專題十五化學實驗大題目錄：2023年真題展現考向一考查實驗儀器、基本操作考向二考查有機實驗考向三考查實驗流程實驗考向四考查定性實驗與定量實驗考向五考查工藝流程與化學實驗考向六考查實驗探究真題考查解讀近年真題對比考向一考查物質的制備考向二考查實驗方案考向三考查定量實驗考向四考查實驗流程考向五考查實驗探究命題規律解密名校模擬探源易錯易混速記考向一考查實驗儀器、基本操作1.（2023·全國甲卷第27題）鈷配合物溶于熱水，在冷水中微溶，可通過如下反應制備：。具體步驟如下：Ⅰ.稱取，用水溶解。Ⅱ.分批加入后，將溶液溫度降至以下，加入活性炭、濃氨水，攪拌下逐滴加入的雙氧水。Ⅲ.加熱至反應。冷卻，過濾。Ⅳ.將濾得的固體轉入含有少量鹽酸的沸水中，趁熱過濾。Ⅴ.濾液轉入燒杯，加入濃鹽酸，冷卻、過濾、干燥，得到橙黃色晶體。回答下列問題：（1）步驟Ⅰ中使用的部分儀器如下。儀器a的名稱是_______。加快NH4Cl溶解的操作有_______。（2）步驟Ⅱ中，將溫度降至10℃以下以避免_______、_______；可選用_______降低溶液溫度。（3）指出下列過濾操作中不規范之處：_______。（4）步驟Ⅳ中，趁熱過濾，除掉的不溶物主要為_______。（5）步驟Ⅴ中加入濃鹽酸的目的是_______。【答案】（1）錐形瓶升溫，攪拌等（2）濃氨水分解和揮發雙氧水分解③.冰水浴（3）玻璃棒沒有緊靠三層濾紙處，漏斗末端較長處（尖嘴部分）沒有緊靠在“盛濾液”的燒杯內壁（4）活性炭（5）利用同離子效應，促進鈷配合物[Co(NH3)6]Cl3盡可能完全析出，提高產率【解析】稱取2.0g氯化銨，用5mL水溶解后，分批加入3.0gCoCl2·6H2O后，降溫，在加入1g活性炭，7mL濃氨水，攪拌下逐滴加入10mL6%的雙氧水，加熱反應20min，反應完成后，冷卻，過濾，鈷配合物在冷水中會析出固體，過濾所得固體為鈷配合物[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的混合物，將所得固體轉入有少量鹽酸的沸水中，趁熱過濾，除去活性炭，將濾液轉入燒杯中，加入濃鹽酸，可促進鈷配合物[Co(NH3)6]Cl3析出，提高產率，據此解答。（1）由圖中儀器的結構特征可知，a為錐形瓶；加快氯化銨溶解可采用升溫，攪拌等；（2）步驟Ⅱ中使用了濃氨水和雙氧水，他們高溫下易揮發，易分解，所以控制在10℃以下，避免濃氨水分解和揮發，雙氧水分解，要控制溫度在10℃以下，通常采用冰水浴降溫；（3）下圖為過濾裝置，圖中玻璃棒沒有緊靠三層濾紙處，可能戳破濾紙，造成過濾效果不佳。還有漏斗末端較長處（尖嘴部分）沒有緊靠在“盛濾液”的燒杯內壁，可能導致液滴飛濺；（4）步驟Ⅳ中，將所得固體轉入有少量鹽酸的沸水中，根據題目信息，鈷配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于熱水，活性炭不溶于熱水，所以趁熱過濾可除去活性炭；（5）步驟Ⅴ中，將濾液轉入燒杯，由于鈷配合物為[Co(NH3)6]Cl3中含有氯離子，加入4mL濃鹽酸，可利用同離子效應，促進鈷配合物[Co(NH3)6]Cl3盡可能完全析出，提高產率。考向二考查有機實驗2.（2023·遼寧卷第17題）2—噻吩乙醇()是抗血栓藥物氯吡格雷的重要中間體，其制備方法如下：Ⅰ.制鈉砂。向燒瓶中加入液體A和金屬鈉，加熱至鈉熔化后，蓋緊塞子，振蕩至大量微小鈉珠出現。Ⅱ.制噻吩鈉。降溫至，加入噻吩，反應至鈉砂消失。Ⅲ.制噻吩乙醇鈉。降溫至，加入稍過量的環氧乙烷的四氫呋喃溶液，反應。Ⅳ.水解。恢復室溫，加入水，攪拌；加鹽酸調至4~6，繼續反應，分液；用水洗滌有機相，二次分液。Ⅴ.分離。向有機相中加入無水，靜置，過濾，對濾液進行蒸餾，蒸出四氫呋喃、噻吩和液體A后，得到產品。回答下列問題：（1）步驟Ⅰ中液體A可以選擇_______。a.乙醇b.水c.甲苯d.液氨（2）噻吩沸點低于吡咯()的原因是_______。（3）步驟Ⅱ的化學方程式為_______。（4）步驟Ⅲ中反應放熱，為防止溫度過高引發副反應，加入環氧乙烷溶液的方法是_______。（5）步驟Ⅳ中用鹽酸調節pH的目的是_______。（6）下列儀器在步驟Ⅴ中無需使用的是_______(填名稱)：無水的作用為_______。（7）產品的產率為_______(用計算，精確至0.1%)。【答案】（1）c（2）：中含有N原子，可以形成分子間氫鍵，氫鍵可以使熔沸點升高（3）2+2Na→2+H2↑（4）將環氧乙烷溶液沿燒杯壁緩緩加入，此過程中不斷用玻璃棒進行攪拌來散熱（5）將NaOH中和，使平衡正向移動，增大反應物的轉化率（6）球形冷凝管和分液漏斗除去水（7）70.0%【解析】（1）步驟Ⅰ制鈉砂過程中，液體A不能和Na反應，而乙醇、水和液氨都能和金屬Na反應，故選c。（2）噻吩沸點低于吡咯()的原因是：中含有N原子，可以形成分子間氫鍵，氫鍵可以使熔沸點升高。（3）步驟Ⅱ中和Na反應生成2-噻吩鈉和H2，化學方程式為：2+2Na→2+H2↑。（4）步驟Ⅲ中反應放熱，為防止溫度過高引發副反應，加入環氧乙烷溶液的方法是：將環氧乙烷溶液沿燒杯壁緩緩加入，此過程中不斷用玻璃棒進行攪拌來散熱。（5）2-噻吩乙醇鈉水解生成-噻吩乙醇的過程中有NaOH生成，用鹽酸調節pH的目的是將NaOH中和，使平衡正向移動，增大反應物的轉化率。（6）步驟Ⅴ中的操作有過濾、蒸餾，蒸餾的過程中需要直形冷凝管不能用球形冷凝管，無需使用的是球形冷凝管和分液漏斗；向有機相中加入無水MgSO4的作用是除去水。（7）步驟Ⅰ中向燒瓶中加入300ml液體A和4.60g金屬鈉，Na的物質的量為，步驟Ⅱ中Na完全反應，根據方程式可知，理論上可以生成0.2mol2-噻吩乙醇，產品的產率為=70.0%。3.（2023·山東卷第18題）三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高純硅的重要原料，常溫下為無色液體，沸點為31.8℃，熔點為-126.5℃，易水解。實驗室根據反應，利用如下裝置制備SiHCl3粗品(加熱及夾持裝置略)。回答下列問題：（1）制備SiHCl3時進行操作：(ⅰ)……；(ⅱ)將盛有砫粉的瓷舟置于管式爐中；(ⅲ)通入HCl，一段時間后接通冷凝裝置，加熱開始反應。操作(ⅰ)為_____；判斷制備反應結束的實驗現象是_____。圖示裝置存在的兩處缺陷是_____。（2）已知電負性Cl＞H＞Si，SiHCl3在濃NaOH溶液中發生反應的化學方程式為_____。（3）采用如下方法測定溶有少量HCl的SiHCl3純度。m1g樣品經水解、干燥等預處理過程得硅酸水合物后，進行如下實驗操作：①_____，②_____(填操作名稱)，③稱量等操作，測得所得固體氧化物質量為m2g，從下列儀器中選出①、②中需使用的儀器，依次為_____(填標號)。測得樣品純度為_____(用含m1、m2的代數式表示)。【答案】（1）檢查裝置氣密性當管式爐中沒有固體剩余時C、D之間沒有干燥裝置，沒有處理氫氣的裝置（2）SiHCl3+5NaOH=Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O（3）高溫灼燒冷卻AC【解析】氯化氫氣體通入濃硫酸干燥后，在管式爐中和硅在高溫下反應，生成三氯甲硅烷和氫氣，由于三氯甲硅烷沸點為31.8℃，熔點為-126.5℃，在球形冷凝管中可冷卻成液態，在裝置C中收集起來，氫氣則通過D裝置排出同時D可處理多余吸收的氯化氫氣體，據此解答。