专练28 制备实验综合题20题(解析版)

学而优·教有方PAGEPAGE12022年高考化学总复习高频考点必刷1000题（全国通用）专练28制备实验综合题20题一、无机制备型1．（福建省泉州市2020~2021学年度12模拟）氯仿（CHCl3）是无色透明液体，不溶于水和浓硫酸，溶于醇，沸点为61.2℃，工业品氯仿中常含有少量乙醇。某校同学设计实验制备少量氯仿。（1）甲组同学设计下列装置用干燥纯净的氯气制备实验原料漂白粉［已知：3Ca（ClO）2Ca（ClO3）2+2CaCl2△H＞0］。①各仪器接口连接顺序为______________________（气流由左至右，用小写字母表示）。②装置B中发生反应的离子方程式为____________________________________。③装置A用冰水冷却的目的是________________________________________。（2）乙组同学用甲组制得的漂白粉与乙醇溶液反应制备氯仿的实验装置如图。①装置I需控制温度约为70℃，适宜的加热方式是_______________，温度不宜过高，其目的是________________。②装置Ⅱ的名称是_____________________。③一定条件下，装置I中漂白粉先与乙醇溶液反应生成Cl2和Ca（OH）2，然后Cl2与CH3CH2OH反应生成CCl3CHO，CCl3CHO再与Ca（OH）2反应生成CHCl3和一种盐，CCl3CHO与Ca（OH）2反应的化学方程式为_________。（3）丙组同学用下列方法对乙组制得的粗产品进行提纯。已知浓硫酸能与乙醇混溶。步骤I：向粗产品中加入适量浓硫酸，搅拌至呈淡咖啡色，分液得有机层；步骤Ⅱ：用15%的Na2CO3溶液洗涤多次，分液得有机层；步骤Ⅲ：向有机层中加入少量无水CaCl2。步骤I中用浓硫酸洗涤的目的是________________；步骤Ⅱ中证明已洗涤干净的依据是_________________；步骤Ⅲ中加入少量无水CaCl2的目的是_________________________。【解析】（1）①用干燥纯净的氯气制取漂白粉，实验室常用MnO2与浓盐酸反应生成Cl2，即装置B制备氯气，氯气中含有HCl和水蒸气，常用饱和食盐水除去HCl，用浓硫酸吸收水蒸气，然后将氯气通入石灰乳中，因为氯气有毒，因此为防止污染环境，需要尾气处理，常用氢氧化钠溶液吸收，即连接顺序是c→h→g→e→f→a（b）→b（a）→d；②装置B发生反应离子方程式为MnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O；③3Ca（ClO）2Ca（ClO3）2+2CaCl2△H＞0，温度高，促使平衡向正反应方向进行，副产物Ca（ClO3）2物质的量增大，温度高，不利用氯气的溶解，因此用冰水冷却，其目的是减少副产物Ca（ClO3）2生成的量，并有利于氯气的吸收；（2）①漂白粉与乙醇溶液反应制备氯仿，乙醇易挥发，温度不能过高，否则造成乙醇大量挥发，降低原料的利用，因此温度控制约为70℃，因此适宜加热方式为水浴加热；②装置II为（直形）冷凝管；③CCl3CHO与Ca（OH）2反应生成CHCl3和一种盐，根据原子守恒，该盐为（HCOO）2Ca，化学方程式为2CCl3CHO+Ca（OH）2→2CHCl3+（HCOO）2Ca；（3）氯仿无色透明液体，不溶于水和浓硫酸，溶于醇，氯仿属于有机物，易溶于乙醇，氯仿中含有乙醇，除去其中溶解的乙醇；因为浓硫酸能与乙醇混溶，因此用浓硫酸洗涤的目的是除去其中溶解的乙醇；步骤II中加入碳酸钠洗涤，发生Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+CO2↑+H2O，分液后的水层中应含有Na2CO3，说明硫酸已洗涤干净，因此证明已洗涤干净，需要检验水层中是否含有碳酸钠，操作是蘸取最后一次分液所得的水层液体少许滴在pH试纸上，溶液显碱性（其他答案合理即可）；无水CaCl2具有吸水性，因此加入少量无水CaCl2的目的是干燥产品。【答案】（1）①c→h→g→e→f→a（b）→b（a）→d②MnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O③减少副产物Ca（ClO3）2生成的量，并有利于氯气的吸收（2）①水浴加热减少乙醇的挥发②（直形）冷凝管③2CCl3CHO+Ca（OH）2→2CHCl3+（HCOO）2Ca（3）除去其中溶解的乙醇；蘸取最后一次分液所得的水层液体少许滴在pH试纸上，溶液显碱性（其他答案合理即可）；干燥产品2．（广东省肇庆市2021年高三第二次模拟）我国有丰富的Na2SO4资源，2020年10月，中科院过程工程研究所公布了利用Na2SO4制备重要工业用碱（NaHCO3）及盐（NaHSO4）的闭路循环绿色工艺流程：某校化学兴趣小组根据该流程在实验室中进行实验。回答下列问题：（1）用以下实验装置图进行流程中的“一次反应”。①装置A中的橡皮管a的作用是____________________________。②装置B中加入CCl4的目的是___________________________________。③装置C中的试剂b是______________。（2）在“二次反应”中，硫酸铵溶液与过量的硫酸钠反应生成溶解度比较小的复盐Na2SO4·（NH4）2SO4·2H2O，分离该复盐与溶液需要的玻璃仪器有______________。（3）用以下实验装置图进行流程中的“煅烧（350℃）”。①煅烧时，要边加热边通氮气，理由是_____________________。②依据该流程的闭路循环绿色特点，“一次反应”与“煅烧（350℃）”的实验中均采用下图所示装置处理尾气，则烧杯中的X溶液最好是______________溶液。（4）测定产品硫酸氢钠的纯度：称取12.5g所得产品，配成1000mL溶液，每次取出配制的溶液20mL，用0.1000mol·L－1NaOH标准溶液滴定，测得的实验数据如下表：序号l234标准溶液体积/mL20.0518.4019.9520.00所得产品硫酸氢钠的纯度为_______（以百分数表示，保留三位有效数字）。（5）分析上述流程图，写出利用该流程制备两种盐的总反应的化学方程式____________________________。【解析】（1）①装置A中的橡皮管a的作用是平衡气压，使氨水能够顺利滴加；②NH3和CO2不溶于CCl4，所以装置B中加入CCl4的目的是防止溶液倒吸；③装置C中的目的是除去CO2中的HCl，所以试剂b是饱和NaHCO3溶液；（2）分离溶解度比较小的复盐Na2SO4·（NH4）2SO4·2H2O与溶液的操作是过滤，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；（3）①煅烧时，要边加热边通氮气以排除分解产生的氨气，防止氨气重新与硫酸氢钠反应；②由流程可知，NH3和Na2SO4可以循环利用，“煅烧（350℃）”生成NH3，所以可以用Na2SO4溶液吸收氨气；（4）排除偏差较大的第2次数据，平均使用NaOH标准溶液的体积为20.00mL，所以所得产品硫酸氢钠的纯度为（NaHSO4）＝×100%＝96.0%；（5）由流程可知，该流程制备两种盐的总反应的化学方程式为Na2SO4+CO2+H2ONaHSO4+NaHCO3。【答案】（1）①平衡气压，使氨水能够顺利滴加②防止溶液倒吸③饱和NaHCO3溶液（2）烧杯、玻璃棒、漏斗（3）①排除分解产生的氨气，防止氨气重新与硫酸氢钠反应②Na2SO4（4）96.0%（5）Na2SO4+CO2+H2ONaHSO4+NaHCO33．（黑龙江省双鸭山市2020~2021学年高三上学期期末）亚硝酰氯（NOCl，熔点：－64.5℃，沸点：－5.5℃）是一种黄色气体，遇水反应生成一种氯化物和两种氮化物。