化学第一轮专题练习-专题二十 实验方案的设计与评价

第第页共26页随着pH减小,Cu2(OH)4_nClo中锏的质量分数 。A.增大B.不变B.减小D.不能确定方案二:在氯化氢气流中加热CuC12-2H2O晶体制备，其流程和实验装置(夹持仪器略)如图: .2!^__,>3oor CuCl2.2H20140r,CuClj >CuCI+Cl2气体CaCl2-2H：O无水硫酸铜请冋答：实验操作的先后顺序是a— - - -*e(填操作的编号)。检査装置的气密性后加入药品点燃酒精灯，加热在“气体入口”处通入干燥HCI熄灭酒精灯，冷却停止通入HC1，然后通入N2在实验过程中，观察到B屮无水硫酸铜由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是 (7>反应结束后，取出CuCI产品进行实验，发现其中含有少量的CuCh杂质，请分析产生CuCh杂质的原因: o 答案(l)Cu+Cu2,+6Cl 2[CuC13]2-(2)稀释促进平衡CuCl+2Cl—[CuCl3]2i21向移动，生成CuCICuCI在潮湿空气中被水解氧化(4)Ccbd(6)先变红后褪色(7>加热吋间不足或加热温度偏低，使CuCl2未完全分解解析(1)由题给信息“氯化亚铜可溶于浓盐酸”，则步骤①中，铜、硫酸铜在氯化钠和浓盐酸环境中发生反应，生成[CuCI3]2-,据此写出离子方程式。(3)为了加快乙醇和水的挥发，防止CuCI在潮湿空气中水解氧化，析出的CuCI晶体用95%乙醇洗涤和真空干燥。(4)随着pH减小,Cu2(OH)4-nCln中4-n减小，n增大，则铜的含量减小，故选C。(5)先检査气密性，在“气体入口”处通入干燥HCI以使氯化铜晶体能在氯化氢环境中脱水，加热晶体，氯化氢抑制了氯化锏的水解，故可得无水氯化铜，失水完毕后，停止加热，等冷却到室温后停止通入HC1。(6>实验中有HCI气体，能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，在大于300°C时，氯化铜分解产生氯气，氯气能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故C中试纸的颜色变化是先变红后褪色。(7)>300*C2CuC12- ri2T+2CuCl,反应结束后，CuCI产品中含有少量的CuCl2杂质的原因为加热时间不足或加热温度偏低，使CuCh未完全分解。三苯甲醇是有机合成中间体。实验室用格氏试剂(^^MgBr)与二苯酮反应制备三苯甲醇。己知:①格氏试剂非常活泼，易与水反应②(XBr无：雄"(XMgBro④0^0o④0^0<v^MgBr无水乙醚(M=182g-mol'1)三苯甲醇(M=260g-mol1)实验过程如下：合成格氏试剂:实验装置如图1所示，向三颈烧瓶加入0.75g镁屈和1小粒碘，装好装置，在恒压漏斗中加入3.20mL溴苯(0.03mol)和15.00mL乙醚混匀，开始缓慢滴入三颈烧瓶，滴完后待用。制备三苯甲醇:实验装置如图丨所示，将5.5g二苯酮与15mL乙醇在恒压漏斗中混匀，滴入三颈烧瓶。40°C左右水浴回流0.5h，加入20mL饱和氯化铵溶液，使晶体析出，经过系列操作得到粗产品。提纯:用图2所示装置进行提纯，最后冷却抽滤。

实验屮乙醚溶剂必须预先用 试剂除去溶解在其中痕量的水，再经过 得到；A.浓硫酸B.金属钠C.过滤 D.蒸馏图1实验中，实验装置存在缺陷，应在球形冷凝管上连接 装置；(3＞合成格氏试剂过程中，如果混合液滴加过快将导致格氏试剂产率下降，其原因是(4＞在制备三苯甲醇的过程中，不能先将20mL饱和氯化铵溶液一起加入后再水浴冋流的原因是_;步骤②中系列操作为 、过滤、洗涤、 ；A.蒸发结晶 B.冷却结晶C.高温烘干 D.滤纸吸干通过提纯得到产品4.00g,则本实验产率为 (计算结果保留3位有效数字)。答案(1)BC(2)干燥滴加过快导致生成的格氏试剂与溴苯反应生成副产物联苯，导致格氏试剂产率下降(4＞先将20mL饱和氯化铵溶液一起加入会导致格氏试剂与水反应，使三苯甲醇产率降低BD51.3%解析(1)乙醚屮含有极少量水时通常用金属钠干燥，然后经过滤得到无水乙醚;(2)格氏试剂易与水反应，为防止格氏试剂变质，应在球形冷凝管上连接干燥装置;(3＞根据题中己知信息可知.混合液滴入过快会产生副产物联苯，使格氏试剂产率下降，故合成格氏试剂过程中，应缓慢滴加混合液;(4)格氏试剂非常活泼，易与水反应，加入饱和氯化铵溶液会发生反应导致三苯甲醇产率减小;(5)反应结束后，反应液经冷却结晶、过滤、洗涤、滤纸吸干可得到三苯甲醇晶体;(6)0.03mol溴苯理论上得到0.03mol格氏试剂，则理论上得到三苯甲醇0.03mol,即理论上生成的三苯甲醇的质量为0.03molx260gmor'=7.80g，故产率为 !^xi00%=51.3%o7.80g制後催化剤 ZnO.CuOj实验室以合成氨(低温变换的)废催化剂(主要含Zn、Cu的单质和氧化物)为原料制取ZnCO3-2Zn(OH)2和Cu2制後催化剤 ZnO.CuOjNHHCO［ZnC'JHAjCaMl•11()灘［Cu(NbU：］CUZnCOj•

