高考化学总复习第九单元化学实验 第3讲 物质的制备实验

第3讲物质的制备实验

复习目标

1.掌握常见物质的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法

等)。2.根据化学实验目的和要求，能做到正确选用实验装置。3.掌握控制实验条

件的方法等。

考点一无机物的制备

基础自主夯实

I.物质制备原则

三厂选择最佳反应途径

大

原一选择最佳原料

则

一选择适宜操作方法

2.物质制备流程

气体

发生

装置

3.气体发生装置

(1)设计原则：根据制备原理(化学方程式)、反应物状态和反应所需条件、制

取气体的量等因素来设计反应装置。

(2)气体发生装置的基本类型

可用来制取

制取装置反应原理（写出离子或化学方程式）

的气体

MnO

^2KCK）^=22KCI+

O233at

⅛∣≈

■画2NH4Q+Ca（OH）=Caeb+2NI¾t+

NH3

2氏0

固+回

画Mno2+4HCl（浓）=^=MnCl2+Cb↑+

Cl2

ZHO

hI2

r∙

L-HClNaCI+H2SO4（浓）=^=画NaHSO4+HClT

固+液一^一气

ɪ

■画2H++Zn=HzT+ZP

H2

布般

∈板

CaCO+2HC1=国CaCI2+CO2t+H2O

1（块状）+CO23

夜一＞气

丽2H2θ2丝吟2七0+。2t

O2

Zn+H2SO4-R⅞nSO4+H2T

H2

9CO画CaCo3+2HCl=CaCb+H2O+CCht

i2

（浓）

NH3NH3∙H2OΓ⅛H3t+H2O

2KMnO4+16HC1（浓）=Γ∏⅛Cl+2MnC12+

固+液一＞气

Cl2

8H2O+5Cbt

Γ⅛a2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SCht

SO2

4∙气体净化装置

(1)基本类型

1

装置示S

.蓊,⅛⅛j

意图

①洗气②固体除杂

③固体除杂④冷凝除杂

杂质气体被冷却后变

适用范试剂与杂质气体反应，与主要气体不反应；装置③用固

为液体，主要气体不变

围体吸收还原性或氧化性杂质气体

为液体

(2)吸收剂的选择

选择吸收剂应根据被提纯气体的性质和杂质的性质而确定，一般情况如下:

①易溶于水的气体杂质可用水来吸收；

②酸性杂质可用碱性物质吸收；

③碱性杂质可用酸性物质吸收；

④水为杂质时，可用干燥剂来吸收；

⑤能与杂质发生反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。

5.尾气处理装置的选择

(Da装置用于吸收溶解或反应速率不是很快的气体。

(2)b装置用于收集少量气体。

(3)csd装置用于吸收极易溶且溶解很快的气体，如HC1、HBrsNH3^;其

中d装置吸收量少。

(4)e装置用于处理难以吸收的可燃性气体，如H2、CO等。

课堂精讲答疑

1.涉气类制备实验的先后顺序

(1)装配仪器时：先下后上，先左后右。

⑵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。

⑸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。

2.实验条件的控制

(1)排气方法

为了防止空气中的成分氧气、CO2、水蒸气干扰实验，常用其他稳定的气体(如

氮气)排尽装置中的空气；有时也可充分利用反应产物气体(如氨气、氯气、二氧

化硫)等排尽装置中的空气。

(2)控制气体的流速及用量

Λ≈=→N2.凡混合气/玻璃管

浓硫酸

图1图2

①用分液漏斗控制液体滴加的速度和用量。

②观察气泡，控制气流速度，如图1,可观察气泡得到N2、H2的体积比约为

1:2的混合气。

③用长玻璃管平衡气压，如图2,防堵塞。

（3）压送液体

根据装置的密封性，让反应生成气体或消耗气体，产生压强差，将液体压入

或倒流入另一反应容器。

（4）温度控制

①控制低温的目的：减少某些反应物或产品分解，如H2O2SNH4HCO3^;

