2021届一轮复习鲁科版物质制备及性质验证实验专题突破学案

2021届一轮复习鲁科版物质制备及性质验证实验专题突破学案

第3讲　物质制备及性质验证实验专题突破 学习指导意见 核心素养 ‎1.掌握物质制备及性质验证实验的一般过程，学会设计和分析物质制备及性质验证实验方案。‎ ‎2.通过物质制备及性质验证实验的探究与实例分析，总结归纳物质制备及性质验证实验的思路与方法。‎ ‎1.科学探究与创新意识：根据原料确定反应原理，要求考虑环保、节约等因素，找出最佳制备途径。‎ ‎2.证据推理与模型认知：通过物质制备及性质验证实验的分析，明确验证实验的思路，实践物质制备及性质验证实验的过程。‎ 考点　物质制备及性质验证实验 ‎[学在课内]‎ ‎1.涉气类实验装置 ‎(1)常见气体制备装置 反应装 置类型 反应装置图 适用气体 操作注意事项 固、固 加热型 O2、‎ NH3等 ‎①试管要干燥；‎ ‎②试管口略低于试管底；‎ ‎③加热时先均匀加热再固定加强热 固、液加 热型或液、‎ 液加热型 Cl2、‎ HCl等 ‎①烧瓶加热时要隔石棉网 ‎②反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片(或沸石)‎ 固、液不 加热型 或液、液 不加热型 H2、CO2、‎ SO2、NO、‎ NO2等 ‎①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下；‎ ‎②启普发生器只适用于块状固体和液体反应，且气体难溶于反应液；‎ ‎③使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速 ‎(2)气体的收集装置 ‎(3)气体的定量测定装置 ‎(4)可作为冷凝或冷却的装置 ‎(5)防倒吸装置 ‎2.涉气类制备实验操作流程 ‎3.涉气类制备实验先后顺序 ‎(1)装配仪器时：先下后上，先左后右。‎ ‎(2)加入试剂时：先固后液。‎ ‎(3)实验开始时：先检查装置气密性，再加药品，后点酒精灯。‎ ‎(4)净化气体时：一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无味的气体，最后除水蒸气。‎ ‎(5)防倒吸实验：往往是最后停止加热或停止通气。‎ ‎(6)防氧化实验：往往是最后停止通气。‎ ‎4.制备与性质验证实验中需考虑的7大因素 ‎(1)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等)。‎ ‎(2)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等)。‎ ‎(3)防吸水(实验取用和制取易吸水、潮解、水解的物质宜采取必要措施，以保证达到实验目的。如NaOH固体应放在烧杯等玻璃器皿中称量)。‎ ‎(4)冷凝回流：有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置(如长玻璃管、冷凝管等)。‎ ‎(5)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却。‎ ‎(6)仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)。‎ ‎(7)其他，如实验操作顺序，试剂加入顺序等。‎ ‎[考在课外]‎ 教材延伸 判断正误 ‎(1)用大理石和稀硫酸反应制备CO2(×)‎ ‎(2)用镁粉和稀硝酸反应制备H2(×)‎ ‎(3)用加热NH4Cl可制得纯净Cl2(×)‎ ‎(4)用排水法可收集NH3、NO2(×)‎ ‎(5)用排空气法可收集CH2===CH2和NO等气体(×)‎ ‎(6)向AlCl3溶液中通入NH3至过量，其现象为先产生白色沉淀后溶解(×)‎ ‎(7)除去CO2中混有的HCl，可依次通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶和盛有浓硫酸的洗气瓶(×)‎ ‎(8)吸收NH3可采用如图装置(√)‎ ‎(9)除去SO2中的水蒸气，可利用盛浓硫酸的U形管(×)‎ ‎(10)可利用如图装置收集H2(×)‎ ‎(11)实验室中可用MnO2或KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，两制备方法中氯气的制取装置完全相同(×)‎ ‎(12)用碱石灰干燥氨气，用浓硫酸干燥SO2(√)‎ ‎(13)实验室制备Cl2时，可用石灰水进行尾气处理(×)‎ ‎(14)用五氧化二磷可干燥H2、NH3(×)‎ 拓展应用 如图是一套实验室制取气体的装置，用于发生、干燥、收集和吸收有毒气体，下列各组物质能利用这套装置进行实验的是(　　)‎ A.MnO2和浓盐酸 B.Na2SO3(s)和浓硫酸 C.铜片和稀硝酸 D.浓氨水和生石灰 解析　A项，二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气，氯气有毒，应有氢氧化钠溶液吸收尾气，但反应需要加热才能进行，故A错误；B项，亚硫酸钠和浓硫酸生成二氧化硫，有毒，用氢氧化钠溶液吸收尾气，故B项正确；C项，铜片和稀硝酸反应生成一氧化氮气体，收集NO不能用排空气法，氢氧化钠溶液不能吸收一氧化氮尾气，故C错误；D项，浓氨水和生石灰反应生成氨气，氨气密度比空气小，应用向下排空气法收集，故D错误。