（講練測）2019年高考化學(xué)三輪復(fù)習(xí) 核心熱點總動員 專題14 化學(xué)實驗設(shè)計與評價（含解析）.doc

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化學(xué)實驗設(shè)計與評價 【名師精講指南篇】 【高考真題再現(xiàn)】 1．【2018新課標1卷】醋酸亞鉻[(CH3COO)2CrH2O］為磚紅色晶體，難溶于冷水，易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價鉻還原為二價鉻；二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實驗裝置如圖所示，回答下列問題： （1）實驗中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的是_________，儀器a的名稱是_______。 （2）將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中，加入少量蒸餾水，按圖連接好裝置，打開K1、K2，關(guān)閉K3。 ①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{色，該反應(yīng)的離子方程式為_________。 ②同時c中有氣體產(chǎn)生，該氣體的作用是_____________。 （3）打開K3，關(guān)閉K1和K2。c中亮藍色溶液流入d，其原因是________；d中析出磚紅色沉淀，為使沉淀充分析出并分離，需采用的操作是___________、_________、洗滌、干燥。 （4）指出裝置d可能存在的缺點______________。 【答案】 去除水中溶解氧 分液（或滴液）漏斗 Zn+2Cr3＋＝Zn2＋+2Cr2＋ 排除c中空氣 c中產(chǎn)生H2使壓強大于大氣壓 （冰?。├鋮s 過濾 敞開體系，可能使醋酸亞鉻與空氣接觸 【解析】分析：在鹽酸溶液中鋅把Cr3＋還原為Cr2＋，同時產(chǎn)生氫氣排盡裝置中的空氣防止氧化。生成的氫氣導(dǎo)致c中壓強增大，可以把生成的CrCl2壓入d裝置發(fā)生反應(yīng)，據(jù)此解答。 詳解：（1）由于醋酸亞鉻易被氧化，所以需要盡可能避免與氧氣接觸，因此實驗中所用蒸餾水均需煮沸后迅速冷卻，目的是去除水中溶解氧；根據(jù)儀器構(gòu)造可知儀器a是分液（或滴液）漏斗； （2）①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{色，說明Cr3＋被鋅還原為Cr2＋，反應(yīng)的離子方程式為Zn+2Cr3＋＝Zn2＋+2Cr2＋； ②鋅還能與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，由于裝置中含有空氣，能氧化Cr2＋，所以氫氣的作用是排除c中空氣； （3）打開K3，關(guān)閉K1和K2，由于鋅繼續(xù)與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，導(dǎo)致c中壓強增大，所以c中亮藍色溶液能流入d裝置，與醋酸鈉反應(yīng)；根據(jù)題干信息可知醋酸亞鉻難溶于水冷水，所以為使沉淀充分析出并分離，需要采取的操作是（冰浴）冷卻、過濾、洗滌、干燥。 （4）由于d裝置是敞開體系，因此裝置的缺點是可能使醋酸亞鉻與空氣接觸被氧化而使產(chǎn)品不純。 點睛：本題主要是考查醋酸亞鉻制備原理的實驗探究，考查學(xué)生的化學(xué)實驗與探究的能力、從提供的新信息中，準確地提取實質(zhì)性內(nèi)容，并與已有知識整合，重組為新知識塊的能力，題目難度中等。明確實驗原理、有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)尤其是題干信息中提取和應(yīng)用是解答的關(guān)鍵。 2．【2018新課標2卷】K3[Fe(C2O4)3]3H2O（三草酸合鐵酸鉀）為亮綠色晶體，可用于曬制藍圖。回答下列問題： （1）曬制藍圖時，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]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，按下圖所示裝置進行實驗。 ①通入氮氣的目的是________________________________________。 ②實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，裝置E中固體變?yōu)榧t色，由此判斷熱分解產(chǎn)物中一定含有___________、___________。 ③為防止倒吸，停止實驗時應(yīng)進行的操作是_____________________________。 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m g樣品于錐形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用c molL-1 KMnO4溶液滴定至終點。滴定終點的現(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c molL-1 KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液V mL。該晶體中鐵的質(zhì)量分數(shù)的表達式為________________________________。 【答案】 3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4 隔絕空氣、使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進入后續(xù)裝置 CO2 CO 先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣 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 粉紅色出現(xiàn) 【解析】分析：（1）根據(jù)亞鐵離子能與K3[Fe(CN)6]發(fā)生顯色反應(yīng)解答； （2）①根據(jù)氮氣能隔絕空氣和排盡氣體分析； ②根據(jù)CO2、CO的性質(zhì)分析； ③要防止倒吸可以根據(jù)外界條件對壓強的影響分析； ③根據(jù)鐵離子的檢驗方法解答； （3）①根據(jù)酸性高錳酸鉀溶液顯紅色 ； ②根據(jù)電子得失守恒計算。 詳解：（1）光解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑，反應(yīng)后有草酸亞鐵產(chǎn)生，所以顯色反應(yīng)的化學(xué)方程式為3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]＝Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4。 （2）①裝置中的空氣在高溫下能氧化金屬銅，能影響E中的反應(yīng)，所以反應(yīng)前通入氮氣的目的是隔絕空氣排盡裝置中的空氣；反應(yīng)中有氣體生成，不會全部進入后續(xù)裝置。 ②實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，說明反應(yīng)中一定產(chǎn)生二氧化碳。裝置E中固體變?yōu)榧t色，說明氧化銅被還原為銅，即有還原性氣體CO生成，由此判斷熱分解產(chǎn)物中一定含有CO2、CO； ③為防止倒吸，必須保證裝置中保持一定的壓力，所以停止實驗時應(yīng)進行的操作是先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣即可。 ④要檢驗Fe2O3存在首先要轉(zhuǎn)化為可溶性鐵鹽，因此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高錳酸鉀氧化草酸根離子，其溶液顯紅色，所以滴定終點的現(xiàn)象是粉紅色出現(xiàn)。 ②鋅把鐵離子還原為亞鐵離子，酸性高錳酸鉀溶液又把亞鐵離子氧化為鐵離子。反應(yīng)中消耗高錳酸鉀是0.001cVmol，Mn元素化合價從+7價降低到+2價，所以根據(jù)電子得失守恒可知鐵離子的物質(zhì)的量是0.005cVmol，則該晶體中鐵的質(zhì)量分數(shù)的表達式為。 點睛：本題主要是考查物質(zhì)分解產(chǎn)物檢驗、元素含量測定等實驗方案設(shè)計與評價，題目難度中等，明確實驗原理和相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答的關(guān)鍵。關(guān)于化學(xué)實驗從安全角度?？紤]的主要因素如下：凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防止液體倒吸；進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸(如H2還原CuO應(yīng)先通H2，氣體點燃前先驗純等)；防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中進行等)；污染性的氣體要進行尾氣處理；有粉末狀物質(zhì)參加的反應(yīng)，要注意防止導(dǎo)氣管堵塞；防吸水(如實驗取用、制取易吸水、潮解、水解的物質(zhì)時宜采取必要措施，以保證達到實驗?zāi)康?。 3．【2018新課標3卷】硫代硫酸鈉晶體（Na2S2O35H2O，M=248 gmol?1）可用作定影劑、還原劑?；卮鹣铝袉栴}： （1）已知：Ksp(BaSO4)=1.110?10，Ksp(BaS2O3)=4.110?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)計實驗方案進行檢驗： 試劑：稀鹽酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液 實驗步驟 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標準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1.2000 g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100 mL的_________中，加蒸餾水至____________。 ②滴定：取0.00950 molL?1的K2Cr2O7標準溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入過量KI，發(fā)生反應(yīng)： Cr2O72?+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+2S2O32?S4O62?+2I?。加入淀粉溶液作為指示劑，繼續(xù)滴定，當(dāng)溶液__________，即為終點。平行滴定3次，樣品溶液的平均用量為24.80 mL，則樣品純度為_________%（保留1位小數(shù)）。 【答案】 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 燒杯 容量瓶 刻度 藍色褪去 95.0 【解析】分析：本題考查的是化學(xué)實驗的相關(guān)知識，主要包括兩個方面一個是硫酸根離子的檢驗，一個是硫代硫酸鈉的定量檢測。 詳解：（1）檢驗樣品中的硫酸根離子，應(yīng)該先加入稀鹽酸，再加入氯化鋇溶液。但是本題中，硫代硫酸根離子和氫離子以及鋇離子都反應(yīng)，所以應(yīng)該排除其干擾，具體過程應(yīng)該為先將樣品溶解，加入稀鹽酸酸化（反應(yīng)為S2O32- + 2H+ = SO2↑+S↓+H2O），靜置，取上層清液中滴加氯化鋇溶液，觀察到白色沉淀，證明存在硫酸根離子。所以答案為：③加入過量稀鹽酸；④有乳黃色沉淀；⑤取上層清液，滴加氯化鋇溶液；⑥有白色沉淀產(chǎn)生。 ①配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，應(yīng)該先稱量質(zhì)量，在燒杯中溶解，在轉(zhuǎn)移至容量瓶，最后定容即可。所以過程為：將固體再燒杯中加入溶解，全部轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶，加蒸餾水至刻度線。 ②淡黃綠色溶液中有單質(zhì)碘，加入淀粉為指示劑，溶液顯藍色，用硫代硫酸鈉溶液滴定溶液中的單質(zhì)碘，滴定終點時溶液的藍色應(yīng)該褪去。根據(jù)題目的兩個方程式得到如下關(guān)系式：Cr2O72-～3I2～6S2O32-，則配制的100mL樣品溶液中硫代硫酸鈉的濃度c=，含有的硫代硫酸鈉為0.004597mol，所以樣品純度為 點睛：本題考查的知識點比較基本，其中第一問中的硫代硫酸鈉樣品中硫酸根離子的檢驗，在2014年的天津、山東、四川高考題中都出現(xiàn)過，只要注意到有刺激性氣味氣體就可以準確作答。 4．【2018北京卷】實驗小組制備高鐵酸鉀（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補充完整并標明所用試劑。_______ 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+10KOH2K2FeO4+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)檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl－而產(chǎn)生Cl2，設(shè)計以下方案： 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)生不能判斷一定是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根據(jù)K2FeO4的制備實驗得出：氧化性Cl2________（填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ?qū)嶒灡砻鳎珻l2和的氧化性強弱關(guān)系相反，原因是________________。 ③資料表明，酸性溶液中的氧化性＞，驗證實驗如下：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＞。若能，請說明理由；若不能，進一步設(shè)計實驗方案。 理由或方案：________________。 【答案】 2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O Cl2+2OH?Cl?+ClO?+H2O Fe3+ 4FeO42?+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O 排除ClO?的干擾 > 溶液的酸堿性不同 若能，理由：FeO42?在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2，溶液淺紫色一定是MnO4?的顏色（若不能，方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色） 【解析】分析：（1）KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2；由于鹽酸具有揮發(fā)性，所得Cl2中混有HCl和H2O（g），HCl會消耗Fe（OH）3、KOH，用飽和食鹽水除去HCl；Cl2與Fe（OH）3、KOH反應(yīng)制備K2FeO4；最后用NaOH溶液吸收多余Cl2，防止污染大氣。 （2）①根據(jù)制備反應(yīng)，C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl，Cl2還會與KOH反應(yīng)生成KCl、KClO和H2O。 I.加入KSCN溶液，溶液變紅說明a中含F(xiàn)e3+。根據(jù)題意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，自身被還原成Fe3+。 II.產(chǎn)生Cl2還可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，即KClO的存在干擾判斷；K2FeO4微溶于KOH溶液，用KOH洗滌除去KClO、排除ClO-的干擾，同時保持K2FeO4穩(wěn)定存在。 ②根據(jù)同一反應(yīng)中，氧化性：氧化劑氧化產(chǎn)物。對比兩個反應(yīng)的異同，制備反應(yīng)在堿性條件下，方案II在酸性條件下，說明酸堿性的不同影響氧化性的強弱。 ③判斷的依據(jù)是否排除FeO42-的顏色對實驗結(jié)論的干擾。 詳解：（1）①A為氯氣發(fā)生裝置，KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)時，錳被還原為Mn2+，濃鹽酸被氧化成Cl2，KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，離子方程式為2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。 ②由于鹽酸具有揮發(fā)性，所得Cl2中混有HCl和H2O（g），HCl會消耗Fe（OH）3、KOH，用飽和食鹽水除去HCl，除雜裝置B為。 ③ C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，還有Cl2與KOH的反應(yīng)，Cl2與KOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O，反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。 （2）①根據(jù)上述制備反應(yīng)，C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl，還可能含有KClO等。 i.方案I加入KSCN溶液，溶液變紅說明a中含F(xiàn)e3+。但Fe3+的產(chǎn)生不能判斷K2FeO4與Cl-發(fā)生了反應(yīng)，根據(jù)題意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，自身被還原成Fe3+，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，可能的反應(yīng)為4FeO42-+20H+=3O2↑+4Fe3++10H2O。 ii.產(chǎn)生Cl2還可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，即KClO的存在干擾判斷；K2FeO4微溶于KOH溶液，用KOH溶液洗滌的目的是除去KClO、排除ClO-的干擾，同時保持K2FeO4穩(wěn)定存在。 ②制備K2FeO4的原理為3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，在該反應(yīng)中Cl元素的化合價由0價降至-1價，Cl2是氧化劑，F(xiàn)e元素的化合價由+3價升至+6價，F(xiàn)e（OH）3是還原劑，K2FeO4為氧化產(chǎn)物，根據(jù)同一反應(yīng)中，氧化性：氧化劑氧化產(chǎn)物，得出氧化性Cl2FeO42-；方案II的反應(yīng)為2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O，實驗表明，Cl2和FeO42-氧化性強弱關(guān)系相反；對比兩個反應(yīng)的條件，制備K2FeO4在堿性條件下，方案II在酸性條件下；說明溶液的酸堿性的不同影響物質(zhì)氧化性的強弱。 ③該小題為開放性試題。若能，根據(jù)題意K2FeO4在足量H2SO4溶液中會轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2，最后溶液中不存在FeO42-，溶液振蕩后呈淺紫色一定是MnO4-的顏色，說明FeO42-將Mn2+氧化成MnO4-，所以該實驗方案能證明氧化性FeO42-MnO4-。（或不能，因為溶液b呈紫色，溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中，c（FeO42-）變小，溶液的紫色也會變淺；則設(shè)計一個空白對比的實驗方案，方案為：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色）。 點睛：本題考查K2FeO4的制備和K2FeO4的性質(zhì)探究。與氣體有關(guān)的制備實驗裝置的連接順序一般為：氣體發(fā)生裝置→除雜凈化裝置→制備實驗裝置→尾氣吸收。進行物質(zhì)性質(zhì)實驗探究是要排除其他物質(zhì)的干擾。尤其注意最后一空為開放性答案，要注重多角度思考。 5．【2018天津卷】煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一，為了監(jiān)測其含量，選用如下采樣和檢測方法?；卮鹣铝袉栴}： Ⅰ.采樣 采樣步驟： ①檢驗系統(tǒng)氣密性；②加熱器將煙道氣加熱至140℃；③打開抽氣泵置換系統(tǒng)內(nèi)空氣；④采集無塵、干燥的氣樣；⑤關(guān)閉系統(tǒng)，停止采樣。 （1）A中裝有無堿玻璃棉，其作用是___________。 （2）C中填充的干燥劑是（填序號）___________。 A．堿石灰 B．無水CuSO4 C．P2O5 （3）用實驗室常用儀器組裝一套裝置，其作用是與D（裝有堿液）相同，在虛線框中畫出該裝置的示意圖，標明氣體的流向及試劑。 （4）采樣步驟②加熱煙道氣的目的是___________。 Ⅱ.NOx含量的測定 將v L氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化為NO3?，加水稀釋至100.00 mL。量取20.00 mL該溶液，加入v1 mL c1 molL?1 FeSO4標準溶液（過量），充分反應(yīng)后，用c2 molL?1 K2Cr2O7標準溶液滴定剩余的Fe2+，終點時消耗v2 mL。 （5）NO被H2O2氧化為NO3?的離子方程式是___________。 （6）滴定操作使用的玻璃儀器主要有___________。 （7）滴定過程中發(fā)生下列反應(yīng)： 3Fe2++NO3?+4H+NO↑+3Fe3++2H2O Cr2O72? + 6Fe2+ +14H+ 2Cr3+ +6Fe3++7H2O 則氣樣中NOx折合成NO2的含量為_________mgm?3。 （8）判斷下列情況對NOx含量測定結(jié)果的影響（填“偏高” 、“偏低”或“無影響 ”） 若缺少采樣步驟③，會使測試結(jié)果___________。 若FeSO4標準溶液部分變質(zhì)，會使測定結(jié)果___________。 【答案】 除塵 c 防止NOx溶于冷凝水 2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O 錐形瓶、酸式滴定管 偏低 偏高 【解析】分析：本題主要考查了定量實驗的基本過程。首先要仔細分析題目的流程圖，注意分析每一步的作用和原理，再結(jié)合題目中每個問題的提示進行解答。 詳解：（1）A的過程叫“過濾”，所以其中玻璃棉的作用一定是除去煙道氣中的粉塵。 （2）堿石灰是堿性干燥劑可能與NOX反應(yīng)，所以不能使用。硫酸銅的吸水能力太差，一般不用做干燥劑，所以不能使用。五氧化二磷是酸性干燥劑，與NOX不反應(yīng)，所以選項c正確。 （3）實驗室通常用洗氣瓶來吸收氣體，與D相同應(yīng)該在洗氣瓶中加入強堿（氫氧化鈉）溶液，所以答案為：。 （4）加熱煙道氣的目的是避免水蒸氣冷凝后，NOX溶于水中。 （5）NO被H2O2氧化為硝酸，所以反應(yīng)的離子方程式為：2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O。 （6）滴定中使用酸式滴定管（本題中的試劑都只能使用酸式滴定管）和錐形瓶。 （7）用c2 molL?1 K2Cr2O7標準溶液滴定剩余的Fe2+，終點時消耗V2 mL，此時加入的Cr2O72-為c2V2/1000 mol；所以過量的Fe2+為6c2V2/1000 mol；則與硝酸根離子反應(yīng)的Fe2+為(c1V1/1000－6c2V2/1000) mol；所以硝酸根離子為(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3 mol；根據(jù)氮元素守恒，硝酸根與NO2的物質(zhì)的量相等?？紤]到配制100mL溶液取出來20mL進行實驗，所以NO2為5(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3 mol，質(zhì)量為465(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3 g，即230(c1V1－6c2V2)/3 mg。這些NO2是VL氣體中含有的，所以含量為230(c1V1－6c2V2)/3V mgL-1，即為1000230(c1V1－6c2V2)/3V mgm-3，所以答案為： mgm?3。 （8）若缺少采樣步驟③，裝置中有空氣，則實際測定的是煙道氣和空氣混合氣體中NOX的含量，測定結(jié)果必然偏低。若FeSO4標準溶液部分變質(zhì)，一定是部分Fe2+被空氣中的氧氣氧化，計算時仍然認為這部分被氧化的Fe2+是被硝酸根離子氧化的，所以測定結(jié)果偏高。 點睛：注意本題中的流程圖，裝置D實際不是為了測定含量進行吸收，裝置D相當(dāng)于是尾氣吸收。樣品氣的吸收應(yīng)該是在“采樣處”進行的。 6．【2018江蘇卷】3，4?亞甲二氧基苯甲酸是一種用途廣泛的有機合成中間體，微溶于水，實驗室可用KMnO4氧化3，4?亞甲二氧基苯甲醛制備，其反應(yīng)方程式為 實驗步驟如下： 步驟1：向反應(yīng)瓶中加入3，4?亞甲二氧基苯甲醛和水，快速攪拌，于70～80 ℃滴加KMnO4溶液。反應(yīng)結(jié)束后，加入KOH溶液至堿性。 步驟2：趁熱過濾，洗滌濾餅，合并濾液和洗滌液。 步驟3：對合并后的溶液進行處理。 步驟4：抽濾，洗滌，干燥，得3，4?亞甲二氧基苯甲酸固體。 （1）步驟1中，反應(yīng)結(jié)束后，若觀察到反應(yīng)液呈紫紅色，需向溶液中滴加NaHSO3溶液，轉(zhuǎn)化為_____________（填化學(xué)式）；加入KOH溶液至堿性的目的是____________________________。 （2）步驟2中，趁熱過濾除去的物質(zhì)是__________________（填化學(xué)式）。 （3）步驟3中，處理合并后溶液的實驗操作為__________________。 （4）步驟4中，抽濾所用的裝置包括_______________、吸濾瓶、安全瓶和抽氣泵。 【答案】（1）SO42? 將反應(yīng)生成的酸轉(zhuǎn)化為可溶性的鹽 （2）MnO2 （3）向溶液中滴加鹽酸至水層不再產(chǎn)生沉淀 （4）布氏漏斗 【解析】分析：（1）反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液呈紫紅色，說明KMnO4過量，KMnO4具有強氧化性將HSO3-氧化成SO42-。根據(jù)中和反應(yīng)原理，加入KOH將轉(zhuǎn)化為可溶于水的。 （2）MnO2難溶于水，步驟2中趁熱過濾是減少的溶解，步驟2中趁熱過濾除去的物質(zhì)是MnO2。 （3）步驟3中，合并后的濾液中主要成分為，為了制得，需要將合并后的溶液進行酸化。 （4）回憶抽濾裝置即可作答。 詳解：（1）反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液呈紫紅色，說明KMnO4過量，KMnO4具有強氧化性將HSO3-氧化成SO42-，反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+3HSO3-=2MnO2↓+3SO42-+H2O+H+。根據(jù)中和反應(yīng)原理，加入KOH將轉(zhuǎn)化為可溶于水的。 （2）MnO2難溶于水，步驟2中趁熱過濾是減少的溶解，步驟2中趁熱過濾除去的物質(zhì)是MnO2。 （3）步驟3中，合并后的濾液中主要成分為，為了制得，需要將合并后的溶液進行酸化；處理合并后溶液的實驗操作為：向溶液中滴加鹽酸至水層不再產(chǎn)生沉淀。 （4）抽濾所用的裝置包括布氏漏斗、吸濾瓶、安全瓶和抽氣泵。 點睛：本題以“3，4?