1、专题 26 综合性化学实验该类题目涉及的知识面广，单个知识点的难度并不大，但由于多个知识点在一起，客观上增加了解题的难度。高考对非选择实验题的考查，主要包括设计与评价实验方案，探究物质的性质，实验条件的控制和实验绿色化要求等，近几年化学实验综合题常将定性试验与定量实验相结合，将实验基础与实验操作相结合，立足于对考生综合实验能力的考查。通过研究近几年的高考试题，在综合实验题中主要是以常见气体或有机物为载体，考查物质的制备实验，同时兼顾基本操作的考查和化学计算能力的考查，如计算产品的产率，并分析产生误差的原因等。一、物质制备类实验例 1.过氧化钙微溶于水，溶于酸，可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂
2、。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题：(一)碳酸钙的制备(1)步骤加入氨水的目的是_。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于_。(2)右图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是_(填标号)。a漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b玻璃棒用作引流c将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁d滤纸边缘高出漏斗e用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度(二)过氧化钙的制备CaCO3 滤液 白色结晶 稀 盐 酸 、 煮 沸 、 过 滤 氨 水 和 双 氧 水 冰 浴 过 滤 (3)步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸，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
3、是_。(4)步骤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)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_。(6)制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是_，产品的缺点是_。【答案】(1)调节溶液 pH 使 Fe(OH)3沉淀 过滤分离(2)ade (3)酸 除去溶液中的 CO2 (4)CaCl 22NH 3H2OH 2O26H 2O=CaO28H2O2NH 4Cl 或CaCl22NH 3H2OH 2O2=CaO22NH 4Cl2H 2O 温度过高时双氧水易分解 (5)去除结晶表面水分
4、 (6)工艺简单、操作方便 纯度较低命题点研究第(1)问考查阳离子的分离与提纯除去 Ca2 中混有的 Fe3 ，加入氨水，使 Fe3 转化成 Fe(OH)3沉淀而除去。第(2)问考查过滤的实验操作和使用范围用过滤的方法可除去溶液中的大颗粒沉淀。过滤装置中漏斗末端要紧靠烧杯内壁、滤纸边缘要低于漏斗沿，用玻璃棒在漏斗中搅动容易弄碎滤纸。第(3)问考查 CaCO3与盐酸的反应原理及碳酸的酸性CaCO3与盐酸反应时产生 CO2气体，其水溶液呈酸性，煮沸的目的除去溶液中 CO2，以防止 CaO2与酸反应。第(4)问考查质量守恒定律及 H2O2的不稳定性依据原子守恒，CaCl 2与 H2O2、氨水反应制得
5、 CaO2，同时还生成 NH4Cl 和 H2O。由于 H2O2性质不稳定，受热易分解，故应在冰水浴中进行。第(5)问考查混合物的分离与提纯过氧化钙晶体经水洗后，表面会残留水分，利用酒精的易挥发性及与水互溶，可除去晶体表面的水分。第(6)问考查实验方案的评价该方法一步可以直接制得 CaO2，故工艺简单，操作方便；但产品中混有 CaCO3杂质，产品的纯度较低。例 2.乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下：实验步骤：在 A 中加入 4.4 g 异戊醇、6.0 g 乙酸、数滴浓硫酸和 23 片碎瓷片。开始缓慢加热 A，回流 50 m