故选B。‎ 答案　B 思维探究 用下列装置进行的实验，不能达到相应实验目的的是(　　)‎ A.装置①可除去Cl2中的HCl杂质 B.装置②可用于制备氢氧化亚铁并观察其颜色 C.装置③可制取金属锰 D.装置④可用于收集H2、CO2、Cl2、HCl、NO2等气体 解析　氯气在水溶液中存在Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，NaCl中含有氯离子，氯化钠溶液抑制氯气溶解，HCl极易溶于水，所以采用排饱和食盐水的方法除去氯气中的氯化氢，故A正确；B.Fe(OH)2不稳定，易被氧气氧化生成Fe(OH)3‎ ‎，为防止氢氧化亚铁被氧化，应该将胶头滴管伸入到液面下而隔绝空气，故B错误；C.Mn的金属活动性小于Al，Al和二氧化锰发生铝热反应冶炼Mn，3MnO2＋4Al2Al2O3＋3Mn，故C正确；D.常温下和空气不反应，且密度和空气相差较大的气体可以采用排空气法收集，H2、CO2、Cl2、HCl、NO2等气体常温下和空气不反应，且和空气密度相差较大，所以可以采用排空气法收集，但收集氢气时a为进气口、b为出气口，收集CO2、Cl2、HCl、NO2时，b为进气口、a出气口，故D正确；故选B。‎ 答案　B ‎[基础点巩固]‎ ‎1.工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O，实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。 ‎ 烧瓶C中发生反应如下：‎ Na2S(aq)＋H2O(l)＋SO2(g)===Na2SO3(aq)＋H2S(aq) (Ⅰ)‎ ‎2H2S(aq)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)(Ⅱ)‎ S(s)＋Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)(Ⅲ)‎ ‎(1)仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若________，则整个装置气密性良好。装置D的作用是____________________________________________________________。‎ 装置E中为________溶液。‎ ‎ (2)为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为________。‎ ‎(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择________。 ‎ a.蒸馏水 b.饱和Na2SO3溶液 c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液 实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是____________________。已知反应(Ⅲ)相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是____________________________________________________________。‎ 反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有 ________。 ‎ a.烧杯 b.蒸发皿 ‎ c.试管 d.锥形瓶 ‎ ‎(4)反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3·5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：‎ ‎____________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ 已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O 供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液 答案　(1)液柱高度保持不变　防止倒吸　NaOH(合理即可)‎ ‎(2)2∶1‎ ‎(3)c　控制滴加硫酸的速度(合理即可)　溶液变澄清(或浑浊消失)　ad ‎(4)取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层溶液(或过滤，取滤液)，滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理即可)‎ ‎[名师点拨]‎ ‎2.某校化学实验小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现：在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，振荡后溶液呈黄色。