可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。（1）甲组的同学拟制备原料气NO和Cl2，制备装置如图所示：①实验室制备NO离子方程式：______________________________。②欲收集一瓶干燥的氯气。选择装置，其连接顺序为：a→_______（按气流方向，用小写字母表示）。（2）乙组同学利用甲组制得的NO和Cl2制备NOCl，装置如图所示：①实验室也可用X装置制备NO，X装置的优点为_______________。②检验装置气密性并装入药品，打开K2，然后再打开______，通入一段时间气体，其目的为_____________________________，然后进行其他操作，当Z有一定量液体生成时，停止实验。③若无装置Y，则Z中NOCl可能发生反应的化学方程式为_______________。④若尾气处理装置连接如图烧杯中导管d，则烧杯中可加入__________溶液。【解析】（1）①实验室制备NO，可用稀硝酸与铜在常温下反应，用B装置，反应的离子方程式为3Cu+8H++NO3－＝3Cu2++2NO↑+4H2O；②用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制备氯气，用F除去HCl，用D干燥氯气，然后用向上排空气法收集，最后连接G，可防止氯气污染环境，洗气时，气体应从长导管进，则连接顺序为：a→f→g→c→b→d→e→j→h；（2）①实验室也可用X装置制备NO，X装置的优点为排除装置内空气的干扰，可以随开随用，随关随停；②检验装置气密性并装入药品，打开K2，然后再打开K3，通入一段时间气体，其目的为排干净三颈瓶中的空气，防NO和NOCl变质；③若无装置Y，空气中的水与NOCl反应，NOCl可能发生反应的化学方程式为2NOCl+H2O＝2HCl+NO↑+NO2↑；④尾气含有氯气、HCl以及二氧化氮，可用氢氧化钠溶液吸收。【答案】（1）①3Cu+8H++NO3－＝3Cu2++2NO↑+4H2O②a→f→g→c→b→d→e→j→h（2）①排除装置内空气的干扰，可以随开随用，随关随停②K3；排干净三颈瓶中的空气，防NO和NOCl变质③2NOCl+H2O＝2HCl+NO↑+NO2↑④NaOH4．（河南平顶山市2020~2021学年高三第一次质检）钴是熔点高的金属，可与氯气反应制氯化钴（CoCl2），氯化钴易潮解，可用于催化剂的制备、氨的吸收等。制备氯化钴的装置如图所示。已知：（CoⅢ）的氧化性强于Cl2。（1）检查A装置气密性的方法：用止水夹夹住A、B之间的橡皮管，向分液漏斗中加水，__________________________________________________（将步骤补充完整），证明装置A气密性良好。（2）装置A烧瓶中的固体为漂粉精，烧瓶中发生反应的化学方程式______________。（3）装置C的洗气瓶中盛放的试剂是______________，装置D硬质玻璃管中的玻璃纤维的作用是__________________________。（4）E中物质的名称________，其作用是__________________________。（5）钴有多种氧化物，Co2O3与浓盐酸反应的离子方程式是________。（6）氯化钴溶液与氯化铝溶液类似，直接蒸干不能得到CoCl2固体，使氯化亚砜（SOCl2）与CoCl2·6H2O混合加热可以得到氯化钴固体，原因是________。（7）向氯化钴溶液中加入草酸钠（Na2C2O4），生成草酸钴晶体（CoC2O4·2H2O），将草酸钴晶体在空气中充分加热，将反应生成的气态物质通入澄清石灰水中生成沉淀的质量为的60g，剩余固体为钴的某种氧化物，其质量为24.1g，计算确定钴的氧化物的化学式是________________。【解析】（1）夹紧橡皮管，向分液漏斗中加入水并打开活塞，如果漏气，分液漏斗内压强减小，水就会流下，如果密闭性很好，则分液漏斗中的水不能顺利流下；（2）漂白精的成分是次氯酸钙，其与浓盐酸发生归中反应生成氯气，反应化学方程式为：Ca（ClO）2+4HCl（浓）CaCl2+Cl2↑+2H2O（3）氯气是酸性气体。选用酸性干燥剂如浓硫酸进行干燥；由于气流通过硬质玻璃管时，可能带动Co粉，故采用玻璃纤维防止固体粉末堵塞导管；（4）装置E位于整个装置的末端，故它的作用是除去剩余的氯气，故E中可填充碱石灰，其作用是吸收Cl2，同时阻止空气中的H2O进入D中；（5）Co2O3与浓盐酸发生氧化还原反应，化学方程式为Co2O3+6HCl（浓）2CoCl2+Cl2↑+3H2O，离子方程式为：Co2O3+6H++2Cl－（浓）2Co2++Cl2↑+3H2O；（6）SOCl2与水反应的方程式为SOCl2+H2OSO2↑+HCl↑，SOCl2与CoCl2·6H2O的结晶水作用，生成HCl和SO2气体，HCl抑制CoCl2的水解；（7）60g沉淀为碳酸钙的质量，则根据碳元素守恒则有：n（C）＝n（CO2）＝n（CaCO3）＝＝0.6mol，由CoC2O4~2C~Co则n（Co）＝n（CoC2O4）＝n（C）＝×0.6mol＝0.3mol，m（Co）＝0.3mol×59g/mol＝17.7g，钴的某种氧化物的质量为24.1g，则该氧化物氧元素的质量为：m（O）＝m（氧化物）－m（Co）＝24.1g－17.7g＝6.4g，则n（O）＝＝0.4mol，所以n（Co）∶n（O）＝0.3mol∶0.4mol＝3∶4，则钴的氧化物的化学式为Co3O4。【答案】（1）打开分液漏斗下端活塞，若分液漏斗中的水不能顺利滴下（2）Ca（ClO）2+4HCl（浓）CaCl2+Cl2↑+2H2O（3）浓硫酸；防止固体粉末堵塞导管（4）碱石灰；吸收Cl2，同时阻止空气中的H2O进入D中（5）Co2O3+6H++2Cl－（浓）2Co2++Cl2↑+3H2O（6）SOCl2与CoCl2·6H2O的结晶水作用，生成HCl和SO2，HCl抑制CoCl2的水解（7）Co3O45．（江西上饶市2020~2021学年高三上学期期中）碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防治碘缺乏病，KI、KIO3曾先后用于加碘盐中。KI还可用于分析试剂、感光材料、制药等，其制备原理如下：反应I：3I2+6KOH＝KIO3+5KI+3H2O反应II：3H2S+KIO3＝3S↓+KI+3H2O请回答有关问题。（1）启普发生器中发生反应的化学方程式为__________________________。装置中盛装30%氢氧化钾溶液的仪器名称是______________。（2）关闭启普发生器活塞，先滴入30%的KOH溶液.待观察到三颈烧瓶中溶液颜色由棕黄色变为_______________（填现象），停止滴入KOH溶液；然后________（填操作），待三颈烧瓶和烧杯中产生气泡的速率接近相等时停止通气。（3）滴入硫酸溶液，并对三颈烧瓶中的溶液进行水浴加热，其目的是_______________。（4）把三颈烧瓶中的溶液倒入烧杯中，加入碳酸钡，在过滤器中过滤，过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外，还含有硫酸钡和_______（填名称）。合并滤液和洗涤液，蒸发至析出结晶，干燥得成品。（5）实验室模拟工业制备KIO3流程如下：几种物质的溶解度见下表：KClKH（IO3）2KClO325℃时的溶解度（g）20.80.87.580℃时的溶解度（g）37.112.416.2用惰性电极电解KI溶液也能制备KIO3，与电解法相比，上述流程制备KIO3的缺点是____________________________________________。（6）某同学测定上述流程生产的KIO3样品的纯度。