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第十章 化学实验基础与探究
(考试时间:75 分钟 试卷满分:100 分)
第Ⅰ卷(选择题 共40 分)
一、选择题:本题共10 个小题,每小题4 分,共40 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题
目要求的。
1.(2025·福建省福州市第三中学·模拟预测)利用如图所示装置进行实验,能达到实验目的的是
A.用①滴加饱和氯化铁溶液制备氢氧化铁胶体
B.用②蒸干硫酸亚铁溶液,可以获得FeSO4·7H2O
C.用③除去甲烷中的杂质乙烯,获得纯净甲烷气体
D.用④先加入无水乙醇再缓慢加入浓硫酸均匀后,迅速升温到170℃用于制乙烯
【答案】D
【详解】A.将FeCl3溶液滴入NaOH 溶液中生成Fe(OH)3沉淀,得不到胶体,故不能用①滴加饱和氯化铁溶
液制备氢氧化铁胶体,A 不合题意;
B.从FeSO4溶液中获得FeSO4·7H2O 晶体应该采用降温结晶,即加热蒸发至有大量晶膜出现时停止加热,冷
却结晶,即不能用②蒸干硫酸亚铁溶液,可以获得FeSO4·7H2O,B 不合题意;
C.乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成CO2,引入新的杂质,即不能用③除去甲烷中的杂质乙烯,获得纯净
甲烷气体,C 不合题意;
D.用④先加入无水乙醇再缓慢加入浓硫酸均匀后,迅速升温到170℃用于制乙烯,反应原理为:
CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2O,D 符合题意;
故答案为:D。
2.(2025·福建名校联盟·一模)实验室由正丁醇制备正丁醛(微溶于水)的流程如图所示。下列说法或操作正确
的是
A.步骤①中需加入过量的
B.步骤②的操作是水洗,该过程需振荡、放气、静置分层
C.无水
的作用是检验正丁醛是否含有水
1
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D.蒸馏时使用球形冷凝管,可提升冷凝效率
【答案】B
【分析】酸性条件下,正丁醇被Na2Cr2O7氧化得到正丁醛,由于正丁醛微溶于水,加水除正丁醛以外,其
他成分易溶于水,静置分液后加硫酸镁干燥,蒸馏可到正丁醛。
【详解】A.酸性条件下,Na2Cr2O7具有强氧化性,步骤①中加入过量的Na2Cr2O7会使生成的正丁醛被氧化
成正丁酸,A 错误;
B.根据分析可知,步骤②的操作是水洗,该过程需振荡、放气、静置分层,B 正确;
C.无水MgSO4的作用是干燥,C 错误;
D.蒸馏时应该使用直形冷凝管,D 错误;
故答案为:B。
3.(2025·福建省福州市·适应性考试)
的化学性质与
相似。用
配制氯化亚锡溶液的
操作为:加盐酸溶解→加水稀释→加4~5 粒锡→移液保存。下列关于
的相关实验叙述正确的是
A.用A 装置稀释浓盐酸
B.用B 装置加快
溶解
C.用C 装置保存
溶液
D.用D 装置制备无水
【答案】D
【详解】A.量筒是用于量取一定体积的液体,不能用作稀释装置,应在烧杯中稀释浓盐酸,且应向水中
缓慢加入浓盐酸,A 错误;
B.已知
的化学性质与
相似,Sn2+离子发生水解反应,加入盐酸可抑制水解,而加热会导致盐酸
挥发,且促进Sn2+水解,B 错误;
C.容量瓶是用于配制一定浓度的溶液,不能长期贮存溶液,C 错误;
D.在HCl 氛围中加热
可去除结晶水,且能抑制Sn2+水解,可制备无水
,D 正确;
故选:D。
4.(2025·建省厦门市·四模)阿司匹林(
)在潮湿空气中易发生水解变质。一种处理变质
阿司匹林并回收水杨酸(
)的方法如下:
2
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下列说法中错误的是
