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模板01 物质制备和提纯类实验
第一步:明确实验目
的和原理
实验原理可以从题给的化学情境(或题目所给的实验目的)并结合元素化合
物的有关知识获取,在此基础上,依据可靠怀、简捷性、安全性的原
则,确定符合实验目的、要求的实验方案。
第二步:理清操作顺
序
根据由实验原理所确定的实验方案中的实验过程,确定实验操作的方法
和步骤,把握各实验步骤的要点,理清实验操作的先后顺序。
第三步:分析装置或
流程作用
若题目中给出装置图,在分析解答过程中,要认真细致地分析图中的各
部分装置,并结合实验目的和原理,确定它们在实验中的作用。
第四步:得出实验结
论
在定性实验的基础上研究量的关系,根据实验现象和记录的数据,对实
验数据进行筛选,通过分析、计算、推理等确定有关样品含量及化学
式。
技法01 实验仪器及使用方法
本节导航
识·题型解读 考情分析+命题预测/技巧解读
明·模板构建 答题模板
+ 技巧点拨
技法01 实验仪器及使用方法
技法02 物质分离和提纯方法
技法03 实验装置和实验方案的分析评价
技法04 物质制备流程及解题思路
通·模板运用 真题示例+模板答题+变式训练
练·模板演练 最新模拟、预测考向
该类试题常以制备某无机物或某有机物为背景进行设计。考查常见仪器的正确使用、物质间的反应、
物质分离、提纯的基本操作、实验方案的评价与设计、实验安全及事故处理方法等。涉及装置的选择、
仪器的连接顺序、物质的纯化、尾气的处理等等。试题综合性强,信息量大,覆盖面较广。旨在考查
考生化学实验与探究的能力及科学探究与创新意识的核心素养。
1
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1.仪器的连接
总体原则:“自下而上,从左到右”。
量气装置应:“短”进“长”出
洗气装置应:“长”进“短”出
干燥管应:“大”进“小”出
2.常用实验装置分析
①中橡皮管的作用:平衡压强,使液体能顺利滴下;降低液体体积对气体体积测量的干扰。
②作用:干燥或除去气体中的杂质。
③作用:干燥气体或吸收气体;防止空气中二氧化碳、水蒸气对实验有干扰。
④作用:安全瓶,防止瓶内压强过大。
⑤作用:混合气体;干燥气体;通过观察气泡速率控制流量。
⑥作用:测量气体体积。读数时注意:装置冷却到室温,上下移动量气管使两液面高度一致,平视量
气管内凹液面最低处读出数值。
⑦中仪器名称与作用:a 为布氏漏斗,b 为抽滤瓶或吸滤瓶,两者组合配合抽气,使抽滤瓶内压强减小,
加快过滤的速率。
3. 装置中气压原理的运用
(1)装置的气密性检查
①热胀冷缩模型
②液面差法模型
2
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(2)防倒吸和平衡气压
①常见的防倒吸装置
②常见平衡气压的措施
图中橡皮管a、支管b、玻璃管c 都有平衡气压的作用。
4.有机物制备常用仪器及用途
(1)常用仪器
(2)有机制备实验典型反应装置和蒸馏装置
①有机化合物易挥发,反应中通常采用冷凝回流装置,以提高原料的利用率和产物的产率。
②有机反应通常都是可逆反应,且易发生副反应,因此常使价格较低的反应物过量,以提高另一反应
物的转化率和产物的产率,同时在实验中需要控制反应条件,以减少副反应的发生。
3
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③根据产品与杂质的性质特点,选择合适的分离、提纯方法。
技法02 物质分离和提纯方法
1.物质的分离与提纯的“四原则”和“三必须”
(1)四原则:
①不增,不得引入新杂质;②不减,尽量不减少被提纯的物质;③易分,使被提纯或分离的物质跟其
他物质易分离;④复原,被提纯的物质要易被复原。