‎ 提出问题：Fe3＋、Br2谁的氧化性更强？‎ ‎(1)猜想：‎ ‎①甲同学认为氧化性：Fe3＋＞Br2，故上述实验现象不是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含________(填化学式，下同)所致。‎ ‎②乙同学认为氧化性：Br2＞Fe3＋，故上述实验现象是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含________所致。‎ ‎(2)设计实验并验证：‎ 丙同学为验证乙同学的观点，选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点确实是正确的。‎ 供选用的试剂：a.酚酞试液　b.四氯化碳　c.无水酒精　d.硫氰化钾溶液 请你在下列表格中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填序号)‎ 选用试剂 实验现象 方案1‎ 方案2‎ ‎(3)应用与拓展 ‎①在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，溶液呈黄色所发生反应的离子方程式为____________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎②在100 mL FeBr2溶液中通入2.24 L Cl2(标准状况)，溶液中有1/3的溴元素被氧化成单质Br2，则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为________。‎ 解析　(1)①溴单质溶于水显黄色。②溴单质的氧化性比铁离子强，溴单质与亚铁离子反应生成铁离子而使溶液显黄色。(2)证明溶液中没有溴单质而有铁离子即可证明乙同学的观点，利用溴溶于四氯化碳，使四氯化碳层显橙红色，铁离子遇硫氰根离子显红色来设计实验。‎ 选用试剂 实验现象 方案1‎ b CCl4层呈无色 方案2‎ d 溶液变红 ‎(3)①通过上述分析可知，溴单质可以氧化亚铁离子生成铁离子和溴离子，离子方程式为：2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。②溴化亚铁中通入氯气，氯气先和亚铁离子反应，后和溴离子反应，假设溴化亚铁的浓度为x mol·L－1，根据得失电子守恒可知x×0.1＋x×0.1×＝×2，则x＝1.2。‎ 答案　(1)①Br2　②Fe3＋‎ ‎(2)‎ 选用试剂 实验现象 方案1‎ b CCl4层呈无色 方案2‎ d 溶液变红 ‎(3)①2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－　②1.2 mol·L－1‎ ‎[能力点提升]‎ ‎3.氮是生物体不可缺少的一种元素，其化合物是实验室和生活中常见的物质。‎ ‎(1)某学习小组为了探究“Ag与浓硝酸反应生成气体的情况”，设计如下实验流程：‎ ‎①仪器b是________(填名称)；用图中的装置组合成一套可实现Ⅰ、Ⅱ目的的实验装置，合理的连接顺序是：a→1→_____→_____→_____→_____→_____(填各导管口的编号)。反应前要先打开开关a，通一会儿N2，原因是 ‎____________________________________________________________。‎ ‎②反应结束后，假设装置B中溶液仍为100 mL，从中取出25.00 mL，用0.10 mol·L－1 NaOH溶液进行滴定(酚酞作指示剂)，滴定前后滴定管液面的位置如图乙。则在装置B中生成HNO3的物质的量为________ mol。‎ ‎③实验收集到NO的体积为112.0 mL(标准状况下)，则装置A中Ag与浓硝酸反应________(填“有”或“没有”)NO生成，依据是___________________‎ ‎____________________________________________________________‎ ‎(用计算所得的数据说明)。‎ ‎(2)小明同学进一步用下图装置探究(1)中反应产生的气体的氧化性和还原性：‎ ‎①通气体的过程，观察到甲中溶液变浑浊，小明得出的结论1是NO2具有氧化性。乙中鼓入空气后观察到有红棕色气体生成，小明得出的结论2是NO具有还原性。小华对小明的实验设计提出了质疑，他认为甲中的现象不足以得出结论1，他的理由是____________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎②你认为怎样才能准确得出小明的结论1？(简要回答出原理和现象即可)‎ ‎____________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ 解析　(1)①广口瓶B中气体跟水反应，长进短出；广口瓶C是短进长出进行排水。反应前要先打开开关a，通一会儿N2，目的是将装置中的空气排尽，防止NO被空气氧化。②[NaOH]·V(NaOH)＝[HNO3]·V(HNO3)，即0.10 mol·L－1×(20.40－0.40) mL＝25.00 mL×[HNO3]，则[HNO3]＝0.08 mol·L－1，则装置B中n(HNO3)＝0.08×0.1 mol＝0.008 mol。