取1.00g样品溶于蒸馏水中并用硫酸酸化，再加入过量的KI和少量的淀粉溶液，逐滴滴加2.0mol·L－1Na2S2O3溶液，恰好完全反应时共消耗12.60mLNa2S2O3溶液。该样品中KIO3的质量分数为___________（已知反应：I2+2Na2S2O3＝2NaI+Na2S4O6）。【解析】（1）启普发生器中发生的反应是硫化锌和稀硫酸反应生成硫化氢气体和硫酸锌，反应的化学方程式：ZnS+H2SO4＝H2S↑+ZnSO4，仪器A的名称为恒压滴液漏斗；（2）关闭启普发生器活塞，打开滴液漏斗的活塞，滴入30%的KOH溶液，待观察棕黄色溶液变为无色，停止滴入KOH溶液；然后打开启普发生器活塞，通入气体待KIO3混合液和NaOH溶液气泡速率接近相同时停止通气；（3）滴入硫酸溶液，并对KI混合液水浴加热，其目的是：使溶液酸化并加热，有利于H2S溢出，从而除去H2S；（4）通入气体待KIO3混合液和NaOH溶液气泡速率接近相同时停止通气过程中发生反应3H2S+KIO3＝3S↓+KI+3H2O，把KI混合液倒入烧杯，加入碳酸钡除去过量的硫酸，在过滤器中过滤，过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外，还有硫酸钡和单质硫；（5）根据流程：碘、氯酸钾、水酸化反应得到KH（IO3）2、Cl2和KCl，除去Cl2，结晶KH（IO3）2过滤，分离KH（IO3）2和KCl，加水溶解KH（IO3）2，加入KOH调节pH，浓缩结晶得到碘酸钾，电解法将碘氧化为碘酸钾，而KClO3氧化法产生氯气，污染环境；（6）根据KIO3+5KI+3H2SO4＝3K2SO4+3I2+3H2O和I2+2S2O32－＝2I－+S4O62－，可得如下关系式：KIO3~3I2~6S2O32－，n（KIO3）＝n（Na2S2O3）＝×2.0mol·L－1×12.60×10－3L＝4.2×10－3mol，所以碘酸钾的质量分数（KIO3）＝×100%＝89.88%。【答案】（1）ZnS+H2SO4＝H2S↑+ZnSO4；恒压滴液漏斗（2）无色；打开启普发生器活塞，通入气体（3）使溶液酸化并加热，有利于溶液中剩余的硫化氢逸出，从而除去硫化氢（4）硫（5）KClO3和I2反应时会产生有毒的氯气，污染环境（6）89.88%6．高锰酸钾是一种用途广泛的强氧化剂，实验室制备高锰酸钾所涉及的化学方程式如下：MnO2熔融氧化：3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；K2MnO4歧化：3K2MnO4+2CO2＝2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3。已知K2MnO4溶液显绿色。请回答下列问题：（1）MnO2熔融氧化应放在_______________中加热（填仪器编号）。①烧杯②瓷坩埚③蒸发皿④铁坩埚（2）在MnO2熔融氧化所得产物的热浸取液中通入CO2气体，使K2MnO4歧化的过程在如图装置中进行，A、B、C、D、E为旋塞，F、G为气囊，H为带套管的玻璃棒。①为了能充分利用CO2，装置中使用了两个气囊。当试管内依次加入块状碳酸钙和盐酸后，关闭旋塞B、E，微开旋塞A，打开旋塞C、D，往热K2MnO4溶液中通入CO2气体，未反应的CO2被收集到气囊F中。待气囊F收集到较多气体时，关闭旋塞__________，打开旋塞____________，轻轻挤压气囊F，使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应，未反应的CO2气体又被收集在气囊G中。然后将气囊G中的气体挤压入气囊F中，如此反复，直至K2MnO4完全反应。②检验K2MnO4歧化完全的实验操作是_______________________。（3）将三颈烧瓶中所得产物进行抽滤，将滤液倒入蒸发皿中，蒸发浓缩至____________，自然冷却结晶，抽滤，得到针状的高锰酸钾晶体。本实验应采用低温烘干的方法来干燥产品，原因是________________。（4）利用氧化还原滴定法进行高锰酸钾纯度分析，原理为：2MnO4－+5C2O42+16H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O。现称取制得的高锰酸钾产品7.245g，配成500mL溶液，用移液管量取25.00mL待测液，用0.1000mol·L－1草酸钠标准溶液液进行滴定，终点时消耗标准液体积为50.00mL（不考虑杂质的反应），则高锰酸钾产品的纯度为_________（保留4位有效数字，已知M（KMnO4）＝158g·mol－1）。若移液管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗或烘干，则测定结果将_________。（填“偏大”、“偏小”、“不变”）【解析】（1）熔融固体物质需要在坩埚内加热，加热熔融物中含有碱性KOH，瓷坩埚中含有二氧化硅，二氧化硅能够与氢氧化钾反应，所以应用铁坩埚，所以④正确；（2）①待气囊F收集到较多气体时，需要将气囊F中二氧化碳排出到热K2MnO4溶液中，所以需要关闭A、C，打开B、D、E，轻轻挤压气囊F，从而使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应；②由于K2MnO4溶液显绿色，所以用玻璃棒蘸取三颈烧瓶内的溶液点在滤纸上，若滤纸上只有紫红色痕迹，无绿色痕迹，表明反应已歧化完全；（3）蒸发溶液获得高锰酸钾时为避免固体飞溅及高锰酸钾的分解，不能将溶液蒸干，应该加热到溶液表面出现晶膜时停止加热，并且应采用低温烘干的方法来干燥产品，避免高锰酸钾晶体受热发生分解；（4）50mL0.1000mol•L－1草酸钠标准溶液中含有醋酸钠的物质的量为：0.1mol/L×0.05L＝0.005mol，根据反应2MnO4－+5C2O42－+16H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O可知，消耗0.005mol草酸钠需要消耗高锰酸根离子的物质的量为：0.005mol×＝0.002mol，则500mL配制的样品溶液中含有高锰酸根离子的物质的量为：0.002mol×＝0.04mol，则样品中含有高锰酸钾的质量为：0.04mol×158g•mol－1＝6.32g，则高锰酸钾产品的纯度为：（KMnO4）＝×100%87.23%；若移液管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗或烘干，会导致待测液浓度减小，滴定时消耗的标准液体积偏小，测定结果偏小。【答案】（1）④（2）①A、C；B、D、E②用玻璃棒蘸取三颈烧瓶内的溶液点在滤纸上，若滤纸上只有紫红色痕迹，无绿色痕迹，表明反应已歧化完全（3）溶液表面出现晶膜为止；高锰酸钾晶体受热易分解（4）87.23%；偏小7．（河北省张家口市2021届高三上学期第一次质量检测）我国长征系列运载火箭用液态腓（N2H4）作燃料。N2H4与NH3有相似的化学性质，属于二元弱碱，有极强的还原性。回答下列问题：（1）肼与盐酸反应生成的正盐是__________（写化学式）。（2）在加热条件下，液态肼可还原新制的Cu（OH）2制备纳米级Cu2O，并产生无污染气体，试写出该反应的化学反应方程式________________________。（3）资料表明，氨和次氯酸钠溶液反应能生成肼，装置如下：①实验时，先点燃A处的酒精灯，一段时间后再向B的三颈烧瓶中滴加NaClO溶液。滴加NaClO溶液时不能过快、过多的原因____________________。②从实验安全性角度指出该实验装置中存在的缺陷___________。（4）向装有少量AgBr的试管中加入肼，观察到的现象__________。