亞甲二氧基苯甲酸的制備實驗步驟”為背景，側(cè)重了解學(xué)生對《實驗化學(xué)》模塊的學(xué)習(xí)情況，考查物質(zhì)的分離和提純、實驗步驟的補充、基本實驗裝置和儀器、利用所學(xué)知識解決問題的能力，解題的關(guān)鍵是根據(jù)實驗原理，整體了解實驗過程，圍繞實驗?zāi)康淖鞔稹? 7．【2017新課標1卷】（15分） 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=NH3H3BO3；NH3H3BO3+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，蒸氣充滿管路；停止加熱，關(guān)閉k1，g 中蒸餾水倒吸進入c，原因是____________；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采用中空雙層玻璃瓶的作用是________。 （5）取某甘氨酸（C2H5NO2）樣品m 克進行測定，滴定g中吸收液時消耗濃度為c molL–1的鹽酸V mL，則樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)為_________%，樣品的純度≤_______%。 【答案】（1）避免b中壓強過大 （2）防止暴沸 直形冷凝管 （3）c中溫度下降，管路中形成負壓 （4）①液封，防止氨氣逸出 ②+OH?NH3↑+H2O 保溫使氨完全蒸出 （5） 【解析】（1）a中導(dǎo)管與大氣相連，所以作用是平衡氣壓，以避免b中壓強過大。 （2）b中放入少量碎瓷片的目的是防止暴沸。f的名稱是直形冷凝管。 （3）由于c、e及其所連接的管道內(nèi)水蒸氣冷凝為水后，氣壓遠小于外界大氣壓，在大氣壓的作用下，因此錐形瓶內(nèi)的蒸餾水被倒吸入c中。 （4）①氨氣是氣體，因此d中保留少量水的目的是液封，防止氨氣逸出。②e中主要反應(yīng)是銨鹽與堿在加熱條件下的反應(yīng)，離子方程式為+OH?NH3↑+H2O；e采用中空雙層玻璃瓶的作用是保溫減少熱量損失，有利于銨根轉(zhuǎn)化為氨氣逸出。 （5）取某甘氨酸（C2H5NO2）樣品m 克進行測定，滴定g中吸收液時消耗濃度為c molL–1的鹽酸V mL，根據(jù)反應(yīng)NH3H3BO3+HCl＝NH4Cl+H3BO3，可以求出樣品中n(N)＝n(HCl)＝c molL–1V10–3 L＝0.001cV mol，則樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)為，樣品中甘氨酸的質(zhì)量≤0.001cV75g/mol，所以樣品的純度≤。 【名師點睛】明確相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)和實驗原理是解答的關(guān)鍵，注意掌握解答綜合性實驗設(shè)計與評價題的基本流程：原理→反應(yīng)物質(zhì)→儀器裝置→現(xiàn)象→結(jié)論→作用意義→聯(lián)想。具體分析為：（1）實驗是根據(jù)什么性質(zhì)和原理設(shè)計的？實驗的目的是什么？（2）所用各物質(zhì)名稱、狀態(tài)、代替物(根據(jù)實驗?zāi)康暮拖嚓P(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理，進行全面的分析比較和推理，并合理選擇)。（3）有關(guān)裝置：性能、使用方法、適用范圍、注意問題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。（4）有關(guān)操作：技能、操作順序、注意事項或操作錯誤的后果。（5）實驗現(xiàn)象：自下而上，自左而右全面觀察。（6）實驗結(jié)論：直接結(jié)論或?qū)С鼋Y(jié)論。實驗方案的設(shè)計要點：（1）設(shè)計要點：實驗方案的設(shè)計要明確以下要點：①題目有無特殊要求；②題給的藥品、裝置的數(shù)量；③注意實驗過程中的安全性操作；④會畫簡單的實驗裝置圖；⑤注意儀器的規(guī)格；⑥要防倒吸、防爆炸、防燃燒、防暴沸、防氧化、防吸水、冷凝、冷卻、水浴加熱時采取相應(yīng)措施；⑦同一儀器在不同位置的相應(yīng)作用等；⑧要嚴格按照“操作(實驗步驟)＋現(xiàn)象＋結(jié)論”的格式敘述。 8．【2017新課標2卷】（14分） 水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示： 回答下列問題： （1）在分解水泥樣品過程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是__________，還可使用___________代替硝酸。 （2）沉淀A的主要成分是_________________，其不溶于強酸但可與一種弱酸反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。 （3）加氨水過程中加熱的目的是___________。沉淀B的主要成分為_____________、____________（寫化學(xué)式）。 （4）草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后，用KMnO4標準溶液滴定，通過測定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定反應(yīng)為：+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O。實驗中稱取0.400 g水泥樣品，滴定時消耗了0.0500 molL?1的KMnO4溶液36.00 mL，則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分數(shù)為______________。 【答案】（1）將樣品中可能存在的Fe2+氧化為Fe3+ H2O2 （2）SiO2 (或H2SiO3) SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O（或H2SiO3+4HF= SiF4↑+3H2O） （3）防止膠體生成，易沉淀分離 Fe(OH)3 Al(OH)3 （4）45.0% 【解析】（1）根據(jù)題中信息，水泥中含有一定量的鐵、鋁、鎂等金屬氧化物，根據(jù)流程需要除去這些雜質(zhì)，因為 Fe3+容易在pH較小時以氫氧化物的形式沉淀出來，因此加入硝酸的目的是將樣品中可能存在的Fe2＋轉(zhuǎn)化成Fe3＋；加入的物質(zhì)具有氧化性，同時不能引入新的雜質(zhì)，同時因為過氧化氫被稱為綠色氧化劑，因此可以選擇雙氧水。 （2）根據(jù)水泥中成分，二氧化硅不溶于一般酸溶液，所以沉淀A是二氧化硅；SiO2溶于氫氟酸，發(fā)生的反應(yīng)是：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。 （3）加熱可以使膠體聚沉，防止膠體生成，易沉淀分離；pH為4～5時Ca2+、Mg2+不沉淀，F(xiàn)e3+、Al3+沉淀，所以沉淀B為Fe(OH)3、(OH)3。 （4）草酸鈣的化學(xué)式為CaC2O4，作氧化劑，化合價降低5價，H2C2O4中的C化合價由＋3價→＋4價，整體升高2價，最小公倍數(shù)為10，因此的系數(shù)為2，H2C2O4的系數(shù)為5，運用關(guān)系式法：5Ca2+～5H2C2O4～2KMnO4 n(KMnO4)=0.0500 mol/L36.0010?3 mL=1.8010?3 mol n(Ca2+)=4.5010?3 mol 水泥中鈣的質(zhì)量分數(shù)為4.5010?3 mol40.0 g/mol0.400 g100%=45.0%。 【名師點睛】化學(xué)工藝流程題是高考的熱點內(nèi)容，每年都會涉及，體現(xiàn)了化學(xué)知識與生產(chǎn)實際的緊密聯(lián)系；工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成，每一步操作都有其具體的目標、任務(wù)；解答時要看框內(nèi)，看框外，里外結(jié)合；邊分析，邊思考，易處著手；先局部，后全盤，逐步深入；而且還要看清問題，不能答非所問。要求用理論回答的試題應(yīng)采用“四段論法”：本題改變了什么條件(或是什么條件)→根據(jù)什么理論→所以有什么變化→結(jié)論；化學(xué)工藝流程一般涉及氧化還原反應(yīng)方程式的書寫、化學(xué)反應(yīng)原理知識的運用、化學(xué)計算、實驗基本操作等知識，只要理解清楚每步的目的，加上夯實的基礎(chǔ)知識，此題能夠很好的完成。 9．【2017新課標2卷】（15分） 水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。某課外小組采用碘量法測定學(xué)校周邊河水中的溶解氧。實驗步驟及測定原理如下： Ⅰ．取樣、氧的固定 用溶解氧瓶采集水樣。記錄大氣壓及水體溫度。將水樣與Mn(OH)2堿性懸濁液（含有KI）混合，反應(yīng)生成MnO(OH)2，實現(xiàn)氧的固定。 Ⅱ．酸化、滴定 將固氧后的水樣酸化，MnO(OH)2被I?還原為Mn2+，在暗處靜置5 min，然后用標準Na2S2O3溶液滴定生成的I2（2+I2=2I?+）。 回答下列問題： （1）取水樣時應(yīng)盡量避免擾動水體表面，這樣操作的主要目的是_____________。 （2）“氧的固定”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。 （3）Na2S2O3溶液不穩(wěn)定，使用前需標定。配制該溶液時需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、試劑瓶和 ____________；蒸餾水必須經(jīng)過煮沸、冷卻后才能使用，其目的是殺菌、除____及二氧化碳。 （4）取100.00 mL水樣經(jīng)固氧、酸化后，用a molL?1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示劑，終點現(xiàn)象為_________；若消耗Na2S2O3溶液的體積為b mL，則水樣中溶解氧的含量為_________mgL?1。 （5）上述滴定完成時，若滴定管尖嘴處留有氣泡會導(dǎo)致測量結(jié)果偏___________。（填“高”或“低”） 【答案】（1）使測定值與水體中的實際值保持一致，避免產(chǎn)生誤差 （2）O2+2Mn(OH)2 =2MnO(OH)2 （3）量筒 氧氣 （4）藍色剛好褪去 80ab （5）低 【解析】本題采用碘量法測定水中的溶解氧的含量，屬于氧化還原滴定。 （1）取水樣時，若攪拌水體，會造成水底還原性雜質(zhì)進入水樣中，或者水體中的氧氣因攪拌溶解度降低而逸出。 （2）根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，Mn(OH)2被氧氣氧化為MnO(OH)2，Mn的化合價由＋2價→＋4價，化合價升高2，氧氣中O的化合價由0價→?2價，整體降低4價，最小公倍數(shù)為4，由此可得方程式O2+2Mn(OH)2=2MnO(OH)2。 （3）Na2S2O3溶液不穩(wěn)定，使用前還需要標定，因此配制該溶液時不需要精確配制，需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、試劑瓶和量筒，并不需要容量瓶；Na2S2O3溶液不穩(wěn)定，加熱可以除去蒸餾水中溶解的氧氣和二氧化碳，減少Na2S2O3的損失。 （4）該實驗用硫代硫酸鈉標準液滴定I2，因此終點現(xiàn)象為藍色剛好褪去；根據(jù)題干，MnO(OH)2把I?氧化成I2，本身被還原成Mn2＋，根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，即有n[MnO(OH)2]2=n(I2)2，因此建立關(guān)系式O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3?？傻盟畼又腥芙庋醯暮繛閇（ab10?3）432103]0.1=80ab。 （5）終點讀數(shù)時有氣泡，氣泡占據(jù)液體應(yīng)占有的體積，導(dǎo)致b減小，根據(jù)水樣中溶解氧的含量為80ab得，最終結(jié)果偏低。 【名師點睛】本題考查滴定實驗、溶液的配制、化學(xué)計算等，本題的難點是問題（4）和（5），本題弄清楚實驗的目的和原理，圍繞這兩項展開，實驗?zāi)康氖菧y定水中溶解的氧的量，實驗原理是2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2，MnO(OH)2把I?氧化成I2，本身被還原成Mn2＋，2+I2=2I?+，計算氧的含量采用關(guān)系式進行，即O2～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O3，得出已知物和未知物之間的關(guān)系，從而得出結(jié)果，誤差的分析是建立在正確的關(guān)系式的基礎(chǔ)上，進行分析，主要考查學(xué)生分析問題、解決問題以及化學(xué)計算能力。 10．【2017新課標3卷】（14分） 綠礬是含有一定量結(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)興趣小組對綠礬的一些性質(zhì)進行探究?；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，溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。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m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為 m2 g。按下圖連接好裝置進行實驗。 ①儀器B的名稱是____________________。 ②將下列實驗操作步驟正確排序___________________（填標號）；重復(fù)上述操作步驟，直至A恒重，記為m3 g。 a．點燃酒精燈，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2 e．稱量A f．