1、探究类实验题热点一物质性质的验证与探究思维导图第1步明确实验干什么审题干及设问,明确实验目的。第2步 题干信息有什么审题干明确物质的特性及其他有效信息。第3步 思考实验原理是干什么根据实验目的、题干信息及已有知识,设想探究、验证物质性质的实验原理。第4步 问题问什么细审试题设问,斟酌命题意图,确定答题方向。第5步 规范解答结合第3步、第4步,用学科语言、化学用语有针对性的回答问题。方法探究1.某化学小组拟采用如下装置(夹持和加热仪器已略去)来电解饱和食盐水,同时检验氯气的氧化性。若检验氯气的氧化性,则乙装置的a瓶中溶液可以是_淀粉-KI溶液,对应的现象为_溶液变为蓝色。2.高锰酸钾是一种典型的
2、强氧化剂,无论在实验室还是在化工生产中都有重要的应用。下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D中缓缓通入足量氯气时,可以看到无色溶液逐渐变为红棕色,说明氯的非金属性大于溴。打开活塞,将D中的少量溶液加入E中,振荡E。观察到的现象是_。该现象_(填“能”或“不能”)说明溴的非金属性强于碘,原因是_。解析打开活塞,将装置D中含溴单质的少量溶液加入含碘化钾和苯的装置E中,溴单质和碘化钾反应生成碘单质,碘单质溶于苯呈紫红色。振荡观察到的现象是E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色。但是若通入的氯气过量,Cl2也能将I转化为I
3、2:Cl22I= 2ClI2,则不能说明溴的非金属性比碘强。答案E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色不能过量的Cl2也可将I氧化为I2 3. 根据要求完成下列实验过程(a、b为弹簧夹,加热及固定装置已略去)。(1)验证碳、硅非金属性的相对强弱(已知酸性:亚硫酸碳酸)。连接仪器、_、加药品后,打开a、关闭b,然后滴入浓硫酸,加热。铜与浓硫酸反应的化学方程式是_。装置A中试剂是_。能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是_。检验装置气密性 Cu2H2SO4(浓) = =CuSO4SO22H2O 酸性KMnO4溶液 A中酸性KMnO4溶液没有完全褪色,盛有Na2SiO3溶液的试管中出现白色沉淀(2)验
4、证SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。在(1)操作后打开b,关闭a。H2S溶液中有浅黄色浑浊出现,化学方程式是_。BaCl2溶液中无明显现象,将其分成两份,分别滴加下列溶液,将产生的沉淀的化学式填入下表相应的位置。滴加的溶液氯水氨水沉淀的化学式_写出其中SO2显示还原性生成沉淀的离子方程式: _。2H2SSO2=3S2H2OBaSO4 BaSO3 Cl2SO22H2OBa2=BaSO44H2Cl4.草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K15.4102,K25.4105。草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O42H2O)无色,熔点为101 ,易溶于水,受热脱水、
5、升华,170 以上分解。回答下列问题:(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是_,由此可知草酸晶体分解的产物中有_。装置B的主要作用是_。(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、_。装置H反应管中盛有的物质是_。能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_。审题流程:第1步明确实验目的:探究草酸分解的产物。第2步新信息:“钙盐难溶于水、受热脱水、升华、170 以上分解”。第3步实验原理,第(1)问CO2能使澄
6、清的石灰水变浑浊,注意:挥发的草酸蒸气也可能使澄清石灰水变浑浊。第(2)问由装置A、B出来的气体有CO2、CO,容易想到用CO还原氧化铜,检验产物中有CO2,注意必须先除去原产物中的CO2,并检验是否除尽。 第4步命题意图:考查提取有效信息,并整合迁移应用的能力,CO、CO2的性质;物质检验、除杂、实验装置的连接,实验现象分析等。第5步规范解答:容易出错的地方有,第(1)问,C中的现象易漏掉“气泡”;B装置的作用,涉及了3处踩分点,易忽略草酸的干扰。第(2)问,实验装置的连接,易遗漏第一处D装置,和尾气处理装置;验证CO,必须有CuO和澄清的石灰水两方面现象的描述,容易漏掉一处。 解析(1)装
