置D實際不是為了測定含量進行吸收，裝置D相當于是尾氣吸收。樣品氣的吸收應該是在“采樣處”進行的。6【2018江蘇卷】3，4亞甲二氧基苯甲酸是一種用途廣泛的有機合成中間體，微溶于水，實驗室可用KMnO4氧化3，4亞甲二氧基苯甲醛制備，其反應方程式為實驗步驟如下：步驟1：向反應瓶中加入3，4亞甲二氧基苯甲醛和水，快速攪拌，于7080 滴加KMnO4溶液。反應結束后，加入KOH溶液至堿性。步驟2：趁熱過濾，洗滌濾餅，合并濾液和洗滌液。步驟3：對合并后的溶液進行處理。步驟4：抽濾，洗滌，干燥，得3，4亞甲二氧基苯甲酸固體。（1）步驟1中，反應結束后，若觀察到反應液呈紫紅色，需向溶液中滴加NaHSO3溶液，轉化為_（填化學式）；加入KOH溶液至堿性的目的是_。（2）步驟2中，趁熱過濾除去的物質是_（填化學式）。（3）步驟3中，處理合并后溶液的實驗操作為_。（4）步驟4中，抽濾所用的裝置包括_、吸濾瓶、安全瓶和抽氣泵?！敬鸢浮浚?）SO42 將反應生成的酸轉化為可溶性的鹽（2）MnO2（3）向溶液中滴加鹽酸至水層不再產生沉淀（4）布氏漏斗【解析】分析：（1）反應結束后，反應液呈紫紅色，說明KMnO4過量，KMnO4具有強氧化性將HSO3-氧化成SO42-。根據中和反應原理，加入KOH將轉化為可溶于水的。（2）MnO2難溶于水，步驟2中趁熱過濾是減少的溶解，步驟2中趁熱過濾除去的物質是MnO2。（3）步驟3中，合并后的濾液中主要成分為，為了制得，需要將合并后的溶液進行酸化。（4）回憶抽濾裝置即可作答。詳解：（1）反應結束后，反應液呈紫紅色，說明KMnO4過量，KMnO4具有強氧化性將HSO3-氧化成SO42-，反應的離子方程式為2MnO4-+3HSO3-=2MnO2+3SO42-+H2O+H+。根據中和反應原理，加入KOH將轉化為可溶于水的。（2）MnO2難溶于水，步驟2中趁熱過濾是減少的溶解，步驟2中趁熱過濾除去的物質是MnO2。（3）步驟3中，合并后的濾液中主要成分為，為了制得，需要將合并后的溶液進行酸化；處理合并后溶液的實驗操作為：向溶液中滴加鹽酸至水層不再產生沉淀。（4）抽濾所用的裝置包括布氏漏斗、吸濾瓶、安全瓶和抽氣泵。點睛：本題以“3，4亞甲二氧基苯甲酸的制備實驗步驟”為背景，側重了解學生對實驗化學模塊的學習情況，考查物質的分離和提純、實驗步驟的補充、基本實驗裝置和儀器、利用所學知識解決問題的能力，解題的關鍵是根據實驗原理，整體了解實驗過程，圍繞實驗目的作答。7【2017新課標1卷】（15分）凱氏定氮法是測定蛋白質中氮含量的經典方法，其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機氮轉化成銨鹽，利用如圖所示裝置處理銨鹽，然后通過滴定測量。已知：NH3+H3BO3=NH3H3BO3；NH3H3BO3+HCl= NH4Cl+ H3BO3?；卮鹣铝袉栴}：（1）a的作用是_。（2）b中放入少量碎瓷片的目的是_。f的名稱是_。（3）清洗儀器：g中加蒸餾水；打開k1，關閉k2、k3，加熱b，蒸氣充滿管路；停止加熱，關閉k1，g 中蒸餾水倒吸進入c，原因是_；打開k2放掉水，重復操作23次。（4）儀器清洗后，g中加入硼酸（H3BO3）和指示劑。銨鹽試樣由d注入e，隨后注入氫氧化鈉溶液，用蒸餾水沖洗d，關閉k3，d中保留少量水。打開k1，加熱b，使水蒸氣進入e。d中保留少量水的目的是_。e中主要反應的離子方程式為_，e采用中空雙層玻璃瓶的作用是_。（5）取某甘氨酸（C2H5NO2）樣品m 克進行測定，滴定g中吸收液時消耗濃度為c molL1的鹽酸V mL，則樣品中氮的質量分數為_%，樣品的純度_%?！敬鸢浮浚?）避免b中壓強過大 （2）防止暴沸 直形冷凝管 （3）c中溫度下降，管路中形成負壓（4）液封，防止氨氣逸出 +OHNH3+H2O 保溫使氨完全蒸出（5）【解析】（1）a中導管與大氣相連，所以作用是平衡氣壓，以避免b中壓強過大。（2）b中放入少量碎瓷片的目的是防止暴沸。f的名稱是直形冷凝管。（3）由于c、e及其所連接的管道內水蒸氣冷凝為水后，氣壓遠小于外界大氣壓，在大氣壓的作用下，因此錐形瓶內的蒸餾水被倒吸入c中。