(2)三必须:①除杂试剂必须过量;②过量试剂必须除尽(除去过量试剂带入的新杂质,同时注意加入
试剂的顺序);③选择最佳的除杂途径。
2.方法的选择
(1)物理方法
(1)“固+固”混合物的分离(提纯)
(2)“固+液”混合物的分离(提纯)
(3)“液+液”混合物的分离(提纯)
(2)化学方法
沉淀法
将杂质转化为沉淀,如NaCl 溶液(BaCl2)
气化法
将杂质转化为气体,如NaCl 溶液(Na2CO3)
热分解法
加热使不稳定的物质分解除去,如NaCl(NH4Cl)
杂转纯法
将杂质转化为需要提纯的物质,如CO2(HCl)
氧化还原法
用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质,如Fe2+(Cu2+)
酸碱溶解法
利用物质与酸或碱溶液混合后的差异进行分离提纯,如Mg(Al)
电解法
利用电解原理除去杂质,如粗铜的电解精炼
调pH 法
加入试剂来调节溶液的pH,使溶液中的某成分沉淀而分离,如
CuCl2(FeCl3)
技法03 实验装置和实验方案的分析评价
1.基本实验方案的分析评价
4
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原理正确
设计实验方案要根据化学变化规律和实验原理,确保原理正确
操作可行
设计实验方案,特别是实验操作要具有可操作性
装置简单
设计实验时,如果能用多套实验装置进行操作,在条件允许的前提下,应选择
最简单的实验装置,选择最简单的实验步骤
经济合理
原料一般要求廉价易得
安全环保
实验所选药品尽量无毒,实验过程要安全且不造成环境污染
2.基本实验装置的分析评价
明确目的及原理
审清题中每个选项所给实验目的,分析其实验原理或化学反应的正确性
分析所选试剂及添
加顺序
分析所选试剂及添加顺序能否达到实验目的
分析仪器的选用及
使用
分析仪器的选择能否达到实验目的或仪器的操作是否正确
分析现象及结论
分析实验现象与结论、原理是否匹配
技法04 物质制备流程及解题思路
1.无机物制备实验流程及解题思路
(1)无机物制备实验流程
(2)无机物制备实验解题思路
①明确物质制备原理:进行物质制备实验设计前必须先认真审题,明确要制备的物质,弄清题目有哪
些新信息,综合学过的知识,通过类比、分析、迁移,从而明确制备原理。
②选择实验仪器与实验试剂:根据制备的物质的性质、需要的反应条件,选择合理的实验仪器和试剂。
例如:制备的物质具有强烈的腐蚀性,就不能选用橡胶管连接实验仪器;若反应条件是加热,且温度不超
过100 ℃,就可以选择水浴加热装置。
③设计物质制备步骤:根据物质制备的原理以及所选用的实验仪器和试剂,设计出合理的实验装置和
实验操作步骤,实验步骤应完整、简明。考生应该具备识别典型的实验仪器装置图的能力,这是评价实验
方案的能力之一。
④检验制备物质的纯度:采用可行的方法对制备的物质进行检验,确定实验是否成功。
2.无机物制备实验流程及解题思路
(1)有机物制备实验流程
5
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(2)有机物制备实验解题思路
①根据题给信息,初步判定物质性质:
有机物制备一般会给出相应的信息,通常会以表格的形式给出,表格中的数据主要是有机化合物的密
度、沸点和在水中的溶解性,在分析这些数据时要多进行横向和纵向地比较,密度主要是与水比较,沸点
主要是表中各物质的比较,溶解性主要是判断溶还是不溶。主要根据这些数据选择分离、提纯的方法。
②注意仪器名称和作用:
所给的装置图中有一些不常见的仪器,要明确这些仪器的作用。
③关注有机反应条件:
大多数有机反应副反应较多,且为可逆反应,因此设计有机物制备实验方案时,要注意控制反应条件,
尽可能选择步骤少、副产物少的反应;由于副产物多,所以需要进行除杂、净化。另外,若为两种有机物