（1）制備SiHCl3時，由于氯化氫、SiHCl3和氫氣都是氣體，所以組裝好裝置后，要先檢查裝置氣密性，然后將盛有硅粉的瓷舟置于管式爐中，通入氯化氫氣體，排出裝置中的空氣，一段時候后，接通冷凝裝置，加熱開始反應，當管式爐中沒有固體剩余時，即硅粉完全反應，SiHCl3易水解，所以需要在C、D之間加一個干燥裝置，防止D中的水蒸氣進入裝置C中，另外氫氧化鈉溶液不能吸收氫氣，需要在D后面加處理氫氣的裝置；（2）已知電負性Cl＞H＞Si，則SiHCl3中氯元素的化合價為-1，H元素的化合價為-1，硅元素化合價為+4，所以氫氧化鈉溶液和SiHCl3反應時，要發生氧化還原反應，得到氯化鈉、硅酸鈉和氫氣，化學方程式為：SiHCl3+5NaOH=Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O；（3）m1g樣品經水解，干燥等預處理過程得到硅酸水合物后，高溫灼燒，在干燥器中冷卻后，稱量，所用儀器包括坩堝和干燥器，所得固體氧化物為二氧化硅，質量為m2g，則二氧化硅的物質的量為n(SiO2)=，樣品純度為=。考向三考查實驗流程實驗4.（2023·浙江選考1月第18題）化合物X由三種元素組成，某學習小組按如下流程進行實驗：已知：白色固體A用溶解后，多余的酸用恰好中和，請回答：（1）X的組成元素是___________，X的化學式是___________。（2）寫出溶液呈棕黃色所發生的化學反應方程式___________。（3）寫出生成白色固體H的離子方程式___________。（4）設計實驗檢驗溶液Ⅰ中的陽離子___________。【答案】（1）（2）（3）（4）用玻璃棒蘸取溶液Ⅰ，點在藍色石蕊試紙上，呈紅色說明溶液中有H+；取取溶液于試管中，加入NaOH至堿性，加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，若試紙變藍說明有NH4+【解析】由化合物X與碳酸鈉溶液反應生成白色固體A和無色溶液B可知，白色固體A可能為碳酸鈣或碳酸鋇沉淀，說明化合物X中含有鈣離子或鋇離子，由多步轉化后溶液B得到白色沉淀H可知化合物X中一定含有氯元素和氧元素，由白色沉淀H的質量為1.435g可知，化合物X中含有氯元素的物質的量為=0.01mol，由白色固體A用0.0250mol鹽酸溶解后，多余的酸用0.0150mol氫氧化鈉溶液恰好中和可知，化合物X中含有鈣元素或鋇元素的物質的量為(0.0250mol—0.0150mol)×EQ\f(1,2)=0.005mol，若化合物X含有鋇元素，白色固體A的質量為=0.005mol×197g/mol=0.985g＞0.500g，所以X中含有鈣元素，含有的氧元素物質的量為=0.04mol，則X中鈣元素、氯元素、氧元素的物質的量比為0.005mol：0.01mol：0.04mol=1：2：8，則X的化學式為。（1）由分析可知，X的組成元素鈣原子、氯元素和氧元素，化學式為；（2）由圖可知，B→C溶液呈棕黃色所發生的反應為高氯酸鈉溶液與氫碘酸反應生成氯化鈉、碘和水，反應的化學反應方程式為；（3）由圖可知，生成白色固體H的反應為氯化二氨合銀與硝酸溶液反應生成氯化銀沉淀和硝酸銨，反應的離子方程式為；（4）由圖可知，溶液Ⅰ為硝酸和硝酸銨的混合溶液，則檢驗溶液中氫離子銨根離子的操作為用玻璃棒蘸取溶液Ⅰ，點在藍色石蕊試紙上，呈紅色說明溶液中有H+；取溶液于試管中，加入NaOH至堿性，加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，若試紙變藍說明有NH4+。考向四考查定性實驗與定量實驗5.（2023·湖北卷第18題）學習小組探究了銅的氧化過程及銅的氧化物的組成。回答下列問題：（1）銅與濃硝酸反應的裝置如下圖，儀器A的名稱為_______，裝置B的作用為_______。（2）銅與過量反應的探究如下：實驗②中Cu溶解的離子方程式為_______；產生的氣體為_______。比較實驗①和②，從氧化還原角度說明H+的作用是_______。（3）用足量NaOH處理實驗②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X為銅的氧化物，提純干燥后的X在惰性氛圍下加熱，mgX完全分解為ng黑色氧化物Y，。X的化學式為_______。（4）取含X粗品0.0500g(雜質不參加反應)與過量的酸性KI完全反應后，調節溶液至弱酸性。以淀粉為指示劑，用標準溶液滴定，滴定終點時消耗標準溶液15.00mL。(已知：，)標志滴定終點的現象是_______，粗品中X的相對含量為_______。【答案】（1）具支試管防倒吸（2）Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2OO2既不是氧化劑，又不是還原劑（3）CuO2（4）溶液藍色消失，且半分鐘不恢復原來的顏色72%【解析】（1）由圖可知，儀器A的名稱為具支試管；銅和濃硝酸反應生成硝酸銅和二氧化氮，其中二氧化氮易溶于水，需要防倒吸，則裝置B的作用為防倒吸；（2）根據實驗現象，銅片溶解，溶液變藍，可知在酸性條件下銅和過氧化氫發生反應，生成硫酸銅，離子方程式為：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O；硫酸銅可以催化過氧化氫分解生成氧氣，則產生的氣體為O2；在銅和過氧化氫的反應過程中，氫元素的化合價沒有發生變化，故從氧化還原角度說明H+的作用是：既不是氧化劑，又不是還原劑；（3）在該反應中銅的質量m(Cu)=n×，因為，則m(O)=，則X的化學式中銅原子和氧原子的物質的量之比為：，則X為CuO2；（4）滴定結束的時候，單質碘消耗完，則標志滴定終點的現象是：溶液藍色消失，且半分鐘不恢復原來的顏色；在CuO2中銅為+2價，氧為-1價，根據，，可以得到關系式：，則n(CuO2)=EQ\f(1,4)×0.1mol/L×0.015L=0.000375mol，粗品中X的相對含量為。考向五考查工藝流程與化學實驗6.（2023·湖南卷第15題）金屬Ni對H2有強吸附作用，被廣泛用于硝基或羰基等不飽和基團的催化氫化反應，將塊狀Ni轉化成多孔型雷尼Ni后，其催化活性顯著提高。已知：①雷尼Ni暴露在空氣中可以自燃，在制備和使用時，需用水或有機溶劑保持其表面“濕潤”；②鄰硝基苯胺在極性有機溶劑中更有利于反應的進行。某實驗小組制備雷尼Ni并探究其催化氫化性能的實驗如下：步驟1：雷尼Ni的制備步驟2：鄰硝基苯胺的催化氫化反應反應的原理和實驗裝置圖如下(夾持裝置和攪拌裝置略)。裝置Ⅰ用于儲存H2和監測反應過程。回答下列問題：（1）操作(a)中，反應的離子方程式是_______；（2）操作(d)中，判斷雷尼Ni被水洗凈的方法是_______；（3）操作(e)中，下列溶劑中最有利于步驟2中氫化反應的是_______；A.丙酮 B.四氯化碳 C.乙醇 D.正己烷（4）向集氣管中充入H2時，三通閥的孔路位置如下圖所示：發生氫化反應時，集氣管向裝置Ⅱ供氣，此時孔路位置需調節為_______；（5）儀器M的名稱是_______；（6）反應前應向裝置Ⅱ中通入N2一段時間，目的是_______；（7）如果將三頸瓶N中的導氣管口插入液面以下，可能導致的后果是_______；（8）判斷氫化反應完全的現象是_______。【答案】（1）2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑（2）取最后一次洗滌液于試管中，滴加幾滴酚酞，如果溶液不變粉紅色，則證明洗滌干凈，否則沒有洗滌干凈（3）C（4）C恒壓滴液漏斗（6）排除裝置中的空氣，防止雷尼Ni自燃（7）管道中氣流不穩，不利于監測反應過程（8）集氣管中液面不再改變【解析】本題一道工業流程兼實驗的綜合題，首先用氫氧化鈉溶液溶解鎳鋁合金中的鋁，過濾后先后用堿和水來洗滌固體鎳，隨后加入有機溶劑制得雷尼鎳懸浮液，用于步驟2中鄰硝基苯胺的催化氫化，以此解題。