冷卻到室溫 ③根據(jù)實驗記錄，計算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x=________________（列式表示）。若實驗時按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接入下圖所示的裝置中，打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2，加熱。實驗后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。 ①C、D中的溶液依次為_________（填標號）。C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現(xiàn)象分別為_______________。 a．品紅 b．NaOH c．BaCl2 d．Ba(NO3)2 e．濃H2SO4 ②寫出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________。 【答案】（1）樣品中沒有Fe3+ Fe2+易被氧氣氧化為Fe3+ （2）①干燥管 ② dabfce ③ 偏小 （3）①c、a 生成白色沉淀、褪色 ②2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑ 【解析】（1）樣品溶于水滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，說明樣品中無Fe3+；再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅，這說明有鐵離子產(chǎn)生，即硫酸亞鐵易被空氣氧化為硫酸鐵，鐵離子遇KSCN溶液顯紅色。 （2）①根據(jù)儀器構(gòu)造可知B是干燥管。 ②由于裝置中含有空氣，空氣能氧化硫酸亞鐵，所以加熱前需要排盡裝置中空氣，利用氮氣排出空氣，為了使生成的水蒸氣完全排除，應(yīng)該先熄滅酒精燈，再冷卻，然后關(guān)閉K1和K2，最后稱量，即正確的排序是dabfce。 ③樣品的質(zhì)量是（m2－m1）g，加熱后剩余固體是硫酸亞鐵，質(zhì)量為（m3－m1）g，生成水的質(zhì)量為（m2－m3）g， FeSO4xH2OFeSO4 + xH2O 152 18x （m3－m1）g （m2－m3）g 則：，解得：； 若實驗時按a、d次序操作，在加熱過程中部分硫酸亞鐵被空氣氧化為硫酸鐵，導(dǎo)致m3增加，使測得生成的水偏小，生成的硫酸亞鐵偏大，因此x偏小。 （3）①最終得到紅色粉末，說明有氧化鐵生成，即分解過程發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，根據(jù)化合價變化可知一定有SO2生成，這說明硫酸亞鐵分解生成氧化鐵、SO2和三氧化硫。三氧化硫溶于水生成硫酸，硫酸和鋇離子結(jié)合生成白色沉淀硫酸鋇，由于硝酸鋇在酸性溶液中有氧化性，能氧化SO2，所以應(yīng)該用氯化鋇，檢驗SO2用品紅溶液，所以C、D的溶液依次為氯化鋇溶液和品紅溶液，實驗現(xiàn)象是C中溶液變渾濁，產(chǎn)生白色沉淀，D中品紅溶液褪色。 ②根據(jù)以上分析可知硫酸亞鐵高溫分解生成氧化鐵、SO2和SO3，根據(jù)電子守恒和原子守恒得此反應(yīng)的方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。 【名師點睛】以綠礬為載體考查無機物的性質(zhì)實驗方案的探究，通常解答綜合性實驗設(shè)計與評價題的基本流程：原理→反應(yīng)物質(zhì)→儀器裝置→現(xiàn)象→結(jié)論→作用意義→聯(lián)想。具體分析為：①實驗是根據(jù)什么性質(zhì)和原理設(shè)計的？實驗的目的是什么？②所用各物質(zhì)名稱、狀態(tài)、代替物(根據(jù)實驗?zāi)康暮拖嚓P(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理，進行全面的分析比較和推理，并合理選擇)。③有關(guān)裝置：性能、使用方法、適用范圍、注意問題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。④有關(guān)操作：技能、操作順序、注意事項或操作錯誤的后果。⑤實驗現(xiàn)象：自下而上，自左而右全面觀察。⑥實驗結(jié)論：直接結(jié)論或?qū)С鼋Y(jié)論。 11．【2017北京卷】（16分）某小組在驗證反應(yīng)“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的實驗中檢測到Fe3+，發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。 向硝酸酸化的0.05 molL-1硝酸銀溶液（pH≈2）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。 （1）檢驗產(chǎn)物 ①取出少量黑色固體，洗滌后，_______（填操作和現(xiàn)象），證明黑色固體中含有Ag。 ②取上層清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍色沉淀，說明溶液中含有_______________。 （2）針對“溶液呈黃色”，甲認為溶液中有Fe3+，乙認為鐵粉過量時不可能有Fe3+，乙依據(jù)的原理是___________________（用離子方程式表示）。針對兩種觀點繼續(xù)實驗： ①取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實了甲的猜測。同時發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時間有關(guān)，對比實驗記錄如下： 序號 取樣時間/min 現(xiàn)象 ⅰ 3 產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色 ⅱ 30 產(chǎn)生白色沉淀；較3 min時量少；溶液紅色較3 min時加深 ⅲ 120 產(chǎn)生白色沉淀；較30 min時量少；溶液紅色較30 min時變淺 （資料：Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN） ② 對Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè)： 假設(shè)a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe3+； 假設(shè)b：空氣中存在O2，由于________（用離子方程式表示），可產(chǎn)生Fe3+； 假設(shè)c：酸性溶液中NO3-具有氧化性，可產(chǎn)生Fe3+； 假設(shè)d：根據(jù)_______現(xiàn)象，判斷溶液中存在Ag+，可產(chǎn)生Fe3+。 ③ 下列實驗Ⅰ可證實假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。實驗Ⅱ可證實假設(shè)d成立。 