减少某些反应物或产品挥发，如盐酸、氨水等；防止某些物质水解，避免副反应

发生等。

②采取加热的目的：加快反应速率或使平衡移动，加速溶解等。

③常考温度控制方式

a.水浴加热：均匀加热，反应温度在IOOe以下。

b.油浴加热：均匀加热，反应温度100〜260℃o

c.冰水冷却：使某物质液化、降低产物的溶解度；减少其他副反应，提高产

品纯度等。

题组I凡固提升

1.（2022.湖北高考）高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸（熔点为42℃,易吸

潮）可通过市售85%磷酸溶液减压蒸储除水、结晶除杂得到，纯化过程需要严格控

制温度和水分，温度低于21℃易形成2H3PO4∙H2O（熔点为30℃）,高于100℃

则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验装置如

下（夹持装置略）：

回答下列问题:

(I)A的名称是______________oB的进水口为(填“a”或"b”)。

(2)P2O5的作用是o

(3)空气流入毛细管的主要作用是防止_______________________,还具有搅

拌和加速水逸出的作用。

(4)升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是o

(5)磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向过饱和溶液中加入

促进其结晶。

(6)过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为(填

标号)。

A.<20℃B.30〜35℃

C.42~100℃

(7)磷酸中少量的水极难除去的原因是o

答案(1)圆底烧瓶b(2)干燥气体

(3)溶液沿毛细管上升

(4)使溶液受热均匀；防止分子间脱水生成焦磷酸等

(5)磷酸晶体(6)B

(7)磷酸可与水分子间形成氢键

解析空气通过氯化钙除水，经过安全瓶后通过浓硫酸除水，然后通过五氧

化二磷，干燥的空气流入毛细管对烧瓶中的溶液进行搅拌，同时还具有加速水逸

出和防止溶液沿毛细管上升的作用，将85%磷酸溶液进行减压蒸储除水、结晶除

杂得到纯磷酸。

(6)纯磷酸纯化过程中，温度低于21C易形成2H3PO4∙H2O(熔点为30℃),

高于IOO℃则发生分子间脱水生成焦磷酸，纯磷酸的熔点为42℃,因此过滤磷

o

酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为30〜35Co

2.(2022・湖南高考)某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2∙2H2O,并用重

量法测定产品中BaCl2∙2H2O的含量。设计了如下实验方案：

可选用试剂：NaCl晶体、BaS溶液、浓H2SO4、稀H2SO4、CUSo4溶液、蒸

福水。

步骤1.BaCl2∙2H2O的制备

按如图所示装置进行实验，得到BaCl2溶液，经一系列步骤获得BaCI2∙2H2O

产品。

步骤2.产品中BaCl2-2H2O的含量测定

①称取产品0∙5000g,用IoOmL水溶解，酸化，加热至近沸；

②在不断搅拌下，向①所得溶液逐滴加入热的0.100mol[TH2SO4溶液；

③沉淀完全后，60°C水浴40分钟，经过滤、洗涤、烘干等步骤，称量白色

固体，质量为0.4660g。

回答下列问题：

(1)I是制取气体的装置，在试剂a过量并微热时，发生主要反应

的化学方程式为O

(2)11中b仪器的作用是；IIl中的试剂应选用O

(3)在沉淀过程中，某同学在加入一定量热的H2SO4溶液后，认为沉淀已经完

全,判断沉淀已完全的方法是O

(4)沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液，原因是_____________________O

