2020届高考化学一轮复习综合实验探究学案

2020届高考化学一轮复习综合实验探究学案

综合实验探究 ‎[题型简介]　分析近几年全国卷试题，非选择题涉及的综合实验题是每年考查能力的综合压轴题，其综合性强、难度大，是一道拉分的主要试题。可以说此题的得分高低决定了化学学科的高考成败。主要涉及的热点有物质制备，物质性质探究和定量实验测定等。‎ ‎(14分)(2018·全国卷Ⅰ)醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题：‎ ‎(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是________。仪器a的名称是________。‎ ‎(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开K1、K2，关闭K3。‎ ‎①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为 ‎____________________________________________________________。‎ ‎②同时c中有气体产生，该气体的作用是 ‎____________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(3)打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是 ‎____________________________________________________________；‎ d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是________、________、洗涤、干燥。‎ ‎(4)指出装置d可能存在的缺点 ‎____________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎[命题立意]‎ 设问 知识落点 核心素养 ‎(1)‎ 水中溶解氧的除去方法——煮沸；分液漏斗名称 宏观辨识 ‎(2)‎ H2排除空气中O2，形成非O2环境；书写离子方程式 宏观辨识和证据推理 ‎(3)‎ 液体流动的原因——压强变化，分离提纯方案与原理 科学探究与宏观辨识 ‎(4)‎ 产品形成于敝口仪器中，易被氧化 宏观辨识和创新意识 ‎【解答指导】　(1)整体分析 ‎(2)醋酸亚铬制备流程 CrCl3Cr2＋(CH3COO)2Cr[(CH3COO)2Cr·2H2O]‎ ‎(3)实验装置分析 b——随时排出c中产生的气体，同时防止外界O2进入c中 c——Zn与Cr3＋反应的装置，为无O2环境 d——Cr2＋与CH3COO－反应生成沉淀产物的装置，应为无O2环境，防止产物被O2氧化 ‎【解析】　(1)审题时抓住醋酸亚铬“在气体分析中用作氧气吸收剂”，这暗示醋酸亚铬具有强还原性，易被氧气氧化，故该实验中使用的蒸馏水必须去除溶解氧。(2)①依题意可知，c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，主要是由于锌与铬离子反应生成亚铬离子和锌离子，即Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋。②c中产生的气体为氢气，该气体主要用于排尽装置内的空气，避免O2氧化Cr2＋‎ ‎。(3)c中有氢气产生，打开K3，关闭K1和K2后，c中压强大于外界压强，从而将c中溶液压入醋酸钠溶液中。析出并分离产品的操作是冷却、过滤、洗涤、干燥。(4)观察d装置，可发现其与空气相通，这会导致生成的醋酸亚铬被O2氧化。‎ ‎【答案与评分标准】　(1)去除水中溶解氧(2分，合理即可)　分液(或滴液)漏斗(2分，答“漏斗”“长颈漏斗”均不给分)‎ ‎(2)①Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋(2分，不配平或写化学方程式均不给分)‎ ‎②排除c中空气(2分，排空也给分)‎ ‎(3)c中产生H2使压强大于大气压(2分，或c中压强大于d中压强，给1分)　冷却(1分，“冰浴”或“降温”也给分)　过滤(1分)‎ ‎(4)敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触(2分，答“生成的醋酸亚铬与空气接触被氧化”或“d中的空气接触醋酸亚铬”也给分)‎ ‎[题后升华]‎ 物质制备实验的9大注意 ‎(1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸。‎ ‎(2)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)。‎ ‎(3)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)。‎ ‎(4)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)。‎ ‎(5)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)。‎ ‎(6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却。‎ ‎(7)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)。‎ ‎(8)其他，如实验操作顺序，试剂加入顺序等。‎ ‎(9)有毒易燃气体尾气处理方法。‎ ‎(2018·试题调研)氯化亚铜(CuCl)是一种重要的催化剂。实验室按如图所示装置和方案制备氯化亚铜。已知：Cu2＋＋4Cl－＋Cu2[CuCl2]－。‎ 实验步骤：‎ ‎①加热至‎50 ℃‎，铜丝表面产生无色气泡，液面上方有红棕色气体产生；‎ ‎②通入O2并调节O2的量保持三颈烧瓶内压强不变，停止加热，反应继续进行，且越来越剧烈；‎ ‎③反应停止后冷却至室温，待气囊变瘪，三颈烧瓶内红棕色气体消失时关闭K；‎ ‎④将液体(含[CuCl2]－)转移至烧杯中用蒸馏水稀释，产生白色沉淀，过滤得氯化亚铜粗品；‎ ‎⑤氯化亚铜粗品经洗涤、烘干，得到氯化亚铜。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)步骤①中铜丝表面产生无色气泡的反应的离子方程式是_____________。‎ ‎(2)步骤②中停止加热后，反应越来越剧烈的原因是____________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎(3)步骤③中三颈烧瓶内红棕色气体消失的原因是__________________‎ ‎___________________________________________________________‎ ‎(结合化学方程式回答)。‎ ‎(4)步骤④中产生白色沉淀的反应的离子方程是_____________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎(5)步骤④所得滤液经浓缩后可返回至三颈烧瓶继续使用，此时需向三颈烧瓶内补充的物质有______________________________________。‎ ‎(6)步骤⑤中用蒸馏水洗涤氯化亚铜粗品时，表面会产生浅黄色固体CuOH，用化学平衡移动原理解释白色固体变黄的原因：________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎【解析】　(1)步骤①中铜丝表面产生无色气泡的反应的离子方程式是3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。‎ ‎(2)步骤②中停止加热后，反应越来越剧烈的原因是Cu与稀硝酸反应放热，溶液温度升高，反应速率加快。‎ ‎(3)步骤③中三颈烧瓶内红棕色气体消失的原因是发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(或3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2NO＋O2===2NO2)，NO2完全转化为硝酸。‎ ‎(4)步骤④中产生白色沉淀CuCl，则步骤④中产生白色沉淀的反应的离子方程式是[CuCl2]－===CuCl↓＋Cl－。‎ ‎(5)步骤④所得滤液含氯化铜，结合初始物质可知，此时需向三颈烧瓶内补充的物质有铜丝和盐酸。‎ ‎(6)步骤⑤中用蒸馏水洗涤氯化亚铜粗品时，表面会产生浅黄色固体CuOH的原因是用水洗涤CuCl粗品时，固体表面吸附的c(HCl)减小，反应CuCl(s)＋H2O(l)CuOH(s)＋HCl(aq)向正反应方向移动，CuCl转化为CuOH。