題型2化學實驗綜合題考向1儀器裝置的選擇與連接順序【真題研磨】典例(2024·浙江1月選考節選)H2S可用于合成光電材料。某興趣小組用CaS與MgCl2反應制備液態H2S,實驗裝置如圖,反應方程式為CaS+MgCl2+2H2O===CaCl2+Mg(OH)2+H2S↑。已知:①H2S的沸點是-61℃,有毒;

②裝置A內產生的H2S氣體中含有酸性氣體雜質。請回答:(1)儀器X的名稱是圓底燒瓶。

(2)完善虛框內的裝置排序:A→B→E→C→D→F+G。

(3)下列干燥劑可用于裝置C中的是BC。

A.氫氧化鉀B.五氧化二磷C.氯化鈣D.堿石灰【審答思維】題干劃線部分關鍵信息解讀關鍵信息答題思維H2S的沸點是-61℃,有毒H2S的沸點較低,不能驟冷,要逐步冷卻,應先預冷卻,則選擇裝置E,H2S是酸性氣體,不可以用堿性干燥劑,之后再選用溫度稍低的冷卻裝置D

【失分警示】(1)制備氣體的裝置包括發生裝置、除雜裝置、收集裝置和尾氣處理裝置。(2)不了解冷卻H2S不能驟冷,要逐步冷卻,而答錯第(2)問。(3)不了解酸性氣體不能使用堿性干燥劑進行干燥。【考場技法】儀器的選擇與連接1.組裝順序一般是由下到上,從左至右。2.儀器之間的連接方法:(1)干燥管——“大進小出”;(2)洗氣瓶——進氣管在液面下,出氣管在液面上(長進短出);(3)測氣裝置——短進長出(瓶內裝滿水);(4)冷卻裝置——下進上出。3.制備氣體并驗證氣體的性質實驗裝置順序:(1)制氣→凈化→干燥→驗證性質→收集→尾氣處理等;(2)先除雜后干燥;先驗水再驗其他物質。4.注意事項:(1)易水解的物質如AlCl3、TiCl4等的制備,在制備或收集裝置的前后均要有干燥裝置;(2)易氧化的物質,需要在裝置前后除去氧氣;(3)有關定量或受空氣干擾的實驗應有①通入惰性氣體(或N2等)趕空氣;②利用還原劑除去氧氣;③用液封裝置,防止空氣進入。【多維演練】★★(裝置的選擇)NiS難溶于水,易溶于稀酸,可用于除去鎳電解液中的銅離子。NiS在潮濕的空氣中可轉化為堿式硫化高鎳[Ni(OH)S],從而降低除銅離子的能力。實驗室模擬制取NiS裝置如圖(加熱、夾持裝置略去),先通氮氣排盡裝置內空氣后,同時通入硫化氫氣體和氨氣,制得NiS沉淀。回答下列問題:(1)裝置Ⅱ中的試劑為飽和NaHS溶液。

(2)裝置Ⅲ中反應的離子方程式為H2S+Ni2++2NH3===NiS↓+2NH4+(3)反應結束后關閉K1、K4,在b、c處分別連接如圖兩個裝置,打開K2、K3進行抽濾洗滌。裝置Ⅳ接在b(填“b”或“c”)處。

考向2實驗條件的控制【真題研磨】典例(2024·新課標卷節選)吡咯類化合物在導電聚合物、化學傳感器及藥物制劑上有著廣泛應用。一種合成1-(4-甲氧基苯基)-2,5-二甲基吡咯(用吡咯X表示)的反應和方法如下:+→實驗裝置如圖所示,將100mmol己-2,5-二酮(熔點:-5.5℃,密度:0.737g·cm-3)與100mmol4-甲氧基苯胺(熔點:57℃)放入①中,攪拌。

