新課改瘦專用2025版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第十章第四節(jié)性質(zhì)探究與定量測定實(shí)驗(yàn)學(xué)案含解析

PAGEPAGE18第四節(jié)性質(zhì)探究與定量測定試驗(yàn)考點(diǎn)(一)性質(zhì)探究型試驗(yàn)知考情明學(xué)法性質(zhì)探究型試驗(yàn)是高考命題的熱點(diǎn)，也是備考的難點(diǎn)。題目常以生疏物質(zhì)為載體，綜合考查反應(yīng)原理、提純、除雜以及性質(zhì)探究方面的問題。涉及問題面廣，難度大小不一針對探究型試驗(yàn)的復(fù)習(xí)，平常要留意試驗(yàn)的積累，尤其是生疏物質(zhì)的性質(zhì)探究，做題時要知其然，更要知其所以然，有條件的學(xué)生，可以借閱參考《選修6》教材[考法感悟]1．(2024·全國卷Ⅱ)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體，可用于曬制藍(lán)圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)曬制藍(lán)圖時，用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光劑，以K3[Fe(CN)6]溶液為顯色劑。其光解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2K3[Fe(C2O4)3]eq\o(=,\s\up7(光照))2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；顯色反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________。(2)某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產(chǎn)物，按如圖所示裝置進(jìn)行試驗(yàn)。①通入氮?dú)獾哪康氖莀_______________________________________________________。②試驗(yàn)中視察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，裝置E中固體變?yōu)榧t色，由此推斷熱分解產(chǎn)物中肯定含有________、________。③為防止倒吸，停止試驗(yàn)時應(yīng)進(jìn)行的操作是_____________________________________________________________________________________________________________。④樣品完全分解后，裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3，檢驗(yàn)Fe2O3存在的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)測定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。①稱量mg樣品于錐形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用cmol·L－1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是__________________________。②向上述溶液中加入過量鋅粉至反應(yīng)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cmol·L－1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液VmL。該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為________________________________________________。解析：(1)Fe2＋的檢驗(yàn)方法是加入K3[Fe(CN)6]溶液生成藍(lán)色的Fe3[Fe(CN)6]2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4。(2)①空氣中含有O2，為防止Fe2＋被O2氧化，應(yīng)先通入N2，隔絕空氣，且使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置。②B中澄清石灰水變渾濁，證明分解過程中產(chǎn)生CO2；F中澄清石灰水變渾濁，E中固體變?yōu)榧t色，說明E中發(fā)生反應(yīng)：CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2，所以分解產(chǎn)物中肯定含有CO。③試驗(yàn)結(jié)束時，為了防止倒吸，應(yīng)先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮?dú)?。④檢驗(yàn)Fe2O3的方法是取少許固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有Fe2O3。(3)①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是有粉紅色出現(xiàn)且半分鐘內(nèi)不變色。②加入鋅粉后將Fe3＋還原為Fe2＋，再用KMnO4溶液滴定，將Fe2＋氧化為Fe3＋，MnOeq\o\al(－,4)轉(zhuǎn)化為Mn2＋，可得關(guān)系式：5Fe2＋～MnOeq\o\al(－,4)已知n(MnOeq\o\al(－,4))＝(cV×10－3)mol則n(Fe2＋)＝(5cV×10－3)mol則m(Fe2＋)＝(5cV×10－3×56)g該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(Fe)＝eq\f(5cV×10－3×56g,mg)×100%＝eq\f(5cV×56,m×1000)×100%。