2021届高考化学考点突破：综合实验设计与评价 （解析版）

综合实验设计与评价

1.(2021届•浙江高三模拟)无水四氯化锡(SnCL)常用作有机合

成的氯化催化剂。实验室可用熔融的锡与氯气反应制备SnCl4,装置

如下图所示：

ABCDEFG

已知：①Sn、SnCl2.SnCL有关的物理性质如下表：

熔点沸点

物质颜色、状态

/oC/oC

Sn2322260银白色固体

SnCL246623无色晶体

SnCL-30114无色液体

②Sn的性质与Fe相似;SnCL在空气中极易水解生成SnO2.xH2O；

CL易溶于SnCl4o

回答下列问题:

(1)下列关于实验装置的说法正确的是O

A.整套实验装置先检漏，再连接，再添加药品，最后检查气密

性

B.A中盛放KMnO,晶体的仪器名称为圆底烧瓶

C.B中盛放饱和食盐水，C中盛放浓硫酸，G中盛放浓NaOH

溶液

D.装置E中上方冷水的作用是冷凝回流SnCL至收集器中

(2)当观察到装置F上方出现现象时才开始点燃酒

精灯，待锡熔化后适当增大氯气流量，继续加热。此时继续加热的目

的是O

(3)若上述装置中缺少装置C(其它均相同)，则D处具支试管中

发生的主要副反应的化学方程式为。

(4)收集器中收集到的液体略显黄色，原因是；提纯

SnCL的方法是o

A.加入NaOH萃取分液B.加入足量锡再加热

蒸储

C.加入碘化钾冷凝过滤D.加入饱和食盐水萃

取

(5)经测定产品中含有少量的SnCl2,可能的原因是

(用化学方程式表示)。可用碘量法测定最后产品的纯

2+4+

度,发生如下反应：Sn+I2=Sn+2ro准确称取一定样品放于锥形瓶

中，加入少量浓盐酸溶解，再加水稀释，淀粉溶液作指示剂，用碘标

准溶液滴定至终点，平行滴定三次后记录消耗标准液的平均体积。提

示滴定到达终点的实验现象为。即使此

法滴定的操作均正确，但测得的SnCL含量仍高于实际含量，其原因

可能是(用离子方程式表示，并配上必要的文

字说明)。

【答案】(1)CD(2)黄绿色气体时加快氯气与锡反应；使

SiCL气化，利于从混合物中分离出来

(3)SnCl4+(x+2)H2O=SnO2*xH2O+4HCl

(4)有Cb溶解其中B

(5)Sn+SnCL=2SnCb或Sn+2HCl=SnCl2+H2t

当最后一滴标准碘溶液滴下时，锥形瓶中的溶液恰好由无色变为

蓝色，且半分钟内不褪色

酸性环境下溶液中的溶解氧能氧化「：4r+02+4H=2I2+2H20,相

当于单位体积的标准碘溶液浓度增大，完全反应S5+所需碘溶液的体

积偏小，因此SnCk的含量偏小，SnCL的含量偏大

【解析】SnCL极易水解，反应应在无水环境下进行进行，装置

A：KMnO4和浓盐酸反应的方法制取CL,反应还生成MnCb,制取的氯

气中含有氯化氢，饱和食盐水可以降低氯气的溶解，还可洗去氯气中

的氯化氢，SnCL在空气中极易水解，为防止其水解，用浓硫酸干燥

氯气；Cb和锡的反应制备SnCL,冷水冷却，可将气态的SnCL冷凝

回流收集产物；装置G中NaOH吸收未反应的氯气，防止污染空气，

因SnCL极易水解，装置F可防止溶液的水蒸气进入收集器中；金属

锡易与氯气、氧气反应，反应时应先生成氯气，将氧气排出。（DA

项，整套实验装置先检漏，再检查气密性，然后再连接，添加药品，

故A错误；B项，A中盛放KMrA晶体的仪器带支管，名称为蒸播烧

瓶，故B错误；C项，装置A制得的CL中混有HC1和水蒸气，装置

B中应盛放饱和食盐水，可以除去CL中的HC1；装置C中应盛放浓

硫酸，可以除去水蒸气；氯气有毒，不能随意排放，G中应盛放浓氢

氧化钠溶液，可以吸收氯气，防止空气污染，故C正确；D项，根据

表格中SnCL的沸点，装置E中上方冷水的作用是冷凝回流SnCL至

收集器中，故D正确。故选CD。（2）由于Sn与空气中的O2反应，SnCl4

在空气中极易水解生成SnCVx'O,所以制备SnCL之前用CL排尽装

置中的空气，观察到装置F液面上方出现黄绿色气体时，表明装置中

气体已排尽，开始点燃D处的酒精灯。待Sn熔化后适当增大CL流

量，继续加热，可加快CL与Sn反应的速率，同时使SnCL气化，利

于从混合物中分离出来（根据表中提供的SnCL、SnCL的熔沸点分析）,

在收集器中收集SnCL;（3）装置A制得的CL中混有HC1和水蒸气，

装置B中饱和食盐水的作用是：除去CL中的HC1,装置C中浓硫酸

的作用是：干燥C12；若上述装置中缺少装置C,CL中混有水蒸气,

w

根据题给已知②"SnCL在空气中极易水解生成SnO2-xH2O,D处具支

试管中发生的主要副反应为SnCl4+(x+2)H20=Sn02«xH20+4HCl；(4)氯

气是黄绿色，收集器中收集到的液体略显黄色，可能是有CL溶解其

中。A项，NaOH不仅吸收Cb,而且能与SnCL反应，不能采用，故

不选A项；B项，加入足量锡与CL反应，再加热蒸馈，能采用，故

选B项；C项，碘化钾与CL反应生成KC1和L,产品中混有不

能采用，故不选C项；D项，加入饱和食盐水，不能吸收Cb,SnCl4

水解成SnCVxHzO,不能采用，故不选D项。故答案选B。(5)经测定

产品中含有少量的SnCl2,可能的原因是Sn+SnC14=2SnC12或

Sn+2HCl=SnCl2+H21o准确称取一定样品放于锥形瓶中，加入少量浓

盐酸溶解，再加水稀释，淀粉溶液作指示剂，用碘标准溶液滴定至终

点，滴定到达终点的实验现象为当最后一滴标准碘溶液滴下时，锥形

瓶中的溶液恰好由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色。酸性环境下溶

液中的溶解氧能氧化「，离子方程式为4「+02+4H+=2l2+2H2。，相当于

单位体积的标准碘溶液浓度增大，完全反应所需碘溶液的体积偏

小，因此SnCb的含量偏小，SnCL的含量偏大。故答案为：

Sn+SnCL=2SnC12或Sn+2HCl=SnCl2+H21;当最后一滴标准碘溶液滴

下时，锥形瓶中的溶液恰好由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色。酸

性环境下溶液中的溶解氧能氧化「，离子方程式为

4r+02+4H=2I2+2H20,相当于单位体积的标准碘溶液浓度增大，完全

反应Sn"所需碘溶液的体积偏小，因此SnCb的含量偏小，SnCL的含

量偏大。

2.（2021届・广西高三月考）甘氨酸亚铁［（NH2CH2C00）2Fe］是一

种很好的补铁强化剂，易溶于水，人体吸收效果好。可用甘氨酸与

FeCO3反应制得：2NH2CH2C00H+FeC03-*（NH2CH2C00）2Fe+C021+H20o某

学习小组在实验室中模拟了这一过程，请你根据学习小组的设计回答

有关问题（已知有关物质性质如表）：

甘氨酸甘氨酸亚铁

易溶于水，微溶于乙醇，是两性化合易溶于水,难溶于乙醇,

物，氨基可被强氧化剂氧化易被氧化

I.制备FeCU。装置如图所示（固定和夹持仪器省略）。

A（稀硫酸

CNH4HCO3D

（1）仪器A的名称是。实验中先关闭活塞K2,

打开活塞滴入适量稀硫酸（铁粉足量），当反应进行一段时间后才

关闭活塞K”这样操作的目的是;然后

关闭活塞及，打开活塞跖目的是

II.制备甘氨酸亚铁。实验过程如下:

①将I中制得的FeCOs充分洗净，取其0.2mol放回洗净的C瓶

中（此时将搅拌器换成恒压漏斗），装置如图所示（加热仪器、固定和

夹持仪器省略）。

已知：①小通入PdCk溶液中的反应：H2+PdCl2=PdI（黑色）+2HCl

②打开活塞及放入适量稀硫酸（铁粉足量），关闭活塞⑹，打开

活塞一段时间后关闭活塞K1。

③通过恒压漏斗向C中加入200mL1.0mol/L甘氨酸溶液，加

热使反应物充分反应。

④反应结束后，过滤，在滤液中加人适量无水乙醇充分振荡，再

过滤、洗涤固体并干燥即得产品甘氨酸亚铁15.3go

（3）过程④中加入无水乙醇的目的是

（4）过程②中“一段时间后关闭活塞KJ,是指观察到

现象时关闭活塞Klo

（5）本实验所得甘氨酸亚铁（甘氨酸亚铁摩尔质量：M=204g/mol）

的产率是%o

（6）为测定甘氨酸亚铁产品纯度，用酸性KMnO4溶液滴定法测定

样品中甘氨酸亚铁的Fe"的量，进而计算甘氨酸亚铁产品纯度，结果

测出的产品纯度总是大于100%（假设杂质不与酸性KMnCX溶液反应），

导致误差的原因可能是o

【答案】（D分液漏斗利用反应产生的氢气排净装置中的空

气，以防Fe"被氧化利用反应产生的氢气使B中的Fes。,溶液进

入C中反应生成FeC03

2+

（2）Fe+2HC03=FeC031+H2O+CO21

（3）降低甘氨酸亚铁的溶解度，使其结晶析出

（4）D中出现大量黑色沉淀（5）75

（6）氨基（-NIL）也被高镒酸钾氧化，导致高镒酸钾溶液用量偏

大

【解析】本实验的目的是利用甘氨酸与FeCOs反应制取甘氨酸亚

铁，首先制备碳酸亚铁，先关闭活塞K2,打开活塞K3,滴入适量稀硫

酸（铁粉足量），反应生成氢气，利用氢气将装置内的空气排尽，防止

氧气将亚铁离子氧化，之后关闭活塞％,打开活塞凡，利用产生的氢

气将硫酸亚铁压入装置C中与碳酸氢铉反应制取碳酸亚铁，装置D

中的PdCL溶液可以检验氢气是否充满装置；然后制备甘氨酸亚铁，

首先还是需要利用氢气将装置内的空气排尽，然后通过恒压漏斗向C

中加入甘氨酸，加热使反应物充分反应，过滤、洗涤后得到产品。（1）

根据仪器A的结构特点可知其为分液漏斗；实验中先关闭活塞凡，打

开活塞心,滴入适量稀硫酸（铁粉足量），当反应进行一段时间后才关

闭活塞Ku这样操作的目的是利用反应产生的氢气排净装置中的空

气，以防Fe?+被氧化；然后关闭活塞氏,打开活塞⑹，目的是利用反

应产生的氢气使B中的FeS（X溶液进入C中反应生成FeC03；（2）C中

硫酸亚铁和碳酸氢钱反应生成碳酸亚铁，说明Fe?+与碳酸氢根电离出

的碳酸根结合生成碳酸亚铁，则会促进碳酸氢根的电离产生大量的氢

离子，而氢离子又和碳酸氢根反应生成二氧化碳和水，所以离子方程

2+

式为Fe+2HC03=FeC031+H20+C021;（3）根据题目信息可知甘氨酸

亚铁难溶于乙醇，所以加入无水乙醇可以降低甘氨酸亚铁的溶解度，

使其结晶析出；（4）过程②的目的是要利用氢气将装置中的空气排尽,

当装置D中中出现大量黑色沉淀时，说明氢气已经充满整个装置，此

时可以关闭活塞Ki；（5）所用甘氨酸的物质的量为

0.2L1.0mol/L=0.2mol,所用碳酸亚铁为0.2mol,根据方程式可知

碳酸亚铁过量，理论上生成的甘氨酸亚铁的物质的量为O.lmoL所

以产率为Mmol：嚷TmoT100%=75羯（6）氨基（-NH2）也被高镒酸钾

氧化，导致高镒酸钾溶液用量偏大，测出的产品纯度大于100%。

3.(2021届•湖南高三月考)氨基甲酸铁(NH2COONH4)是一种易分

解、易水解的白色固体，易溶于水，难溶于CC14,可用做肥料、灭

火剂、洗涤剂等。某研究小组模拟制备氨基甲酸镂，反应原理为：

2NH3(g)+C02(g)—NH2C00NH4(S)△HVO。可选用下列装置制备氨

基甲酸锭(NH2COONH4)。回答下列问题：

(1)仪器A的名称是,需往其中加入的固体可能是

____________(填名称)。

(2)按气流方向连接各仪器：a-cdfjk--bo(用

接口字母表示连接顺序)

(3)装置VI中，采用冰水浴的原因为；当CCL液体

中产生较多晶体悬浮物时即停止反应，过滤得到粗产品。为了将所得

粗产品干燥，可采取的方法是(填标号)。

A.蒸储B.高压加热烘干C.真空微热烘干

某同学认为这套装置制得的氨基甲酸钱易变质，同时不符合绿色

化学理念，改进了装置，具体做法是O

【答案】（1）三颈（口）烧瓶氢氧化钠或氧化钙或碱石灰（任答

一个）（2）ef-gh

（3）降温有利于提高反应物的转化率或生成物的产率，防止反应

放热使氨基甲酸核分解

C在装置VI中玻琉管i处接装有浓硫酸的洗气瓶

【解析】由题给实验装置可知，装置I为利用浓氨水制备氨气的

装置，装置m为氨气的干燥装置，装置w为氨气与二氧化碳反应制备

氨基甲酸核的装置，装置n为二氧化碳的制备装置，装置v为除去二

氧化碳中混有的氯化氢装置，装置w为干燥二氧化碳装置，则制备氨

基甲酸铉所需装置的连接顺序为I皿-W-W-v-n。（1）由分

析可知，装置I为利用浓氨水制备氨气的装置，A仪器的名称为三颈

（口）烧瓶，装置中浓氨水滴入氢氧化钠固体或或氧化钙或碱石灰中，

利用增大溶液中氢氧根离子浓度增大，氨水的电离平衡左移，溶解或

反应放出大量的热，促使氨气氨气溶解度减小而逸出制得氨气；（2）

由分析可知，制备氨基甲酸铉所需装置的连接顺序为I-nb*VI-IV

-V+n,则按气流方向连接各仪器的顺序为afcd->jk->ef*-

gh-b,故答案为：ef-gh；（3）制备氨基甲酸钱的反应为放热

反应，采用冰水浴可以降低反应温度，降低温度，平衡向正反应方向

移动，有利于氨基甲酸镂的生成，同时可以防止反应放热使氨基甲酸

钱分解；为防止干燥时氨基甲酸铁分解，应采用减压低温的方法干燥

氨基甲酸钱，即采用真空微热烘干的方法干燥，c正确；氨气有强烈

的刺激性气味，若排入到空气中，会污染环境，需要尾气处理装置,

空气中的水蒸气进入VI中，导致氨基甲酸核水解，则改进实验设计的

具体做法是在装置VI中玻琉管i处接装有浓硫酸的洗气瓶吸收氨气,

同时空气中的水蒸气进入VI中。

4.(2021届・湖北蔡甸区汉阳一中高三月考)在AI2O3催化剂和

加热的条件下，丁烷发生完全裂解：CM。-CzR+C2H4,CM°fCH4+C3H6,

某实验小组通过如图实验装置进行定性、定量测定丁烷裂解产物及其

含量。

(DC和F玻璃仪器的名称是(>

(2)参考装置图，连接好各仪器，,加入各试剂，排除

装置中的空气，加热D和G装置，B装置所起的作用是

(3)E装置中的实验现象是；写出G

装置中的反应的化学方程式

o(写出一个即可)

（4）E和F装置的总质量比反应前增加了0.7g,G装置的质量减

少了1.76g,则丁烷的裂解产物中，甲烷的摩尔分数是

x=%

（提示1：x'^^XlOO%；提示2：假定流经D、G装置中的

气体能完全反应）

（5）对E装置中的混合物再按以下流程实验:

-水相

溶液、

Na$O,_有机物A*10/符液-HO-CH:CH:-OH

混合物操作I"

L有机相操作口”