待反應完成后,加入50%的乙醇溶液,析出淺棕色固體。加熱至65℃,至固體溶解,加入脫色劑,回流20min,趁熱過濾。濾液靜置至室溫,冰水浴冷卻,有大量白色固體析出。經過濾、洗滌、干燥得到產品。

回答下列問題:(1)“攪拌”的作用是使固液反應物充分接觸,加快反應速率。

(2)“加熱”方式為水浴加熱。

(3)使用的“脫色劑”是活性炭。

(4)“趁熱過濾”的目的是防止產品結晶損失,提高產率;用50%的乙醇溶液洗滌白色固體。

(5)若需進一步提純產品,可采用的方法是重結晶。

【審答思維】題干劃線部分關鍵信息解讀關鍵信息答題思維己-2,5-二酮(熔點:-5.5℃,密度:0.737g·cm-3)與100mmol4-甲氧基苯胺(熔點:57℃)放入①中,攪拌攪拌的目的有加速溶解、使反應物充分接觸,加快反應速率。己-2,5-二酮熔點為-5.5℃,常溫下為液體,4-甲氧基苯胺熔點為57℃,常溫下為固體,攪拌的目的為使固液反應物充分接觸,加快反應速率

加入50%的乙醇溶液,析出淺棕色固體。加熱至65℃,至固體溶解,加入脫色劑,回流20min,趁熱過濾“加熱至65℃,至固體溶解”說明加熱的溫度相對較低,應采用水浴加熱,趁熱過濾;脫水劑既不能溶解或參與反應又可以吸附顏色,則常見的脫色劑為活性炭;加入50%的乙醇溶液后析出固體,說明產品不溶于50%的乙醇溶液,可用于洗滌產品

進一步提純產品分離提純常用的方法有蒸餾、萃取、重結晶等。提純固體有機物常用的方法為重結晶

【失分警示】(1)不能準確提取有用的關鍵信息,從而在第(1)(2)(3)(4)問中答錯。(2)不了解分離提純固體有機物的方法,從而在第(5)問答錯。【考場技法】化學實驗反應條件的控制1.控制的目的:(1)提高速率;(2)提高產率、轉化率;(3)提高純度。2.條件控制的類型:(1)溫度①加熱的目的:加快化學反應速率或使化學平衡向某方向移動。②降溫的目的:防止某物質在高溫時分解或使化學平衡向某方向移動。③控制溫度在一定范圍的目的:若溫度過低,則反應速率(或溶解速率)較慢或有副反應發生;若溫度過高,則某物質(如H2O2、氨水、草酸、濃硝酸、銨鹽等)會分解或揮發或有副反應發生。④水浴加熱的好處:受熱均勻,溫度可控,且溫度不超過100℃。⑤冰水浴冷卻的目的:防止某物質分解或揮發。⑥趁熱過濾的原因:保持過濾溫度,防止溫度降低后某物質析出。⑦減壓蒸發的原因:減壓蒸發降低了蒸發溫度,可以防止某物質分解(如濃縮雙氧水需減壓蒸發低濃度的雙氧水溶液)。(2)控制溶液的pH①改變物質的氧化性等性質;②保證某種離子完全沉淀或不沉淀;③改變反應方向或反應進行程度;④抑制水解或防止發生副反應。(3)排氣方法及作用①防氧化、防水解為了防止空氣的成分氧氣、CO2、水蒸氣干擾實驗,常用其他穩定的氣體(如氮氣)排盡裝置中的空氣;有時也可充分利用反應物氣體(如:氨氣、氯氣、二氧化硫)等排盡裝置中的空氣。氯化氫氣體氛圍:防止蒸干FeCl3等時水解。②定量測定氣體實驗中為了充分吸收某種需分析或測定的氣體,常用其他穩定的氣體(如氮氣)作載氣;有時也可充分利用反應物氣體(如氧氣)作載氣,將生成的氣體壓入指定的吸收裝置中。(4)干燥①低溫烘干:防止被干燥物質分解;②減壓烘干:降低沸點,防止被干燥物質分解。(5)洗滌用冷水、無水乙醇等洗滌:減小晶體(或沉淀)因溶解而損失。【多維演練】1.★★★(溫度控制、儀器調控)某小組查閱有關資料后,在實驗室中利用Cr2O3和CCl4反應制備無水CrCl3,并收集該反應產生的光氣(COCl2),實驗裝置如圖所示(夾持、加熱及部分冷卻裝置已省略)。實驗步驟如下:Ⅰ.檢查完裝置氣密性后,按照圖示裝入藥品,打開K1、K2、K3,通入氮氣;Ⅱ.一段時間后,關閉K3,將裝置B加熱到預定溫度,再將裝置A在85℃下進行加熱;Ⅲ.待裝置B中反應結束后,裝置A、B停止加熱,一段時間后,停止通入氮氣;Ⅳ.將裝置C進行加熱,得到產物光氣;Ⅴ.實驗結束后,稱量裝置B中剩余固體質量為28.4g。已知:光氣能溶于CCl4,易與水發生反應生成CO2和HCl。有關物質的熔、沸點如下表:化學式Cr2O3CrCl3CCl4COCl2熔點/℃14351152-23-118沸點/℃40001300768.2回答下列問題:(1)通入N2除起到將裝置內空氣排出外,還具有的作用為利于CCl4的揮發(或使產生的COCl2進入后續裝置中)(至少寫一條)。

