综合题突破三 化学实验综合题
题型特训1 物质制备类综合实验题
1.(2023·广东六校三次联考)三氯化铬(CrCl3)为紫色单斜晶体，熔点为83 ℃，易潮解，易升华，溶于水但不易水解，高温下能被氧气氧化，工业上主要用作媒染剂和催化剂。
(1)某化学小组用Cr2O3和CCl4在高温下制备无水三氯化铬，部分实验装置如图所示，其中三颈烧瓶内装有CCl4，其沸点为76.8 ℃。
①Cr原子的价电子排布式为__________________________________________。
②实验前先往装置A中通入N2，其目的是排尽装置中的空气，在实验过程中还需要持续通入N2，其作用是__________________________________________
___________________________________________________________________。
③装置C的水槽中应盛有 (填“冷水”或“沸水”)。
④装置B中还会生成光气(COCl2)，B中反应的化学方程式为___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)CrCl3的工业制法：先用40%的NaOH将红矾钠(Na2Cr2O7)转化为铬酸钠(Na2CrO4)，加入过量CH3OH，再加入10% HCl溶液，可以看到有气泡产生。写出用CH3OH将铬酸钠(Na2CrO4)还原为CrCl3的离子方程式____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)为进一步探究CrCl3的性质，某同学取试管若干支，分别加入10滴0.1 mol/L CrCl3溶液，并用4滴2 mol/L H2SO4酸化，再分别加入不同滴数的0.1 mol/L KMnO4溶液，并在不同的温度下进行实验，反应现象记录于表中。
KMnO4的 用量(滴数) 在不同温度下的反应现象
25 ℃ 90～100 ℃
1 紫红色 蓝绿色溶液
2～9 紫红色 黄绿色溶液，且随KMnO4滴数增加，黄色成分增多
10 紫红色 澄清的橙黄色溶液
11～23 紫红色 橙黄色溶液，有棕褐色沉淀，且随KMnO4滴数增加，沉淀增多
24～25 紫红色 紫红色溶液，有较多的棕褐色沉淀
①温度对反应的影响。
CrCl3与KMnO4在常温下反应，观察不到Cr2O离子的橙色，甲同学认为其中一个原因是Cr2O离子的橙色被MnO离子的紫红色掩盖，另一种可能的原因是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________，
所以必须将反应液加热至沸腾4～5 min后，才能观察到反应液由紫红色逐渐变为橙黄色的实验现象。
②CrCl3与KMnO4的用量对反应的影响。
对表中数据进行分析，在上述反应条件下，欲将Cr3＋氧化为Cr2O，CrCl3与KMnO4最佳用量比为 。这与由反应10Cr3＋＋6MnO＋11H2OCr2O＋6Mn2＋＋22H＋所推断得到的用量比不符，你推测的原因是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
2.(2023·梅州二模)Fe/Fe3O4磁性材料在很多领域具有应用前景，其制备过程如下：在氩气气氛下，向装有50 mL 1 mol·L－1 FeCl2溶液的三颈烧瓶(装置如图)中逐滴加入100 mL 14 mol·L－1 KOH溶液，用磁力搅拌器持续搅拌，在100 ℃下回流3 h，得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀。
(1)使用恒压滴液漏斗的优点是__________________________________。
(2)三颈烧瓶中发生反应的离子方程式为__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)待三颈烧瓶中的混合物冷却后，过滤，再依次用沸水和乙醇洗涤，在40 ℃下干燥后焙烧3 h，得到Fe/Fe3O4复合物产品3.24 g。
①焙烧需在隔绝空气的条件下进行，原因是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②判断沉淀是否已经用水洗涤干净，应选择的试剂为 ；使用乙醇洗涤的目的是_____________________________________________________________
__________________________________________________________________。
③计算实验所得产品的产率：__________________________________________。
(4)已知FeO的晶胞结构如图所示，Fe原子的配位数是 ，设其中原子坐标参数A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，则C的坐标参数为 。
3.(2023·茂名二模)84消毒液的有效成分为NaClO，广泛应用于物体表面和环境等的消毒。实验室利用以下装置制备NaClO并进行性质探究。
(1)装置B的作用是_________________________________________________。