A.“重结晶”时所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗
B.“蒸馏”回收的是乙酸
C.“滤液”中加入NaOH 溶液的作用之一为水解阿司匹林
D.若“滤液”未加入NaOH 溶液直接“蒸馏”,所得水杨酸纯度降低
【答案】B
【详解】A.流程中“重结晶”操作在直接加乙醇析出阿司匹林晶体,然后进行过滤,用到烧杯、玻璃棒
和漏斗,A 正确;
B.滤液加
溶液后阿司匹林中的酯基水解变为水杨酸钠和乙酸钠,“蒸馏”得不到乙酸,B 错误;
C.阿司匹林中的酯基会在碱性条件下水解。滤液”中加入NaOH 溶液后滤液中的阿司匹林会发生水解反应,
作用之一为水解阿司匹林,C 正确;
D.若“滤液”未加入NaOH 溶液,那滤液中的阿司匹林不会变为水杨酸钠盐,所得水杨酸纯度降低,D 正
确。
故选B。
5.(2025·福建省南平市·三模)利用下图装置以及
与乙醛的反应,探究浓度对物质氧化性和还原性的
影响。溶液乙中未滴入乙醛,指针均不偏转;滴加1mL 乙醛时,测得电压大小关系为
。
已知:实验过程中不存在副反应,且U 值越大,物质氧化性或还原性越强。
编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
甲
硝酸
银
硝酸银
银氨
液
银氨液
乙
氯化
钠
氢氧化
钠
氯化
钠
氢氧化
钠
电压表读
3
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数
下列说法错误的是
A.实验Ⅰ和实验Ⅱ可知
增大,乙醛还原性增强
B.用氢氧化钡代替实验Ⅲ中氯化钠,
C.实验Ⅱ和实验Ⅳ可知等浓度的
氧化性强于
D.其他条件不变,用一氯乙醛代替乙醛进行实验,U 将减小
【答案】D
【详解】A.实验Ⅰ和Ⅱ的甲均为
(氧化剂均为Ag⁺),乙分别为NaCl[中性,c(OH⁻)小]和NaOH[碱
性,c(OH⁻)大],
说明碱性条件下乙醛还原性更强,即
增大乙醛还原性增强,A 正确;
B.实验Ⅲ中乙为中性NaCl,换为
后乙变为碱性,且乙中的氢氧根浓度更大碱性更强,与实验Ⅳ
中的甲银氨液、乙NaOH 相比,此时氧化剂银氨离子和还原剂乙醛均相同,但实验Ⅲ中的氢氧根浓度更大
碱性更强,故
,B 正确;
C.实验Ⅱ(甲Ag⁺、乙NaOH)和Ⅳ(甲银氨液、乙NaOH)中均为碱性(乙醛还原性相同),
说
明Ag⁺氧化性强于
,C 正确;
D.一氯乙醛中Cl 吸电子,通过诱导效应降低醛基碳的电子云密度,使醛基还原性增强,U 会增大,D 错误;
故答案选D。
6.(2025·福建福州第一中学·模拟预测)由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向NaBr 溶液中滴加过量氯水,
再加入淀粉碘化钾溶液
先变橙色,后变蓝
色
氧化性:
B
向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴
加热,加入新制的氢氧化铜悬浊
液
无砖红色沉淀
蔗糖未发生水解
C
石蜡油加强热,将产生的气体通
入溴的四氯化碳溶液
溶液红棕色变无色
气体中含有不饱和烃
D
加热试管中的聚氯乙烯薄膜碎片
试管口润湿的蓝色
石蕊试纸变红
氯乙烯加聚是可逆反
应
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】C
【详解】A.氯水过量时,
直接氧化
生成
,无法证明
的氧化性强于
,结论不成立,A 错误;
4
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B.未中和酸性环境,无法检验葡萄糖,不能说明蔗糖未水解,B 错误;
C.石蜡油裂解产生不饱和烃,使溴的四氯化碳溶液褪色,C 正确;
D.聚氯乙烯高温分解产生HCl,与可逆反应无关,结论错误,D 错误。
故选C .