答案：(1)3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4(2)①隔絕空氣、使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置②CO2CO③先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮?dú)猗苋∩僭S固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有Fe2O3(3)①粉紅色出現(xiàn)②eq\f(5cV×56,m×1000)×100%2．(2024·北京高考)試驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強(qiáng)氧化性，在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是___________________________________(錳被還原為Mn2＋)。②將除雜裝置B補(bǔ)充完整并標(biāo)明所用試劑。③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH=2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，另外還有___________________________________。(2)探究K2FeO4的性質(zhì)①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，得溶液a，經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl－而產(chǎn)生Cl2，設(shè)計(jì)以下方案：方案Ⅰ取少量a，滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色方案Ⅱ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(chǎn)生ⅰ.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有________離子，但該離子的產(chǎn)生不能推斷肯定是K2FeO4將Cl－氧化，還可能由___________________________產(chǎn)生(用方程式表示)。ⅱ.方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗滌的目的是________________________。②依據(jù)K2FeO4的制備試驗(yàn)得出：氧化性Cl2________FeOeq\o\al(2－,4)(填“>”或“<”)，而方案Ⅱ試驗(yàn)表明，Cl2和FeOeq\o\al(2－,4)的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反，緣由是_________________________________。③資料表明，酸性溶液中的氧化性FeOeq\o\al(2－,4)>MnOeq\o\al(－,4)，驗(yàn)證明驗(yàn)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(xiàn)象能否證明氧化性FeOeq\o\al(2－,4)>MnOeq\o\al(－,4)。若能，請說明理由；若不能，進(jìn)一步設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案。理由或方案：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①KMnO4被HCl還原為MnCl2，HCl被氧化為Cl2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4＋16HCl=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。②應(yīng)在裝置B中加入飽和食鹽水，以除去混在Cl2中的HCl。洗氣時，氣體應(yīng)長管進(jìn)、短管出。③過量的KOH還能與Cl2發(fā)生歧化反應(yīng)，化學(xué)方程式為Cl2＋2KOH=KCl＋KClO＋H2O。(2)①ⅰ.滴加KSCN溶液，溶液變紅，說明原溶液中含有Fe3＋。有Fe3＋生成，不能推斷FeOeq\o\al(2－,4)肯定與Cl－發(fā)生了反應(yīng)，依據(jù)題目給出的信息，K2FeO4在酸性或中性條件下，F(xiàn)eOeq\o\al(2－,4)會與H＋發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe3＋和O2，離子方程式為4FeOeq\o\al(2－,4)＋20H＋=4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O。ⅱ.用KOH溶液洗滌可除去混在C所得固體中的ClO－。②堿性條件下，氧化性Cl2>FeOeq\o\al(2－,4)；而在酸性條件下，F(xiàn)eOeq\o\al(2－,4)的氧化實(shí)力增加，氧化性Cl2<FeOeq\o\al(2－,4)。由此可見，兩者氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反，主要緣由是溶液的酸堿性不同。③理由：FeOeq\o\al(2－,4)在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3＋和O2，溶液淺紫色肯定是MnOeq\o\al(－,4)的顏色。方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，視察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色。答案：(1)①2KMnO4＋16HCl=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O②③Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O(2)①ⅰ.Fe3＋4FeOeq\o\al(2－,4)＋20H＋=4Fe3＋＋3O2↑＋10H2Oⅱ.