2023届高考化学专项小练综合实验题1

综合实验题
1.实验小组制备高铁酸钾（K 2FeO 4）并探究其性质。

资料：K 2FeO 4为紫色固体，微溶于KOH 溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O 2，在碱性溶液中较稳定。

（1）制备K 2FeO 4（夹持装置略）
①A 为氯气发生装置。

A 中反应方程式是________________（锰被还原为Mn 2+）。

②将除杂装置B 补充完整并标明所用试剂。

③C 中得到紫色固体和溶液。

C 中Cl 2发生的反应有
3Cl 2+2Fe(OH)3+10KOH
2K 2FeO 4+6KCl+8H 2O ，另外还有________________。

（2）探究K 2FeO 4的性质
①取C 中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a ，经检验气体中含有Cl 2。

为证明是否K 2FeO 4氧化了Cl －而产生Cl 2，设计以下方案： 方案Ⅰ
取少量a ，滴加KSCN 溶液至过量，溶液呈红色。

方案Ⅱ 用KOH 溶液充分洗涤C 中所得固体，再用KOH 溶液将K 2FeO 4溶出，得到紫
色溶液b 。

取少量b ，滴加盐酸，有Cl 2产生。

i ．由方案Ⅰ中溶液变红可知a 中含有______离子，但该离子的产生不能判断一定是K 2FeO 4将Cl －氧化，还可能由________________产生（用方程式表示）。

ii ．方案Ⅱ可证明K 2FeO 4氧化了Cl －。

用KOH 溶液洗涤的目的是________________。

②根据K 2FeO 4的制备实验得出：氧化性Cl 2________24FeO -（填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ实验表明，Cl 2和2
4FeO -的氧化性强弱关系相反，原因是________________。

③资料表明，酸性溶液中的氧化性2
4FeO -＞4MnO -，验证实验如下：将溶液b 滴入MnSO 4和足量
H 2SO 4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色。

该现象能否证明氧化性2
4FeO -＞4MnO -。

若能，请说
明理由；若不能，进一步设计实验方案。

理由或方案：________________。

【答案】（1）①2KMnO 4+16HCl 2MnCl 2+2KCl +5Cl 2↑+8H 2O ②
③Cl 2+2OH −
Cl −+ClO −+H 2O （2）①i. Fe 3+ 424FeO -+20H +4Fe 3+
+3O 2↑+10H 2O ii.排除ClO −的干扰
②> 溶液酸碱性不同
③理由：24FeO -在过量酸的作用下完全转化为Fe 3+和O 2，溶液浅紫色一定是4MnO -的颜色
方案：向紫色溶液b 中滴加过量稀H 2SO 4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色
【解析】（1）①A 为氯气发生装置，KMnO 4与浓盐酸反应时，锰被还原为Mn 2+，浓盐酸被氧化成Cl 2，KMnO 4与浓盐酸反应生成KCl 、MnCl 2、Cl 2和H 2O ，根据得失电子守恒和原子守恒，反应的化学方程式为2KMnO 4+16HCl （浓）=2KCl+2MnCl 2+5Cl 2↑+8H 2O ，离子方程式为2MnO 4-+10Cl -+16H +=2Mn 2++5Cl 2↑+8H 2O 。

②由于盐酸具有挥发性，所得Cl 2中混有HCl 和H 2O （g ），HCl 会消耗Fe （OH ）3、KOH ，用饱和食盐水除去HCl ，除杂装置B 为。

③ C 中Cl 2发生的反应有3Cl 2+2Fe （OH ）3+10KOH=2K 2FeO 4+6KCl+8H 2O ，还有Cl 2与KOH 的反应，Cl 2与KOH 反应的化学方程式为Cl 2+2KOH=KCl+KClO+H 2O ，反应的离子方程式为Cl 2+2OH -=Cl -+ClO -
+H 2O 。