L有机物B啊音有机物C出普4需D

①Na2sO3溶液的作用是（用离子方程式表示）—，分离操作I、

n名称分别是—和o

②有机物B的一种同系物E的分子式为C6H12Br2,其中有三个甲

基的同分异构体有一种。

【答案】（D球形干燥管（2）检查装置的气密性观察、控

制丁烷的流速

（3）澳水褪色CH4+4CU0AC02+2H20+4CU或C2H6+7CuO叁

2co2+3H2O+7C11

2+2

(4)25%(5)①Be+S03+H20=2Br+2H+S04"分液蒸

像②15

【解析】首先将丁烷蒸气通过盛有水的集气瓶，根据集气瓶中产

生气泡的速率控制丁烷蒸气的气流速度;然后经碱石灰干燥通入装置

D中，在AU)3催化剂和加热的条件下，丁烷发生裂解生成乙烯、丙

烯、甲烷和乙烷，E中溟水用于吸收烯烧，且根据滨水是否褪色可以

判断是否发生裂解反应，F干燥烷烧，G中CuO能将燃氧化成CO2和

H20OE装置中主要有BrCH2cHzBr、CLCHBrCHzBr以及未反应的溟水；

加入亚硫酸钠将溟单质还原，分液得到的有机相为BrCH2CH2Br和

CLCHBrCKBr的混合物，蒸储分离二者，有机物A可以水解得到

H0CH2CH20H,所以A为BrCH2cHzBr,贝！IB为CLCHBrClLBr,B在NaOH

水溶液中水解得到C,C为CH3cHOHCH2OH,羟基可以被催化氧化，结

合D的分子式可知D为CH3COCOOH0(1)根据C和F的结构特点可知其

为球形干燥管；(2)该反应中有气体参与反应、有气体生成，所以连

接好各仪器后要检验装置的气密性；B装置中盛有水，可以通过观察

B中产生的气泡快慢来控制气体的流速；(3)丁烷裂解产生乙烯、丙

烯，烯燃可以和滨水发生加成反应从而使滨水的颜色变浅，相关的化

学反应方程式为CH2=CH2+Br2-«rCH2CH2Br,

CH3CH=CH2+Br2-HCH3CHBrCH2Br；从F中出来的气体含有甲烷和乙烷，G

装置中发生甲烷或乙烷和氧化铜反应生成铜、二氧化碳和水的反应,

化学反应方程式为CH4+4CU0AC02+2H20+4CU或C2H6+7CUOA

2co2+3H2O+7CU；(4)丁烷的裂解中生成的乙烯和乙烷的物质的量相等，

生成的甲烷和丙烯的物质的量相等，E、F吸收的是烯燃；G中氧化铜

和烷燃反应生成Cu、CO2和也0,所以G减少的质量是氧化铜中的氧

元素质量；设X为甲烷的物质的量，y为乙烷的物质的量，则丙烯和

乙烯的物质的量分别是x、y,贝!J：42x+28y=0.7；甲烷、乙烷与氧化

铜反应需要的氧原子的物质的量为：(2x+2x)+(4y+3y)=i6；7：：「，解

得:x=0.Olmol,y=0.OlmoL所以甲烷的摩尔分数为

福黑腺即、1。。％=25%；(5)①亚硫酸钠溶液的作用是除去漠

单质，反应的离子方程式为BR+S(V-+H20=2Br-+2H++SO,。根据分析

可知分离操作I名称为分液，分离操作II为蒸储;②B为CLCHBrCILBr,

B的一种同系物E的分子式为C6H12Br2,己烷有：CH3cH2cH2cH2cH2cH3、

CH3cH(CL)CH2cH2cH3、CH3cH2cH(CL)CH2cH3、CH3C(CLbCH2cH3；

CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3,含有三个甲基，二漠代物分别为：CH3cH

(CH3)CBr2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CBr2CH3>CH3CBr(CH3)CH2CHBrCH3>