7、置C中澄清石灰水的作用是检验是否有CO2气体生成,若有CO2气体生成,澄清石灰水变浑浊。装置B中冰水的作用是降低温度,使生成的水和草酸(题给信息:受热脱水、升华)冷凝。若草酸进入装置C,会生成草酸钙沉淀,干扰CO2检验。(2)检验CO可通过检验CO还原黑色的CuO生成的CO2进行。因为分解产物中有CO2,所以先要除去CO2,可用浓NaOH溶液吸收CO2,并用澄清石灰水检验CO2是否除尽,再用无水氯化钙干燥CO,然后通过灼热的CuO,再用澄清石灰水检验生成的CO2气体,没有反应掉的CO可用排水法收集。若前面澄清石灰水无现象,H中黑色的CuO变红色,后面的澄清石灰水变浑浊,说明草酸晶体分解产物中有
8、CO。答案(1)有气泡逸出,澄清石灰水变浑浊CO2冷凝(水蒸气、草酸等) ,防止草酸进入装置C反应生成沉淀,干扰CO2的检验(2)F、D、G、H、D、ICuO(或氧化铜) 前面D中澄清石灰水无现象,H中黑色粉末变红色,其后面的D中澄清石灰水变浑浊 热点二“气体制备”与综合实验探究思维导图1.物质制备流程2.操作先后流程(1)装配仪器时:先下后上,先左后右。(2)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,然后点酒精灯。(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
9、验:往往是最后停止通气。3.有气体参与实验中应注意的事项(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。方法探究1.实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体,下列装置中合理的是()解析A项,收集装置应长进短出;C项,气体发生装置中长颈漏斗未液封;D项,收集装置全密封,无法排气。答案B 2.用二氧化氯(ClO2)可制备用途广泛的亚氯酸钠(
10、NaClO2),实验室可用下列装置(略去部分夹持仪器)制备少量的亚氯酸钠。装置C中发生反应:2NaClO3SO2=2ClO2Na2SO4()装置D中发生反应:2ClO2H2O22NaOH=2NaClO22H2OO2()(1)仪器组装完毕,关闭两个弹簧夹,打开A中活塞,向A中注入水可检验装置气密性,装置气密性良好的现象是_。实验开始时,打开A的活塞,两个弹簧夹的开关操作是_,F中盛有的液体为_。解析若装置气密性良好,水滴入的速度会越来越慢,直到最后停止滴入。弹簧夹甲打开后的作用是调节装置内气压与大气压平衡,弹簧夹乙打开后,可以使装置F中的NaOH溶液吸收尾气。(2)装置B中进行的是用硫酸与亚硫酸
11、钠制备二氧化硫的反应,该处使用的是70%80%的硫酸,而不是98%的浓硫酸或极稀的硫酸,原因是_。 解析 硫酸与亚硫酸钠反应制备二氧化硫的反应为离子反应,70%80%的硫酸能提供该反应所需的足够的H。 (3)装置C的作用是_,装置E的作用是_。 解析 装置C的作用是制备ClO2气体,并可通过观察气泡判断反应的快慢,由此可调节反应进行的快慢;装置E可起到安全瓶的作用,即防止液体倒吸入装置D中。(4)在碱性溶液中NaClO2比较稳定,所以装置D中应维持NaOH稍过量,判断NaOH是否过量所需要的试剂是_。a.稀盐酸 b.品红溶液 c.石蕊溶液 d.酚酞溶液 解析 检验碱液的存在可用酸碱指示剂。(5
12、)一次实验制备中,通过检验发现制备的NaClO2中含有NaOH、Na2SO3,出现这些杂质的可能原因是_。检验产物中含有Na2SO3杂质的实验操作和现象是_。(供选择的试剂有:Ba(OH)2溶液、H2O2溶液、AgNO3溶液、品红溶液、H2SO4溶液) 解析 过量的SO2和过量的NaOH反应生成Na2SO3;Na2SO3与Ba(OH)2反应生成白色沉淀BaSO3,滴加稀盐酸,有无色刺激性气体产生。3.纳米碳酸钙广泛应用于橡胶、塑料、造纸、化学建材、油墨、涂料、密封胶与胶粘剂等行业。在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2可以制得纳米级碳酸钙。某校学生实验小组设计如图所示装置制取该产品。D中装有蘸