（2）①根据上述制备反应，C 的紫色溶液中含有K 2FeO 4、KCl ，还可能含有KClO 等。

i.方案I 加入KSCN 溶液，溶液变红说明a 中含Fe 3+。

但Fe 3+的产生不能判断K 2FeO 4与Cl -发生了反应，根据题意K 2FeO 4在酸性或中性溶液中快速产生O 2，自身被还原成Fe 3+，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，可能的反应为4FeO 42-+20H +=3O 2↑+4Fe 3++10H 2O 。

ii.产生Cl 2还可能是ClO -+Cl -+2H +=Cl 2↑+H 2O ，即KClO 的存在干扰判断；K 2FeO 4微溶于KOH 溶液，用KOH 溶液洗涤的目的是除去KClO 、排除ClO -的干扰，同时保持K 2FeO 4稳定存在。

②制备K 2FeO 4的原理为3Cl 2+2Fe （OH ）3+10KOH=2K 2FeO 4+6KCl+8H 2O ，在该反应中Cl 元素的化合价由0价降至-1价，Cl 2是氧化剂，Fe 元素的化合价由+3价升至+6价，Fe （OH ）3是还原剂，K 2FeO 4为氧化产物，根据同一反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物，得出氧化性Cl 2>FeO 42-；方案II 的反应为2FeO 42-+6Cl -+16H +=2Fe 3++3Cl 2↑+8H 2O ，实验表明，Cl 2和FeO 42-氧化性强弱关系相反；对比两个反应的条件，
制备K2FeO4在碱性条件下，方案II在酸性条件下；说明溶液的酸碱性的不同影响物质氧化性的强弱。

③该小题为开放性试题。

若能，根据题意K2FeO4在足量H2SO4溶液中会转化为Fe3+和O2，最后溶液中不存
在FeO42-，溶液振荡后呈浅紫色一定是MnO4-的颜色，说明FeO42-将Mn2+氧化成MnO4-，所以该实验方案能证明氧化性FeO42- MnO4-。

（或不能，因为溶液b呈紫色，溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中，c（FeO42-）变小，溶液的紫色也会变浅；则设计一个空白对比的实验方案，方案为：向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色）。

点睛：本题考查K2FeO4的制备和K2FeO4的性质探究。

与气体有关的制备实验装置的连接顺序一般为：气体发生装置→除杂净化装置→制备实验装置→尾气吸收。

进行物质性质实验探究是要排除其他物质的干扰。

尤其注意最后一空为开放性答案，要注重多角度思考。

2.烟道气中的NO x是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。

回答下列问题：
Ⅰ.采样
采样步骤：
①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干
燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。

（1）A中装有无碱玻璃棉，其作用是___________。

（2）C中填充的干燥剂是（填序号）___________。

a.碱石灰
b.无水CuSO4
c.P2O5
（3）用实验室常用仪器组装一套装置，其作用是与D（装有碱液）相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。

（4）采样步骤②加热烟道气的目的是___________。

Ⅱ.NO x含量的测定
将v L气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NO x完全被氧化为NO3−，加水稀释至100.00 mL。

量取20.00
mL 该溶液，加入v 1 mL c 1 mol ·L −1 FeSO 4标准溶液（过量），充分反应后，用c 2 mol ·L −1 K 2Cr 2O 7标准溶液滴定剩余的Fe 2+，终点时消耗v 2 mL 。

（5）NO 被H 2O 2氧化为NO 3−的离子方程式是___________。

（6）滴定操作使用的玻璃仪器主要有___________。

（7）滴定过程中发生下列反应：
3Fe 2++NO 3−+4H +NO ↑+3Fe 3++2H 2O Cr 2O 72− + 6Fe 2+ +14H + 2Cr 3+ +6Fe 3++7H 2O
则气样中NO x 折合成NO 2的含量为_________mg ·m −3。

（8）判断下列情况对NO x 含量测定结果的影响（填“偏高” 、“偏低”或“无影响 ”）
若缺少采样步骤③，会使测试结果___________。

若FeSO 4标准溶液部分变质，会使测定结果___________。

【答案】（1）除尘
（2）c （3）
（4）防止NO x 溶于冷凝水
（5）2NO+3H 2O 2=2H ++2NO 3–+2H 2O
（6）锥形瓶、酸式滴定管
（7）4112223(c v 6c v )103v
⨯-⨯ （8）偏低 偏高
【解析】本题主要考查了定量实验的基本过程。