(2)生成NaClO的离子反应方程式为____________________________________
__________________________________________________________________。
(3)某小组研究25 ℃下NaClO稳定性的影响因素。
提出假设：NaClO溶液中加入Na2SiO3或改变NaCl浓度，对NaClO的稳定性有影响。
设计方案并完成实验： 用浓度为1 mol·L－1的NaClO溶液、NaCl溶液、Na2SiO3溶液和NaOH溶液按下表配制总体积相同的系列溶液；相同时间内测定溶液中有效氯(指次氯酸钠中氯元素质量占样品的百分含量)，记录数据。
序 号 V(NaClO) /mL V(Na2SiO3) /mL V(NaCl) /mL V(NaOH) /mL V(H2O) /mL 有效氯 /%
Ⅰ 40.00 / / / 10.00 3.6
Ⅱ 40.00 / 4.00 a 4.18
Ⅲ 40.00 / 2.00 8.00 4.12
Ⅳ 40.00 / 1.00 9.00 4.24
Ⅴ 40.00 b 8.00 4.28
Ⅵ 40.00 6.00 4.00 4.38
①根据表中信息，补充数据：a＝_______________________________；
b＝ 。
②由实验Ⅱ和Ⅲ可知，增加NaCl的浓度，NaClO溶液的稳定性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。
③由实验可知，增加Na2SiO3浓度NaClO稳定性增加，结合上述数据用相关原理解释_________________________________________________________
_________________________________________________________________。
实验结论：假设成立。
(4)实验拓展。探索NaClO分解规律，发现其浓度和速率常数k满足下列关系：ln c(NaClO)＝－kt＋b[其中b为常数，t为时间(单位为h)]。
①25 ℃下速率常数k＝0.003 h－1，c(NaClO)变为原来一半时，所需的时间约为 h。(已知ln 2≈0.693)
②除添加NaCl、NaOH、Na2SiO3浓溶液外，提出一条减缓NaClO分解的措施____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
4.(2023·广东百万联考模拟)氯化氰(CNCl)，又名氯甲氰，是重要的化工中间体，在农药、医药、化工助剂等方面有着广泛的应用。某小组制备氯化氰并探究其性质，装置如图所示。回答下列问题：
已知部分信息如下：
①CNCl的熔点为－6.5 ℃，沸点为13.1 ℃，可溶于水并与水反应；NaCN具有较强的还原性。
②合成原理：在－10～－5 ℃条件下，Cl2＋NaCN===NaCl＋CNCl。
(1)NaNO2所含元素中第一电离能最大的是 (填元素符号)，B的作用是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)F中干冰和丙酮的作用是降低温度，此时干冰 (填“升华”或“凝华”)。
(3)实验中，先向D中通入 (填“N2”或“Cl2”)。
(4)D中温度高于－5 ℃时，CNCl与NaCN反应只生成NaCl和气体X(纯净物，其结构中不含环状结构)，X的电子式为 。当G中 (填实验现象)时，停止通入Cl2。
(5)本实验在通风橱中进行且操作者佩戴防毒面具，原因是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
向盛有Na2S溶液的试管中通入少量CNCl，然后滴加一滴FeCl3溶液，溶液立即变为红色，Na2S和CNCl反应的离子方程式为____________________________
____________________________________________________________________。
(6)上述实验中，NaCN完全反应时收集到10.1 g CNCl，产率为 %(结果保留整数)。
5.(2023·全国新课标卷)实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下：
相关信息列表如下：
物质 性状 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
安息香 白色固体 133 344 难溶于冷水，溶于热水、乙醇、乙酸
二苯乙二酮 淡黄色固体 95 347 不溶于水，溶于乙醇、苯、乙酸
冰乙酸 无色液体 17 118 与水、乙醇互溶
装置示意图如下图所示，实验步骤为：
①在圆底烧瓶中加入10 mL冰乙酸、5 mL水及9.0 g FeCl3·6H2O，边搅拌边加热，至固体全部溶解。
②停止加热，待沸腾平息后加入2.0 g安息香，加热回流45～60 min。
③加入50 mL水，煮沸后冷却，有黄色固体析出。
④过滤，并用冷水洗涤固体3次，得到粗品。
⑤粗品用75%的乙醇重结晶，干燥后得淡黄色结晶1.6 g。
回答下列问题：
(1)仪器A中应加入 (填“水”或“油”)作为热传导介质。
