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考点一:无机物的制备
1.常见的气体发生装置
辨认下列常见的气体发生装置,完成下列问题:
(1)①用氯化铵与消石灰制取氨气,化学方程式为_______________,选用装置:______(填字母,下同)。
②用浓氨水与碱石灰制取氨气,选用装置:___________________________________________。
(2)①用碳酸钠与稀硫酸制取二氧化碳,选用装置:__________。
②用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳,选用装置:__________。
(3)①用浓盐酸与二氧化锰制取氯气,化学方程式为______________,选用装置:______。
②用漂白粉与浓盐酸制取少量氯气,化学方程式为_______________,选用装置:______。
(4)铜与浓硝酸反应制取二氧化氮,选用装置:__________。
(5)实验室制取乙烯的装置,可以通过选用上面哪个装置进行改进?若橡皮塞最多只允许打两个孔,应如何
改进所选实验装置:_____________________________________________________________。
(6)上述B 装置还能制取的气体有:_________________________________________________。
2.气体的净化
(1)设计原则:根据主要气体及杂质气体的性质差异来选择除杂试剂及除杂装置。
(2)吸收剂的选择
吸收剂的选择应根据被提纯气体的性质和杂质的性质来确定,一般情况如下:
①易溶于水的气体杂质可用水吸收;
②酸性杂质可用碱性物质吸收;
第66 讲 以物质制备为主的综合实验
01 掌握物质制备型实验方案设计的原则。
02 掌握解答物质制备型实验综合题的思维模型。
重点·夯基易错
1
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③碱性杂质可用酸性物质吸收;
④水为杂质时,可用干燥剂吸收;
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。
3.尾气处理装置的选择
a 装置用于吸收或溶解反应速率不是很快的气体,如用NaOH 溶液吸收Cl2、CO2等。
b 装置用于收集少量气体。
c、d 装置用于吸收极易溶且溶解很快的气体,如HCl、HBr、NH3等,其中d 装置吸收量较少。
e 装置用于处理难以吸收的可燃性气体,如H2、CO 等。
4.实验条件的控制
(1)排气方法
为了防止空气中的O2、CO2、水蒸气等干扰实验,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
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,如图甲,可通过观察气泡得到N2、H2的体积比约为1∶3 的混合气体。
③平衡气压,如图乙,用长玻璃管平衡气压,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物分解,如H2O2、NH4HCO3等;减少某些反应物或产物挥发,
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常考的温度控制方式
a.水浴加热:均匀加热,反应温度在100 ℃以下。
b.油浴加热:均匀加热,反应温度在100~260 ℃之间。
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。
d.保温:如真空双层玻璃容器等。
5.解答物质制备综合实验题的一般程序
(1)认真阅读题干,提取有用信息,包括实验目的、反应条件、陌生物质的性质、陌生反应原理等。
2
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(2)仔细观察装置图(或框图),联想熟悉的实验,找出每件仪器(或步骤)与熟悉的某一实验相似的地方,分
析每件仪器中所装药品的作用。
(3)通读问题,整合信息,把所有的问题进行综合分析,运用题给信息和化学基础知识做出正确解答。
1 溴化亚铁(FeBr2,易潮解、800 ℃升华)是一种无机化工产品,常用作聚合反应催化剂,也用于制药工业。
某同学在实验室制备FeBr2(Fe 与HBr 反应),装置(部分夹持仪器已省略)如图所示:
已知:2FeBr3=====2FeBr2+Br2↑。
回答下列问题:
(1)盛放浓磷酸的仪器名称为____________。
(2)写出烧瓶中发生反应的化学方程式:______________________________________(磷酸过量),该反应中
体现的制酸原理是____________________________________________________________。
(3)上述装置中,X、Y 分别盛装的试剂依次是__________(填字母)。
A.氯化钙、碱石灰
B.碱石灰、氯化钙
C.氯化钙、硫酸铜
D.氢氧化钠、硫酸铜
(4)实验结束后,关闭热源,仍需要通入一段时间N2,其目的是_________________________________。
(5)若用浓硫酸(生成SO2和Br2)代替浓磷酸,同样可以制备FeBr2,请简述原因:___________________。
2.硫氰酸钾(KSCN)俗称玫瑰红酸钾,是一种用途广泛的化学药品。实验室模拟工业制备硫氰酸钾的实验
装置如图所示:
已知:①CS2不溶于水,密度比水的大;②NH3不溶于CS2;③三颈烧瓶内盛有CS2、水和催化剂。