（5）肼可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀，理论上1kg的肼可除去水中溶解的O2__________kg。【解析】（1）肼与盐酸反应生成N2H6Cl2，N2H6Cl2属于盐。（2）加热条件下，液态肼可还原新制的Cu（OH）2制备纳米级Cu2O，并产生无污染气体为氮气，由质量守恒定律及电子守恒可知反应为4Cu（OH）2+N2H4N2↑+2Cu2O+6H2O。（3）①实验时，先点燃A处的酒精灯，一段时间后再向B的三口烧瓶中滴加NaClO溶液，肼有极强的还原性，而次氯酸钠具有强氧化性，因此滴加NaClO溶液时不能过快、过多，防止NaClO氧化肼。②氨气极易溶于水，该装置很容易发生倒吸，应该在A、B间增加防倒吸装置。（4）肼被银离子氧化，银离子被还原生成单质银，－2价的N元素被氧化为N2，反应方程式为：N2H4+4AgBr＝4Ag↓+N2↑+4HBr，因此反应出现现象为：固体逐渐变黑，并有气泡产生。（5）肼被氧化失电子N2H4→N2，O2→O2－得到4e－，肼和氧气摩尔质量都是32g/mol，则等质量肼和氧气物质的量相同，理论上1kg的肼可除去水中溶解的O21kg。【答案】（1）N2H6Cl2；（2）4Cu（OH）2+N2H4N2↑+2Cu2O+6H2O（3）①防止NaClO氧化肼；②A、B间无防倒吸装置，易使A装置中玻璃管炸裂；（4）固体逐渐变黑，并有气泡产生。（5）1kg8．（2022·山西省临汾市高三上学期期中）钴位于元素周期表中的第Ⅷ族，与铁同族，故称为铁系元素，其主要化合价为+2和+3价。利用CoCl2、NH3·H2O、NH4Cl和H2O2，制备三氯化六氨合钴｛［Co（NH3）6］Cl3｝的实验装置如下。I．将CoCl2、NH4Cl和活性炭在c中混合，首先滴加浓氨水使溶液颜色变为黑紫色。II．置于冰水浴中冷却至10℃以下，缓慢滴加双氧水并不断搅拌。III．转移至60℃热水浴中，恒温加热20min，同时缓慢搅拌。IV．将反应后的混合物冷却到0℃左右，抽滤得到三氯化六氨合钻｛［Co（NH3）6］Cl3｝粗产品。V．粗产品需要经过沸盐酸溶解、趁热过滤、冷却到0℃左右并滴加浓盐酸洗涤、干燥等操作得到较纯的三氯化六氨合钴｛［Co（NH3）6］Cl3｝。请回答下列问题：（1）仪器a、b的名称分别为___________、___________。（2）仪器d中所盛药品为CaCl2，其作用为___________。（3）步骤II中，先将装置置于冰水浴中冷却到10℃以下，再缓慢滴加双氧水的原因是_________________________________________。（4）向浅红色的CoCl2溶液中直接加入浓氨水，溶液中会生成粉红色的Co（OH）2沉淀，因此首先要将CoCl2和NH4Cl制成混合溶液，再加入浓氨水，利用平衡理论解释实验中加入NH4Cl可避免沉淀生成的原因是（结合离子方程式，用必要的文字进行说明）___________________________。（5）反应器中发生的总反应化学方程式为_______________________。（6）化学的分离、提纯方法有很多，其中步骤V采用的分离提纯的方法为___________。【解析】（1）仪器a的名称为恒压滴液漏斗，仪器b的名称为球形冷凝管。（2）原料用到易挥发且会污染环境的浓氨水，CaCl2的作用主要是吸收挥发出来的氨气。（3）温度过高会导致氨气的挥发以及双氧水的分解。（4）因浓氨水溶液中存在氨水的电离平衡：NH3·H2ONH4++OH－，加入NH4Cl可增大NH4+的浓度，从而抑制NH3·H2O的电离，减少溶液中OH－的浓度。（5）反应器中发生的总反应方程式为2CoCl2+10NH3·H2O+H2O2+2NH4Cl2［Co（NH3）6］Cl3↓+12H2O。（6）步骤Ⅴ中粗产品需要经过沸盐酸溶解、趁热过滤、冷却到0C左右并滴加浓盐酸洗涤、干燥等操作得到较纯的三氯化六氨合钴，该方法属于重结晶法分离提纯固体粗产物。【答案】（1）恒压滴液漏斗；球形冷凝管（2）吸收挥发出来的氨气（3）防止温度过高导致氨气挥发以及双氧水分解（4）浓氨水溶液中存在平衡：NH3·H2ONH4++OH－，加入NH4Cl可增大NH4+的浓度，从而抑制NH3·H2O的电离，减少溶液中OH－的浓度（5）2CoCl2+10NH3·H2O+H2O2+2NH4Cl2［Co（NH3）6］Cl3↓+12H2O（6）重结晶9．（辽宁省丹东2022届高三上学期期中考试）SnCl4可用于染色时的媒染剂、润滑油添加剂、玻璃表面处理剂等。实验室可以通过如下图装置制备少量SnCl4（夹持装置略）。已知：①锡的熔点232℃、沸点2260℃；②SnCl2的熔点246.8℃、沸点623℃；③SnCl4的熔点－33℃、沸点114℃，SnCl4极易水解。通常将SnCl4晶体加入浓盐酸中，以配制无色的SnCl4溶液。回答下列问题：（1）仪器a的名称为________________，该仪器中发生反应的离子方程式为________________________________。（2）装置Ⅱ的作用是________，如果去掉装置Ⅱ，从实验安全的角度看可能产生的影响是________________________。（3）装置Ⅲ中的试剂为________。下图中可替代装置Ⅲ的是________（填字母序号，下同）。（4）该实验装置存在一处明显的缺陷，改进方法为在装置I后连接上图中的________。（5）若反应中消耗17.85g锡粉可得到37.2gSnCl4，则SnCl4的产率为________（保留3位有效数字）。（6）作为变价金属的高价离子，Sn4+和Fe3+均有氧化性。请设计实验验证Sn4+和Fe3+的氧化性强弱________________________________________。【解析】（1）本题实验目的是制备少量SnCl4需要装置I制备氯气，因为氯化锡极易水解，所以需要除杂、干燥氯气，则装置Ⅱ中为饱和食盐水，装置Ⅲ中为浓硫酸，氯气经过除杂、干燥后，与锡发生反应生成四氯化锡，经冷却后在装置Ⅵ中收集，因四氯化锡极易水解，应防止空气中的水蒸气进入装置Ⅵ中。（2）由于浓盐酸具有挥发性，所以在制取的氯气中含有杂质氯化氢，在与金属锡反应前要除去，因此装置Ⅱ中的试剂既可以除去氯化氢同时还要减小氯气的消耗，选用饱和食盐水；如果去掉装置Ⅱ，锡与氯化氢反应产生的氢气会与氯气混合加热发生爆炸。（3）由于氯化锡极易水解，装置Ⅲ中的试剂应为浓硫酸，吸收水蒸气，得到干燥纯净的氯气；氯气能够与氢氧化钠、碱石灰反应，所以A和D不能替代，浓硫酸为液体，虽然能干燥氯气，但是氯气不能通过浓硫酸，形成通路，所以B不能替代，氯化钙为固体干燥剂，气体能够通过，达到干燥的目的，选C。（4）四氯化锡易发生水解，为防止水解，要防止空气中的水蒸气进入装置VⅥ，同时未反应的氯气会污染空气，所以改进措施为在装置I后连接盛有碱石灰的干燥管，选D。（5）若反应中消耗17.85g锡粉，则锡的物质的量为＝0.15mol，理论上生成四氯化锡的质量为0.15mol×261g/mol＝39.15g，则SnCl4的产率为×100%＝95.0%。（6）要验证Sn4+和Fe3+氧化性强弱，可以取少量题中所制溶液，滴加氯化亚铁溶液，充分振荡后再滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红，说明Sn4+的氧化性比Fe3+强；反之则说明Sn4+的氧化性比Fe3+弱。【答案】（1）圆底烧瓶；MnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O（2）除去氯气中的氯化氢；锡与氯化氢反应产生的氢气会与氯气混合加热发生爆炸（3）浓硫酸；C（4）D（5）95.0%（6）取少量所制溶液，滴加氯化亚铁溶液，充分振荡后再滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红，说明Sn4+氧化性比Fe3+强；反之则说明Sn4+氧化性比Fe3+弱10．