7.(2025·福建省漳州市·三模)设计实验探究Cr(
)
Ⅱ、Cr(
)
Ⅲ、Cr(VI)的性质,实验步骤及观察到的现象如
下。
已知:①溶液中存在平衡:
。
②
易被空气中的氧气氧化。
下列说法正确的是
A.反应①“m 溶液”是KOH 溶液
B.反应②为:
C.反应③的还原剂是锌,还原产物是ZnCl2
D.反应④如图操作,制取
【答案】B
【详解】A.反应①中K2CrO4(黄色)转化为K2Cr2O7(橙色),需平衡
右移,
应加入酸性溶液(如稀硫酸),KOH 溶液为碱性,会使平衡左移,A 错误;
B.反应②中K2Cr2O7与浓盐酸反应生成CrCl3(Cr3+,绿色),Cl⁻被氧化为Cl2,离子方程式为
,配平正确,B 正确;
C.反应③中CrCl3(Cr3+)与Zn 反应生成CrCl2(Cr2+),Zn 为还原剂(失电子),还原产物为被还原的CrCl2
(Cr2+),ZnCl2是Zn 被氧化的氧化产物,C 错误;
D.
易被氧气氧化,Cr2+需隔绝空气,图中操作未隔绝空气,Cr2+会被氧化,无法制
取目标物质,D 错误;
故选B。
8.(2025·福建福州·二模)镀锡铜箔中锡回收具有极高的价值。实验室回收并制备SnO2的流程如下图。下列
说法错误的是
5
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已知:“浸取”过程得到具有强还原性的Sn2+;“水解”制得Sn(OH)4沉淀。
A.向浸取液中分次加入镀锡铜箔,可减少铜粉覆盖反应物,提高浸取率
B.“氧化”过程使用的试剂X 可以是H2O2
C.“滤液”经处理后可循环使用
D.“550
”
℃需要用到的仪器主要有:蒸发皿、酒精灯、玻璃棒
【答案】D
【分析】镀锡铜箔用硫酸铜浸取时,发生反应:Cu2++Sn=Sn2++Cu,再用氧化剂将Sn2+氧化为Sn4+,水解成
Sn(OH)4,焙烧分解成SnO2。
【详解】A.硫酸铜溶液浸取时发生反应:Cu2++Sn=Sn2++Cu,分次加入镀锡铜箔,可减少铜粉覆盖反应物,
提高浸取率,A 正确;
B.“氧化”过程中加入试剂X,将Sn2+氧化为Sn4+,试剂X 可以是
,B 正确;
C.Sn(SO4)2水解生成Sn(OH)4沉淀和硫酸,溶液可返回浸取工序循环使用,C 正确;
D.高温焙烧Sn(OH)4得到SnO2,条件是550℃,不能用蒸发皿,应该用坩埚,D 错误;
故选D。
9.(2025·福建省南安第一中学·最后一卷一模)由下列实验操作能得到相应结论的是
选
项
实验操作
结论
A
将少量氯气缓慢通入
溶液中,得到黄色溶液
氧化性:
B
向盛有
固体的试管中加入足量的
溶液,充分反应后白
色沉淀完全溶解,再向试管中加入几滴
溶液,又产生黑色沉淀
溶解度:
C
常温下,向
溶液中加入稀盐酸,有白色沉淀产生
与
结合的能力强于
分子与
的配位能力
D
向
沉淀中分别加入盐酸和氨水,沉淀均溶解
为两性氢氧化物
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【详解】A.I-的还原性强于Fe2+,氯气不足时,I-优先被氧化成I2,使得溶液呈黄色,故不能确定Fe2+是否
被氧化成Fe3+,无法得出Cl2的氧化性强于Fe3+,A 错误;
6
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B.AgCl 与
反应生成
,加入几滴Na2S 后所得黑色沉淀为Ag2S,故溶解度:
AgCl>Ag2S,B 正确;
C.
