2019年高考二轮复习专题3-实验探究之物质的制备和检验(解析版)A4

一．常见气体的实验室制法
1．常见气体制备的发生装置
选择反应装置一般需考虑反应物的状态、溶解性和反应条件等，具体如表所示：
2．常见气体的净化装置
a ．装置为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置，为防止固体“流动”造成堵塞，两端用石棉或玻璃棉堵住，但要使气流通畅。

b ．装置一般盛液体试剂，用于洗液。

c ．装置一般盛固体试剂，用于气体除杂和定量计算。

3．常见干燥剂
（1）浓H 2SO 4：具有强氧化性和酸性，不能干燥碱性气体（
NH 3）和还原性气体（HI 、HBr 、H 2S 等）。

（2）碱石灰（CaO ＋NaOH ）：具有碱性，不能干燥酸性气体。

（3）中性干燥剂：如CaCl 2，硅胶，Na 2SO 4，一般可干燥所有气体，但CaCl 2不能干燥NH 3。

4．常见气体的收集方法
实验探究之物质的制备和检验
知识精讲
（1）排水法：收集难溶于水的气体，如O2、H2、N2、NO、CO、C2H4等。

（2）排液法：收集难溶于所选溶液的气体，如Cl2用排饱和食盐水法。

（3）向上排空气法：收集气体密度比空气的大且相差较大，即相对分子质量大于29，如Cl2、CO2、NO2等。

（4）向下排空气法：收集气体密度比空气的小，且相差较大，即相对分子质量小于29，如CH4、H2、NH3等。

5．尾气处理分析
对有毒、有害的气体必须用适当的方法予以吸收或点燃变为无毒、无害的气体，再排放到空气中。

（1）用水吸收的是：NH3、HCl（注意防倒吸）。

（2）用烧碱溶液吸收的是：Cl2、HCl、H2S、SO2、NO2。

（3）用硫酸铜溶液或醋酸铅溶液吸收的是：H2S。

（4）用点燃法除去的是：CO、H2、CH4。

（5）用收集法除去的是：NO。

二．以气体制备为载体的物质性质与制备的实验探究
1．物质制备流程
2．有气体参与实验中的注意事项
（1）爆炸：可燃性气体的点燃、不纯气体受热、气体导管堵塞导致。

（2）炸裂：玻璃仪器的骤冷骤热、受热不均等导致。

（3）倒吸：气体在用液体吸收或与液态试剂反应时，由于极易溶解或反应导致。

（4）堵塞：生成的蒸气易凝结、生成气体的同时产生粉尘等导致。

（5）空气污染：生成的气体有毒，缺少尾气处理措施或措施不当导致。

三．常见物质分离、提纯的7种化学法
四．常见离子的检验方法
1．阳离子的检验：
2．阴离子的检验：
3．常见物质的检验：
（1）H2：灼热的CuO和CuSO4，黑色的CuO变红，白色CuSO4粉末变蓝色。

（2）O2：带火星的木条，木条复燃。

（3）CO：灼热的CuO和澄清石灰水，黑色的CuO变红，石灰水变浑浊。

（4）CO2：气体通入石灰水，石灰水变浑浊。

（5）Cl2：湿润的淀粉KI试纸，变蓝。

（6）HCl：通入硝酸银和稀硝酸，产生白色沉淀。

（7）SO2：品红溶液，品红溶液红色退去，再加热。

又出现红色。

（8）NH3：湿润的红色石蕊试纸，变蓝。

（9）NO：打开瓶口与空气接触，立即变为红棕色气体。

4．有机物的检验
（1）碳碳双键或三键：加少量溴水或酸性KMnO4溶液，褪色。

（2）甲苯：取两份甲苯，一份滴入溴水，振荡后上层呈橙色；另一份滴入酸性KMnO4溶液，振荡，紫色褪去。

（3）卤代烷：与NaOH溶液（或NaOH的醇溶液）共热后，先用硝酸酸化，再滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀的为氯代烷，淡黄色沉淀的为溴代烷，黄色沉淀的为碘代烷。