13、稀硫酸的脱脂棉,图中夹持装置已略去。可选用的药品有a.石灰石 b.饱和氯化钙溶液c.6 molL1盐酸 d.氯化铵固体 e.氢氧化钙固体(1)A中制备气体时,所需的药品是_ (填字母)。 解析由图可知,A制备的气体为CO2,所以选择药品为石灰石和6 molL1盐酸。(2)B中盛有_溶液,其作用是_。解析 制出的CO2中不能有HCl,否则会在C中与NH3反应,除去HCl应该用饱和NaHCO3溶液。(3)写出制取氨气的化学方程式: _。(4)在实验过程中,向C中通入气体是有先后顺序的,应先通入的气体是_ (写化学式)。解析 NH3的溶解度大于CO2,所以先通入NH3使溶液呈碱性,CO2才能被充分的
14、吸收参与反应。(5)检验D出口处是否有氨气逸出的方法是_。解析 检验NH3时将湿润的红色石蕊试纸放在D出口处,若试纸变蓝,则证明有氨气逸出;如果试纸不变蓝,则证明没有氨气逸出。(6)写出制纳米级碳酸钙的化学方程式:_CaCl2CO2H2O2NH3=2NH4ClCaCO3。4.工业上,向500600 的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。回答下列问题:(1)制取无水氯化铁的实验中,A中反应的化学方程式为_,装置B中加入的试剂是_。 解析根据装置示意图,制取无水氯化铁的实验中,装置A为制取氯气的实验装置,发生反应为二氧化锰与
15、浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水;装置B的作用是除去混杂在氯气中的水蒸气,故B中加入的试剂为浓硫酸。(2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取_。尾气的成分是_。若仍用D装置进行尾气处理,存在的问题是_、_。 解析 根据题给信息,在制取无水氯化亚铁实验中,装置A是用于制取HCl气体;经浓H2SO4干燥后,在硬质玻璃管中发生反应:Fe2HCl=FeCl2H2,则尾气的成分是氯化氢和氢气;若仍用D装置进行尾气处理,则因氯化氢极易溶于水,故会产生倒吸,且氢气与NaOH溶液不反应,可燃性气体氢气也不能被吸收。(3)若操作不当,制得的FeCl2会含有少量FeCl3,检验FeCl3常用的试剂是_。欲制得
16、纯净的FeCl2,在实验操作中应先_,再_。解析 检验氯化铁溶液常用的试剂是KSCN溶液;欲制得纯净的氯化亚铁,应防止装置中氧气的干扰,在实验过程中应先点燃A处的酒精灯,利用产生的氯化氢气体排出装置中的空气,再点燃C处的酒精灯。5.工业上常利用含硫废水生产Na2S2O35H2O,实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若_,则整个装置气密性良好。装置D的作用是_。装置E中为_溶液。解析若装置不漏气,则长颈漏斗中会形成一段液柱并且液柱高度保持不变;装置D为安全瓶,可防止倒吸;装置E是尾气处理装置,用来吸
17、收过量的SO2,故所盛溶液可以是NaOH溶液等。(2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为_。 解析 若生成3 mol Na2S2O3,根据方程式的关系可知需要3 mol S和3 mol Na2SO3;生成3 mol S需2 mol H2S;而生成2 mol H2S需2 mol Na2S且同时生成2 mol Na2SO3;故需要的Na2S为2 mol、Na2SO3为1 mol,其物质的量之比为21。(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
18、溶液 d.饱和NaHCO3溶液实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是_。已知反应()相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是_。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A,实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有_。a.烧杯 b.蒸发皿 c.试管 d.锥形瓶解析 装置B中的溶液不能和SO2反应。蒸馏水能溶解SO2;Na2SO3溶液能与SO2反应:SO2Na2SO3H2O=2NaHSO3;NaHCO3溶液也能与SO2反应:NaHCO3SO2=CO2NaHSO3。为使SO2缓慢进入烧瓶C,应使生成SO2的速率减慢,可通过控制滴加硫酸的速度来实现;因反应()相对较慢,C中反应达到终点时S消耗完,现