‎ ‎【答案】　(1)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　(2)Cu与HNO3反应放热，溶液温度升高，反应速率加快　(3)发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(或3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2NO＋O2===2NO2)，NO2完全转化为硝酸　(4)[CuCl2]－===CuCl↓＋Cl－　(5)铜丝和盐酸　(6)用水洗涤CuCl粗品时，固体表面吸附的c(HCl)减小，CuCl(s)＋H2O(l)CuOH(s)＋HCl(aq)向正反应方向移动，CuCl转化为CuOH ‎(14分)(2017·全国卷Ⅲ)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(带两端开关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．冷却到室温 ‎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__________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎[命题立意]‎ 设问 知识落点 核心素养 ‎(1)‎ Fe2＋被O2氧化为Fe3＋、Fe3＋与KSCN作用溶液变红 宏观辨识与证据推理 ‎(2)‎ 宏观辨识与科学探究 仪器名称、实验操作顺序、定量分析与评价 ‎(3)‎ 实验设计、现象描述、化学用语书写 宏观辨识、科学探究与创新意识 ‎【解答指导】　(1)Fe3＋遇KSCN溶液变红⇒FeSO4样品无Fe3＋，Fe2＋易被O2氧化为Fe3＋。‎ ‎(2)②FeSO4易被O2氧化⇒绿矾加热时应先通N2排空，冷却时应在N2中冷却⇒操作顺序为dabfce。‎ ‎③FeSO4·xH2OFeSO4　＋　xH2O ‎　　　　 　　　 ‎⇒＝⇒x＝⇒接ad次序，最后称量质量偏大(即m3偏大)⇒x偏小 ‎(3)FeSO4强热分解生成红棕色粉末(Fe2O3)⇒生成的气体中可能有SO2、SO3的一种或两种⇒检验SO2用品红溶液，检验SO3用BaCl2溶液，不能用Ba(NO3)2溶液检验SO3。⇒FeSO4的分解反应。‎ ‎【解析】　(1)绿矾溶液中滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，说明样品中没有Fe3＋；再向试管中通入空气，溶液变红，说明有Fe3＋生成，即Fe2＋易被氧气氧化为Fe3＋。‎ ‎(2)①由仪器的构造特征可知，B为干燥管。‎ ‎②实验时，为防止空气中的O2将Fe2＋氧化，应先通入N2将装置中的O2排净，然后点燃酒精灯加热。停止加热后，为防止FeSO4吸收空气中的水蒸气，待玻璃管冷却，关闭K1和K2后再称重。故实验操作步骤应为d、a、b、f、c、e。‎ ‎③由题意知，绿矾的质量为(m2－m1) g，加热后FeSO4的质量为(m3－m1) g，结晶水的质量为(m2－m3) g。设绿矾的化学式为FeSO4·xH2O，则 FeSO4·xH2OFeSO4　＋　xH2O ‎ 152 18x ‎ (m3－m1) g (m2－m3) g ＝解得：x＝ 若实验中，按a、d次序操作，则会导致绿矾吸收空气中的氧气，从而使加热后的固体质量m3增大，则测出结晶水的值x偏小。‎ ‎(3)残留固体为红色，说明有Fe2O3生成，即分解过程中发生了氧化还原反应，根据Fe元素的化合价变化可知一定有SO2生成，即FeSO4Fe2O3＋SO2↑，根据电子转移守恒可得2FeSO4Fe2O3＋SO2↑，最后根据S元素守恒配平可得化学方程式：2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。SO3溶于水生成H2SO4，H2SO4和Ba2＋可生成白色沉淀BaSO4，由于Ba(NO3)2在酸性溶液中具有强氧化性，能氧化SO2，故应该先用BaCl2检验SO3，检验SO2可用品红溶液，故C、D的溶液依次为BaCl2溶液和品红。实验现象是C中溶液产生白色沉淀，D中品红溶液褪色或变浅。‎ ‎【答案及评分标准】　(1)样品中没有Fe3＋　Fe2＋易被氧化成Fe3＋(或样品中没有＋3价Fe，Fe2＋易被氧化为Fe3＋)(每空1分、共2分)‎ ‎(2)①干燥管(或球形干燥管)(1分)‎ ‎②dabfce(2分)(其他顺序不给分)‎ ‎③(2分)　偏小(1分)‎ ‎(3)①c、a(2分，顺序错不给分)　产生白色沉淀、褪色(每空1分)‎ ‎②2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑[2分，不注“高温”扣1分，不配平不给分，不注气体符号(↑)扣1分]‎ (1)探究型综合实验思维流程 ‎①认真审题，明确实验目的，找出实验原理。