（4）氨氣是氣體，因此d中保留少量水的目的是液封，防止氨氣逸出。e中主要反應是銨鹽與堿在加熱條件下的反應，離子方程式為+OHNH3+H2O；e采用中空雙層玻璃瓶的作用是保溫減少熱量損失，有利于銨根轉化為氨氣逸出。（5）取某甘氨酸（C2H5NO2）樣品m 克進行測定，滴定g中吸收液時消耗濃度為c molL1的鹽酸V mL，根據反應NH3H3BO3+HClNH4Cl+H3BO3，可以求出樣品中n(N)n(HCl)c molL1V103 L0.001cV mol，則樣品中氮的質量分數為，樣品中甘氨酸的質量0.001cV75g/mol，所以樣品的純度。【名師點睛】明確相關物質的性質和實驗原理是解答的關鍵，注意掌握解答綜合性實驗設計與評價題的基本流程：原理反應物質儀器裝置現象結論作用意義聯想。具體分析為：（1）實驗是根據什么性質和原理設計的？實驗的目的是什么？（2）所用各物質名稱、狀態(tài)、代替物(根據實驗目的和相關的化學反應原理，進行全面的分析比較和推理，并合理選擇)。（3）有關裝置：性能、使用方法、適用范圍、注意問題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。（4）有關操作：技能、操作順序、注意事項或操作錯誤的后果。（5）實驗現象：自下而上，自左而右全面觀察。（6）實驗結論：直接結論或導出結論。實驗方案的設計要點：（1）設計要點：實驗方案的設計要明確以下要點：題目有無特殊要求；題給的藥品、裝置的數量；注意實驗過程中的安全性操作；會畫簡單的實驗裝置圖；注意儀器的規(guī)格；要防倒吸、防爆炸、防燃燒、防暴沸、防氧化、防吸水、冷凝、冷卻、水浴加熱時采取相應措施；同一儀器在不同位置的相應作用等；要嚴格按照“操作(實驗步驟)現象結論”的格式敘述。8【2017新課標2卷】（14分）水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示：回答下列問題：（1）在分解水泥樣品過程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是_，還可使用_代替硝酸。（2）沉淀A的主要成分是_，其不溶于強酸但可與一種弱酸反應，該反應的化學方程式為_。（3）加氨水過程中加熱的目的是_。沉淀B的主要成分為_、_（寫化學式）。（4）草酸鈣沉淀經稀H2SO4處理后，用KMnO4標準溶液滴定，通過測定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定反應為：+H+H2C2O4Mn2+CO2+H2O。實驗中稱取0.400 g水泥樣品，滴定時消耗了0.0500 molL1的KMnO4溶液36.00 mL，則該水泥樣品中鈣的質量分數為_?！敬鸢浮浚?）將樣品中可能存在的Fe2+氧化為Fe3+ H2O2（2）SiO2 (或H2SiO3) SiO2+4HF=SiF4+2H2O（或H2SiO3+4HF= SiF4+3H2O）（3）防止膠體生成，易沉淀分離 Fe(OH)3 Al(OH)3 （4）45.0%【解析】（1）根據題中信息，水泥中含有一定量的鐵、鋁、鎂等金屬氧化物，根據流程需要除去這些雜質，因為 Fe3+容易在pH較小時以氫氧化物的形式沉淀出來，因此加入硝酸的目的是將樣品中可能存在的Fe2轉化成Fe3；加入的物質具有氧化性，同時不能引入新的雜質，同時因為過氧化氫被稱為綠色氧化劑，因此可以選擇雙氧水。（2）根據水泥中成分，二氧化硅不溶于一般酸溶液，所以沉淀A是二氧化硅；SiO2溶于氫氟酸，發(fā)生的反應是：SiO2+4HF=SiF4+2H2O。（3）加熱可以使膠體聚沉，防止膠體生成，易沉淀分離；pH為45時Ca2+、Mg2+不沉淀，Fe3+、Al3+沉淀，所以沉淀B為Fe(OH)3、(OH)3。（4）草酸鈣的化學式為CaC2O4，作氧化劑，化合價降低5價，H2C2O4中的C化合價由3價4價，整體升高2價，最小公倍數為10，因此的系數為2，H2C2O4的系數為5，運用關系式法：5Ca2+5H2C2O42KMnO4n(KMnO4)=0.0500 mol/L36.00103 mL=1.80103 moln(Ca2+)=4.50103 mol水泥中鈣的質量分數為4.50103 mol40.0 g/mol0.400 g100%=45.0%?！