解除ClO－的干擾②>溶液酸堿性不同③理由：FeOeq\o\al(2－,4)在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3＋和O2，溶液淺紫色肯定是MnOeq\o\al(－,4)的顏色或方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，視察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色[必備知能]1．探究試驗(yàn)中常見操作及緣由沉淀水洗的目的除去××(可溶于水)雜質(zhì)沉淀用乙醇洗滌的目的a.減小固體的溶解度；b.除去固體表面吸附的雜質(zhì)；c.乙醇揮發(fā)帶走水分，使固體快速干燥冷凝回流的作用及目的防止××蒸氣逸出脫離反應(yīng)體系，提高××物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率限制溶液pH的目的防止××離子水解；防止××離子沉淀；確保××離子沉淀完全；防止××溶解等“趁熱過濾”后，有時先向?yàn)V液中加入少量水，加熱至沸騰，然后再“冷卻結(jié)晶”出目標(biāo)產(chǎn)物的緣由稀釋溶液，防止降溫過程中雜質(zhì)析出，提高產(chǎn)品的純度加過量A試劑的緣由使B物質(zhì)反應(yīng)完全(或提高B物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率)等溫度不高于××℃的緣由溫度過高××物質(zhì)分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)或××物質(zhì)揮發(fā)(如濃硝酸、濃鹽酸)或××物質(zhì)氧化(如Na2SO3等)或促進(jìn)××物質(zhì)水解(如AlCl3等)減壓蒸餾(減壓蒸發(fā))的緣由減小壓強(qiáng)，使液體沸點(diǎn)降低，防止××物質(zhì)受熱分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍抑制××離子的水解(如加熱蒸發(fā)AlCl3溶液時需在HCl氣流中進(jìn)行，加熱MgCl2·6H2O得MgCl2時需在HCl氣流中進(jìn)行等)配制某溶液前先煮沸水的緣由除去溶解在水中的氧氣，防止××物質(zhì)被氧化反應(yīng)容器中和大氣相通的玻璃管的作用指示容器中壓強(qiáng)大小，避開反應(yīng)容器中壓強(qiáng)過大2.?？疾椴僮鞯拇痤}要點(diǎn)從溶液中得到晶體的操作蒸發(fā)濃縮→冷卻結(jié)晶→過濾→洗滌(包括水洗、冰水洗、熱水洗、乙醇洗等)→干燥蒸發(fā)結(jié)晶的操作將溶液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中加熱，并用玻璃棒不斷攪拌，待有大量晶體出現(xiàn)時停止加熱，利用余熱蒸干剩余水分測溶液pH的操作取一小塊pH試紙放在表面皿或玻璃片上，用蘸有待測溶液的玻璃棒點(diǎn)在(或用膠頭滴管吸取待測液滴在)試紙中部，視察試紙顏色改變，并與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比滴定操作滴定時，左手限制滴定管活塞，右手振蕩錐形瓶，眼睛凝視錐形瓶內(nèi)溶液顏色的改變證明沉淀完全的操作靜置，取沉淀后的上層清液，加入××試劑(沉淀劑)，若沒有沉淀生成，說明沉淀完全洗滌沉淀的操作沿玻璃棒向漏斗(過濾器)中的沉淀上加蒸餾水至沒過沉淀，靜置使其全部濾出，重復(fù)操作數(shù)次檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的操作取最終一次洗滌液，加入××試劑(依據(jù)沉淀可能吸附的雜質(zhì)離子，選擇合適的檢驗(yàn)試劑)，若沒有××(特征現(xiàn)象)出現(xiàn)，證明沉淀已洗滌干凈增大原料浸出率的措施攪拌、上升溫度、延長浸出時間、增大氣液或固液接觸面積加熱的目的加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個方向(一般是有利于生成物生成的方向)移動滴定終點(diǎn)溶液顏色改變的推斷滴加最終一滴溶液時，溶液由××顏色變?yōu)椤痢令伾野敕昼妰?nèi)不變色[集訓(xùn)沖關(guān)]1．(2024·全國卷Ⅲ)綠礬是含有肯定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)愛好小組對綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)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，溶液顏色無明顯改變。再向試管中通入空氣，溶液漸漸變紅。由此可知：_______________、__________________。(2)為測定綠礬中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開關(guān)K1和K2)(設(shè)為裝置A)稱重，記為m1g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為m2g。按如圖連接好裝置進(jìn)行試驗(yàn)。①儀器B的名稱是________。②將下列試驗(yàn)操作步驟正確排序__________(填標(biāo)號)；重復(fù)上述操作步驟，直至A恒重，記為m3g。a．點(diǎn)燃酒精燈，加熱 b．熄滅酒精燈c．關(guān)閉K1和K2 d．打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2e．稱量A f．冷卻到室溫③依據(jù)試驗(yàn)記錄，計(jì)算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x＝________(列式表示)。若試驗(yàn)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(chǎn)物，將(2)中已恒重的裝置A接入如圖所示的裝置中，打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2，加熱。試驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。①C、D中的溶液依次為________(填標(biāo)號)。C、D中有氣泡冒出，并可視察到的現(xiàn)象分別為________________________________________________________________________。