‎ ‎②根据实验原理选择仪器和药品， 并设计出合理的实验装置和操作步骤。‎ ‎③准确判断实验过程中的实验现象，并运用分析、计算、图表、推理等方法处理有关实验现象和数据，得出正确的结论。‎ (2)解答探究型实验综合题的注意事项 ‎①“合理选择”是指仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择又包括发生装置(几种基本类型)、净化装置(除杂的试剂与顺序) ‎、反应装置、尾气处理装置等；药品的选择包括药品的种类、浓度、状态等；连接方式的选择指仪器的先后顺序，导管接口的连接顺序等。‎ ‎②“排除干扰”是指反应条件的控制、防止空气成分介入、尽量避免副反应、杂质的清除以及防止产物的挥发、水解等对实验的干扰。‎ ‎③“操作准确”则要求熟悉主要仪器的性能、用途和典型的实验操作步骤。‎ ‎1．(2018·成都一模)工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行以下探究活动：‎ ‎【探究一】‎ ‎(1)将已除去表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是____________________________________________________________。‎ ‎(2)另取铁钉放入一定量浓硫酸中加热，充分反应后得到溶液X并收集到干燥气体Y。‎ ‎①甲同学认为X中可能含有Fe3＋和Fe2＋。若要确认其中的Fe2＋，应选用________(填序号)。‎ a．KSCN溶液　 b．铁氰化钾溶液　　c．盐酸 ‎②乙同学取448 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中，发生反应的离子方程式为________________________________________________，‎ 充分反应后，加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体‎2.33 g。可推知气体Y中SO2的体积分数为______。‎ ‎【探究二】据探究一所测SO2的体积分数，丙同学认为气体Y中可能还含有CO2和Q气体，因此设计了下列实验装置(图中夹持仪器省略，实验前已将装置中空气排尽)进一步探究。‎ ‎(3)装置A中的现象是_____________________________________，‎ 其作用是____________________________________________。‎ A　 　B　　 　C　　 　D 　　E　　 M ‎(4)为判断CO2是否存在，需将装置M添加在________(填字母)。‎ a．A之前　　　　　 B．A、B之间 c．B、C之间 D．C、D之间 若存在CO2，则产生CO2气体的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。‎ ‎(5)若C中固体变红，D中固体变蓝，则Q是________(填化学式)，产生该气体的原因是_____________________________________________‎ ‎________________________________________________________。‎ ‎(6)若某气体可能由CO2、SO2、H2中的一种或多种组成，经测定其中氧的质量分数为50%，则该气体的组成可能为________(填字母)。‎ a．SO2 b．H2、SO2‎ c．H2、CO2 d．CO2、SO2‎ e．SO2、CO2、H2‎ ‎【解析】　(1)铁钉放入冷浓硫酸中，浓硫酸有较强的氧化性，能使铁钉钝化阻止反应进一步进行。‎ ‎(2)①亚铁离子能与铁氰化钾溶液反应产生蓝色沉淀。‎ ‎②SO2具有还原性，通入足量溴水中，发生反应的离子方程式为SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO；生成的硫酸遇到氯化钡会产生白色沉淀，则 SO2　　～ BaSO4‎ ‎1 mol　　　　‎‎233 g ‎　n　　　　　‎‎2.33 g n＝0.01 mol Y气体的物质的量是‎0.448 L÷‎22.4 L·mol－1＝0.02 mol，同温同压下气体的体积与物质的量成正比，所以二氧化硫的体积分数为×100%＝50%。‎ ‎(3)SO2会干扰CO2的检验，所以A的作用是除去二氧化硫并检验二氧化硫是否除尽。