(2)步驟Ⅳ中,操作名稱為蒸餾,加熱時K1、K2、K3的狀態為關閉K1和K2,打開K3,溫度計的讀數應控制在8.2℃左右。

(3)B中得到產品的化學方程式為Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2。

2.★★(控制溫度、滴加速率)實驗室制備對乙酰氨基酚的關鍵步驟為2+2Na2S+H2O2+Na2S2O3ΔH<0,反應裝置如圖所示。該科學小組通過實驗測定了不同溫度下對氨基苯酚鈉的產率,數據如表:溫度/℃25455565產率/%52.664.762.558.8(1)盛裝Na2S溶液的儀器名稱是三頸燒瓶。

(2)通過實驗數據,可知最佳反應溫度為45℃。

考向3實驗數據的處理與誤差分析【真題研磨】典例(2024·山東等級考節選)利用“燃燒—碘酸鉀滴定法”測定鋼鐵中硫含量的實驗裝置如下圖所示(夾持裝置略)。實驗過程如下:①加樣,將amg樣品加入管式爐內瓷舟中(瓷舟兩端帶有氣孔且有蓋),聚四氟乙烯活塞滴定管G內預裝c(KIO3)∶c(KI)略小于1∶5的KIO3堿性標準溶液,吸收管F內盛有鹽酸酸化的淀粉水溶液。向F內滴入適量KIO3堿性標準溶液,發生反應:KIO3+5KI+6HCl===3I2+6KCl+3H2O,使溶液顯淺藍色。②燃燒:按一定流速通入O2,一段時間后,加熱并使樣品燃燒。③滴定:當F內溶液淺藍色消退時(發生反應:SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI),立即用KIO3堿性標準溶液滴定至淺藍色復現。隨SO2不斷進入F,滴定過程中溶液顏色“消退-變藍”不斷變換,直至終點。取20.00mL0.1000mol·L-1KIO3的堿性溶液和一定量的KI固體,配制1000mLKIO3堿性標準溶液。(1)該滴定實驗達終點的現象是當加入最后半滴KIO3堿性標準溶液后,溶液由無色突變為藍色且30s內不變色;滴定消耗KIO3堿性標準溶液VmL,樣品中硫的質量分數是