CH3CBr(CH3)CHBrCH2cH3、CH3cH(CH3)CHBrCHBrCH3>CH3CBr2CH(CH3)CH2cH3、

CH3CHBrCBr(CH3)CH2CH3>CH3CHBrC(CH3)CHBrCH3^CH3c(CL^CBr2cH3、

CH3C(CH3)2CHCHBr2>CH3C(CH3)2CHBrCH2Br>CHBr2CH(CH3)CH(CH3)CH3>

CHBrCBr(CH3)CH(CH3)CH3>CHBrCH(CDCBr(CL)CL、

CH3CBr(CH3)CBr(CDCL共15种同分异构体。

5.（2021届•浙江高三选考模拟）碱式碳酸铜的应用范围非常广

泛，可以用来制备各种铜化合物，也可以用来制备催化剂等。现以印

刷电路板废杂铜为原料制取碱式碳酸铜流程如下：

稀硝酸碳酸氢钠

废杂铜—((浸出］~~俑虱而~［一系列操作］一•［碱式磔酸铜

已知：

a.2CU(N03)2+4NaHC03=Cu2(OH)2CO31+4NaN03+3C021+H20

2Cu+6NH3+2NH4HC03+O255^OT2CU(NH3)4C03+2H20

2CU(NH3)4C03+H20100-1lorcu,(OH)?COaI+C021+8NH3t

b.碱式碳酸铜在沸水中易分解，在空气中200°C分解。

c.碱性条件下有利于大颗粒碱式碳酸铜的生成。

d.CU(NH3)4CO3溶液显蓝色，CU2(0H)2C03固体显草绿色。

请回答：

(1)为了得到较大颗粒的碱式碳酸铜，混合碳酸氢钠和硝酸铜的

操作方法是o

(2)下列有关“一系列操作”说法正确的是o

A.为了更好的洗去产品表面杂质，应用沸水洗涤

B.抽滤时用倾析法先转移溶液，开大水龙头，待溶液快流尽时

再转移沉淀

C.烘干时，若温度过低，则干燥速率太慢，温度过高则易使产

品分解

D.洗涤沉淀时，应开大水龙头，使洗涤剂快速通过沉淀物

(3)由于上述方法反应时间长、污染环境、资源浪费，现用“氨

浸一脱氨一干燥”工艺制备碱式碳酸铜，氨浸过程装置如下：

①氨浸过程的正确操作步骤为(选出正确的操作并按序排列)：

f在三颈烧瓶中加入废杂铜和碳酸氢铉固体f

■*三颈烧瓶用水浴加热至55-60℃-

一关闭真空泵，关闭活塞甲，停止加热。

A.打开活塞乙，打开旋塞丙，加入浓氨水，关闭旋塞丙，关闭

活塞乙

B.打开活塞甲C.开启真空泵

D.打开旋塞丙，加入浓氨水，关闭旋塞丙E.检查装置气密性

②为实现氨的循环，装置A中试剂是o

③鼓入空气的作用除提供氧化剂以外，还可以是

④脱氨过程需要105±5℃,采用适宜的加热方式是

o设计一个能证明脱氨已经完成的实验方案。

【答案】（1）将硝酸铜溶液慢慢滴入碳酸氢钠溶液中，搅拌

（2）BC

（3）①EDBC②水③搅拌油浴加热

④过滤后取滤液于试管中，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，若不

变蓝色，脱氨完成。

【解析】（1）根据题目已知信息c.碱性条件下有利于大颗粒碱

式碳酸铜的生成，由于入碳酸氢钠溶液显碱性，而硝酸铜溶液显酸性,

所以为了得到较大颗粒的碱式碳酸铜,混合碳酸氢钠和硝酸铜的操作

方法是将硝酸铜溶液慢慢滴入碳酸氢钠溶液中，搅拌。（2）A项，根

据已知信息b.碱式碳酸铜在沸水中易分解，在空气中200C分解,

推不能用沸水洗涤，故A错误。B项，抽滤时用倾析法先转移溶液,

开大水龙头，待溶液快流尽时再转移沉淀，目的是避免沉淀损失，故

B正确。C项，烘干时，若温度过低，则干燥速率太慢，温度过高则

易使产品分解，根据题目给的信息可以直接判断，故C正确；D项,

洗涤沉淀时，应开大水龙头，使洗涤剂快速通过沉淀物，洗涤剂快速

通过沉淀物时，洗涤不充分，不能完全洗静。故D错误。故选BC。

(3)①氨浸过程的正确操作步骤中，首先要检查装置的气密性，随后

才能开始实验。实验时注意上面是恒压分液漏斗，故不用打开乙。故

顺序是EDBC。②实现氨的循环，所以用水吸收出来的氨气，形成氨

水可以循环使用。③鼓入空气的作用除提供氧化剂以外，还可以是搅

拌里面的固体，因为反应装置中是固体和液体的反应，所以氧气通入

溶液中可以把固体搅动，起到搅拌的作用。④脱氨过程需要105±5℃,

采用适宜的加热方式是油浴加热，因为温度大于100℃,且需恒定温

度所以选择油浴。脱氨完全的检验方法实质是检验是存在氨气。采用

过滤后取滤液于试管中，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，若不变

蓝色，脱氨完成。

6.(2021届・湖北荆州市高三一模)氮化锢(SrN)在工业上广

泛应用于生产荧光粉。已知锢和镁位于同主族且锢比镁活泼，锢与氮

气在加热条件下反应产生氮化勰，氮化锢遇水剧烈反应。某学习小组

拟设计两套方案制备氮化锅并测定产品的纯度。

方案I：根据下列装置制备氮化锢:

已知：实验室用饱和氯化铉溶液和亚硝酸钠溶液共热制备氮气。

回答下列问题:

（1）气流从左至右，选择装置并排序为（用字母表示）。

（2）写出实验室制备n的化学方程式：

（3）实验时先点燃处酒精灯（填“A”或"D”），一段时间

后，点燃另一只酒精灯。

方案H：某氮气样品可能含有少量的CO、CO2、O2等气体杂质，

某同学设计如下装置制备氮化锢（各装置盛装足量试剂）。已知：醋酸

二氨合亚铜溶液能定量吸收CO,但易被O2氧化，失去吸收CO能力;