6、in。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水 MgSO4固体，静置片刻，过滤除去 MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集 140143 馏分，得乙酸异戊酯 3.9 g。回答下列问题：(1)仪器 B 的名称是_。(2)在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是_，第二次水洗的主要目的是_。(3)在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后_(填标号)。a直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出b直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出c先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出d先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出(4)本
7、实验中加入过量乙酸的目的是_。(5)实验中加入少量无水 MgSO4的目的是_。(6)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是_(填标号)。(7)本实验的产率是_(填标号)。a30% B40%c60% D90%(8)在进行蒸馏操作时，若从 130 便开始收集馏分，会使实验的产率偏_(填“高”或“低”)，其原因是_。【答案】(1)球形冷凝管 (2)洗掉大部分硫酸和乙酸 洗掉碳酸氢钠溶液 (3)d (4)提高异戊醇的转化率 (5)干燥 (6)b (7)c (8)高 会收集少量未反应的异戊醇命题点研究第(1)问考查仪器的名称仪器 B 为球形冷凝管。第(2)问考查除杂方案的设计依据各物质的溶解性确定乙酸异
8、戊酯中混有的杂质是乙酸、异戊醇、浓硫酸、水等。除杂的方案设计为：第(3)问考查分液的实验操作乙酸异戊酯难溶于水且密度比水小，故分层后，先将下层液体从下口流出，再将乙酸乙戊酯从上口倒出。第(4)问考查平衡移动原理的应用乙酸与异戊醇的反应为可逆反应，增大乙酸的用量，可以使平衡正移，可以提高异戊醇的转化率。第(5)问考查除杂知识参见第(2)问第(6)问考查蒸馏的实验操作蒸馏时温度计水银球应处于蒸馏烧瓶的支管口处，且应使用直形冷凝管，若使用球形冷凝管会造成蒸馏液残留而损失。第(7)问考查产品纯度(即产率)计算由反应方程式：可知，4.4 g 异戊醇完全反应消耗 3.0 g 乙酸，生成 6.5 g乙酸异戊
9、酯，则可求得该反应的产率为 100%60%。3.9 g6.5 g第(8)问考查除杂知识参见第(2)问例 3.实验室用下图所示装置制备 KClO 溶液，并通过 KClO 溶液与 Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂 K2FeO4。已知 K2FeO4具有下列性质：可溶于水、微溶于浓 KOH 溶液，在 05 、强碱性溶液中比较稳定，在 Fe3 和 Fe(OH)3催化作用下发生分解，在酸性至弱碱性条件下，能与水反应生成 Fe(OH)3和 O2。(1)装置 A 中 KMnO4与盐酸反应生成 MnCl2和 Cl2，其离子方程式为_，将制备的 Cl2通过装置 B 可除去_(填化学式)。(2)Cl2与
10、KOH 在较高温度下反应生成 KClO3。在不改变 KOH 溶液的浓度和体积的条件下，控制反应在05 进行，实验中可采取的措施是_、_。(3)制备 K2FeO4时，KClO 饱和溶液与 Fe(NO3)3饱和溶液的混合方式为_。(4)提纯 K2FeO4粗产品含有 Fe(OH)3、KCl 等杂质的实验方案为：将一定量的 K2FeO4粗产品溶于冷的3 molL1 KOH 溶液中，_(实验中须使用的试剂有：饱和 KOH 溶液，乙醇；除常用仪器外须使用的仪器有：砂芯漏斗，真空干燥箱)。【答案】(1)2MnO 16H 10Cl =2Mn2 5Cl 28H 2O HCl 4(2)缓慢滴加盐酸 装置 C 加冰