2Zn(()H)；一ZnCOj•

2Zn(()H)；一|[Zn(NH3〉,]COa无色溶液|-Zn粉分离CthO Cir—“灼烧”时，使用的硅酸盐质仪器除玻璃棒、酒精灯外，还有 和 。“浸取”时，生成|Zn(NH3)4]CCh的离子方程式为 。加“Zn粉”时，为使Zn粉不过量太多｛己知:溶液中|Cu(NH3)4]2+呈深蓝色|，合适的操作方法及依据的现象是 :分离出的铜粉中混有少量Zn，提纯铜粉的方案是 0 已知反应:[Zn(NH3＞4]2+^=dZn2*+4NH3,K=3.5xIO10,*[Zn(NH3)4]CO3溶液制取ZnCO3-2Zn(OH)2,可采用的装置是 (填字母)。

A稀硫股AB设计以提纯后的铜粉为原料制取Cu2O的实验方案:向烧杯中加入一定量的铜粉， .静置、冷却、过滤、水洗及干燥。［己知在约50°C时，发生反应:CU+H2O2+H2SO4一CuSO4+2H20。实验中必须使用的试剂:稀硫酸、葡萄糖溶液、10%的NaOH溶液和15%的H2O2溶液。］答案(1)坩埚泥三角ZnO+3NH3H2O+NHj+HCO3 ［Zn(NH3)4］2++C0|-+4H2O搅拌下分次加入Zn粉，直到最后加入Zn粉时，溶液颜色由深蓝色变为无色用稀硫酸溶解、过滤和水洗(干燥)(4)CD(5)搅拌下加入稍过量硫酸和过量的15%的H2O2溶液，加热至约50"C，待锏粉完全溶解时，煮沸溶液片刻(除去过量H2O2),冷却至室温，向溶液中加入10%的NaOH溶液至沉淀完全，再加入一定量的10%的NaOH溶液和足量葡萄糖溶液，充分加热解析(2)“浸取”时，生成［Zn(NH3)4］CO3,反应物为NH3、ZnO、NH4HCO3,根据质量守恒、电荷守恒可写出反应的离子方程式。(4)生成的氨气密度小于空气且极易溶于水，故由［Zn(NH3)4］CO3溶液制取ZnCOy2Zn(OHE采用的装置可加热且有防倒吸功能。磷酸亚铁［Fe3(PO4)2-8H2O］是生产锂电池的原料，能溶于强酸，不溶于水。实验室可利用FeSC)4.7H2O、Na2HPO4l2H2O及CH3COONa-3H2O为原料制备磷酸亚铁，主要反应为3FeSO4+2Na2HPO4+2CH3COONa+8H2O Fe3(PO4)2-8H2Oi+3Na2SO4+2CH3COOH。应用煮沸并冷却的蒸馏水配制酸性FeSO、溶液，若蒸馏水未经煮沸直接配制，则可能发生反应的离子方程式为_。可用如图装置合成磷酸亚铁。在三颈烧瓶中先加入抗坏血酸(即维生素C)稀溶液作底液，向烧瓶中滴入Na2HPO4与CH3COONa混合溶液至pH=4时，再滴入FeSO4溶液，最终维持pH=6。Na,HPO4与CH,COONa混合溶液用抗坏血酸溶液作底液的作用是 .为提髙反应过程中磷酸亚铁的产率，实验中可采取的措施有 A.适当提高水浴温度

将抗坏血酸改用稀硫酸，加快反应速率适当加快搅拌速度，延长搅拌时间把FeSO4溶液滴入Na2HPO4与CH3COONa的混合溶液中，再加入抗坏血酸(3＞检验产品中是否混有Fe(OH)3或FeP04杂质的方法: 。(4＞某研究性学习小组的冋学拟用工业品十二水合磷酸氢二钠(含Na2HPO4、重金属盐及有色杂质等)提纯得到Na2HPO4l2H2O晶体。己知:Na2HPO4溶液pH在8.2〜8.4之间，重金属硫化物不溶于水。请补充实验步骤:将工业品溶于热水， ，冷却结晶，过滤、洗涤及干燥。［实验中可选用的试剂:Na2S溶液、0.1mol-L-1H3PO4溶液、0.1mol.l/NaOH溶液、活性炭］。答案(1)4Fe2*+O2+4H+ 4Fe3++2H2O①防止亚铁离子被氧化［防止生成Fe(OH)2沉淀］②AC(3＞取少量产品溶于适量盐酸屮，向其中滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为红色，说明含有Fe(ni)杂质，反之不含有⑷边搅拌边滴入Na2S溶液，至不再生成沉淀为止;加入活性炭煮沸，趁热过滤;用0.1mol-L-1H3PO4溶液和0.1mol-L-1NaOH溶液调节溶液pH在8.2〜8.4,蒸发浓缩解析(1)水中溶解的氧气可以将Fe2+氧化为Fe3+。