(2)仪器B的名称是 ；冷却水应从 (填“a”或“b”)口通入。
(3)实验步骤②中，安息香必须待沸腾平息后方可加入，其主要目的是___________________________________________________________________。
(4)在本实验中，FeCl3为氧化剂且过量，其还原产物为 ；某同学尝试改进本实验：采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮。该方案是否可行 ？简述判断理由____________________________________________
____________________________________________________________________。
(5)本实验步骤①～③在乙酸体系中进行，乙酸除作溶剂外，另一主要作用是防止__________________________________________________________________。
(6)若粗品中混有少量未氧化的安息香，可用少量 洗涤的方法除去(填标号)。若要得到更高纯度的产品，可用重结晶的方法进一步提纯。
a.热水 b.乙酸 c.冷水 d.乙醇
(7)本实验的产率最接近于 (填标号)。
a.85% b.80% c.75% d.70%
题型特训2 定量及探究类综合实验题
6.(2023·深圳二调)某学习小组按下图所示流程，在实验室模拟处理含苯酚的工业废水，并进行相关实验探究。
回答下列问题：
(1)“操作Ⅰ”所使用的玻璃仪器有烧杯和 (填仪器名称)，流程中可循环使用的物质是 (填名称)。
(2)“水层2”中主要溶质为 (填化学式)。
(3)将所得苯酚配制成一定浓度的苯酚溶液，探究铁盐种类和pH对苯酚与Fe3＋显色反应的影响。
查阅资料
ⅰ.[Fe(C6H5O)6]3－为紫色；
ⅱ.Na＋对苯酚与Fe3＋的显色反应无影响；
ⅲ.[Fe(C6H5O)6]3－对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与[Fe(C6H5O)6]3－的浓度在一定范围内成正比。
提出猜想：
猜想1：Cl－对苯酚与Fe3＋的显色反应有影响
猜想2：SO对苯酚与Fe3＋的显色反应有影响。
猜想3：H＋对苯酚与Fe3＋的显色反应有影响。
进行实验：
常温下，用盐酸调节pH配制得到pH分别为a和b的0.1 mol·L－1 FeCl3溶液(a>b)，用硫酸调节pH配制得到pH分别为a和b的0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液。取5 mL苯酚溶液于试管中，按实验1～4分别再加入0.1 mL含Fe3＋的试剂，显色10 min后用紫外－可见分光光度计测定该溶液的吸光度(本实验条件下，pH改变对Fe3＋水解程度的影响可忽略)。
序号 含Fe3＋的试剂 吸光度
0.1 mol·L－1 FeCl3溶液 0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液
1 pH＝a / A1
2 pH＝b / A2
3 / pH＝a A3
4 / pH＝b A4
结果讨论 实验结果为A1>A2>A3>A4。
①根据实验结果，小组同学认为此结果不足以证明猜想3成立的理由是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
②为进一步验证猜想，小组同学设计了实验5和6，补充下表中相关内容。(限选试剂：NaCl溶液、Na2SO4溶液、NaCl固体、Na2SO4固体)
序 号 含Fe3＋的试剂 再加入 的试剂 吸光度
0.1 mol·L－1 FeCl3溶液 0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液
5 / pH＝a NaCl固体 A5
6 pH＝a / A6
③根据实验1～6的结果，小组同学得出猜想1不成立，猜想2成立，且SO对苯酚与Fe3＋的显色反应起抑制作用，得出此结论的依据是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
④根据实验1～6的结果，小组同学得出猜想3成立，且H＋对Fe3＋与苯酚的显色反应有抑制作用，从化学平衡角度解释其原因是___________________________
____________________________________________________________________。
(4)小组同学利用滴定法测定所得“水层2”中苯酚的含量：向V1 mL样品溶液中加入过量溴水，将苯酚全部转化为化合物M；再加入过量KI溶液，充分反应后，用c mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定。
已知：ⅰ.H＋＋2I－＋―→＋Br－＋I2
ⅱ.I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6
①加入KI溶液前需加热除去多余的Br2，否则会使测定结果 (填“偏高”或“偏低”)。
②若消耗Na2S2O3标准溶液的体积为V2 mL，则样品中苯酚的浓度为 g·L－1(用含c、V1、V2的代数式表示)。