首先要仔细分析题目的流程图，注意分析每一步的作用和原理，再结合题目中每个问题的提示进行解答。

（1）A 的过程叫“过滤”，所以其中玻璃棉的作用一定是除去烟道气中的粉尘。

（2）碱石灰是碱性干燥剂可能与NO X 反应，所以不能使用。

硫酸铜的吸水能力太差，一般不用做干燥剂，所以不能使用。

五氧化二磷是酸性干燥剂，与NO X 不反应，所以选项c 正确。

（3）实验室通常用洗气瓶来吸收气体，与D 相同应该在洗气瓶中加入强碱（氢氧化钠）溶液，所以答案为：。

（4）加热烟道气的目的是避免水蒸气冷凝后，NO X 溶于水中。

（5）NO 被H 2O 2氧化为硝酸，所以反应的离子方程式为：2NO+3H 2O 2=2H ++2NO 3–+2H 2O 。

（6）滴定中使用酸式滴定管（本题中的试剂都只能使用酸式滴定管）和锥形瓶。

（7）用c 2 mol ·L −1 K 2Cr 2O 7标准溶液滴定剩余的Fe 2+，终点时消耗V 2 mL ，此时加入的Cr 2O 72-为c 2V 2/1000 mol ；所以过量的Fe 2+为6c 2V 2/1000 mol ；则与硝酸根离子反应的Fe 2+为(c 1V 1/1000－6c 2V 2/1000) mol ；所以硝酸根离子为(c 1V 1/1000－6c 2V 2/1000)/3 mol ；根据氮元素守恒，硝酸根与NO 2的物质的量相等。

考虑到配制100mL 溶液取出来20mL 进行实验，所以NO 2为5(c 1V 1/1000－6c 2V 2/1000)/3 mol ，质量为46×5(c 1V 1/1000－6c 2V 2/1000)/3 g ，即230(c 1V 1－6c 2V 2)/3 mg 。

这些NO 2是VL 气体中含有的，所以含量为230(c 1V 1－6c 2V 2)/3V mg ·L -1，即为1000×230(c 1V 1－6c 2V 2)/3V mg ·m -3，所以答案为：4112223(c v 6c v )103v ⨯-⨯ mg ·m −3。

（8）若缺少采样步骤③，装置中有空气，则实际测定的是烟道气和空气混合气体中NO X 的含量，测定结果必然偏低。

若FeSO 4标准溶液部分变质，一定是部分Fe 2+被空气中的氧气氧化，计算时仍然认为这部分被氧化的Fe 2+是被硝酸根离子氧化的，所以测定结果偏高。

点睛：注意本题中的流程图，装置D 实际不是为了测定含量进行吸收，装置D 相当于是尾气吸收。

样品气的吸收应该是在“采样处”进行的。

3.3，4−亚甲二氧基苯甲酸是一种用途广泛的有机合成中间体，微溶于水，实验室可用KMnO 4氧化3，4−亚甲
二氧基苯甲醛制备，其反应方程式为
实验步骤如下：
步骤1：向反应瓶中加入3，4−亚甲二氧基苯甲醛和水，快速搅拌，于70～80 ℃滴加KMnO 4溶液。

反应结束后，加入KOH 溶液至碱性。

步骤2：趁热过滤，洗涤滤饼，合并滤液和洗涤液。

步骤3：对合并后的溶液进行处理。

步骤4：抽滤，洗涤，干燥，得3，4−亚甲二氧基苯甲酸固体。

（1）步骤1中，反应结束后，若观察到反应液呈紫红色，需向溶液中滴加NaHSO 3溶液，3HSO -
转化为
_____________（填化学式）；加入KOH 溶液至碱性的目的是____________________________。

（2）步骤2中，趁热过滤除去的物质是__________________（填化学式）。

（3）步骤3中，处理合并后溶液的实验操作为__________________。

（4）步骤4中，抽滤所用的装置包括_______________、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。