（1）鋁可以和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，離子方程式為：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；（2）由于水洗之前是用堿洗，此時溶液顯堿性，故可以用酸堿指示劑來判斷是否洗凈，具體方法為，取最后一次洗滌液于試管中，滴加幾滴酚酞，如果溶液不變粉紅色，則證明洗滌干凈，否則沒有洗滌干凈；（3）根據題給信息可知，鄰硝基苯胺在極性有機溶劑中更有利于反應的進行，在丙酮，四氯化碳，乙醇，正己烷中極性較強的為乙醇，故選C；（4）向集氣管中充入H2時，氫氣從左側進入，向下進入集氣管，則當由集氣管向裝置Ⅱ供氣，此時孔路位置需調節為氣體由下方的集氣管，向右進入裝置Ⅱ，故選C；（5）由圖可知，儀器M的名稱是恒壓滴液漏斗；（6）根據題給信息可知，雷尼Ni暴露在空氣中可以自燃，故反應前向裝置Ⅱ中通入N2一段時間，目的是排除裝置中的空氣，防止雷尼Ni自燃；（7）如果將三頸瓶N中的導氣管口插入液面以下，則會在三頸瓶中產生氣泡，從而導致管道中氣流不穩，不利于監測反應過程；（8）反應完成后，氫氣不再被消耗，則集氣管中液面不再改變。考向六考查實驗探究7.（2023·北京卷第19題）資料顯示，I2可以將Cu氧化為Cu2+。某小組同學設計實驗探究Cu被I2氧化的產物及銅元素的價態。已知：I2易溶于KI溶液，發生反應(紅棕色)；I2和I3-氧化性幾乎相同。I.將等體積的KI溶液加入到nmol銅粉和nmolI2(n＞m)的固體混合物中，振蕩。實驗記錄如下：實驗現象實驗Ⅰ0.01mol·L-1極少量I2溶解，溶液為淡紅色；充分反應后，紅色的銅粉轉化為白色沉淀，溶液仍為淡紅色實驗Ⅱ0.1mol·L-1部分I2溶解，溶液為紅棕色；充分反應后，紅色的銅粉轉化為白色沉淀，溶液仍為紅棕色實驗Ⅲ4mol·L-1I2完全溶解，溶液為深紅棕色；充分反應后，紅色的銅粉完全溶解，溶液為深紅棕色（1）初始階段，Cu被氧化的反應速率：實驗Ⅰ__________(填“>”“<”或“=”)實驗Ⅱ。（2）實驗Ⅲ所得溶液中，被氧化的銅元素的可能存在形式有(藍色)或(無色)，進行以下實驗探究：步驟a.取實驗Ⅲ的深紅棕色溶液，加入CCl4，多次萃取、分液。步驟b.取分液后的無色水溶液，滴入濃氨水。溶液顏色變淺藍色，并逐漸變深。ⅰ.步驟a的目的是_____________________。ⅱ.查閱資料，，(無色)容易被空氣氧化。用離子方程式解釋步驟b的溶液中發生的變化：______________。（3）結合實驗Ⅲ，推測實驗Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，實驗Ⅰ中銅被氧化的化學方程式是____________________。分別取實驗Ⅰ和Ⅱ充分反應后的固體，洗滌后得到白色沉淀，加入濃KI溶液，__________(填實驗現象)，觀察到少量紅色的銅。分析銅未完全反應的原因是____________________。（4）上述實驗結果，I2僅將Cu氧化為+1價。在隔絕空氣的條件下進行電化學實驗，證實了I2能將Cu氧化為Cu2+。裝置如圖所示，a、b分別是_____________。（5）運用氧化還原反應規律，分析在上述實驗中Cu被I2氧化的產物中價態不同的原因：_________。【答案】（1）<（2）除去I3-，防止干擾后續實驗、（3）或白色沉淀逐漸溶解溶液變為無色銅與碘的反應為可逆反應(或I3-濃度小未能氧化全部的Cu)（4）銅、含nmolI2的4mol·L-1的KI溶液（5）在實驗Ⅰ、實驗Ⅱ、實驗Ⅲ中Cu+可以進一步與I-結合生成CuI沉淀或，Cu+濃度減小使得Cu2+氧化性增強，發生反應和。【解析】因I2溶解度較小，Cu與I2接觸不充分，將轉化為I3-可以提高Cu與I3-的接觸面積，提高反應速率。加入，平衡逆向移動，I2濃度減小，I-濃度增加，濃度增加，加入氨水后轉化為，被氧化為，故而產生無色溶液變為藍色溶液的現象。（1）提高KI濃度，便于提高I3-的濃度，與Cu接觸更加充分，Cu與I3-的反應速率加快，故實驗Ⅰ<實驗Ⅱ。（2）加入，平衡逆向移動，I2濃度減小，I-濃度增加，其目的為：除去I3-，防止干擾后續實驗。加入氨水濃后轉化為無色的被氧化為藍色的，方程式為、。（3）結合實驗Ⅲ，推測實驗Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，實驗Ⅰ中銅被氧化的化學方程式是或；反應為可逆反應，加入濃KI溶液，I2濃度減小，CuI轉化為Cu和I2，故產生白色沉淀溶解，出現紅色固體的過程。（4）要驗證I2能將Cu氧化為Cu2+，需設計原電池負極材料為Cu，b為含nmolI2的4mol·L-1的KI溶液。（5）含nmolI2的4mol·L-1的KI溶液銅與碘反應的體系在原電池裝置中，I2將Cu氧化為Cu2+；而在實驗Ⅰ、實驗Ⅱ和實驗Ⅲ中Cu以Cu+形式存在，這是由于在實驗Ⅰ、實驗Ⅱ、實驗Ⅲ中Cu+可以進一步與I-結合生成CuI沉淀或，Cu+濃度減小使得Cu2+氧化性增強，發生反應和。【命題意圖】試題主要對學生化學學科的“實驗探究與創新意識”核心素養的考查，以實驗為基礎是化學學科的重要特征之一，化學實驗對于全面發展學生的化學學科核心素養有著極為重要的作用。化學實驗有助于激發學生學習化學的興趣，創設生動活潑的教學情境，幫助學生理解和掌握化學知識和技能，啟迪學生的科學思維，訓練學生的科學方法，培養學生的科學態度和價值觀。【考查要點】物質的檢驗、分離、提純和溶液配制、物質分離、檢驗和制備、化學實驗方案設計、評價、化學實驗的定興分析、定量分析、實驗探究、有機實驗、化學計算等。【課標鏈接】1.基礎實驗（1）圍繞物質性質和反應規律的研究、物質的制備、物質的分離與提純、物質的檢測等方面選取實驗活動。認識解決這些類型的實驗任務的一般思路和常用方法，掌握必需的實驗操作技能。供參考的實驗活動如下：物質性質和反應規律的研究，如生活中常見物質的性質研究、有害氣體的制備與性質實驗的綠色化設計、水溶液中離子平衡的探究。（2）物質的制備，如硫酸亞鐵銨的制備、膠體的制備與性質、乙酸乙酯制備反應條件的探究、對氨基苯磺酸的合成。（3）物質的分離與提純，如海水的蒸餾、硝酸鉀粗品的提純、粗食鹽水的純化、層析分離甲基橙和酚酞（或鐵離子和銅離子）。（4）物質的檢測，如亞硝酸鈉和食鹽的鑒別、加碘鹽的檢驗、食醋總酸量的測定、阿司匹林藥片中有效成分的檢驗。2.化學原理探究（1）從化學核心概念或基本原理中提出并選擇研究性問題，開展有關實驗活動。例如，阿伏加德羅常數的測定，配位平衡的研究與平衡常數測定，反應條件對化學平衡的影響，硫代硫酸鈉與酸反應速率的影響因素，燃料電池、干電池、濃差電池等的模擬實驗，鋁的陽極氧化等。（2）從當代化學科學研究成果中選擇內容，簡化設計成實驗活動。例如，振蕩反應的探究，納米材料的制備與性質探究，離子液體的制備，化學發光反應的探究等。（3）借助化學軟件、實物模型進行分子結構理論計算、分子結構模型搭建。例如，利用有關軟件繪制分子的空間結構和分子軌道圖形、模擬分子的各種譜圖。3.化工生產過程模擬實驗（1）以真實的化工生產過程為研究對象，借助相關資料對化工生產的原理、流程進行復原和模擬。供參考的實驗活動如下：（2）純堿的制備，氨氧化法制硝酸，鐵、銅等金屬冶煉的模擬，電解熔融鹽制備金屬，肥皂的制備，糧食釀酒，化妝品的制備，聚合物（如尼龍-66、酚醛樹脂、膠水）的制備。4.綜合實驗（1）圍繞資源、能源與環境等與可持續發展密切相關的問題開展綜合實驗項目。例如，用比色法測定水樣中的某項指標；空氣中二氧化硫、甲醛等污染物濃度的檢測；電浮選凝聚法等污水處理技術。（2）圍繞材料性質與性能探究，材料開發與生產，以及新型材料設計等開展綜合實驗項目。例如，光伏材料的性能研究；液晶顯示材料的應用探究；離子交換膜、反滲透膜等高分子膜的應用探究。（3）圍繞生命健康相關問題，以食物成分的檢測、食品加工過程探究、天然藥物提取、藥物成分檢驗、藥物設計與合成，以及化妝品等日用化學品的制備等為載體開展綜合實驗項目。例如，菠菜中的色素、茶葉中咖啡因等成分的提取；比色法測定補鐵劑中鐵的含量；啤酒中酒精含量的測定；阿司匹林的合成；抑酸劑抗酸容量的探究。考向一考查物質的制備1.（2022·海南卷）磷酸氫二銨[]常用于干粉滅火劑。某研究小組用磷酸吸收氫氣制備，裝置如圖所示(夾持和攪拌裝置已省略)。