(2＞②适当提高水浴温度可以加快反应速率，从而提高磷酸亚铁的产率，A正确;将抗坏血酸改用稀硫酸会导致Fe2+被氧化，降低磷酸亚铁的产率，B错误;适当加快搅拌速度，延长搅拌时间，可以使反应物充分接触，加快反应速率，提高磷酸亚铁的产率，C正确;把FeSO4溶液滴入Na2HPO4与CHCOONa的混合溶液中，Fe2+可能被氧化，降低磷酸亚铁产率，D错误。⑶Fe(OHh或FePO4难溶于水，但可溶于酸，溶解后产生Fe3+，然后用KSCN溶液检验。⑷Na2HPOH2H2O中含有的重金属盐与Na2S反应生成硫化物沉淀而除去，有色杂质用活性炭吸附而除去;除去杂质后，用比PO.dnNaOH调节溶液pH使其范围在8.2〜8.4之间。工业上以石煤(主要成分为V2O3,含有少量SiO2、P2O5等杂质)为原料制备钒的主要流程如图：己知:®NH4VO3难溶于水;®KSp(MgSiO3)=2.4xl0-5,KSp［Mg3(PO4)2］=2.7xl0-27o⑴焙烧:通入空气的条件下，向石煤屮加纯碱焙烧，将V2O3转化为NaVO3的化学方程式为 。(2＞除硅、磷：用MgSO4溶液除硅、磷吋，Si、P会形成Mg3(PO4)2＞MgSiCh沉淀。若沉淀后溶液中c(POi-)=1.0xlO-8mol.L1，则c(SiO!-)= mol-L1o如图所示，随着温度升髙，除磷率下降，其原因是Mg3(PO4)2溶解度增大. 姻着温度升高，除硅率升髙，其原因是 。除磷(硅)率/%+除磷率I除磷(硅)率/%+除磷率I8070⑶沉钒:此过程反应温度需控制在50°C左右，温度不能过高的原因是

灼烧:在灼烧NH4VO3的过程中，固体的残留率(f^mfxlOO%)随温度变化的曲线如图所示，则A~B答案(l)Na2CO3+O2+V2O3 2NaVO3+CO2⑵①0.08②促进Mg2+水解生成Mg(OH)2促进SiO|"水解生成硅酸沉淀△NH4C1受热会分解⑷2HVO3 V2O5+H2O解析(1)V2O3转化成NaVO3,V元素化合价升髙，空气中02作氧化剂，根据得失电子守恒、原子守恒可写出化学方程式。(2)©K5p[Mg3(PO4)2]=c3(Mg2+)c2(P0^-)=c3(Mg2+)x(1.0xl0-8)2=2.7xl0-27＞得c(Mg2+)=3xl()4mol.L1，由Ksp(MgSi03)=c(Mg2+)-c(SiO|")=3x104xc(SiO|-)=2.4x105,解得c(SiO|-)=0.08mol-L'o②Mg3(PO4)2⑻―3Mg2+(aq)+2PO!_(aq)，升温促进MgH?，导致沉淀溶解平衡右移，故除磷率下降;MgSiO3⑻―Mg2+(aq)+SiO!_(aq＞，升温促进SiO|_水解成H2SiO3沉淀，故除硅率升高。(4)设NH4VO3为1mol,HP117g,从起始到A点失去质量=117gx(l-85.47%＞=17g,结合铵盐受热分解一般产生NHd隹测A点对应固体物质为HVOa；酸分解一般生成氧化物和水，故设B点对应固体物质为VOX，根据V元素守恒知n(VOx)=lmol，则(51+16x)g.moldxlmol=117gx77.78%，解得x=2.5,根据V、O物质的量之比知，B点对应固体物质为V2O5,即可写出A~B段发生反应的化学方程式。碘酸钙[Ca(IO3)2]是重要的食品添加剂。实验室制取Ca(IO3)2H2O的实验流程如下: I，的CCl,—4离卜水层-*Ca(IO3)2•H,0•溶液 瓦己知:碘酸是易溶于水的强酸，不溶于有机溶剂。“转化”步骤是为了制得碘酸，该过程在图1所示的装置中进行，当观察到反应液中紫红色接近褪去时，停止通入氯气。转化时发生反应的离子方程式为 。转化过程中CC14的作用是 。为增大转化过程的反应速率，可采取的措施是 。将CCU与水层分离的玻璃仪器有烧杯、 。除去HIO3水溶液中少量h的实验操作为 ，直至用淀粉溶液检验不出碘单质的存在。己知:①Ca(IO3)2.6H2O是一种难溶于水的白色固体，在碱性条件下不稳定。②Ca(IO3)2-6H2O加热升温过程中固体的质量变化如图2所示。设计以除碘后的水层为原料.制取Ca(IO3)2H2O的实验方案:向水层屮_。［实验中必须使用的试剂:Ca(OH)2粉末、AgNCh溶液］。