（4）乙醇：将螺旋状铜丝加热至表面有黑色CuO生成，迅速插入待测溶液，反复多次，可见铜丝被还原成光亮的红色，并由刺激性气味产生。

（5）苯酚：滴加过量的浓溴水，有白色沉淀；或滴加少量FeCl3溶液，溶液呈紫色。

（6）乙醛或葡萄糖：加入银氨溶液，水浴加热，产生银镜；或加入新制
Cu(OH)悬
2浊液加热至沸腾，有红色沉淀生成。

（7）乙酸：使石蕊试液变红；或加入Na2CO3或NaHCO3溶液有气泡；或加入新制
Cu(OH)悬浊液溶解得蓝色溶液。

2
（8）乙酸乙酯：加入滴加酚酞的NaOH溶液加热，红色变浅或消失。

（9）淀粉：滴加碘水，呈蓝色。

（10）蛋白质：灼烧，有烧焦羽毛气味；或加入浓硝酸微热，出现黄色。

5．常见物质除杂方法
一．考点：
1．掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法）。

2．根据实验目的和要求，做到①正确选用实验装置②掌握控制实验条件的方法③预测或描述实验现象。

3．掌握常见物质检验、分离和提纯的方法；掌握过滤、分液、蒸馏等操作的步骤及要求。

4．掌握常见离子的检验方法。

二．重难点：
1．掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法）。

2．根据实验目的和要求，做到①正确选用实验装置②掌握控制实验条件的方法③预测或描述实验现象。

3．掌握常见物质检验、分离和提纯的方法；掌握过滤、分液、蒸馏等操作的步骤及要求。

4．掌握常见离子的检验方法。

三．易错点：
1．气体除杂的原则和注意事项
（1）气体除杂的原则
①不引入新的杂质。

如除去甲烷中的乙烯用溴水不能用酸性高锰酸钾溶液。

②不减少被净化气体的量，尽可能增加被净化气体的量。

如除去二氧化碳中的
二氧化硫气体，选用饱和碳酸氢钠溶液，既能除去二氧化硫，同时又能增加二氧化
碳的量。

2．气体除杂的注意事项
（1）需净化的气体中含有多种杂质时，除杂顺序：一般先除去酸性气体，如氯化氢气体、CO2、SO2等，水蒸气要在最后除去。

（2）除杂选用方法时要保证杂质完全除掉，如除CO2最好用NaOH不用Ca（OH）
溶液。

有时候为了保证气体除尽，还要验证一步，如验证混合气体中既有CO2，又有2
SO2，通常用品红溶液检验SO2，然后用溴水或酸性KMnO4溶液除去SO2，再用品红溶液检验是否除尽，最后用澄清石灰水检验CO2。

1．注：物质分离与提纯的基本原则
（1）“四原则”：不增（提纯过程中不增加新的杂质）；不减（不减少被提纯的物质）；
易分离（被提纯物质与杂质容易分离）；易复原（被提纯物质转化后要易复原）。

（2）“四必须”：除杂试剂必须过量；过量试剂必须除尽（因为过量试剂带入新的杂质）；选最佳除杂途径；除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序。