回答下列问题:
(1)制备NH4SCN 溶液:
①实验前,经检查装置的气密性良好。其中装置B 中的试剂是________。三颈烧瓶的下层CS2液体必须浸
没导气管口,目的是_____________________________________________________。
点拨·能力培养
3
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②实验开始时,打开K1,加热装置A、D,使A 中产生的气体缓缓通入D 中,发生反应CS2+
3NH3=====NH4SCN+NH4HS(该反应比较缓慢)至CS2消失。
(2)制备KSCN 溶液:
①熄灭装置A 处的酒精灯,关闭K1和K2,移开水浴,将装置D 继续加热至105 ℃,当NH4HS 完全分解后
(NH4HS===H2S↑+NH3↑),打开K2,继续保持液温105 ℃,缓缓滴入适量的KOH 溶液,发生反应的化
学方程式为____________________________________________________。
②使用KOH 溶液会使产品KSCN 固体中混有较多的K2S,工业上用相同浓度的K2CO3溶液替换KOH 溶液,
除了原料成本因素外,优点是_____________________________________________________。
③装置E 的作用是_________________________________________________________________________。
(3)制备KSCN 晶体:先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再减压、________、________、过滤、洗涤、干燥,
得到硫氰酸钾晶体。
1.(2024·湖南·高考真题)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(CH3CN)中应,回流装置图和蒸馏装置图(加
热、夹持等装置略)如下:
真题·明考向
4
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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)。
2.(2024·浙江·高考真题)
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_______。
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
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(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 。
3.(2023·福建·高考真题)某研究小组以
为原料制备新型耐热材料
。
步骤一:
水解制备
(实验装置如图A,夹持装置省略):滴入
,边搅拌边加热,使混合液升
温至
,保温3 小时。离心分离白色沉淀
并洗涤,煅烧制得
。
(1)装置 A 中冷凝水的入口为 (填“a”或“b”)
(2)三颈烧瓶中预置的稀盐酸可抑制胶体形成、促进白色沉淀生成。
水解生成的胶体主要成分为
(填化学式)。
(3)判断
沉淀是否洗涤干净,可使用的检验试剂有 。
步骤二:由
制备
并测定产率(实验装置如下图,夹持装置省略)。
7
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(4)装置C 中试剂X 为 。
(5)装置D 中反应生成
和
,该反应的化学方程式为 。
(6)装置E 的作用是 。
(7)实验中部分操作如下:
a.反应前,称取
样品;
b.打开装置B 中恒压滴液漏斗旋塞;
c.关闭装置B 中恒压滴液漏斗旋塞;
d.打开管式炉加热开关,加热至
左右;
e.关闭管式炉加热开关,待装置冷却;
f.反应后,称得瓷舟中固体质量为
。
①正确的操作顺序为:a→ →f(填标号)。
②
的产率为 。
考点二:有机物的制备
1.有机物制备的注意要点
(1)熟知常用仪器及用途
重点·夯基易错
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(2)依据物质性质和反应特点选择加热或冷却方式
①加热:酒精灯的火焰温度一般在400~500 ℃,乙酸乙酯的制取、石油的蒸馏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,因此在反应中通常要采用冷凝回流装置,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。
③防暴沸:加沸石(或碎瓷片),防止溶液暴沸;若开始忘加沸石(或碎瓷片),需冷却后补加。
2.常见有机物分离提纯的方法
(1)分液:用于分离两种互不相溶(密度也不同)的液体。
(2)蒸馏:用于分离沸点不同的互溶液体。分馏的原理与此相同。
(3)洗气:用于除去气体混合物中的杂质,如乙烷中的乙烯可通过溴水洗气除去。
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(4)萃取分液:如分离溴水中的溴和水,可用四氯化碳或苯进行萃取,然后分液。
3.有机物制备实验题的答题思路
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
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