回答問題：（1）實驗室用和制備氨氣的化學方程式為_______。（2）現有濃質量分數為85%，密度為1.7g/mL。若實驗需100mL1.7mol/L的溶液，則需濃_______mL(保留一位小數)。（3）裝置中活塞的作用為_______。實驗過程中，當出現_______現象時，應及時關閉，打開。（4）當溶液pH為8.0~9.0時，停止通，即可制得溶液。若繼續通入，當時，溶液中、_______和_______(填離子符號)濃度明顯增加。（5）若本實驗不選用pH傳感器，還可選用_______作指示劑，當溶液顏色由_______變為_______時，停止通。【答案】（1）（2）11.5（3）平衡氣壓防倒吸倒吸（4）（5）酚酞無淺紅【解析】本實驗的實驗目的為制備磷酸二氫銨[(NH4)2HPO4]，實驗原理為2NH3+H3PO4=[(NH4)2HPO4]，結合相關實驗基礎知識分析解答問題。（1）實驗室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)在加熱的條件下制備氨氣，反應的化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2eq\o(=,\s\up5(△))CaCl2+2H2O+2NH3↑；（2）根據公式可得，濃H3PO4的濃度，溶液稀釋前后溶質的物質的量不變，因此配制100mL1.7mol/L的H3PO4溶液，需要濃H3PO4的體積V=；（3）由于NH3極易溶于水，因此可選擇打開活塞K2以平衡氣壓，防止發生倒吸，所以實驗過程中，當出現倒吸現象時，應及時關閉K1，打開K2；（4）繼續通入NH3，(NH4)2HPO4繼續反應生成(NH4)3PO4，當pH＞10.0時，溶液中OH-、、的濃度明顯增加；（5）由(4)小問可知，當pH為8.0~9.0時，可制得(NH4)2HPO4，說明(NH4)2HPO4溶液顯堿性，因此若不選用pH傳感器，還可以選用酚酞作指示劑，當溶液顏色由無色變為淺紅時，停止通入NH3，即可制得(NH4)2HPO4溶液。2.（2022·湖北卷）高技術領域常使用高純試劑。純磷酸(熔點為，易吸潮)可通過市售85%磷酸溶液減壓蒸餾除水、結晶除雜得到，純化過程需要嚴格控制溫度和水分，溫度低于易形成(熔點為)，高于則發生分子間脫水生成焦磷酸等。某興趣小組為制備磷酸晶體設計的實驗裝置如下(夾持裝置略)：回答下列問題：（1）A的名稱是___________。B的進水口為___________(填“a”或“b”)。（2）的作用是___________。（3）空氣流入毛細管的主要作用是防止___________，還具有攪拌和加速水逸出的作用。（4）升高溫度能提高除水速度，實驗選用水浴加熱的目的是___________。（5）磷酸易形成過飽和溶液，難以結晶，可向過飽和溶液中加入___________促進其結晶。（6）過濾磷酸晶體時，除了需要干燥的環境外，還需要控制溫度為___________(填標號)。A.B.C.（7）磷酸中少量的水極難除去的原因是___________。【答案】（1）圓底燒瓶b（2）干燥氣體（3）溶液沿毛細管上升（4）使溶液受熱均勻（5）磷酸晶體（6）C（7）磷酸可與水分子間形成氫鍵【解析】空氣通過氯化鈣除水，經過安全瓶后通過濃硫酸除水，然后通過五氧化二磷，干燥的空氣流入毛細管對燒瓶中的溶液進行攪拌，同時還具有加速水逸出和防止溶液沿毛細管上升的作用，將85%磷酸溶液進行減壓蒸餾除水、結晶除雜得到純磷酸。（1）由儀器構造可知，儀器A為圓底燒瓶，儀器B為直形冷凝管，泠凝水應從b口近、a口出，形成逆流冷卻，使冷卻效果更好。（2）純磷酸制備過程中要嚴格控制溫度和水分，因此五氧化二磷的作用為干燥氣體。（3）空氣流入毛細管可以對燒瓶中的溶液進行攪拌，使受熱均勻，同時還具有加速水逸出和防止溶液沿毛細管上升的作用。（4）升高溫度能提高除水速度，而純磷酸制備過程中要嚴格控制溫度，水浴加熱可以避免直接加熱造成的過度劇烈與溫度的不可控性，使溶液受熱均勻。（5）過飽和溶液暫時處于亞穩態，當加入一些固體的晶體或晃動時可使此狀態失去平衡，過多的溶質就會結晶，因此可向磷酸的過飽和溶液中加入磷酸晶體促進其結晶。（6）純磷酸純化過程中，溫度低于易形成(熔點為)，高于則發生分子間脫水生成焦磷酸，純磷酸的熔點為42℃，因此過濾磷酸晶體時，除了需要干燥的環境外，還需要控制溫度為42～100℃，故選C。（7）磷酸的結構式為：，分子中含羥基，可與水分子間形成氫鍵，因此磷酸中少量的水極難除去。考向二考查實驗方案3.（2022·湖南卷）某實驗小組以溶液為原料制備，并用重量法測定產品中的含量。設計了如下實驗方案：可選用試劑：晶體、溶液、濃、稀、溶液、蒸餾水步驟1.的制備按如圖所示裝置進行實驗，得到溶液，經一系列步驟獲得產品。步驟2，產品中的含量測定①稱取產品，用水溶解，酸化，加熱至近沸；②在不斷攪拌下，向①所得溶液逐滴加入熱的溶液，③沉淀完全后，水浴40分鐘，經過濾、洗滌、烘干等步驟，稱量白色固體，質量為。回答下列問題：（1）Ⅰ是制取_______氣體的裝置，在試劑a過量并微熱時，發生主要反應的化學方程式為_______；（2）Ⅰ中b儀器的作用是_______；Ⅲ中的試劑應選用_______；（3）在沉淀過程中，某同學在加入一定量熱的溶液后，認為沉淀已經完全，判斷沉淀已完全的方法是_______；（4）沉淀過程中需加入過量的溶液，原因是_______；（5）在過濾操作中，下列儀器不需要用到的是_______(填名稱)；（6）產品中的質量分數為_______(保留三位有效數字)。【答案】（1）HClH2SO4(濃)+NaCleq\o(=,\s\up7(微熱))NaHSO4+HCl↑（2）防止倒吸CuSO4溶液（3）靜置，取上層清液于一潔凈試管中，繼續滴加硫酸溶液，無白色沉淀生成，則已沉淀完全（4）使鋇離子沉淀完全（5）錐形瓶（6）97.6%【解析】裝置I中濃硫酸和氯化鈉共熱制備HCl，裝置II中氯化氫與BaS溶液反應制備BaCl2·2H2O，裝置III中硫酸銅溶液用于吸收生成的H2S，防止污染空氣。（1）由分析可知，裝置I為濃硫酸和氯化鈉共熱制取HCl氣體的裝置，在濃硫酸過量并微熱時，濃硫酸與氯化鈉反應生成硫酸氫鈉和氯化氫，發生主要反應的化學方程式為：H2SO4(濃)+NaCleq\o(=,\s\up7(微熱))NaHSO4+HCl↑。（2）氯化氫極易溶于水，裝置II中b儀器的作用是：防止倒吸；裝置II中氯化氫與BaS溶液反應生成H2S，H2S有毒，對環境有污染，裝置III中盛放CuSO4溶液，用于吸收H2S。（3）硫酸與氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀，因此判斷沉淀已完全的方法是靜置，取上層清液于一潔凈試管中，繼續滴加硫酸溶液，無白色沉淀生成，則已沉淀完全。（4）為了使鋇離子沉淀完全，沉淀過程中需加入過量的硫酸溶液。（5）過濾用到的儀器有：鐵架臺、燒杯、漏斗、玻璃棒，用不到錐形瓶。（6）由題意可知，硫酸鋇的物質的量為：=0.002mol，依據鋇原子守恒，產品中BaCl2·2H2O的物質的量為0.002mol，質量為0.002mol×244g/mol=0.488g，質量分數為：100%=97.6%。4.（2022·河北卷）某研究小組為了更準確檢測香菇中添加劑亞硫酸鹽的含量，設計實驗如下：①三頸燒瓶中加入香菇樣品和水；錐形瓶中加入水、淀粉溶液，并預加的碘標準溶液，攪拌。②以流速通氮氣，再加入過量磷酸，加熱并保持微沸，同時用碘標準溶液滴定，至終點時滴定消耗了碘標準溶液。③做空白實驗，消耗了碘標準溶液。④用適量替代香菇樣品，重復上述步驟，測得的平均回收率為95%。已知：，回答下列問題：（1）裝置圖中儀器a、b的名稱分別為_______、_______。（2）三頸燒瓶適宜的規格為_______(填標號)。A.B.C.（3）解釋加入，能夠生成的原因：_______。（4）滴定管在使用前需要_______、洗滌、潤洗；滴定終點時溶液的顏色為_______；滴定反應的離子方程式為_______。（5）若先加磷酸再通氮氣，會使測定結果_______(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。