11、水浴(3)在搅拌下，将 Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到 KClO 饱和溶液中(4)用砂芯漏斗过滤，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和 KOH 溶液，搅拌、静置，再用砂芯漏斗过滤，晶体用适量乙醇洗涤 23 次后，在真空干燥箱中干燥命题点研究第(1)问考查 Cl2的制取原理与净化KMnO4具有强氧化性，能将 Cl 氧化成 Cl2，反应离子方程式为2MnO 10Cl 16H =2Mn2 5Cl 28H 2O，用饱和食盐水可除去 Cl2中的 HCl 气体。 4第(2)问考查化学反应条件的控制由于 Cl2与 KOH 反应是放热反应，可以通过缓慢加入盐酸来降低溶液的温度或直接将装置 C 用冰水浴降温
12、。第(3)问考查题目信息的运用由于 K2FeO4在 Fe3 的作用下会发生分解，故 KClO 与 Fe(NO3)3反应时 Fe3 不能过量，故需要将Fe(NO3)3缓慢滴加到 KClO 溶液中，并不断搅拌。第(4)问考查题目信息的利用和混合物的提纯K2FeO4溶于稀 KOH 溶液，但微溶于浓 KOH 溶液，故先将 K2FeO4粗产品溶于稀 KOH 溶液，用砂芯漏斗过滤除去 Fe(OH)3杂质，再加入饱和 KOH 溶液使 K2FeO4从溶液中析出。经过滤(砂芯漏斗)、洗涤(乙醇洗涤)、干燥(真空干燥箱)后得 K2FeO4。考情分析考查点1考查制备原理：如试剂与仪器的使用、实验现象的描述、反应原理
13、等2考查实验的基本操作：如气密性检查、物质分离提纯方法、沉淀洗涤、物质检验等3考查探究实验设计：如设计实验进行酸性强弱的判断、不同方案的评价等4 考查绿色化学：如尾气的处理、循环利用等物质制备型实验题是近几年高考实验命题的一大亮点，也是主观大题的难点。分析近三年全国各地的高考试题，不难发现大部分是以陌生物质的制备为载体，综合考查实验相关知识和考生综合分析问题的能力。其主要命制角度有：以化工流程的形式进行物质的制备、结合气体的实验室制法进行无机物的制备、典型有机物的制备与提纯。5考查计算：如计算原料投料比、产品纯度、产率等1物质制备的三大原则(1)选择最佳反应途径如用铝制取氢氧化铝：2Al3H
14、2SO4=Al2(SO4)33H 2、2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2Al2(SO4)36NaAlO 212H 2O=8Al(OH)33Na 2SO4，当 n(Al3 ) n(AlO )13 时，Al(OH) 3产率 2最高。(2)选择最佳原料如实验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝，应选用氨水，而不能选用强碱氢氧化钠溶液；用铜盐与碱溶液反应制取氢氧化铜，应选用氢氧化钠溶液，而不能选用氨水(氢氧化铜可溶解在氨水中)等。(3)选择适宜操作方法如实验室制备氢氧化亚铁时，因氢氧化亚铁在空气中极易与氧气、水反应生成氢氧化铁，更要注意隔绝空气。2.物质制备与提纯的思维流程例 4.实验
15、室中以粗铜(含杂质 Fe)为原料，制备铜的氯化物的某种流程如下：按要求回答下列问题：(1)操作所用到的玻璃仪器有_。(2)上述流程中，所得固体 1 需要加稀盐酸溶解，其理由是_；溶液 1 中加试剂 X 用于调节 pH 以除去杂质，X 可选用下列试剂中的_(填字母)。ANaOH BNH 3H2OCCuO DCuSO 4(3)反应是向溶液 2 中通入一定量的 SO2，加热一段时间后生成 CuCl 白色沉淀。写出制备 CuCl 的离子方程式：_。(4)现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。按气流方向连接各仪器，接口顺序是：a_、_、_、_。实验中大试管加
16、热前要进行一步重要操作，其操作是_。反应时，盛粗铜粉的试管中的现象是_。(5)在溶液 2 转化为 CuCl22H2O 的操作过程中，发现溶液颜色由蓝色变为绿色。小组同学欲探究其原因。已知氯化铜溶液中有如下转化关系：Cu(H2O) (aq)4Cl (aq) CuCl (aq)4H 2O(l)24 24蓝色 绿色该同学取氯化铜晶体配成蓝绿色溶液 Y，进行如下实验，其中能证明溶液中有上述转化关系的是_(填字母)。A将 Y 稀释，发现溶液呈蓝色B在 Y 中加入 CuCl2晶体，溶液变为绿色C在 Y 中加入 NaCl 固体，溶液变为绿色D取 Y 进行电解，溶液颜色最终消失【答案】(1)普通漏斗、烧杯、玻