答案(1)①I2+5C12+6H2O_2IO3+10C1+12H1②增大Ch的溶解量，提高Ch的利用率③加快搅拌速率(2>分液漏斗将HI03水溶液用CC14多次萃取，分液(3)加入Ca(OH)2粉末，边加边搅拌至溶液pH约为7,过滤，洗涤沉淀至向洗涤液中滴加AgNO3溶液不再有沉淀产生，将滤渣在100-160°C温度下加热至恒重解析(1)①根据流程图分析.Ch、12和H2O发生反应生成HIO3和HC1;②Cl2可溶于水，且与水发生反应，降低转化过程中Ch的利用率，而Ch易溶于CCU.加入CCU增大Ch的溶解量，提高其利用率。(2)HIO3可溶于水但不溶于有机溶剂，碘单质在水屮溶解度较小似极易溶于有机溶剂，故可进行萃取分离。(3)除碘后的水层溶液为HIO;溶液，可与Ca(OH)2反应生成Ca(IO3)2-6H2O,根据图示，在100-160°C条件下固体质量基本保持不变，根据热重曲线所给数据可以算出此时固体主要成分为Ca(IO3)2H2O,即目标产物。CS(NH2)2(硫脲，白色而有光泽的晶体.溶于水，20°C时溶解度为13.6g。在150°C时转变成NH4SCN)是用于制造药物、染料、金属矿物浮选剂的原料。某化学实验小组同学用Ca(HS)2与CaCN2合成硫脲并探宄其性质。(1)制备Ca(HS)2溶液，所用装置如图(己知酸性:H2COp>H2S):装置a中反应发生的操作为 :装置b中盛放的试剂是 。装置c盛放CaS和水的仪器名称是 ，装置c中的长直导管的作用是 0 制备硫脲:将CaCN2与Ca(HSh溶液混合，加热至80°C时，可合成硫脲，网时生成一种常见的碱.该反应的化学方程式为， 探宄硫脲的性质：取少量硫脲溶于水并加热，验证有NH4SCN生成，可用的试剂是 .向盛有少量硫脲的试管中加入NaOH溶液，有NH3放出，检验该气体的方法为_。可用酸性KMnO4溶液滴定硫脲，己知MnOi被还原为Mn2+，CS(NH2)2被氧化为CO2、N2及S0i_，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。答案(1)①打开装置a、b之间的活塞饱和NaHCOa溶液②三颈烧瓶作安全导管，避免烧瓶内压80X：强过大(2)2CaCN2+Ca(HS)2+6H2O CS(NH2)2+3Ca(OH)2(3)®FeCl3溶液②用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若变蓝，则为NH;③14:5解析(1)①装置a屮，需防止启普发生器内正压力的形成，故应打开活塞;装置b屮的试剂应能除去C02中混有的HCI，同时又不能吸收C02,应为饱和NaHCO;溶液。②根据仪器的构造可知装置c盛放CaS和水的仪器名称是三颈烧瓶;当装置c中压强过大时，可通过调节c中的液体量来调节压强，所以长直导管的作用是作安全导管，避免烧瓶内压强过大。(2)将CaCN2与Ca(HS)2溶液混合，加热至80°0吋，可合成硫脲，80*C同时生成Ca(OH)2,该反应的化学方程式为2CaCN2+Ca(HS)2+6H2O―CS(NH2)2+3Ca(OH)2。⑶①验延直皿1腿生成x既K验蓮期歷醜果1妊鵬 检验NH3的方法是将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝，则为NH3o③己知MnOi被还原为Mn2+，则发生反应的离子方程式为5CS(NH2)2+14MnO4+32Ht14Mn2++5CO2T+5N2T+5S0t+26H2O,该反应中氧化剂为MnO;，还原剂为CS(NH2)2,二者的物质的量之比为14:5。实验室以K2MnO4为原料，用两种方法制备高锰酸钾。己知:K2MnO4在浓强碱溶液中可稳定存在，溶液呈墨绿色，当溶液碱性减弱时易发生反应:3Mn0i-+2H2O 2Mn04+MnO2j+4OH。CO2法。实验装置如图。反应一段吋间后，用玻璃棒蘸取溶液滴在滤纸上，仅有紫红色而没有绿色痕迹，由此可知 O 停止通入CO2,过滤除去 (填化学式，下同)，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，抽滤得到KMnO4粗品。若CO2通入过多，产品中可能混有的杂质是 。(2＞电解法。实验装置如图。—1 I_锦片 铁丝1 1.二-二1：1，、t::::阳极的电极反应式为 ，阴极产生的气体为 («*(化学式)。与CO2法相比，电解法的主要优点是 (写一条)。⑶高锰酸钾可用于测定软锰矿中MnO2的含量，实验过程如下:称取mg样品于锥形瓶中，加入V,mLc,mol-LlNa2C2O4溶液，加稀H2SO4酸化，充分反应后，用c2mol-L'KMnO4标准溶液滴定过量的Na2C2O4,消耗KMnO4溶液V2mL。滴定终点时溶液的颜色变化是 。软锰矿中MnCh的质量分数表达式为 。