（6）該樣品中亞硫酸鹽含量為_______(以計，結果保留三位有效數字)。【答案】（1）(球形)冷凝管(恒壓)滴液漏斗（2）C（3）加入H3PO4后，溶液中存在化學平衡H2SO3SO2+H2O，SO2的溶解度隨著溫度升高而減小，SO2逸出后，促進了化學平衡H2SO3SO2+H2O向右移動（4）檢驗其是否漏水藍色加入H3PO4后，溶液中存在化學平衡H2SO3SO2+H2O，SO2的溶解度隨著溫度升高而減小，SO2逸出后，促進了化學平衡H2SO3SO2+H2O向右移動（5）偏低（6）80.8【解析】由題中信息可知，檢測香菇中添加劑亞硫酸鹽的含量的原理是：用過量的磷酸與其中的亞硫酸鹽反應生成SO2，用氮氣將SO2排入到錐形瓶中被水吸收，最后用碘標準溶液滴定，測出樣品中亞硫酸鹽含量。（1）根據儀器a、b的結構可知，裝置圖中儀器a、b的名稱分別為球形冷凝管和恒壓滴液漏斗；（2）三頸燒瓶中加入10.00g香菇樣品和400mL水，向其中加入H3PO4的體積不超過10mL。在加熱時，三頸燒瓶中的液體不能超過其容積的，因此，三頸燒瓶適宜的規格為1000mL，故選C。（3）雖然Ka1(H3PO4)=7.1×10-3＜Ka1(H2SO3)=1.3×10-2，但是H3PO4為難揮發性的酸，而H2SO3易分解為SO2和水，SO2的溶解度隨著溫度升高而減小，SO2逸出后，促進了化學平衡H2SO3SO2+H2O向右移動，因此，加入H3PO4能夠生成SO2的原因是：加入H3PO4后，溶液中存在化學平衡H2SO3SO2+H2O，SO2的溶解度隨著溫度升高而減小，SO2逸出后，促進了化學平衡H2SO3SO2+H2O向右移動；（4）滴定管在使用前需要檢驗其是否漏水、洗滌、潤洗；滴定前，溶液中的碘被SO2還原為碘離子，溶液的顏色為無色，滴加終點時，過量的1滴或半滴標準碘液使淀粉溶液變為藍色且半分鐘點之內不變色，因此，滴定終點時溶液為藍色；滴定反應的離子方程式為I2+SO2+2H2O=2I—+4H++SO42-；（5）若先加磷酸再通氮氣，則不能將裝置中的空氣及時排出，有部分亞硫酸鹽和SO2被裝置中的氧氣氧化，碘的標準液的消耗量將減少，因此會使測定結果偏低。（6）實驗中SO2消耗的標準碘液的體積為0.30mL+1.00mL=1.30mL，減去空白實驗消耗的0.10mL，則實際消耗標準碘液的體積為1.20mL，根據反應I2+SO2+2H2O=2I—+4H++SO42-可以計算出n(SO2)=n(I2)=1.20mL10-3L·mL-10.01000mol·L-1=1.2010-5mol，由于SO2的平均回收率為95%，則實際生成的n(SO2)=，則根據S元素守恒可知，該樣品中亞硫酸鹽含量為mg?kg-1。考向三考查定量實驗5.（2022·遼寧卷）作為綠色氧化劑應用廣泛，氫醌法制備原理及裝置如下：已知：、等雜質易使催化劑中毒。回答下列問題：（1）A中反應的離子方程式為___________。（2）裝置B應為___________(填序號)。（3）檢查裝置氣密性并加入藥品，所有活塞處于關閉狀態。開始制備時，打開活塞___________，控溫。一段時間后，僅保持活塞b打開，抽出殘留氣體。隨后關閉活塞b，打開活塞___________，繼續反應一段時間。關閉電源和活塞，過濾三頸燒瓶中混合物，加水萃取，分液，減壓蒸餾，得產品。（4）裝置F的作用為___________。（5）反應過程中，控溫的原因為___________。（6）氫醌法制備總反應的化學方程式為___________。（7）取產品，加蒸餾水定容至搖勻。取于維形瓶中，用酸性標準溶液滴定。平行滴定三次，消耗標準溶液體積分別為、、。假設其他雜質不干擾結果，產品中質量分數為___________。【答案】（1）（2）③①（3）a、bc、d（4）防止外界水蒸氣進入C中使催化劑中毒（5）適當升溫加快反應速率，同時防止溫度過高分解（6）（7）17%【解析】從的制備原理圖可知，反應分兩步進行，第一步為在催化作用下與乙基蔥醌反應生成乙基蒽醇，第二步為與乙基蒽醇反應生成和乙基蒽醌。啟普發生器A為制取的裝置，產生的中混有和，需分別除去后進入C中發生第一步反應。隨后氧氣源釋放的氧氣經D干燥后進入C中發生反應生成和乙基蒽醌，F中裝有濃，與C相連，防止外界水蒸氣進入C中，使催化劑中毒。（1）A中鋅和稀鹽酸反應生成氯化鋅和氫氣，反應的離子方程式為；（2）、等雜質易使催化劑中毒，需分別通過裝有飽和食鹽水和濃的洗氣瓶除去，所以裝置B應該選③①；（3）開始制備時，打開活塞a、b，A中產生的進入C中，在催化作用下與乙基蒽醌反應生成乙基蒽醇，一段時間后，關閉a，僅保持活塞b打開，將殘留抽出，隨后關閉活塞b，打開活塞c、d，將通入C中與乙基蒽醇反應生成和乙基蒽醌。（4）容易使催化劑中毒，實驗中需要保持C裝置為無水環境，F的作用為防止外界水蒸氣進入C中。（5）適當升溫加快反應速率，同時防止溫度過高分解，所以反應過程中控溫；（6）第一步為在催化作用下與乙基蔥醌反應生成乙基蒽醇，第二步為與乙基蒽醇反應生成和乙基蒽醌，總反應為。（7）滴定反應的離子方程式為，可得關系式：。三組數據中偏差較大，舍去，故消耗酸性高錳酸鉀標準溶液的平均體積為，的質量分數。6.（2022·山東卷）實驗室利用和亞硫酰氯()制備無水的裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。已知沸點為，遇水極易反應生成兩種酸性氣體。回答下列問題：（1）實驗開始先通。一段時間后，先加熱裝置_______(填“a”或“b”)。裝置b內發生反應的化學方程式為_______。裝置c、d共同起到的作用是_______。（2）現有含少量雜質的，為測定n值進行如下實驗：實驗Ⅰ：稱取樣品，用足量稀硫酸溶解后，用標準溶液滴定達終點時消耗(滴定過程中Cr2OEQ\s(2-,7)轉化為，不反應)。實驗Ⅱ：另取樣品，利用上述裝置與足量反應后，固體質量為。則_______；下列情況會導致n測量值偏小的是_______(填標號)。A.樣品中含少量雜質B.樣品與反應時失水不充分C.實驗Ⅰ中，稱重后樣品發生了潮解D.滴定達終點時發現滴定管尖嘴內有氣泡生成（3）用上述裝置、根據反應制備。已知與分子結構相似，與互溶，但極易水解。選擇合適儀器并組裝蒸餾裝置對、混合物進行蒸榴提純(加熱及夾持裝置略)，安裝順序為①⑨⑧_______(填序號)，先餾出的物質為_______。【答案】（1）aFeCl2?4H2O+4SOCl2(g)eq\o(=,\s\up5(△))FeCl2+4SO2+8HCl冷凝回流SOCl2（2）AB（3）⑥⑩③⑤CCl4【解析】SOCl2與H2O反應生成兩種酸性氣體，FeCl2?4H2O與SOCl2制備無水FeCl2的反應原理為：SOCl2吸收FeCl2?4H2O受熱失去的結晶水生成SO2和HCl，HCl可抑制FeCl2的水解，從而制得無水FeCl2。（1）實驗開始時先通N2，排盡裝置中的空氣，一段時間后，先加熱裝置a，產生SOCl2氣體充滿b裝置后再加熱b裝置，裝置b中發生反應的化學方程式為FeCl2?4H2O+4SOCl2(g)eq\o(=,\s\up5(△))FeCl2+4SO2+8HCl；裝置c、d的共同作用是冷凝回流SOCl2；（2）滴定過程中Cr2OEQ\s(2-,7)將Fe2+氧化成Fe3+，自身被還原成Cr3+，反應的離子方程式為6Fe2++Cr2OEQ\s(2-,7)+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，則m1g樣品中n(FeCl2)=6n(Cr2OEQ\s(2-,7))=6cV×10-3mol；m1g樣品中結晶水的質量為(m1-m2)g，結晶水物質的量為mol，n(FeCl2)：n(H2O)=1：n=(6cV×10-3mol)：mol，解得n=；樣品中含少量FeO雜質，溶于稀硫酸后生成Fe2+，導致消耗的K2Cr2O7溶液的體積V偏大，使n的測量值偏小，A項選；樣品與SOCl2反應時失水不充分，則m2偏大，使n的測量值偏小，B項選；實驗I稱重后，樣品發生了潮解，樣品的質量不變，消耗的K2Cr2O7溶液的體積V不變，使n的測量值不變，C項不選；滴定達到終點時發現滴定管尖嘴內有氣泡生成，導致消耗的K2Cr2O7溶液的體積V偏小，使n的測量值偏大，D項不選；答案選AB。（3）組裝蒸餾裝置對TiCl4、CCl4混合物進行蒸餾提純，按由下而上、從左到右的順序組裝，安裝順序為①⑨⑧，然后連接冷凝管，蒸餾裝置中應選擇直形冷凝管⑥、不選用球形冷凝管⑦，接著連接尾接管⑩，TiCl4極易水解，為防止外界水蒸氣進入，最后連接③⑤，安裝順序為①⑨⑧⑥⑩③⑤；由于TiCl4、CCl4分子結構相似，TiCl4的相對分子質量大于CCl4，TiCl4分子間的范德華力較大，TiCl4的沸點高于CCl4，故先蒸出的物質為CCl4。考向四考查實驗流程7.（2022·浙江卷）某興趣小組用四水醋酸錳[(CH3COO)2Mn·4H2O]和乙酰氯(CH3COCl)為原料制備無水二氯化錳，按如圖流程開展了實驗(夾持儀器已省略)：