19.200Va%((2)若裝置D中瓷舟未加蓋,會因燃燒時產生粉塵而促進SO3的生成,粉塵在該過程中的作用是作催化劑;若裝置E冷卻氣體不充分,可能導致測定結果偏大,原因是通入F的氣體溫度過高,導致部分I2升華,從而消耗更多的KIO3堿性標準溶液;若滴定過程中,有少量IO3-不經I2直接將SO2氧化成H2SO4,測定結果會不變(填“偏大”“偏小”或“不變”)【審答思維】題干劃線部分關鍵信息解讀關鍵信息答題思維KIO3+5KI+6HCl===3I2+6KCl+3H2OSO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI由S元素守恒及反應方程式可得到關系式:3S~3SO2~3I2~KIO3

冷卻氣體不充分溫度過高造成I2升華,消耗更多KIO3堿性標準溶液

IO3-不經I2直接將SO2氧化成H2IO3-將SO2氧化成H2SO4,自身被還原為I-,同樣符合關系式:3S~3SO2~KIO3【失分警示】(1)不能通過反應方程式中的元素守恒和電子守恒得到正確的關系式。(2)不了解碘單質的物理性質從而答錯第(2)問。【考場技法】對實驗數據篩選的一般方法和思路為“五看”1.一看數據是否符合測量儀器的精度特點,如用托盤天平測得的質量的精度為0.1g,若精度值超過了這個范圍,說明所得數據是無效的;2.二看數據是否在誤差允許范圍內,若所得的數據明顯超出誤差允許范圍,要舍去;3.三看反應是否完全,是否是過量反應物作用下所得的數據,只有完全反應時所得的數據,才能進行有效處理和應用;4.四看所得數據的測試環境是否一致,特別是氣體體積數據,只有在溫度、壓強一致的情況下才能進行比較、運算;5.五看數據測量過程是否規范、合理,錯誤和違反測量規則的數據需要舍去。【多維演練】1.★★★(滴定數據的分析)三氯化六氨合鈷{[Co(NH3)6]Cl3}是一種橙黃色晶體,可溶于水和稀酸溶液,不溶于乙醇,與熱的強堿溶液反應產生Co(OH)3、NH3。某實驗小組利用下列方法測定制備的[Co(NH3)6]Cl3的組成。(ⅰ)氨含量的測定(裝置如圖所示):稱取mg樣品于錐形瓶中,加水溶解。在另一錐形瓶中加入V1mLc1mol·L-1標準HCl溶液并置于冰水浴中。從漏斗中加入足量20%的NaOH溶液,加熱,保持微沸狀態并持續1小時左右。然后取出插入標準HCl溶液中的導管,用純水沖洗導管內外,洗滌液并入裝有標準HCl溶液的錐形瓶中。取出錐形瓶,加入指示劑,用c2mol·L-1NaOH標準溶液滴定剩余的HCl,達到滴定終點時消耗NaOH標準溶液V2mL。(ⅱ)鈷含量的測定:將上述左側錐形瓶內樣品殘渣轉移到碘量瓶中,冷卻后加入足量KI溶液,立即蓋上瓶塞并充分振蕩后,加入濃鹽酸,在暗處放置15min(還原產物為Co2+)。然后加入蒸餾水和淀粉溶液,用Na2S2O3標準溶液滴定至終點,記錄消耗Na2S2O3標準溶液的體積(已知:I2+2S2O32-===S4O6(1)由氨含量的測定實驗,可得樣品中氨的質量分數為(c1V1-c2V2)×10-3×17m×100%(用含c1、c2、V1、V2、m的代數式表示);若省略“純水沖洗導管內外(2)鈷含量的測定實驗中,含鈷粒子發生反應的離子方程式為2Co(OH)3+2I-+6H+===2Co2++I2+6H2O;滴定終點時溶液顏色的變化為藍色褪去。