17、璃棒(2)抑制氯化铜、氯化铁水解 C(3)SO22H 2O2Cu 2 2Cl =2CuClSO 4H 24(4)d e h i f g b 通入一段时间的氯气，将装置中的空气排尽产生大量棕黄色的烟(5)ABC例 5.亚硝酸钙Ca(NO 2)2是水泥混凝土外加剂的主要原料，某学习小组设计实验制备亚硝酸钙，实验装置如图所示(夹持装置略去)。已知：2NOCaO 2=Ca(NO2)2；2NO 2CaO 2=Ca(NO3)2。请回答下列问题：(1)向三颈烧瓶中加入稀硝酸之前，应向装置中通入一段时间的 N2，原因是_。(2)仪器 D 的名称是_；B 中盛放的试剂是_。(3)装置 F 中，酸性 K2Cr2O
18、7溶液可将剩余的 NO 氧化成 NO ，溶液由橙色变为绿色(Cr 3 )，发生反应 3的离子方程式是_。(4)已知 Ca(NO2)2溶液需保持弱碱性，因为其遇酸会发生反应，产生 NO 气体。设计实验证明 E 中有亚硝酸钙生成_。(5)工业上可用石灰乳和硝酸工业的尾气(含 NO、NO 2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，反应原理为 Ca(OH)2NONO 2=Ca(NO2)2H 2O。若 n(NO) n(NO2)11，则会导致_；若 n(NO) n(NO2)V2。第(4)问考查由实验观察得出实验结论根据实验，亚硫酸盐具有溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性。盐溶液间反应
19、的多样性与两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件有关。例 8.草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其 K15.410 2 ， K25.410 5 。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H 2C2O42H2O)无色，熔点为 101 ，易溶于水，受热脱水、升华，170 以上分解。回答下列问题：(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置 C 中可观察到的现象是_，由此可知草酸晶体分解的产物中有_。装置 B 的主要作用是_。(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有 CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置 A、B 和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验
20、。乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为 A、B、_。装置 H 反应管中盛有的物质是_。能证明草酸晶体分解产物中有 CO 的现象是_。(3)设计实验证明：草酸的酸性比碳酸的强_。草酸为二元酸_。【答案】(1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊 CO 2 冷凝(水蒸气、草酸等)，防止草酸进入装置 C 反应生成沉淀，干扰 CO2的检验(2)F、D、G、H、D、I CuO H 中黑色粉末变为红色，其后的 D 中澄清石灰水变浑浊(3)向盛有少量 NaHCO3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生 用 NaOH 标准溶液滴定草酸溶液，消耗 NaOH 的物质的量为草酸的 2 倍命题点研究第(1)问考查 CO2的检
21、验方法CO2能使澄清石灰水变浑浊第(1)问考查草酸的物理性质草酸的熔点为 101 ，故草酸蒸气遇冷后会冷凝为非气态物质，故装置 B 的作用是冷凝。冷凝的目的是防止草酸蒸气对 CO2的检验造成干扰。第(2)问考查实验方案的设计先分析如何排除 CO2对 CO 检验的干扰：检验 CO 气体，应先在 H 装置中进行 CO 还原 CuO 的反应，气体进入 H 装置前需除去 CO 中的 CO2气体，从 H 装置中导出的气体需用澄清石灰水检验 CO2气体的存在。再设计实验流程：A B F D 草 酸分 解 冷 凝 回 收草 酸 蒸 气 除 去 CO中 的 CO2 检 验 CO2是 否 除 尽 G H D I
22、 除 去水 分 CO还原 CuO 检 验 CO的氧 化 产 物 收 集 尾 气 第(2)考查 CO 的检验方法CO 还原 CuO 时，黑色的 CuO 变成红色的单质 Cu，且 CO 的氧化产物是 CO2。故证明草酸晶体分解产物中有 CO 的现象是 H 中的黑色粉末变成红色，其后的 D 中澄清石灰水变浑浊。第(3)问考查一元酸、二元酸的证明方法向 NaHCO3溶液中加入草酸，若有 CO2生成，即可证明草酸的酸性强于碳酸，当 1 mol 草酸与 NaOH 完全中和时，需要消耗 2 mol NaOH 溶液即可证明草酸为二元酸。考情分析考查点1 对物质化学性质的实验探究2 对反应产物成分的实验探究探究