答案⑴①K2MnO4基本完全反应生成了KMnO4②MnO2KHCO3⑵①MnO;:e MnO；H2②纯度高，产率高(3〉①最后半滴溶液由无色变为紫色，且30s内不褪色②87卽如2)%m解析(1)①溶液有紫红色说明生成KMnO4,而没有绿色痕迹，说明K2MnO4基本反应完全。②通入CO2,溶液碱性逐渐减弱，由题目信息可知同吋生成的还有MnO2沉淀，可通过过滤除去;若(302过多，会与KOH反应生成KHCO.,故产品中还可能混有KHCO.o(2)①由题可写出电极反应式:阳极为MnOt-e-MnOi，阴极为2H2O+2eH2T+2OHo②和⑴中CO2法相比，电解法副产物更少，杂质更少，产品纯度更高，产率更高。⑶由题可知测定过程中发生两个反应，首先是4H++C20i_+Mn02 2CO2T+Mn2++2H2O,

反应完成后剩余C2Oi_再与KMnO4反应:5C2O5-+2MnOi+16H+—2Mn2++l()CO2T+8H2O。当C20j_反应完成后,KMnO4剩余，溶液变为紫色。由2MnO；~5C2Oi-和C20f~Mn02得n(MnO2)=c(CiVi-2.5c2V2)xl0-3mol，故测得MnO2质量为(c1Vi-2.5c2V2)xl0-3molx87g.mol'MnCh质量分数为2 X100%。m廿氨酸亚铁［(NH2CH2COO)2Fe］是一种补铁强化剂。某学习小组利用FeCO;与甘氨酸(NH2CH2COOH)制备廿氨酸亚铁，实验装置如图所示(夹持和加热、搅拌仪器已省略＞。 酸石灰石 酸石灰石有关物质性质如下表:甘氨酸拧檬酸甘氨酸亚铁易溶于水，微溶于乙醇易溶于水和乙醇易溶于水，难溶于乙醇两性化合物强酸性、强还原性实验过程：.合成:装罝C中盛有0.1molFeCOs和200mLLOmobLd甘氨酸溶液和适量拧檬酸。实验时，先打开仪器a的活塞，待装罝C中空气排净后，加热C并不断搅拌，并通过仪器b向C中加入适量氢氧化钠溶液调节pH到6左右,使反应物充分反应。.分离:反应结束后，过滤，将滤液进行蒸发浓缩;加入无水乙醇，过滤、洗涤并干燥。回答下列问题：仪器a的名称是 。装置B中盛有的试剂是 :实验过程中装界D的导管需要一直浸入液面下的必要性是 。合成过程加入拧檬酸的作用是促进FeCCh溶解和 。加入氢氧化钠溶液调节pH若大于6,甘氨酸亚铁产量下降。原因可用离子方程式表示为 O 过程II中加入无水乙醇的目的是 。可以用 试剂(写化学式)检验产品中是否含有Fe＞。本实验制得153g甘氨酸亚铁(M=204gmol1),则其产率是 。答案⑴分液漏斗⑵饱和NaHCOa溶液防止空气进入C(从而防止Fe2+被氧化)(3)防止Fe2+被氧化Fe2++2OH Fe(OH)2|(5)溶解拧檬酸，降低甘氨酸亚铁的溶解度，使其结晶析出⑹KSCN75%解析(2)由于盐酸具有挥发性，装HA中生成的二氧化碳气体中混有氯化氢，故装gB中盛有饱和NaHCO3溶液，用于除去二氧化碳气体中混有的氯化氢;Fe2+具有还原性，易被空气中的氧气氧化，影响实验结果，必须将D中导管没入液面以下，防止空气中的氧气进入C装H将Fe2+氧化。(3)根据题中表格信息，拧檬酸具有强酸性和强还原性，合成过程加入拧檬酸可促进FeCO3溶解和防止亚铁离子被氧化。(4)加入氢氧化钠溶液调节pH若大于6,溶液碱性增强，会导致溶液中的亚铁离子在该条件下直接与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，由此写出离子方程式。(5)由题目己知信息可知，甘氨酸亚铁难溶于乙醇，拧檬

酸易溶于水和乙醇，故过程II中加入无水乙醇的目的是溶解拧檬酸，降低甘氨酸亚铁的溶解度，使其结晶析出。(6)检验三价铁离子的试剂为KSCN溶液，加入KSCN，溶液变为血红色，则说明含有Fe3+。(7)廿氨酸的物质的量为0.2Lx1.0molL-^0.2mol,0Jmol的碳酸亚铁中亚铁离子的物质的量为0.1mol,根据铁原子守恒，0.2mol的甘氨酸和0.1mol的碳酸亚铁理论上生成0.1mol的廿氨酸亚铁，理论上可产生甘氨酸亚铁的质量:204g-mol'xO.lmol=20.4g，产品的质量为15.3g，则产率=实际产苗==实际产苗=理论产苗: 爛%=訟爛%=75%。地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题，利用零价铁还原脱除地下水中硝酸盐的方法备受关注。化学研宂性学习小组利用Fe粉和KNO3溶液反应探究脱氮原理，实验装置如图。实验过程如下：.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；.