19、象是溶液变澄清。蒸发皿加热时不需垫石棉网,试管是小型玻璃仪器,加热时也不需垫石棉网;烧杯、锥形瓶在加热时需垫石棉网。答案 c控制滴加硫酸的速度(合理即可)溶液变澄清(或浑浊消失)ad(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O35H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作、现象和结论: _。供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液答案:取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层溶液(或过滤,取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理
20、即可)热点三“化工流程”与综合实验探究思维导图 化工流程的命题来源很广,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。解题时首先要明确原料和产品(包括副产品),即箭头进出方向,其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知其然,弄清有关反应原理,明确目的(如沉淀反应、除杂、分离)知其所以然,最后联系储存的知识,有效地进行信息的利用,准确表述和工整书写。由于化工流程常与溶液的配制、物质的分离及定量
21、测定等基本操作有机结合起来,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。方法探究1.某化学实验室产生的废液中含有Fe3、Cu2、Ba2、Cl四种离子,现设计下列方案对废液进行处理,以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体。(1)沉淀1中含有的金属单质是_。解析 加入过量铁屑,置换出铜单质。(2)氧化时加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为_。解析 2Fe22HH2O2=2Fe32H2O (3)下列物质中,可以作为试剂X的是_ (填字母)。A.BaCl2 B.BaCO3C.NaOH D.Ba(OH)2解析 加入X,目的是调pH,并且不能引入新的杂质。(4)检验沉淀2洗涤是否完
22、全的方法是_。解析 检验沉淀2洗涤是否完全的方法是取最后一次洗涤液少许,滴入12滴硫酸钠溶液,若不出现白色浑浊,表明已洗涤完全。(或取最后一次洗涤液少许,滴入12滴硝酸银溶液,若不出现白色浑浊,表明已洗涤完全)(5)制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量,其目的是_。 解析 制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量,其目的是抑制Fe3水解。2.某实验小组用工业上废弃固体(主要成分Cu2S和Fe2O3)混合物制取粗铜和Fe2(SO4)3晶体,设计的操作流程如下:(1)操作中会有一种气体生成,若在实验室制备该气体,可选择下列哪些装置_cd_ (填字母)。(2)溶液B在空气中放置有可能变质,如何检验溶液B是否
23、变质:_溶液B于试管中,加入几滴KSCN溶液,如果变为血红色则证明存在Fe3,即原溶液已变质_。(3)溶液B加稀硫酸酸化后加强氧化剂X,试剂X最好选择下列哪种试剂_b_ (填字母)。a.Cl2b.H2O2c.KMnO4(4)由溶液C经_蒸发浓缩_、_冷却结晶_、过滤等操作得Fe2(SO4)3晶体。(5)某同学用实验制得的Fe2(SO4)3晶体配制0.1 molL1的Fe2(SO4)3溶液,在称量出Fe2(SO4)3晶体后,溶解该晶体的具体操作为_将称量好的晶体放于烧杯中,加入适量的稀硫酸和蒸馏水,用玻璃棒搅拌_。3.氯化亚铜(CuCl)为白色晶体,微溶于水,能溶于氨水、浓盐酸,并生成配合物,不
24、溶于硫酸、稀硝酸和醇,在工业上应用广泛。工业上制取氯化亚铜的工艺流程如下:实验药品:铜丝20 g、氯化铵20 g、65%硝酸10 mL、36%盐酸15 mL、水。(1)反应的化学方程式为_,用95%乙醇代替蒸馏水洗涤的主要目的是_ (写出一条即可)。解析注意反应的反应物和生成物,即可确定该反应的化学方程式为NH4CuCl2= CuClNH4Cl。用95%乙醇代替蒸馏水洗涤的主要目的是洗去晶体表面的杂质离子及水分,减小CuCl的溶解损失,同时可以加快固体的干燥。(2)工业化生产时,95%乙醇可通过_的方法回收并循环利用,而NH4Cl、_ (填化学式)可直接循环利用。 解析 将乙醇与水分离的操作是