23、性实验以其创新、灵活的特点成为每年高考的热点题型，试题将元素化合物知识与化学实验知识巧妙地融合在一起，增加了题目的新颖度和难度，能充分考查学生的发散思维能力和分析问题的能力。实验探究过程中往往通过对化学实验进行比较甄别，从而揭示反应原理、解释产生某些现象的原因等。学生只有灵活运用已有元素化合物的知识，才能使考查点复杂问题简单化。3 对化学反应原理的实验探究1性质实验探究的角度与方法物质性质实验探究是中学化学实验探究的重要内容。设计实验探究时，要求原理准确、步骤简捷、现象明显、结论易得，且不对环境造成污染，中学化学性质实验探究的主要角度有：(1)物质氧化性、还原性的判断。如探究 SO2具有还原性
24、的方法是将气体通入酸性 KMnO4溶液中，通过KMnO4溶液是否褪色来说明。(2)物质氧化性强弱、还原性强弱的判断。如探究 Fe3 的氧化性强于 I2时，可利用 FeCl3与 KI 淀粉溶液反应，通过溶液是否变蓝色来说明 Fe3 的氧化性大于 I2。(3)同周期、同主族元素性质的递变规律一般通过设计元素金属性、非金属性的强弱实验来完成，如通过 Mg、Al 与同浓度盐酸反应产生 H2的快慢来说明 Mg 的活泼性强于 Al。(4)电解质强弱的判断。如探究一元酸 HA 是弱酸的方法是常温下配制 NaA 的溶液，测 pH，若 pH7，则说明 HA 为弱酸。(5)物质酸性强弱的判断。如探究碳酸和硅酸的酸
25、性强弱，可利用相对强的酸制备相对弱的酸的反应原理，将 CO2气体通入 Na2SiO3溶液，看是否有白色沉淀生成来判断。(6)钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控制所含的杂质是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等角度设计实验，找出规律。2物质实验探究设计需要注意的问题(1)有水蒸气生成时，先检验水蒸气再检验其他成分。(2)对于需要进行转化才能检测的成分要注意排除干扰。如 CO 的检验，要先检测 CO 中是否含有 CO2，如果有 CO2，先除去 CO2后才能对 CO 实施转化，最后再检测转化生成的 CO2。(3)若试题只给出部分药品和装置，则应给出必要的
26、补充；若给出多余的试剂品种，则应进行筛选。(4)注重答题的规范性，有些题目要求指出试剂的名称。如无水硫酸铜、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液、饱和 NaHCO3溶液等。例 9三草酸合铁酸钾晶体 K3Fe(C2O4)33H2O 可用于摄影和蓝色印刷，它受热易分解，为了验证其气态产物，某同学设计了如下实验装置：(1)若实验中，观察到 B、E 中的溶液均变浑浊，则 D 中的现象是_；说明其气态产物是_、_；为验证另一种气态产物，应在 A、B 之间增加的装置为_。(2)为了使实验更安全、更严密，你认为该实验设计需要如何改进？_；_。(3)固体产物中铁元素不可能以3 价形式存在，理由是_。现设计实验，探究固
27、体产物中铁元素的存在形式。提出合理假设。假设 1：_；假设 2：_；假设 3：_。某学生设计实验探究上述假设，除 3%H2O2、蒸馏水外，还需要下列试剂中的_。限选试剂：浓硫酸、1.0 molL1 HNO3、1.0 molL1 盐酸、1.0 molL1 NaOH 溶液、0.1 molL1 KI 溶液、0.1 molL 1 CuSO4溶液、20%KSCN 溶液。【答案】(1)溶液褪色或变浅 CO 2 CO 盛有无水 CuSO4的干燥管(2)在 B 装置之前加一个防倒吸装置 在 C 装置后增加一个检验二氧化碳是否除尽的装置(或盛有澄清石灰水的试管)(3)有还原性气体 CO 生成，能将三价铁还原，故
28、不可能有三价铁存在铁元素的存在形式为 Fe 单质 铁元素的存在形式为 FeO 铁元素的存在形式为 Fe 与 FeO 的混合物1.0 molL 1 盐酸、20%KSCN 溶液、0.1 molL 1 CuSO4溶液例 10.高锰酸钾俗称灰锰氧，用途广泛，常用作氧化剂、防腐剂、消毒剂等。.某小组拟用酸性 KMnO4溶液与 H2C2O4(K15.410 2 )的反应(此反应为放热反应)来探究“条件对化学反应速率的影响” ，并设计了如下的方案记录实验结果(忽略溶液混合体积的变化)。限选试剂和仪器：0.200 0 molL1 H2C2O4溶液、0.010 0 molL1 KMnO4溶液(酸性)、蒸馏水、试