久麕燑c睛】化學工藝流程題是高考的熱點內容，每年都會涉及，體現了化學知識與生產實際的緊密聯系；工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成，每一步操作都有其具體的目標、任務；解答時要看框內，看框外，里外結合；邊分析，邊思考，易處著手；先局部，后全盤，逐步深入；而且還要看清問題，不能答非所問。要求用理論回答的試題應采用“四段論法”：本題改變了什么條件(或是什么條件)根據什么理論所以有什么變化結論；化學工藝流程一般涉及氧化還原反應方程式的書寫、化學反應原理知識的運用、化學計算、實驗基本操作等知識，只要理解清楚每步的目的，加上夯實的基礎知識，此題能夠很好的完成。9【2017新課標2卷】（15分）水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。某課外小組采用碘量法測定學校周邊河水中的溶解氧。實驗步驟及測定原理如下：取樣、氧的固定用溶解氧瓶采集水樣。記錄大氣壓及水體溫度。將水樣與Mn(OH)2堿性懸濁液（含有KI）混合，反應生成MnO(OH)2，實現氧的固定。酸化、滴定將固氧后的水樣酸化，MnO(OH)2被I還原為Mn2+，在暗處靜置5 min，然后用標準Na2S2O3溶液滴定生成的I2（2+I2=2I+）。回答下列問題：（1）取水樣時應盡量避免擾動水體表面，這樣操作的主要目的是_。（2）“氧的固定”中發(fā)生反應的化學方程式為_。（3）Na2S2O3溶液不穩(wěn)定，使用前需標定。配制該溶液時需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、試劑瓶和_；蒸餾水必須經過煮沸、冷卻后才能使用，其目的是殺菌、除_及二氧化碳。（4）取100.00 mL水樣經固氧、酸化后，用a molL1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示劑，終點現象為_；若消耗Na2S2O3溶液的體積為b mL，則水樣中溶解氧的含量為_mgL1。（5）上述滴定完成時，若滴定管尖嘴處留有氣泡會導致測量結果偏_。（填“高”或“低”）【答案】（1）使測定值與水體中的實際值保持一致，避免產生誤差（2）O2+2Mn(OH)2 =2MnO(OH)2 （3）量筒 氧氣（4）藍色剛好褪去 80ab （5）低【解析】本題采用碘量法測定水中的溶解氧的含量，屬于氧化還原滴定。（1）取水樣時，若攪拌水體，會造成水底還原性雜質進入水樣中，或者水體中的氧氣因攪拌溶解度降低而逸出。（2）根據氧化還原反應原理，Mn(OH)2被氧氣氧化為MnO(OH)2，Mn的化合價由2價4價，化合價升高2，氧氣中O的化合價由0價2價，整體降低4價，最小公倍數為4，由此可得方程式O2+2Mn(OH)2=2MnO(OH)2。（3）Na2S2O3溶液不穩(wěn)定，使用前還需要標定，因此配制該溶液時不需要精確配制，需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、試劑瓶和量筒，并不需要容量瓶；Na2S2O3溶液不穩(wěn)定，加熱可以除去蒸餾水中溶解的氧氣和二氧化碳，減少Na2S2O3的損失。（4）該實驗用硫代硫酸鈉標準液滴定I2，因此終點現象為藍色剛好褪去；根據題干，MnO(OH)2把I氧化成I2，本身被還原成Mn2，根據得失電子數目守恒，即有nMnO(OH)22=n(I2)2，因此建立關系式O22MnO(OH)22I24Na2S2O3。可得水樣中溶解氧的含量為（ab103）4321030.1=80ab。（5）終點讀數時有氣泡，氣泡占據液體應占有的體積，導致b減小，根據水樣中溶解氧的含量為80ab得，最終結果偏低?！