（2020·湖北黄石一模）Li3N是一种储氢材料，可以用Li和N2在450℃反应制备。已知Li3N易水解。下图是某实验小组设计的实验室制备少量Li3N的装置图。请回答下列问题：（1）B装置的作用是____________________________，如果B装置中玻璃管两端没有玻璃棉，可能造成的后果是____________________________。（2）D装置中的试剂是________，作用是_________________。（3）C装置的小盘中放有少量Li的作用是___________________。（4）实验步骤如下：安装好仪器，检查装置气密性，装入试剂，_________________（请按正确的顺序填入下列步骤的标号），拆除装置，取出产物。①点燃B处酒精灯加热B装置中试管；②打开弹簧夹K，通入空气；③关闭电加热装置，充分冷却；④调节电加热装置控制温度为450℃；⑤关闭弹簧夹K；⑥熄灭B处酒精灯。（5）请你设计一个实验，用化学方法区分Li与Li3N，写出实验简要步骤及观察到的现象：____________________________。（6）Li3N在H2中加热时可得到氨基锂（LiNH2），该反应在270℃可逆，所以Li3N可作为储氢材料，该反应的化学方程式为_______________________。【解析】（1）碱石灰能够吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，B装置中灼热的铜粉可以除去空气中的氧气，避免O2与Li反应；如果B装置中玻璃管两端没有玻璃棉，铜粉可能堵塞导气管。（2）根据题意，Li3N易水解，D装置中的试剂要能防止外界水蒸气进入C装置，可以选用浓硫酸。（3）C装置的小盘中放有少量Li，可以进一步除去空气中剩余的少量氧气。（4）安装好仪器，检查装置气密性，装入试剂，为了防止氧气进入C装置，需要先点燃B处酒精灯，然后通入空气，再调节电加热装置控制温度为450℃，反应生成Li3N，关闭电加热装置，充分冷却，关闭弹簧夹K，最后熄灭B处酒精灯，拆除装置，取出产物。（5）金属锂能与水反应放出氢气，同时生成氢氧化锂，Li3N能水解生成氢氧化锂和氨气，因此只需要检验生成的气体即可。（6）Li3N在H2中加热时可得到氨基锂（LiNH2），根据原子守恒，还应该生成LiH，该反应在270℃可逆，反应的化学方程式为Li3N+2H2LiNH2+2LiH。【答案】（1）除去空气中氧气；铜粉堵塞导气管（2）浓硫酸；防止空气中水蒸气进入C装置，与Li3N反应（3）进一步除去空气中氧气（4）①②④③⑤⑥（5）取少量样品投入水中，有气泡产生，将湿润的红色石蕊试纸置于收集到的气体中，如果试纸变蓝，则该样品是Li3N，如果试纸不变色，则该样品是Li（或将生成的气体通入酚酞溶液中，如果溶液变红，则样品是Li3N，如果溶液不变红，则样品是Li，答案合理即可）（6）Li3N+2H2LiNH2+2LiH二、有机制备型11．（2022·广东省肇庆市高三12月模拟）以硅胶负载浓硫酸形成的固体酸为催化剂，可实现乙酸乙酯的绿色合成。Ⅰ．固体酸的制备硅胶→预处理→吸附→抽滤→乙醇洗涤→干燥称重→计算吸附率Ⅱ．乙酸乙酯的制备a装置中依次加入冰醋酸（3.4mL，d＝1.05g•mL－1），无水乙醇（10.4mL，d＝0.79g•mL－1），4.0g固体酸催化剂和几粒沸石。加热回流1h，实验过程未观察到碳化变黑现象。待烧瓶内液体冷却后改为b装置，蒸馏收集粗产品。馏出液依次用饱和Na2CO3溶液、饱和NaCl溶液、饱和CaCl2溶液洗涤，然后用无水CaCl2干燥。将干燥后的液体转入50mL仪器C中，蒸馏，收集产品（76～78℃）共4.224g。（1）图a装置冷凝水的进水口是________（选填“A”或“B”），图b中仪器C的名称是________。（2）写出硅酸钠溶液通入适量CO2制备硅酸胶体的离子方程式：________________。（3）固体酸制备中，用乙醇洗涤的目的是________________。硅胶的示意图如图c，其吸附浓硫酸时主要通过________作用力。（4）馏出液洗涤步骤中，用饱和NaCl溶液而不用水洗涤的目的是________________。用饱和CaCl2溶液洗涤的目的是________________________。（5）根据数据计算实验的产率是________________。采用固体酸比用浓硫酸作催化剂产品的产率高，可能的原因是________________。（写出其中一种）（6）杂多酸也是酯化反应的优良催化剂，用NaH2PO4和钼酸钠可制得固体杂多酸催化剂。设计实验证明NaH2PO4溶液中H2PO4－，存在两步电离平衡：________________。【解析】（1）为了获得良好的冷凝效率，冷凝水应该是下进上出，故进水口为B，图b为蒸馏装置，C为蒸馏烧瓶；（2）碳酸的酸性强于硅酸，故反应离子方程式为：H2O+CO2+SiO32－＝CO32－+H2SiO3↓；（3）使用乙醇洗涤的原因在于乙醇易挥发，利于干燥，减少损失，由图示可知，吸附浓硫酸时，主要通过分子间作用力实现；（4）使用饱和氯化钠洗涤可以除去残留的水，便于液体分层，饱和氯化钙洗涤的目的是除去残留的乙醇；（5）n（冰醋酸）＝＝0.0595mol，n（乙醇）＝≈0.1786mol，故乙醇过量，乙酸乙酯的理论产量＝0.0595mol，实际产量＝＝0.048mol，故产率为×100%≈80.7%，由已知可得，固体酸不会导致碳化，故可以增加产率；（6）H2PO4－分步电离，故可以选用石蕊作为指示剂，选取等浓度等物质的量的氢氧化钠与之反应，可以观察到溶液颜色由红色到紫色（第一步电离的氢离子与碱反应）再到红色（第二步氢离子开始电离）。【答案】（1）B；蒸馏烧瓶（2）H2O+CO2+SiO32－＝CO32－+H2SiO3↓（3）乙醇易挥发，利于干燥，减少损失；分子间（4）除去残留的水，便于液体分层；除去残留的乙醇（5）80.7%；固体酸不会导致碳化，故可以增加产率（6）选用石蕊作为指示剂，选取等浓度等物质的量的氢氧化钠与之反应，可以观察到溶液颜色由红色到紫色再到红色，则说明存在两步电离平衡12．（2021届高考化学终极押题卷新高考版福建专版）（12分）ClCH2COOH（氯乙酸，熔点为50℃）是一种化工原料，实验室制备氯乙酸的装置如图：按下列实验步骤回答问题：（1）在500mL三颈烧瓶中放置300g冰醋酸和15g催化剂乙酸酐。加热至105℃时，开始徐徐通入干燥纯净的氯气。加热的方法是_________，仪器X的名称是________，乙中盛放的药品是___________________。（2）氯气通入冰醋酸中呈黄色随即黄色褪去，用化学方程式解释黄色褪去的原因：______________________________________________，氯气通入速率以三颈烧瓶中无黄绿色气体逸出为度，控制通入氯气速率的方法是_______________，戊中漏斗的作用是____________________，NaOH溶液的主要作用是_____________。（3）反应约需10小时，每隔2小时向三颈烧瓶中加入5g乙酸酐，当取出样品测得其_________________________________________________时，停止通入氯气。（4）将熔融的生成物移至蒸馏瓶中进行蒸馏纯化，收集186~188℃馏分。选择装置a蒸馏，直形冷凝管易炸裂，原因是____________________________。（5）冷凝后生成无色氯乙酸晶体425g，产率约为___________________（结果保留2位有效数字）。【解析】本题考查实验方案的设计与实验操作。