【答案】（1）SO42−将反应生成的酸转化为可溶性的盐
（2）MnO2
（3）向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀
（4）布氏漏斗
【解析】（1）反应结束后，反应液呈紫红色，说明KMnO4过量，KMnO4具有强氧化性将HSO3-氧化成SO42-，
反应的离子方程式为2MnO4-+3HSO3-=2MnO2↓+3SO42-+H2O+H+。

根据中和反应原理，加入KOH将转化为可溶于水的。

（2）MnO2难溶于水，步骤2中趁热过滤是减少的溶解，步骤2中趁热过滤除去的物质是MnO2。

（3）步骤3中，合并后的滤液中主要成分为，为了制得，需要将合并后的溶液进行
酸化；处理合并后溶液的实验操作为：向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀。

（4）抽滤所用的装置包括布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。

点睛：本题以“3，4−亚甲二氧基苯甲酸的制备实验步骤”为背景，侧重了解学生对《实验化学》模块的学习情况，考查物质的分离和提纯、实验步骤的补充、基本实验装置和仪器、利用所学知识解决问题的能力，解题的关键是根据实验原理，整体了解实验过程，围绕实验目的作答。

4.凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化
成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。

已知：NH3+H3BO3=NH3·H3BO3；NH3·H3BO3+HCl= NH4Cl+ H3BO3。

回答下列问题：
（1）a 的作用是_______________。

（2）b 中放入少量碎瓷片的目的是____________。

f 的名称是__________________。

（3）清洗仪器：g 中加蒸馏水；打开k 1，关闭k 2、k 3，加热b ，蒸气充满管路；停止加热，关闭k 1，g
中蒸馏水倒吸进入c ，原因是____________；打开k 2放掉水，重复操作2~3次。

（4）仪器清洗后，g 中加入硼酸（H 3BO 3）和指示剂。

铵盐试样由d 注入e ，随后注入氢氧化钠溶液，用
蒸馏水冲洗d ，关闭k 3，d 中保留少量水。

打开k 1，加热b ，使水蒸气进入e 。

①d 中保留少量水的目的是___________________。

②e 中主要反应的离子方程式为________________，e 采用中空双层玻璃瓶的作用是________。

（5）取某甘氨酸（C 2H 5NO 2）样品m 克进行测定，滴定g 中吸收液时消耗浓度为c mol ·L –1
的盐酸V mL ，
则样品中氮的质量分数为_________%，样品的纯度≤_______%。

【答案】（1）避免b 中压强过大
（2）防止暴沸 直形冷凝管
（3）c 中温度下降，管路中形成负压
（4）①液封，防止氨气逸出 ②+4NH +OH −=====△ NH 3↑+H 2O 保温使氨完全蒸出 （5）1.4cV m 7.5cV m
【解析】（1）a 中导管与大气相连，所以作用是平衡气压，以避免b 中压强过大。

（2）b 中放入少量碎瓷片的目的是防止暴沸。

f 的名称是直形冷凝管。

（3）由于c 、e 及其所连接的管道内水蒸气冷凝为水后，气压远小于外界大气压，在大气压的作用下，因此锥形瓶内的蒸馏水被倒吸入c 中。

（4）①氨气是气体，因此d 中保留少量水的目的是液封，防止氨气逸出。

②e 中主要反应是铵盐与碱在
加热条件下的反应，离子方程式为+4NH +OH −
=====△ NH 3↑+H 2O ；e 采用中空双层玻璃瓶的作用是保温减少热量损失，有利于铵根转化为氨气逸出。

（5）取某甘氨酸（C 2H 5NO 2）样品m 克进行测定，滴定g 中吸收液时消耗浓度为c mol ·L –1的盐酸V mL ，根据反应NH 3·H 3BO 3+HCl ＝NH 4Cl+H 3BO 3，可以求出样品中n (N)＝n (HCl)＝c mol ·L –1×V ×10–3
L ＝0.001cV
mol ，则样品中氮的质量分数为10.00114g mol 1.4100%%g cV cV m m -⨯⋅⨯=，样品中甘氨酸的质量≤0.001cV ×75g/mol ，所以样品的纯度≤7.5%cV m。