加入pH已调至2.5的0.01mol-L-'KNO3酸性溶液100mL，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，静置后发现，剩余固体表面有少量白色物质附着；过滤剩余固体时，表面的白色物质变为红褐色；检测到滤液中存在NO^NH+>Fe2+。先用0.1mol-L-'H2SO4洗涤Fe粉，其目的是 .通入N2并保持后续反应均在N2氛围中进行的目的是 ，用化学方程式解释白色物质变为红褐色的原因: 。取少量滤液，向其中加入几滴KSCN溶液，无明显现象;再加入几滴稀硫酸，溶液呈红色。溶液变成红色的原因是 (用文字表述)。该同学进一步查阅资料发现，用铁粉、碳粉的混合物脱除硝酸盐，效果更佳。他用上述KNO、、溶液继续设计如下实验，探宄碳粉的作用。假设实验操作现象及结论假设k碳粉可用作还原剂，脱除硝酸盐向烧杯中加入① ，一段时间后，测定烧杯中NO^的浓度浓度无明显变化，说明假设1不成立假设2:碳粉、铁粉形成无数个微小的原电池，促进了硝酸盐的脱除按下图所示后，测定NOFg组S3浓rE实验$s电流计-<A>-盐桥?置，一段时间[C②_，说明假设2成立PH=2.5K0.01nuNO,溶裕1•1,1③关于碳粉的作用，还可以提出的假设是

答案（1＞去除铁粉表面的氧化物等杂质（2）避免空气中02对Fe和NO^反应的干扰4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3⑶溶液中存在Fe2*和NO^，加入H+后，生成的Fe3+^SCN•反应使溶液变红（4）①碳粉和pH=2.50.01mol-L'KNOs溶液100mL②电流计指针偏转，右杯屮NO^浓度降低③碳粉作为催化剂，提高脱除硝酸盐反应速率解析（1）用0.1molL-1H2SO4洗涤Fe粉，其目的是去除铁粉表面的氧化物等杂质。（2）空气中的02会氧化Fe及Fe2+，对结果造成影响，通入氮气并且保持氮气氛围是为/防止空气中的O2对反应造成干扰;II中溶液中主要离子为Fe2+,Fe2+会少量水解生成Fe（OH）2白色固体，且放置一段时间会被空气中的氧气氧化力红褐色的Fe（OHh，化学方程式为4Fe（OH）2+O2+2H2O 4Fe（OH）3。（3）由IV中条件:检测到滤液中存在NO^NH：和Fe2+可知滤液中有Fe2+和NO;，加入H*后发生反应3Fe2f+NO3+4H* 3Fe3++NOt+2H2O,生成的Fe3^nSCN'反应使溶液变红。（4）①假设1是探究碳粉是否为还原剂，结论是并无明显变化，说明溶液中并没有发生反应，根据控制变量法的原理可知，应加入碳粉和pH=2.5的0.01molL-1KNO3溶液100mL;②假设2将铁和碳分别作为两个电极置入pH=2.5的0.01mol-L*1KNO3溶液中，铁电极为负极，失电子，被溶解，电+流向碳电极.右杯屮的NO^浓度降低，故Fe电极部分溶解，电流计指针偏转，右杯中NO^浓度降低，说明假设2成立;③若碳粉在反应过程中作为催化剂，可以提髙反应速率，使脱硝效果更佳，故合理的假设为碳粉是铁粉脱除硝酸盐的催化剂。（2022届广东实验中学期中J7）某实验小组研宄KI和酸性KMnO4溶液的反应。实验实验操作实验现象实验实验操作实验现象逐滴滴加0.01mol•L-1逐滴滴加0.01mol•L-1KMn()4溶液(H，S()4^化至pll=l)II2mL0.1mol•L_'溶液KMnO4溶液的紫色褪去，溶液变为棕黄色逐滴滴加2mL0.1mol•I/1IIKI溶液2ml.0.01mol•I.1IIKI溶液2ml.0.01mol•I.1KMnO^液(H,S()4酸化至pH=l)KMnO4紫色溶液迅速变为棕褐色悬浊液，然后沉淀消失，溶液变为棕黄色资料：i.MnOi在酸性条件下最终被还原为Mn2+ii.酸性条件下氧化性:KMnO4＞KIO3＞l2（1＞实验I中溶液呈棕黄色，推测生成了 ；（2＞实验小组继续对实验II反应中初始阶段的产物成分进行探宄:色液褐浊色液褐浊棕悬经检验，实验II初始阶段r的氧化产物不是h，则“实验现象3”为_ 黑色固体是 :③经检验，在“紫色清液”中存在IOi，写出生成10^的离子方程式 :下列实验方案中，可用于检验“紫色清液”中10^的是 （填字母）； A.用洁净的玻璃棒蘸取“紫色清液”滴在淀粉一碘化钾试纸上，观察试纸是否变蓝色