（1）反应温度为105℃，应该选择油浴加热；仪器X的名称是恒压滴液漏斗；洗气瓶乙中应该盛有饱和食盐水除去Cl2中的HCl杂质，洗气瓶丙中盛有浓硫酸干燥Cl2，从而得到干燥纯净的Cl2。（2）黄绿色的Cl2通入冰醋酸中呈黄色，褪色的原因应该是Cl2与乙酸反应生成无色的氯乙酸和HCl：CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl；由实验装置图可知，控制滴加浓盐酸的速率即能控制向三颈烧瓶中通入Cl2的速率；丁中反应生成的HCl极易溶于水和烧碱溶液，用倒置漏斗可以防止戊中溶液倒吸，用NaOH溶液吸收HCl和Cl2，防止污染环境。（3）当三颈烧瓶中的冰醋酸全部转化为氯乙酸时即为反应终点，依题意可以测定取出的样品纯度，若样品的熔点为50℃，或熔点接近50℃，表明取出的样品主要成分是氯乙酸，此时可以停止通入Cl2。（4）当蒸馏物沸点超过140℃时，一般使用空气冷凝管，以免直形冷凝管通水冷却时因内外温差大而导致玻璃炸裂。（5）n（ClCH2COOH）＝n（CH3COOH）＝＝5mol，氯乙酸的理论产量m（ClCH2COOH）＝5mol×94.5g·mol－1＝472.5g，产率＝×100%＝×100%≈90%。【答案】（1）油浴加热；恒压滴液漏斗；饱和食盐水（2）CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl；控制滴加浓盐酸的速率；防止倒吸；吸收氯化氢和氯气（3）熔点为50℃（或熔点接近50℃）（4）温差大（5）90%13．（吉林省松原市2020~2021学年五月模拟）2－硝基－1，3－苯二酚是重要的医药中间体。实验室常以间苯二酚为原料，经磺化、硝化、去磺酸基三步合成：部分物质相关性质如下表：名称相对分子质量性状熔点/℃水溶性（常温）间苯二酚110白色针状晶体110.7易溶2－硝基－1，3－苯二酚155桔红色针状晶体87.8难溶制备过程如下：第一步：磺化。称取77.0g间苯二酚，碾成粉末放入烧瓶中，慢慢加入适量浓硫酸并不断搅拌，控制温度在一定范围内搅拌15min（如图1）。第二步：硝化。待磺化反应结束后将烧瓶置于冷水中，充分冷却后加入“混酸”，控制温度继续搅拌15min。第三步：蒸馏。将硝化反应混合物的稀释液转移到圆底烧瓶B中，然后用如图2所示装置进行水蒸气蒸馏（水蒸气蒸馏可使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来，从而达到分离提纯的目的），收集馏出物，得到2－硝基－1，3－苯二酚粗品。请回答下列问题：（1）图1中仪器a的名称是___________；磺化步骤中控制温度最合适的范围为___________（填字母代号，下同）。A．30～60℃B．60～65℃C．65～70℃D．70~100℃（2）已知：酚羟基邻对位的氢原子比较活泼，均易被取代。请分析第一步磺化引入磺酸基基团（－SO3H）的作用是__________________________。（3）硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是_______________________。（4）水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一，被提纯物质必须具备的条件正确的是___________。A．具有较低的熔点B．不溶或难溶于水，便于最后分离C．难挥发性D．在沸腾下与水不发生化学反应（5）下列说法正确的是___________。A．直型冷凝管内壁中可能会有红色晶体析出B．反应一段时间后，停止蒸馏，先熄灭酒精灯，再打开旋塞，最后停止通冷凝水C．烧瓶A中长玻璃管起稳压作用，既能防止装置中压强过大引起事故，又能防止压强过小引起倒吸（6）蒸馏所得2－硝基－1，3－苯二酚中仍含少量杂质，可用少量乙醇水混合剂洗涤。请设计简单实验证明2－硝基－1，3－苯二酚已经洗涤干净___________。（7）本实验最终获得15.5g桔红色晶体，则2－硝基－1，3－苯二酚的产率约为___________（保留3位有效数字）。【解析】由题中信息可知，间苯二酚与适量浓硫酸共热后可发生磺化反应；待磺化反应结束后将烧瓶置于冷水中，充分冷却后加入“混酸”，控制温度继续搅拌15min；将硝化反应混合物的稀释液进行水蒸气蒸馏可以得到2－硝基－1，3－苯二酚。（1）根据仪器的外观可知图1中仪器a的名称是三颈烧瓶，由题中信息可知，在磺化步骤中要控制温度低于65℃。若温度过低，磺化反应的速率过慢；间苯二酚具有较强的还原性，而浓硫酸具有强氧化性，若温度过高，苯二酚易被浓硫酸氧化，并且酚羟基的所有邻位均可被磺化，这将影响下一步硝化反应的进行，因此，在磺化步骤中控制温度最合适的范围为60℃~65℃；（2）已知：酚羟基邻对位的氢原子比较活泼，均易被取代，故第一步磺化引入磺酸基基团（－SO3H）的作用是防止硝基取代两个酚羟基对位上的氢原子；（3）类比浓硫酸的稀释方法，为了防止液体飞溅和硝酸温度过高发生分解和挥发过多，要将浓硫酸慢慢加入浓硝酸中，因此，硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是：在烧杯中加入适量的浓硝酸，沿杯壁缓慢加入一－定量的浓硫酸，边加边搅拌，冷却；（4）由题中信息可知，水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一，在低于100℃的情况下，有机物可以随水蒸气一起被蒸馏出来，从而达到分离提纯的目的。因此，被提纯物质必须具备的条件是：其在一定的温度范围内有一定的挥发性，可以随水蒸气一起被蒸馏出来；不溶或难溶于水，便于最后分离；在沸腾条件下不与水发生化学反应，选BD；（5）由于2－硝基－1，3－苯二酚的熔点是87.8℃，且其难溶于水，因此，冷凝管C中有2－硝基－1，3－苯二酚析出，可能看到的现象是冷凝管内壁有桔红色晶体析出，A正确；反应一段时间后，停止蒸馏，应先打开旋塞，再熄灭酒精灯，B错误；图2中烧瓶A中长玻璃管起稳压作用，能使装置中的气体压强维持在一定的安全范围，既能防止装置中压强过大引起事故，又能防止压强过小引起倒吸，C正确。（6）实验证明2－硝基－1，3－苯二酚已经洗涤干净，取最后一次洗涤液少量，滴加氯化钡溶液，若无沉淀产生，证明已经洗涤干净，反之则没有洗涤干净；（7）77.0g间苯二酚的物质的量为＝＝0.7mol，理论上可以制备出2－硝基－1，3－苯二酚0.7mol，其质量为0.7mol×155g/mol＝7×15.5g。本实验最终获得15.5桔红色晶体，则2－硝基－1，3－苯二酚的产率＝×100％＝14.3%。【答案】（1）三颈烧瓶；B；（2）防止硝基取代两个酚羟基对位上的氢原子（3）在烧杯中加入适量的浓硝酸，沿杯壁缓慢加入一定量的浓硫酸，边加边搅拌，冷却（4）BD（5）AC（6）取最后一次洗涤液少量，滴加氯化钡溶液，若无沉淀产生，证明已经洗涤干净，反之则没有洗涤干净（7）14.3%14．（江苏盐城2020~2021学年度高三上学期期末）利用生产麦芽酚废渣［主要含Mg（OH）Br，以及少量NH4Cl和不溶于水的有机溶剂等］制取溴乙烷的实验流程如图：（1）“酸溶”时，水与废渣的质量比约为2∶1，加水量不宜过少的原因是_________。（2）“操作A”的名称是_____________。（3）“蒸馏”出Br2时，最适合的加热方法是__________。（4）“制溴乙烷”的装置如图所示：①图中仪器Q的名称是____________。②烧瓶中生成溴乙烷、硫酸的化学方程式为_________________________。（5）设计将粗溴乙烷进行纯化的实验方案：_______________________________，得纯净干燥的溴乙烷［实验中必须使用的试剂：蒸馏水、无水CaCl2、1%的NaOH溶液］。