已知：①無水二氯化錳極易吸水潮解，易溶于水、乙醇和醋酸，不溶于苯。②制備無水二氯化錳的主要反應：(CH3COO)2Mn+CH3COClMnCl2↓+2(CH3COO)2O。③乙酰氯遇水發生反應：CH3COCl+H2O→CH3COOH+HCl。請回答：（1）步驟Ⅰ：所獲固體主要成分是_________(用化學式表示)。（2）步驟Ⅰ在室溫下反應，步驟Ⅱ在加熱回流下反應，目的分別是________。（3）步驟Ⅲ：下列操作中正確的是_________。A.用蒸餾水潤濕濾紙，微開水龍頭，抽氣使濾紙緊貼在漏斗瓷板上B.用傾析法轉移溶液，開大水龍頭，待溶液快流盡時再轉移沉淀C.用乙醇作為洗滌劑，在洗滌沉淀時，應開大水龍頭，使洗滌劑快速通過沉淀物D.洗滌結束后，將固體迅速轉移至圓底燒瓶進行后續操作（4）步驟Ⅳ：①獎裝有粗產品的圓底燒瓶接到純化裝置(圖2)上，打開安全瓶上旋塞，打開抽氣泵，關閉安全瓶上旋塞，開啟加熱器，進行純化。請給出純化完成后的操作排序：________。純化完成→(_____)→(_____)→(_____)→(_____)→將產品轉至干燥器中保存a.拔出圓底燒瓶的瓶塞b.關閉抽氣泵c.關閉加熱器，待燒瓶冷卻至室溫d.打開安全瓶上旋塞②圖2裝置中U形管內NaOH固體的作用是________。（5）用滴定分析法確定產品純度。甲同學通過測定產品中錳元素的含量確定純度；乙同學通過測定產品中氯元素的含量確定純度。合理的是_________(填“甲”或“乙”)同學的方法。【答案】（1）(CH3COO)2Mn步驟Ⅰ脫去四水醋酸錳的結晶水并防止生成MnCl2；步驟Ⅱ加熱回流促進反應生成MnCl2（3）ABD（4）①cdba②防止可能產生的酸性氣體進入抽氣泵；防止外部水氣進入樣品（5）乙【解析】（1）根據制備無水二氯化錳的主要反應：(CH3COO)2Mn+CH3COClMnCl2↓+2(CH3COO)2O以及乙酰氯遇水發生反應：CH3COCl+H2O→CH3COOH+HCl可判斷步驟Ⅰ中利用CH3COCl吸水，因此所獲固體主要成分是(CH3COO)2Mn。（2）由于步驟Ⅰ脫去四水醋酸錳的結晶水并防止生成MnCl2，因此步驟Ⅰ在室溫下反應；而步驟Ⅱ加熱回流促進反應生成MnCl2，所以步驟Ⅱ需要在加熱回流下反應。（3）濾紙略小于布氏漏斗，但要把所有的孔都覆蓋，并用蒸餾水潤濕濾紙，微開水龍頭，抽氣使濾紙緊貼在漏斗瓷板上，故A正確；用傾析法轉移溶液，開大水龍頭，待溶液快流盡時再轉移沉淀，故B正確；用抽濾洗滌沉淀時，抽濾速率不能過快，故C錯誤；由于無水二氯化錳極易吸水潮解，洗滌結束后，將固體迅速轉移至圓底燒瓶進行后續操作，故D正確；故答案為ABD；（4）①純化完成后首先關閉加熱器，待燒瓶冷卻至室溫，然后打開安全瓶上旋塞，關閉抽氣泵，最后拔出圓底燒瓶的瓶塞，將產品轉至干燥器中保存，故答案為cdba；②由于可能混有酸性氣體且無水二氯化錳極易吸水潮解，因此圖2裝置中U形管內NaOH固體的作用是防止可能產生的酸性氣體進入抽氣泵，同時防止外部水氣進入樣品。（5）由于無水二氯化錳極易吸水潮解，且錳離子水解，所以應該通過測定產品中氯元素的含量確定純度，所以合理的是乙同學的方法。考向五考查實驗探究8.(2022·北京卷)某小組同學探究不同條件下氯氣與二價錳化合物的反應資料：i.Mn2+在一定條件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、(綠色)、(紫色)。ii.濃堿條件下，可被OH-還原為。iii.Cl2的氧化性與溶液的酸堿性無關，NaClO的氧化性隨堿性增強而減弱。實驗裝置如圖(夾持裝置略)序號物質aC中實驗現象通入Cl2前通入Cl2后I水得到無色溶液產生棕黑色沉淀，且放置后不發生變化II5%NaOH溶液產生白色沉淀，在空氣中緩慢變成棕黑色沉淀棕黑色沉淀增多，放置后溶液變為紫色，仍有沉淀III40%NaOH溶液產生白色沉淀，在空氣中緩慢變成棕黑色沉淀棕黑色沉淀增多，放置后溶液變為紫色，仍有沉淀（1）B中試劑是___________。（2）通入Cl2前，II、III中沉淀由白色變為黑色的化學方程式為___________。（3）對比實驗I、II通入Cl2后的實驗現象，對于二價錳化合物還原性的認識是___________。（4）根據資料ii，III中應得到綠色溶液，實驗中得到紫色溶液，分析現象與資料不符的原因：原因一：可能是通入Cl2導致溶液的堿性減弱。原因二：可能是氧化劑過量，氧化劑將氧化為。①化學方程式表示可能導致溶液堿性減弱的原因___________，但通過實驗測定溶液的堿性變化很小。②取III中放置后的1mL懸濁液，加入4mL40%NaOH溶液，溶液紫色迅速變為綠色，且綠色緩慢加深。溶液紫色變為綠色的離子方程式為___________，溶液綠色緩慢加深，原因是MnO2被___________(填“化學式”)氧化，可證明III的懸濁液中氧化劑過量；③取II中放置后的1mL懸濁液，加入4mL水，溶液紫色緩慢加深，發生的反應是___________。④從反應速率的角度，分析實驗III未得到綠色溶液的可能原因___________。【答案】（1）飽和NaCl溶液（2）2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O（3）Mn2+的還原性隨溶液堿性的增強而增強（4）①Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O②4+4OH-=4+O2↑+2H2OCl2③3ClO-+2MnO2+2OH-=2+3Cl-+H2O④過量Cl2與NaOH反應產生NaClO，使溶液的堿性減弱，c(OH-)降低，溶液中的被還原為的速率減小，因而不能實驗III未得到綠色溶液【解析】在裝置A中HCl與KMnO4發生反應制取Cl2，由于鹽酸具有揮發性，為排除HCl對Cl2性質的干擾，在裝置B中盛有飽和NaCl溶液，除去Cl2中的雜質HCl，在裝置C中通過改變溶液的pH，驗證不同條件下Cl2與MnSO4反應，裝置D是尾氣處理裝置，目的是除去多余Cl2，防止造成大氣污染。（1）B中試劑是飽和NaCl溶液，作用是吸收Cl2中的雜質HCl氣體；1（2）通入Cl2前，II、III中Mn2+與堿性溶液中NaOH電離產生的的OH-反應產生Mn(OH)2白色沉淀，該沉淀不穩定，會被溶解在溶液中的氧氣氧化為棕黑色MnO2，則沉淀由白色變為黑色的化學方程式為：2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O；（3）對比實驗I、II通入Cl2后的實驗現象，對于二價錳化合物還原性的認識是：Mn2+的還原性隨溶液堿性的增強而增強；（4）①Cl2與NaOH反應產生NaCl、NaClO、H2O，使溶液堿性減弱，反應的離子方程式為：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；②取III中放置后的1mL懸濁液，加入4mL40%NaOH溶液，溶液紫色迅速變為綠色，且綠色緩慢加深。