7.(2023·汕头二模)络氨铜Cu(NH3)4SO4受热易分解产生氨气，络氨铜在乙醇—水混合溶剂中溶解度变化曲线如图所示，溶于水产生的Cu(NH3)存在平衡：Cu(NH3)??Cu2＋＋4NH3 K＝4.8×10－14
Ⅰ.制备少量[Cu(NH3)4SO4·H2O]晶体，设计实验方案如下：
Cu——
(1)仪器A的名称为 ，对比铜和浓硫酸加热制备硫酸铜，该方案的优点是____________________________________________________________________
________________________________________________________(答一条即可)。
(2)悬浊液B为Cu2(OH)2SO4，补全下列离子方程式：
2Cu2＋＋ ＋SO===Cu2(OH)2SO4↓＋
(3)某同学认为上述方案中的溶液C中一定含Cu(NH3)4SO4，设计如下方案证明其存在：加热深蓝色溶液并检验逸出气体为氨气。你认为此方案 (填“可行”或“不可行”)，理由是______________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)取溶液C于试管中，加入 (填试剂)，并用玻璃棒摩擦试管壁，即可得到产物晶体。
Ⅱ.探究浓氨水和CuSO4溶液反应
(5)某同学阅读教材中浓氨水和CuSO4溶液反应实验步骤：“取2 mL 0.1 mol/L的CuSO4溶液于试管中，滴加几滴1 mol/L的氨水，立即产生浅蓝色沉淀，继续滴加氨水并振荡试管，沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液”，设计如下方案探究浓氨水和CuSO4溶液反应产物的影响因素。
①利用平衡移动原理对实验b的现象进行解释
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②某同学测得0.1 mol/L CuSO4溶液的pH＝3.2，于是设计实验c的试剂为c(SO)＝0.1 mol/L，pH＝3.2硫酸和硫酸钠混合液，其目的是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
8.(2023·广州天河区二模)已知Ag＋＋Fe2＋??Ag↓＋Fe3＋为可逆反应，某小组设计实验测定该反应平衡常数并探究影响化学平衡移动的因素。
(1)配制0.01 mol·L－1 Ag2SO4溶液和0.04 mol·L－1 FeSO4溶液。
Fe2＋基态核外电子排布式为___________________________________________，
实验中所需的玻璃仪器有容量瓶、量筒和 (从下图中选择，写出名称)。
(2)常温下，测定该反应的平衡常数K。
资料卡片 ⅰ.Ag＋＋SCN－??AgSCN↓(白色) K＝1012； Fe3＋＋SCN－??FeSCN2＋(红色) K＝102.3 ⅱ.pH为9～11.5条件下Fe3＋和磺基水杨酸(H3R)生成稳定的黄色络合物[FeR3]6－，[FeR3]6－可以通过测定吸光度得知其浓度。
将0.01 mol·L－1 Ag2SO4溶液与0.04 mol·L－1 FeSO4溶液等体积混合，产生灰黑色沉淀，溶液呈黄色，过滤得澄清滤液。(忽略反应引起的溶液体积变化)
①甲同学通过测定滤液中Ag＋浓度测得K。取V mL滤液，用c0 mol·L－1 KSCN标准溶液滴定滤液中Ag＋，至滴定终点时消耗KSCN标准溶液V0 mL。滴定终点的现象为______________________________________________________________
____________________________________________________________________，
反应Ag＋＋Fe2＋??Ag↓＋Fe3＋的平衡常数K＝ (用含c0、V0、V的计算式表示)。
②乙同学通过测定滤液中Fe3＋浓度测得K。取5.00 mL滤液，加入2 mL 2%磺基水杨酸溶液，加入pH为9～11.5的缓冲溶液，测定吸光度。测得溶液中Fe3＋浓度为c mol·L－1，则Ag＋＋Fe2＋??Ag↓＋Fe3＋的平衡常数K＝ (用含c的计算式表示)。
(3)该小组进一步研究常温下稀释对该平衡移动方向的影响。
用0.01 mol·L－1 Ag2SO4溶液和0.04 mol·L－1 FeSO4溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液，测定平衡时Fe3＋浓度，记录数据。
序号 V(Ag2SO4) /mL V(FeSO4) /mL V(H2O) /mL c(Fe3＋) /mol·L－1
Ⅰ 10 10 c1
Ⅱ 2 a b c2
a＝ ，b＝ 。c1和c2存在的关系是 (用含c1和c2的不等式表示)，该关系可以作为判断稀释对该平衡移动方向影响的证据。
9.(2023·揭阳联考)硼被命名为Boron，是“焊剂”的意思。说明古人已经知道硼砂(Na2B4O7·10H2O)可以用作焊接的助熔剂。
回答下列问题：
Ⅰ.硼酸(H3BO3)是白色粉末状结晶。工业上，硼砂溶液中加入硫酸可生产H3BO3。
(1)配制500 mL 0.1 mol·L－1的H3BO3溶液，需用托盘天平称取H3BO3的质量为 g。