(5)在过滤操作中，下列仪器不需要用到的是(填名称)。

TΔIo

(6)产品中BaCl2-2H2O的质量分数为(保留三位有效数字)。

答案(I)HClH2SO4(浓)+NaCl^^NaHSCU+HClf

(2)防止倒吸CUSO4溶液

(3)静置，取上层清液于一洁净试管中，继续滴加硫酸溶液，无白色沉淀生成,

则已沉淀完全

(4)使钢离子沉淀完全

(5)锥形瓶(6)97.6%

解析装置I中浓硫酸和氯化钠晶体共热制备HCl,装置Il中氯化氢与BaS

溶液反应制备BaCI2∙2HzO,装置HI中硫酸铜溶液用于吸收生成的H2S,防止污

染空气。

O4660ɑ

由题意可知，硫酸钢的物质的量为：依据钢原子

(6)―zɔɔag“∙moι3=°∙0°2mol,

守恒知产品中BaCl2∙2H2O的物质的量为0.002mol,质量为0.002mol×244g∙mol

■'=0∙488g,质量分数为卷需XloO%=97.6%。

微专题有关沉淀的洗涤操作与规范解答

0重点讲解

1.洗涤沉淀的目的

⑴若滤渣是所需的物质，洗涤的目的是除去其表面的可溶性杂质，得到更纯

净的沉淀物。

(2)若滤液是所需的物质，洗涤的目的是洗涤过滤所得到的滤渣，把有用的物

质如目标产物尽可能洗出来。

2.常用洗涤剂

(1)蒸播水：主要适用于除去沉淀吸附的可溶性杂质。

(2)冷水：除去沉淀表面的可溶性杂质，降低沉淀在水中的溶解度而减少沉淀

损失。

(3)沉淀的饱和溶液：减小沉淀的溶解。

(4)有机溶剂(酒精、乙醛等)：适用于易溶于水的固体，既减少了固体溶解，

又利用有机溶剂的挥发性，除去固体表面的水分，产品易干燥。

3.三套答题模板

(1)检验沉淀是否完全的答题模板

静置，取上层清液T加沉淀剂T有无沉淀一结论

(2)沉淀洗涤的答题模板

注洗涤液(沿玻璃棒向漏斗中注入洗涤液)一标准(使洗涤液完全浸没沉淀或晶

体)τ重复(待洗涤液流尽后，重复操作2〜3次)

(3)检验沉淀是否洗净的答题模板

取样(取少量最后一次洗涤液于一洁净的试管中)一加试剂［加入XX试剂(必要

时加热，如检验NHi)］一现象(不产生XX沉淀、溶液不变X义色或不产生XX气体)

一结论(说明沉淀已经洗涤干净)

专题精练

1.氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌

［含有Fe(II)、Mn(II)sNi(II)等杂质］的流程如下:

„,、稀硫酸,,.ɪ调PH约为5

.业n-φ―*4ka一l液适量高镒酸钾溶液②

过渡》5Zn过渡一入Na2CO3过滤煨烧

-一＞滤液)*-A滤液滤饼K"

④⑤

ZnO

提示：在本实验条件下，Ni(H)不能被氧化；高镒酸钾的还原产物是MnO2。

回答下列问题：

反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是

答案取少量最后一次洗涤液于试管中，滴入1~2滴稀硝酸，再滴入硝酸钢

溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净

2.食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。粗食盐常含有少量K+、

Ca2∖Mg2∖Fe3+.SOt等杂质离子，实验室提纯NaCI的流程如下：

水

糊

状

物

纯Naa

提供的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、Bael2溶液、

Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳。选择最好的试剂洗涤除去NaCI晶体表面附

带的少量KCl,洗涤的操作为_____________________________________________

答案沿玻璃棒向漏斗中注入75%乙醇，使溶液完全浸没NaCI晶体，待溶

液流尽后，重复操作2〜3次

3.（2022∙杭州高三年级检测）废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于

保护环境。实验室利用废旧黄铜（Cu、Zn合金，含少量杂质Fe）制备阿司匹林铜

sxc

「（、（r‹j∏0°）-

u4/J。。CCH3「及副产物Zn0。制备流程图如下：

废

NaOH阿

旧

溶液操作司

黄

Il匹

铜溶液

林

铜

已知阿司匹林铜的消炎作用比阿司匹林强，它为亮蓝色结晶粉末，不溶于水、

C（X）H

OOeCH0和

Cu2+oα

操作∏,选出获取阿司匹林铜过程中合理的操作并排序O

①依次用蒸僧水、乙醇各洗涤2〜3次②依次用乙醇、蒸储水各洗涤2〜3

次③小火烘干④自然晾干⑤蒸发浓缩、冷却结晶⑥蒸发结晶⑦过滤

答案⑦①④

4.（2022.辽宁省大连市高三期末模拟）制备M（CU2SO3∙CuSO3∙2七0）实验装

置如下图所示：

（1）实验室用70%硫酸与亚硫酸钠粉末在常温下制备SO2o上图A处的气体发

生装置可从下图装置中选择，最合适的是________（填字母）。

(2)装置D中的试剂是.