實驗Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液（pH≈2）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，不同時間取上層清液滴加KSCN溶液，3 min時溶液呈淺紅色，30 min后溶液幾乎無色。 實驗Ⅱ：裝置如圖。其中甲溶液是________，操作及現(xiàn)象是________________。 （3）根據(jù)實驗現(xiàn)象，結(jié)合方程式推測實驗ⅰ~ⅲ中Fe3+濃度變化的原因：______。 【答案】（1）①加硝酸加熱溶解固體，再滴加稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀 ②Fe2+ （2）Fe+2Fe3+=3Fe2+ ②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀 ③0.05 molL-1 NaNO3溶液 FeSO4溶液（或FeCl2溶液） 分別取電池工作前與工作一段時間后左側(cè)燒杯中溶液，同時滴加KSCN溶液，后者紅色更深 （3）溶液中存在反應(yīng)：①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag ，②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反應(yīng)開始時，c(Ag+)大，以反應(yīng)①、②為主，c(Fe3+)增大。約30分鐘后，c(Ag+)小，以反應(yīng)③為主，c(Fe3+)減小。 【解析】（1）①黑色固體中含有過量鐵，如果同時含有銀，則可以加入HCl或H2SO4溶解Fe，而銀不能溶解。或者先用硝酸溶解固體，再用HCl檢驗Ag+。②K3[Fe(CN)3]是檢驗Fe2+的試劑，所以產(chǎn)生藍色沉淀說明含有Fe2+。（2）過量鐵粉與Fe3+反應(yīng)生成Fe2+，即Fe+2Fe3+=3Fe2+。②O2氧化Fe2+生成Fe3+的反應(yīng)為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀AgSCN，所以實驗可以說明溶液中含有Ag+，故可以假設(shè)Ag+可能氧化Fe2+生成Fe3+。③證明假設(shè)a、b、c錯誤，就是排除Ag+對實驗的干擾，相當(dāng)于沒有Ag+存在的空白實驗，考慮其他條件不要變化，可以選用0.05 molL-1 NaNO3溶液。原電池實驗需要證明的是假設(shè)d的反應(yīng)Ag++Fe2+=Ag+Fe3+能夠?qū)崿F(xiàn)，所以甲池應(yīng)當(dāng)注入FeCl2（或者FeSO4溶液）。假設(shè)d成立，則上述原電池中能夠產(chǎn)生電流，左側(cè)溶液中生成的Fe3+遇到KSCN時紅色會更深。（3）由于加入過量鐵粉，溶液中存在反應(yīng)有①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag，反應(yīng)生成的Fe2+能夠被Ag+氧化發(fā)生反應(yīng)②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，生成的Fe3+與過量鐵粉發(fā)生反應(yīng)③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反應(yīng)開始時，c(Ag+)大，以反應(yīng)①②為主，c(Fe3+)增大。約30分鐘后，c(Ag+)小，以反應(yīng)③為主，c(Fe3+)減小。 【名師點睛】該題是一個探究性試題，主要考查部分基礎(chǔ)化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)的檢驗、實驗分析、有鹽橋的原電池結(jié)構(gòu)、實驗設(shè)計等知識，考查考生實驗理解能力、根據(jù)要求進行實驗設(shè)計的能力和對問題的綜合分析能力。注意控制變量思想方法的應(yīng)用，探究實驗異?，F(xiàn)象成為近幾年實驗探究命題的熱點，突出對實驗?zāi)芰Φ目疾椤Ｔ擃}為實驗探究題，裝置圖、流程圖很簡單，但探究過程較復(fù)雜，準確全面獲取信息、通過控制變量思想進行邏輯分析是解題的關(guān)鍵，憑感覺做題，不容易準確獲取題中信息。該類試題的解題策略為：（1）確定變量：解答這類題目時首先要認真審題，理清影響實驗探究結(jié)果的因素有哪些。（2）定多變：在探究時，應(yīng)該先確定其他的因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的關(guān)系；這樣確定一種以后，再確定另一種，通過分析每種因素與所探究問題之間的關(guān)系，得出所有影響因素與所探究問題之間的關(guān)系。（3）數(shù)據(jù)有效；解答時注意選擇數(shù)據(jù)(或設(shè)置實驗)要有效，且變量統(tǒng)一，否則無法做出正確判斷。另外探究性題型中考慮問題的思路不能局限于個別問題、不能局限于固定的知識，需要全面考慮。如本題最后的一問解答以及中間涉及的Fe與Fe3+反應(yīng)在本題中的理解。證明一個問題時，為了防止干擾，一般都需要做對比試驗、空白試驗。 12．【2017天津卷】（18分）用沉淀滴定法快速測定NaI等碘化物溶液中c(I?)，實驗過程包括準備標準溶液和滴定待測溶液。 Ⅰ．準備標準溶液 a．準確稱取AgNO3基準物4.2468 g（0.0250 mol）后，配制成250 mL標準溶液，放在棕色試劑瓶中避光保存，備用。 b．配制并標定100 mL 0.1000 molL?1 NH4SCN標準溶液，備用。 Ⅱ．滴定的主要步驟 a．取待測NaI溶液25.00 mL于錐形瓶中。 b．加入25.00 mL 0.1000 molL?1 AgNO3溶液（過量），使I?完全轉(zhuǎn)化為AgI沉淀。 c．加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑。 d．用0.1000 molL?1 NH4SCN溶液滴定過量的Ag+，使其恰好完全轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀后，體系出現(xiàn)淡紅色，停止滴定。 e．重復(fù)上述操作兩次。三次測定數(shù)據(jù)如下表： 實驗序號 1 2 3 消耗NH4SCN標準溶液體積/mL 10.24 10.02 9.98 f．?dāng)?shù)據(jù)處理。 回答下列問題： （1）將稱得的AgNO3配制成標準溶液，所使用的儀器除燒杯和玻璃棒外還有__________。 （2）AgNO3標準溶液放在棕色試劑瓶中避光保存的原因是___________________________。 （3）滴定應(yīng)在pH＜0.5的條件下進行，其原因是___________________________________。 （4）b和c兩步操作是否可以顛倒________________，說明理由________________________。 （5）所消耗的NH4SCN標準溶液平均體積為_____mL，測得c(I?)=_________________ molL?1。 （6）在滴定管中裝入NH4SCN標準溶液的前一步，應(yīng)進