参加的可逆反应,应考虑多加一些价廉的有机物,以提高另一种有机物的转化率和生成物的产率。
1.(2024·安徽卷)测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7滴定法。研究小组用该方
法测定质量为a g 的某赤铁矿试样中的铁含量。
【配制溶液】
①
标准溶液。
②SnCl2溶液:称取6g SnCl2·2H2O 溶于20mL 浓盐酸,加水至100mL,加入少量锡粒。
【测定含量】按下图所示(加热装置路去)操作步骤进行实验。
已知:氯化铁受热易升华;室温时
,可将
氧化为
。难以氧化
;
可被
还
原为
。回答下列问题:
(1)下列仪器在本实验中必须用到的有 (填名称)。
6
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(2)结合离子方程式解释配制SnCl2溶液时加入锡粒的原因: 。
(3)步骤I 中“微热”的原因是
。
(4)步琛Ⅲ中,若未“立即滴定”,则会导致测定的铁含量 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)若消耗
标准溶液
,则
试样中
的质量分数为 (用含a、c、V 的代
数式表示)。
(6)
滴定法也可测定铁的含量,其主要原理是利用
和
将铁矿石试样中
还原为
,再用
标准溶液滴定。
①从环保角度分析,该方法相比于
,滴定法的优点是 。
②为探究
溶液滴定时,
在不同酸度下对
测定结果的影响,分别向下列溶液中加入1 滴
溶液,现象如下表:
溶液
现象
空白实验
溶液
试剂X
紫红色不褪去
实验I
溶液
硫酸
紫红色不褪去
实验ⅱ
溶液
硫酸
紫红色明显变浅
表中试剂X 为 ;根据该实验可得出的结论是 。
【答案】(1)容量瓶、量筒
(2)Sn2+易被空气氧化为Sn4+,离子方程式为
,加入Sn,发生反应
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,可防止Sn2+氧化
(3)增大
的溶解度,促进其溶解
(4)偏小
(5)
(6)更安全,对环境更友好 H2O 酸性越强,KMnO4的氧化性越强,Cl-被KMnO4氧化的可能性越
大,对Fe2+测定结果造成干扰的可能性越大,因此在KMnO4标准液进行滴定时,要控制溶液的pH 值
【第一步 明确实验目的和原理】测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7滴定法。研究小组
用该方法测定质量为a g 的某赤铁矿试样中的铁含量。
【第二步 理清操作顺序】
【配制溶液】配制
标准溶液和SnCl2溶液。
【测定含量】将样品中的Fe 转化为Fe2+,用滴定法测定Fe 元素的含量。
【第三步 分析实验装置或流程作用】
【第四步 得出实验结论】
(1)配制SnCl2溶液需要用到容量瓶和量筒,滴定需要用到酸式滴定管,但给出的为碱式滴定管,因此给出
仪器中,本实验必须用到容量瓶、量筒;
(2)Sn2+易被空气氧化为Sn4+,离子方程式为
,加入Sn,发生反应
,可防止Sn2+氧化;
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(3)步骤I 中“微热”是为了增大
的溶解度,促进其溶解;
(4)步琛Ⅲ中,若未“立即滴定”,Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+,导致测定的铁含量偏小;
(5)根据方程式
可得:
,
ag 试样中Fe 元素的质量为
,质量分数为
(6)①
方法中,HgCl2氧化Sn2+的离子方程式为:
,生成的Hg
有剧毒,因此
相比于
的优点是:更安全,对环境更友好;
②
溶液+0.5mL 试剂X,为空白试验,因此X 为H2O;由表格可知,酸性越强,KMnO4
