1、第第 3 讲讲物质制备综合实验专题突破物质制备综合实验专题突破 【考情分析】 物质制备及物质制备与性质验证和含量测定相结合的综合实验是高考热点，物质 制备主要以气体、无机物、有机物的制备为载体，考查学生常见化学仪器的使用， 物质的分离与提纯等基本实验操作，以及实验条件的控制、产率的计算；而性质 的验证过程就是科学探究的过程，过程中包括对物质性质的预测，如 2019课标 全国，27，2019课标全国，28，2018课标全国，26，2018北京理综，28 等；都是以物质制备为中心的题目，可见制备类综合实验是近几年新课标考试的 主流题型。 考向一以气体制备为主线的陌生无机物制备 命题素材 1.常见气
2、体制备装置 反应装 置类型 反应装置图适用气体操作注意事项 固、固加热型O2、NH3等 试管要干燥； 试管口略低于试 管底； 加热时先均匀加 热再固定加强热 固、 液加热型或液、 液加热型 Cl2、HCl 等 烧瓶加热时要隔 石棉网 反应物均为液体 时，烧瓶内要加碎 瓷片(或沸石) 固、液不加热型 或液、液不加热型 H2、 CO2、 SO2、 NO、 NO2等 使用长颈漏斗 时，要使漏斗下端 插入液面以下； 启普发生器只适 用于块状固体和液 体反应，且气体不 溶于水； 使用分液漏斗既 可以增强气密性， 又可控制液体流速 2.涉气类制备实验先后顺序 (1)装配仪器时：先下后上，先左后右。 (2)
3、加入试剂时：先固后液。 (3)实验开始时：先检查装置气密性，再加药品，后点酒精灯。 (4)净化气体时：一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无味的气 体，最后除水蒸气。 (5)防倒吸实验：往往是最后停止加热或停止通气。 (6)防氧化实验：往往是最后停止通气。 3.以气体制备为主线的综合实验考查方式 制备原理如试剂与仪器的使用、实验现象的描述、反应原理等 实验的基 本操作 如气密性检查、物质分离提纯方法、沉淀洗涤、物质检 验等 探究实 验设计 如设计实验进行酸性强弱的判断、不同方案的评价等 绿色化学如尾气的处理、循环利用等 计算如计算原料投料比、产品纯度、产率等 【典例 1】(江苏高考
4、)实验室用下图所示装置制备 KClO 溶液，并通过 KClO 溶 液与 Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂 K2FeO4。 已知 K2FeO4具有下列性质：可溶于水、微溶于浓 KOH 溶液，在 05 、 强碱性溶液中比较稳定，在 Fe3 和 Fe(OH)3 催化作用下发生分解，在酸性至 弱碱性条件下，能与水反应生成 Fe(OH)3和 O2。 (1) 装 置 A 中 KMnO4与 盐 酸 反 应 生 成 MnCl2和 Cl2， 其 离 子 方 程 式 为 _， 将制备的 Cl2通过装置 B 可除去_(填化学式)。 (2)Cl2与 KOH 在较高温度下反应生成 KClO3。在不改变 KOH
5、 溶液的浓度和体积 的条件下，控制反应在 05 进行，实验中可采取的措施是_、 _。 (3) 制 备 K2FeO4时 ， KClO 饱 和 溶液 与 Fe(NO3)3饱 和 溶液 的 混 合方 式 为 _。 (4)提纯K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、 KCl等杂质的实验方案： 将一定量的K2FeO4 粗产品溶于冷的 3 molL 1 KOH 溶液中，_(实验中须 使用的试剂有：饱和 KOH 溶液，乙醇；除常用仪器外须使用的仪器有：砂芯漏 斗，真空干燥箱)。 解析(1)KMnO4具有强氧化性，能将 Cl 氧化成 Cl2，反应离子方程式为 2MnO 4 10Cl 16H=2Mn25Cl28H
6、2O，用饱和食盐水可除去 Cl2 中的 HCl 气 体。(2)由于 Cl2与 KOH 反应是放热反应，可以通过缓慢加入盐酸来降低溶液的 温度或直接将装置 C 用冰水浴降温。 (3)由于 K2FeO4在 Fe3 的作用下会发生分解， 故 KClO 与 Fe(NO3)3反应时 Fe3 不能过量，故需要将 Fe(NO3)3 缓慢滴加到 KClO 溶液中，并不断搅拌。(4)K2FeO4溶于稀 KOH 溶液，但微溶于浓 KOH 溶液，故 先将 K2FeO4粗产品溶于稀 KOH 溶液，用砂芯漏斗过滤除去 Fe(OH)3杂质，再加 入饱和 KOH 溶液使 K2FeO4从溶液中析出。经过滤(砂芯漏斗)、洗涤(