连苯三酚碱性溶液能定量吸收02o

（4）试管II、HI、IV盛装的试剂分别是（填标号），装置

W的作用是。

A.连苯三酚碱性溶液B.浓硫酸C.醋酸二氨合亚

铜溶液

测定产品纯度：称取9.0g方案II中所得产品，加入干燥的三颈

瓶中，然后由恒压漏斗加入蒸储水，通入水蒸气，将产生的氨全部蒸

出，用200.OOmLl.OOmol•L1的的盐酸标准溶液完全吸收（吸收液体

体积变化忽略不计）。从烧杯中量取20.00mL的吸收液，用

1.OOmol・1/NaOH标准溶液滴定过剩的HCL到终点时消耗

14.OOmLNaOH溶液（图中夹持装置略）

I.水

2.K破的管

3.缜馆I水

4.|所盘产M

5.片酸标准:溶液

（5）用1.OOmol-L^NaOH标准溶液滴定过剩的盐酸时所选指示剂

为（填标号）。

A.石蕊试液B.甲基橙C.酚配试液

（6）产品纯度为%（保留一位小数）。

（7）下列实验操作可能使氮化锢（Sr此）测定结果偏低的是

（填标号）。

A.锥形瓶洗涤干净后未干燥，直接装入待测液

B.滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管

C.滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定结束后气泡消失

D.读数时，滴定前平视，滴定后俯视

【答案】⑴D、B、A、C(2)NH4Cl+NaN02ANaCl+N21+2H20

(3)D

(4)acb吸收空气中C02和H20(g),防止进入装置V中影响

实验

(5)b(6)96.9(7)be

【解析】方案I：由图可知，装置D为饱和氯化镀溶液和亚硝酸

钠溶液共热制备氮气装置，装置B为干燥氮气的装置，装置A为氮气

和勰共热制备制备氮化制装置,装置C为吸收空气中二氧化碳和水蒸

气，起到防止锯与二氧化碳反应和氮化锢遇水剧烈反应的作用，则装

置的连接顺序为D、B、A、C；方案II：由题意可知，氮气中的氧气

会与醋酸二氨合亚铜溶液反应，影响一氧化碳的吸收，则吸收一氧化

碳前，应先吸收氧气，由图可知，试管I中氢氧化钠溶液用于吸收混

合气体中的二氧化碳，试管II中连苯三酚碱性溶液用于吸收混合气

体中的氧气，试管HI中醋酸二氨合亚铜溶液用于吸收混合气体中的

一氧化碳，试管IV中浓硫酸用于干燥氮气，硬质试管V为氮气和锢

共热制备制备氮化锢装置,干燥管W中的碱石灰用于吸收空气中二氧

化碳和水蒸气，防止进入装置V中影响实验。(1)由分析可知，气流

从左至右，装置的连接顺序为D、B、A、C,；(2)实验室制备氮气的

反应为饱和氯化钺溶液和亚硝酸钠溶液共热反应生成氯化钠、氮气和

水，反应的化学方程式为NH£l+NaN()2ANaCl+N2t+2H2。；(3)为防止空

气中的氧气、二氧化碳和水蒸气与锢反应,实验时先点燃D出酒精灯,

用反应生成的氮气排尽装置中的空气后，再点燃A处酒精灯，故答案

为D；（4）由分析可知，试管II中连苯三酚碱性溶液用于吸收混合气

体中的氧气，试管HI中醋酸二氨合亚铜溶液用于吸收混合气体中的

一氧化碳，试管IV中浓硫酸用于干燥氮气；干燥管VI中的碱石灰用

于吸收空气中二氧化碳和水蒸气，防止进入装置V中影响实验；（5）

用1.OOmol/L氢氧化钠标准溶液滴定过剩的盐酸时，应防止氢氧化钠

溶液与氯化核溶液反应，所以应选择变色范围在酸性区域的甲基橙做

指示剂，故答案为b；（6）由题意可知，与氨气反应的盐酸的物质的

量为（1.OOmol/LXO.200L—1.OOmol/LXO.160L）=0.04mol,由氮原

子个数守恒可知，氮化锢的物质的量为0.02mol,则产品的纯度为

0.02x290.8xlQ0%^96^9%；（7谆项，锥形瓶洗涤干净后未干燥，直

o.U

接装入待测液不影响待测液中溶质的物质的量，对实验结果无影响，

故不符合题意；b项，滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管会稀释

氢氧化钠溶液，导致消耗氢氧化钠溶液的体积偏大，与氨气反应的盐

酸物质的量偏小，产品的纯度偏低，故符合题意；

c项，滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定结束后气泡消失导致消

耗氢氧化钠溶液的体积偏大，与氨气反应的盐酸物质的量偏小，产品

的纯度偏低，故符合题意；d项，读数时，滴定前平视，滴定后俯视

导致消耗氢氧化钠溶液的体积偏小，与氨气反应的盐酸物质的量偏大,

产品的纯度偏高，故不符合题意；故答选be。

7.（2021届-山东高三月考）某校同学设计用NaC103,氧化12