的氧化性越强,Cl-被KMnO4氧化的可能性越大,对Fe2+测定结果造成干扰的可能性越大,因此在KMnO4
标准液进行滴定时,要控制溶液的pH 值。
2.(2024·新课标卷)吡咯类化合物在导电聚合物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应用。一种合
成1-(4-甲氧基苯基)-2,5-二甲基吡咯(用吡咯X 表示)的反应和方法如下:
实验装置如图所示,将100 mmol 己-2,5-二酮(熔点:-5.5℃,密度:
)与100 mmol 4-甲氧
基苯胺(熔点:57℃)放入①中,搅拌。
待反应完成后,加入50%的乙醇溶液,析出浅棕色固体。加热至65℃,至固体溶解,加入脱色剂,回
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流20 min,趁热过滤。滤液静置至室温,冰水浴冷却,有大量白色固体析出。经过滤、洗涤、干燥得到产
品。
回答下列问题:
(1)量取己-2,5-二酮应使用的仪器为 (填名称)。
(2)仪器①用铁夹固定在③上,③的名称是 ;仪器②的名称是 。
(3)“搅拌”的作用是 。
(4)“加热”方式为 。
(5)使用的“脱色剂”是 。
(6)“趁热过滤”的目的是 ;用 洗涤白色固体。
(7)若需进一步提纯产品,可采用的方法是 。
【答案】(1)酸式滴定管
(2)铁架台 球形冷凝管
(3)使固液充分接触,加快反应速率
(4)水浴加热
(5)活性炭
(6)防止产品结晶损失,提高产率 50%的乙醇溶液
(7)重结晶
【第一步 明确实验目的和原理】
合成1-(4-甲氧基苯基)-2,5-二甲基吡咯。
【第四步 得出实验结论】
(1)己-2,5-二酮的摩尔质量为
,根据题中所给数据可知,所需己-2,5-二酮的体积为
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,又因为酮类对橡胶有腐蚀性,所以选用酸式滴定管。
(2)③为铁架台;仪器②用于冷凝回流,为球形冷凝管。
(3)己-2,5-二酮的熔点为-5.5℃,常温下为液体,4-甲氧基苯胺的熔点为57℃,常温下为固体,搅拌可使
固液反应物充分接触,加快反应速率。
(4)由题给信息“加热至65℃”可知,应用水浴加热,这样便于控制温度,且受热更均匀。
(5)“脱色剂”的作用是吸附反应过程中产生的有色物质,结合题中信息,加入脱色剂后回流,趁热过滤,
保留滤液,即脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体,所以可以选用活性炭作脱色剂。
(6)由题给信息可知,产品吡咯X 为白色固体,加热至65℃可溶解在50%的乙醇溶液中,所以需趁热过滤,
使产品尽可能多地进入滤液,防止产品结晶损失,提高产率;由加入50%的乙醇溶液,析出浅棕色固体(即
含杂质的产品)可知,常温下产品不溶于50%的乙醇溶液,所以为减少溶解损失,洗涤时可用50%的乙醇溶
液。
(7)由产品的分离提纯过程可知,若需进一步提纯,可采用的方法为重结晶。
1.(2024·浙江6 月卷)某小组采用如下实验流程制备AlI3:
已知:AlI3是一种无色晶体,吸湿性极强,可溶于热的正己烷,在空气中受热易被氧化。
请回答:
(1)如图为步骤I 的实验装置图(夹持仪器和尾气处理装置已省略),图中仪器A 的名称是 ,判断
步骤I 反应结束的实验现象是 。
(2)下列做法不正确的是_______。
A.步骤I 中,反应物和溶剂在使用前除水
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B.步骤I 中,若控温加热器发生故障,改用酒精灯(配石棉网)加热
C.步骤Ⅲ中,在通风橱中浓缩至蒸发皿内出现晶膜
D.步骤Ⅳ中,使用冷的正己烷洗涤