溶液紫色變為綠色就是由于在濃堿條件下，可被OH-還原為，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可知該反應的離子方程式為：4+4OH-=4+O2↑+2H2O；溶液綠色緩慢加深，原因是MnO2被Cl2氧化，可證明III的懸濁液中氧化劑過量；③取II中放置后的1mL懸濁液，加入4mL水，溶液堿性減弱，溶液紫色緩慢加深，說明ClO-將MnO2氧化為，發生的反應是：3ClO-+2MnO2+2OH-=2+3Cl-+H2O；④從反應速率的角度，過量Cl2與NaOH反應產生NaClO，使溶液的堿性減弱，c(OH-)降低，溶液中的被還原為的速率減小，導致不能實驗III未得到綠色溶液。分析近三年的高考試題，實驗綜合大題主要結合新信息情境，考查物質制備、性質探究、定量分析、實驗設計與評價等，難度大、涉及的知識面廣，對學生的綜合能力要求較高，無論是平時學習還是考場解題都需要在具體的情境內，調動和遷移知識積累，運用綜合思維，分析和解答問題。預計2024年難度會有所增大，實驗綜合題主要以物質制備和性質探究考查為主，讓考生用已有的化學原理和實驗技能，結合新信息、新問題去研究和解決問題，可能涉及到方案設計、定量分析等較高層次的要求。1.（2023·江蘇·揚州中學模擬）和都是重要的鋰的化合物。I.電極材料是動力型鋰離子電池的理想正極材料。它可以通過、LiOH和溶液發生共沉淀反應、將所得沉淀干燥、高溫成型而制得。實驗室制備的方法如下：步驟1

將LiOH置于題圖所示實驗裝置的三頸燒瓶中，加入煮沸過的蒸餾水，攪拌使其溶解。從分液漏斗中滴加溶液，并持續通入氮氣。步驟2

將固體溶于蒸餾水中，迅速倒入三頸燒瓶中，快速攪拌，充分反應后，過濾、洗滌濾渣得固體。(1)共沉淀反應投料時，不將和LiOH溶液直接混合的原因是。(2)寫出共沉淀反應的化學方程式：。(3)工業制取在高溫成型前，常向中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的導電性能外，還能。Ⅱ.磷酸鋰渣(主要成分為)和廢舊電極材料(含鋁、炭、和)均可用于制取。(4)實驗室以磷酸鋰渣為原料制備高純的部分實驗流程如下：①“低酸轉化”使轉化為。寫出“磷鋰分離”的化學方程式：。②已知：三辛胺是一種有機堿，難溶于水。向“萃取”后的溶液中加入三辛胺再通入得到沉淀，加入三辛胺的目的是。(5)已知：微溶于水；、難溶于水和堿，可溶于鹽酸生成LiCl、、和；pH＞3.2時，沉淀完全。完善由某廢舊電極材料制取的實驗方案：邊攪拌邊向廢舊電極材料中加入NaOH溶液至不再產生氣泡，過濾，，過濾、洗滌，低溫干燥得固體。(實驗中須使用的試劑有：雙氧水、鹽酸、NaOH溶液、溶液)【答案】(1)和LiOH溶液直接混合生成，而極易被氧化，最終產品中混有化合物(2)(3)利用其還原性，防止被氧化(4)萃取后的LiCl溶液中混有HCl，三辛胺將溶液中的HCl反應除去、減小溶液中濃度，又能增大濃度，從而有利于生成(5)向濾渣中邊攪拌邊加入鹽酸，至固體不再減少，過濾；向濾液中加入過量的雙氧水，再逐滴加入NaOH溶液至pH大于3.2，過濾；邊攪拌邊向濾液中滴加溶液至產生大量沉淀生成，靜置，向上層清液中滴加溶液若無沉淀生成【解析】（1）和LiOH溶液直接混合生成，而極易被氧化，最終產品中混有化合物，所以共沉淀反應投料時，不將和LiOH溶液直接混合。（2）、LiOH和溶液發生共沉淀反應生成、硫酸氫銨、水，反應的化學方程式為；（3）活性炭有吸附性、導電性、還原性等，在有的情境下，考慮利用其還原性，防止被氧化。（4）①根據流程圖可知“磷鋰分離”的原理是與反應，將轉變為而除去，反應方程式為。②萃取后的LiCl溶液中混有HCl，利用三辛胺難溶于水、呈堿性，將溶液中的HCl反應除去、減小溶液中濃度，又能增大濃度，從而有利于生成。（5）廢舊電極材料中加入NaOH溶液至不再產生氣泡時、過濾，已將鋁溶解除去，剩余固體成分為炭、和，從中獲得溶液并沉淀生成的基本思路是：用酸溶解、過濾，除炭；將氧化、調節pH除；用溶液沉淀得。具體方案為：向濾渣中邊攪拌邊加入鹽酸，至固體不再減少，過濾；向濾液中加入過量的雙氧水，再逐滴加入NaOH溶液至pH大于3.2，過濾；邊攪拌邊向濾液中滴加溶液至產生大量沉淀生成，靜置，向上層清液中滴加溶液若無沉淀生成。2.（2023·河北秦皇島·三模）為探究FeCl3溶液與Na2SO3溶液的反應，某研究小組的同學提出兩種觀點。(1)觀點一：兩溶液混合發生氧化還原反應，離子方程式為。觀點二：，離子方程式為。為驗證上述觀點，該研究小組的同學設計了探究實驗(FeCl3溶液和Na2SO3溶液的濃度均為1.0mol·L-1)。實驗操作與現象①在5mL水中滴加2滴FeCl3溶液，呈棕黃色；煮沸，溶液變紅褐色②在5mLFeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液，溶液立即變為紅褐色；再滴加溶液，產生藍色沉淀③在5mLNa2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液，溶液立即變為紅褐色；將上述混合液分成兩份，一份滴加溶液，無藍色沉淀生成；另一份煮沸產生紅褐色沉淀，再加溶液，無藍色沉淀生成(2)實驗①的目的是。(3)對比實驗①②的現象，可得結論：。(4)將實驗②反應后的溶液放置3小時后，溶液變為淺黃綠色，試提出合理的解釋：。(5)實驗③的現象說明二者混合只發生反應，原因是。(6)對比實驗②③可得影響反應的因素可能有。【答案】(1)兩溶液混合發生相互促進的水解反應(2)做對照實驗(3)兩溶液混合后水解反應和氧化還原反應同時發生(4)Fe3+與發生水解的速率快，故開始溶液顯紅褐色。而氧化還原反應的趨勢較大。長時間放置后。因氧化還原反應的程度增大，減少，平衡左移，最終都生成Fe2+，溶液變為淺黃綠色(5)水解過量，溶液的堿性較強，而Fe3+濃度較小，氧化性弱。兩者主要發生水解反應(6)試劑的滴加順序、溶液的酸堿性、溫度、濃度【解析】（1）Fe3+具有氧化性，具有還原性，二者相遇，可能發生氧化還原反應；Fe3+水解呈酸性，水解呈堿性，二者相遇。可以發生相互促進的水解反應。所以氧化還原方程式為，水解的方程式為；（2）實驗①鐵離子在水溶液中顯棕黃色，說明存在水解反應，煮沸，促進水解平衡正向移動，得到紅褐色的氫氧化鐵膠體，為后續實驗做對照。所以實驗①的目的是做對照實驗。（3）通過與實驗①的對照，在5mLFeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液，溶液立即變為紅褐色，說明促進了Fe3+的水解，說明二者水解相互促進。再滴加溶液，產生藍色沉淀。證明產生了Fe2+，說明與Fe3+發生了氧化還原反應。綜合所述。實驗②可得出的結論是與Fe3+相遇，既能發生相互促進的水解反應又能發生氧化還原反應。（4）Fe3+與既能發生水解反應又能發生氧化還原反應，開始溶液顯紅褐色，說明二者水解的速率快，而長時間放置后，溶液變為淺黃綠色，說明氧化還原反應的程度大，最終發生氧化還原反應生成Fe2+。（5）在5mLNa2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液立即變為紅褐色。說明發生了水解反應。一份滴加溶液。無藍色沉淀生成。說明無Fe2+，沒有發生氧化還原反應；另一份煮沸，產生紅褐色沉淀，再加溶液，無藍色沉淀生成，說明加熱促進水解反應進行的程度，但沒有發生氧化還原反應。和實驗②相比較，試劑的滴加順序發生了變化，過量，溶液的堿性較強，而Fe3+濃度較小，氧化性弱。兩者主要發生水解反應。不發生氧化還原反應。（6）通過上述分析，因為滴加試劑順序的不同而使溶液的酸堿性不同，溶液的濃度不同，溫度不同，從而導致現象不同，所以影響反應的因素有試劑的滴加順序、溶液的酸堿性、溫度、濃度。3.（2023·湖南郴州·三模）三氯化鉻()是常用的媒染劑和催化劑，易潮解，易升華，高溫下易被氧氣氧化。