7、乙醇洗涤)、 干燥(真空干燥箱)后得 K2FeO4。 答案(1)2MnO 416H 10Cl=2Mn25Cl28H2O HCl (2)缓慢滴加盐酸装置 C 加冰水浴 (3)在搅拌下，将 Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到 KClO 饱和溶液中 (4)用砂芯漏斗过滤，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和 KOH 溶液，搅拌、 静置，再用砂芯漏斗过滤，晶体用适量乙醇洗涤 23 次后，在真空干燥箱中干燥 对点训练 1(2019泉州市下学期第一次质量检查，28)亚硝酰硫酸(NOSO4H)主 要用于染料、医药等工业。实验室用如图装置(夹持装置略)制备少量 NOSO4H， 并测定产品的纯度。已知：NOSO
8、4H 遇水分解，但溶于浓硫酸而不分解。 (1)装置 A 制取 SO2 A 中反应的化学方程式为_。 导管 b 的作用是_。 (2)装置 B 中浓 HNO3与 SO2在浓 H2SO4作用下反应制得 NOSO4H。 该反应必须维持体系温度不得高于 20 ， 采取的措施除了冷水浴外， 还可以是 _(只写 1 种)。 开始反应缓慢，待生成少量 NOSO4H 后，温度变化不大，但反应速度明显加 快，其原因是_ _。 (3)装置 C 的主要作用是_ _(用离子方程式表示)。 (4) 该 实 验 装 置 存 在 可 能 导 致 NOSO4H 产 量 降 低 的 缺 陷 是 _。 (5)测定亚硝酰硫酸 NOS
9、O4H 的纯度 准确称取 1.380 g 产品放入 250 mL 的碘量瓶中，加入 0.100 0 molL 1、60.00 mL 的 KMnO4标准溶液和 10 mL 25%H2SO4溶液，然后摇匀。用 0.250 0 molL 1 草酸 钠标准溶液滴定，消耗草酸钠溶液的体积为 20.00 mL。 已知：2KMnO45NOSO4H2H2O=K2SO42MnSO45HNO32H2SO4 配 平 ： _MnO 4 _C2O 2 4 _=_Mn2 _H2O 滴定终点时的现象为_。 亚硝酰硫酸的纯度_。M(NOSO4H)127 gmol 1 解析(1)利用装置 A，固液混合制取二氧化硫，其化学方程式
10、为：Na2SO3 H2SO4=Na2SO4H2OSO2；导管 b 的作用是：平衡压强，使分液漏斗中 的液体能顺利流下；(2)浓硫酸遇水放出大量热，维持体系温度不得高于 20 ， 还可以是调节分液漏斗活塞，控制浓硫酸的滴加速度；开始反应缓慢，待生成 少量 NOSO4H 后，反应速度明显加快，温度变化不大，排除温度的影响，其原 因是：生成的 NOSO4H 作为该反应的催化剂，加快了反应速率；(3)装置 C 利用 氢氧化钠将剩余的二氧化硫吸收，防止污染环境，离子方程式为：SO22OH =SO2 3H2O； (4)NOSO4H 遇水水解， C 装置中的水蒸气会进入 B 中使 NOSO4H 水解；(5)
11、发生的是 MnO 4和 C2O 2 4的氧化还原反应， MnO 4作氧化剂，被还 原成生成 Mn2 ，C2O2 4作还原剂，被氧化成二氧化碳。结合得失电子守恒和电荷 守恒可得到 MnO 4和 C2O 2 4的离子反应方程式为：2MnO 45C2O2 416H =2Mn2 10CO28H2O；利用草酸钠溶液滴定酸性 KMnO4 溶液，滴定终 点时的现象为：溶液恰好由粉红色变为无色，且半分钟内不恢复；根据题意可 知，酸性 KMnO4溶液先与 NOSO4H 反应，利用草酸钠溶液滴定剩余酸性 KMnO4 溶液。用 0.250 0 molL 1 草酸钠标准溶液滴定酸性 KMnO4溶液，消耗草酸钠溶 液的
12、体积为 20.00 mL。可知剩余的 KMnO4的物质的量 n1(MnO 4)2/5n(C2O2 4) 2/50.250 0 molL 120.00103L2103 mol，则亚硝酰硫酸消耗的 KMnO4 的物质的量 n2(MnO 4)0.100 0 molL 160.00103L2103 mol410 3 mol。n(NOSO4H)5/2n2(MnO 4)10 2mol，亚硝酰硫酸的纯度m(NOSO4H)/ 1.380 g100%10 2mol127 gmol1/ 1.380 g100%92.02%。 答案(1)Na2SO3H2SO4=Na2SO4H2OSO2平衡压强，使分液漏斗 中的液体能
13、顺利流下 (2)调节分液漏斗活塞，控制浓硫酸的滴加速度生成的 NOSO4H 作为该反 应的催化剂 (3)SO22OH =SO2 3H2O (4)C 装置中的水蒸气会进入 B 中使 NOSO4H 分解 (5)2516H 210CO28溶液恰好由粉红色变为无色，且半分钟内 不恢复92.02% 考向二功能性有机物的制备 命题素材 1.制备有机物的常见“套装” 加热液体反应物制取液体或气体时，需要的仪器主要有反应容器(如大试管、圆底 烧瓶、三颈烧瓶等)、热源(酒精灯或酒精喷灯、水浴或油浴)、冷凝管、分液漏斗、 温度计等。 2.涉及仪器的名称、用途及注意事项 仪器名称仪器简图用途及使用注意事项 冷凝管
