PAGEPAGE1專練53試驗綜合應用二1．[2024·全國乙卷]二草酸合銅（Ⅱ）酸鉀{K2[Cu（C2O4）2]}可用于無機合成、功能材料制備。試驗室制備二草酸合銅（Ⅱ）酸鉀可采納如下步驟：Ⅰ.取已知濃度的CuSO4溶液，攪拌下滴加足量NaOH溶液，產生淺藍色沉淀。加熱，沉淀轉變成黑色，過濾。Ⅱ.向草酸（H2C2O4）溶液中加入適量K2CO3固體，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。Ⅲ.將Ⅱ的混合溶液加熱至80～85℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁熱過濾。Ⅳ.將Ⅲ的濾液用蒸汽浴加熱濃縮，經一系列操作后，干燥，得到二草酸合銅（Ⅱ）酸鉀晶體，進行表征和分析。回答下列問題：（1）由CuSO4·5H2O配制Ⅰ中的CuSO4溶液，下列儀器中不須要的是（填儀器名稱）。（2）長期存放的CuSO4·5H2O中，會出現少量白色固體，緣由是。（3）Ⅰ中的黑色沉淀是（寫化學式）。（4）Ⅱ中原料配比為n（H2C2O4）∶n（K2CO3）＝1.5∶1，寫出反應的化學方程式。（5）Ⅱ中，為防止反應過于猛烈而引起噴濺，加入K2CO3應實行的方法。（6）Ⅲ中應采納進行加熱。（7）Ⅳ中“一系列操作”包括________________________________________________________________________。2．[2024·全國甲卷]膽礬（CuSO4·5H2O）易溶于水，難溶于乙醇。某小組用工業廢銅焙燒得到的CuO（雜質為氧化鐵及泥沙）為原料與稀硫酸反應制備膽礬，并測定其結晶水的含量。回答下列問題：（1）制備膽礬時，用到的試驗儀器除量筒、酒精燈、玻璃棒、漏斗外，還必需運用的儀器有（填標號）。A．燒杯B．容量瓶C．蒸發皿D．移液管（2）將CuO加入到適量的稀硫酸中，加熱，其主要反應的化學方程式為________________________________________________________________________，與干脆用廢銅和濃硫酸反應相比，該方法的優點是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）待CuO完全反應后停止加熱，邊攪拌邊加入適量H2O2，冷卻后用NH3·H2O調pH為3.5～4，再煮沸10min，冷卻后過濾。濾液經如下試驗操作：加熱蒸發、冷卻結晶、、乙醇洗滌、，得到膽礬。其中，限制溶液pH為3.5～4的目的是，煮沸10min的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）結晶水測定：稱量干燥坩堝的質量為m1，加入膽礬后總質量為m2，將坩堝加熱至膽礬全部變為白色，置于干燥器中冷至室溫后稱量，重復上述操作，最終總質量恒定為m3。依據試驗數據，膽礬分子中結晶水的個數為________________________________________________________________________________________________________________________________________________（寫表達式）。（5）下列操作中，會導致結晶水數目測定值偏高的是（填標號）。①膽礬未充分干燥②坩堝未置于干燥器中冷卻③加熱時有少量膽礬迸濺出來3．[2024·浙江1月]某愛好小組用鉻鐵礦[Fe（CrO2）2]制備K2Cr2O7晶體，流程如下：已知：4Fe（CrO2）2＋10Na2CO3＋7O2eq\o(=,\s\up7(高溫))8Na2CrO4＋4NaFeO2＋10CO22H＋＋2CrOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))?Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(7))＋H2O相關物質的溶解度隨溫度改變如下圖。請回答：（1）步驟Ⅰ，將鉻鐵礦粉碎有利于加快高溫氧化的速率，其理由是________________________________________________________________________。