(2)滴定法可以准确测定上述硼酸溶液的浓度。下列操作正确的是 (填选项字母)。
A.排气泡 B.量取硼酸 C.滴定 D.读数
(3)H3BO3是一元弱酸，溶于水生成B(OH)和H＋，加入甘油生成配离子，酸性增强。
①从结构角度分析，H3BO3溶于水生成B(OH)的原因是___________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
②用NaOH标准溶液滴定其配合物溶液可准确测定H3BO3浓度。滴定的过程如下：
移取25.00 mL上述H3BO3溶液于锥形瓶中，加入适量甘油，静置3 min后，加入2～3滴酚酞溶液，用0.100 0 mol·L－1的NaOH标准溶液滴定至终点，其滴定曲线如图所示。
a.当恰好达到滴定终点时的现象为__________________________________
______________________________________________________________。
b.根据滴定曲线，H3BO3为一元弱酸的依据是____________________________
_______________________________________________________________。
Ⅱ.硼砂溶于水会发生水解：B4O＋7H2O??2B(OH)＋2H3BO3，加入少量强酸或强碱，溶液pH变化不超过±1，保持相对稳定。某兴趣小组研究25 ℃下硼砂溶液中pH相对稳定的原因。
已知：溶液中主要存在的离子平衡为H3BO3＋H2O??B(OH)＋H＋、B(OH)??H3BO3＋OH－。
提出假设：硼砂溶液通过H3BO3和B(OH)之间的相互转化，保持溶液pH相对稳定。
设计方案并完成实验：用0.05 mol·L－1 Na2B4O7溶液、0.5 mol·L－1盐酸和0.5 mol·L－1 NaOH溶液，按照下表配制混合溶液，测定pH，记录数据。其中B4O完全转化为H3BO3和B(OH)的浓度就是“相当”浓度。
序号 ① ② ③ ④ ⑤
V(Na2B4O7)/mL 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00
V(HCl)/mL 4.00 a 0 0 0
V(NaOH)/mL 0 0 0 2.00 4.00
V(H2O)/mL 6.00 b 10.00 8.00 6.00
相当c(H3BO3)/mol·L－1 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04
相当c[B(OH)]/mol·L－1 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12
pH 8.76 9.02 9.24 9.46 9.72
(4)根据表中信息，补充数据：a＝_____________________________________；
b＝ 。
(5)向40.00 mL NaCl溶液中加入4.00 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液和6.00 mL H2O，溶液pH由7变为12.6，变化很大。实验⑤中pH变化却不大，从平衡移动的角度分析原因：__________________________________________________________
___________________________________________________________________。
实验结论：假设成立。
10.(2023·深圳外国语学校模拟)研究发现“利用零价铁还原NO可脱除地下废水中硝酸盐”。实验室利用如下装置探究铁粉与KNO3溶液的反应，实验步骤有如下六步：
①打开弹簧夹，缓慢通入N2，并保持后续反应均在N2氛围中进行；
②加入pH已调至2.5的0.01 mol·L－1 KNO3酸性溶液100 mL，一段时间后铁粉部分溶解，溶液逐渐变为浅绿色；待铁粉不再溶解后静置，发现剩余固体表面有少量白色物质附着；
③连接好装置，并检查装置的气密性；
④检测到滤液中存在NO、NH和Fe2＋；
⑤装好药品；
⑥过滤剩余固体时，表面的白色物质变为红褐色。
回答下列问题：
(1)实验前使用仪器a的第一步操作是 。
(2)通入N2并保持后续反应均在N2氛围中进行，其实验目的是___________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)实验步骤的正确顺序是 。
(4)白色物质是 (填化学式)。
(5)检验滤液中NO的实验方案是_______________________________________
__________________________________________________________________。
(6)某地下废水中NO的含量测定。取V L废水，加入稀硫酸酸化，再加入V1 mL c1 mol·L－1 FeSO4标准溶液(过量)，充分反应后，用c2 mol·L－1酸性KMnO4标准溶液滴定剩余的Fe2＋，消耗酸性KMnO4标准溶液的体积为V2 mL。