a．品紅b．NaOHc．BaCl2d．Ba(NO3)2e．濃H2SO4②寫出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)綠礬溶液中加入KSCN溶液，溶液顏色無明顯改變，說明樣品中不含三價鐵；再向試管中通入空氣，溶液漸漸變紅，說明FeSO4易被空氣中的氧氣氧化。(2)①儀器B是干燥管。②依據(jù)試驗(yàn)?zāi)康募熬G礬易被氧化的性質(zhì)可知，試驗(yàn)時先打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2排出裝置中的空氣，避開空氣中的氧氣將綠礬氧化；再點(diǎn)燃酒精燈進(jìn)行加熱；一段時間后熄滅酒精燈，冷卻至室溫，關(guān)閉K1和K2，再稱量A。故正確的操作依次是dabfce。③依據(jù)題意，綠礬樣品的質(zhì)量為(m2－m1)g，綠礬中結(jié)晶水的質(zhì)量為(m2－m3)g，則FeSO4的質(zhì)量為(m3－m1)g，設(shè)綠礬的化學(xué)式為FeSO4·xH2O，則FeSO4·xH2Oeq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())FeSO4＋xH2O15218x(m3－m1)g(m2－m3)geq\f(152,m3－m1g)＝eq\f(18x,m2－m3g)，解得x＝eq\f(76m2－m3,9m3－m1)。假如試驗(yàn)時依據(jù)a、d次序操作，則部分綠礬被氧化，導(dǎo)致m3增大，則測出結(jié)晶水的值x會偏小。(3)試驗(yàn)后殘留的紅色固體是Fe2O3。依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律，反應(yīng)中硫元素的化合價必定降低，生成SO2。依據(jù)得失電子守恒和元素守恒可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：2FeSO4eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。由于SO3極易溶于水且能與水反應(yīng)生成H2SO4，欲檢驗(yàn)SO2和SO3，必需先用BaCl2溶液檢驗(yàn)SO3，再用品紅溶液檢驗(yàn)SO2。答案：(1)樣品中沒有Fe(Ⅲ)Fe(Ⅱ)易被氧氣氧化為Fe(Ⅲ)(2)①干燥管②dabfce③eq\f(76m2－m3,9m3－m1)偏小(3)①c、a生成白色沉淀、褪色②2FeSO4eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑2．氰化物有劇毒，冶金工業(yè)會產(chǎn)生大量含氰化物的廢水，其中氰化物以CN－等形式存在于廢水中。某化學(xué)小組同學(xué)對含氰化物廢水處理進(jìn)行探討。Ⅰ.查閱資料：含氰化物的廢水破壞性處理方法。利用強(qiáng)氧化劑將氰化物氧化為無毒物質(zhì)，如以TiO2為催化劑用NaClO將CN－氧化成CNO－(CN－和CNO－中N元素均為－3價)，CNO－在酸性條件下接著與NaClO反應(yīng)生成N2、CO2、Cl2等。Ⅱ.試驗(yàn)驗(yàn)證：破壞性處理CN－的效果?；瘜W(xué)愛好小組的同學(xué)在密閉系統(tǒng)中用如圖裝置進(jìn)行試驗(yàn)，以測定CN－被處理的百分率，試驗(yàn)步驟如下：步驟1：取肯定量廢水進(jìn)行加熱蒸發(fā)、濃縮。步驟2：取濃縮后含CN－的廢水與過量NaClO溶液的混合液共200mL(設(shè)其中CN－的濃度為0.2mol·L－1)倒入甲中，塞上橡皮塞。步驟3：點(diǎn)燃酒精燈對丁裝置加熱。步驟4：打開甲上的橡皮塞和活塞，使甲中溶液全部放入乙中，關(guān)閉活塞。步驟5：打開活塞K，通一段時間N2，關(guān)閉活塞K。步驟6：試驗(yàn)完成后測定干燥管Ⅰ(含堿石灰)的質(zhì)量m2[試驗(yàn)前干燥管Ⅰ(含堿石灰)的質(zhì)量m1]?；卮鹣铝袉栴}：(1)在破壞性處理方法中，在酸性條件下NaClO和CNO－反應(yīng)的離子方程式為2CNO－＋6ClO－＋8H＋=2CO2↑＋N2↑＋3Cl2↑＋4H2O，請標(biāo)出反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：___________________________________________________________________。(2)對丁裝置加熱放在步驟3進(jìn)行的緣由是______________________________________________________________。(3)丙裝置中的試劑是____________。(4)干燥管Ⅱ的作用是_____________________________________________________。(5)請簡要說明試驗(yàn)中通入N2的目的是___________________________________________________________________________________________________________________。(6)若干燥管Ⅰ中堿石灰增重1.408g，則該試驗(yàn)中測得CN－被處理的百分率為________。解析：(1)依據(jù)題意可知，酸性條件下CNO－與NaClO反應(yīng)生成N2、CO2和Cl2，電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目如下：(2)裝置丁的作用是利用銅與Cl2反應(yīng)，除去乙中反應(yīng)生成的氣體中混有的Cl2，故乙中反應(yīng)之前應(yīng)先點(diǎn)燃酒精燈對丁裝置加熱，防止干燥管Ⅰ汲取Cl2，影響CO2質(zhì)量的測定。(3)試驗(yàn)原理為測量干燥管Ⅰ汲取的CO2的質(zhì)量確定對CN－的處理效果，由于乙裝置中產(chǎn)生N2、CO2、Cl2、H2O，Cl2與H2O都能被堿石灰汲取，影響CO2質(zhì)量的測定。所以進(jìn)入干燥管Ⅰ的氣體應(yīng)除去Cl2與H2O，用濃硫酸吸H2O，用銅絲除去Cl2，故丙裝置中的試劑是濃硫酸。(4)干燥管Ⅰ的作用是汲取CO2，測定產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量，空氣中的CO2、水蒸氣進(jìn)入干燥管Ⅰ會干擾試驗(yàn)，干燥管Ⅱ的作用是防止空氣中的CO2、水蒸氣進(jìn)入干擾試驗(yàn)。