2．物质检验的一般答题模板
（1）分别取固体少许于试管中加热或加入⋯⋯试剂，现象是⋯⋯，是⋯⋯物质。

（2）分别取固体少许于试管中溶于水形成溶液，加⋯⋯试剂，现象是⋯⋯，是⋯⋯物质。

（3）分别取溶液少许于试管中，分别加入⋯⋯试剂，现象是⋯⋯，为⋯⋯物质。

（4）分别取溶液少许于试管中，分别加入⋯⋯试剂，现象是⋯⋯，继续加入⋯⋯试剂，现象是⋯⋯，为⋯⋯物质。

注意：①不能原瓶操作；②不能“指名道姓”，应取“待测物”。

题模精讲
题模一：物质的制备和检验
例1.1.1 下列关于物质或离子检验的叙述正确的是（）
A．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋
B．气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气
C．灼烧白色粉末，火焰成黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋
D．将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2
例1.1.2 研究工业废弃物的处理和防治具有重要的意义．
（1）利用反应CH 4+2NO 2 催化剂N 2+CO 2+2H 2O 可消除NO 2的污染，该反应中氧化剂是____，
当消耗CH 4的体积是11.2L （标准状况下）时，理论上可处理____molNO 2．
（2）治理汽车尾气中CO 和NO 的一种方法是：在汽车排气管中安装一个催化转化装置，该装置能将CO 和NO 转化为参与大气循环的无毒气体．该反应的化学方程式为____．
（3）某工厂排放的工业废水中可能含有Fe 3+、Al 3+、C u 2+
，为了减少环境污染，变废为宝，利用废铁屑制得Fe 2O 3、Al 2O 3和金属Cu ，过程如下．
①固体A 的成分是____．（填化学式）
②溶液B 中的阳离子有____．
③D 与过量H 溶液反应生成E 的离子方程式是____．
④溶液E 焰色呈黄色，试剂H 是____．
例1.1.3 某小组在验证反应“Fe ＋2Ag ＋＝Fe 2＋＋2Ag ”的实验中检测到Fe 3＋
，发现和探究过
程如下。

向硝酸酸化的0.05mol ·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取出少量黑色固体，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K 3[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Fe 3＋，乙认为铁粉过量时不可能有Fe 3＋，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，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：
（资料：Ag ＋与SCN －生成白色沉淀AgSCN ）
②对Fe 3＋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Fe 3＋；
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，3min时溶液呈浅红色，30min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：
_______________________________
_______________________________________________________________________________ _____________
_______________________________________________________________________________ _____________。

例1.1.4 CuCl广泛应用于化工和印染等行业。

某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl，并进行相关探究。

【资料查阅】
【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器略）。

请回答下列问题：
（1）仪器X的名称是________。

（2）实验操作的先后顺序是a→________→e（填操作的编号）。

a．检查装置的气密性后加入药品
b．熄灭酒精灯，冷却
c．在“气体入口”处通入干燥HCl
d．点燃酒精灯，加热
e．停止通入HCl，然后通入N2
（3）在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是_____________。

（4）装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是________________________。

（5）反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质，根据资料信息分析：
①若杂质是CuCl2，则产生的原因是____________________________。