5.水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。

某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。

实验步骤及测定原理如下：
Ⅰ．取样、氧的固定
用溶解氧瓶采集水样。

记录大气压及水体温度。

将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液（含有KI ）混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。

Ⅱ．酸化、滴定
将固氧后的水样酸化，MnO(OH)2被I −还原为Mn 2+，在暗处静置5 min ，然后用标准Na 2S 2O 3溶液滴定生成的I 2（2223S O -+I 2=2I −+246S O -
）。

回答下列问题：
（1）取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是_____________。

（2）“氧的固定”中发生反应的化学方程式为_______________。

（3）Na 2S 2O 3溶液不稳定，使用前需标定。

配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和
____________；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除____及二氧化碳。

（4）取100.00 mL 水样经固氧、酸化后，用a mol ·L −1Na 2S 2O 3溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，终点现
象为____________；若消耗Na 2S 2O 3溶液的体积为b mL ，则水样中溶解氧的含量为_________mg ·L −1。

（5）上述滴定完成时，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测量结果偏___________。

（填“高”或“低”）
【答案】（1）使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差
（2）O 2+2Mn(OH)2 =2MnO(OH)2
（3）量筒 氧气
（4）蓝色刚好褪去 80ab
（5）低
【解析】本题采用碘量法测定水中的溶解氧的含量，属于氧化还原滴定。

（1）取水样时，若搅拌水体，会造成水底还原性杂质进入水样中，或者水体中的氧气因搅拌溶解度降低而逸出。

（2）根据氧化还原反应原理，Mn(OH)2被氧气氧化为MnO(OH)2，Mn的化合价由＋2价→＋4价，化合价升高2，氧气中O的化合价由0价→−2价，整体降低4价，最小公倍数为4，由此可得方程式O2+2Mn(OH)2=2MnO(OH)2。

（3）Na2S2O3溶液不稳定，使用前还需要标定，因此配制该溶液时不需要精确配制，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和量筒，并不需要容量瓶；Na2S2O3溶液不稳定，加热可以除去蒸馏水中溶解的氧气和二氧化碳，减少Na2S2O3的损失。

（4）该实验用硫代硫酸钠标准液滴定I2，因此终点现象为蓝色刚好褪去；根据题干，MnO(OH)2把I−氧化成I2，本身被还原成Mn2＋，根据得失电子数目守恒，即有n[MnO(OH)2]×2=n(I2)×2，因此建立关系式O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3。

可得水样中溶解氧的含量为[（ab×10−3）÷4×32×103]÷0.1=80ab。

（5）终点读数时有气泡，气泡占据液体应占有的体积，导致b减小，根据水样中溶解氧的含量为80ab 得，最终结果偏低。

6.绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。

某化学兴趣小组对绿矾的一些
性质进行探究。

回答下列问题：
（1）在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。

再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。

由此可知：______________、_______________。

（2）为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K1和K2）（设为装置A）称重，记为m1 g。

将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2 g。

按下图连接好装置进行实验。

①仪器B的名称是____________________。

②将下列实验操作步骤正确排序___________________（填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒
重，记为m3 g。

a．点燃酒精灯，加热b．熄灭酒精灯c．关闭K1和K2
d．打开K1和K2，缓缓通入N2e．称量A f．冷却到室温
③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x=________________（列式表示）。

若实验时按
a 、d 次序操作，则使x __________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

（3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将（2）中已恒重的装置A 接入下图所示的装置中，打开K 1和K 2，缓
缓通入N 2，加热。

实验后反应管中残留固体为红色粉末。

①C 、D 中的溶液依次为_________（填标号）。

C 、D 中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为_______________。

a ．品红
b ．NaOH
c ．BaCl 2
d ．Ba(NO 3)2
e ．浓H 2SO 4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_____________________。