久麕燑c睛】本題考查滴定實驗、溶液的配制、化學計算等，本題的難點是問題（4）和（5），本題弄清楚實驗的目的和原理，圍繞這兩項展開，實驗目的是測定水中溶解的氧的量，實驗原理是2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2，MnO(OH)2把I氧化成I2，本身被還原成Mn2，2+I2=2I+，計算氧的含量采用關系式進行，即O22MnO(OH)22I24Na2S2O3，得出已知物和未知物之間的關系，從而得出結果，誤差的分析是建立在正確的關系式的基礎上，進行分析，主要考查學生分析問題、解決問題以及化學計算能力。10【2017新課標3卷】（14分）綠礬是含有一定量結晶水的硫酸亞鐵，在工農業(yè)生產中具有重要的用途。某化學興趣小組對綠礬的一些性質進行探究?；卮鹣铝袉栴}：（1）在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：_、_。（2）為測定綠礬中結晶水含量，將石英玻璃管（帶兩端開關K1和K2）（設為裝置A）稱重，記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為 m2 g。按下圖連接好裝置進行實驗。儀器B的名稱是_。將下列實驗操作步驟正確排序_（填標號）；重復上述操作步驟，直至A恒重，記為m3 g。a點燃酒精燈，加熱b熄滅酒精燈c關閉K1和K2d打開K1和K2，緩緩通入N2e稱量Af冷卻到室溫根據實驗記錄，計算綠礬化學式中結晶水數目x=_（列式表示）。若實驗時按a、d次序操作，則使x_（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。（3）為探究硫酸亞鐵的分解產物，將（2）中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中，打開K1和K2，緩緩通入N2，加熱。實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末。C、D中的溶液依次為_（填標號）。C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現象分別為_。a品紅bNaOHcBaCl2dBa(NO3)2e濃H2SO4寫出硫酸亞鐵高溫分解反應的化學方程式_?！敬鸢浮浚?）樣品中沒有Fe3+Fe2+易被氧氣氧化為Fe3+（2）干燥管 dabfce 偏?。?）c、a生成白色沉淀、褪色 2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3【解析】（1）樣品溶于水滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，說明樣品中無Fe3+；再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅，這說明有鐵離子產生，即硫酸亞鐵易被空氣氧化為硫酸鐵，鐵離子遇KSCN溶液顯紅色。（2）根據儀器構造可知B是干燥管。由于裝置中含有空氣，空氣能氧化硫酸亞鐵，所以加熱前需要排盡裝置中空氣，利用氮氣排出空氣，為了使生成的水蒸氣完全排除，應該先熄滅酒精燈，再冷卻，然后關閉K1和K2，最后稱量，即正確的排序是dabfce。樣品的質量是（m2m1）g，加熱后剩余固體是硫酸亞鐵，質量為（m3m1）g，生成水的質量為（m2m3）g，FeSO4xH2OFeSO4 + xH2O 152 18x （m3m1）g （m2m3）g則：，解得：；若實驗時按a、d次序操作，在加熱過程中部分硫酸亞鐵被空氣氧化為硫酸鐵，導致m3增加，使測得生成的水偏小，生成的硫酸亞鐵偏大，因此x偏小。（3）最終得到紅色粉末，說明有氧化鐵生成，即分解過程發(fā)生了氧化還原反應，根據化合價變化可知一定有SO2生成，這說明硫酸亞鐵分解生成氧化鐵、SO2和三氧化硫。三氧化硫溶于水生成硫酸，硫酸和鋇離子結合生成白色沉淀硫酸鋇，由于硝酸鋇在酸性溶液中有氧化性，能氧化SO2，所以應該用氯化鋇，檢驗SO2用品紅溶液，所以C、D的溶液依次為氯化鋇溶液和品紅溶液，實驗現象是C中溶液變渾濁，產生白色沉淀，D中品紅溶液褪色。