29、管、量筒、秒表、恒温水浴槽物理量编号V(0.200 0 molL1 H2C2O4溶液)/mL甲_V(0.010 0 molL1 KMnO4溶液)/mLT/乙_ 2.0 0 4.0 50 2.0 0 4.0 25 1.0 a 4.0 25回答下列问题：(1)配制 100 mL 0.200 0 molL1 的 H2C2O4溶液，除用到托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒等仪器外，还必须用到的玻璃仪器是_。(2)在酸性条件下 KMnO4的氧化性会增强，用来酸化 KMnO4溶液的最佳试剂是_。a硝酸 B硫酸 c盐酸(3)上述实验是探究_对化学反应速率的影响；若上述实验是探究浓度对化学反应速率的影响，则表
30、格中“甲”应填写_， a 为_；乙是实验需要测定的物理量，则表格中“乙”应填写_。(4)将酸性 KMnO4溶液逐滴滴入一定体积的 H2C2O4溶液中(温度相同，并不断振荡；忽略滴入 KMnO4时溶液总体积变化)，记录的结果如表：滴入 KMnO4溶液的次序 KMnO4溶液紫色褪去所需的时间/s先滴入第 1 滴 60褪色后，再滴入第 2 滴 15褪色后，再滴入第 3 滴 3褪色后，再滴入第 4 滴 1请分析 KMnO4溶液褪色时间变化的可能原因_。.某化学小组利用如图装置进行实验证明氧化性：KMnO 4Cl2Br2。限选试剂：NaBr 溶液、KMnO 4、浓盐酸、浓硫酸(5)装置 d 中盛放的试剂
31、是_；实验中观察到的现象为_；此实验装置的不足之处是_。【答案】(1)100 mL 容量瓶、胶头滴管(2)b(3)温度 V(蒸馏水)/mL 1.0 t(溶液褪色时间)/s(4)反应生成的 Mn2 对反应有催化作用，且 c(Mn2 )越大催化效果越好(5)NaBr 溶液 c 中有黄绿色气体产生，d 中溶液变为棕(橙)黄色 没有尾气吸收装置三、讲定量分析类实验例 11.水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶解氧分子的质量表示，单位 mgL1 。我国地表水环境质量标准规定，生活饮用水源的 DO 不能低于 5 mgL1 。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略)，测定某河水
32、的 DO。.测定原理：碱性条件下，O 2将 Mn2 氧化为 MnO(OH)2：2Mn 2 O 24OH =2MnO(OH)2酸性条件下，MnO(OH) 2将 I 氧化为 I2：MnO(OH) 2I H Mn 2 I 2H 2O(未配平)用 Na2S2O3标准溶液滴定生成的 I2：2S 2O I 2=S4O 2I 23 26.测定步骤：a安装装置，检验气密性，充 N2排尽空气后，停止充 N2。b向烧瓶中加入 200 mL 水样。c向烧瓶中依次迅速加入 1 mL MnSO4无氧溶液(过量)、2 mL 碱性 KI 无氧溶液(过量)，开启搅拌器，至反应完全。d搅拌并向烧瓶中加入 2 mL H2SO4无
33、氧溶液，至反应完全，溶液为中性或弱酸性。e从烧瓶中取出 40.00 mL 溶液，以淀粉作指示剂，用 0.010 00 molL1 Na2S2O3溶液进行滴定，记录数据。fg处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。回答下列问题：(1)配制以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简单操作为_。(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是_。滴定管 注射器 量筒(3)搅拌的作用是_。(4)配平反应的方程式，其化学计量数依次为_。(5)步骤 f 为_。(6)步骤 e 中达到滴定终点的标志为_。若某次滴定消耗 Na2S2O3溶液 4.50 mL，水样的 DO_ mgL 1 (保留