②若杂质是CuO，则产生的原因是_____________________________。

随堂练习
随练1.1 某溶液中可能含有下列5种离子中的某几种：Na+、NH4+、Mg2+、Al3+、Clˉ．为确认该溶液组成进行如下实验：
①取20.0mL该溶液，加入25.0mL 4.00mol•L﹣1NaOH溶液，有白色沉淀、无剌激气味气体．过滤、洗涤、干燥，得沉淀1.16g．再将滤液稀释至100mL，测得滤液中c（OHˉ）为0.20mol •L﹣1；
②另取20.0mL该溶液，加入足量的AgNO3溶液，生成白色沉淀11.48g．
由此可得出关于原溶液组成的正确结论是（）
A ． 一定含有Mg 2+、Al 3+、Cl ˉ，可能含有Na +，不含NH 4+
B ． 一定含有Mg 2+、Cl ˉ，不含NH 4+，可能含有Na +、Al 3+
C ． c （Cl ˉ） 为 4.00 mol •L ﹣1，c （Al 3+）为5.00 mol •L ﹣1
D ． c （Mg 2+） 为 1.00 mol •L ﹣1，c （Na +）为 0.5mol •L ﹣1
随练 1.2 硫代硫酸钠是一种重要的化工产品．某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体（Na 2S 2O 3·5H 2O ）．
Ⅰ．（1）Na 2S 2O 3·5H 2O 是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl 2溶液混合无沉淀生成．
（2）向Na 2CO 3和Na 2S 混合溶液中通入SO 2可制得Na 2S 2O 3，所得产品常含有少量Na 2SO 3和Na 2SO 4． Ⅱ．实验装置如图所示（省略夹持装置）：
烧瓶C 中发生反应如下：
Na 2S （aq ）＋H 2O （l ）＋SO 2（g ）＝＝＝Na 2SO 3（aq ）＋H 2S （aq ）（I ）
2H 2S （aq ）＋SO 2（g ）＝＝＝3S （s ）＋2H 2O （l ）（II ）
23223()()()S s Na SO aq Na S O aq +===（III ）
实验步骤：
①待Na 2S 和Na 2CO 3完全消耗后，结束反应．
②向C 中烧瓶加入Na 2S 和Na 2CO 3混合溶液
③检查装置气密性，按图示加入试剂．
④向A 中烧瓶滴加浓H 2SO 4．
⑤过滤C 中混合物，滤液经蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品．
（1）E 中的试剂是________（选填下列字母编号）．
A ．稀H 2SO 4
B．NaOH溶液
C．饱和NaHSO3溶液
（2）正确的操作顺序是________
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择________．
A．蒸馏水
B．饱和Na2SO3溶液
C．饱和NaHSO3溶液
D．饱和NaHCO3溶液
Ⅲ.
（所（1）为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整．
需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择）
取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，________________，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4．
（2）为减少装置C中生成Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤（2）进行了改进，改进后的操作是______________________________________________．
（3）Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过_____________方法提纯．
随练1.3 某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S．
【查阅资料】经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华．
【设计方案】学习小组设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下：
①检验装置的气密性；②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；④…；⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封．请回答下列问题：
（1）Fe元素的原子结构示意图为______．FeCl3是______化合物（填“离子”或“共价”）．
（2）装置A中反应的化学方程式为______．
（3）第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端．要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是______．
（4）操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有（填步骤序号）______．
（5）装置B中冷水浴的作用为______；装置C的名称为______；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂K3[Fe（CN）6]是配位化合物，其配位数为______，配体为______．
（6）该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；FeCl3与H2S反应的离子方程式为______．
自我总结
能力拓展
拓展1 环己烯是一种重要的有机合成原料，如合成环己酮、苯酚等，另外还可用作催化剂溶剂和石油萃取剂，高辛烷值汽油稳定剂。

现实验室利用环己醇制备环己烯实验如下：
实验原理：
实验步骤：在50mL干燥的网底烧瓶中，放入10mL环己醇（9.6g）、5mL85％磷酸，充分振摇、混合均匀。

投入几粒沸石，按如图所示安装反应装置，用锥形瓶作接收器。

将烧瓶在石棉网上用小火慢慢加热，控制分馏柱上端的温度不要超过90℃，馏出液为带水的混合物。

当烧瓶中只剩下很少量的残液并出现阵阵白雾时，即可停止蒸馏。

全部蒸馏时间约为40min。

蒸馏液分去水层，加入等体积的饱和食盐水，然后加入适量5％碳酸钠溶液中和微量的酸，在分液漏斗中充分振摇后静止分层。

将水层自漏斗下端放出、上层的粗产物自漏斗的上口倒入干燥的小锥形瓶中，加入1～2g无水氯化钙。

将干燥后的产物滤入干燥的蒸馏瓶中，加入几粒沸石，用水浴加热蒸馏。

收集80～85℃的馏分于一已称重的干燥小锥形瓶中。

产量4.6g。

（1）该实验选择85％磷酸而没有选择98％硫酸的可能原因是：________。

（2）请写出该反应的主要副产物的结构简式：________。

（3）如果在加热的过程中发现未加沸石，该如何正确操作？________。

（4）在产物提纯的过程中第一次使用饱和食盐水分层的原因是________。

分层后向有机层加入无水氯化钙的目的是________。

（5）由于反应中环己烯与水形成共沸物（沸点70.8℃，含水10％）；环己醇也能与水形成共沸物（沸点97.8℃，含水80％）。

因此在加热时温度不可过高，蒸馏速度不宜太快，以减少未反应的环己醇被蒸出。

文献要求分馏柱顶温度控制在73℃左右，但本实验却控制温度在90℃以下，从实验效率思考其主要原因是：________。

拓展2 Na2S2O3在化学定量分析中常用作基准物质，实验室制备Na2S2O3的原理为：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2→3Na2S2O3＋CO2。