‎ ‎(4)由于碱石灰能吸收CO2，所以在检验Q气体之前首先检验CO2，因此M应该放在A、B之间；在加热时，铁钉中不仅铁和浓硫酸反应，碳和浓硫酸也反应，碳和浓硫酸反应方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2‎ O，其中氧化剂是浓硫酸，还原剂是碳，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。‎ ‎(5)若C中固体变红，说明有红色的铜单质生成；D中固体变蓝，说明有水生成，因此Q是氢气。这是由于浓硫酸变稀，铁与稀硫酸反应产生氢气。‎ ‎(6)若某气体可能由CO2、SO2、H2中的一种或多种组成，经测定其中氧元素的质量分数为50%，由于SO2中氧元素的质量分数是50%，而CO2中氧元素的质量分数大于50%，所以该气体的组成可能为SO2或H2、CO2或SO2、CO2、H2。‎ ‎【答案】　(1)铁在冷浓硫酸中钝化　(2)①b　②SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO　50%‎ ‎(3)溶液颜色变浅　除去SO2并检验SO2是否除尽　‎ ‎(4)b　2∶1　(5)H2　随着反应进行，浓硫酸变稀，铁与稀硫酸反应产生氢气　(6)ace ‎2．(2018·试题调研)某学习小组通过如图所示装置探究MnO2与FeCl3·6H2O能否反应产生Cl2。‎ 已知：FeCl3在‎37 ℃‎熔化，‎100 ℃‎挥发。‎ 实验一：点燃酒精灯，加热混合物。观察到的现象有①装置a中部分固体溶解，上方出现白雾；②稍后产生黄色气体，管壁附着黄色液滴；③装置b中溶液变蓝。‎ 实验二：该小组继续研究现象②中黄色气体的成分。实验如下：加热FeCl3·6H2O，产生白雾和黄色气体。‎ ‎(1)至此该小组大胆预测现象②中黄色气体含有________。‎ 实验三：为进一步确认黄色气体是否含有Cl2，该小组在保持原有装置的基础上稍加变动即证实了Cl2的存在。‎ ‎(2)该小组的方法是__________________________________________。‎ ‎【解析】　(1)根据FeCl3的熔点和挥发温度，加热单一的物质FeCl3·6H2O也产生黄色气体，则黄色气体含有挥发的FeCl3‎ ‎。(2)将装置b中的溶液换成NaBr溶液，若黄色气体中含有Cl2，则可以氧化Br－。‎ ‎【答案】　(1)FeCl3　(2)将装置b中的溶液换成NaBr溶液 ‎(15分)(2014·全国卷Ⅱ)某小组以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。为确定其组成，进行如下实验。‎ ‎①氨的测定：精确称取w g X，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10% NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V1 mL c1 mol·L－1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c2 mol·L－1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。‎ 氨的测定装置(已省略加热和夹持装置)‎ ‎②氯的测定：准确称取样品X，配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定，K2CrO4溶液为指示剂，至出现淡红色沉淀且不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)装置中安全管的作用原理是___________________________。‎ ‎(2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时，应使用________式滴定管，可使用的指示剂为________。‎ ‎(3)样品中氨的质量分数表达式为________________________。‎ ‎(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验，若气密性不好测定结果将________(填“偏高”或“偏低”)。‎ ‎(5)测定氯的过程中，使用棕色滴定管的原因是_____________________‎ ‎____________________________________________________________；‎ 滴定终点时，若溶液中c(Ag＋)＝2.0×10－5 mol·L－1，c(CrO)为________mol·L－1。