法制备NalOs,再由碱性条件下CL氧化NalOs法制备为106（弱酸）。

回答下列问题：llNaC103+6l2+3H20=6NaH(I03)2+5NaCl+3Cl2f,并用

如图所示实验装置(夹持及加热装置已略)制备NalOs。(CL需及时逸

出，否则会对实验产生干扰)

h、NaCK)3和HQNaOH

①起始时，三颈烧瓶中的反应液需调至pH为1〜2的目的是

②反应开始阶段直至L消失，控制温度不超过50C,其原因是

;若反应一段时间后三颈烧瓶中仍有少量

L,应采取的措施是；当L完全消失后，

煮沸并加强热搅拌的目的是o

③三颈烧瓶冷却析出NaH(I03)2(碘酸氢钠)，得到后续原料NaI03

溶液还需经过的操作是o

(2)乙组同学利用甲组制得的NalOs溶液和漂白粉并用下列装置

制备员1。6。

已知：(I)NaI03+Cl2+3NaOH=NaH(I03)2+2NaCl2

(II)NaH(103)2+5AgNO3+3NaOH=Ag5I061+5NaN03+3H20

(m)Ag5I06+Cl2+10H20=4H5I06+20AgCl+5”

①A中制取C12的化学方程式为。

②B中反应完全后，加入适量AgNOs溶液和NaOH溶液，过滤并洗

涤，得到含Ag5lO6的滤渣。将滤渣放回B装置，加入适量的水，继续

缓慢通Cl2,能说明Ag5l06完全转化为的依据是

(3)丙组同学取乙组制得的员1。6溶液少许，滴入MnSO,溶液，溶

液变紫色，该反应的离子方程式为(&1。6被还原为HIO3,HI03

为弱酸，HM11O4为强酸)。

【答案】(1)①减小Cb的溶解度

②防止L升华冷却至室温后补加NaCU)3将生成的CL逐

出

③过滤、洗涤，滤渣溶于热水，用NaOH溶液中和

(2)①Ca(CIO)2+4HC1(浓)=CaCl2-K：l2f+H20②沉淀完全变为

白色，液体呈浅黄绿色

2++

(3)2Mn+5H5I06=5HI03+2Mn04+6H+7H20

【解析】⑴①由CI2+H2O=HC1+HC10可知，酸性条件下CL溶

解度小，所以起始时，三颈烧瓶中的反应液需调至团为1〜2的目的

是减小CL的溶解度。②温度高，L易升华损失，所以控制温度不超

过50℃的理由是防止L升华；若溶液仍显黄色或有固态碘未溶解，

说明氧化剂NaClOs不足,因此采取的措施是冷却至室温后补加NaC103；

由于CL需及时逸出，否则会对实验产生干扰，因此L完全反应后可

煮沸并搅拌，有利于三颈烧瓶中S逐出。③冷却结晶得到的NaH（I0，,

经过滤、洗涤，滤渣溶于热水，用NaOH溶液中和：NaH（I03）2+Na0H=2

NaI03+H20,即得到后续原料Naw溶液。⑵①A中漂白粉氧化浓盐酸

即得到氯气,则制取CL的化学方程式为Ca（C10）2+4HCl（浓）=CaCL+CL

t+H20；②B中的溶液加入硝酸银，C「同时沉淀，滤渣为Ag5l06和Ag

CL继续用该装置，发生反应IIL由已知信息Ag51O6为橙黄色，当

完全变白，溶于溶液中的CL不再被还原（溶液呈淡黄绿色），说明已

反应完全。（3）溶液变紫色，说明生成MnOJ,H5IO6是弱酸，HI03为弱

2++

酸，故离子方程式为2Mn+5H5I06=5HI03+2Mn0；+6H+7H20o

8.（2021届-和平区天津一中高三月考）磷化铝（A1P）是一种常

用于粮食仓储的广谱性熏蒸杀虫剂，遇水立即产生高毒性气体PH3

（沸点-89.7℃,还原性强）。国家卫计委规定粮食中磷化物（以PH3

计）的残留量不超过5X10-5g・k屋时为质量合格，反之不合格。某

化学兴趣小组的同学用下述方法测定某粮食样品中残留磷化物的质

量以判断是否合格。

4-1

在C中力口入1000g原粮，E中力口入10.00mL1X10-mol«LKMnO4

溶液（H2sO4酸化），

往C中加入足量水，充分反应后，用亚硫酸钠标准溶液滴定E

中过量的KMnCh溶液。回答下列问题：

(DPL的电子式为o仪器D的名称是o

(2)装置B中盛装焦性没食子酸的碱性溶液，其作用是吸收空气

中的。2,若去掉该装置。对实验的影响为

(3)实验前、实验结束后均需通入空气，通入空气的作用分别是

(4)装置E中P&被氧化成磷酸，充分反应后的吸收液，加水稀

-1

释至250mL,取25.00mL于锥形瓶中，用2Xmol•L的Na2SO3

标准溶液滴定剩余的KMnO4溶液,消耗Na2s。3标准溶液25.00mL,Na2S03

与KMnO4溶液反应的离子方程式为S03，Mn0J+H+fS04"+Mn"+H20(未配

平)，则滴定终点的现象为o该原粮样品中磷

化物(以PA计)的残留量为g・kg%若滴定终点时俯视

滴定管刻度，则由此测得的残留量将（填“偏大偏小”