用下图装置进行实验（铜丝可上下移动）。

（1）31．A装置中发生的化学反应方程式为________________，实验室制备SO2气体还可以选用Na2SO3固体和较浓H2SO4反应制得，不选用Na2SO3溶液或稀H2SO4制备的理由是_________________，一般不选用Na2SO3固体与98％以上的浓硫酸制备的主要原因是_________（选填编号）。

a．浓硫酸有强氧化性，使产物氧化
b．浓硫酸有吸水性，不利于反应发生
c．浓硫酸有脱水性，使产物脱水
d．几乎没有H＋，不利于反应发生
（2）32．A装置中停止反应的操作有①移动酒精灯、②__________________，C装置用于处理尾气，下列装置中合理的是__________________；
（3）33．实验后，发现A试管中有较多灰黑色不溶物生成。

取出该不溶物，加入足量1mol ／L的稀硫酸，振荡，发现灰黑色固体没有明显减少，溶液呈无色。

由此可以推断不溶物可能是________（选填编号）。

a．CuO
b．Cu2O
c ．CuS
d ．Cu
（4）34．为研究硫酸与铜反应的最低浓度，取铜与浓硫酸反应后清液5.00mL ，稀释至500mL 。

取出20.00mL ，加入2－3滴酚酞，用0.175mol ／L 的标准NaOH 溶液滴定（使用背景为白底蓝线的滴定管），滴定前后滴定管中液面如图所示。

初读数为________mL ，判断滴定终点的现象是________，稀释前硫酸的浓度是________mol ／L （保留2位小数）。

答案解析
题模一：物质的制备和检验
例1.1.1
【答案】B
【解析】 A 项Fe 3＋遇KSCN 会使溶液呈现红色，Fe 2＋
遇KSCN 不反应无现象，如果该溶液既含Fe 3＋，又含Fe 2＋，滴加KSCN 溶液，溶液呈红色，则证明存在Fe 3＋但并不能证明无Fe 2＋，故A 项错误；
B 项气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，则发生反应：CuSO 4＋5H 2O ＝CuSO 4·5H 2O ，CuSO 4·5H 2O 为蓝色，故可证明原气体中含有水蒸气，B 项正确；
C 项灼烧白色粉末，火焰成黄色，证明原粉末中有Na ＋，Na ＋
颜色反应为黄色，但并不能证明无K ＋，因为黄光可遮住紫光，故K ＋颜色反应需透过蓝色的钴玻璃滤去黄光后观察，故C 项错误；
D 项能使澄清石灰水变浑浊的气体有CO 2、SO 2等，故将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，则原气体比一定是CO 2，D 项错误。