[已知：Ksp(Ag2CrO4)＝1.12×10－12]‎ ‎(6)经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶‎ ‎3，钴的化合价为________。制备X的化学方程式为___________________________‎ ‎____________________________________________________________；‎ X的制备过程中温度不能过高的原因是_________________________。‎ ‎[命题立意]‎ 设问 知识落点 核心素养 ‎(1)‎ 导管的安全的原理——液面变化 宏观辨识与安全意识 ‎(2)‎ 滴定管的选择与指示剂选择 宏观辨识与证据推理 ‎(3)‎ 定量计算与数据处理 证据推理与科学精神 ‎(4)‎ 滴定误差分析 ‎(5)‎ 仪器选择与Ksp的计算 宏观辨识与证据推理 ‎(6)‎ 物质的量之比推算化合价，化学方程式书写和H2O2的受热分解 变化观念与证据推理，科学探究与科学精神 ‎【解答指导】　第一步：审读题干信息有什么 某小组用CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料合成橙黄色晶体X，第(6)问中确定X中钴、氨、氯的物质的量之比为1∶6∶3，则X的化学式为[Co(NH3)6]Cl3，故Co的化合价为＋3；制备X的化学方程式为2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O，制取X的反应物中有H2O2，而H2O2具有热不稳定性，故制取X的过程中温度不能过高。‎ 第二步：审读图示信息有什么 氨的测定装置中，装置A中有一长安全管，其导管末端伸入到液面以下，当A中圆底烧瓶中气压过大时，会把液体压到安全管中，从而使A中气体压力稳定，这就是第(1)问中安全管的作用。‎ 装置B三颈瓶中加入足量NaOH溶液并加热，产生的NH3用C装置中盐酸标准溶液吸收，过量的盐酸再用c2 mol·L－1 NaOH溶液滴定，依据装置C锥形瓶中发生的反应：NH3＋HCl===NH4Cl、NaOH＋HCl===NaCl＋H2O。‎ 第三步：审读设问信息有什么 第(3)问中盐酸的总物质的量为c1V1×10－3mol，参与NH3＋HCl===NH4Cl反应后，剩余的盐酸的物质的量为c2V2×10－3mol，则样品X中n(NH3)＝(c1V1－c2V2)×10－3mol。氨的质量分数为 ×100%。‎ 第(4)问中若装置漏气，造成氨的测定实验中氨气外逸损失，消耗的盐酸量减小，结果偏低。‎ 第(5)问中c(Ag＋)＝2.0×10－5mol·L－1，依据Ksp＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝1.12×10－12计算出c(CrO)＝2.8×10－3mol·L－1。‎ ‎【解析】　(1)若没有A中的安全管，当A中产生气体时，会因装置压力过大发生危险，反之，有安全管存在，当A中压力过大时，安全管中的液面会上升，使A瓶中压力稳定。‎ ‎(2)由题意知，用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时，NaOH溶液应放入碱式滴定管中，可使用酚酞作指示剂，滴定至终点时溶液由无色变为浅红色。‎ ‎(6)样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3，可写出化学式为[Co(NH3)6]Cl3，由化合物中正负化合价代数和为0计算，NH3整体为0价，氯为－1价，故Co为＋3价；从而推出制备X的化学方程式为2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O。由于温度过高时H2O2易分解，NH3易挥发，故制备过程中温度不能过高，否则H2O2分解，NH3挥发。‎ ‎【答案及评分标准】　(1)当A装置烧瓶内压力过大时，安全管中液面上升，使烧瓶中压力稳定(1分，其他合理答案也可给分)‎ ‎(2)碱(1分)　酚酞(1分，答“甲基橙”也给分，答“石蕊”不给分。)‎ ‎(3)×100%(2分，答“%”也给分，答“”也给分，“%”不给分)‎ ‎(4)偏低(1分)‎ ‎(5)防止硝酸银见光分解(1分)　2.8×10－3(2分，答“0.002 ‎8”‎也给分)‎ ‎(6)＋3(2分)　2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O(2分，不配平不给分)　温度过高H2O2分解、NH3逸出(2分，不答“H2O2分解”或不答“NH3逸出”只给1分)‎ ‎(1)定量测定型实验的思维流程 ‎①巧审题，明确实验目的、原理,实验原理可从题给的化学情境(或题目所给的实验目的)并结合元素化合物的有关知识获取。