34、一位小数)。作为饮用水源，此次测得 DO 是否达标：_(填“是”或“否”)。(7)步骤 d 中加入 H2SO4溶液反应后，若溶液 pH 过低，滴定时会产生明显的误差。写出产生此误差的原因(用离子方程式表示，至少写出 2 个)_ _。【答案】(1)将溶剂水煮沸后冷却 (2)(3)使溶液混合均匀，快速完成反应 (4)1,2,4,1,1,3(5)重复步骤 e 的操作 23 次(6)溶液蓝色褪去(半分钟内不变色) 9.0 是(7)2H S 2O =SSO 2H 2O、23SO2I 22H 2O=4H SO 2I 、244H 4I O 2=2I22H 2O(任写其中 2 个)命题点研究第(1)问考查化学
35、实验的基本操作气体的溶解度随温度升高而减小，故可将水加热煮沸法除去溶解在水中的 O2。第(2)问考查实验仪器的选择测定步骤中加入的试剂为无氧溶液，且加入的水样要防止空气中氧气的干扰，故需要隔绝空气，所以选用密封性较好的注射器。第(3)问考查化学实验基本操作的作用搅拌使物质混合均匀，加快化学反应的进行。第(4)问考查氧化还原方程式的配平MnO(OH)2中 Mn 的化合价为4，能将 I 氧化成 I2，依据氧化还原方程式配平的方法配平化学方程式：MnO(OH)22I 4H =Mn2 I 23H 2O。第(5)(6)问考查中和滴定的实验操作及滴定终点的判断中和滴定一般采用重复滴定 23 次来减小滴定误
36、差，用 Na2S2O3溶液进行滴定时，I 2的量逐渐减小至消失时为滴定终点，此时的现象是蓝色消失且半分钟内不变色。第(6)问考查多步反应方程式的计算根据题中所给的反应方程式得出关系式：2Mn2 O 22MnO(OH) 22I 24Na 2S2O31 4n(O2) 0.004 5 L0.010 00 molL 1则 n(O2) 0.004 5 L0.010 00 molL114DO140.004 5 L0.010 00 molL 132 gmol 10.04 L9.010 3 gL1 9.0 mgL 1高于 5 mgL1 ，故此次测得 DO 达标。第(7)问考查氧化还原滴定的误差分析Na2S2O
37、3在酸性条件下可以发生歧化反应生成 S 和 SO2，且生成的 SO2可被 I2氧化，另外，I 也可被 O2氧化。例 12.碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。(1)采用装置 A，在高温下将 x 克钢样中碳、硫转化为 CO2、SO 2。气体 a 的成分是_。若钢样中硫以 FeS 的形式存在，A 中反应：3FeS5O 2 1_3_。= = = = =高 温 (2)将气体 a 通入测硫装置中(如图)，采用滴定法测定硫的含量。H 2O2氧化 SO2的化学方程式：_。用 NaOH 溶液滴定生成的 H2SO4，消耗 z mL NaOH
38、溶液。若消耗 1 mLNaOH 溶液相当于硫的质量为 y 克，则该钢样中硫的质量分数：_。(3)将气体 a 通入测碳装置中(如下图)，采用重量法测定碳的含量。气体 a 通过 B 和 C 的目的是_。计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是_。【答案】 (1)O 2、SO 2、CO 2 Fe 3O4 SO 2(2)H 2O2SO 2=H2SO4 yzx(3)排除 SO2对 CO2测定的干扰吸收 CO2前、后吸收瓶的质量命题点研究第(1)问考查碳、硫与 O2的反应原理钢样中的碳、硫在装置 A 中高温加热条件下生成 CO2和 SO2，反应过程中 O2有剩余，故气体 a 的成分为 O2、SO 2、CO
39、2。第(1)问考查质量守恒和电子守恒依据质量守恒和氧化还原反应的电子守恒判断产物是 Fe3O4和 SO2。第(2)问考查氧化还原反应方程式的书写H2O2具有强氧化性，能将 SO2氧化成 SO ，故反应方程式为 H2O2SO 2=H2SO4。24第(2)问考查化学反应的计算依据题意：消耗 1 mL NaOH 溶液相当于硫的质量为 y 克，则消耗 z mL NaOH 溶液，相当于硫的质量为yz 克，故钢样中硫的质量分数为 。yzx第(3)问考查 CO2与 SO2性质的差异气体 a 中含有 O2、SO 2、CO 2，在吸收 CO2测定硫的含量时，也可能吸收 SO2而造成干扰，故装置 B 和 C的目的是吸收 SO2，排除对 CO2测定的干扰。第(3)问考查重量法测定气体的方法计算钢样中碳的质量分数，应测量吸收 CO2前、后吸收瓶的质量，其质量差为 CO2的质量。考情分析考查点1 物质化学组成的实验探究2利用滴定原理确定物质含量的实验探究定量实验是将化学实验与化学计量有机的结合在一起测定物质化学组成与含量的探究性实验，是近几年高考命题的常考题型。设计中先