③根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则由该反应生成的NO的物质的量为0.004 mol，而实验收集到0.005 mol，所以Ag和浓硝酸反应有NO生成。(2)由(1)知Ag与浓HNO3反应生成NO2和NO；分别在不同的装置中探究它们的性质，甲装置不能区分NO2和HNO3是谁氧化了Na2S，故应在无水的环境中检验NO2的氧化性。‎ 答案　(1)①圆底烧瓶　2　3　5　4　6　将装置中的空气排尽，防止NO被空气中O2氧化　②0.008　③有　NO2与水反应生成NO的体积89.6 mL小于收集到NO的体积112.0 mL(其他合理答案也给分)‎ ‎(2)①NO2和水反应生成的HNO3是一种强氧化性酸，可将Na2S氧化，使溶液变浑浊　②可将干燥的NO2与干燥的H2S气体混合，若有淡黄色固体生成，即可证明NO2的氧化性 ‎[名师点拨]‎ 物质制备审、答题模板 ‎4.兴趣小组同学利用如图所示装置(夹持装置已略去)探究SO2的性质，并制取一种常用食品抗氧化剂焦亚硫酸钠(Na2S2O5)。‎ 请回答下列问题：(实验前已除去装置中的空气)‎ ‎(1)打开分液漏斗活塞，发现其中的液体不能流下，应采取的操作是____________________________________________________________。‎ ‎(2)关闭K2、K3，打开K1，观察到装置C中发生的现象是 ‎____________________________________________________________。‎ ‎(3)装置D和F的作用是______________________________________。‎ ‎(4)关闭K1、K3，打开K2。一段时间后E中有Na2S2O5晶体析出，装置E中发生反应的化学方程式为_______________________________________。‎ ‎(5)设计实验验证Na2S2O5晶体在空气中已被氧化____________________________________________________________。‎ 解析　(1)使用分液漏斗时应取下分液漏斗上口的玻璃塞，使分液漏斗内的压强等于大气压强，保证液体顺利流下。(2)装置A中生成SO2，装置C中发生反应：H2O＋SO2＋Na2S===H2S＋Na2SO3、SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，现象是有淡黄色沉淀生成。(3)装置D和F的作用是吸收SO2，防止污染空气。(4)装置E中Na2SO3与SO2反应生成Na2S2O5。(5)若Na2S2O5晶体在空气中已被氧化，则生成Na2SO4，可以利用稀盐酸和BaCl2溶液检验SO。‎ 答案　(1)拔掉分液漏斗上口的玻璃塞(或使分液漏斗玻璃塞上的凹槽或小孔对准瓶颈处的小孔)‎ ‎(2)有淡黄色沉淀生成 ‎(3)吸收SO2，防止污染空气 ‎(4)SO2＋Na2SO3===Na2S2O5‎ ‎(5)取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，再滴加足量盐酸，振荡，无沉淀产生，排除SO的干扰，再滴入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，证明Na2S2O5晶体在空气中已被氧化 ‎[高考真题体验]‎ ‎5.以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2‎ O(水合肼)和无水Na2SO3，其主要实验流程如下：‎ 已知：①Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O是放热反应。‎ ‎②N2H4·H2O沸点约118 ℃，具有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成N2。‎ ‎(1)步骤I制备NaClO溶液时，若温度超过40 ℃，Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl，其离子方程式为 ‎____________________________________________________________；‎ 实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取的措施是_________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎(2)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如图1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 ℃以下反应一段时间后，再迅速升温至110 ℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是________；使用冷凝管的目的是________。