(3)所得粗产品呈浅棕黄色,小组成员认为其中混有碘单质,请设计实验方案验证 。
(4)纯化与分析:对粗产品纯化处理后得到产品,再采用银量法测定产品中
含量以确定纯度。滴定原
理为:先用过量
标准溶液沉淀
,再以
标准溶液回滴剩余的
。已知:
难溶电解质
(黄色)
(白色)
(红色)
溶度积常数
①从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤。
称取产品
,用少量稀酸A 溶解后转移至
容量瓶,加水定容得待测溶液。取滴定管检漏、
水洗→_______→装液、赶气泡、调液面、读数→用移液管准确移取
待测溶液加入锥形瓶
→_______→_______→加入稀酸B→用
标准溶液滴定→_______→读数。
a.润洗,从滴定管尖嘴放出液体
b.润洗,从滴定管上口倒出液体
c.滴加指示剂
溶液
d.滴加指示剂硫酸铁铵
溶液
e.准确移取
标准溶液加入锥形瓶
f.滴定至溶液呈浅红色
g.滴定至沉淀变白色
②加入稀酸B 的作用是 。
③三次滴定消耗
标准溶液的平均体积为
,则产品纯度为
。
2.(2024·河北卷)市售的溴(纯度
)中含有少量的
和
,某化学兴趣小组利用氧化还原反应原
理,设计实验制备高纯度的溴。回答下列问题:
(1)装置如图(夹持装置等略),将市售的溴滴入盛有浓
溶液的B 中,水浴加热至不再有红棕色液
体馏出。仪器C 的名称为 ;
溶液的作用为 ;D 中发生的主要反应的化学方程式为
。
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(2)将D 中溶液转移至 (填仪器名称)中,边加热边向其中滴加酸化的
溶液至出现红棕色
气体,继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成
的离子方程式为 。
(3)利用图示相同装置,将R 和
固体混合均匀放入B 中,D 中加入冷的蒸馏水。由A 向B 中滴
加适量浓
,水浴加热蒸馏。然后将D 中的液体分液、干燥、蒸馏,得到高纯度的溴。D 中蒸馏水的
作用为 和 。
(4)为保证溴的纯度,步骤(3)中
固体的用量按理论所需量的
计算,若固体R 质量为m 克(以
计),则需称取
(用含m 的代数式表示)。
(5)本实验所用钾盐试剂均经重结晶的方法纯化。其中趁热过滤的具体操作为漏斗下端管口紧靠烧杯内
壁,转移溶液时用 ,滤液沿烧杯壁流下。
1.(2024·甘肃卷)某兴趣小组设计了利用
和
生成
,再与
反应制备
的方案:
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(1)采用下图所示装置制备
,仪器a 的名称为 ;步骤I 中采用冰水浴是为了 ;
(2)步骤Ⅱ应分数次加入
,原因是 ;
(3)步骤Ⅲ滴加饱和
溶液的目的是 ;
(4)步骤Ⅳ生成
沉淀,判断
已沉淀完全的操作是 ;
(5)将步骤Ⅴ中正确操作或现象的标号填入相应括号中 。
A.蒸发皿中出现少量晶体
B.使用漏斗趁热过滤
C.利用蒸发皿余热使溶液蒸干
D.用玻璃棒不断搅拌
E.等待蒸发皿冷却
2.(2024·湖南卷)亚铜配合物广泛用作催化剂。实验室制备
的反应原理如下:
实验步骤如下:
分别称取
和
粉置于
乙腈(
)中应,回流装置图和蒸馏装
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置图(加热、夹持等装置略)如下:
已知:①乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂;
②相关物质的信息如下:
化合物
相对分子质
量
327.5
371
在乙腈中颜
色
无色
蓝色
回答下列问题:
(1)下列与实验有关的图标表示排风的是 (填标号);
A.
B.
C.
D.
E.