【答案】（1）样品中没有Fe 3+ Fe 2+易被氧气氧化为Fe 3+
（2）①干燥管 ② dabfce ③233176()9()
m m m m -- 偏小 （3）①c 、a
生成白色沉淀、褪色 ②2FeSO 4Fe 2O 3+SO 2↑+SO 3↑
【解析】（1）样品溶于水滴加KSCN 溶液，溶液颜色无明显变化，说明样品中无Fe 3+；再向试管中通入空气，溶液逐渐变红，这说明有铁离子产生，即硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁，铁离子遇KSCN 溶液显红色。

（2）①根据仪器构造可知B 是干燥管。

②由于装置中含有空气，空气能氧化硫酸亚铁，所以加热前需要排尽装置中空气，利用氮气排出空气，为了使生成的水蒸气完全排除，应该先熄灭酒精灯，再冷却，然后关闭K 1和K 2，最后称量，即正确的排序是dabfce 。

③样品的质量是（m 2－m 1）g ，加热后剩余固体是硫酸亚铁，质量为（m 3－m 1）g ，生成水的质量为（m 2－m 3）g ，
FeSO 4·x H 2O △
FeSO 4 + x H 2O
152 18x
（m 3－m 1）g （m 2－m 3）g 则：312315218()g ()g x m m m m =--，解得：233176()9()
m m x m m -=-； 若实验时按a 、d 次序操作，在加热过程中部分硫酸亚铁被空气氧化为硫酸铁，导致m 3增加，使测得生成的水偏小，生成的硫酸亚铁偏大，因此x 偏小。

（3）①最终得到红色粉末，说明有氧化铁生成，即分解过程发生了氧化还原反应，根据化合价变化可知一定有SO 2生成，这说明硫酸亚铁分解生成氧化铁、SO 2和三氧化硫。

三氧化硫溶于水生成硫酸，硫酸和钡离子结合生成白色沉淀硫酸钡，由于硝酸钡在酸性溶液中有氧化性，能氧化SO 2，所以应该用氯化钡，检验SO 2用品红溶液，所以C 、D 的溶液依次为氯化钡溶液和品红溶液，实验现象是C 中溶液变浑浊，产生白色沉淀，D 中品红溶液褪色。

②根据以上分析可知硫酸亚铁高温分解生成氧化铁、SO 2和SO 3，根据电子守恒和原子守恒得此反应的方程式为2FeSO 4Fe 2O 3+SO 2↑+SO 3↑。

7.氯化亚砜（SOCl 2）常用于医药、农药、染料工业，也可在有机合成工业中作氯化剂。

已知：SOCl 2的相关
性质如下表所示：
颜色、状态
熔点 沸点 腐蚀性 水解 无色或微黄液体
-105℃ 78℃ 强 极易水解
现利用如图装置制备SOCl 2。

请回答下列问题：
Ⅰ．制备SO 2和Cl 2。

（1）本实验选用装置甲制备SO 2和Cl 2，装置甲中仪器x 的名称为_________；若以KMnO 4和浓盐酸反应制备Cl 2，反应的离子方程式为_______________。

Ⅱ．制备SOCl 2。

以活性炭作为催化剂，SO2和C12可以和S粉在180~200℃时反应合成SOCl2，选用装置A、B、C、D进行制备（夹持、加热装置略去）。

（2）按气流从左到右的方向，装置A、B、C、D的连接顺序为_________（填仪器接口的字母编号）。

（3）试剂y为_________（填选项字母，下同）；试剂z为____________。

A．热水 B．乙醇 C．石蜡油 D．冰水
（4）装置A中U形管内发生反应的化学方程式为__________________。

（5）装置C的作用为____________；若装置A处通入的SO2和Cl2的物质的量之比为1：3，则装置C 中生成的盐为______（填化学式）；请设计实验验证装置C中生成的盐中含有SO42-：_____________。

【答案】（1）分液漏斗 2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
（2）afg（gf）bcde
（3）C D
（4）SO2+2Cl2+S2SOCl2
（5）尾气处理（或吸收未反应的SO2和Cl2） NaC1、NaClO和Na2SO4取装置C中少量溶液于试管中，加稀盐酸酸化，无气体生成，继续滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，证明有SO42-【解析】Ⅰ.（1）装置甲中仪器x的名称为分液漏斗；若选用装置甲以高锰酸钾和浓盐酸反应制备Cl2，反应的离子方程式为2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。