(5)裝置中殘留有CO2未被完全汲取，導(dǎo)致測定的CO2質(zhì)量偏低，通入N2使裝置中的CO2全部被排到干燥管Ⅰ中被汲取，削減誤差。(6)干燥管Ⅰ中堿石灰增重1.408g為CO2的質(zhì)量，物質(zhì)的量為eq\f(1.408g,44g·mol－1)＝0.032mol，依據(jù)碳原子守恒可知被處理的CN－的物質(zhì)的量為n(CN－)＝n(CO2)＝0.032mol，原溶液中CN－的物質(zhì)的量為0.2L×0.2mol·L－1＝0.04mol，所以該試驗(yàn)中測得CN－被處理的百分率為eq\f(0.032mol,0.04mol)×100%＝80%。答案：(1)(2)將產(chǎn)生的氯氣剛好除去(3)濃硫酸(4)防止空氣中的水和CO2進(jìn)入干燥管Ⅰ中影響對CO2的測量(5)使裝置中的CO2全部被排到干燥管Ⅰ中被汲取，削減誤差(6)80%3．(2024·樂山調(diào)研)莫爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O](淺綠色)常用作化學(xué)試劑、醫(yī)藥以及用于冶金、電鍍等。某課題組通過試驗(yàn)來探究莫爾鹽晶體加熱時的分解產(chǎn)物，回答下列問題：(1)甲同學(xué)提出猜想：分解產(chǎn)物可能是N2、Fe2O3、SO3、H2O四種物質(zhì)。你是否同意并說明理由_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖裝置：①其中A裝置中的固體變?yōu)榧t棕色，則固體產(chǎn)物中含有________________；C裝置中紅色褪去，說明氣體產(chǎn)物中含有________________。②為驗(yàn)證A中殘留物是否含有FeO，須要選的試劑有________。A．KSCN溶液 B．濃鹽酸C．KMnO4溶液 D．稀硫酸(3)丙同學(xué)想利用乙同學(xué)的裝置證明分解產(chǎn)物中含有氨氣，只需更換B、C中的試劑即可，則更換后的試劑B為____________，C為____________。(4)丁同學(xué)認(rèn)為莫爾鹽晶體分解的氣體產(chǎn)物中含有SO3(g)、SO2(g)及N2。為了進(jìn)行驗(yàn)證，丁同學(xué)選用乙同學(xué)的A裝置和如圖裝置組裝后進(jìn)行試驗(yàn)。①丁同學(xué)的試驗(yàn)中，裝置依次連接的合理依次為A、________。②裝置F中，足量鹽酸的作用是________________________________________________。解析：(1)甲同學(xué)提出猜想：分解產(chǎn)物可能是N2、Fe2O3、SO3、H2O四種物質(zhì)，這四種產(chǎn)物的生成只有化合價的上升沒有化合價降低，不符合氧化還原反應(yīng)規(guī)律。(2)①Fe2O3固體為紅棕色，所以固體產(chǎn)物中含有Fe2O3；品紅溶液褪色，說明生成了SO2氣體。②A中殘留物先加入稀硫酸，若有FeO，則生成硫酸亞鐵，再加入KMnO4溶液，F(xiàn)e2＋被氧化，高錳酸鉀被還原，溶液褪色，證明含有Fe2＋，原固體中含有FeO。(3)裝置B中加入堿石灰，汲取SO2氣體，然后利用NH3的水溶液顯堿性，使紅色石蕊溶液變藍(lán)，證明有NH3生成。(4)①A裝置后假如干脆連接帶有溶液的裝置可能會發(fā)生倒吸，因此A裝置后應(yīng)連接平安瓶H，因SO3易溶于水，可知應(yīng)先用Ba2＋檢驗(yàn)SO3，混合氣體先通過F裝置，檢驗(yàn)SO2應(yīng)選用品紅溶液，F(xiàn)后接D，因SO2是有毒氣體，D后接E，汲取SO2氣體，最終連接G，檢驗(yàn)是否有N2生成。②裝置F中，足量鹽酸的作用是增加溶液的酸度，削減SO2的溶解。答案：(1)不同意；這四種產(chǎn)物的生成只有化合價的上升沒有化合價降低(2)①Fe2O3SO2②CD(3)堿石灰紅色石蕊溶液(4)①HFDEG②增加溶液的酸度，削減SO2的溶解考點(diǎn)(二)含量測定型試驗(yàn)知考情明學(xué)法定量分析型試驗(yàn)，除考查元素化合物、反應(yīng)原理、化學(xué)試驗(yàn)的相關(guān)學(xué)問外，化學(xué)計(jì)算也是高考的重要考查內(nèi)容。尤其是常見的計(jì)算方法、數(shù)據(jù)處理、誤差分析，更是命題者眼中的“熱點(diǎn)”嫻熟駕馭常見定量試驗(yàn)中出現(xiàn)的試驗(yàn)操作留意點(diǎn)，特殊是酸堿中和滴定過程中指示劑的選擇、終點(diǎn)的推斷、數(shù)據(jù)的處理等，及沉淀劑的選擇、沉淀的洗滌、推斷沉淀洗滌干凈的方法、誤差分析等都是常見的考點(diǎn)[考法感悟]1．(2024·全國卷Ⅲ)硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O，M＝248g·mol－1)可用作定影劑、還原劑?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaS2O3)＝4.1×10－5。市售硫代硫酸鈉中常含有硫酸根雜質(zhì)，選用下列試劑設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案進(jìn)行檢驗(yàn)：試劑：稀鹽酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液試驗(yàn)步驟現(xiàn)象①取少量樣品，加入除氧蒸餾水②固體完全溶解得無色澄清溶液③_____________________④____________________，有刺激性氣體產(chǎn)生⑤靜置，________________⑥______________________(2)利用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液定量測定硫代硫酸鈉的純度。測定步驟如下：①溶液配制：稱取1.2000g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(zhuǎn)移至100mL的__________中，加蒸餾水至________________________________________________________________________。