(2)装置Ⅰ中仪器M 的名称为 ;
(3)装置Ⅰ中反应完全的现象是 ;
(4)装置Ⅰ和Ⅱ中
气球的作用是 ;
(5)
不能由步骤c 直接获得,而是先蒸馏至接近饱和,再经步骤d 冷却结晶获得。这样
处理的目的是
(6)为了使母液中的
结晶,步骤e 中向母液中加入的最佳溶剂是 (填标号);
A.水 B.乙醇 C.乙醚
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(7)合并步骤d 和e 所得的产物,总质量为
,则总收率为 (用百分数表示,保留一位小数)。
3.(2024·黑吉辽卷)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化,设计实验方案如下:
I.向
烧瓶中分别加入
乙酸(
)、
乙醇(
)、
固体及4~6
滴
甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
II.加热回流
后,反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热。
III.冷却后,向烧瓶中缓慢加入饱和
溶液至无
逸出,分离出有机相。
IV.洗涤有机相后,加入无水
,过滤。
V.蒸馏滤液,收集
馏分,得无色液体
,色谱检测纯度为
。
回答下列问题:
(1)
在反应中起 作用,用其代替浓
的优点是 (答出一条即可)。
(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可 。
(3)使用小孔冷凝柱承载,而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是_______(填标号)。
A.无需分离
B.增大该反应平衡常数
C.起到沸石作用,防止暴沸
D.不影响甲基紫指示反应进程
(4)下列仪器中,分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是 (填名称)。
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(5)该实验乙酸乙酯的产率为 (精确至
)。
(6)若改用
C2 H
518OH
作为反应物进行反应,质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为 (精确
至1)。
4.(2024·全国甲卷)
(俗称过氧化脲)是一种消毒剂,实验室中可用尿素与过氧化氢制取,
反应方程式如下:
(一)过氧化脲的合成
烧杯中分别加入
、
蒸馏水和
尿素,搅拌溶解。
下反应
,冷却结晶、过滤、干燥,得白色针状晶体
。
(二)过氧化脲性质检测
I.过氧化脲溶液用稀
酸化后,滴加
溶液,紫红色消失。
Ⅱ.过氧化脲溶液用稀
酸化后,加入
溶液和四氯化碳,振荡,静置。
(三)产品纯度测定
溶液配制:称取一定量产品,用蒸馏水溶解后配制成
溶液。
滴定分析:量取
过氧化脲溶液至锥形瓶中,加入一定量稀
,用准确浓度的
溶
液滴定至微红色,记录滴定体积,计算纯度。
回答下列问题:
(1)过滤中使用到的玻璃仪器有 (写出两种即可)。
(2)过氧化脲的产率为 。
(3)性质检测Ⅱ中的现象为 。性质检则I 和Ⅱ分别说明过氧化脲具有的性质是 。
(4)下图为“溶液配制”的部分过程,操作a 应重复3 次,目的是 ,定容后还需要的操作为 。
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(5)“滴定分析”步骤中,下列操作错误的是_____(填标号)。
A.