的溶液中加入盐生成AgCl 沉淀,滴加盐酸的过程中只要Qc>Ksp(AgCl)即可产生沉淀,且
AgCl 的生成会促进
解离,故不能说明Cl-与Ag+结合的能力更强,C 错误;
D.两性氢氧化物是指既能与酸反应生成盐和水,又可以与强碱反应生成盐和水,而
与氨水发生
络合反应生成
,故
不是两性氢氧化物,D 错误;
故答案选B。
10.(2025·福建省龙岩市·二模)从废旧线路板(主要成分为塑料板及金属,其金属含量为Cu 75%、Fe
7.5%、Pb 2.7%、Al 2.1%)中提取铜的流程如下:
已知:萃取原理可表示为
(水层)
(有机层)
(有机层)
(水层)。
下列说法正确的是
A.“磁选”分离过程发生了化学变化
B.“浸出”过程主要发生反应的离子方程式为
C.“萃取”过程,pH 越小萃取率越高
D.该流程可循环利用的物质只有RH 和煤油
【答案】B
【分析】废旧线路板粉碎、风选除去塑料颗粒,磁选除去铁粉,剩余物加入氯酸钠、稀硫酸浸取,使得铜、
铝转化为浸出液,滤渣为硫酸铅,加入萃取剂萃取出含铜有机层,反萃取分离出铜离子,电解得到铜;
【详解】A.“磁选”分离过程没有生成新物质,发生了物理变化,A 错误;
B.“浸出”过程中氯酸钠在酸性条件下氧化铜单质生成铜离子和氯离子,主要发生反应的离子方程式为
,B 正确;
C.萃取原理可表示为
(水层)
(有机层)
(有机层)
(水层),则“萃取”过程,pH 越小,
酸性越强,使得平衡逆向移动,导致萃取率降低,C 错误;
D.该流程电解硫酸铜溶液制取铜的过程中会生成硫酸,硫酸也可循环利用,D 错误;
故选B。
第II 卷(非选择题 共60 分)
二、非选择题:本题共4 个小题,共60 分。
7
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11.(15 分)(2025·福建省南平市·三模)一种实验室制备CdSe 量子点的实验步骤和装置(夹持仪器略)如
下。
已知:①CdSe 量子点是直径在1 nm ~ 10 nm 之间CdSe 与配位剂
络合的粒子;
②
的
、
,
;
③
与
反应原理为:
。
实验步骤:
Ⅰ.在三颈烧瓶中加入蒸馏水、
,
氛围中搅拌得到浑浊液,再用NaOH 调节pH 为11,得
到CdSR 的澄清溶液
Ⅱ.按图2 装置制备NaHSe 溶液
Ⅲ.用注射器将NaHSe 溶液一次性快速加入到CdSR 溶液中,通入
加热回流一段时间,制得CdSe 量子点。
加入无水乙醇后再分离提纯。
回答下列问题:
(1)图1 中仪器a 的名称为 。
(2)“步骤Ⅰ”中,浑浊液变澄清的原因为 。
(3)
将NaHSe 溶液与
溶液混合,反应为
,平衡常数
,故难以得到CdSe 量子点。
(4)“步骤Ⅱ”中还生成
和一种可燃性气体,反应的化学方程式为 。
(5)用滴管代替注射器重复上述实验,反应相同时间,测得荧光强度与发射波长的关系如图3 所示,表示注
射器对应的曲线为 (填“甲”或“乙”),判断的依据为 (已知:荧光强度与量子点
的含量成正比)。
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(6)“步骤Ⅲ”分离提纯的方法为___________(填标号)。
A.减压过滤
B.萃取分液
C.离心分离
D.蒸发结晶
(7)纯度测定:取5.00 g CdSe 量子点样品溶于稀硝酸,配成250 mL 溶液,取25.00 mL 溶液于锥形瓶中,加
入
溶液,使
完全络合,煮沸,滴入几滴指示剂,用
溶
液滴定过量的EDTA,达到滴定终点时,消耗
溶液的体积为10.00 mL。(假设杂质不参与反应,