(3)实验完毕冷却至室温后，从锥形瓶中分离产品的操作包括：、水

洗、乙醇洗、常温干燥，得产品Cu2SO3∙CuS03•2氏0。检验产品已水洗完全的

操作是o

答案(Da

(2)NaOH溶液(其他合理答案也可)

(3)过滤取最后一次洗涤液少许于试管中，加入盐酸酸化的BaCI2溶液，若

无沉淀生成，则产品已水洗完全(也可检验最后一次洗涤液中的H+)

考点二有机物的制备

课堂

一、有机物制备实验中的常用操作

1.加热：酒精灯的火焰温度一般在400〜500°C,乙酸乙酯的制取、石油的

分僧等实验选用酒精灯加热，若温度要求更高，可选用酒精喷灯或电炉加热。除

上述加热方式外还可以根据加热的温度要求选择水浴、油浴、沙浴加热。

2.冷凝回流

有机物易挥发，因此在反应中通常采用冷凝回流装置，以减少有机物的挥发,

提高原料的利用率和产物的产率。如图1、图3中的冷凝管，图2中的长玻璃管

B的作用都是冷凝回流。

A

图3澳苯制取

3.防暴沸：加沸石（碎瓷片），防止溶液暴沸，若开始忘加沸石（碎瓷片），需

停止加热冷却后补加。

二、提纯有机物的常用流程

制取的有机物中常含有一定量的杂质（无机物与有机物），提纯时可根据杂质

与制得的有机物性质的差异设计实验进行分离提纯，常用的提纯流程如下：

水洗T除去水溶性杂质（如酸等）

τ

碱洗或,除去在水中溶解件小（如归）或残留的水溶性

盐洗-杂质

水洗T除去前一步引人的碱（或盐）

t⅛H⅞⅜⅛7''I⅞J⅜L⅛'

蒸溜利用有机物的沸点不同,除去产品中混有的不

溶于水的仃机物杂质

例如：精制漠苯（含Br2、HBisFeBr3SA杂质）的工艺流程:

水洗一MOH溶液碱洗―水洗→干燥-→蒸制

除去FeB门、除去Br?除去前一除水除去

HBr等水溶步引入的/二

性杂质NaOHLJ

题组I凡固提升

1.1,2-二氯乙烷是一种广泛使用的有机溶剂、黏合剂，其沸点为83.5°C,

0

熔点为-35Co如图为实验室中制备1,2-二氯乙烷的装置，加热和夹持装置已

略去。装置A中无水乙醇的密度约为0∙8g∙mLT,该反应需要控制在170°C左右

进行。

(1)装置A中还缺少的一种必需实验仪器是,使用冷凝管的目的是

。装置A

中发生的主要反应的化学方程式为O

(2)装置B中插入玻璃管的作用是o

(3)实验时若温度控制不好，A中三颈烧瓶内会产生某种刺激性气味的气体，

为吸收该气体在装置B中应加入的最佳试剂为(填字母序号)。

A.高镒酸钾溶液B.浓硫酸

C.氢氧化钠溶液D.饱和碳酸氢钠溶液

为检验该气体已完全除去，C中盛放的试剂为(填试剂名称)。

(4)D中a、c两个导气管进入仪器中的长度不同，其优点是______________o

从绿色化学角度考虑，对导气管b的进一步处理方法是____________________o

(5)实验结束后收集得到αg1,2-二氯乙烷，则乙醇的利用率为o

答案(1)温度计导出生成的乙烯气体；使乙醇冷凝回流，提高原料的利用

率C2H5OH苗T>CH2=CH2↑+H2O

(2)平衡气压，防倒吸并监控实验过程中导管是否堵塞

（3）C品红溶液（答案合理即可）

（4）有利于CI2、C2H4充分混合反应将导气管b逸出的Cl2通入到NaOH溶

液中，防止尾气污染环境（答案合理即可）

解析由实验目的及装置图知，装置A用于乙醇和浓硫酸加热制乙烯，装置

B中盛装NaoH溶液，用于除去乙烯中可能混有的CO2、SO2,装置C用于检验

SCh是否除尽，可盛装品红溶液，装置D中乙烯与由装置E提供的氯气发生加成

反应生成1,2-二氯乙烷（CH2CICH2CI）。

（4）由于乙烯和氯气的密度不同，其中氯气的密度较大，乙烯的密度较小，则

D中Cb用较短导气管c,C2H4用较长导气管a,更有利于Cb和C2H4充分混合反

应；因氯气有毒，为防止污染环境，可将从导气管b逸出的CL通入到NaOH溶

液中进行吸收。

（5）αg1,2-二氯乙烷的物质的量为99L=Imol,由C2H5OH-

CH2=CH2-CH2CICH2CI,可知参加反应的乙醇的物质的量为含mol,则乙醇的

l

^mol×46g∙moΓ2300fl

利用率为20mLX0.8g∙mL-∣X10°%;792%0

COCl

α

2.（2022.大连市高三双基测试）邻乙酰水杨酰氯（（）（）（'（'%）是制备贝诺酯

（一种非苗体抗风湿解热镇痛药）的中间产物。实验室制备邻乙酰水杨酰氯的装置

如图所示:

无水CaCh

MiOH溶液

COOH

步骤1:取18.0g阿司匹林(()()CCH)置于三颈烧瓶中，加入2〜3滴

DMF；

步骤2:向三颈烧瓶中滴加氯化亚飒(SoCl2)；

步骤3:70℃下充分反应后，除去过量的SOCl2,经一系列操作即可得到邻

乙酰水杨酰氯。

COOHCOCl

已知：①反应原理为()()CCH.；+SOClOOCCH3+SO2↑+

HC1↑

②有关物质的沸点如下表所示:

物质阿司匹林邻乙酰水杨酰氯

SOCl2

沸点/℃79321107—110

③氯化亚飒和邻乙酰水杨酰氯均易水解。

回答下列问题：

(1)仪器M的名称是_____________,在本实验中使用它的原因是

(2)三颈烧瓶宜采用水浴加热，该加热方式的优点是

(3)实验中选用球形冷凝管而不选用直形冷凝管的原因是

________________________________________________________；干燥管中的无水

CaCl2若更换为试剂，则可省去尾气吸收装置。

(4)反应物SOCl2的结构式是o

(5)阿司匹林的沸点高于邻乙酰水杨酰氯的原因可能是o

(6)反应温度适宜选取70℃的原因是；除去过量SoCI2

宜采用方法。

答案(1)恒压滴液漏斗平衡气压，使液体能够顺利流下；防止氯化亚碉接

触到空气中的水蒸气发生水解

(2)受热均匀，便于控制温度

(3)球形冷凝管与冷却水的接触面积大，冷却效率高，利于冷凝回流碱石灰

(或CaO或固体NaoH)

(4)SOC1C1

(5)阿司匹林分子间存在氢键

(6)温度较低，反应速率较慢；温度较高，S0Q2易挥发蒸储

E思维建模有机制备实验题的解题模板

分析制备流程

温

冷菅

凝

角

管

⅛.

常用实验装置接

⅛

收

灯

酒

器

八

.

①识别常见实验仪器：蒸僧烧瓶、三颈烧瓶、恒压滴液漏斗、直

形冷凝管(冷凝作用)、球形冷凝管(冷凝回流)；

②熟悉常见的用于干燥有机物的药品：无水氯化钙、无水硫酸镁、

无水硫酸钙、无水碳酸钾等；

关键点

③了解常见的制备装置：回流装置、滴加(蒸出)装置；

④了解有机反应的特点：副反应多。根据题目中的信息确定在该

条件下的主要副反应，以便明确主要杂质，了解分离、提纯的目

的

微专题物质的组成、产率、纯度计算

0重点讲解

1.定量测定的常用方法

(1)沉淀法

先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关

计算。

(2)测气体体积法

对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。

量气装置的设计：

下列装置中，A是常规的量气装置，B、CsD是改进后的量气装置。

BD

(3)测气体质量法

将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得

所吸收气体的质量，然后进行相关计算。

(4)滴定法

利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相

应数据后再进行相关计算。

(5)热重分析法

只要物质受热时发生质量变化，都可以用热重法来研究物质的组成。热重法

是在控制温度的条件下，测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线,

我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况等信

息。

2.定量实验数据的处理方法

(1)看数据是否符合测量仪器的精度特点，如用托盘天平测得质量的精度为

0.1g,若精度值超过了这个范围，说明所得数据是无效的。

(2)看数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要

舍去。

(3)看反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时

所得的数据，才能进行有效处理和应用。

(4)看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压

强一致的情况下得出的数据才能进行比较、运算。

(5)看数据测量过程是否规范、合理，错误和违反测量规则的数据需要舍去。

3.定量测定中的相关计算

(1)常用的计算公式

V

①〃=而〃=图n=cV(aq)；

…该物质的质量

②物质的质量分数(或纯度)=混合物的总质量xl。。％；

产品的实际产量…

③产品产率=产品的理论产量"