②滴定：取0.00950mol·L－1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，硫酸酸化后加入過量KI，發(fā)生反應(yīng)：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋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(yīng)：I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－。加入淀粉溶液作為指示劑，接著滴定，當(dāng)溶液____________，即為終點(diǎn)。平行滴定3次，樣品溶液的平均用量為24.80mL，則樣品純度為________%(保留1位小數(shù))。解析：(1)Na2S2O3·5H2O晶體樣品中含有SOeq\o\al(2－,4)，在SOeq\o\al(2－,4)的檢驗(yàn)過程中應(yīng)防止加入氧化劑，如H2O2，會把S2Oeq\o\al(2－,3)氧化為SOeq\o\al(2－,4)，也要防止加入稀H2SO4而引入SOeq\o\al(2－,4)，所以樣品加水溶解后應(yīng)加入過量稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)：S2Oeq\o\al(2－,3)＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O。取上層清液滴入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓，證明溶液中存在SOeq\o\al(2－,4)。(2)①配制肯定物質(zhì)的量濃度的溶液，應(yīng)當(dāng)在燒杯中溶解，冷卻至室溫后，轉(zhuǎn)移至100mL的容量瓶中，加水至距刻度線1～2cm處，改用膠頭滴管滴加至溶液的凹液面最低處與刻度線相平。②加入淀粉作指示劑，淀粉遇I2變藍(lán)色，加入的Na2S2O3樣品與I2反應(yīng)，當(dāng)I2消耗完后，溶液藍(lán)色褪去，即為滴定終點(diǎn)。由反應(yīng)Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6I－＋14H＋=3I2＋2Cr3＋＋7H2OI2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－得關(guān)系式：Cr2Oeq\o\al(2－,7)～3I2～6S2Oeq\o\al(2－,3)160．00950mol·L－1×0.02L0.00950mol·L－1×0.02L×6硫代硫酸鈉樣品溶液的濃度為eq\f(0.00950mol·L－1×0.02L×6,0.0248L)，樣品的純度為eq\f(\f(0.00950mol·L－1×0.02L×6,0.0248L)×0.1L×248g·mol－1,1.2000g)×100%＝95.0%。答案：(1)③加入過量稀鹽酸④出現(xiàn)乳黃色渾濁⑤(吸)取上層清液，滴入BaCl2溶液⑥產(chǎn)生白色沉淀(2)①燒杯容量瓶刻度②藍(lán)色褪去95.02．(2024·全國卷Ⅰ)凱氏定氮法是測定蛋白質(zhì)中氮含量的經(jīng)典方法，其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機(jī)氮轉(zhuǎn)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=NH3·H3BO3；NH3·H3BO3＋HCl=NH4Cl＋H3BO3。回答下列問題：(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(guān)閉k2、k3，加熱b，蒸氣充溢管路；停止加熱，關(guān)閉k1，g中蒸餾水倒吸進(jìn)入c，緣由是________________________________；打開k2放掉水。重復(fù)操作2～3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(guān)閉k3，d中保留少量水。打開k1，加熱b，使水蒸氣進(jìn)入e。①d中保留少量水的目的是_______________________。②e中主要反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________，e采納中空雙層玻璃瓶的作用是_______________________________________________。(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)樣品m克進(jìn)行測定，滴定g中汲取液時消耗濃度為cmol·L－1的鹽酸VmL，則樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________%，樣品的純度≤________%。解析：(1)導(dǎo)管a與大氣相通，其作用是避開燒瓶內(nèi)氣壓過大，發(fā)生危急。(2)加熱液體時加入碎瓷片，其作用是防止液體暴沸。冷凝管有直形冷凝管和球形冷凝管等，要指明。(3)停止加熱，瓶內(nèi)水蒸氣冷凝，氣體壓強(qiáng)減小，會引起g中液體倒吸入c中，利用蒸餾水倒吸來洗滌儀器e、f。(4)①止水夾k3處可能漏氣，導(dǎo)致測定的N元素養(yǎng)量分?jǐn)?shù)偏低，故d中保留少量水起液封作用，防止氨氣逸出。②e中發(fā)生的主要反應(yīng)是銨鹽與氫氧化鈉反應(yīng)，須要加熱，使氨氣全部逸出?！爸锌针p層玻璃瓶”比較生疏，可以聯(lián)想平常生活中保溫玻璃瓶來分析問題。(5)n(N)＝n(NH3)＝n(HCl)＝eq\f(cV,1000)mol，w(N)＝eq\f(\f(cV,1000)mol×14g·mol－1,mg)×100%＝eq\f(1.4cV,m)%。C2H5NO2的相對分子質(zhì)量為75，w(C2H5NO2)＝eq\f(1.4cV,m)%×eq\f(75,14)＝eq\f(7.5cV,m)%。答案：(1)避開b中壓強(qiáng)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(fù)壓(4)①液封，防止氨氣逸出②NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())NH3↑＋H2O保溫使氨完全蒸出(5)eq\f(1.4cV,m)eq\f(7.5cV,m)[必備知能]1．