,
)。
①该产品纯度为 (以CdSe 含量计算)
②若装
溶液的滴定管未用标准液润洗,测定结果 (填“偏大”或“偏小”或“不影响”)。
【答案】(1)(球形)冷凝管
(2)加NaOH 会使
平衡正移
(3)
(4)
(5) 甲 用注射器操作可隔绝空气防止Se 元素被氧化,提高产率
(6)C
(7) 95.5% 偏小
【分析】在三颈烧瓶中加入蒸馏水、CdCl2、H2SR,通入N2作保护气,N2氛围中搅拌得到浑浊液,再用
NaOH 调节pH 为11,按图2 装置制备NaHSe 溶液,用注射器将NaHSe 溶液一次性快速加入到CdSR 溶液中,
通入N2加热回流一段时间,制得CdSe 量子点,再加入乙醇使CdSe 的溶解度降低,进行分离提纯,离心分
离再洗涤,得到纯净的CdSe 量子点。
【详解】(1)图1 中仪器a 的名称为(球形)冷凝管。
(2)步骤I 中加NaOH 会使
平衡正移,溶液由浑浊变澄清。
(3)反应
的平衡常数
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(4)由所给信息可知,Se 被NaBH4还原生成NaHSe,NaBH4被氧化为Na2B4O7,H 元素化合价下降生成可燃
性气体H2,根据得失电子守恒、原子守恒,反应的化学方程式为
。
(5)用注射器可以将NaHSe 溶液一次性快速加入到CdSR 溶液中,可以隔绝空气防止Se 元素被氧化,提高
生成CdSe 量子点的产量,若用滴管代替注射器重复上述实验,Se 元素会被氧化,生成CdSe 量子点减小,
荧光强度减弱,则表示注射器对应的曲线为甲,理由为:用注射器操作可隔绝空气防止Se 元素被氧化,提
高产率。
(6)“步骤III”的分离提纯时固液分离,因此不能采取萃取分液和蒸发结晶方法,由于CdSe 量子点是直径
在1 nm ~ 10 nm 之间,能够透过滤纸,不能使用过滤方法,应用离心分离方法分离提纯,故答案为C。
(7)①由题意可知,达到滴定终点时,消耗CuSO4溶液的体积为10.00 mL,结合
和
可知,后者消耗EDTA 的物质的量为
,则5.00 g CdSe 量子点样品
中CdSe 的质量分数为
;
②装CuSO4标准液的滴定管未用标准液润洗时,滴定管内壁残留的水会稀释标准液,导致标准液浓度偏低,
滴定时消耗CuSO4标准液的体积偏大,测定过量EDTA 溶液的体积偏大,则测得与Cd2+络合的EDTA 溶液体
的积偏小,测定CdSe 含量偏小。
12.(15 分)(2025·福建省福州市·三模)离子化合物SASN[(Ag2C2)x·(AgNO3)y]对光敏感,是重要的军工原
料。利用乙炔与硝酸银溶液反应制备SASN 并确定其化学组成的过程如下。
已知:i.电石(主要成分为CaC2)与水生成乙炔反应剧烈,与1 1∶的乙醇溶液反应平缓。
ii.电石所含杂质遇水反应生成H2S、PH3等气体,H2S、PH3易与硝酸银溶液反应生成银,与硫酸铜溶液反应
则生成硫化铜、磷化铜等黑色沉淀。
I.制备离子化合物SASN
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(1)1 1∶的乙醇溶液是用1 体积无水乙醇与1 体积水混合而成,配制该溶液所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,
还需要 。
(2)CaC2与水反应的化学方程式为 。
(3)环颈双球安全漏斗中,“环颈双球”结构的作用是 。(答2 点)
(4)装置C 中,CuSO4溶液的作用是 。