参加反应的原料量

④物质转化率

加入原料的总量

(2)常用的计算方法——关系式法

关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中，利用该法可以减少

不必要的中间运算过程，避免计算错误，并能迅速准确地获得结果。一步反应可

以直接找出反应物与目标产物的关系；在多步反应中，若第一步反应的产物，是

下一步反应的反应物，可以根据化学方程式将该物质作为“中介”，找出已知物质

和所求物质之间量的关系。

4.物质组成计算的常用方法

类型解题方法

物质含根据关系式法、得失电子守恒法、滴定法等，求出混合物中某一成分

量计算的量，再除以样品的总量，即可得出其含量

确定物

①根据题给信息，计算出有关物质的物质的量。②根据电荷守恒，确

质化学

定出未知离子的物质的量。③根据元素质量守恒，确定出结晶水的物

式的计

质的量。④各粒子的物质的量之比即为物质化学式的下标比

算

热重曲

①设晶体为1molo②失重一般是先失水，再失气态非金属氧化物。③

线计算

计算每步的，”余，加（Im瀛体质量）=固体残留率。④晶体中金属质

量不减少，仍在，”余中。⑤失重最后一般为金属氧化物，由元素质量守

恒得机（O）,由〃（金属）：〃（。）即可求出失重后物质的化学式

复杂的滴定可分为两类：

（1）连续滴定法：第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第二步

的滴定。根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的

多步滴量。

定计算⑵返滴定法：第一步用的滴定剂是过量的，第二步再用另一物质返滴

定过量的物质。根据第一步加入的量减去第二步中过量的量，即可得

出第一步所消耗的滴定剂的量，再结合关系式法可得所求物质的物质

的量

0专题精练

1.（2022.山东高考）实验室利用FeCl24a0和亚硫酰氯（SoCI2）制备无水FeCb

的装置如图所示（加热及夹持装置略）。已知SOCl2沸点为76°C,遇水极易反应生

成两种酸性气体。回答下列问题：

（1）实验开始先通N2。一段时间后，先加热装置________（填“a”或"b”）。装置

b内发生反应的化学方程式为o装置c、d

共同起到的作用是___________________o

⑵现有含少量杂质的FeCl2∙oH2O,为测定〃值进行如下实验：

实验I：称取如g样品，用足量稀硫酸溶解后，用CmOl∙L-∣K2Cr2O7标准

溶液滴定Fe?+达终点时消耗VmL（滴定过程中CnOV转化为Cr3+,CI-不反应）。

实验II：另取如g样品，利用上述装置与足量SoCl2反应后，固体质量为

m2go

则〃=；下列情况会导致〃测量值偏小的是_______（填标号）。

A.样品中含少量FeO杂质

B.样品与SOeI2反应时失水不充分

C.实验I中，称重后样品发生了潮解

D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成

（3）用上述装置，根据反应TiO2+CCl4=2=TieLt+CO2制备TiCl4o已知TiCl4

与CC14分子结构相似，与CCL互溶，但极易水解。选择合适仪器并组装蒸储装

置对TiChsCCl4混合物进行蒸储提纯（加热及夹持装置略），安装顺序为①⑨⑧

（填序号），先储出的物质为

Δ

答案(l)aFeCl2-4H2O+4SOCl2(g)FeCl2+4SO2+8HC1冷凝回流

SOCl2

IOOO（〃2|-九2）

⑵108cV

⑶⑥⑩③⑤CCl4

解析FeCl2∙4H2O与SOCl2制备无水FeCl2的反应原理为SOCl2吸收

FeCI2∙4H2θ受热失去的结晶水生成SCh和HCl,HCI可抑制Feeb的水解，从而

制得无水FeCl2o

(2)滴定过程中Cnoy将Fe?+氧化成Fe3+,自身被还原成Cr3+,反应的离子

2+3

方程式为6Fe+Cr2O7-+14IΓ=6Fe3++2Cr++7H2O,则m∖g样品中Zz(FeCl2)

=6〃(Cr2。ν)=6CvXlO-3mol；加g样品中结晶水的质量为OnLm2)g,结晶水的

m∖-m2C

物质的量为—TQ—mol,"(FeCb)：77(H2O)=1：〃=(6cVX10一`mol)：

1O

(m∖—m2\1000(mɪ—m2)