例1.1.2
【答案】 （1）NO 2；1（2）2NO+2CO 催化剂N 2+2CO 2（3）①Fe 、Cu ；②Fe 3+、Al 3+、Fe 2+；实验探究之物质的制备和检验
题模精讲
③Al 3++4 OH ﹣═AlO 2﹣
+2H 2O ；④NaOH 溶液 【解析】 （1）二氧化氮中氮由+4价变成0价，所以二氧化氮是氧化剂，据反应CH 4+2NO 2−−−→
催化剂N 2+CO 2+2H 2O 可知1mol 的甲烷消耗2mol 的二氧化氮，所以当消耗CH 4的体积是11.2L （标准状况下）时，理论上可处理1molNO 2
（2）在催化剂条件下NO 和CO 反应，生成CO 2和N 2，反应的方程式为：2NO+2CO −−−→
催化剂N 2+2CO 2
（3）由流程可知，某工厂排放的工业废水中含Fe 3+、Al 3+、Cu 2+，先加过量铁2Fe 3++Fe ═3Fe 2+，铁在金属活动顺序表中排在铜的前面，所以铁粉把铜置换出来，发生Fe+Cu 2+═Cu+2Fe 2+，由于铁过量，可知固体A 中含Fe 和Cu ；试剂G 为盐酸，Cu 与盐酸不反应，则固体C 为Cu ，溶液B 中含Fe 3+、Al 3+、Fe 2+，加氯水，+2价的铁离子被氯水氧化，2Fe 2++Cl 2=2Fe 3++2Cl ﹣；再加过量D 生成沉淀F 和溶液E ，则D 为强碱溶液，溶液E 为偏铝酸盐，沉淀F 为Fe （OH ）3， ①由上述分析可知，A 为Fe 和Cu
②溶液B 中的金属阳离子有：Fe 3+、Al 3+、Fe 2+
③D 与过量H 溶液反应生成E 的离子方程式是：Al 3++4 OH ﹣═AlO 2﹣
+2H 2O ④E 为偏铝酸盐，且溶液E 焰色呈黄色，则E 为偏铝酸钠，故H 为NaOH 溶液，
例1.1.3
【答案】 （1）①加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀；②Fe 2＋
（2）①Fe ＋2Fe 3＋＝3Fe 2＋；②4Fe 2＋＋O 2＋4H ＋＝4Fe 3＋
＋2H 2O ；加入KSCN 溶液后产生白色沉淀；③0.05mol·L －
1NaNO 3溶液；FeSO 4溶液（或FeCl 2溶液）；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
（3）溶液中存在反应：①Fe ＋2Ag ＋＝Fe 2＋
＋2Ag ②Ag ＋＋Fe 2＋＝Ag ＋Fe 3＋
③Fe ＋2Fe 3＋＝3Fe 2＋
反应开始时，c （Ag ＋）大，以反应①、②为主，c （Fe 3＋）增大。

约30分钟后，c （Ag ＋）小，以反应③为主，c （Fe 3＋
）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HCI或H2SO4溶解Fe，而银不能溶解。

或者先用硝酸溶解固体，再用HCI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＋应生成Fe2＋，即Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋。

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

加入KSCN溶液后产生白色沉淀AgSCN，所以实验可以说明溶液中含有Ag＋，故可以假设Ag＋可能氧化Fe2＋生成Fe3＋。

③证明假设a，b，c错误，就是排除Ag＋对实验的干扰，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0.05mot·L－1NaNO3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FeC12（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）由于加入过量铁粉，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。

例1.1.4
【答案】（1）干燥管
（2）c；d；b
（3）先变红，后褪色
（4）Cl2+2OH－＝Cl－+ClO－+H2O
（5）①加热时间不足或温度偏低；②通入HCl的量不足
【解析】（1）根据仪器X的构造特点知其名称为干燥管。

（2）加热CuCl2·2H2O制备CuCl，为防止生成的CuCl被空气中的氧气氧化和Cu－水解，必须要先通入干燥的HCl气体赶走装置中的空气再加热，且要在Ha气流中加热制备，反应结束后先熄灭酒精灯，继续通入氮气直至装置冷却，所以操作顺序为：a－c－d－b－e。

（3）B中物质由白色变为蓝色，说明有水生成，产物中还有Cl2，所以C中石蕊试纸先逐渐变为红色，后褪色。

（4）D中是Cl2和NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为：Cl2+2OH－＝Cl－+ClO－+H2O。

（5）①根据题给信息知若杂质是CuCl2，说明CuCl2没有反应完全，原因为加热时间不足或温度偏低；
②若杂质是氧化铜，说明CuCl2水解生成Cu2（OH）2Cl2，进一步分解生成CuO，原因是通入
HCl的量不足。