定量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量方法(1)沉淀法：先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀，然后稱量純凈、干燥的沉淀的質(zhì)量，再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。(2)測氣體體積法：對于產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，可以通過測定氣體體積的方法測定樣品純度。①常見測量氣體體積的試驗(yàn)裝置②量氣時應(yīng)留意的問題a．量氣時應(yīng)保持裝置處于室溫狀態(tài)。b．讀數(shù)時要特殊留意消退“壓強(qiáng)差”，保持液面相平還要留意視線與液面最低處相平。如圖中(Ⅰ)(Ⅳ)應(yīng)使左側(cè)和右側(cè)的液面高度保持相平。(3)測氣體質(zhì)量法將生成的氣體通入足量的汲取劑中，通過稱量試驗(yàn)前后汲取劑的質(zhì)量，求得所汲取氣體的質(zhì)量，然后進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。(4)滴定法即利用滴定操作原理，通過酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原反應(yīng)滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。2．定量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法(1)看數(shù)據(jù)是否符合測量儀器的精度特點(diǎn)，如用托盤天平測得質(zhì)量的精度為0.1g，若精度值超過了這個范圍，說明所得數(shù)據(jù)是無效的。(2)看數(shù)據(jù)是否在誤差允許范圍內(nèi)，若所得的數(shù)據(jù)明顯超出誤差允許范圍，要舍去。(3)看反應(yīng)是否完全，是否是過量反應(yīng)物作用下所得的數(shù)據(jù)，只有完全反應(yīng)時所得的數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行有效處理和應(yīng)用。(4)看所得數(shù)據(jù)的測試環(huán)境是否一樣，特殊是氣體體積數(shù)據(jù)，只有在溫度、壓強(qiáng)一樣的狀況下得出的數(shù)據(jù)才能進(jìn)行比較、運(yùn)算。(5)看數(shù)據(jù)測量過程是否規(guī)范、合理，錯誤和違反測量規(guī)則的數(shù)據(jù)須要舍去。3．定量試驗(yàn)題的解題流程[集訓(xùn)沖關(guān)]1．(2014·北京高考)碳、硫的含量影響鋼鐵性能。碳、硫含量的一種測定方法是將鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為氣體，再用測碳、測硫裝置進(jìn)行測定。(1)采納裝置A，在高溫下將x克鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為CO2、SO2。①氣體a的成分是____________。②若鋼樣中硫以FeS形式存在，A中反應(yīng)：3FeS＋5O2eq\o(=,\s\up7(高溫))1________＋3________。(2)將氣體a通入測硫裝置中(如圖)，采納滴定法測定硫的含量。①H2O2氧化SO2的化學(xué)方程式：___________________________。②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗zmLNaOH溶液。若消耗1mLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，則該鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：________。(3)將氣體a通入測碳裝置中(如圖)，采納重量法測定碳的含量。①氣體a通過B和C的目的是_____________________________________________。②計(jì)算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是___________________________________。解析：(1)①依據(jù)題給信息可知?dú)怏wa的成分為CO2、SO2和過量的O2。②依據(jù)原子守恒和得失電子守恒配平方程式：3FeS＋5O2eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋3SO2。(2)①過氧化氫具有氧化性，二氧化硫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸。②消耗1mLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yg，則消耗zmLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yzg，所以鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(yz,x)。(3)①整個裝置要精確測定CO2的含量，故須要解除干擾氣體SO2，由題給裝置可知，活性二氧化錳的作用是除去氣體a中的SO2，重鉻酸鉀和濃硫酸的作用是檢驗(yàn)SO2是否除盡。②通過測量二氧化碳汲取瓶汲取CO2前、后的質(zhì)量計(jì)算出鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案：(1)①O2、SO2、CO2②Fe3O4SO2(2)①H2O2＋SO2=H2SO4②eq\f(yz,x)(3)①解除SO2對CO2測定的干擾②汲取CO2前、后汲取瓶的質(zhì)量2．(2024·天津高考)水中溶氧量(DO)是衡量水體自凈實(shí)力的一個指標(biāo)，通常用每升水中溶解氧分子的質(zhì)量表示，單位mg·L－1。我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，生活飲用水源的DO不能低于5mg·L－1。