解得〃=----布而----；A项，样品中含少量FeO杂质，溶于

稀硫酸后生成Fe2+,导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积V偏大，使〃的测量值偏小;

B项，样品与SOCl2反应时失水不充分，则加2偏大，使"的测量值偏小；C项，

实验I称重后，样品发生了潮解，Fe?+的质量不变，消耗的K2Cr2O7溶液的体积

V不变，使〃的测量值不变；D项，滴定达到终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生

成，导致读取的K2Cr2O7溶液的体积V偏小，使〃的测量值偏大。

(3)组装蒸僧装置对TiCl4、CCI4混合物进行蒸储提纯，按由下而上、从左到

右的顺序组装，安装顺序为①⑨⑧，然后连接冷凝管，蒸储装置中应选择直形冷

凝管⑥，接着连接尾接管⑩，TiCI4极易水解，为防止外界水蒸气进入，最后连接

③⑤，安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤；由于TiCl八CCI4分子结构相似，TiCLt的相

对分子质量大于CCL,TiCl4的范德华力较大，其沸点高于CC14,故先蒸出的物

质为CCl4O

2.三草酸合铁(HI)酸钾｛K3[Fe(C2O4)3]SH2O｝为亮绿色晶体，易溶于水而难溶

于乙醇等有机溶剂。某实验小组对三草酸合铁(IlI)酸钾的制备及纯度测定进行探

究。

(1)制备三草酸合铁(III)酸钾粗品

步骤I.向FeC2O4固体中加入饱和K2C2O4溶液，水浴加热，缓慢滴入足量

5%H2O2溶液，并不断搅拌，观察到有红褐色沉淀产生。

步骤∏∙将I中所得体系煮沸，并分批加入饱和H2C2O4溶液，红褐色沉淀溶

解，体系变为亮绿色透明溶液。

步骤IIL向∏中所得溶液中加入95%乙醇，经结晶、过滤、干燥制得粗品。

①步骤I中除产生红褐色沉淀外，还生成K3[Fe(C2O4)3],则该反应的化学方

程式为O

②步骤U中“煮沸”的目的为o

③步骤HI中加入乙醇的作用为。

(2)测定粗品纯度

步骤i.准确称取〃?g粗品，加硫酸酸化后，用cimol-L-'KMno4标准液滴

定至终点，消耗标准液体积为VlmL。

步骤ii∙向步骤i滴定后的溶液中加入适当过量的CU粉和适量稀H2SO4并振

荡，加热至沸腾，过滤除去过量CU粉；用稀H2SO4洗涤锥形瓶和沉淀，将洗涤

液与滤液合并，用CImol∙L-∣KMnCU标准液滴定至终点，消耗标准液体积为L

mLo

①步骤i中达到滴定终点的现象为o

②产品中七*©04)3卜3出0(已知跖=491)的质量分数为；步

骤i中达到滴定终点时仰视读取滴定管读数，测定结果(填“偏高”“偏低”

或“不变”)。

③步骤ii中，“洗涤锥形瓶和沉淀”的目的为o

答案⑴①6FeC2O4+3H2O2+6K2C2O4=^=4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3