25、蒸馏,根据残液浓缩后的补充物质可知,可直接循环利用的有NH4Cl和HNO3。(3)实验室用右图装置制备CuCl。实验时通入O2的速率不宜过大,为便于观察和控制产生O2的速率,最宜选择下列装置中的_(填字母)。实验开始时,温度计显示反应液温度低于室温,主要原因是_。电炉加热升温至50 时停止加热,反应快速进行,烧瓶上方气体颜色逐渐由无色变为红棕色,从环保角度考虑,当_时才能停止通入氧气;待冷却至室温后,再打开瓶塞,沿_(填字母)口倾出棕色反应液于1 000 mL大烧杯中,加水500 mL,即有大量白色沉淀析出。解析 在题给三个装置中,能观察到产生O2速率的只有B。实验开始时,温度计显示反应液温度
26、低于室温的主要原因是氯化铵溶于水时吸热,造成反应液温度降低。为使反应产生的氮氧化物完全转化为硝酸,消除氮氧化物对环境的影响,因此需到烧瓶上方红棕色气体逐渐变为无色时才能停止通入氧气。将三颈瓶中液体倒出时利用左口或右口,即从a口或c口倾出棕色反应液。答案B氯化铵溶于水吸收大量热,造成反应液温度降低烧瓶上方红棕色气体逐渐变为无色a(或c) 4.明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矾石的组成和明矾相似,此外还含有氧化铝和少量的氧化铁杂质。具体实验流程如下:请回答下列问题:(1)操作1所用到的玻璃仪器的名称是_。解析操作1是过滤,过滤操作所需要的玻璃仪器为玻璃棒、烧杯和漏斗。(2)由溶液3制取氢氧
27、化铝的离子方程式为_。解析 经氨水浸泡,过滤得到固体氢氧化铝和少量氧化铁固体,再加入试剂1氢氧化钠溶液并过滤,得到溶液3偏铝酸钠溶液,最后通入CO2得到氢氧化铝。(3)明矾石焙烧时产生SO2,请你写出能验证SO2具有还原性且实验现象明显的化学方程式:_。 解析 检验SO2的还原性方法较多,可以用氯水、溴水或酸性高锰酸钾溶液来检验SO2具有还原性。(4)请你写出验证溶液1中有NH4+ 的实验过程:_。(5)实验室用Fe2O3与CO反应来制取单质Fe。请按气流由左到右的方向连接下列各装置,顺序为A_。检查装置A气密性的方法是_。在点燃B处的酒精灯前,应进行的操作是_。装置C的作用是_。解析 先用N
28、aOH溶液除去CO中的CO2杂质,再通过碱石灰吸收水蒸气,再通过B中红热的氧化铁,再通过NaOH溶液洗气除去反应产生的CO2,最后点燃未反应的CO。答案EBCD将导气管插入水槽中,关闭弹簧夹a和活塞b,微热圆底烧瓶,导管口有气泡产生,撤去热源,导管中形成一段稳定的水柱检查CO的纯度除去CO中的CO2,有利于点燃CO5. 工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:完成下列填空:(1)粗盐水中加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂),写出A、B的化学式:A_Ca(OH)2或CaO_,B_Na2CO3_。(2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为取样、_、沉淀、_、_、冷却结晶、_、烘干。(3)工业生产纯
29、碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是_。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是_。(4)碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是_ (填写化学式),检验这一成分的阴离子的具体方法是_。(5)氨碱法流程中氨是循环使用的,为此,滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水时所发生的反应的离子方程式为_。热点四有机物的制备与基本操作的融合方法点拨1.温度计水银球的位置:若要控制反应温度,应插入反应液中,若要选择收集某温度下的馏分,则应放在支管口附近。2.冷凝管的选择:球形冷凝管只能用于冷凝回流,直形冷凝管既能用于冷凝回流,又能用于冷凝收集馏分。3.冷凝管的进出水方向,下进上出。4.加热方法的选择(1)酒精灯加热。酒精灯的