随练1.1
【答案】D
【解析】①加入NaOH溶液加热，有白色沉淀产生，无刺激气味气体生成，说明原溶液中可能含有Mg2+、Al3+，一定没有NH4+；滤液中c（OH﹣）=0.2mol•L﹣1，证明碱过量，一定含有Mg2+；
②另取20.0mL该溶液，加入足量的AgNO3溶液，生成白色沉淀11.48g，溶液中一定含有Cl﹣；
氢氧化镁1.16g，物质的量是
1.16
58/
g
g mol
=0.02mol，消耗的n（OH﹣）=0.04mol，加入的氢氧
化钠为0.025L×4mol/L=0.1molmol，滤液中的n（OH﹣）=0.2mol•L﹣1×0.1L=0.02mol，故Al3+消耗了0.04mol氢氧化钠生成偏铝酸钠，n（Al3+）=0.01mol，生成白色沉淀11.48g是氯
化银，物质的量是
11.48
143.5/
g
g mol
=0.08mol，氢氧化镁有0.02mol，n（Al3+）=0.01mol，根据电
荷守恒，n（Na+）=n（Cl﹣）﹣2n（Mg2+）﹣3n（Al3+）=0.01mol，
A．根据以上分析可知，溶液中一定存在：Na+、Mg2+、Al3+、Cl﹣，由于一定含有Na+，故A错误；
B．溶液中一定存在：Na+、Mg2+、Al3+、Cl﹣，即一定含有Al3+，故B错误；
C．c（Al3+）=0.01
0.02
mol
L
=0.5 mol•L﹣1，c（Cl﹣）=
0.08
0.02
mol
L
=4mol/L，故C错误；
D．c（Mg2+）=0.02
0.02
mol
L
=1.00 mol•L﹣1，c（Na+）=
0.01
0.02
mol
L
=0.50 mol•L﹣1，故D正确
随练1.2
【答案】Ⅱ.（1）B
（2）③②④①⑤
（3）C
Ⅲ．（1）过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl
（2）先向A中烧瓶滴加浓H2SO4，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加入随堂练习
Na2S和Na2CO3混合溶液
（3）重结晶
随练1.3
【答案】（1）；共价（2）2Fe+3Cl 22FeCl3（3）在沉积的FeCl3
固体下方加热（4）②⑤（5）冷却，使FeCl3沉积，便于收集产品；干燥管；6；CN﹣（6）2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+
【解析】（1）铁原子核内有26个质子，核外有4个电子层，从内到外依次容纳2，8，
14，2个电子，原子结构示意图：；氯元素的电负性为3.16，铁元素为1.83，相差1.33．规定：一般的，电负性差值超过1.7，为离子化合物，否则为共价化合物．因此，FeCl3是：共价化合物；
（2）铁与氯气反应生成氯化铁，化学方程式：2Fe+3Cl22FeCl3；
（3）第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，第④步操作是对FeCl3加热发生升华使沉积的FeCl3进入收集器，
（4）为防止FeCl3潮解所采取的措施有②通入干燥的Cl2⑤用干燥的N2赶尽Cl2，
（5）B中的冷水作用为是冷却FeCl3使其沉积，便于收集产品，装置C的名称为干燥管；Fe[（CN）6]3﹣中CN﹣为配离子，则配离子的配位数是6；
（6）三价铁具有氧化性，硫化氢具有还原性，二者之间发生氧化还原反应：2FeCl3+3H2S=2FeCl2+6HCl+3S↓，离子方程式为：2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+，
能力拓展
拓展1
【答案】（1）浓硫酸易氧化含碳反应物，浓磷酸的氧化性较弱，可增大反应物的利用率
（2）
（3）停止加热，待溶液冷却后加入沸石重新加热
（4）增大水层的密度，减小有机物在水中的溶解度，利于分层干燥除水
（5）在保证环己醇不被蒸出来的前提下加快反应速率，提高实验效率
拓展2
△CuSO4＋SO2↑＋2H2O；SO2在水中溶解度大，【答案】（1）31．Cu＋2H2SO4（浓）−−→
水多不利于SO2气体放出；d
（2）32．上移铜丝，使之与浓硫酸脱离接触；ab
（3）33．c
（4）34．0.45；无色到浅红色，半分钟不褪色；8.51mol／L。