(5)装置E 中,试剂X 除了选择酸性高锰酸钾溶液外,还可以选择 。与乙烯相比,乙炔与酸性高锰
酸钾溶液反应速率较慢,从分子结构的角度看,其原因是 。
II.测离子化合物SASN[(Ag2C2)x·(AgNO3)y]的总银含量以确定其化学组成称取0.2050 gSASN 于锥形瓶,用足量
硝酸溶解得到无色溶液,向其中加入2~3 滴NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂,再用0.1000
NH4SCN 标准溶
液滴定,消耗NH4SCN 标准液的平均体积为15.00 mL。(已知:
)
(6)滴定终点的现象是 。
(7)离子化合物SASN 的化学式为 。
【答案】(1)量筒
(2)
(3)防倒吸
(4)检验H2S 和PH3是否除尽,并吸收未除尽的H2S 和PH3
(5) 丙酮 乙炔相比乙烯,其采取sp 杂化的C 电负性高,对π 电子云的束缚力更强,电子云不易被
高锰酸钾极化,所以乙炔反应速率更慢
(6)为当滴加最后半滴时,溶液变为红色,且半分钟不变色
(7)(Ag2C2)·(AgNO3)5
【分析】A 为乙炔生成装置,装置B 的目的是除去还原性气体H2S 与PH3,装置C 检验H2S 与PH3是否除尽,
D 为SASN 生成装置,装置E 进行尾气吸收,据此解答。
【详解】(1)配制溶液的玻璃仪器需要量筒量取溶液。
(2)CaC2与水反应的方程式为
。
(3)环颈双球安全漏斗通过加长细管,可以防止反应液倒吸带来的影响。
11
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(4)CuSO4溶液作用为检验H2S 和PH3是否除尽,并吸收未除尽H2S 和PH3。
(5)试剂X 作用为吸收多余的乙炔,乙炔在丙酮中溶解度极高,可以选用丙酮,安全且高效;乙炔相比乙
烯,其采取sp 杂化的C 电负性高,对π 电子云的束缚力更强,不易被高锰酸钾极化,所以乙炔反应速率更
慢。
(6)滴定终点现象为当滴加最后半滴时,溶液变为红色,且半分钟不变色。
(7)根据Ag+~SCN-,可得0.2050 gSASN 中Ag 的总物质量为
,设0.2050 gSASN 中含有Ag2C2
物质量为nx mol,AgNO3物质量为ny mol,则有
,
联立解得
,
,所以x:y= nx: ny=1:5,即x=1,y=5,所以SASN 的化学式为
(Ag2C2)·(AgNO3)5。
13.(15 分)(2025·福建省泉州市第七中学·5 月模拟预测)双氰胺(
)为白色晶体,在
冷水中溶解度较小,溶于热水、乙醇,其水溶液在
以上会发生分解等副反应,主要用于生产树脂、涂
料、含氮复合肥等。实验室以石灰氮
为原料制备双氰胺的流程如下:
已知氰胺二聚反应机理为
回答下列问题:
(1)已知:氰基是吸电子基团。氰氨
的碱性 氨的碱性。(填:“大于”、“小于”或“等
于”)
(2)写出步骤I 的化学反应方程式: 。
(3)步骤II 中调节溶液pH 为9.1 的原因(结合OH
的作用回答): 。
(4)步骤III 中蒸发浓缩时,常采用真空蒸发浓缩,目的是 。
(5)凯氏定氮法是测定有机物中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化
成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐。
已知:
;
12
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①仪器b 的名称是 。
②仪器清洗后,
中加入硼酸
和指示剂。铵盐试样由