14、常用的冷凝管有球形冷凝管和直形冷凝管两 种； 球形冷凝管一般用于气态物质的冷凝回流，可 提高反应物的转化率，通常竖立于圆底烧瓶或三 颈烧瓶上； 直形冷凝管一般用于气态物质的冷凝液化，通 常斜放着连接圆底烧瓶或三颈烧瓶； 冷凝水从冷凝管的下口进，上口出 温度计 温度计分水银温度计、煤油温度计和酒精温度 计等； 需要测量反应液的温度时，温度计的液泡置于 反应液中，不接触容器的底部或器壁； 需要测量蒸馏气体的温度时，温度计的液泡置 于蒸馏烧瓶的支管口处； 需要控制水浴温度时， 温度计的液泡置于水中； 应根据测量温度的高低选择适合测量范围的温 度计，严禁超量程使用 3.有机物制备与提纯的思维流程 【典
15、例 2】 (全国卷)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一， 具有香蕉的香味。 实验室制备乙酸异戊酯的反应、 装置示意图和有关数据如下： 相对分 子质量 密度 /(gcm 3) 沸点/ 水中溶解性 异戊醇880.812 3131微溶 乙酸601.049 2118溶 乙酸异戊酯1300.867 0142难溶 实验步骤：在 A 中加入 4.4 g 异戊醇、6.0 g 乙酸、数滴浓硫酸和 23 片碎瓷片。 开始缓慢加热 A，回流 50 min，反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量 水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水 MgSO4固体，静置 片刻，过滤除去 MgSO4固体，进行蒸馏
16、纯化，收集 140143 馏分，得乙酸异 戊酯 3.9 g。 回答下列问题： (1)仪器 B 的名称是_。 (2)在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是_；第二次水洗的 主要目的是_。 (3)在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后_(填标号)。 a.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出 b.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出 c.先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出 d.先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出 (4)本实验中加入过量乙酸的目的是_ _。 (5)实验中加入少量无水 MgSO4的目的是_。 (6)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是_
17、(填标号)。 (7)本实验的产率是_(填标号)。 a.30%b.40% c.60%d.90% (8)在进行蒸馏操作时，若从 130 便开始收集馏分，会使实验的产率偏 _(填“高” 或“低”)，其原因是 _。 解析第(1)问考查仪器的名称 仪器 B 为球形冷凝管。 第(2)问考查除杂方案的设计 依据各物质的溶解性确定乙酸异戊酯中混有的杂质是乙酸、异戊醇、浓硫酸、水 等。除杂的方案设计为： 第(3)问考查分液的实验操作 乙酸异戊酯难溶于水且密度比水小，故分层后，先将下层液体从下口流出，再将 乙酸异戊酯从上口倒出。 第(4)问考查平衡移动原理的应用 乙酸与异戊醇的反应为可逆反应，增大乙酸的用量，可以
18、使平衡正移，可以提高 异戊醇的转化率。 第(5)问考查除杂知识参见第(2)问 第(6)问考查蒸馏的实验操作 蒸馏时温度计水银球应处于蒸馏烧瓶的支管口处，且应使用直形冷凝管，若使用 球形冷凝管会造成蒸馏液残留而损失。 第(7)问考查产品纯度(即产率)计算 由反应方程式： 可知，4.4 g 异戊醇完全反应消耗 3.0 g 乙酸，生成 6.5 g 乙酸异戊酯，则可求得该 反应的产率为3.9 g 6.5 g100%60%。 第(8)问考查除杂知识参见第(2)问。 答案(1)球形冷凝管(2)洗掉大部分硫酸和乙酸洗掉碳酸氢钠溶液(3)d(4) 提高异戊醇的转化率 (5)干燥(6)b(7)c(8)高会收集少
19、量未反应的异戊醇 对点训练2(2019课标全国， 27)乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一。 实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下： 水杨酸醋酸酐乙酰水杨酸 熔点/ 1571597274135138 相对密度/(gcm 3) 1.441.101.35 相对分子质量138102180 实验过程：在 100 mL 锥形瓶中加入水杨酸 6.9 g 及醋酸酐 10 mL，充分摇动使固 体完全溶解。缓慢滴加 0.5 mL 浓硫酸后加热，维持瓶内温度在 70 左右，充分 反应。稍冷后进行如下操作。 在不断搅拌下将反应后的混合物倒入 100 mL 冷水中，析出固体，过滤。 所得结晶粗品