根據以上分析可知硫酸亞鐵高溫分解生成氧化鐵、SO2和SO3，根據電子守恒和原子守恒得此反應的方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3?！久麕燑c睛】以綠礬為載體考查無機物的性質實驗方案的探究，通常解答綜合性實驗設計與評價題的基本流程：原理反應物質儀器裝置現象結論作用意義聯想。具體分析為：實驗是根據什么性質和原理設計的？實驗的目的是什么？所用各物質名稱、狀態(tài)、代替物(根據實驗目的和相關的化學反應原理，進行全面的分析比較和推理，并合理選擇)。有關裝置：性能、使用方法、適用范圍、注意問題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。有關操作：技能、操作順序、注意事項或操作錯誤的后果。實驗現象：自下而上，自左而右全面觀察。實驗結論：直接結論或導出結論。11【2017北京卷】（16分）某小組在驗證反應“Fe+2Ag+=Fe2+2Ag”的實驗中檢測到Fe3+，發(fā)現和探究過程如下。向硝酸酸化的0.05 molL-1硝酸銀溶液（pH2）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。（1）檢驗產物取出少量黑色固體，洗滌后，_（填操作和現象），證明黑色固體中含有Ag。取上層清液，滴加K3Fe(CN)6溶液，產生藍色沉淀，說明溶液中含有_。（2）針對“溶液呈黃色”，甲認為溶液中有Fe3+，乙認為鐵粉過量時不可能有Fe3+，乙依據的原理是_（用離子方程式表示）。針對兩種觀點繼續(xù)實驗：取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實了甲的猜測。同時發(fā)現有白色沉淀產生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時間有關，對比實驗記錄如下：序號取樣時間/min現象3產生大量白色沉淀；溶液呈紅色30產生白色沉淀；較3 min時量少；溶液紅色較3 min時加深120產生白色沉淀；較30 min時量少；溶液紅色較30 min時變淺（資料：Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN） 對Fe3+產生的原因作出如下假設：假設a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產生Fe3+；假設b：空氣中存在O2，由于_（用離子方程式表示），可產生Fe3+；假設c：酸性溶液中NO3-具有氧化性，可產生Fe3+；假設d：根據_現象，判斷溶液中存在Ag+，可產生Fe3+。 下列實驗可證實假設a、b、c不是產生Fe3+的主要原因。實驗可證實假設d成立。實驗：向硝酸酸化的_溶液（pH2）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，不同時間取上層清液滴加KSCN溶液，3 min時溶液呈淺紅色，30 min后溶液幾乎無色。實驗：裝置如圖。其中甲溶液是_，操作及現象是_。（3）根據實驗現象，結合方程式推測實驗中Fe3+濃度變化的原因：_。【答案】（1）加硝酸加熱溶解固體，再滴加稀鹽酸，產生白色沉淀 Fe2+ （2）Fe+2Fe3+=3Fe2+4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O 加入KSCN溶液后產生白色沉淀0.05 molL-1 NaNO3溶液 FeSO4溶液（或FeCl2溶液）分別取電池工作前與工作一段時間后左側燒杯中溶液，同時滴加KSCN溶液，后者紅色更深（3）溶液中存在反應：Fe+2Ag+=Fe2+2Ag ，Ag+Fe2+=Ag+Fe3+，Fe+2Fe3+=3Fe2+。反應開始時，c(Ag+)大，以反應、為主，c(Fe3+)增大。約30分鐘后，c(Ag+)小，以反應為主，c(Fe3+)減小?！窘馕觥浚?）黑色固體中含有過量鐵，如果同時含有銀，則可以加入HCl或H2SO4溶解Fe，而銀不能溶解。或者先用硝酸溶解固體，再用HCl檢驗Ag+。