【解析】用浓硫酸溶解生成麦芽酚废渣［主要含Mg（OH）Br，以及少量NH4Cl和不溶于水的有机溶剂等］，并调节溶液pH＝2，再分液除去有机溶剂，再向水溶液中通入过量氯气，氧化溶液中的Br－生成Br2，再蒸馏出溴蒸气，再在酸性条件下，与S、C2H5OH混合加热制得粗溴乙烷。（1）“酸溶”时，生成的MgSO4易形成晶体，则加水量不宜过少，目的是避免生成的硫酸镁结晶析出，影响后续操作；（2）有机溶剂与水溶液互不相溶，分层，则选择分液操作分离即可；（3）Br2易挥发，根据实验流程，蒸馏温度为100℃，“蒸馏”出Br2时只要选择沸水浴即可；（4）①图中仪器Q的名称是直形冷凝管；②在酸性条件下，Br2与S、C2H5OH混合加热制得溴乙烷，Br2被还原成C2H5Br，则S被氧化成硫酸，发生反应的化学方程式为3Br2+S+6C2H5OH6C2H5Br+2H2O+H2SO4；（5）粗溴乙烷中混有少量酸和水，则粗溴乙烷进行纯化的实验方案是将粗溴乙烷先用1%的NaOH溶液洗涤1～2次除去酸，再用蒸馏水洗涤2～3次除去NaOH洗涤液，最后用无水CaCl2干燥除水即可。【答案】（1）避免生成的硫酸镁结晶析出，影响后续操作（2）分液（3）沸水浴（4）①直形冷凝管或冷凝管（5）3Br2+S+6C2H5OH6C2H5Br+2H2O+H2SO4（5）将粗溴乙烷先用1%的NaOH溶液洗涤1～2次，再用蒸馏水洗涤2～3次，最后用无水CaCl2干燥15．（江西省新余市2021届高三上学期期末）1，2－二氯乙烷（CH2ClCH2Cl）是重要的有机化工原料，不溶于水，易溶于有机溶剂，沸点83.6℃；在光照下逐渐分解；碱性条件下水解程度较大。实验室采用“乙烯液相直接氯化法”制备1，2－二氯乙烷，相关反应原理和实验装置图如下：C2H5OHCH2＝CH2↑+H2O，Cl2（g）+CH2＝CH2（g）CH2ClCH2Cl（l）ΔH＜0。回答下列问题：（1）仪器A的名称是___________。写出甲装置发生反应的离子方程式___________________。（2）己装置的作用是______________________。丙和戊装置除了干燥气体，还有一个重要作用是______________________。（3）庚中采用甘油浴加热，该加热方式的优点是_______________。（4）丁装置中长玻璃导管B的作用是____________________。先装入1，2－二氯乙烷液体，其作用是______（选填序号）。a．溶解Cl2和乙烯b．作催化剂c．促进气体反应物间的接触（5）制得的1，2－二氯乙烷中溶解有Cl2、乙烯，逐出Cl2和乙烯采用的方法是_____。（6）产品纯度的测定：量取5.0mL逐出Cl2和乙烯后的产品，产品密度为1.2g·mL－1，加足量稀NaOH溶液，加热充分反应：CH2ClCH2Cl+2NaOHCH2OHCH2OH+2NaCl。所得溶液先用稀硝酸中和至酸性，然后加入1.000mol·L－1的AgNO3标准溶液至不再产生沉淀，沉降后过滤、洗涤、低温干燥、称量，得到14.35g白色固体，则产品中1，2－二氯乙烷的纯度为______%。【解析】（1）仪器A的名称是分液漏斗，甲装置是二氧化锰和浓盐酸加热条件下生成氯气，发生反应的离子方程式MnO2+4H++2Cl－Mn2++2H2O+Cl2↑；（2）1，2－二氯乙烷（CH2ClCH2Cl）是重要的有机化工原料，易溶于有机溶剂，己装置的作用是除去乙醇，丙和戊装置除了干燥气体，还有一个重要作用是缓冲；（3）庚中采用甘油浴加热，该加热方式的优点温度稳定，且不会产生水蒸气；（4）丁装置中长玻璃导管B的作用是冷凝回流，由于1，2－二氯乙烷液体易溶于有机溶剂，先装入1，2－二氯乙烷液体，其作用是溶解Cl2和乙烯，促进气体反应物间的接触；（5）制得的1，2－二氯乙烷中溶解有Cl2、乙烯，逐出Cl2和乙烯采用的方法是适当加热；（6）5.0mL逐出Cl2和乙烯后的产品，产品密度为1.2g·mL－1，质量为1.2g·mL－1×5.0mL＝6g，加足量稀NaOH溶液，加热充分反应：CH2ClCH2Cl+2NaOHCH2OHCH2OH+2NaCl。所得溶液先用稀硝酸中和至酸性，然后加入1.000mol·L－1的AgNO3标准溶液至不再产生沉淀，沉降后过滤、洗涤、低温干燥、称量，得到14.35g白色固体是氯化银，物质的量为n＝＝＝0.1mol，根据氯原子守恒，得到CH2ClCH2Cl的物质的量为0.05mol，质量为0.05mol×99g/mol＝4.95g，则产品中1，2－二氯乙烷的纯度为×100％＝82.5%。【答案】（1）分液漏斗；MnO2+4H++2Cl－Mn2++2H2O+Cl2↑（2）除去乙醇；缓冲（3）温度稳定，且不会产生水蒸气（4）冷凝回流；ac（5）适当加热（6）82.5%16．（山西省临汾市2020~2021学年高三上学期期末）二甲基砜是合成人体胶原蛋白的必要物质。实验室用二甲基硫醚为原料合成二甲基砜的新方法为：反应i：（CH3）2S+H2O2（CH3）2SO+H2O反应ii：____________________________________。二甲基硫醚（CH3）2S二甲基亚枫（CH3）2SO二甲基砜（CH3）2SO2密度0.85g·cm－31.10g·cm－3——熔点/沸点－83.2℃/37.5℃18.4℃/189℃111℃/238℃溶解性不溶于水易溶于水、乙醇易溶于水、乙醇具体流程如下：回答下列问题：（1）反应装置如图所示，仪器B的名称是___________，其作用是_______________。（2）第①步反应温度不高于40℃的原因是_____________________________；该步骤反应完全的现象是_____________________________。（3）第②步先将A中滴加剩余的H2O2全部加入三颈烧瓶中，然后加热发生反应ii。该反应的化学方程式为_________________________。（4）第③步的实验操作为_________________、过滤、低温干燥，得到二甲基砜产品。（5）二甲基砜传统的生产工艺是由HNO3氧化（CH3）2S生成（CH3）2SO，然后用NaOH中和、精馏，制得精品（CH3）2SO，最后再经氧化制得（CH3）2SO2。该新方法与传统硝酸氧化法比的优点有_____________________________（至少回答2点）。（6）该实验中制得二甲基砜19.176g。二甲基砜的产率为_________。【解析】（1）仪器B是球形冷凝管。由于二甲基硫醚的沸点为37.5℃，易挥发，因此，冷凝管的作用是冷凝回流；（2）由表可知二甲基硫醚的沸点为37.5℃，控制温度在40摄氏度以下为了减少二甲基硫醚的挥发，双氧水受热易分解，控制较低的温度有利于减少双氧水分解，另外，控制较低的温度也有利于控制化学反应速率，防止反应过于剧烈；二甲基硫醚不溶于水，二甲基亚砜溶于水，则反应结束后溶液不分层；（3）二甲基亚砜（CH3）2SO和H2O2反应生成二甲基砜（CH3）2SO2，反应条件为120℃，化学方程式为：（CH3）2SO+H2O2（CH3）2SO2+H2O；（4）二甲基砜（CH3）2SO2的熔点为111℃，防止二甲基砜熔化，应采用冷却结晶法；（5）相比传统方法，新方法试剂少、步骤少、杂质少、污染少、条件易控制；（6）二甲基硫醚物质的量为n［（CH3）2SO2］＝＝＝0.255mol，由方程式可知关系式为：（CH3）2S~（CH3）2SO~（CH3）2SO2，则二甲基砜理论产量为m［（CH3）2SO2］＝0.255mol×94g·mol－1＝23.97g，二甲基砜的产率＝×100%＝×100%＝80%。【答案】（1）球形冷凝管；冷凝回流（2）防止反应过于剧烈，并能减少二甲基硫醚的挥发和双氧水的分解；溶液不分层（3）（CH3）2SO+H2O2（CH3）2SO2+H2O（4）冷却结晶（5）试剂少、步骤少、杂质少、污染少、条件易控制等合理答案（6）80%17．