20、加入 50 mL 饱和碳酸氢钠溶液，溶解、过滤。 滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。 固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体 5.4 g。 回答下列问题： (1)该合成反应中应采用_加热。(填标号) A.热水浴B.酒精灯 C.煤气灯D.电炉 (2)下列玻璃仪器中，中需使用的有_(填标号)，不需使用的有 _(填名称)。 (3)中需使用冷水，目的是_。 (4)中饱和碳酸氢钠的作用是_，以便过滤除去难溶杂质。 (5)采用的纯化方法为_。 (6)本实验的产率是_%。 解析(1)由题给信息“维持瓶内温度在 70 左右”可知，该反应中应采用热水 浴加热。(2)中涉及过滤操作，需要用到题给玻璃仪器中的烧杯、漏斗
21、，不需要 使用题给玻璃仪器中的分液漏斗和容量瓶。(3)乙酰水杨酸在低温下溶解度较小， 使用冷水有利于充分析出乙酰水杨酸固体。(4)加入的饱和碳酸氢钠溶液与乙酰水 杨酸反应，生成可溶性的乙酰水杨酸钠，易与不溶性的物质分离。(5)乙酰水杨酸 的溶解度随温度变化改变较大，故可用重结晶的方法纯化。(6)由表中及题给数据 分析可知，加入的水杨酸少量，6.9 g 水杨酸的物质的量为 0.05 mol，由化学方程 式可知 1 mol 水杨酸与过量醋酸酐反应生成 1 mol 乙酰水杨酸，则 0.05 mol 水杨 酸参与反应得到 0.05 mol 乙酰水杨酸，其质量为 0.05 mol180 gmol 19.
22、0 g， 产率为5.4 g 9.0 g100%60%。 答案(1)A(2)BD分漏液斗、 容量瓶(3)充分析出乙酰水杨酸固体(结晶)(4) 生成可溶的乙酰水杨酸钠(5)重结晶(6)60 考向三给定流程和具体实验结合类制备 命题素材 1.题型说明 化工流程实验题的命题来源很广，与各个知识模块的结合点较多，因此分析工业 生产化工流程实验题时，应将流程路线、试题设问和理论知识有机结合起来，它 常常结合工艺流程考查基本化学实验问题，可以说它是无机框图题的创新。流程 的呈现形式有操作流程；物质变化流程；装置流程。 2.解题分析 解题时首先要分析流程图，要明确原料和产品(包括副产品)，即箭头进出方向， 其
23、次依据流程图分析反应原理，紧扣信息，搞清流程中每一步发生了什么反应， 弄清有关反应原理，明确目的(如沉淀反应、除杂、分离)；然后再分析具体制备 装置图，结合物质的分离及定量测定等基本操作，有效地进行信息的利用，准确 表述和工整书写。所以只有复习时牢固掌握实验基础知识，才能有效结合题中的 信息，准确答题。 3.物质制备类试题的解题方法 【典例 3】(四川化学)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 CuCl22H2O 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_。
24、(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_ _。 【探究反思】 (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： 若杂质是 CuCl2，则产生的原因是_ _。 若杂质是 CuO，则产生的原因是_ _。 【思维提示】第 1 步：审题干
25、信息，本题题干信息很简单，提取实验目的：用 热分解 CuCl22H2O 晶体制取 CuCl。 第 2 步：(1)审“流程”，获取反应条件等有效信息：CuCl22H2O 要在 HCl 气流 中加热先脱结晶水，再继续加热使无水 CuCl2分解，若不在 HCl 气流中加热， CuCl22H2O 将会水解，最终产物为 CuO。 (2)审“装置图”，获取每个仪器的作用等有效信息： A 为 CuCl22H2O 分解产生 CuCl 的装置，气体入口必须通入 HCl 气体； X 干燥管中盛放的无水 CuSO4检验分解产生的水蒸气； C 中湿润的蓝色石蕊试纸检验 HCl 以及反应产生的 Cl2； D 为尾气处理
26、装置，吸收 HCl 和 Cl2。 第 3 步，审问题信息：结合第 1 步、第 2 步提取的有效信息，结合题目提出的具 体问题，联想已学过的知识，规范解答题目中的具体问题。 如本题第(2)问，结合第 2 步中获取的流程信息的条件控制，必须先通 HCl 排尽空 气， 防止 O2影响产品纯度， 然后点燃酒精灯， 在 HCl 气流中加热分解 CuCl22H2O， 最后在 HCl 气流中冷却生成 CuCl，即可顺利选择操作顺序：acdbe。 第(3)问，结合第 2 步获取的有效信息，知通入 C 装置的气体有 HCl 和 Cl2，再根 据 HCl 和 Cl2的性质，即可得出石蕊试纸“先变红后褪色”的实验结