‎ ‎(3)步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HSO、SO随pH的分布如图2所示，Na2SO3的溶解度曲线如图3所示)。‎ ‎①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通SO2的实验操作为_________________________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案：____________________________________________________________，‎ 用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。‎ 解析　(1)由题给条件，反应物为Cl2和NaOH，生成物为NaClO3、NaCl、H2O，根据离子方程式书写规则、原子守恒、电荷守恒以及得失电子守恒得该离子反应为：3Cl2＋6OH－5Cl－＋ClO＋3H2O；Cl2与碱反应放热，所以要控制温度还要控制通入氯气速度。(2)步骤Ⅱ是尿素和次氯酸钠反应合成水合肼，由题给信息水合肼能与次氯酸钠剧烈反应，所以滴液漏斗中盛装的是次氯酸钠碱性溶液，由水合肼沸点约为118 ℃，题给实验反应温度为110 ℃，故使用冷凝管的目的是减少水合肼的挥发。(3)①由题图2所给pH与各粒子摩尔分数关系可知，在pH约为4时，溶液中HSO浓度最大，此时可停止通SO2气体；②由NaHSO3制备Na2SO3，是向NaHSO3溶液中加入NaOH溶液，由题图2可知在pH约为10时，SO浓度最大，此时停止加入NaOH，再由Na2SO3的溶解度曲线可知，过滤温度应高于34 ℃。实验方案为：边搅拌边向NaHSO3‎ 溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在温度高于34 ℃条件下趁热过滤。‎ 答案　(1)3Cl2＋6OH－5Cl－＋ClO＋3H2O　缓慢通入Cl2‎ ‎(2)NaClO碱性溶液　减少水合肼的挥发 ‎(3)①测量溶液的pH，若pH约为4，停止通SO2‎ ‎②边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34 ℃条件下趁热过滤 ‎6.以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。‎ 实验 试剂 现象 滴管 试管 ‎2 mL ‎0.2 mol·L－1 Na2SO3溶液 饱和Ag2SO4溶液 Ⅰ.产生白色沉淀 ‎0.2 mol·L－1 CuSO4溶液 Ⅱ.溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀 ‎0.1 mol·L－1 Al2(SO4)3溶液 Ⅲ.开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀 ‎(1)经检验，现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象Ⅰ：____________________________________________________________。‎ ‎(2)经检验，现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SO，含有Cu＋、Cu2＋和SO。‎ 已知：Cu＋Cu＋Cu2＋，Cu2＋CuI↓(白色)＋I2。‎ ‎①用稀H2SO4证实沉淀中含有Cu＋的实验现象是_____________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎②通过下列实验证实，沉淀中含有Cu2＋和SO。‎ a.白色沉淀A是BaSO4，试剂1是________________。‎ b.证实沉淀中含有Cu2＋和SO的理由是________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎(3)已知：Al2(SO3)3在水溶液中不存在。经检验，现象Ⅲ的白色沉淀中无SO，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液退色。‎ ‎①推测沉淀中含有亚硫酸根和_______________________________。‎ ‎②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设：ⅰ.被Al(OH)3所吸附；ⅱ.存在于铝的碱式盐中。对假设ⅱ设计了对比实验，证实了假设ⅱ成立。‎ a.将对比实验方案补充完整。‎ 步骤一：‎ 步骤二：________________(按上图形式呈现)。‎ b.假设ⅱ成立的实验证据是________________________________。‎ ‎(4)根据实验，亚硫酸盐的性质有________________________________。‎ 盐溶液间反应的多样性与_________________________________________有关。