Ⅱ.（2）按气流从左到右的方向，A为制备装置，D为收集装置，B为干燥装置，连接在D后防止C中的水蒸气进入，C为尾气处理装置，连接顺序为afg（gf）bcde。

（3）试剂y为石蜡油，能保持油浴温度为180～200℃；试剂z为冰水，冷凝收集生成的氯化亚砜。

（4）装置A中U形管内发生反应的化学方程式为SO2+2Cl2+S2SOCl2。

（5）装置C的作用为吸收未反应的SO2和Cl2；若装置A处通入的SO2和Cl2的物质的量之比为1：3，Cl2过量，则装置C中发生的反应为SO2+Cl2+4NaOH===2NaCl+Na2SO4+2H2O、Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O，生
SO 的具体操作为取装置C中少量溶液于成的盐为NaCl、Na2SO4和NaClO；验证装置C中生成的盐中含有2
4
试管中，加稀盐酸酸化，无气体生成，继续滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，证明有SO42-。

8.某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+，发现和探究过程如下。

向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。

（1）检验产物
①取少量黑色固体，洗涤后，_______（填操作和现象），证明黑色固体中含有Ag。

②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有_______________。

（2）针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3+，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+，乙依据的原理是___________________（用离子方程式表示）。

针对两种观点继续实验：
①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。

同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：
序号取样时间/min 现象
ⅰ 3 产生大量白色沉淀；溶液呈红色
产生白色沉淀；较3 min时量少；溶液红色较3 min时ⅱ30
加深
产生白色沉淀；较30 min时量少；溶液红色较30 min ⅲ120
时变浅
（资料：Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN）
②对Fe3+产生的原因作出如下假设：
假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；
假设b：空气中存在O2，由于________（用离子方程式表示），可产生Fe3+；
假设c：酸性溶液中NO3-具有氧化性，可产生Fe3+；
假设d：根据_______现象，判断溶液中存在Ag+，可产生Fe3+。

③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。

实验Ⅱ可证实假设d成立。

实验Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3 min时溶液呈浅红色，30 min后溶液几乎无色。

实验Ⅱ：装置如图。

其中甲溶液是________，操作及现象是________________。

（3）根据实验现象，结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原因：______。

【答案】加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀。

（或者加入足量稀盐酸（或稀硫酸），固体未完全溶解） Fe2+ Fe+2Fe3+=3Fe2+ 4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O 白色沉淀 0.05 mol·L-1 NaNO3溶液FeCl2溶液（或FeSO4溶液）按图连接好装置，电流表指针发生偏转，分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色更深溶液中存在反应：①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag ，②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，③Fe+2Fe3+=3Fe2+。

反应开始时，c(Ag+)大，以反应①②为主，c(Fe3+)增大。

约30分钟后，c(Ag+)小，以反应③为主，c(Fe3+)减小
【解析】（1）①黑色固体中含有过量铁，如果同时含有银，则可以加入HCl或H2SO4溶解Fe，而银不能溶解。

或者先用硝酸溶解固体，再用HCl检验Ag+。

②K3[Fe(CN)3]是检验Fe2+的试剂，所以产生蓝色沉淀说明含有Fe2+。

（2）过量铁粉与Fe3+反应生成Fe2+，即Fe+2Fe3+=3Fe2+。

②O2氧化Fe2+生成Fe3+的反应为4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O。

白色沉淀是AgSCN，所以实验可以说明含有Ag+，Ag+可能氧化Fe2+生成Fe3+。

③证明假设abc错误，就是排除Ag+时实验比较，相当于没有Ag+存在的空白实验，考虑其他条件不要变化，可以选用0.05 mol·L-1 NaNO3溶液。

原电池实验需要证明的是假设d的反应Ag++Fe2+=Ag+Fe3+能够实现，所以甲池应当注入FeCl2（或者FeSO4溶液）。

假设d成立，则上述原电池中能够产生电流，左侧溶液中生成的Fe3+遇到KSCN时红色会更深。

（3）由于存在过量铁粉，溶液中存在反应有①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag，反应生成的Fe2+能够被Ag+氧化发生反应②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，生成的Fe3+与过量铁粉发生反应③Fe+2Fe3+=3Fe2+。