①酸性KMnO4标准溶液与Fe2＋反应的离子方程式为__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
②终点时的实验现象是______________________________________________
__________________________________________________________________。
③该地下废水中NO的含量为 mg·L－1(用含c1、c2、V、V1、V2的代数式表示)。
综合题突破三 化学实验综合题
1.答案 （1）①3d54s1 ②将四氯化碳吹入管式炉中和Cr2O3反应生成三氯化铬 ③冷水 ④Cr2O3＋3CCl43COCl2＋2CrCl3
（2）CH3OH＋2CrO＋10H＋===2Cr3＋＋7H2O＋CO2↑
（3）①反应的活化能较高需要较高温度反应才能进行 ②1∶1 ③高锰酸根离子和溶液中氯离子发生了氧化还原反应，导致高锰酸钾溶液用量增加
解析 A中四氯化碳通过氮气进入装置B中和Cr2O3反应生成三氯化铬，生成物在C中冷凝，尾气进行处理减少污染。（1）①Cr为24号元素，原子的价电子排布式为3d54s1。②三氯化铬易升华，高温下能被氧气氧化，实验前先往装置A中通入N2，其目的是排尽装置中的空气防止空气中氧气氧化三氯化铬，在实验过程中还需要持续通入N2，其作用是将四氯化碳吹入管式炉中和Cr2O3反应生成三氯化铬。③三氯化铬熔点为83 ℃，则装置C的水槽中应盛有冷水，便于生成物冷凝。④装置B中反应为四氯化碳和Cr2O3反应生成三氯化铬，还会生成光气（COCl2），B中反应Cr2O3＋3CCl43COCl2＋2CrCl3；（2）CH3OH将铬酸钠（Na2CrO4）还原为CrCl3，同时甲醇被氧化为二氧化碳气体，离子方程式CH3OH＋2CrO＋10H＋===2Cr3＋＋7H2O＋CO2↑；（3）①CrCl3与KMnO4在常温下反应，观察不到Cr2O离子的橙色，另一种可能的原因是反应的活化能较高需要较高温度反应才能进行，所以必须将反应液加热至沸腾4～5 min后，才能观察到反应液由紫红色逐渐变为橙黄色的实验现象。②由表中数据可知，在上述反应条件下，欲将Cr3＋氧化为Cr2O，高锰酸钾最佳用量为10滴，则CrCl3与KMnO4最佳用量比为10∶10＝1∶1；这与由反应10Cr3＋＋6MnO＋11H2O5Cr2O＋6Mn2＋＋22H＋所推断得到的用量比不符，可能原因是高锰酸根离子和溶液中氯离子发生了氧化还原反应，导致高锰酸钾溶液用量增加。
2.答案 （1）平衡气压，便于液体顺利流下
（2）4Fe2＋＋8OH－Fe↓＋Fe3O4↓＋4H2O
（3）①防止产品中的铁被空气中的氧气氧化
②稀硝酸和硝酸银溶液（或其他合理答案） 除去晶体表面的水分，便于快速干燥 ③90.0%
（4）6 （1，，）
解析 （3）②因为反应后溶液中有Cl－，所以判断沉淀是否已经用水洗涤干净，需取最后一次洗涤液，加入稀硝酸酸化，然后加入硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，则证明已洗涤干净，故检验沉淀是否洗涤干净所需的试剂是稀硝酸、硝酸银溶液；乙醇易溶于水，且易挥发，所以最后使用乙醇洗涤的目的是除去晶体表面的水分，便于快速干燥。③50 mL 1 mol·L－1 FeCl2溶液中铁元素的物质的量为0.05 mol，根据反应4Fe2＋＋8OH－Fe↓＋Fe3O4↓＋4H2O可知生成Fe、Fe3O4的物质的量均为0.012 5 mol，故实验所得产品的产率为×100%＝90.0%。
3.答案 （1）除去Cl2中的HCl，长颈漏斗可以平衡气压，减缓Cl2的通入，使反应更充分
（2）Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
（3）①6.00 2.00 ②增强 ③NaClO溶液水解生成HClO，HClO不稳定，所以NaClO溶液不稳定，加入硅酸钠溶液，硅酸钠溶液显碱性，可以减少NaClO的水解，增强NaClO溶液的稳定性
（4）① h ②降低温度
解析 用二氧化锰和浓盐酸制取Cl2，通过饱和食盐水，可以除去Cl2中的HCl，再用Cl2与饱和的NaOH溶液反应，制备NaClO。（1）装置B中装有饱和食盐水，可以除去Cl2中的HCl，长颈漏斗可以平衡气压，减缓Cl2的通入，使反应更充分；（2）Cl2与饱和的NaOH溶液反应，制备NaClO，反应的方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；（3）①探究Na2SiO3或改变NaCl浓度，对NaClO的有效氯的影响，保证溶液的总体积不变，所以总体积为50 mL，a＝6.00，b＝2.00；②根据表中的数据，由实验Ⅱ和Ⅲ可知，增加NaCl的浓度，NaClO溶液的稳定性增强；③NaClO溶液水解生成HClO，HClO不稳定，所以NaClO溶液不稳定，加入硅酸钠溶液，硅酸钠溶液显碱性，可以减少NaClO的水解，增强NaClO溶液的稳定性；（4）①根据公式：ln c（NaClO）＝－kt＋b，当NaClO变成0.5 mol/L时，代入数据ln 0.5＝－0.003t＋b，解得t＝ h；②降低温度，可以减少NaClO的水解，提高NaClO的稳定性。
4.答案 （1）N 干燥N2 （2）升华 （3）N2