取少量“紫色淸液”于试管中，向其中加入几滴淀粉溶液，溶液不变蓝，再加入过量NaHSO3溶液，观察溶液是否变蓝色取少量“紫色清液”于试管中，向其中加入稀硝酸酸化，再加入几滴硝酸银溶液，观察是否生成黄色沉淀加人2滴2mol■L-'H加人2滴2mol■L-'H2SO4溶液同体溶解.溶液变为棕黄色加人2mL「|0.1mol•L-'过滤，洗涤K1溶液，振荡=:保留固体(is浊液用离子方程式解释实验II中棕褐色沉淀消失的原因: :实验后的反思:导致实验I和实验II中KI和酸性KMnO4溶液反应产物变化的因素是(写出两点): 、 O答案(1)12(2＞①溶液分层，下层液体无色②MnO2③2MnO；+I+2H+ 2MnO2l+IO3+H2OB(3)MnO2+2I+4H+ Mn2++I2+2H2O⑷试剂的相对用量(滴加顺序)溶液酸性强弱解析(1)实验I中KI溶液过量，MnOi在酸性环境中最终被还原为Mn2+，低浓度碘水的颜色为棕黄色，故推测生成了12单质。(2)①实验II初始阶段r的氧化产物不是12,则有机溶剂四氯化碳中未溶解12而呈无色，但四氯化碳不溶于水、密度比水大，导致液体分层。②KI和酸性KMnCXi溶液反应生成的黑色固体能催化H2O2分解，则可联想到MnO2。③根据题目所给信息，该条件下酸性髙锰酸钾溶液将r氧化为10^自身被还原为MnO2,根据电子守恒和原子守恒可得离子方程式。A项，试纸若变蓝说明有碘单质生成，但氧化剂不一定是10^，也可能是剩余的髙锰酸钾，错误;B项，开始时溶液不变蓝，说明不含碘单质，滴加NaHSO3溶液后变蓝，说明原溶液中含有10^，被NaHSO3还原生成碘单质，正确;C项，硝酸不能还原10^，错误。④KI和酸性KMnO4溶液的反应生成KIO3和MnO2,根据原子守恒和电荷守恒可写出离子方程式。(3)根据实验现象可知MnO2、KI和硫酸反应生成的棕黄色溶液中含有12,根据得失电子守恒可知还生成MnSO4,结合酸性条件可写出离子方程式。(4)由实验I和实验II的现象可知，所得产物成分与试剂的相对用量(滴加顺序)有关，由探究实验II中棕褐色沉淀消失原因的实验可知，所得产物成分与溶液酸性强弱有关。垃圾分类正在全国逐渐推广，垃圾资源化是可持续、绿色发展的重要途径。由金属废料(主要含铁、铜和它们的氧化物)制得碱式碳酸铜和摩尔盐[(NH4)2SO4FeSO4xH2O]的工艺流程如图所示：(NHJ^ 热’碱了2 I摩尔盐IH溶液1]一I 己知:Ksp[Fe(OHh]=lxl038，KsP[Cu(OH)2]=2.2xl02G，一般认为某离子浓度小于或等于IO5mol.L1时，该离子转化或去除完全。请回答下列问题：热纯碱的作用是 ，H2C)2的电子式为 o⑵调pH步骤可选用的试剂为 oA.CuOB.Cu(OH)2C.Fe2O3D.Fe(OH)3⑶若所得溶液中c(Cu2+)=0.22moLL人则需要调节的pH范围是 。溶液1经过加热、蒸发至 时，自然冷却即可得到晶体，然后抽滤，用洒精洗涤晶体，洒精洗涤的目的是 o

写出该流程中生成碱式碳酸铜的离子方程式: 。⑹取3.92g摩尔盐产品，在隔绝空气的条件下加热至135°C时完全失去结晶水，此时固体质量为2.84g，则该摩尔盐结晶水个数x= 。答案(1)去除废料表面的油污H..O.OHAB(3)3-4.5(4)溶液表面出现晶膜(或溶液中出现晶体)除去晶体表面水分2Cu2++3C0|~+2H2O Cu2(OH)2CO3i+2HC03(或2Cu2*+2C0|~+H2O Cu2(OH)2CO3i+CO2t)⑹6解析(1)热的纯碱溶液水解呈较强的碱性，可以去除油污;H2O2为共价化合物，既存在O-H共价键，又存在0—0共价键，其电子式为HO..O.H.(2)调pH的目的是将Fe3+转化为Fe(OH)s沉淀，同时不引入新的杂质，可选择CuO、Cu(OH)2。(3)Ksp[Fe(OH)3]=1x1038,c(Fe3+)=105molL'^OH^lO11mol.Ld，pH=3;若所I??vm'20得溶液中c(Cu2+)=0.22mol-L1,利用KSp[Cu(OH)2]=2.2xlO-20,可求得c(OH.CmolL^Vl^xlO10mol.L人pH=-lg(>/iUxl(y5)=4.5,则需要调节的pH范围是3〜4.5。(4)从溶液1中获得摩尔盐晶体，需经过加热、蒸发至溶液表面出现晶膜(或溶液中出现晶体)时;自然冷却即可得到晶体，然后抽滤，为防烘干时晶体失去结晶水，所以不能采用烘干的方法，而应用洒精洗涤晶体，洒精洗涤的目的是除去晶体表面水分。(5)该流程中加入Na2CO3溶液，利用部分离子发生双水解反应生成Cu2(OH)2CO3,离子方程式为2Cu2*+3CO|_+2H20 Cu2(OH)2CO4+2HC0U或2Cu2++2CO|_+H20 Cu2(OH)2CO3|+CO2T]。 ⑹m[(NH4)2SO4FeSO4]=2.84g,n[(NH4)2SO4-FeSO4|"284gri"0-01mol,m(H2O)=3.92g-2.84g=1.08 ―，则该摩尔盐结晶水个数X=S=6°名师点睛在进行结晶水数目的计算时，也可先求出晶体的相对分子质量，然后求结晶水的个数。即 _H織磯1^^=0.01mOl，_H祕碼.x卿^392g.mol1，132+152+18n=392,n=6。无机净水剂主要有铁系和铝系两类，但铝对人体有慢性毒害作用，所以研制各种铁系净水剂成为热门。聚合硫酸铁是一种常用的净水剂，其生产工艺如下:FeSO4•7H2OFeSO4•7H2O■|J贿节pH氧化—水解—聚介一固化NaOIIH,SO聚合硫酸铁H?o,冋答下列问题:FeSO4-7H2O可用于治疗缺铁性贫血，在医疗上常用作 (写一种)。FeSO4-7H2O在空气中会被氧化变质，检验其己变质的操作: 。“氧化”时发生反应的离子方程式为 oFe3+水解会使溶液的pH减小，加入NaOH调节pH的目的是 。聚合硫酸铁中n(Fe3+):n(OH):n(SOj-)比值的确定方法:取一定量的聚合硫酸铁，先加入足量的稀盐酸酸化后，然后加入BaCh溶液，经操作I后得到沉淀A和滤液B，洗涤、干燥沉淀A后称得质量为3.495g，向滤液B中加入足量的NaOH充分反应，将经操作I后得到的滤渣洗涤、灼烧至恒重，得2.40g固体C。生成沉淀A的离子方程式为 o操作I的名称为 ，固体C的化学式为 o聚合硫酸铁中n(Fe3+):n(OH):n(SO^)= 。答案(1)补血剂(2)取少量FeSO4-7H2O样品于试管中，加水溶解，将适量KSCN溶液加入试管中，溶液变红，说明FeSO4-7H2O已变质(3)2Fe2++H2O2+2H> 2Fe3++2H2O(4)促进Fe3+的水解①Ba2++SOj BaSO4②过滤Fe2O3③2：4：1解析(1)缺铁性贫血是由于人体中缺少Fe2+，合成不了血红蛋白，从而造成贫血。(2)FeSO4-7H20在空气中会被氧化变质即Fe2+转化为Fe3+，只要检验到样品中含有Ff+就说明己经变质，可利用KSCN溶液进行检验。(3)由分析可知，氧化过程中是将Fe2+转化为Fe3+，由此可写出“氧化”时反应的离子方程式。(4)Fe3+水解会使溶液的pH减小，反应的离子方程式为Fe3++3H2O—Fe(OH)3(胶体)+3H+，加入NaOH使上述平衡正向移动，故加入NaOH调节pH的目的是促进Fe3+的水解。⑶聚合硫酸铁中加入足量的稀盐酸酸化后,转化为FeCb和Fe2(SO4)3溶液，加入BaCb溶液，发生反应Ba2++SO! BaSO4,经过滤后得到沉淀A为BaSO4和滤液B，洗涤、干燥沉淀A后称得质量为3.495g.向滤液B中加入足量的NaOH发生反应Fe3++3OH Fe(OH)U，过滤后将得到的滤渣洗涤、灼烧至恒重，发生反应的化学方程式为2Fe(OH)3—Fe2O3+3H2O,得2.40g固体C为Fe2O3,故n(S0i-)=n(BaSO4)=-^-i-T=0.015233g-molmol,n(Fe3+)=2n(Fe2O3)=2x240g,=0.03mol,n(Fe3+):n(SO?-)=0.03mol:0.015mol=2:1,根据化学式160g-mol中各元素化合价的代数和为0,可知:2x(+3)+lx(-2)+bx(-l)=0,解得b=4,聚合硫酸铁中n(Fe3+):n(OH):n(SO疒)=2:4:1。硫酸四氨合铜晶体([Cu(NH3)4]SO4H2O)常用作杀虫剂、媒染剂，也是髙效安全的广谱杀菌剂。常温下该物质在空气中不稳定，受热时易分解。某学习兴趣小组设计如下实验方案来合成硫酸四氨合铜晶体并测定晶体中氨的含量。步骤I:CuSO4溶液的制备取4g铜粉，在仪器A中灼烧10min并不断搅拌使其充分反应。将A中冷却后的固体转移到烧杯中，加入25mL3molL-'H2SO4溶液，加热并不断搅拌至固体完全溶解。步骤II:晶体的制备将步骤I中制备的CuSO4溶液按下图流程进行操作：适黾氨水过禄氨水乙醇产品晶体CnSO4淡蓝色深蓝色深蓝色溶液沉淀溶液晶体步骤IIL氨含量的测定精确称取步骤II中制备的晶体wg，加适量水溶解，注入如图所示的三颈烧瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用盐酸标准溶液完全吸收。取下接收瓶，再用NaOH标准溶液滴定剩余的盐酸(选用甲基橙作指示剂)。回答下列问题：⑴步骤I:①中仪器A的名称为 ⑵步骤I:②中发生反应的化学方程式为 .步骤II:写出淡蓝色沉淀转变为深蓝色溶液过程中发生反应的离子方程