(3)小組成員查閱資料得知,若不加活性炭催化劑,制備產物主要是[Co(NH3)5Cl]Cl2。現有10mL濃度為0.1mol·L-1的[Co(NH3)6]Cl3或[Co(NH3)5Cl]Cl2溶液,請設計實驗區分:取兩種溶液各10mL,加入指示劑,用0.1mol·L-1AgNO3溶液滴定,若消耗20mL,則為[Co(NH3)5Cl]Cl2,若消耗30mL,則為[Co(NH3)6]Cl3。

2.★★★(誤差分析)BaCl2·2H2O純度的測定。某學生查閱資料:X2++H2Y2-===XY2-+2H+,X代表Ba2+、Pb2+、Ca2+等,H2Y2-代表Na2H2Y的陰離子,設計如下純度測量方案:步驟Ⅰ:準確稱取3.0gBaCl2·2H2O粗品并用20.0mL水溶解。步驟Ⅱ:用0.4000mol·L-1的Na2H2Y標準溶液滴定其中的Ba2+。步驟Ⅲ:重復滴定2~3次記錄每次消耗Na2H2Y標準溶液的體積,平均每次滴定消耗標準溶液24.60mL。(1)產品中BaCl2·2H2O的純度為80%(保留兩位有效數字),為滴定時采用如圖所示的側邊自動定零位滴定管,結合該裝置的使用說明書分析其優點:自動調零代替手動操作,可以減少人為誤差。

說明書將貯液瓶與帶塞滴定管通過磨口塞連接在一起。使用時,用打氣球向貯液瓶中加壓,使瓶中的標準溶液壓入滴定管中。滴定管頂端零標線處熔接一個回液尖嘴,使零線以上的溶液自動流回貯液瓶中,實現自動調節零點(2)下列選項所涉及內容會導致Ba2+含量的測定值偏高的是bd(填序號)。

a.未干燥錐形瓶b.Na2H2Y標準溶液久置部分失效c.滴定終點時滴定管尖嘴中產生氣泡d.雜質可與Na2H2Y反應1.★★★NaClO2在工業生產中常用作漂白劑、脫色劑、消毒劑等。實驗室中可用H2O2和NaOH混合溶液吸收ClO2的方法制取NaClO2,現利用如圖所示裝置及試劑制備NaClO2晶體:已知:①NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO3·3H2O,高于38℃時析出的晶體是NaClO2,高于60℃時NaClO2分解成NaClO和NaCl。②ClO2氣體濃度較大時易發生爆炸。(1)A裝置中儀器a的名稱為恒壓滴液漏斗。

(2)裝置A中生成ClO2的化學方程式為2NaClO3+Na2SO3+H2SO4(濃)===2ClO2↑+2Na2SO4+H2O。

(3)關于裝置C及后續操作的下列說法錯誤的是AD。

A.裝置C中H2O2作氧化劑B.為獲得NaClO2晶體,可將C試管中的溶液在55℃蒸發濃縮結晶并趁熱過濾C.用50℃左右溫水洗滌所得晶體D.高溫烘干過濾后所得濾渣即可得到產物(4)儀器A中NaClO3需稍微過量,原因是防止Na2SO3過量產生SO2氣體,在C裝置中被氧化生成硫酸鈉,影響產品純度。(5)實驗過程中,常需要打開K1,鼓入一定量空氣。該操作的目的是稀釋ClO2,防止ClO2濃度過高引起爆炸。