②防止过量的H2O2氧化H2C2O4

③降低K3[Fe(C2O4)3]的溶解度，利于后续晶体析出

(2)①滴入最后半滴标准液时，溶液呈浅红色(粉红色、浅紫色均可)且半分钟

不褪色

2.455CIV2

X100%不变

③使Fe2+完全参加反应，减小实验误差

解析(2)①步骤i为滴定草酸根离子，达到滴定终点的现象为：滴入最后半

滴标准液时，溶液呈浅红色，且半分钟不褪色。

②步骤ii中加入足量铜粉，发生反应：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,用高镒

2++3+2+

酸钾标准液滴定，发生反应：5Fe+MnO^+8H=5Fe+Mn+4H2O,则

2+133

H(Fe)=Srt(MnOi)=Cimol∙L^×V2X10^L×5=5cι½×10^mol,根据铁元素

守恒，知〃?g粗品中三草酸合铁(In)酸钾的物质的量为5c"2XIO"mol,其质量

定终点时仰视读取滴定管读数，对步骤ii无影响，因此对测定结果无影响。

高考真题演练

1.(2022.全国乙卷节选)二草酸合铜(H)酸钾(K2[Cu(C2O4)2D可用于无机合成、

功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(∏)酸钾可采用如下步骤：

I.取已知浓度的CUSO4溶液，搅拌下滴加足量NaOH溶液，产生浅蓝色沉

淀。加热，沉淀转变成黑色，过滤。

IL向草酸(H2C2O4)溶液中加入适量K2CO3固体，制得KHC2O4⅛K2C2O4混

合溶液。

HL将∏的混合溶液加热至80〜85℃,加入I中的黑色沉淀。全部溶解后，

趁热过滤。

W∙将III的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜

(II)酸钾晶体，进行表征和分析。

回答下列问题：

⑴长期存放的CuSO4∙5H2O中，会出现少量白色固体，原因是

(2)1中的黑色沉淀是_________(写化学式)。

(3)∏中原料配比为W(H2C2O4)：H(K2CO3)=1.5：1,写出反应的化学方程式

(4)∏中，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，加入K2CO3应采取

________________的方法。

(5)ΠI中应采用进行加热。

⑹IV中“一系列操作"包括o

答案(I)CuSO4∙5H2O风化失去结晶水生成无水硫酸铜

(2)CuO

(3)3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑

(4)分批加入并搅拌

(5)水浴

(6)冷却结晶、过滤、洗涤

2.(2022.辽宁高考)H2O2作为绿色氧化剂应用广泛，氢醒法制备H2O2原理及

装置如下:

OOH

乙基懑酹cφcρoψo八乙基虐:醉

0OH

浓

硫

酸

已知：H2OsHX等杂质易使Ni催化剂中毒。回答下列问题:

(I)A中反应的离子方程式为<

(2)装置B应为(填序号)。

ɪ

;分泡和食盐水

③

(3)检查装置气密性并加入药品，所有活塞处于关闭状态。开始制备时，打开

活塞________控温45℃。一段时间后，仅保持活塞b打开，抽出残留气体。

随后关闭活塞b,打开活塞________继续反应一段时间。关闭电源和活塞，过

滤三颈烧瓶中混合物，加水萃取，分液，减压蒸储，得产品。

(4)装置F的作用为o

(5)反应过程中，控温45C的原因为o

(6)氢醒法制备H2O2总反应的化学方程式为o

⑺取2.50g产品，加蒸储水定容至IoOmL摇匀，取20.0OmL于锥形瓶中,

用0∙0500mol∙LT酸性KMno4标准溶液滴定。平行滴定三次，消耗标准溶液体积

分别为19.98mL、20.90mL、20.02mLo假设其他杂质不干扰结果，产品中H2O2

质量分数为

+2+

答案(I)Zn+2H=Zn+H2t

⑵③①

(3)a×bCsd

(4)防止外界水蒸气进入C中使催化剂中毒

(5)适当升温加快反应速率，同时防止温度过高H2O2分解

Ni

(6)H+O2-gH2O2

2乙基慈醍

(7)17%

解析从H2O2的制备原理图可知，反应分两步进行，第一步为H2在Ni催化

作用下与乙基意醒反应生成乙基葱醇，第二步为02与乙基葱醇反应生成H2O2和

乙基慈醒。启普发生器A为制取H2的装置，产生的H2中混有HCI和H2θ,需分

别除去后进入C中发生第一步反应。随后氧气源释放的氧气经D干燥后进入C

中发生反应生成H2O2和乙基葱醍，F中装有浓H2SO4,与C相连，防止外界水蒸

气进入C中，使催化剂Ni中毒。

+2+

⑺滴定反应的离子方程式为2MnOi+5H2O2+6H=2Mn+5O2t+

8H2O,可得关系式：2KMnθ4-5H202o三组数据中20.9OmL偏差较大，舍去,

故消耗酸性高镒酸钾标准溶液的平均体积为20.00mL,H2O2的质量分数W=

20×10^3L×0.0500mol∙LTX'X嘿g∙mol^1

-----------------------------------F--------------------------------------X100%=17%

2.50go

3.(2022•海南高考)磷酸氢二铁KNH4)2HPO4］常用于干粉灭火剂。某研究小组

用磷酸吸收氨气制备(NH4)2HP