注入,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水
冲洗
,关闭
中保留少量水。打开
,加热,使水蒸气进入。
中保留少量水的目的是 。
③取双氰胺样品
克进行测定,滴定
中吸收液时消耗浓度为
的盐酸
,则样品中氮的质量分
数为 %。(用含、
、
的代数式表示)
【答案】(1)小于
(2)
(3)OH-为二聚反应的催化剂,故弱碱性有利于发生聚合反应
(4)真空蒸发浓缩可以降低溶液沸点、加快浓缩速率,防止双氰胺因温度过高发生分解等副反应
(5) 圆底烧瓶
中保留少量水起液封作用,防止氨气逸出
【分析】分析所给流程图可知,CaCN2与水反应生成Ca(OH)2和NC-NH2,通入CO2,使Ca(OH)2转化成
CaCO3(滤渣)除去,NC-NH2在80 ℃、弱碱性条件下反应生成双氰胺,再经过蒸发浓缩、冷却结晶得到双氰
胺晶体。
【详解】(1)由于氨基氰所含氨基氮上的p 电子与氰基上的π 键发生p-π 共轭,使得该氨基氮上的电子云
被分散,从而使得氨基氰结合质子的能力下降,即碱性减弱,而氨分子的氮原子上的电子云未被分散,结
合质子的能力强于氨基氰,氰氨
的碱性小于氨的碱性。
(2)步骤Ⅰ中CaCN2与水反应生成Ca(OH)2和NC-NH2,通入CO2,使Ca(OH)2转化成CaCO3,化学方程式为:
CaCN2+H2O+CO2=CaCO3
+NC-NH2。
(3)根据氰胺二聚反应机理可知,OH-为二聚反应的催化剂,故弱碱性有利于发生聚合反应。
(4)压强降低可以降低,物质的沸点,则真空蒸发浓缩可以降低溶液沸点、加快浓缩速率,防止双氰胺
因温度过高发生分解等副反应。
(5)①由图可知,仪器b 的名称是圆底烧瓶;
13
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②止水夹k3处可能漏气,导致测定的N 元素质量分数偏低,故d 中保留少量水起液封作用,防止氨气逸出;
③在整个实验过程中由氮原子守恒可得:n(N)=n(NH3)=n(HCl)=
mol,则w(N)=
×100%=
%。
14.(15 分)(2025·福建省泉州市·三模)2,
二氯
,
萘醌是一种重要的精细化工中间体,实验室制
备装置如下:
反应原理:
盐酸催化氯化的决速步反应机理:
回答下列问题:
(1)实验开始前,向各装置连接处涂肥皂水并通入
。该操作的目的是 。
(2)装置甲中发生反应的离子方程式为 。
(3)乙中试剂为 。
(4)丁的主要作用是 。
(5)戊中反应需控制温度和盐酸用量。
①温度高于
时,反应速率将快速下降,原因是 。
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②如图所示,盐酸用量由1.5mL 改为2.5mL 时,1,
萘醌的消耗速率变化的原因是 。
(6)反应结束时,再次通入
,当观察到 (填实验现象)停止通入
。
(7)经过滤、水洗、干燥,得高纯度2,
二氯
,
萘醌9.1g。
①水洗的目的是 。
②称量原料及产品所需的主要仪器是 。
③2,
二氯
,
萘醌的产率为 (保留3 位有效数字)。
【答案】(1)检查装置的气密性
(2)
(3)饱和食盐水
(4)作缓冲瓶或安全瓶
(5) 温度高于75℃时,盐酸挥发,催化能力下降(或“氯气溶解度降低,反应速率降低”或“1,
萘
醌随水蒸气挥发”) 盐酸用量过高,
离子浓度过大,决速步逆反应速率增大,导致1,
萘醌的
消耗速率下降(或决速步反应逆向移动)
(6)己中黄绿色消失(或写全部装置液面上方气体均为无色;只写氯气不得分)