(6)Cl和O可形成另一種化合物Cl2O,中心原子為O,Cl2O的VSEPR模型是四面體;Cl2O鍵角比F2O鍵角大(填“大”“小”或“相等”)。

(7)NaClO2純度的測定:用“間接碘量法”測定樣品(雜質與I-不發生反應)的純度,過程如下:取樣品1.810g配制成250mL溶液,從中取出25.00mL;加入足量KI固體和適量稀H2SO4,再滴加幾滴淀粉溶液(已知:ClO2-+4I-+4H+===2H2O+2I2+Cl-),然后用cmol·L-1Na2S2O3標準溶液滴定至終點,重復2次,測得消耗標準溶液的體積平均值為VmL(已知:I2+2S2O32-===S4O62-+2I-)樣品中NaClO2的純度為12.5cV%(2.★★★以下為制備氧釩(Ⅳ)堿式碳酸銨{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}的過程。步驟Ⅰ.V2O5VOCl2溶液步驟Ⅱ.VOCl2溶液氧釩(Ⅳ)堿式碳酸銨粗產品已知:VO2+能被O2、KMnO4等氧化劑氧化為VO2回答下列問題:(1)步驟Ⅰ的反應裝置如圖(夾持及加熱裝置略去,下同)。①儀器c的名稱為球形冷凝管。

②步驟Ⅰ生成VOCl2的同時,還生成一種無污染的氣體,該反應的化學方程式為2V2O5+N2H4·2HCl+6HCl4VOCl2+N2↑+6H2O。

(2)步驟Ⅱ可在如圖裝置中進行。①上述裝置的連接順序(從左→右)為A→C→D→B。

②實驗開始時,先關閉K2(填“K1”或“K2”,后同),打開K1,當裝置B中澄清石灰水變渾濁時(填實驗現象),再改變開關狀態,待反應物充分反應后靜置,得到固體。

③過濾后,先用b(填字母)洗滌,再用乙醇洗。

a.水b.NH4HCO3溶液c.(NH4)2SO4(3)測定產品純度。稱取ng樣品用稀硫酸溶解后,加入過量0.01mol·L-1KMnO4溶液,充分反應后加入過量NaNO2溶液,再加入適量尿素[CO(NH2)2],最后用cmol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定至終點(反應為VO2++Fe2++2H+===Fe3++VO2++H2VmL。①適量尿素可除去過量的NaNO2,該過程符合綠色化學觀念,其離子方程式為CO(NH2)2+2NO2-+2H+===CO2↑+2N2↑+3H2O②若未加尿素,直接進行滴定,則會導致所測產品純度偏大(填“偏大”“偏小”或“不變”)。

③樣品中氧釩(Ⅳ)堿式碳酸銨(摩爾質量為Ag·mol-1)的質量分數為

0.1cVA63.★★★環己酮是重要化工原料,是制造尼龍的主要中間體,也是重要的工業溶劑,實驗室利用如下反應原理和實驗裝置制備環己酮(夾持、加熱裝置略,C1、C2處有儀器未畫出):環己醇、環己酮和飽和食鹽水的部分物理性質見下表(括號中的數據表示該有機物與水形成的具有固定組成的混合物的沸點)物質密度/(g·cm-3)沸點/℃部分性質環己醇0.90161.1(97.8)能溶于水,具有還原性,易被氧化環己酮0.88155.6(95)微溶于水,遇氧化劑易發生開環反應飽和食鹽水1.33108.0—實驗步驟:Ⅰ.實驗中通過裝置B將酸性Na2Cr2O7溶液分批滴加到盛有30mL環己醇的A中,加入第一批酸性Na2Cr2O7溶液后,待反應物的橙紅色消失后再加入第二批……依次進行下去,直至反應結束,控制反應在55~65℃進行。反應結束后,向反應液中加入適量的草酸。Ⅱ.反應完成后,加入適量水,蒸餾,收集95~100℃的餾分,得到主要含環己酮粗品和水的混合物。Ⅲ.進一步分離提純得到精品環己酮18.0g。(1)實驗裝置圖中C1處應放置的儀器名稱為溫度計。

(2)A中發生反應的離子方程式為3+Cr2O72-+8H+===3+2Cr3++7H2O,用蒸餾不能分離環己酮和水的原因是環己酮和水形成具有固定組成的混合物一起蒸出。(3)實驗過程中酸性Na2Cr2O7溶液分批加入的原因是酸性Na2Cr2O7溶液氧化環己醇反應放熱,導致體系溫度迅速上升,副反應增多,所以酸性Na2Cr2O7溶液加入不能太快。