溶液置于酸式滴定管中
B.用量筒量取
过氧化脲溶液
C.滴定近终点时,用洗瓶冲洗锥形瓶内壁
D.锥形瓶内溶液变色后,立即记录滴定管液面刻度
(6)以下操作导致氧化脲纯度测定结果偏低的是_____(填标号)。
A.容量瓶中液面超过刻度线
B.滴定管水洗后未用
溶液润洗
C.摇动锥形瓶时
溶液滴到锥形瓶外
D.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
5.(2024·浙江1 月卷)
可用于合成光电材料。某兴趣小组用
与
反应制备液态
,实验
装置如图,反应方程式为:
。
已知:①
的沸点是
,有毒:
②装置A 内产生的
气体中含有酸性气体杂质。
请回答:
(1)仪器X 的名称是 。
(2)完善虚框内的装置排序:A→B→ →F+G
(3)下列干燥剂,可用于装置C 中的是_______。
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A.氢氧化钾
B.五氧化二磷
C.氯化钙
D.碱石灰
(4)装置G 中汞的两个作用是:①平衡气压:② 。
(5)下列说法正确的是_______。
A.该实验操作须在通风橱中进行
B.装置D 的主要作用是预冷却
C.加入的
固体,可使
溶液保持饱和,有利于平稳持续产生
D.该实验产生的尾气可用硝酸吸收
(6)取
产品,与足量
溶液充分反应后,将生成的
置于已恒重、质量为
的坩埚
中,煅烧生成
,恒重后总质量为
。产品的纯度为 。
6.铜(Ⅱ)氨基酸配合物在医药、食品、农业等领域具有广泛的应用,甘氨酸(
,以HL 代表
甘氨酸)在约70℃的条件下可与氢氧化铜反应制备二甘氨酸合铜(Ⅱ)水合物,其反应的化学方程式为
。
Ⅰ.氢氧化铜的制备
①向烧杯中加入适量
和20mL 水。
②完全溶解后,边滴加氨水边搅拌至最初产生的沉淀完全溶解。
③加入
溶液至不再生成沉淀,过滤,用水洗涤。
(1)步骤②沉淀溶解过程中反应的离子方程式为 。
(2)步骤③中检验沉淀洗涤干净的操作及现象为 。
Ⅱ.二甘氨酸合铜(Ⅱ)水合物的制备
④称取适量甘氨酸,溶于150mL 水中。
⑤在65~70℃的条件下加热,边搅拌边加入新制的
,至
全部溶解。
⑥热抽滤,向滤液加入10mL 无水乙醇。
⑦抽滤,用乙醇溶液洗涤晶体,再用丙酮洗涤,抽干。
⑧将产品烘干。
(3)步骤④中使用的部分仪器如下。仪器a 的名称是 。加快甘氨酸溶解的操作为 。
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(4)步骤⑥中需要对反应液进行热抽滤的原因为 。
(5)步骤⑦中用乙醇溶液洗涤晶体后再用丙酮洗涤的原因为 。
Ⅲ.产品中铜含量的测定
称取
产品,加入水和稀硫酸溶解,配制成250mL 溶液。取20.00mL 该溶液,加入足
量KI 固体和50mL 水,以淀粉为指示剂,立即用
标准溶液滴定至终点,消耗
溶液1.60mL。
已知:在酸性介质中,配合物中的
被质子化,配合物被破坏;
,
。
(6)滴定终点溶液颜色的变化为 。
(7)产品中铜元素的质量分数为 。
7.铋酸钠(
,Mr=280g/mol)是一种新型有效的光催化剂,也被广泛应用于制药业。某兴趣小组设计
实验制取铋酸钠并探究其应用。
Ⅰ.制取铋酸钠
利用白色且难溶于水的
在NaOH 溶液中,在充分搅拌的情况下与
反应制备
,实验
装置如下图(加热和夹持仪器已略去)。
已知:
粉末呈浅黄色,不溶于冷水,遇沸水或酸溶液迅速分解。
请按要求回答下列问题:
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(1)仪器C 的名称是 。
(2)B 装置盛放的试剂是 。
(3)C 中发生的反应化学方程式为: 。
(4)当观察到C 中白色固体消失时,应关闭
和
,并停止对A 加热,原因是 。
(5)反应结束后,为从装置C 中获得尽可能多的产品,需要的操作是 、过滤、洗涤、干燥。
(6)实验完毕后,打开
,向A 中加入NaOH 溶液的主要作用是 。
Ⅱ.产品纯度的测定
(7)取Ⅰ中制取的
产品xg,加入足量稀硫酸和
稀溶液使其完全反应,再用0.1mol/L 的
标准溶液滴定生成的
(已知:
),
当达到滴定终点时,消耗ymL。该产品的纯度为 。
8.工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O,实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。
烧瓶C 中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+H2S(aq) (Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) (Ⅱ)
S(s)+Na2SO3(aq)
Na2S2O3(aq) (Ⅲ)