（东北三省四市教研联合体2020~2021学年高三上学期联考）甘氨酸亚铁络合物［（H2NCH2COO）2Fe］是一种新型的铁营养强化剂，广泛用于缺铁性贫血的预防和治疗。某学习小组模拟其合成方法如图：已知：请回答：（1）合成装置中仪器b的名称是_______________。（2）合成过程中，本实验为了防止Fe2+被氧化，采取的措施是_______________。（3）写出水浴加热过程中生成甘氨酸亚铁络合物的离子方程式_______________。（4）下列说法正确的是______。A．滴入液体前，应先打开滴液漏斗a的上口玻璃塞B．根据题中所给信息，亚铁盐应选用FeSO4·7H2OC．步骤Ⅲ中的分离方法是过滤D．步骤IV，提纯操作中的干燥过程最好选用真空干燥（5）合成过程需控制pH＝5.5，试说明理由___________________________。（6）步骤Ⅲ加入无水乙醇的目的是__________________。（7）若甘氨酸的投料量为300kg，得到纯品344.8kg，则产品的产率为_________%（保留一位小数）。【解析】（1）根据图示，合成装置中仪器b为三颈烧瓶。（2）甘氨酸饱和溶液中通入氮气，气流通过溶液，能起搅拌溶液的作用，搅拌可以加快化学反应速率，同时除去溶液中溶解的氧气，加入异抗坏血酸，异抗坏血酸介于弱酸性和强还原性，都能防止亚铁离子被氧气氧化。（3）甘氨酸亚铁络合物易溶于水，水浴加热甘氨酸饱和溶液和硫酸亚铁的混合物反应生成甘氨酸亚铁络合物，反应的离子方程式为：2NH2CH2COOH+Fe2+＝（NH2CH2COO）2Fe+2H+，加入氢氧化钠使反应能够完全进行。（4）A.装置中使用的是恒压滴液漏斗，滴入液体前，无需打开滴液漏斗a的上口玻璃塞，故A错误；FeSO4·7H2O易溶于水，难溶于乙醇，在加入乙醇析出甘氨酸亚铁时会混入杂质，而FeCl2·4H2O易溶于乙醇，不会引入杂质，因此亚铁盐应选用FeCl2·4H2O，故B错误；加入乙醇析出甘氨酸亚铁，步骤Ⅲ为分离液体和固体的操作，分离方法是过滤，故C正确；步骤IV中，用蒸馏水洗涤除去乙醇，得到纯净的甘氨酸亚铁，甘氨酸亚铁容易被氧化，因此干燥过程最好选用真空干燥，故D正确。（5）pH过低，H+会与H2NCH2COOH中的氨基反应，使产率下降，pH过高会生成氢氧化亚铁沉淀，因此合成过程需控制pH＝5.5。（6）甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，步骤Ⅲ加入无水乙醇，降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度，促使其结晶析出；同时除去杂质，提高甘氨酸亚铁的产率和纯度。（7）甘氨酸的投料量为300kg，甘氨酸的物质的量n＝＝4×103mol，生成n［（NH2CH2COO）2Fe］＝2×103mol，产率为＝×100%＝84.5%。【答案】（1）三颈烧瓶（2）通入氮气，加入异抗坏血酸（3）2H2NCH2COOH+Fe2+＝［（H2NCH2COO）2Fe］+2H+（4）CD（5）pH过低，H+会与H2NCH2COOH中的氨基反应，使产率下降，pH过高会生成氢氧化亚铁沉淀（6）降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度，促使其结晶析出；除去杂质，提高产率和纯度（7）84.518．（2022·临汾市高三11月模拟）谷物中脂肪含量虽少，但却是其品质优劣的指标之一。黄玉米中粗脂肪（以亚油酸甘油酯为主）含量测定的实验流程如下：已知：亚油酸甘油酯沸点483.3℃；乙醚熔点－116.3℃，沸点34.6℃，易燃。回答下列问题：（1）实验中两次“冷却”均在干燥器中进行，其目的是____________________。（2）上述实验中多次“萃取”均在下列____________仪器中进行（填字母标号）。abc（3）为了克服多次萃取实验操作繁琐，萃取剂消耗量过大的缺点，FranzvonSoxhlet发明了索氏抽提筒。若将上述实验的多次萃取改为在下图装置中进行（约需10～12h）：①为提高乙醚蒸气的冷凝效果，球形冷凝管可改用________（填仪器名称）。实验中常在冷凝管上口连接一个装有活性炭的球形干燥管，其目的是__________。②实验中需控制提取器（烧瓶）温度在60℃～70℃之间，应采取的加热方式是_____________________。③索氏提取法原理：当无水乙醚加热沸腾后，蒸气通过____（填字母标号，下同）上升，被冷凝为液体滴入抽提筒中，当液面超过_____最高处时，萃取液即回流入提取器（烧瓶）中……如此往复。a．冷凝管b．虹吸管c．连通管④索氏提取法存在的明显缺点是__________________。（4）数据处理：样品中纯脂肪百分含量_______×100％（填“＜”、“＞”或“＝”），原因是_______________________。【解析】（1）两次冷却是为了得到准确的固体质量，需要在干燥器中冷却，避免滤纸袋和样品吸收空气中的水蒸气影响称量结果；（2）根据流程图可知，滤纸袋需要在乙醚中萃取油脂，滤纸袋在乙醚中浸泡，需要大口容器，而分液漏斗不方便，因此应该选择c装置；（3）①为了提高乙醚蒸气的冷凝效果，可以增大蒸气与冷凝管的接触面积增大，比球形冷凝管内玻璃面积的更大的是蛇形冷凝管，因此可以将球形冷凝管换成蛇形冷凝管；乙醚易挥发，是可燃性气体；在冷凝管的上端加一个活性炭的干燥管，可以吸收挥发出去的乙醚，防止爆炸；②温度为60～70℃，可采取水浴加热；③当无水乙醚加热沸腾后，蒸气通过连通管上升，被冷凝为液体滴入抽提筒中，当液面超过虹吸管最高处时，萃取液即回流入提取器中。选cb；④利用索氏提取器，整个实验需要10～12h，实验耗时长；（4）用无水乙醚等有机溶剂连续、反复多次萃取样品中的粗脂肪，过程中乙醚可能溶解玉米中的其他有机物，实际纯脂肪的质量小于（b－c）g，则样品中纯脂肪百分含量＜×100％。【答案】（1）避免滤纸袋和样品吸收空气中的水蒸气，影响称量结果（2）c（3）①蛇形冷凝管（或螺旋形冷凝管）；吸收挥发出的乙醚，防燃爆（爆炸）②水浴加热③c；b④实验耗时过长、耗能过多（4）＜；乙醚可能溶解玉米中的其他有机物，纯脂肪的质量小于（b－c）g19．（辽宁沈阳2020~2021学年高三上学期第一次检测）实验室可用苯乙酮间接电氧化法合成苯甲酸，原理如图所示：实验步骤如下：步骤I：电合成：在电解池中加入KI、20mL蒸馏水和20mL的1，4－二氧六环，搅拌至完全溶解，再加入20mL苯乙酮，连接电化学装置，恒定电压下电解7h；步骤II：清洗分离：反应停止后，将反应液转移至烧瓶，蒸馏除去反应溶剂；用蒸馏水和二氯甲烷洗涤烧瓶，将洗涤液转移至分液漏斗；用二氯甲烷萃取除去质，分离出水相和有机相；步骤III：制得产品：用浓盐酸酸化水相至pH为1~2，接着加入饱和NaHSO3溶液，振荡、抽滤、干燥，称量得到产品7.8g。有关物质的数据如下表所示：物质分子式溶解性沸点（℃）密度（g/cm3）相对分子质量苯乙酮C8H8O难溶于水202.31.03120苯甲酸C7H6O2微溶于水2491.27122二氯甲烷CH2Cl2不溶于水401.3385回答下列问题：（1）步骤I中，阴极的电极反应式为________________________，苯乙酮被氧化的离子方程式为____________________。（2）步骤II蒸馏过程中，需要使用到的玻璃仪器有____________，（填标号）除此之外还需要____________________。（3）步骤II分液过程中，应充分振荡，静置分层后________（填标号）。A．直接将有机相从分液漏斗的上口倒出B．直接将有机相从分液漏斗的下口放出C．先将有机相从分液漏斗的下口放出，再将水相从下口放出D．先将有机