2025届高考化学一轮总复习真题演练第11章化学综合实验第55讲物质制备型综合实验

第55讲物质制备型综合试验1．(2024·高考新课标卷)试验室由安眠香制备二苯乙二酮的反应式如下：相关信息列表如下：物质性状熔点/℃沸点/℃溶解性安眠香白色固体133344难溶于冷水，溶于热水、乙醇、乙酸二苯乙二酮淡黄色固体95347不溶于水，溶于乙醇、苯、乙酸冰乙酸无色液体17118与水、乙醇互溶装置示意图如右图所示，试验步骤如下：①在圆底烧瓶中加入10mL冰乙酸、5mL水及9.0gFeCl3·6H2O，边搅拌边加热，至固体全部溶解。②停止加热，待沸腾安静后加入2.0g安眠香，加热回流45～60min。③加入50mL水，煮沸后冷却，有黄色固体析出。④过滤，并用冷水洗涤固体3次，得到粗品。⑤粗品用75%的乙醇重结晶，干燥后得淡黄色结晶1.6g。回答下列问题：(1)仪器A中应加入________(填“水”或“油”)作为热传导介质。(2)仪器B的名称是____________；冷却水应从________(填“a”或“b”)口通入。(3)试验步骤②中，安眠香必需待沸腾安静后方可加入，其主要目的是________________________________________________________________。(4)在本试验中，FeCl3为氧化剂且过量，其还原产物为________。某同学尝试改进本试验：接受催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮。该方案是否可行？简述推断理由：___________________________________。(5)本试验步骤①～③在乙酸体系中进行，乙酸除作溶剂外，另一主要作用是防止_________________________________________________________。(6)若粗品中混有少量未氧化的安眠香，可用少量____________洗涤的方法除去(填标号)。若要得到更高纯度的产品，可用重结晶的方法进一步提纯。a．热水b．乙酸c．冷水d．乙醇(7)本试验的产率最接近于_____________________________(填标号)。a．85%b．80%c．75%d．70%解析：(1)水浴加热的温度范围为0～100℃，油浴加热的温度范围为100～260℃，安眠香的熔点为133℃，故接受油浴加热。(2)仪器B的名称为球形冷凝管，冷却水应从下口进上口出。(3)在液体沸腾时加入固体会引起暴沸，由安眠香熔点可知其室温下为固体，故待沸腾安静后加入安眠香的目的是防止沸腾时加入安眠香固体引起暴沸。(4)FeCl3作为氧化剂，安眠香和FeCl3反应生成二苯乙二酮，FeCl3被还原为FeCl2。(5)FeCl3易水解，乙酸还可以防止Fe3＋水解。(6)安眠香难溶于冷水，溶于热水、乙醇、乙酸，二苯乙二酮不溶于水，溶于乙醇、苯、乙酸，因此粗品中少量的安眠香可用少量热水洗涤的方法除去。(7)该试验的理论产量为2.0g×eq\f(210,212)≈2g，实际产量是1.6g，因此本试验的产率为eq\f(1.6g,2g)×100%＝80%。答案：(1)油(2)球形冷凝管a(3)防止沸腾时加入安眠香固体引起暴沸(4)FeCl2可行，空气中的氧气可将生成的FeCl2氧化为FeCl3接着参与反应(5)FeCl3水解(6)a(7)b2．(2024·新高考山东卷)试验室利用FeCl2·4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2的装置如下图所示(加热及夹持装置略)。已知SOCl2沸点为76℃，遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题。(1)试验起先时先通N2，一段时间后，再加热装置________(填“a”或“b”)。装置b内发生反应的化学方程式为__________________________________。装置c、d共同起到的作用是________________________________________。(2)现有含少量杂质的FeCl2·nH2O，为测定n值进行了如下试验。试验Ⅰ：称取m1g样品，用足量稀硫酸溶解后，用cmol·L－1K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2＋达终点时消耗VmL(滴定过程中Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))转化为Cr3＋，Cl－不反应)。试验Ⅱ：另取m1g样品，利用上述装置与足量SOCl2反应后，样品质量变为m2g。n＝________________；下列状况会导致n的测量值偏小的是________(填字母)。A．样品中含少量FeO杂质B．样品与SOCl2反应时失水不充分C．试验Ⅰ中，称重后样品发生了潮解D．滴定达终点时发觉滴定管尖嘴内有气泡生成(3)用上述装置，依据反应TiO2＋CCl4eq\o(=,\s\up7(△))TiCl4＋CO2制备TiCl4。已知TiCl4与CCl4分子结构相像，与CCl4互溶，但极易水解。选择合适的仪器并组装蒸馏装置对TiCl4、CCl4的混合物进行蒸馏提纯(加热及夹持装置略)，安装依次为①⑨⑧________(填序号)，先蒸馏出的物质为________。解析：SOCl2与H2O反应生成两种酸性气体，FeCl2·4H2O与SOCl2制备无水FeCl2的反应原理为SOCl2吸取FeCl2·4H2O受热失去的结晶水生成SO2和HCl，HCl可抑制FeCl2的水解，从而制得无水FeCl2。(1)试验起先时先通N2，排尽装置内的空气，一段时间后，先加热装置a，使产生的SOCl2气体充溢装置b后再加热装置b，装置b中发生反应的化学方程式为FeCl2·4H2O＋4SOCl2eq\o(=,\s\up7(△))FeCl2＋4SO2↑＋8HCl↑，装置c、d共同起到的作用是冷凝回流SOCl2。(2)滴定过程中Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))将Fe2＋氧化成Fe3＋，自身被还原成Cr3＋，反应的离子方程式为6Fe2＋＋Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，m1g样品中n(FeCl2)＝6n(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))＝6cV×10－3mol；m1g样品中结晶水的质量为(m1－m2)g，结晶水的物质的量为eq\f(m1－m2,18)mol；n(FeCl2)∶n(H2O)＝1∶n＝(6cV×10－3mol)∶eq\f(m1－m2,18)mol，解得n＝eq\f(1000(m1－m2),108cV)。A．样品中含少量FeO杂质，FeO溶于稀硫酸后生成Fe2＋，由于FeO的摩尔质量小于FeCl2·nH2O的摩尔质量，导致消耗K2Cr2O7溶液的体积V偏大，使n的测量值偏小，A项符合题意；B．样品与SOCl2反应时失水不充分，导致m2偏大，使n的测量值偏小，B项符合题意；C．试验Ⅰ称重后，样品发生了潮解，样品的质量不变，消耗K2Cr2O7溶液的体积V不变，n的测量值不变，C项不符合题意；D．滴定达终点时发觉滴定管尖嘴内有气泡生成，导致读取K2Cr2O7溶液的体积V偏小，使n的测量值偏大，D项不符合题意。(3)对TiCl4、CCl4的混合物进行蒸馏提纯，按由下而上、从左到右的依次组装蒸馏装置，安装依次为①⑨⑧，然后连接冷凝管，蒸馏装置中应选择直形冷凝管⑥，接着连接尾接管⑩，TiCl4极易水解，为防止外界水蒸气进入，用③接收，然后连接球形干燥管⑤，故安装依次为①⑨⑧⑥⑩③⑤；由于TiCl4、CCl4分子结构相像，TiCl4的相对分子质量大于CCl4的相对分子