某化學(xué)小組同學(xué)設(shè)計(jì)了下列裝置(夾持裝置略)，測定某河水的DO。Ⅰ.測定原理：堿性條件下，O2將Mn2＋氧化為MnO(OH)2：①2Mn2＋＋O2＋4OH－=2MnO(OH)2↓酸性條件下，MnO(OH)2將I－氧化為I2：②MnO(OH)2＋I(xiàn)－＋H＋→Mn2＋＋I(xiàn)2＋H2O(未配平)用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2：③2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I(xiàn)2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－Ⅱ.測定步驟：a．安裝裝置，檢驗(yàn)氣密性，充N2排盡空氣后，停止充N2。b．向燒瓶中加入200mL水樣。c．向燒瓶中依次快速加入1mLMnSO4無氧溶液(過量)、2mL堿性KI無氧溶液(過量)，開啟攪拌器，至反應(yīng)①完全。d．?dāng)嚢璨⑾驘恐屑尤?mLH2SO4無氧溶液，至反應(yīng)②完全，溶液為中性或弱酸性。e．從燒瓶中取出40.00mL溶液，以淀粉作指示劑，用0.01000mol·L－1Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定，記錄數(shù)據(jù)。f．……g．處理數(shù)據(jù)(忽視氧氣從水樣中的逸出量和加入試劑后水樣體積的改變)?；卮鹣铝袉栴}：(1)配制以上無氧溶液時，除去所用溶劑水中氧的簡潔操作為________。(2)在橡膠塞處加入水樣及有關(guān)試劑應(yīng)選擇的儀器是________。①滴定管②注射器③量筒(3)攪拌的作用是____________________________________________________________。(4)配平反應(yīng)②的方程式，其化學(xué)計(jì)量數(shù)依次為__________________________________。(5)步驟f為________________________。(6)步驟e中達(dá)到滴定終點(diǎn)的標(biāo)記為__________________________________________。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL，水樣的DO＝______mg·L－1(保留一位小數(shù))。作為飲用水源，此次測得DO是否達(dá)標(biāo)：________(填“是”或“否”)。(7)步驟d中加入H2SO4溶液反應(yīng)后，若溶液pH過低，滴定時會產(chǎn)生明顯的誤差。寫出產(chǎn)生此誤差的緣由(用離子方程式表示，至少寫出2個)______________________________________________________________________________________________________。解析：(1)氣體的溶解度隨溫度上升而減小，故可用將水加熱煮沸法除去溶解在溶劑水中的氧氣。(2)測定步驟中加入的試劑均為無氧溶液，且加入的水樣要防止空氣中氧氣的干擾，故須要隔絕空氣，所以選用密封性較好的注射器。(3)攪拌能夠使物質(zhì)混合勻稱，加快化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。(4)MnO(OH)2中Mn顯＋4價，2molI－化合價上升2價生成I2，故依據(jù)化合價升降總數(shù)相等和元素守恒、電荷守恒配平方程式為MnO(OH)2＋2I－＋4H＋=Mn2＋＋I(xiàn)2＋3H2O。(5)中和滴定一般采納重復(fù)滴定2～3次來減小滴定誤差。(6)用Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定時，I2的量漸漸減小至消逝時為滴定終點(diǎn)，此時的現(xiàn)象是藍(lán)色消逝且半分鐘內(nèi)不變色。依據(jù)題中所給反應(yīng)方程式得關(guān)系式：2Mn2＋～O2～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O314n(O2)0.0045L×0.01000mol·L－1eq\f(1,nO2)＝eq\f(4,0.0045L×0.01000mol·L－1)，則n(O2)＝eq\f(1,4)×0.0045L×0.01000mol·L－1，則DO＝eq\f(\f(1,4)×0.0045L×0.01000mol·L－1×32g·mol－1,0.04L)＝9.0×10－3g·L－1＝9.0mg·L－1，依據(jù)生活飲用水的DO不低于5mg·L－1知，此次測得的DO達(dá)標(biāo)。(7)Na2S2O3在酸性條件下可以發(fā)生歧化反應(yīng)生成S和SO2，且生成的SO2可被I2氧化。另外，在酸性條件下I－也可被氧氣氧化。答案：(1)將溶劑水煮沸后冷卻(2)②(3)使溶液混合勻稱，快速完成反應(yīng)(4)1,2,4,1,1,3(5)重復(fù)步驟e的操作2～3次(6)溶液藍(lán)色褪去(半分鐘內(nèi)不變色)9.0是(7)2H＋＋S2Oeq\o\al(2－,3)=S↓＋SO2↑＋H2O、SO2＋I(xiàn)2＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2I－、4H＋＋4I－＋O2=2I2＋2H2O(任寫其中2個)3．(2024·肇慶模擬)磷化鋁、磷化鋅、磷化鈣與水反應(yīng)產(chǎn)生高毒的PH3氣體(熔點(diǎn)為－132℃，還原性強(qiáng)、易自燃)，可用于糧食熏蒸殺蟲。衛(wèi)生平安標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：當(dāng)糧食中磷化物(以PH3計(jì))的含量低于0.05mg·kg－1時算合格?？捎靡韵路椒y定糧食中殘留的磷化物含量：[操作流程]安裝汲取裝置→PH3的產(chǎn)生與汲取→轉(zhuǎn)移KMnO4汲取溶液→亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。[試驗(yàn)裝置]C中盛100g原糧，D中盛有20.00mL1.12×10－4mol·L－1KMnO4溶液(H2S