或“不变”）o

（5）PH3也可被NaClO氧化可用于制备NaH2P制得的NaH2PG和

NiCL溶液可用于化学镀银，同时生成磷酸和氯化物，请写出化学镀

银的化学方程式为o

【答案】分液漏斗（2）造成测量结果偏低（测得

11

磷化物的含量偏低）

（3）排出装置中空气；保证生成的PL全部被装置E中的酸性

KMnO4溶液吸收

（4）滴最后一滴标准液时，溶液由浅紫色变为无色，且30秒不变

色1.7X10-5偏大

（5）NaH2P02+2NiCl2+2H20=H3P04+2Ni+NaCl+3HCl

【解析】（DPH3中磷原子的三个未成对电子，分别与一个氢原子

的电子配对形成一个共价键,磷原子上还有一对没有与其他原子共用

的电子，PE电子式为H：£H；仪器D的名称是分液漏斗。（2）装置B

中盛装焦性没食子酸的碱性溶液，其作用是吸收空气中的防止氧

气氧化PH3,若去掉该装置，PH3会被氧化而造成测量结果偏低。（3）

实验前通入空气的作用是将装置中的空气排净,实验结束后通入空气

是为了把生成的PH3全部赶入E中被高锦酸钾溶液吸收。（4）用Na2s

标准溶液滴定剩余的KMnCX溶液，滴定终点的现象为溶液由浅紫色变

为无色，且30秒不变色；Na2sCh与酸性KMnO4溶液反应的化学方程式

为2KMnO4+5Na2so3+3H2so4=2MnS04+K2so4+5Na2so4+3上0,得关系式：

9

2KMn0「5Na2s剩余的HKMnOj、X2X1（Tmol・I/XO.025L=2

88

X10'mol,则250mL稀释液中剩余的z?（KMnO4）=2X10'molX10=2

XW7mol；PH3与KM11O4反应的化学方程式为

5PH3+8KMnO4+12H2so4=5H3Po4+8MnSC）4+4K2so4+1240,得关系式：

-4

8KMnO广5PH3,Z7（PH3）=|z2（KMnO4）=（X（0.01LX1X10mol/L-2

oo

77

X10-mol）=5X10-7mol,5?（PH3）=5X10molX34g/mol=l.7X

10-5g,该原粮样品中磷化物（以PL计）的残留量为1.7X105g・kg1；

若滴定终点时俯视滴定管刻度，导致滴定液的体积偏大，则由此测得

的残留量将偏大。（5）制得的NaH2P。2和NiCb溶液可用于化学镀银,

生成银、磷酸和氯化钠，化学方程式为

NaH2P02+2NiCl2+2H20=H3P04+2Ni+NaCl+3HClo

9.（2021届河南新乡县一中高三月考）PCL是磷的常见氯化物,

可用于半导体生产的外延、扩散工序。有关物质的部分性质如下：

熔点沸点密度

其他

/C/℃/g•mL-1

黄2P+3Ck（少量）&2PC13；

44.1280.51.82

磷2P+5Ck（过量）A2PC15

遇水生成H3P和HCL遇。2生

PC13-11275.51.574

成POC13

(一)制备

如图是实验室制备PC13的装置(部分仪器已省略)。

(1)仪器乙的名称是；其中，与自来水进水管连接的

接口编号是(填“a”或"b”)。

(2)实验室制备Ck的离子方程式

实验过程中，为减少PCL的生成，应控制

(3)碱石灰的作用:一是防止空气中的水蒸气进入而使PCL水解,

影响产品的纯度；二是

(4)向仪器甲中通入干燥CL之前，应先通入一段时间CO2排尽装

置中的空气，其目的是

(二)分析

测定产品中PCL纯度的方法如下：迅速称取4.100g产品，水解

完全后配成500mL溶液，取出25.00mL加入过量的

0.lOOOmol•L120.00mL碘溶液，充分反应后再用0.lOOOmol・I/Na2s2O3

溶液滴定过量的碘，终点时消耗12.00mLNa2s2O3溶液。

已知：H3P03+H20+I2=H3P04+2HI；L+2Na2s2()3=2NaI+Na2s46；假设测J

定过程中没有其他反应。

(5)根据上述数据，该产品中PCL(相对分子质量为137.5)的质

量分数为o若滴定终点时俯视读数，则PCL的质量分数

(填“偏大”“偏小”或“无影响”)o

【答案】(D冷凝管(或冷凝器)b

+2+

(2)MnO2+4H+2CrAMn+Cl2t+240(或

+2+

2Mn04+16H+10Cr=2Mn+5Cl2f+8H20)

氯气通入的速率(或流量)