(4)步驟Ⅰ加入適量草酸為了將剩余的Na2Cr2O7完全反應,草酸與Na2Cr2O7的物質的量之比為3∶1時反應恰好進行完全。

(5)環己酮的提純需要經過以下一系列的操作:a.蒸餾,收集151~156℃餾分,得到精品;b.過濾;c.在收集到的粗品中加NaCl固體至飽和,靜置,分液;d.加入無水MgSO4固體,除去有機物中少量水。上述操作的正確順序是cdba(填字母)。上述操作c中,加入NaCl固體的作用是

增加水層的密度,降低環己酮的溶解度,有利于分層。

(6)計算環己酮的產率為68%(保留整數)。

4.★★★★滴定法是用于測定溶液中微粒濃度的重要方法。某實驗小組利用滴定法測定碘酒中碘的含量。(1)測定碘含量:移取10.00mL碘酒,準確配制100mL稀碘液。每次取25.00mL稀碘液于錐形瓶中,滴加幾滴淀粉溶液,加入適量稀H2SO4后,用濃度為0.1000mol·L-1Na2S2O3標準溶液滴定,實驗數據如表所示。已知:2Na2S2O3+I2===2NaI+Na2S4O6。序號Na2S2O3溶液的用量/mL稀碘液的用量/mL121.3225.00220.0225.00319.9825.00①第1次實驗Na2S2O3溶液的用量明顯多于后兩次,原因可能是A。

A.盛裝標準溶液的滴定管用蒸餾水洗凈后,未潤洗B.滴入半滴標準溶液,溶液變色,即判定達滴定終點C.滴定達終點時發現滴定管尖嘴內有氣泡產生D.滴定終點讀取滴定管刻度時,俯視標準液液面②該碘酒中碘的含量為0.1016g·mL-1。[已知M(I2)=254g·mol-1]

(2)借鑒(1)的方法,用如圖所示的流程測定海帶中的碘含量。①加入H2O2,發生反應的離子方程式是2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O。

②預測達到滴定終點的實驗現象為當最后半滴Na2S2O3溶液滴入時,溶液的藍色恰好褪去,且半分鐘不恢復到藍色,在實驗時卻發現溶液變色片刻后,恢復滴定前的顏色。繼續滴加Na2S2O3,溶液變色片刻后再一次恢復原色。

(3)探究異常現象產生的原因。該學習小組通過設計對照實驗,發現空氣中的氧氣并不能較快地氧化待測液中的I-。提出猜想:H2O2(填化學式)將生成的I-重新氧化成碘單質。

實驗驗證:將2mL待測液、2滴0.1mol·L-1H2SO4溶液、2滴淀粉溶液和少量H2O2混合,用Na2S2O3溶液滴定,氧化后的待測液靜置半小時,利用氧化還原電勢傳感器測定滴定過程中電勢的變化,待溶液變色后停止滴定,溶液恢復原色后繼續滴加Na2S2O3至溶液變色,循環往復,得到如圖所示的曲線。已知:i.氧化性物質的電勢值高于還原性物質;ⅱ.一定條件下,氧化性物質的濃度越高,電勢越高,還原性物質濃度越高,電勢越低。a~b段電勢升高的原因是過氧化氫氧化I-生成具有氧化性的碘單質被氧化。由a~b段電勢變化的斜率小于b~c段可推測溶液反復變色的原因是H2O2氧化I-的速率慢于Na2S2O3還原I2的速率。