27、论。 第(4)问中 NaOH 吸收 Cl2属于氧化还原反应，即可写出离子方程式。 第(5)问，结合流程信息，可知有 CuCl2的原因，是分解不完全，肯定是“加热时 间不够”或“温度偏低”； 产生 CuO 肯定是 CuCl22H2O 发生水解， 肯定是“HCl 通入的量不足”。 答案(1)球形干燥管(2)cdb (3)先变红后褪色 (4)Cl22OH =ClClOH2O (5)加热时间不足或温度偏低通入 HCl 的量不足 对点训练 3(2019课标全国，28)咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇，熔 点 234.5 ，100 以上开始升华)，有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖 啡因约 1%5%
28、、单宁酸(Ka约为 10 6，易溶于水及乙醇)约 3%10%，还含有色 素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如图所示。 索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发，蒸汽沿蒸汽导管 2 上升至 球形冷凝管，冷凝后滴入滤纸套筒 1 中，与茶叶末接触，进行萃取。萃取液液面 达到虹吸管 3 顶端时，经虹吸管 3 返回烧瓶，从而实现对茶叶末的连续萃取。 回答下列问题： (1) 实 验 时 需 将 茶 叶 研 细 ， 放 入 滤 纸 套 筒 1 中 ， 研 细 的 目 的 是 _。 圆底烧瓶中加入 95%乙醇为溶剂，加热前还要加几粒_。 (2)提取过程不可选用明火直接加热，原因是_ _。 与常
29、规的萃取相比，采用索氏提取器的优点是_ _。 (3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂。与水相比，乙醇作为萃取剂的优点 是_。 “蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外，还有 _(填标号)。 A.直形冷凝管B.球形冷凝管 C.接收瓶D.烧杯 (4)浓缩液加生石灰的作用是中和_和吸收_。 (5)可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加 热，咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结，该分离提纯方法的名称是_。 解析(1)实验时将茶叶研细，能增加茶叶与溶剂的接触面积，使萃取更加充分。 乙醇为溶剂，为防止加热时暴沸，需在加热前向乙醇中加入几粒沸石。(2)由于溶
30、 剂乙醇具有挥发性和易燃性，因此在提取过程中不可用明火直接加热。本实验中 采用索氏提取器的优点是溶剂乙醇可循环使用， 能减少溶剂用量， 且萃取效率高。 (3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂，与水相比，乙醇作为萃取剂具有沸 点低和易浓缩的优点。“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了所给仪器外，还有直形冷 凝管和接收瓶(如锥形瓶)。(4)向浓缩液中加入生石灰能中和单宁酸并吸收水分。 (5)结合分离提纯咖啡因的装置及将粉状物放入蒸发皿并小火加热，咖啡因凝结在 扎有小孔的滤纸上，可知该分离提纯的方法为升华。 答案(1)增加固液接触面积，提取充分沸石(2)乙醇易挥发，易燃使用溶剂 量少，可连续萃取(萃取效率
31、高) (3)乙醇沸点低，易浓缩AC(4)单宁酸水(5)升华 A 级全员必做题 1.(2019河南省顶级名校第四次联考，26)高碘酸钾(KIO4)溶于热水，微溶于冷水 和氢氧化钾溶液，可用作有机物的氧化剂。制备高碘酸钾的装置图如下(夹持和加 热装置省略)。回答下列问题： (1)装置中仪器甲的名称是_。 (2) 装 置 中 浓 盐 酸 与 KMnO4混 合 后 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 是 _。 (3)装置中的试剂 X 是_。 (4)装置中搅拌的目的是_ _。 (5)上述装置按气流由左至右各接口顺序为_(用字母表示)。 (6)装置连接好后，将装置水浴加热，通入氯气一段时间，冷却析岀高