（2）下列說法正確的是。A．步驟Ⅱ，低溫可提高浸取率B．步驟Ⅱ，過濾可除去NaFeO2水解產生的Fe（OH）3C．步驟Ⅲ，酸化的目的主要是使Na2CrO4轉變為Na2Cr2O7D．步驟Ⅳ，所得濾渣的主要成分是Na2SO4和Na2CO3（3）步驟Ⅴ，重結晶前，為了得到雜質較少的K2Cr2O7粗產品，從下列選項中選出合理的操作（操作不能重復運用）并排序：溶解KCl→（）→（）→（）→（）→重結晶。a．50℃蒸發溶劑b．100℃蒸發溶劑c．抽濾d．冷卻至室溫e．蒸發至溶液出現晶膜，停止加熱f．蒸發至溶液中出現大量晶體，停止加熱（4）為了測定K2Cr2O7產品的純度，可采納氧化還原滴定法。①下列關于滴定分析的操作，不正確的是。A．用量筒量取25.00mL待測液轉移至錐形瓶B．滴定時要適當限制滴定速度C．滴定時應始終視察滴定管中溶液體積的改變D．讀數時應將滴定管從架上取下，捏住管上端無刻度處，使滴定管保持垂直E．平行滴定時，須重新裝液并調整液面至“0”刻度或“0”刻度以下②在接近終點時，運用“半滴操作”可提高測量的精確度。其方法是：將旋塞稍稍轉動，使半滴溶液懸于管口，用錐形瓶內壁將半滴溶液沾落，，接著搖動錐形瓶，視察顏色改變。（請在橫線上補全操作）（5）該小組用滴定法精確測得產品中K2Cr2O7的質量分數為98.50%。某同學還用分光光度法測定產品純度（K2Cr2O7溶液的吸光度與其濃度成正比例），但測得的質量分數明顯偏低。分析其緣由，發覺配制K2Cr2O7待測水溶液時少加了一種試劑。該試劑是，添加該試劑的理由是。專練53試驗綜合應用二1．答案：（1）分液漏斗（或梨形分液漏斗）、球形冷凝管（2）失去結晶水（3）CuO（4）3H2C2O4＋2K2CO3=K2C2O4＋2KHC2O4＋2CO2↑＋2H2O（5）分批加入并攪拌（6）水浴（7）冷卻結晶、過濾、洗滌解析：（1）由CuSO4·5H2O配制CuSO4溶液時，用電子天平稱取肯定質量的CuSO4·5H2O晶體，用量筒量取水的體積，在燒杯中加水溶解；分液漏斗常用于萃取、分液以及制備裝置中滴加液體，球形冷凝管常用于制備試驗中的冷凝回流裝置，配制溶液時二者都不須要用到。（2）CuSO4·5H2O是藍色晶體，CuSO4是白色固體，長期存放的CuSO4·5H2O會失去結晶水，出現少量白色固體CuSO4，化學上將此過程稱為風化。（3）向CuSO4溶液中滴加足量NaOH溶液，產生的淺藍色沉淀為Cu（OH）2，加熱Cu（OH）2使其分解，生成黑色固體CuO。（4）H2C2O4的酸性比碳酸強，當n（H2C2O4）∶n（K2CO3）＝1.5∶1，即3∶2時，反應的化學方程式為3H2C2O4＋2K2CO3=K2C2O4＋2KHC2O4＋2CO2↑＋2H2O。（5）由于反應產生氣體，為防止反應過于猛烈而引起噴濺，K2CO3應分批加入并不斷攪拌。（6）Ⅲ中將混合溶液加熱到80～85℃，常采納水浴進行加熱，使液體受熱勻稱。（7）將濾液用蒸汽浴加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，即可得到二草酸合銅（Ⅱ）酸鉀晶體。2．答案：（1）A、C（2）CuO＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋H2O不產生SO2（或硫酸利用率高）（3）過濾干燥除盡鐵和抑制CuSO4水解破壞Fe（OH）3膠體易于過濾（4）eq\f(80×（m2－m3）,9×（m3－m1）)（5）①③解析：（1）CuO與稀硫酸反應得到硫酸銅溶液，須要用到燒杯，由硫酸銅溶液得到膽礬，用蒸發濃縮、冷卻結晶的方法，須要用到蒸發皿。（2）CuO中含有氧化鐵及泥沙，加入到適量稀硫酸中，加熱，發生的主要反應為CuO與稀硫酸的反應，化學方程式為CuO＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋H2O；廢銅與濃硫酸的反應為Cu＋2H2SO4（濃）eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，與干脆用廢銅和濃硫酸反應相比，該方法不產生SO2有毒氣體，硫酸利用率高。