2025年高考百日冲刺逐题练42.实验条件控制

基础题

题目

在必修化学课程中，"FeSO₄溶液与NaOH溶液反应制备Fe(OH)₂"实验中，未成功得到白色沉淀的直接原因是（ ）

A. NaOH溶液浓度过高

B. Fe(OH)₂还原性强，被溶液中溶解的O₂氧化

C. 未使用新鲜煮沸的蒸馏水

D. 反应容器未预先装满溶液

答案与解析

答案：B

解析：Fe²⁺在碱性条件下极易被溶解氧氧化生成Fe(OH)₃（红褐色沉淀）。教材明确指出必须隔绝氧气或去除溶解氧才能生成稳定的Fe(OH)₂（《人教版选修3》P78讨论）。选项B正确说明反应失败的根本原因。

进阶题（改编自2023年深圳二模）

题目

某小组进行“苯酚与FeCl₃显色反应”探究实验，记录如下：

分析下列说法正确的是（ ）

A. 温度升高仅增大苯酚电离度，增强显色反应

B. pH过低时H⁺与Fe³⁺竞争结合苯酚的O原子

C. 实验3显色变浅说明酸性条件下FeCl₃被还原

D. 该反应中存在动态平衡，调控条件可逆向移动

答案与解析

答案：B

解析：酸性条件H⁺与Fe³⁺争夺苯酚负离子([C6H5O⁻])，减少配位络合物生成（紫色变浅）。该反应为可逆过程（实验3操作证明）。选项B正确，D选项描述正确但不符合题意。

高阶题（改编自2022年湖北卷）

题目

纯磷酸制备需严格控制温度（装置如图所示）。已知：温度低于21℃生成H3PO4·0.5H2O（熔点30℃），高于150℃焦磷酸比例增加。下列说法错误的是（ ）

A. 毛细管能防止暴沸并增大气液接触面

B. 接收瓶置于冷水浴可促进H3PO4结晶

C. 减压蒸馏可降低沸点，避免高温分解

D. 保持体系干燥可抑制H3PO4吸水聚合

答案与解析

答案：B

解析：磷酸为高沸点酸，冷水浴主要防止产物吸潮（资料描述“易吸潮需防潮”），而非直接促进结晶。制备中通过控制温度与压强分离磷酸与高聚物。

创新题（情境综合改编自2022年山东卷）

题目

某含As废水处理工艺如下：

废水调pH=5.8加FeSO₄加NaOH调pH=9过滤得FeAsO4渣

（1）加入FeSO₄的作用是________；调pH=9时，AsO4³⁻与Fe²+的反应方程式为________。

（2）若废水含Fe³+且pH控制不当，可能生成的杂质沉淀是________（填化学式）。

（3）若废水初始pH=1.0，需先加入Na2CO3调至pH≈5.8后再加FeSO₄，请说明调节pH的必要性：________。

答案与解析

答案：

（1）将AsO₃³⁻氧化为AsO₄³⁻；Fe²++AsO₄³⁻ +H2O FeAsO4 +2H+

（2）Fe(OH)3

（3）酸性过强时Fe²+易被溶解氧氧化为Fe³+，导致FeAsO4沉淀前消耗Fe²+

解析：

（1）Fe²+在酸性条件下将As(Ⅲ)氧化为As(V)，中和阶段通过Fe²++AsO₄³⁻FeAsO4沉淀。

（3）酸性过强环境中Fe²+不稳定，调节pH至中性能减少氧化消耗。

命题意图

基础：考查温度与溶解氧对产物形态的影响（教材实验再现）；

进阶：融合pH与温度对显色反应的协同控制（典型实验分析情境）；

高阶：结合工艺流程图分析温度与物质状态的关系（湖北工业流程题升级）； 创新：多维条件设计与工业实践呼应（山东卷工艺流程题特点）。