32、碘酸钾晶 体，经过滤，洗涤，干燥等步骤得到产品。 写出装置中发生反应的化学方程式：_ _。 洗涤时，与选用热水相比，选用冷水洗涤晶体的优点是 _。 上述制备的产品中含少量的 KIO3，其他杂质忽略，现称取 a g 该产品配制成溶 液，然后加入稍过量的用醋酸酸化的 KI 溶液，充分反应后，加入几滴淀粉溶液， 然后用 1.0 molL 1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的平均体积为 b L。 已知：KIO35KI6CH3COOH=3I26CH3COOK3H2O KIO47KI8CH3COOH=4I28CH3COOK4H2O I22Na2S2O3=2NaINa2S4O6 则该产品中
33、KIO4的百分含量是_Mr(KIO3)214， Mr(KIO4)230， 列出计 算式。 解析(1)根据装置中仪器甲的构造，该仪器的名称是圆底烧瓶，(2)浓盐酸与 KMnO4反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水，根据得失电子守恒及电荷守恒和原 子守恒写出离子方程式是 2MnO 410Cl 16H=2Mn25Cl28H2O，(3) 装置是氯气的尾气吸收装置， 所用的试剂X应是NaOH溶液， (4) 装置为KIO4 的制备反应发生装置，用氯气和 KOH 的 KIO3溶液反应，搅拌的目的是使反应混 合 物 混 合均 匀 ， 反 应 更 充分 ， (5) 根 据 以 上分 析 ， 装 置 的 连接 顺 序
34、 为 ，所以各接口顺序为 aefcdb，(6)装置为 KIO4的制备反应发 生装置，氯气将 KIO3氧化为 KIO4，本身被还原为 KCl，化学方程式为 2KOH KIO3Cl2= KIO42KClH2O；根据题给信息，高碘酸钾(KIO4)溶于热水， 微溶于冷水和氢氧化钾溶液，所以，与选用热水相比，选用冷水洗涤晶体的优点 是降低 KIO4的溶解度，减少晶体损失，设 a g 产品中含有 KIO3和 KIO4的物质 的量分别为 x、y，则根据反应关系： KIO33I2，KIO44I2，I22Na2S2O3， 214x230ya，3x4y0.5b，联立、，解得 y（107b3a） 166 mol，
35、则 该 产 品 中KIO4的 百 分 含 量 是 （107b3a）230 166a 100% （107b3a）115 83a 100%， 因此。 答案(1)圆底烧瓶(2)16H 10Cl 2MnO 4=2Mn2 8H2O5Cl2 (3)NaOH 溶液(4)使反应混合物混合均匀，反应更充分(5)aefcdb(6)2KOH KIO3Cl2= KIO42KClH2O降低 KIO4的溶解度，减少晶体损失 （107b3a）115 83a 100% 2.(2018课标全国，26)醋酸亚铬(CH3COO)2Cr2H2O为砖红色晶体，难溶于冷 水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体
36、系中 利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可 制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题： (1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是 _。 仪器 a 的名称是_。 (2)将过量锌粒和氯化铬固体置于 c 中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开 K1、K2，关闭 K3。 c 中 溶 液 由 绿 色 逐 渐 变 为 亮 蓝 色 ， 该 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _。 同时 c 中有气体产生，该气体的作用是_ _。 (3) 打 开 K3， 关 闭 K1和 K2。 c 中 亮 蓝 色 溶 液 流 入 d ， 其 原 因 是 _； d 中析出砖红色沉
37、淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是_、 _、洗涤、干燥。 (4)指出装置 d 可能存在的缺点_ _。 解析(1)审题时抓住醋酸亚铬“在气体分析中用作氧气吸收剂”，这暗示醋酸亚 铬具有强还原性， 易被氧气氧化， 故该实验中使用的蒸馏水必须去除溶解氧。 (2) 依题意可知，c 中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，主要是由于锌与铬离子反应生成 亚铬离子和锌离子，即 Zn2Cr3 =Zn22Cr2。c 中产生的气体为氢气，该 气体主要用于排尽装置内的空气，避免 O2氧化 Cr2 。(3)c 中有氢气产生，打开 K3，关闭 K1和 K2后，c 中压强大于外界压强，从而将 c 中溶液压入醋酸钠溶液 中。析