（3）由硫酸銅溶液得到膽礬的試驗操作為：加熱蒸發、冷卻結晶、過濾、乙醇洗滌、干燥。限制溶液pH為3.5～4，是為了將Fe3＋轉化為Fe（OH）3而除去，同時抑制CuSO4水解。再煮沸10min的作用是破壞Fe3＋水解產生的Fe（OH）3膠體，便于過濾。（4）由題意知膽礬的質量為m2－m1，無水硫酸銅的質量為m3－m1，則結晶水的質量為（m2－m1）－（m3－m1）＝m2－m3，依據CuSO4·xH2Oeq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋xH2O，可得160∶18x＝（m3－m1）∶（m2－m3），解得x＝eq\f(80×（m2－m3）,9×（m3－m1）)。（5）膽礬未充分干燥，則m2偏大，測定值偏高，故①正確；坩堝未置于干燥器中冷卻，則硫酸銅會汲取水蒸氣，m3偏大，測定值偏低，故②錯誤；加熱時有少量膽礬迸濺出來，則m3偏小，測定值偏高，③正確。3．答案：（1）增大反應物的接觸面積（2）BC（3）aedc（4）①AC②再用洗瓶以少量蒸餾水吹洗錐形瓶內壁（5）H2SO4抑制Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(7))轉化為CrOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))，且與Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(7))不反應解析：（1）固體反應物的反應速率與固體的表面積有關，反應物之間接觸面積越大，反應速率越快，故將鉻鐵礦粉碎可增大反應物的接觸面積，加快高溫氧化的速率。（2）由題給各物質的溶解度隨溫度改變圖像可知，溫度越高，Na2CrO4的溶解度越大，所以高溫可提高浸取率，A錯誤；水浸取時發生NaFeO2的水解反應：NaFeO2＋2H2O?NaOH＋Fe（OH）3↓，過濾可除去Fe（OH）3，B正確；依據工藝流程可知，須要使Na2CrO4轉變為Na2Cr2O7，結合已知反應2H＋＋2CrOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))?Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(7))＋H2O可知，硫酸酸化的目的就是實現該轉化過程，C正確；步驟Ⅳ，所得濾渣明顯是不溶于水的雜質，Na2SO4和Na2CO3都是易溶于水的鈉鹽，都應當存在于濾液中，D錯誤。（3）Na2Cr2O7中加入KCl發生反應Na2Cr2O7＋2KCl=K2Cr2O7＋2NaCl，依據題給各物質的溶解度隨溫度的改變曲線可知，K2Cr2O7的溶解度隨溫度上升明顯增大，NaCl溶解度隨溫度上升改變不明顯，50℃時K2Cr2O7、NaCl兩者溶解度近似相等，溶液的成分主要是這兩種物質，所以可以得到雜質較少的K2Cr2O7粗產品，步驟V，重結晶前的操作依次為：溶解KCl→50℃蒸發溶劑→蒸發至溶液出現晶膜，停止加熱（不選f是為了避開過度加熱造成晶體飛濺）→冷卻至室溫→抽濾→重結晶。（4）①量筒的精確度是0.1mL，不能用量筒量取25.00mL溶液，A操作不正確；滴定時要適當限制滴定的速率，確保反應物之間充分反應，同時防止滴加過快使得滴加試劑過量，B操作正確；滴定時應始終視察錐形瓶中溶液顏色的改變，以便精確推斷滴定的終點，C操作不正確；讀數時應將滴定管從架上取下，捏住管上端無刻度處，使滴定管保持垂直，平視讀取讀數，D操作正確；為了確保每次滴定時滴定管中的溶液足夠，平行滴定時，須重新裝液并調整液面至“0”刻度或“0”刻度以下，并記錄初始讀數，E操作正確。②在接近滴定終點時，運用“半滴操作”的方法是：將旋塞稍稍轉動，使半滴溶液懸于管口，用錐形瓶內壁將半滴溶液沾落，再用洗瓶以少量蒸餾水吹洗錐形瓶內壁，接著搖動錐形瓶，視察顏色改變。（5）依據題意，K2Cr2O7溶液的吸光度與其濃度成正比例，在K2Cr2O7溶液中存在平衡Cr2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\d