‎ 解析　(1)由“0.2 mol·L－1 Na2SO3溶液和饱和Ag2SO4溶液反应，产生白色沉淀是Ag2SO3”可知离子方程式为2Ag＋＋SO===Ag2SO3↓。‎ ‎(2)①根据题给信息Cu＋Cu＋Cu2＋可知，棕黄色沉淀若含有Cu＋，Cu＋会在稀硫酸作用下会有红色的铜生成。‎ ‎②根据题给信息Cu2＋CuI↓(白色)＋I2可知，棕黄色沉淀若含有Cu2＋，加入KI后会有白色沉淀(CuI)生成；所得溶液中加入淀粉溶液，溶液不变蓝，说明生成的I2被SO还原，SO被氧化为SO。‎ a.又因为白色沉淀A是BaSO4，可推断试剂1为HCl和 BaCl2溶液。‎ b.证实沉淀中含有Cu2＋和SO的理由是在I－作用下，Cu2＋转化成白色沉淀CuI，SO转化成SO。‎ ‎(3)①根据题意知实验Ⅲ的白色沉淀中无SO，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液退色，①‎ 推测沉淀中含有氢氧根离子、铝离子和亚硫酸根离子。‎ ‎②步骤一中向2 mL 0.1 mol/L的Al2(SO4)3溶液中滴加稍过量的Na2SO3溶液，生成碱式亚硫酸铝沉淀，然后再向沉淀中滴加V1体积的稀氢氧化钠溶液至沉淀恰好溶解，此时溶液中的溶质为NaAlO2和Na2SO3。实验方案设计步骤二的思路是取等体积等物质的量浓度的Al2(SO4)3溶液与过量稀氨水反应生成不含SO的Al(OH)3沉淀，然后再向沉淀中滴加同浓度的稀氢氧化钠溶液至沉淀恰好溶解，并记录体积为V2，此时溶液中的溶质为NaAlO2；比较V1和V2的大小，可推知假设ⅱ成立。‎ ‎(4)根据实验，亚硫酸盐的溶解性(Ag2SO3沉淀、Na2SO3、碱式亚硫酸铝)、氧化还原性(SO被I2、酸性高锰酸钾氧化)、在水溶液中的酸碱性。盐溶液间反应的多样性与两种盐溶液中阴、阳离子的性质和溶液的酸碱性有关。‎ 答案　(1)2Ag＋＋SO===Ag2SO3↓‎ ‎(2)①析出红色固体 ‎②a.HCl和BaCl2溶液 b.在I－作用下，Cu2＋转化为白色沉淀CuI，SO转化为SO ‎(3)①Al3＋、OH－‎ ‎②a b.V1明显大于V2‎ ‎(4)亚硫酸盐的溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性　两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件 活页作业 A组　基础巩固题 ‎1.下列仪器和装置，用橡胶管经过简单连接，可制备并收集多种不同的气体(暂不考虑尾气吸收)，关于这些装置的连接，下列说法正确的是(　　)‎ A.制备并收集C2H4，连接a→d→f B.制备并收集NO2，连接a→c→f C.制备并收集H2S，连接b→c→e D.制备并收集NH3，连接b→d→e 解析　制备乙烯时必须使用温度计，A错误；收集NO2时不能用排水法收集，B错误；H2S与浓H2SO4发生氧化还原反应，不能用浓H2SO4干燥及去除H2S中杂质，C错误。‎ 答案　D ‎2.下列药品和装置合理且能完成相应实验的是(　　)‎ A.喷泉实验 B.实验室制取并收集氨气 C.制备氢氧化亚铁 D.验证苯中是否含有碳碳双键 解析　NO不溶于水，也不与水反应，故不能用于喷泉实验，A项错误；加热固体混合物时，试管口应略向下倾斜，B项错误；Fe(OH)2具有较强的还原性，应将滴管插入液面以下，C项错误；通过溴水或酸性高锰酸钾溶液是否退色，可以验证苯环中是否含有碳碳双键，D项正确。‎ 答案　D ‎3.下列“试剂”和“试管中的物质”不能完成“实验目的”的是(　　)‎ 选项 实验目的 试剂 试管中的物质 A 羟基对苯环的活性有影响 饱和溴水 ‎①苯　②苯酚溶液 B 甲基对苯环的活性有影响 酸性KMnO4溶液 ‎①苯　②甲苯 C 苯分子中没有碳碳双键 Br2的CCl4溶液 ‎①苯　②乙烯 D 碳酸的酸性比苯酚强 石蕊溶液 ‎①苯酚溶液 ‎②碳酸溶液 解析　本题主要考查的是验证元素化合物性质的基础实验。A选项，饱和溴水与苯进行萃取、与苯酚生成三溴苯酚沉淀，验证了羟基对苯环活性的影响。B选项，酸性高锰酸钾与甲苯反应生成苯甲酸，溶液退色，验证苯环对甲基活性的影响。C选项，乙烯能使溴的四氯化碳溶液退色，而苯不能，证明苯中无碳碳双键。D选项，碳酸能使石蕊变红，苯酚不能使石蕊变红，证明碳酸的酸性强于苯酚的酸性。‎ 答案　B ‎4.利用如图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是(　　)‎ 选项 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ 实验结论 A 稀盐酸 CaCO3‎ Na2SiO3溶液 非金属性：Cl>C>Si B 浓硫酸 蔗糖 Ba(NO3)2‎ 溶液 验证SO2与可溶性钡盐可生成白色沉淀 C 浓氨水 生石灰 酚酞溶液 氨气的水溶液呈碱性 D 浓硝酸 Fe NaOH溶液 铁和浓硝酸反应可生成NO2‎ 解析　稀盐酸与CaCO3反应可生成CO2，说明酸性：HCl>H2CO3，CO2通入Na2SiO3溶液中可生成H2SiO3，说明酸性：H2CO3>H2SiO3，但HCl是无氧酸，不是氯元素最高价氧化物对应的水化物，因此不能证明非金属性：Cl>C，A项错误；SO2通入硝酸钡溶液中，溶液呈酸性，NO能将SO2氧化为SO而生成BaSO4沉淀，但SO2与BaCl2溶液不反应，故B项错误；浓氨水与生石灰混合，生石灰吸收浓氨水中的H2O，放出热量，使氨气逸出，氨气通入酚酞试液中变红色，说明氨气的水溶液呈碱性，C项正确；常温下浓硝酸与Fe发生钝化现象，无法观察到有NO2气体生成，D项错误。