優化流程:將用H2O2氧化后的待測液加熱煮沸使過氧化氫完全分解,再進行滴定,到達滴定終點時待測液變色后不會恢復原色。

13.化學實驗綜合題1.【解析】在實驗室利用濃鹽酸和強氧化劑制取Cl2,并與NH4Cl溶液反應制取NCl3,并蒸餾、冷凝得到NCl3,并避免空氣中的水蒸氣接觸產品,需要將干燥裝置連接在最右邊。(1)利用裝置A制取氯氣,利用裝置B制取NCl3,利用裝置D冷凝NCl3,用裝置C收集NCl3,故正確連接順序為a→b→c→f→g→d。(2)在不加熱條件下,利用濃鹽酸和強氧化劑可制取氯氣,所給試劑中不能選用MnO2,其余選項中物質均可以;根據裝置圖可知儀器D為直形冷凝管。(3)NCl3是黃色油狀液體,因而在反應過程中,在B中的蒸餾燒瓶內可以觀察到有黃色油狀液體出現;NCl3在熱水中水解生成氧化性物質HClO,其化學方程式為NCl3+3H2O3HClO+NH3↑。(4)①滴定前加入淀粉指示劑溶液顯藍色,到滴定終點時,溶液中的I2全部變成I-,滴入最后半滴標準液后,溶液藍色褪去,且半分鐘不恢復原來顏色。②根據反應方程式NCl3+4HCl===NH4Cl+3Cl2↑、Cl2+2KI===2KCl+I2、I2+2Na2S2O3===Na2S4O6+2NaI,可得關系式NCl3~3Cl2~3I2~6Na2S2O3。n(NCl3)=16n(Na2S2O3)=0.1mol·L-1×18120.5g·mol-1×3×10-3mol=0.3615g,故NCl3的純度w(NCl3)=0.90.4%。答案:(1)bcf(2)ACD直形冷凝管(3)溶液中有黃色油狀液體出現NCl3+3H2O3HClO+NH3↑(4)①滴入最后半滴標準液后,溶液中藍色褪去且半分鐘內不恢復原色②90.4%2.【解析】工業上利用糠醛(沸點161.7℃,易被氧化)發生歧化反應制取糠酸和糠醇,由于該反應為強放熱反應,為控制反應速率,需緩慢滴加NaOH溶液,同時使用冰水浴降低溫度;粗產品中,糠酸鈉易溶于水,生成的糠醇使用有機溶劑萃取分離;糠酸鈉用鹽酸將其轉化為糠酸,冷卻結晶后,過濾分離;糠醇被萃取后,蒸餾分離。(1)儀器A是為了平衡氣壓,使液體順利流入三頸燒瓶中,所以根據儀器構造與作用可知,儀器A的名稱為恒壓滴液漏斗;儀器B中內管與冷卻水的接觸面積更大,冷凝效果更好。(2)要想控制反應溫度為8~12℃,需要緩慢滴加NaOH溶液,同時采用冰水浴給反應裝置降溫。(3)糠醇溶于乙醚,且沸點不同,所以可采用蒸餾的方式分離混合物。(4)糠酸在冷水中的溶解度小,因此用冷水洗滌糠酸,可降低因溶解而造成的損失。將不純的固體進一步提純,應采用的方法是重結晶。(5)根據題干數據可計算出糠酸的純度為0×100%=96.0%;蒸餾水洗凈后,未用NaOH標準溶液潤洗堿式滴定管,則滴定管中的標準溶液濃度變小,滴定時消耗NaOH標準溶液的體積偏大,測得的糠酸的純度比實際偏高,A錯誤;指示劑酚酞溶液滴加過多(酚酞是一種弱酸),則消耗NaOH標準溶液的體積偏大,測得的糠酸的純度比實際偏高,B錯誤;錐形瓶內壁用蒸餾水洗凈后,再用配制好的糠酸樣品溶液潤洗2~3次,將潤洗液倒掉,再裝入20.00mL糠酸樣品溶液,進行中和滴定,則錐形瓶中糠酸樣品溶液的體積偏大,滴定結束時消耗NaOH標準溶液的體積偏大,測得的糠酸的純度比實際偏高,C錯誤;滴定前仰視堿式滴定管液面讀數,滴定后俯視堿式滴定管液面