38、出并分离产品的操作是冷却、过滤、洗涤、干燥。(4)观察 d 装置，可发现 其与空气相通，这会导致生成的醋酸亚铬被 O2氧化。 答案(1)去除水中溶解氧分液漏斗 (2)Zn2Cr3 =Zn22Cr2 排除 c 中空气 (3)c 中产生 H2使压强大于大气压(冰浴)冷却过滤 (4)敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触 3.(2019天津理综，9)环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下： 回答下列问题： .环己烯的制备与提纯 (1)原料环己醇中若含苯酚杂质，检验试剂为_， 现象为_。 (2)操作 1 的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。 烧瓶 A 中进行的可逆反应化学方程式为_ _， 浓硫酸
39、也可作该反应的催化剂，选择 FeCl36H2O 而不用浓硫酸的原因为 _(填序号)。 a.浓硫酸易使原料炭化并产生 SO2 b.FeCl36H2O 污染小、可循环使用，符合绿色化学理念 c.同等条件下，用 FeCl36H2O 比浓硫酸的平衡转化率高 仪器 B 的作用为_。 (3)操作 2 用到的玻璃仪器是_。 (4)将操作 3(蒸馏)的步骤补齐：安装蒸馏装置，加入待蒸馏的物质和沸石， _，弃去前馏分，收集 83 的馏分。 .环己烯含量的测定 在一定条件下，向 a g 环己烯样品中加入定量制得的 b mol Br2，与环己烯充分反 应后，剩余的 Br2与足量 KI 作用生成 I2，用 c mol
40、L 1 的 Na2S2O3标准溶液滴定， 终点时消耗 Na2S2O3标准溶液 V mL(以上数据均已扣除干扰因素)。 测定过程中，发生的反应如下： Br22KI=I22KBr I22Na2S2O3=2NaINa2S4O6 (5)滴定所用指示剂为_。 样品中环己烯的质量分数为_(用 字母表示)。 (6)下列情况会导致测定结果偏低的是_(填序号)。 a.样品中含有苯酚杂质 b.在测定过程中部分环己烯挥发 c.Na2S2O3标准溶液部分被氧化 解析(1)利用苯酚遇 FeCl3溶液显紫色，检验环己醇中含有的苯酚。(2)烧瓶 A 中进行的可逆反应为H2O。a 项，浓硫酸易使原料炭化 并产生 SO2，会降
41、低原料利用率，正确；b 项，使用 FeCl36H2O 不产生有毒气体， 污染小，可以循环使用，符合绿色化学理念，正确；c 项，同等条件下，浓硫酸 能吸收反应生成的水，促进反应向右进行，故用浓硫酸比用 FeCl36H2O 的平衡转 化率高，错误。仪器 B 的作用为冷凝回流，减少环己醇蒸出。(3)操作 2 得到有 机相和水相，为分液操作，用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯。(4)蒸馏实验开始 时，先通冷凝水，后加热。(5)达到滴定终点时，单质碘完全被消耗，可用淀粉溶 液作指示剂。根据测定过程中发生的反应可知，n(Br2)n(环己烯)n(I2)n(环己 烯)1 2n(Na 2S2O3)，则 n(环己烯)
42、n(Br2)1 2n(Na 2S2O3)(b1 2cV10 3) mol，故 样品中环己烯的质量分数为(b 1 2 cV10 3) mol82 gmol1a g100% （b cV 2 000）82 a 100%。(6)a 项，样品中含有苯酚杂质，苯酚能与溴反应，会 导致样品消耗的 Br2偏多，剩余的 Br2偏少，最终消耗的 Na2S2O3溶液偏少，测定 结果偏高，错误；b 项，在测定过程中部分环己烯挥发，会导致样品消耗的 Br2 偏少，剩余的 Br2偏多，最终消耗的 Na2S2O3溶液偏多，测定结果偏低，正确；c 项， Na2S2O3标准溶液部分被氧化， 最终消耗的 Na2S2O3溶液偏多，
43、 测定结果偏低， 正确。 答案(1)FeCl3溶液溶液显紫色 (2)a、b 冷凝回流，减少环己醇蒸出 (3)分液漏斗、烧杯 (4)通冷凝水，加热 (5)淀粉溶液 （b cV 2 000）82 a 100% (6)bc 4.(2019江苏化学，19)实验室以工业废渣(主要含 CaSO42H2O，还含少量 SiO2、 Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质 CaCO3和(NH4)2SO4晶体，其实验流程如下： (1)室温下，反应 CaSO4(s)CO2 3(aq)CaCO3(s)SO2 4(aq)达到平衡，则溶液 中c（SO 2 4） c（CO2 3）_K sp(CaSO4)4.810 5，Ksp