‎ 答案　C ‎5.下列实验操作能达到实验目的的是(　　)‎ 选项 实验目的 实验操作 A 除去Fe(OH)3胶体中混有的FeCl3‎ 加入过量的NaOH溶液后过滤 B 区别植物油和矿物油 向植物油和矿物油中分别加入足量烧碱溶液，充分加热，冷却 C 验证H2O2的氧化性 将H2O2滴入酸性KMnO4溶液中 D 检验蔗糖的水解产物中是否含有葡萄糖 向蔗糖溶液中加入3～5滴稀硫酸，煮沸几分钟后，冷却，再向水解液中加入几滴银氨溶液，水浴加热 解析　Fe(OH)3胶体中的FeCl3杂质可用渗析法除去，若加入过量的NaOH溶液也能使Fe(OH)3胶体发生聚沉，A项错误；植物油属于高级脂肪酸甘油酯，与NaOH溶液共热可发生水解反应生成高级脂肪酸钠盐与甘油的混合物，矿物油的成分为烃类，与NaOH溶液不反应，故可用足量烧碱溶液区别植物油和矿物油，B项正确；H2O2滴入酸性KMnO4溶液中，KMnO4溶液退色，体现了H2O2‎ 的还原性，C项错误；蔗糖水解时加入稀硫酸作催化剂，验证其水解产物中是否含葡萄糖，需先加入NaOH溶液中和作为催化剂的H2SO4，再加银氨溶液加热，D项错误。‎ 答案　B ‎6.对下列实验装置设计和叙述正确的是(　　)‎ A B 液体分层，下层呈无色 判断非金属性：Cl＞C＞Si C D 烧杯中先出现白色沉淀，后沉淀溶解 探究接触面积对反应速率的影响 解析　碘易溶于四氯化碳，密度：CCl4>H2O，故下层呈紫红色，A项错误；浓盐酸有挥发性，生成的二氧化碳含有氯化氢，使硅酸钠产生沉淀的不一定是碳酸，且盐酸是无氧酸，不是氯的最高价氧化物对应的水化物，故无法判断三者的非金属性强弱，B项错误；氯化铵和氢氧化钙反应生成氨气，氨气溶于水呈碱性，与氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝不溶于弱碱，C项错误；探究反应物接触面积对反应速率的影响，只需改变反应物的接触面积，其他的量不变，能达到固体反应物接触面积越大，反应速率越大的实验目的，D项正确。‎ 答案　D B组　素养提升题 ‎7.某化学兴趣小组用下面所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和氯水并进行探究实验。‎ 实验Ⅰ.制取氯酸钾、次氯酸钠和氯水 ‎(1)写出装置A实验室制取Cl2的化学反应方程式 ‎____________________________________________________________。‎ ‎(2)制取实验结束后，取出装置B中的试管，冷却结晶、过滤、洗涤，该实验操作过程需要的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、________、________。为提高氯酸钾和次氯酸钠的产率，在实验装置中还需要改进的是 ‎____________________________________________________________。‎ ‎(3)装置C中反应需要在冰水浴中进行，其原因是 ‎____________________________________________________________。‎ ‎(4)装置D中的实验现象是溶液先变红后退色，最后又变为________色。‎ 实验Ⅱ.尾气处理 实验小组利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。‎ ‎(5)吸收尾气一段时间后，吸收液(强碱性)中肯定存在Cl－、OH－和SO。请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气中的CO2的影响)。‎ ‎①提出合理假设 假设1：只存在SO；假设2：既不存在SO也不存在ClO－；假设3：____________________________________________________________。‎ ‎②设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3 mol·L－1 H2SO4、1 mol·L－1 NaOH溶液、0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液、淀粉－KI溶液。‎ 实验步骤 预期现象和结论 步骤1：取少量吸收液分置于A、B试管中 ‎—‎ 步骤2：向A试管中滴加0.01 mol·L－1‎ ‎(1)若溶液退色，则假设1成立 酸性KMnO4溶液 ‎(2)若溶液不退色，则假设2或3成立 步骤3：______________________‎ 解析　(1)装置A用于实验室制备Cl2，化学反应方程式为：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。