（4）∶N C∶C N∶ 气泡突然增多（或其他合理答案） （5）CNCl和Cl2都有毒（或其他合理答案） CNCl＋S2－===SCN－＋Cl－ （6）80
解析 （6）理论产量：m（CNCl）＝10 g×≈12.55 g，则产率约为80%。
5.答案 （1）油 （2）球形冷凝管 a
（3）防止沸腾时加入安息香固体引起暴沸
（4）FeCl2（Fe2＋） 可行，因空气中的氧气可将FeCl2（Fe2＋）氧化为FeCl3（Fe3＋），从而实现循环
（5）氯化铁水解 （6）a （7）b
解析 （1）该实验需要加热使冰乙酸沸腾，冰乙酸的沸点超过了100 ℃，应选择油浴加热，所以仪器A中应加入油作为热传导介质；（2）根据仪器的结构特征可知，B为球形冷凝管，为了充分冷却，冷却水应从a口进，b口出；（3）步骤②中，若沸腾时加入安息香，会暴沸，所以需要沸腾平息后加入；（4）FeCl3为氧化剂，则铁的化合价降低，还原产物为FeCl2；（5）氯化铁易水解，所以步骤①～③中，乙酸除做溶剂外，另一主要作用是防止氯化铁水解；（6）根据安息香和二苯乙二酮的溶解特征，安息香溶于热水，二苯乙二酮不溶于水，所以可以采用热水洗涤粗品除去安息香；（7）2.0 g安息香（C14H12O2）的物质的量约为0.009 4 mol，理论上可产生二苯乙二酮（C14H10O2）的物质的量约为0.009 4 mol，质量约为1.98 g，产率为×100%＝80.8%，最接近80%。
6.答案 （1）分液漏斗 苯
（2）NaHCO3
（3）①Cl－或SO对苯酚与Fe3＋的显色可能有影响 ②Na2SO4固体 ③A5＝A3，A6
解析 由题干工艺流程图可知，向含苯酚的废水中加入苯进行萃取，操作Ⅰ是萃取分液，分液后得到水层1和有机层，向有机层中加入NaOH溶液将苯酚转化为苯酚钠，然后进行分液，分液后得到有机层（含有苯）和水层，向水层溶液中通入足量的CO2后将苯酚钠转化为苯酚和碳酸氢钠溶液，然后进行过滤，过滤得到苯酚和水层2。再利用控制变量法进行探究氯离子、硫酸根离子、氢离子对显色的影响。（1）由分析可知，操作Ⅰ为萃取、分液，因此使用的玻璃仪器有烧杯和分液漏斗，操作Ⅱ是分液，得到有机层（含有苯），则苯可以循环使用。（2）反应Ⅱ是苯酚钠和二氧化碳反应生成苯酚和碳酸氢钠溶液，苯酚溶解度比较小，分液，则“水层2”中主要溶质为NaHCO3。（3）①由题干实验信息可知，实验1、2和实验3、4使用溶液中的Cl－或SO浓度不同，二者阴离子可能也对Fe3＋的显色有影响，即根据实验结果，小组同学认为此结果不足以证明猜想3成立的理由是Cl－或SO对苯酚与Fe3＋的显色可能有影响。②为进一步验证猜想即验证Cl－或SO对苯酚与Fe3＋的显色是否有影响，小组同学设计了实验5和6，根据控制变量可知，实验5、6的pH值相同，Fe3＋浓度相同，实验5改变Cl－浓度，实验6则改变SO浓度，故选用的试剂为Na2SO4固体。③根据实验1～6的结果，小组同学得出猜想1不成立，猜想2成立，且SO对苯酚与Fe3＋的显色反应起抑制作用，说明氯离子对实验没有影响，则A5＝A3，硫酸根对实验有抑制作用，说明实验6相比实验1来说A6
（2）2Cu2＋＋2NH3·H2O＋SO===Cu2（OH）2SO4↓＋2NH
（3）不可行 溶液C中含有氨水，氨水不稳定，加热也能生成氨气
（4）无水乙醇
（5）①OH－与Cu2＋生成浅蓝色沉淀，使得Cu2＋浓度降低，平衡向右移动，Cu（NH3）浓度降低，溶液变为无色 ②研究硫酸根对浓氨水和CuSO4溶液反应产物的影响
解析 （1）Cu在仪器A中和O2加热生成CuO，所以仪器A为坩埚；然后CuO与硫酸反应生成硫酸铜，对比铜和浓硫酸加热制备硫酸铜，该方案的优点是没有SO2生成，更环保。（2）硫酸铜溶液中通入氨水得到悬浊液B为Cu2（OH）2SO4，2Cu2＋＋2NH3·H2O＋SO===Cu2（OH）2SO4↓＋2NH。（3）溶液C为悬浊液B加入过量氨水得到，所以溶液C中含有氨水，氨水不稳定，加热也能生成氨气；所以该同学设计方案不合理。（4）由题干信息可知，络氨铜在乙醇－水混合溶剂中溶解度随着乙醇体积分数增大，溶解度减小，所以取溶液C于试管中，加入无水乙醇，并用玻璃棒摩擦试管壁，即可得到产物晶体。（5）①已知Cu（NH3）4SO4溶于水产生的Cu（NH3）存在平衡Cu（NH3）??Cu2＋＋4NH3，加入NaOH溶液，OH－与Cu2＋生成浅蓝色沉淀，使得Cu2＋浓度降低，平衡向右移动，Cu（NH3）浓度降低，溶液变为无色。②实验a和b分别研究了铜离子浓度和溶液酸碱性对浓氨水和CuSO4溶液反应产物的影响，某同学测得0.1 mol/L CuSO4溶液的pH＝3.2，于是设计实验c的试剂为c（SO）＝0.1 mol/L，pH＝3.2硫酸和硫酸钠混合液，对比实验a和b，设计此实验的目的是研究硫酸根对浓氨水和CuSO4溶液反应产物的影响。
8.答案 （1）1s22s22p63s23p63d6 烧杯、玻璃棒、胶头滴管
（2）①最后半滴标准液加入后，溶液变红色，且半分钟内不褪色 ②
（3）2 16 c1>5c2