在此基础上，依据可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的实验方案。‎ ‎②想过程，理清操作先后顺序,根据由实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定实验操作的方法和步骤，把握各实验步骤的要点，理清实验操作的先后顺序。‎ ‎③看准图，分析装置或流程作用,若题目中给出装置图，在分析解答过程中，要认真细致地分析图中各部分装置，并结合实验目的和原理，确定它们在实验中的作用。‎ ‎④细分析，巧计算,在定性实验的基础上研究量的关系，根据实验现象和记录的数据，对实验数据进行筛选，通过分析、计算、推理等确定有关样品含量及化学式。‎ (2)定量实验数据的处理方法 ‎①看数据是否符合测量仪器的精确度特点，如用托盘天平测得质量的精确度为‎0.1 g，若精确度值超过了这个范围，说明所得数据是无效的。‎ ‎②看数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要舍去。‎ ‎③看反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用。‎ ‎④看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下才能进行比较、运算。‎ ‎⑤看数据测量过程是否规范、合理，错误和违反测量规则的数据需要舍去。‎ ‎1．(2018·试题调研)将硫铁矿(主要成分为FeS2)焙烧所得尾气中主要含N2、O2、气体X和少量的CO2、H2O。取标准状况下的V L尾气测定其中气体X含量的方案如下：‎ ‎【方案一】将尾气缓慢通入如图所示装置A中：‎ ‎(1)装置A的名称是________，装置C的作用是______________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎(2)实验时先通入尾气，再通入一定量的氮气，通过装置B的增重计算气体X的体积分数，该方案是否合理：______(填“合理”或“不合理”)，理由是____________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________(若方案合理，该空不必填写)。‎ ‎【方案二】将尾气缓慢通入装置D中，与足量试剂M充分反应后，再滴入过量试剂N，经过滤、洗涤、干燥、称量，得沉淀的质量为m g。‎ ‎(3)进行沉淀洗涤的操作是_____________________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎(4)若试剂M、N分别是溴水、BaCl2溶液，写出气体X的体积分数的表达式：____________(用含m、V的代数式表示)。‎ ‎(5)若试剂M是________，不用再滴加试剂N，观察到装置D中生成的无色气体在瓶口处变为红棕色。写出溶液中反应的离子方程式：_________________。‎ ‎【解析】　硫铁矿焙烧所得尾气中含有SO2，故X为SO2。(1)结合装置A的仪器特点及在实验中的作用可知其为洗气瓶。装置C中干燥管盛有碱石灰，目的是吸收空气中的水蒸气、CO2，防止这些气体进入装置B干扰实验。(2)因为尾气中的CO2气体能被装置B中的碱石灰吸收，使所测SO2的体积分数偏大，故该实验方案不合理。(3)洗涤沉淀的操作是在漏斗中的沉淀上滴加蒸馏水，直至恰好没过沉淀，待水自然流下后再重复2～3次此操作。(4)装置D中发生的反应是SO2被Br2氧化为SO，SO与Ba2＋反应生成沉淀BaSO4，则n(SO2)＝n(BaSO4)＝ mol，标准状况下，V(SO2)＝22.4× L，故尾气中SO2的体积分数的表达式是%。(5)无色气体在瓶口变成红棕色，说明无色气体为NO，则试剂M中含有NO；因产生BaSO4沉淀，故试剂M为Ba(NO3)2溶液。通入SO2‎ 气体时，SO2被硝酸氧化为SO，而NO被还原为NO，反应的离子方程式为3SO2＋3Ba2＋＋2NO＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋。‎ ‎【答案】　(1)洗气瓶　防止空气中的水蒸气、CO2进入装置B干扰实验　(2)不合理　因为尾气中的CO2也能被装置B中的碱石灰吸收，使所测SO2的体积分数偏大　(3)在漏斗中加蒸馏水至恰好没过沉淀，待水自然流下后再重复2～3次此操作　(4)%　(5)Ba(NO3)2溶液　3SO2＋3Ba2＋＋2NO＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋‎ ‎2．(2018·试题调研)某化学兴趣小组查阅有关资料，获得以下信息：‎ Ⅰ.无水乙醇与浓硫酸共热到‎170 ℃‎时主要生成乙烯，‎140 ℃‎时主要生成乙醚(CH3CH2OCH2CH3)。‎ Ⅱ.KMnO4在酸性条件下氧化某些有机物的变化为C2H4CO2＋H2O；C2OCO2＋H2O；MnO―→Mn2＋。‎ Ⅲ.乙醇和乙醚的部分物理性质如表所示。‎ 熔点/℃‎ 沸点/℃‎ 溶解性 颜色状态 密度/(g·cm－3)‎ 乙醇 ‎－114.1‎ ‎78.3‎ 与水、有机溶剂互溶 无色液体 ‎0.79‎ 乙醚 ‎－116.2‎ ‎34.5‎ 不溶于水，易溶于有机溶剂 无色液体 ‎0.713 5‎ 据此，他们设计如下实验，用来制取乙烯并测定乙醇转化成乙烯的转化率。‎ ‎(1)乙烯的制备：用30 mL浓硫酸与10 mL无水乙醇共热制备乙烯气体。‎ ‎①从A～E中选择必要的装置完成实验，并按气流方向连接装置的顺序为________(填仪器接口的字母编号)。‎ ‎②连接装置后应检查装置的气密性，请简述检查A装置气密性的方法____________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎③该反应需要控制温度，A装置中温度计的水银球应置于________(填序号)。‎ A．一半液面上一半液面下 B．反应液中，不触及瓶底 C．导气管出口 D．触及瓶底 ‎④D装置的作用是__________________________________________，‎ 实验结束后，检验D中溶液含有CO的实验方案为____________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎⑤E装置的主要作用是_____________________________________。‎ ‎(2)测定转化率。‎ 反应结束后，用移液管移取C中溶液20.00 mL于锥形瓶中，先加入约2 mL稀硫酸酸化，再用0.100 0 mol·L－1的Na‎2C2O4溶液滴定未反应完的KMnO4。‎ ‎①滴定终点的现象为_________________________________。‎ ‎②已知用去Na‎2C2O4溶液20.00 mL，则乙醇转化成乙烯的转化率为________%。(保留3位有效数字)‎ ‎③以下情况使得测定乙烯的量偏高的是________(填序号)。‎ A．用蒸馏水清洗碱式滴定管后，直接装Na‎2C2O4溶液 B．锥形瓶清洗干净后残有大量水珠 C．滴定前，滴定管内无气泡，滴定后有气泡 D．读数时，滴定前平视，滴定后俯视 ‎【解析】　(1)①选用装置要注意有用性，故B装置不用选，装置的连接顺序应根据实验目的确定。②表述装置气密性的检查时用语要准确、规范、简约。③此温度计需要测量的是反应液的温度，所以应将其插入反应液中且不能触及烧瓶底。④浓硫酸的强氧化性致使产生的气体中存在SO2，其对乙烯量的测定有影响，故要除去。检查CO存在时，要排除SO的干扰。⑤制备乙烯时会有部分乙醚生成，同时还会挥发出来部分乙醇，它们的存在对后面的实验有影响，可利用它们的物理性质，用E装置除去。(2)①该滴定实验利用KMnO4溶液自身作指示剂，溶液由粉红色变为无色，且半分钟内不变色，说明滴定达到终点。②通过消耗的Na‎2C2O4溶液的量求出未反应完的KMnO4的量，再求出与乙烯反应的KMnO4的量，进而求出乙烯的量，由乙烯的量求出转化的乙醇的量，进而求得转化率。③A使测定乙烯的量偏低，B无影响，C、D使测定乙烯的量偏高。‎ ‎【答案】　(1)①a、h、i、f、g、d　②在a管口连接一导管，并将导管的另一端插入水中，给A装置中的烧瓶微热，插入水中的导管末端有气泡逸出，停止加热后，导管末端形成一段水柱　③B　④除去乙烯中存在的SO2，防止对乙烯量的测定产生影响　取少许D溶液于试管中，先滴加足量的双氧水，然后再加入一定量的硫酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则证明D溶液中含有CO(其他合理答案均可)　⑤冷凝并收集乙醚、乙醇 ‎(2)①溶液由粉红色变成无色，且半分钟内不变色　‎ ‎②2.91　③CD