回答下列问题:
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(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E 中为 溶液。
(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 。
(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 溶液。
(4)实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是 。
(5)已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C 中反应达到终点的现象是 。
(6)反应终止后,烧瓶C 中的溶液经 、冷却结晶即可析出Na2S2O3·5H2O,其中可能含有Na2SO3、
Na2SO4等杂质。请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: 。
(7)烧瓶C 中的实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子反应方程式表示其原因: 。
(8)准确称取2.000g 产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000mol·L-1碘的标准溶液滴定,反应
原理为:2S2O
+I2=S4O
+2I-。消耗碘的标准溶液体积为18.00mL,则产品的纯度为 (已知
Na2S2O3·5H2O 的相对分子质量为248)。
9.CS(NH2)2(硫脲,白色而有光泽的晶体,溶于水,20℃时溶解度为13.6g;在150℃时转变成NH4SCN)是
用于制造药物、染料、金属矿物的浮选剂等的原料。某化学实验小组同学用Ca(HS)2与CaCN2(石灰氮)
合成硫脲并测定产品纯度。
(1) 制备Ca(HS)2溶液:所用装置如图所示(已知酸性:H2CO3>H2S)。
①装置a 的名称为 。
②装置b 中盛放的试剂是 。
③装置c 中的长直导管的作用是 ,三颈烧瓶中通入CO2不能过量,原因是 。
(2)制备硫脲:将CaCN2与Ca(HS)2溶液混合,加热至80°C 时,可合成硫脲,同时生成一种常见的碱,该反
应的化学方程式为 。
(3)产品纯度的测定。称取10.0g 粗产品,配制成100mL 溶液,量取25.00mL 该溶液,用0.1mol·L−1的酸性
KMnO4溶液滴定,滴至终点时平均消耗酸性KMnO4溶液的体积为VmL。
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已知:5CS(NH2)2+14
+32H+=14Mn2++5CO2↑+5N2↑+5
+26H2O。
①滴定至终点时的现象是 。
②该产品的纯度为 ,(写出计算表达式即可)。
10.重铬酸钾(
)广泛应用于化学合成和定量分析。
(1)钾铬矾[
]在鞣革、纺织等工业上有广泛的用途,可通过
还原酸性重铬酸钾
溶液制得,实验装置如图。
①选用质量分数为70%的
而不用稀硫酸的原因是 。
②装置B 中为了使
尽可能吸收完全,除了控制适当搅拌速率外,还可以采取的一项措施是
。
③写出三颈烧瓶中析出
晶体的化学方程式 。
(2)实验室利用
溶液并采用滴定法(用二苯胺磺酸钠作指示剂)测定含有少量杂质(不参与反应)的
中的n 值。具体实验过程如下:
实验Ⅰ:称取a g 试样,用足量稀硫酸在烧杯中充分溶解后,将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入100mL 容
量瓶,用少量蒸馏水洗涤玻璃棒和烧杯内壁2~3 次,将洗涤液也都注入该容器;加蒸馏水至
,改用胶头滴管加蒸馏水至溶液的凹液面与刻度线相切,盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。移取溶液
25.00mL 于锥形瓶中, ,用c
溶液滴定至终点(
被还原为
),
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记录消耗
溶液体积。重复上述实验2 次,测得消耗
溶液的体积为V mL(三次实验的平
均值)。
实验Ⅱ:称取a g 试样,隔绝空气加热至恒重(杂质及
未发生分解),固体质量减少了b g。
①请补充完整实验Ⅰ的实验方案。
②实验Ⅰ接近滴定终点时,向锥形瓶中滴入半滴标准液的操作为 (填序号)。
A.
B.
C.
D.
③n= (用含字母的表达式表示),若盛放标准液的滴定管未润洗,则测定的n 值
(填“偏大”“偏小”或“无影响”)
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