(7) ①除去盐酸 ②托盘天平 ③80.2%(80.1%、80.3%均给分)
【分析】该实验是实验室制备2,3-二氯-1,4-萘醌的过程,实验装置各部分分析:
装置甲中KMnO4与浓盐酸发生氧化还原反应生成Cl2,为后续反应提供反应物。实验开始前向各装置连接处
涂肥皂水并通入N2,是为了检查装置气密性,确保实验在密闭环境下进行,防止气体泄漏影响实验结果。
乙中试剂为饱和食盐水,用于除去Cl2中混有的HCl 气体,因为HCl 在饱和食盐水中溶解度大,而Cl2在饱和
食盐水中溶解度小;丙装置用于干燥Cl2,除去氯气中的水蒸气,保证进入戊装置的Cl2干燥,避免对反应
产生不利影响。丁作缓冲瓶或安全瓶,能防止装置内压强变化过大,起到稳定压强的作用,避免倒吸等情
况发生。戊是反应发生的主要装置,反应需控制温度和盐酸用量:己可起到缓冲等作用,庚中浓NaOH 溶
液用于吸收多余的Cl2,防止Cl2排放到空气中污染环境。反应结束时通入N2,将装置内残留的Cl2等气体赶
入庚中被吸收,当观察到装置己中黄绿色消失(或写全部装置液面上方气体均为无色)时停止通N2。产物
经过滤、水洗(除去盐酸)、干燥后得到高纯度2,3-二氯-1,4-萘醌,称量原料及产品用托盘天平,通过计
算可得产率。
【详解】(1)实验开始前,向各装置连接处涂肥皂水并通入N2,目的是检查装置气密性。通过通入N2,
观察肥皂水是否有气泡冒出以及停止通N2后气泡是否保持,来判断装置是否漏气。
(2)装置甲中是KMnO4与浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气,离子方程式为:
。
(3)根据分析,装置乙中试剂为饱和食盐水,其作用是除去Cl2中的HCl 气体。
(4)丁的主要作用是作缓冲瓶或安全瓶。在实验装置中,当后续装置内压强发生变化时,丁装置可以起
到调节压强、防止倒吸等作用,保证实验装置的安全稳定运行。
(5)①温度高于75℃时,反应速率将快速下降,原因是温度过高,Cl2的溶解度降低,1,4 - 萘醌易随水蒸
气挥发,导致反应物浓度降低,反应速率下降。(或盐酸挥发,催化能力下降)。
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②盐酸用量由1.5 mL 改为2.5 mL 时,根据盐酸催化氯化的决速步反应机理,盐酸提供H+,H+浓度增大,加
快了决速步反应的速率,从而使1,4 - 萘醌的消耗速率下降(或决速步反应逆向移动)。
(6)反应结束时,再次通入N2,当观察到装置己中黄绿色消失(或写全部装置液面上方气体均为无色)
时停止通入N2,说明装置内的Cl2已被赶尽。
(7)①水洗的目的是除去产品表面附着的盐酸,因为反应中用到了盐酸,产品经过水洗可将盐酸洗去,
得到更纯净的产品。
②称量原料(1,4 - 萘醌等)及产品(2,3 - 二氯 - 1,4 - 萘醌)所需的主要仪器是托盘天平,托盘天平可用
于称量固体药品的质量。
③根据反应原理计算理论上生成2,3 - 二氯 - 1,4 - 萘醌的质量。已知M(1,4 - 萘醌)=158g·mol-1,m(1,4 - 萘
醌)=7.9g,则n(1,4 - 萘醌)=
=0.05mol。由反应方程式可知,1mol 1,4 - 萘醌反应生成1mol 2,3 -
二氯 - 1,4 - 萘醌,M(2,3 - 二氯 - 1,4 - 萘醌)=227 g·mol-1,所以理论生成m 理论(2,3 - 二氯 - 1,4 - 萘醌)=
,实际得到m 实际=9.1g,则产率=
。
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