某化學小組用和(沸點76.8℃)在高溫下制備無水，實驗裝置如圖所示。已知：氣體有毒，遇水發生水解產生兩種酸性氣體。回答下列問題：(1)實驗裝置合理的連接順序為a→i→j→(填儀器接口字母標號，部分儀器可重復使用)。(2)儀器M中發生反應的化學方程式為。在實驗過程中需要持續通入，其作用是。(3)從安全的角度考慮，整套裝置的不足是。(4)Cr(III)的存在形態的物質的量分數隨溶液pH的分布如圖所示。請補充完整由溶液制備純凈的的實驗方案：取適量溶液，；充分反應后過濾，用蒸餾水洗滌沉淀，，則證明沉淀已洗滌干凈；低溫烘干沉淀，得到晶體。(5)鉻、鈣、氧可形成一種具有特殊導電性的復合氧化物，其晶胞結構如圖甲所示。①該化合物的化學式為。②請在圖乙中畫出該晶胞沿z軸方向的投影圖。③氧離子與鈣離子的最近距離為apm，阿伏加德羅常數為，則該復合氧化物晶體的密度為g?cm-3(列出計算式)。【答案】(1)g→h→b→c→d→e→i→j→f(2)將四氯化碳吹入石英管中和反應生成(3)升華的易凝華，堵塞導管(4)加入NaOH溶液，調節pH在6~12范圍內(加入其他堿溶液調pH也可以)取最后一次洗滌液少許，加入稀硝酸、溶液，若無白色沉淀生成(5)【分析】某化學小組用和(沸點76.8℃)在高溫下制備無水，易潮解，且高溫下易被氧氣氧化，所以要防止裝置內在高溫條件下不能存在氧氣，反應開始前要先通入氮氣排除裝置中的空氣，A裝置為氮氣發生裝置，A中濃H2SO4可以干燥N2并可觀察其流速，防止空氣中水蒸氣進入E裝置，熱的干燥的N2通入E中將CCl4氣化后并且和N2混合進入裝置B，裝置B中和發生反應生成CrCl3，在C裝置中通過冰水浴收集CrCl3，裝置D可以用于吸收尾氣，但為了防止D中的水分進入C，在D和C還要連接F，以此解答。【解析】（1）由分析可知，實驗裝置合理的連接順序為a→i→j→g→h→b→c→d→e→i→j→f。（2）儀器M中和在加熱的條件下發生反應生成N2，根據得失電子守恒和原子守恒配平化學方程式為：；在實驗過程中需要持續通入，其作用是將四氯化碳吹入石英管中和反應生成。（3）從安全的角度考慮，整套裝置的不足是升華的易凝華，堵塞導管。（4）由圖可知，當pH在6~12范圍內，的物質的量分數最大，制備純凈的的實驗方案：取適量溶液，加入溶液，調節pH在6~12范圍內，充分反應后過濾，用蒸餾水洗滌沉淀，取最后一次洗滌液少許，加入稀硝酸、溶液，若無白色沉淀生成，則證明沉淀已洗滌干凈；低溫烘干沉淀，得到晶體。（5）①由均攤法可知，該晶胞中O2-的個數為6=3，Ga2+的個數為8=1，鉻離子的個數為1，該化合物的化學式為；②由晶胞結構可知，該晶胞沿z軸方向的投影圖為：；③鈣離子和氧離子的最近距離為品胞面對角線長度的一半，則晶胞面對角線長度為2apm，晶胞參數為apm，晶體的密度為g?cm-3。4.（2023·山東濟南·實驗中學模擬）NaNH2是制取靛青染料的原料，易與水、氧氣等反應，在液氨中幾乎不溶解。實驗室用如圖裝置(夾持、攪拌、尾氣處理裝置已省略)制備氨基鈉(NaNH2)，步驟如下：Ⅰ.A中加入100mL液氨和0.05gFe(NO3)3·9H2O，通入氨氣排盡密閉體系中的空氣，攪拌。Ⅱ.加入5g鈉粒，反應，得NaNH2小顆粒物。Ⅲ.除去液氨，得產品NaNH2。實驗過程中可能發生的反應：2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑NaNH2+H2O=NaOH+NH3↑4NaNH2+3O2=2NaOH+2NaNO2+2NH3↑回答下列問題：(1)Fe(NO3)3·9H2O的作用是；裝置B的作用是。(2)設計實驗方案判斷步驟Ⅰ中密閉體系中空氣是否排盡：。(3)步驟Ⅱ，反應速率應保持在液氨微沸為宜。為防止速率過大，可采取的措施為(寫出一條即可)。(4)下列說法錯誤的是___________(填標號)。A.步驟Ⅰ中，攪拌的目的是使Fe(NO3)3·9H2O均勻地分散在液氨中B.步驟Ⅱ中，為判斷反應是否已完成，可在N處點火，如無火焰，則反應已完成C.步驟Ⅲ中，為避免污染，應在通風櫥內抽濾除去液氨，得到產品NaNH2D.產品NaNH2應密封保存于充滿干燥氮氣的瓶中(5)產品分析：經分析，NaNH2中只含NaOH雜質，可采用如下方法測定產品NaNH2純度：準確稱取產品NaNH2xg→____→____→____→計算。請選擇最佳操作并排序。a.準確加入過量的水b.準確加入過量的HCl標準溶液c.準確加入過量的NH4Cl標準溶液d.用NaOH標準溶液滴定e.用NH4Cl標準溶液滴定f.用HCl標準溶液滴定g.滴加石蕊指示劑h.滴加酚酞指示劑i.滴加甲基紅指示劑(變色的pH范圍4.4~6.2)【答案】(1)催化防止氧氣、水進入密閉體系(2)試管中加滿水倒扣于水槽中，M處通入氨氣，將N處排出的氣體導入試管內；如試管底部出現氣泡，則空氣尚未排盡，如未出現氣泡，則說明空氣已排盡(3)分批少量加入鈉粒，降低冷卻液溫度，適當增加液氨量（任寫一種即可）(4)BC(5)b；i；d【分析】用如圖裝置（夾持、攪拌、尾氣處理裝置已省略）制備氨基鈉（NaNH2），在硝酸鐵催化下鈉與液氨的反應來生成NaNH2和氫氣，該反應是放熱反應，為保證液氨處于微沸狀態，需要用冷卻液控制一定的溫度；NaNH2易與水和氧氣發生反應，所以裝置B中Hg可防止氧氣、水進入密閉體系，導氣口N與尾氣處理連接裝置再處理氨氣等，據此結合實驗原理分析解答。【解析】（1）結合實驗原理，反應中加入少量Fe(NO3)3·9H2O，可推知Fe(NO3)3·9H2O在反應中作催化劑；結合已知信息可知，制備得到的NaNH2易與水和氧氣發生反應，所以裝置B中Hg可防止氧氣、水進入密閉體系，干擾NaNH2的制備，故答案為催化；防止氧氣、水進入密閉體系。（2）結合氨氣極易溶于水，空氣中的氮氣難溶于水，氧氣不易溶于水的物理性質，可設計方案如下：試管中加滿水倒扣于水槽中，M處通入氨氣，將N處排出的氣體導入試管內。如試管底部出現氣泡，則空氣尚未排盡，如未出現氣泡，則說明空氣已排盡，故答案為試管中加滿水倒扣于水槽中，M處通入氨氣，將N處排出的氣體導入試管內；如試管底部出現氣泡，則空氣尚未排盡，如未出現氣泡，則說明空氣已排盡。（3）結合影響化學反應速率的因素，為防止反應速率偏大，可實施的措施有：分批少量加入鈉粒；降低冷卻液溫度；適當增加液氨量，故答案為分批少量加入鈉粒，降低冷卻液溫度，適當增加液氨量（任寫一種即可）。（4）A.步驟Ⅰ中，攪拌可使液體混合均勻，所以攪拌可使少量的催化劑Fe(NO3)3·9H2O均勻分散在液氨中，A故正確；B.步驟Ⅱ中，由于液氨處于微沸狀態，故生成的氫氣中混有一定量的氨氣；氫氣雖然是可燃性氣體，由于氨氣在空氣中不能被點燃，當氨氣中只有少量氫氣時，則也不能被點燃、不會產生火焰，且對易氣體點火有安全隱患，故B錯誤；C.步驟Ⅱ中得到的粒狀沉積物，顆粒較小，顆粒太小的沉淀易在濾紙上形成一層密實的沉淀，溶液不易透過，所以不適宜選用抽濾裝置進行過濾，故C錯誤；D.因為制備的產品NaNH2易與水和氧氣發生反應，所以可密封保存于充滿干燥氮氣的瓶中，故D正確，故答案選BC。（5）題干信息中提到假設產品NaNH2的唯一雜質為NaOH，因為產品溶于水生成氫氧化鈉和氨氣，所以可設計利用鹽酸標準溶液進行滴定，因滴定終點時，溶液中含氯化鈉和氯化銨，所以需選用酸性條件下的酸堿指示劑判斷滴定終點，過量的鹽酸再利用氫氧化鈉標準液反滴定，最終利用所測數據計算得出產品中NaNH2的純度，故涉及的操作步驟為：準確稱取產品xg→加入過量鹽酸標準溶液→加入滴加甲基紅指示劑→用氫氧化鈉標準溶液進行滴定，根據實驗所測數據，計算產品純度，故答案為b；i；d。5.（2023·重慶渝中·巴蜀中學模擬）是一種重要的分析試劑和氧化劑。某研究小組通過如下步驟制備。已知：①存在于強堿性環境，在弱堿性或中性條件下易發生歧化反應；②堿性條件下，的氧化性強于。Ⅰ.將固體和固體放入坩堝中，攪拌，加熱，待混合物熔融后，再將分多次加入坩堝中，不斷攪拌，繼續加熱，得到墨綠色熔融物，停止加熱。Ⅱ.將坩堝中的固體轉移到燒杯中，