44、(CaCO3)3109。 (2)将氨水和 NH4HCO3溶液混合，可制得(NH4)2CO3溶液，其离子方程式为 _； 浸 取 废 渣 时 ， 向 (NH4)2CO3溶 液 中 加 入 适 量 浓 氨 水 的 目 的 是 _。 (3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在 6070 ，搅拌，反应 3 小 时 。 温 度 过 高 将 会 导 致 CaSO4的 转 化 率 下 降 ， 其 原 因 是 _； 保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高 CaSO4转化率的操作 有_。 (4)滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质 CaCO3所需的 CaCl2溶液。设计以水洗 后的滤渣为原料
45、，制取 CaCl2溶液的实验方案：_ _ 已知 pH5 时 Fe(OH)3和 Al(OH)3沉淀完全；pH8.5 时 Al(OH)3开始溶解。实 验中必须使用的试剂：盐酸和 Ca(OH)2。 解 析(1) c（SO2 4） c（CO2 3） c（SO2 4）c（Ca2 ） c（CO2 3）c（Ca2 ） Ksp（CaSO4） Ksp（CaCO3） 4.810 5 310 9 1.6104。(2)HCO 3与 NH3H2O 反应生成 CO2 3、NH 4和 H2O。CO 2 3水解显碱性， 加入 NH3H2O 可以抑制 CO 2 3水解，增加溶液中 CO 2 3的浓度，促进 CaSO4转化 为
46、CaCO3。(3)(NH4)2CO3受热易分解，所以反应环境温度不能过高。加快搅拌速 率， 可提高 CaSO4的转化率。 (4)水洗之后的滤渣的主要成分为 SiO2、 Al2O3、 Fe2O3 和 CaCO3，将滤渣分批加入盐酸中，可以使其与盐酸充分反应，CaCO3与 HCl 反 应会有气泡产生，当看不到气泡时，过滤除去 SiO2等不溶物，此时滤液中含有 Al3 、Fe3和 Ca2，加入 Ca(OH)2，调节 pH 介于 58.5 时，Al3和 Fe3完全以沉 淀形式存在，然后过滤得 CaCl2溶液。 答案(1)1.6104 (2)HCO 3NH3H2O=NH 4CO2 3H2O (或 HCO
47、 3NH3H2ONH 4CO2 3H2O)抑制CO 2 3水解， 增加溶液中 CO 2 3 的浓度，促使 CaSO4的转化 (3)温度过高，(NH4)2CO3分解加快搅拌速率 (4)在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣，待观察不到气泡产生后，过滤，向滤 液中分批加入少量 Ca(OH)2，用 pH 试纸测量溶液 pH，当 pH 介于 58.5 时，过 滤 B 级拔高选做题 5.二茂铁可用作燃料的节能消烟剂、抗爆剂等。实验室制备二茂铁装置示意图如 图一所示。 已知：.二茂铁熔点是 173 ，在 100 时开始升华；沸点是 249 。 .制备二茂铁的反应原理是： 2KOHFeCl22C5H6=Fe(C
48、5H5)22KCl2H2O。 实验步骤为： 在三颈烧瓶中加入 25 g 粉末状的 KOH，并从仪器 a 中加入 60 mL 无水乙醚到 烧瓶中，充分搅拌，同时通氮气约 10 min； 再从仪器 a 滴入 5.5 mL 新蒸馏的环戊二烯(C5H6，密度为 0.95 gcm 3)，搅拌； 将 6.5 g 无水 FeCl2与(CH3)2SO(二甲亚砜，作溶剂)配成的溶液 25 mL 装入仪器 a 中，慢慢滴入仪器 c 中，45 min 滴完，继续搅拌 45 min； 再从仪器 a 加入 25 mL 无水乙醚搅拌； 将 c 中的液体转入分液漏斗中，依次用盐酸、水各洗涤两次，分液得橙黄色溶 液； 蒸发橙
49、黄色溶液，得二茂铁粗产品。 回答下列问题： (1)仪器 a 的名称是_。 (2)步骤中通入氮气的目的是_。 (3)仪器 c 的适宜容积为_(填序号)。 100 mL250 mL500 mL (4)步骤用盐酸洗涤的目的是_。 (5)步骤是二茂铁粗产品的提纯，该过程在图二装置中进行，其操作名称为 _；该操作中棉花的作用是_ _。 (6) 为 了 确 认 得 到 的 是 二 茂 铁 ， 还 需 要 进 行 的 一 项 简 单 实 验 是 _； 若最终制得纯净的二茂铁 4.3 g， 则该实验的产率为_(保留三位有效数字)。 解析(2)Fe2 具有还原性， 能被氧气氧化， 通入氮气的目的是排尽装置中的空
50、气， 防止 Fe2 被氧化。(3)根据实验，加入仪器 c 中的液体体积总和为(605.525 25) mL115.5 mL，因此选用 250 mL 的三颈烧瓶。(4)根据制备二茂铁的化学方 程式以及所给的 KOH、氯化亚铁、环戊二烯的量可知，加入的 KOH 应是过量的， 因此步骤中加入盐酸的目的是除去多余的 KOH。(5)图二操作名称为升华，棉 花的作用是防止升华的二茂铁进入空气中。(6)可利用二茂铁的熔点低的特点，检 验是否是二茂铁； 环戊二烯的质量为 5.5 mL0.95 gcm 35.225 g， FeCl2 的质量 为 6.5 g，根据反应方程式知 FeCl2过量，则根据环戊二烯进行计