(3)吸收多余的CL,防止污染环境

(4)排净装置中的空气，防止和水与PCL反应

(5)93.9%偏大

【解析】根据题中所给信息，为减少副产物，要注意控制Cb的

量不能过多，PCh的沸点低，要冷凝回流，防止其挥发，且也要防止

其水解，故在实验前必须排除装置中的空气和空气中的水和。2进入

装置中。PC13水解反应生成H3P。3,H3P。3与过量的L反应，剩余的L

再用Na2s2。3进行滴定，测量所需Na2s2。3溶液的体积，可算出与其反

应的L,进一步算出与H3P。3反应的从而得到PC13的量，即可算

出其纯度。滴定终点时俯视读数，读出的标准液硫代硫酸钠溶液体积

偏小。（1）仪器乙为冷凝管，用于冷凝蒸馈产物，为了使冷凝效果最

好，进水口为b；（2）实验室用二氧化镒和浓盐酸加热或高镒酸钾和

+21

浓盐酸制备氯气，离子方程式为MnO2+4H+2CrAMn+Cl21+2&0（或

+2+

2MnO4+16H+10Cr===2Mn+5Cl21+8H20）；实验过程中，为减少PCL

的生成，应控制氯气的通入速率；（3）氯气有毒，污染空气，碱石灰

吸收多余氯气防止污染空气，防止空气中的水蒸气进入，影响产品纯

度；（4）由于PCh遇会生成POCk,遇水生成H3P和HCL通入一

段时间的CO?可以排尽装置中的空气，防止生成的PCL与空气中的02

和水反应；（5）20.OOmLO.lOOOmol-1/碘溶液中含有碘单质的物质的

量为0.lOOOmol•L'XO.020L=0.002mol,根据反应

L+2Na2s2（）3===2NaI+Na2sQ可知，与磷酸反应消耗的碘单质的物质的

量为0.002mol-0.lOOOmol・L1X0.012LX1/2=0.0014mol,再由

H3P03+H20+I2===H3P04+2HI可知,25mL三氯化磷水解后的溶液中含有的

H3P的物质的量为n（H3P。3）=n（I2）=0.0014mol,500mL该溶液中含

有H3P。3的物质的量为：0.0014molX500mL/25mL=0.028moL所以

4.100g产品中含有的三氯化磷的物质的量为0.028mol,该产品中

PCh的质量分数为"75g嚷;;©8mo1100%293.9%；若滴定终点时

俯视读数，读出的标准液硫代硫酸钠溶液体积偏小，计算出的H3P

消耗的碘单质的物质的量偏大，三氯化磷的物质的量偏大，三氯化磷

的质量分数偏大。

10.(2021届•安徽安庆市安庆一中高三期中)过碳酸钠(Na2c0。

是化工上常用的漂白剂和氧化剂，该产品中常常含有纯碱杂质，实验

室在常温常压下利用如图所示装置测定过碳酸钠样品的纯度。

已知：常温常压下，气体摩尔体积约为24.5L-mol%实验过

程中取mg样品。回答下列相关问题：

(1)仪器A的名称为;干燥管中装入的试剂为o

(2)过碳酸钠易溶解于水，可以与酸反应生成两种气体，写出过

碳酸钠与过量的稀硫酸反应的离子反应方程式:。

(3)实验过程中使用电磁搅拌的目的是

(4)气体生成结束后，水准管中的液面会高于量气管中的液面，

此时需要将水准管慢慢向下移动，则量气管中的液面会________(填

“上升”或“下降”)。

(5)最终测量反应生成氧气的体积为两L,用以、K表示的样品的

纯度（质量分数）为O

（6）下列实验操作，可能会造成测定误差，若使用仪器B代替仪

器A,则测定的纯度会（填“偏高”、“偏低”或“无影

响”，下同）；反应结束后，没有调节水准管与量气管的液面就直接读

取量气管中的气体体积，则测定的纯度会o

【答案】（1）恒压滴液漏斗碱石灰（氧化钙、氢氧化钠等合理

试剂均可）

2+

（2）2C04+4H===2C02f+02f+2H20

（3）使反应充分，气体完全逸出（4）下降

⑸24：；；（）'VX100%⑹偏高偏低

24.5m

【解析】本实验的目的是测定过碳酸钠样品的纯度，用恒压滴液

漏斗往三颈烧瓶内滴加稀硫酸，一方面可使稀硫酸顺利流下，另一方

面可确保滴加硫酸后，气体的体积不受影响。过碳酸钠与稀硫酸反应

生成硫酸钠，同时生成二氧化碳、氧气和水，为测定的体积，需

排除CO2及水蒸气的干扰，所以干燥管内的固体应能同时吸收CO2及

水蒸气；为保证体积测量的准确，应保持量气管内压强与大气压

强的平衡。（1）仪器A为带有导管（可平衡内外压强）的分液漏斗，所

以名称为恒压滴液漏斗；干燥管中装入的试剂应能同时吸收CO2及水

蒸气，所以为碱石灰（氧化钙、氢氧化钠等合理试剂均可）；（2）根据

过碳酸钠的名称以及该物质中各元素的化合价不难推测该物质中含

有过氧根，参考过氧化钠、过氧化氢的性质可知，该物质与酸反应生

成的两种气体应为C02和02,所以过碳酸钠与过量的稀硫酸反应的离

子反应方程式：2co42-+4H+===2C02t+。2f+2H2。；（3）实验过程中使用

电磁搅拌，可使反应能够充分进行，同时使生成的氧气完全逸出，减

少实验误差；（4）当水准管慢慢向下移动时，量气管中气体的压强会

变小，气体体积则会变大，所以量气管中液面会下降；（5）根据反应

方程式可知〃（Na2co4）=24（。2）,最终测量反应生成氧气的体积为Kml,

则〃（0，=噜moL所以刀（Na2co笔tmoL所以样品的纯度为

2^1°lxl22ol-

gm券震XI。。％；⑹若使用仪器B代替仪器

------------x100%

mg一

A,稀硫酸滴入三颈烧瓶后,液体所占用的体积也被排出到量气体中,

使得测量得到的气体体积偏大，则测定的纯度会偏高；反应结束后,

没有调节水准管与量气管的液面就直接读取量气管中的气体体积，此

时由于右侧水准管中液面较高，导致量气筒内压强大于常压，量气管

内读出的气体体积偏小，则测定的纯度会偏低。

11.12020•新课标II卷】苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通

过甲苯氧化制苯甲酸，其反应原理简示如下：

COOKCOOKCOOH

}+KMnO4-4+MnO2A+HC1^3+KC1

相对分沸点密度

名称熔点/℃溶解性

子质量/℃/（g，皿-1）

不溶于水，易

甲苯92T5110