反应开始时，c(Ag+)大，以反应①②为主，c(Fe3+)增大。

约30分钟后，c(Ag+)小，以反应③为主，c(Fe3+)减小。

9.为测定某氟化稀土样品中氟元素的质量分数进行如下实验。

利用高氯酸(高沸点酸)将样品中的氟元素转
化为氟化氢(低沸点酸)蒸出，再通过滴定测量。

实验装置如图所示。

（1）a的作用是________，d的名称是__________。

（2）检查装置气密性：________________________________________________(填操作)，关闭k，微热c，导管e末端有气泡冒出；停止加热，导管e内有一段稳定的水柱，说明装置气密性良好。

（3）c中加入一定体积高氯酸和m g氟化稀土样品，f中盛有滴加酚酞的NaOH溶液。

加热b、c，使b 中产生的水蒸气进入c。

①下列物质可代替高氯酸的是________(填序号)。

A ．硝酸
B ．盐酸
C ．硫酸
D ．磷酸
②实验中除有HF 气体外，可能还有少量SiF 4(易水解)气体生成。

若有SiF 4生成，实验结果将________ (填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。

③若观察到f 中溶液红色褪去，需要向f 中及时补加NaOH 溶液，否则会使实验结果偏低，原因是____________________________________________。

（4）向馏出液中加入V 1mL c 1mol ·L －1La(NO 3)溶液，得到LaF 3沉淀，再用c 2mol ·L －1EDTA 标准溶液滴定剩余La 3＋(La 3＋与EDTA 按1∶1络合)，消耗EDTA 标准溶液V 2mL ，则氟化稀土样品中氟的质量分数为________。

（5）用样品进行实验前，需要用0.084 g 氟化钠代替样品进行实验，改变条件(高氯酸用量、反应温度、蒸馏时间)，测量并计算出氟元素质量，重复多次。

该操作的目的是________________。

【答案】（1）平衡压强 直形冷凝管
（2）在b 和f 中加水，水浸没a 和e 的末端
（3）①CD ②不受影响 ③充分吸收HF 气体，防止其挥发损失
（4）0.057(c 1V 1－c 2V 2)m 或5.7(c 1V 1－c 2V 2)m
% （5）寻找最佳实验条件
【解析】（1）a 的作用是平衡压强，防止圆底烧瓶中压强过大，引起爆炸，d 的名称是直形冷凝管；
（2）检查装置气密性在b 和f 中加水，水浸没a 和e 的末端；
（3）①利用高氯酸(高沸点酸)将样品中的氟元素转化为氟化氢(低沸点酸)蒸出，A ．硝酸易挥发，故A 错误；B ．盐酸易挥发，故B 错误；C ．硫酸难挥发，沸点高，故C 正确；D ．磷酸难挥发，沸点高，故C 正确。

②实验中除有HF 气体外。

可能还有少量SiF 4(易水解)气体生成HF ，若有SiF 4生成，实验结果将不受影响；③若观察到f 中溶液红色褪去，需要向f 中及时补加NaOH 溶液，否则会使实验结果偏低，原因是充分吸收HF 气体，防止其挥发损失；
（4）氟化稀土样品中氟的质量分数为3×19×(c 1V 1－c 2V 2)×10－3m ×100%＝0.057(c 1V 1－c 2V 2)m
； （5）用样品进行实验前，需要用0.084g 氟化钠代替样品进行实验，改变条件(高氯酸用量、反应温度、蒸馏时间)，测量并计算出氟元素质量，重复多次。

该操作的目的是通过做对比实验，寻找最佳实验条件。

10．为测定某铁碳合金中铁的质量分数，并探究铁与浓硫酸的反应设计了图示实验装置。