‎ ‎(2)过滤需用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，洗涤需用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管。由于浓盐酸易挥发，生成的氯气中含有氯化氢，为提高氯酸钾和次氯酸钠的产率，需在A和B之间添加盛有饱和NaCl溶液的洗气瓶，以除去Cl2中的HCl气体。‎ ‎(3)由装置B、C对比可知，由于温度升高，可生成氯酸钠，所以装置C需要在冰水浴中进行。‎ ‎(4)氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，盐酸使石蕊变红，次氯酸使石蕊退色，退色后的溶液中再通入Cl2，可形成黄绿色的氯水。‎ ‎(5)①SO具有还原性，ClO－具有氧化性，两者不能大量共存，结合假设1和假设2可确定假设3应该是只存在ClO－。‎ ‎②SO具有还原性，利用具有强氧化性的酸性KMnO4溶液检验。ClO－具有强氧化性，则可以用具有还原性的淀粉－KI溶液检验，则步骤3应该是向B试管中滴加淀粉－KI溶液，若溶液变蓝，则说明含有ClO－，假设3成立；若溶液不变蓝，结合步骤2中的(2)，则假设2成立。‎ 答案　(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ‎(2)漏斗　玻璃棒　在A和B之间添加盛有饱和NaCl溶液的洗气装置 ‎(3)温度升高会生成氯酸钠　(4)黄绿 ‎(5)①只存在ClO－‎ ‎②步骤3：向B试管中滴加淀粉－KI溶液 预期现象和结论：‎ ‎(1)若溶液变蓝，则假设3成立　(2)若溶液不变蓝，结合步骤2中的(2)则假设2成立 ‎8.三氯化六氨合钴[Co(NH3)6]Cl3是一种重要的化工产品，某兴趣小组用如下装置模拟工业制法，在NH3和NH4Cl存在条件下，以活性炭为催化剂，用H2O2氧化CoCl2‎ 溶液来制备[Co(NH3)6]Cl3(该反应为放热反应)，实验步骤如下：‎ ‎①称取研细的CoCl2·6H2O粉末10.0 g和 NH4Cl 5.0 g于烧杯中并加水溶解，将溶液转入三颈烧瓶，加入25 mL浓氨水和适量活性炭粉末，逐滴加入5 mL 30%的H2O2溶液。‎ ‎②在60 ℃水浴中恒温20 min，然后用冰水浴冷却，充分结晶后过滤。‎ ‎③将沉淀溶于热的盐酸中，趁热过滤，滤液中加适量浓盐酸并冷却结晶。‎ ‎④过滤、用乙醇洗涤晶体并在105 ℃条件下烘干。‎ ‎⑤晶体制备完成后，该小组通过以下步骤测定产品的纯度：称取0.285 8 g样品放入锥形瓶中并加水溶解，再加入3 mL 10%的NaOH溶液，充分加热产生Co(OH)3沉淀，加6 mol·L－1盐酸将沉淀完全溶解后加入足量KI粉末和5滴2%的淀粉溶液，用0.040 0 mol·L－1的Na2S2O3溶液滴定，最终消耗Na2S2O3溶液25.00 mL。‎ 已知：2Co3＋＋2I－===2Co2＋＋I2，I2＋2S2O===2I－＋S4O 请回答下列问题：‎ ‎(1)制备[Co(NH3)6]Cl3的化学方程式为____________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎(2)请指出装置中存在的一处缺陷_______________________________。‎ ‎(3)若将5 mL 30%的H2O2溶液一次性加入三颈烧瓶，可能出现的问题是____________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎(4)若无活性炭作催化剂，所得产物中除[Co(NH3)6]Cl3外还会有大量二氯化一氯五氨合钴[Co(NH3)5Cl]Cl2和三氯化五氨一水合钴[Co(NH3)5H2O]Cl3晶体，而在活性炭的催化作用下，主要产物只有[Co(NH3)6]Cl3，这体现了催化剂的________性。‎ ‎(5)步骤③中趁热过滤的主要目的是________，滤液中加适量浓盐酸的主要目的是________；乙醇洗涤与蒸馏水洗涤相比优点是____________________。‎ ‎(6)滴定终点的现象是____________________________________________，‎ 测得产品的纯度为____________________________________________‎ ‎。(保留三位有效数字)‎ 解析　(6)根据对应关系n([Co(NH3)6]Cl3)＝n(Co3＋)＝n(S2O)＝0.001 mol，m([Co(NH3)6]Cl3)＝0.267 5 g，纯度为×100%≈93.6%。‎ 答案　(1)2CoCl2＋2NH4Cl＋H2O2＋10NH32[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O或2CoCl2＋H2O2＋12NH3＋2NH4Cl2Co(NH3)6Cl3＋2NH3·H2O ‎(2)缺少吸收挥发出的氨气的装置(答案合理即可)‎ ‎(3)温度迅速升高，氨气大量挥发且H2O2和NH4Cl受热分解　(4)选择 ‎(5)除去活性炭，并防止产品析出　增大氯离子浓度，有利于[Co(NH3)6]Cl3析出　产品损失少 ‎(6)最后一滴Na2S2O3溶液滴入后溶液蓝色退去且30 s不再变化　93.6%‎