30、火焰温度一般在400500 ,所以需要温度不太高的实验都可用酒精灯加热。(2)水浴加热。水浴加热的温度不超过100 。5.防暴沸:加碎瓷片,防止溶液暴沸,若开始忘加沸石,需冷却后补加。 解法探究1.苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料,某研究性学习小组的同学拟用下列装置制取高纯度的苯甲酸甲酯。有关数据如表所示:熔点/沸点/密度/gcm3水溶性苯甲酸122.42491.27微溶甲醇9764.30.79互溶苯甲酸甲酯12.3199.61.09不溶请回答下列问题:(1)在烧瓶中混合有机物及浓硫酸的方法是_,在实际实验中,甲醇、苯甲酸的物质的量之比远大于理论上物质的量之比,目的是_。装置C中除加入甲醇、苯甲
31、酸与浓硫酸外还需要加入_。解析混合试剂的过程中,固体试剂通常是最先放入相应的容器中,当涉及浓硫酸与液体有机物的混合时,应将浓硫酸缓慢加入到液体有机物中。因苯甲酸在常温下是固体,浓硫酸的密度又比甲醇的大,故应先将苯甲酸放入烧瓶中,再加入甲醇,最后向烧瓶中加入浓硫酸。为防止暴沸,还需要加沸石或碎瓷片。甲醇过量,可提高苯甲酸的利用率。答案先将一定量的苯甲酸放入烧瓶中,然后再加入甲醇,最后边振荡边缓慢加入一定量的浓硫酸提高苯甲酸的利用率沸石(或碎瓷片)(2)C装置上部的冷凝管的主要作用是_,冷却剂在冷凝管中的流动方向是_。 解析 甲醇沸点较低,易汽化,C中冷凝管的作用是冷凝回流,避免造成试剂的损失,其
32、中冷却剂应从d口进入、c口流出。(3)制备和提纯苯甲酸甲酯的操作先后顺序为_(填装置字母代号)。(4)A中Na2CO3的作用是_;D装置的作用是_;当C装置中温度计显示_时可收集苯甲酸甲酯。解析 反应完成后,取下冷凝管,向蒸馏烧瓶中加入水使反应液冷却,然后转移到分液漏斗中进行萃取(主要是除去甲醇)、分液,有机层密度较大,分液时进入锥形瓶中,其中没有反应完的苯甲酸与Na2CO3反应,没有反应完的Na2CO3再通过过滤的方法(利用D装置)除去,最后通过蒸馏的方法得到苯甲酸甲酯,蒸馏时温度达到苯甲酸甲酯的沸点时即可开始收集。2.在梨、香蕉等水果中存在着乙酸正丁酯。实验室制备乙酸正丁酯的反应、装置示意
33、图和有关数据如下:水中溶解性密度(gcm3)沸点相对分子质量乙酸溶于水1.049211860正丁醇微溶于水0.8098117.774乙酸正丁酯微溶于水0.8824126.5116实验步骤:.乙酸正丁酯的制备在A中加入7.4 g正丁醇、6.0 g乙酸,再加入数滴浓硫酸,摇匀,放入12颗沸石。按图安装带分水器的回流反应装置,并在分水器中预先加入水,使水面略低于分水器的支管口,通入冷凝水,缓慢加热A。在反应过程中,通过分水器下部的旋塞分出生成的水,保持分水器中水层液面的高度不变,使油层尽量回到圆底烧瓶中。反应达到终点后,停止加热,记录分出水的体积。.产品的精制把分水器中的酯层和A中反应液倒入分液漏斗
34、中,分别用少量水、饱和碳酸钠溶液和水洗涤,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体,静置后过滤,将产物常压蒸馏,收集124126 的馏分,得到5.8 g产品。请回答下列问题:(1)冷水应从冷凝管的_ (填“a”或“b”)口通入。解析冷凝管从下管口进水,上管口出水,使水充满冷凝管,提高冷凝效果。(2)产品的精制过程中,第一次水洗的目的是_,第二次水洗的目的是_,洗涤完成后将有机层从分液漏斗的_ (填“上口”或“下口”)转移到锥形瓶中。 解析 由于反应可逆,硫酸作催化剂,产品中有乙酸、硫酸残留,第一次水洗除去大部分乙酸、硫酸;第二次水洗除去未反应的Na2CO3和生成的钠盐;酯的密度小于水,在水的上层,从分
35、液漏斗的上口倒出乙酸正丁酯。(3)本实验提高产品产率的方法是_。解析 根据化学平衡移动原理,分离出生成物能促进平衡正向移动,提高产率。(4)判断反应终点的依据是_。解析 乙酸和正丁醇发生酯化反应生成乙酸正丁酯和水,分离器中的水层会不断上升,当分离器中的水面高度保持不变时,表明该酯化反应已经完成。(5)该实验过程中,生成乙酸正丁酯的产率是_。 解析 理论上生成乙酸正丁酯11.6 g,则产率为5.8 g11.6 g100%50%。3.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/(gcm3)沸点/水中溶解性异戊醇880.8123131微溶乙酸601.0492118溶乙酸异戊酯1300.8670142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_