K3Fe(CN)3是檢驗Fe2+的試劑，所以產生藍色沉淀說明含有Fe2+。（2）過量鐵粉與Fe3+反應生成Fe2+，即Fe+2Fe3+=3Fe2+。O2氧化Fe2+生成Fe3+的反應為4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O。加入KSCN溶液后產生白色沉淀AgSCN，所以實驗可以說明溶液中含有Ag+，故可以假設Ag+可能氧化Fe2+生成Fe3+。證明假設a、b、c錯誤，就是排除Ag+對實驗的干擾，相當于沒有Ag+存在的空白實驗，考慮其他條件不要變化，可以選用0.05 molL-1 NaNO3溶液。原電池實驗需要證明的是假設d的反應Ag+Fe2+=Ag+Fe3+能夠實現，所以甲池應當注入FeCl2（或者FeSO4溶液）。假設d成立，則上述原電池中能夠產生電流，左側溶液中生成的Fe3+遇到KSCN時紅色會更深。（3）由于加入過量鐵粉，溶液中存在反應有Fe+2Ag+=Fe2+2Ag，反應生成的Fe2+能夠被Ag+氧化發(fā)生反應Ag+Fe2+=Ag+Fe3+，生成的Fe3+與過量鐵粉發(fā)生反應Fe+2Fe3+=3Fe2+。反應開始時，c(Ag+)大，以反應為主，c(Fe3+)增大。約30分鐘后，c(Ag+)小，以反應為主，c(Fe3+)減小。【名師點睛】該題是一個探究性試題，主要考查部分基礎化學反應原理、物質的檢驗、實驗分析、有鹽橋的原電池結構、實驗設計等知識，考查考生實驗理解能力、根據要求進行實驗設計的能力和對問題的綜合分析能力。注意控制變量思想方法的應用，探究實驗異常現象成為近幾年實驗探究命題的熱點，突出對實驗能力的考查。該題為實驗探究題，裝置圖、流程圖很簡單，但探究過程較復雜，準確全面獲取信息、通過控制變量思想進行邏輯分析是解題的關鍵，憑感覺做題，不容易準確獲取題中信息。該類試題的解題策略為：（1）確定變量：解答這類題目時首先要認真審題，理清影響實驗探究結果的因素有哪些。（2）定多變：在探究時，應該先確定其他的因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的關系；這樣確定一種以后，再確定另一種，通過分析每種因素與所探究問題之間的關系，得出所有影響因素與所探究問題之間的關系。（3）數據有效；解答時注意選擇數據(或設置實驗)要有效，且變量統一，否則無法做出正確判斷。另外探究性題型中考慮問題的思路不能局限于個別問題、不能局限于固定的知識，需要全面考慮。如本題最后的一問解答以及中間涉及的Fe與Fe3+反應在本題中的理解。證明一個問題時，為了防止干擾，一般都需要做對比試驗、空白試驗。12【2017天津卷】（18分）用沉淀滴定法快速測定NaI等碘化物溶液中c(I)，實驗過程包括準備標準溶液和滴定待測溶液。準備標準溶液a準確稱取AgNO3基準物4.2468 g（0.0250 mol）后，配制成250 mL標準溶液，放在棕色試劑瓶中避光保存，備用。b配制并標定100 mL 0.1000 molL1 NH4SCN標準溶液，備用。滴定的主要步驟a取待測NaI溶液25.00 mL于錐形瓶中。b加入25.00 mL 0.1000 molL1 AgNO3溶液（過量），使I完全轉化為AgI沉淀。c加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑。d用0.1000 molL1 NH4SCN溶液滴定過量的Ag+，使其恰好完全轉化為AgSCN沉淀后，體系出現淡紅色，停止滴定。e重復上述操作兩次。三次測定數據如下表：實驗序號123消耗NH4SCN標準溶液體積/mL10.2410.029.98f數據處理。回答下列問題：（1）將稱得的AgNO3配制成標準溶液，所使用的儀器除燒杯和玻璃棒外還有_。（2）AgNO3標準溶液放在棕色試劑瓶中避光保存的原因是_。（3）滴定應在pH0.5的條件下進行，其原因是_。（4）b和c兩步操作是否可以顛倒_，說明理由_。（5）所消耗的NH4SCN標準溶液平均體積為_mL，測得c(I)=_ molL1。（6）在滴定管中裝入NH4SCN標準溶液的前一步，應進