解析 （1）铁为26号元素，失去2个电子得到亚铁离子，Fe2＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6；配制一定浓度的溶液，实验中所需的玻璃仪器有容量瓶、量筒和烧杯、玻璃棒、胶头滴管；（2）①铁离子和KSCN溶液反应溶液变红色，故滴定终点的现象为：最后半滴标准液加入后，溶液变红色，且半分钟内不褪色；0.01 mol·L－1 Ag2SO4溶液与0.04 mol·L－1 FeSO4溶液等体积混合，亚铁离子过量，银离子完全反应，Ag＋＋Fe2＋??Ag↓＋Fe3＋，反应后c（Fe2＋）＝c（Fe3＋）≈0.01 mol·L－1；根据Ag＋＋SCN－??AgSCN↓，可知滤液中c（Ag＋）＝ mol·L－1，故反应Ag＋＋Fe2＋??Ag↓＋Fe3＋的平衡常数K＝＝；
②0.01 mol·L－1 Ag2SO4溶液与0.04 mol·L－1 FeSO4溶液等体积混合后银离子、亚铁离子的初始浓度分别为0.01 mol·L－1、0.02 mol·L－1，Ag＋＋Fe2＋??Ag↓＋Fe3＋，反应后生成Fe3＋浓度为c mol·L－1，则反应后银离子、亚铁离子的浓度分别为（0.01－c） mol·L－1、（0.02－c） mol·L－1，则反应的平衡常数K＝＝；（3）研究常温下稀释对该平衡移动方向的影响，用0.01 mol·L－1 Ag2SO4溶液和0.04 mol·L－1 FeSO4溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液，测定平衡时Fe3＋浓度，则实验中变量为Ag2SO4、FeSO4溶液的浓度，故实验中a＝2，b＝10＋10－2－2＝16；溶液稀释后平衡向离子浓度增大的方向移动，故平衡逆向移动，c1和c2关系为c1>c2，故c1>5c2。
9.答案 （1）3.1 （2）AD （3）①B原子存在空轨道，容易与OH－形成配位键 ②a.当滴入最后半滴NaOH溶液时，溶液由无色变成浅红色，且30 s内不变色 b.0.100 0 mol·L－1的硼酸溶液pH为2.8，与等浓度NaOH溶液滴定的体积比为1∶1，所以硼酸为一元弱酸 （4）2.00 8.00 （5）Na2B4O7溶液中存在离子平衡B（OH）??H3BO3＋OH－，加入4.00 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液，溶液中c（OH－）增大，平衡逆向移动，使c（OH－）的增大值减小，因此溶液pH变化不大（答案合理即可）
解析 （1）需用托盘天平称取H3BO3的质量为0.50 L×0.1 mol·L－1×62 g·mol－1＝3.1 g。（2）B中应该用酸式滴定管，C中眼睛注视锥形瓶颜色变化。（3）①B原子存在空轨道，容易与OH－形成配位键。②a.当滴入最后半滴NaOH溶液时，溶液由无色变成浅红色，且30 s内不变色，则达到滴定终点。b.0.100 0 mol·L－1的硼酸溶液pH为2.8，与等浓度NaOH溶液滴定的体积比为1∶1，所以硼酸为一元弱酸。（4）实验②中加入a mL 0.5 mol·L－1盐酸后，溶液中c（H3BO3）由实验③中的0.08 mol·L－1增大为0.10 mol·L－1，溶液总体积为50 mL，则Δn（H3BO3）＝1×10－3 mol；根据溶液中的离子平衡H3BO3＋H2O??B（OH）＋H＋可知，Δn（H＋）＝1×10－3 mol，则V（H＋）＝2×10－3 mL，所以a＝2；又因为溶液总体积为50 mL，所以b＝8。（5）Na2B4O7溶液中存在离子平衡B（OH）??H3BO3＋OH－，加入4.00 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液，溶液中c（OH－）增大，平衡逆向移动，使c（OH－）的增大值减小，因此溶液pH变化不大。
10.答案 （1）检查分液漏斗是否漏液
（2）排除氧气对Fe与硝酸反应的干扰
（3）③⑤①②⑥④ （4）Fe（OH）2
（5）取一定量的滤液于试管中，加入稀硫酸，溶液内有气泡产生，在试管口变为红棕色，则滤液中含有硝酸根
（6）①MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋4H2O
②当滴入最后半滴标准液时，溶液变浅红色，且半分钟内不褪色
③ mg/L
解析 该实验研究铁粉与KNO3溶液的反应，实验前需要对分液漏斗进行查漏，连接好装置后先检查装置气密性，加入实验药品，空气中的氧气会影响Fe与硝酸根离子的反应，故要通入氮气以除去氧气对实验的干扰，反应开始后铁粉部分溶解，溶液逐渐变为浅绿色，说明有Fe2＋生成，溶液的酸性减弱，Fe2＋水解得到Fe（OH）2，氢氧化亚铁在过滤时被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，颜色变为红褐色；（1）根据上述分析，第一步操作为检查分液漏斗是否漏液；（2）根据上述分析，通入N2的目的，排除氧气对Fe与硝酸反应的干扰；（3）根据分析，顺序为：③⑤①②⑥④；（4）根据分析，白色物质为Fe（OH）2；（5）检验NO可利用NO在酸性条件下有强氧化性的特点检验；（6）当滴入最后半滴标准液时，溶液变浅红色，且半分钟内不褪色；水样中NO被Fe2＋还原成NO，根据氧化还原反应规律可知二者关系NO～3Fe2＋，剩余的Fe2＋被MnO氧化，MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，二者关系式：5Fe2＋～MnO，则水样中NO的含量：×62 g/mol×103 mg＝ mg/L。