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.乙醇酸钠(HOCH2COONa)又称羟基乙酸钠,它是一种有机原料,其相对分子质量为98。羟基乙酸钠易
溶于热水,微溶于冷水,不溶于醇、醚等有机溶剂。实验室拟用氯乙酸(ClCH2COOH)和NaOH 溶液制备少
量羟基乙酸钠,此反应为剧烈的放热反应。具体实验步骤如下:
步骤1:向如图所示装置的三颈烧瓶中,加入132.3 g 氯乙酸、50 mL 水,搅拌。逐步加入40% NaOH 溶
液,在95 ℃继续搅拌反应2 小时,反应过程控制pH 约为9 至10 之间。
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步骤2:蒸出部分水至液面有薄膜,加少量热水,操作1,滤液冷却至15 ℃,过滤得粗产品。
步骤3:粗产品溶解于适量热水中,加活性炭脱色,操作2,分离掉活性炭。
步骤4:将去除活性炭后的溶液加入适量乙醇中,操作3,过滤,干燥,得到羟基乙酸钠。
请回答下列问题:
(1)步骤1 中,发生反应的化学方程式是______________________________________________。
(2)如图所示的装置中仪器B 为球形冷凝管,下列说法不正确的是________(填字母)。
A.球形冷凝管与直形冷凝管相比,冷却面积更大,效果更好
B.球形冷凝管既可以作倾斜式蒸馏装置,也可用于垂直回流装置
C.在使用冷凝管进行蒸馏操作时,一般蒸馏物的沸点越高,蒸气越不易冷凝
(3)步骤2 中,三颈烧瓶中如果忘加磁转子该如何操作:_________________________________________。
(4)上述步骤中,操作1、2、3 的名称分别是________(填字母)。
A.过滤,过滤,冷却结晶
B.趁热过滤,过滤,蒸发结晶
C.趁热过滤,趁热过滤,冷却结晶
(5)步骤4 中,得到纯净羟基乙酸钠1.1 mol,则实验产率为________%(结果保留1 位小数)。
2.席夫碱在有机合成、液晶材料、植物生长调节等多个领域有重要用途。学习小组在实验室中探究由对
甲基苯胺(
)与苯甲醛(
)在酸催化下制备对甲基苯胺缩苯甲醛席夫碱(
,M=195 g·mol-1),有关信息和装置分别如表格和图像所示。
物质
相对分
子质量
密度/
(g·cm-3)
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
对甲基苯胺
107
0.96
44
200
微溶于水,易溶于乙醇
乙醇
46
0.78
-114
78
溶于水
苯甲醛
106
1.0
-26
179
微溶于水,与乙醇互溶
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回答下列问题:
(1)实验步骤
①按图安装好制备装置,检查装置的气密性。向A 中加入6.0 g 对甲基苯胺、5.0 mL 苯甲醛、50 mL 乙醇
和适量乙酸。其中分水器可接收并分离生成的水。乙醇的作用为_____________。
②控制反应温度为50 ℃,加热回流至反应结束,合适的加热方式为____________;A 中发生的主要反应
的化学方程式为______________________;能说明反应结束的实验现象为________________________。
(2)纯化产品
①按图安装好水蒸气蒸馏装置,检查装置的气密性。将A 中反应后余液转移至D 中,在C 中加入适量水,
进行蒸馏,将产品中的乙醇、对甲基苯胺和苯甲醛蒸出。玻璃管a 的作用为________________________;
仪器b 的名称为________。
②蒸馏操作结束后,需先打开止水夹再停止加热的原因为______________________________。
③实验后将装置D 中固体洗涤、干燥后,进一步通过__________(填操作名称)纯化后,得到纯品6.0 g。本
实验的产品产率为________________(保留三位有效数字)。
1.(2024·全国·高考真题)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。
真题·明考向
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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 。
2.(2023·辽宁·高考真题)2—噻吩乙醇(
)是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体,其制备方法如下:
Ⅰ.制钠砂。向烧瓶中加入
液体A 和
金属钠,加热至钠熔化后,盖紧塞子,振荡至大量微小
钠珠出现。
Ⅱ.制噻吩钠。降温至
,加入
噻吩,反应至钠砂消失。
Ⅲ.制噻吩乙醇钠。降温至
,加入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液,反应
。
Ⅳ.水解。恢复室温,加入
水,搅拌
;加盐酸调
至4~6,继续反应
,分液;用水洗涤有
机相,二次分液。
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Ⅴ.分离。向有机相中加入无水
,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,蒸出四氢呋喃、噻吩和液体A
后,得到产品
。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中液体A 可以选择 。
a.乙醇 b.水 c.甲苯 d.液氨
(2)噻吩沸点低于吡咯(
)的原因是 。
(3)步骤Ⅱ的化学方程式为 。
(4)步骤Ⅲ中反应放热,为防止温度过高引发副反应,加入环氧乙烷溶液的方法是 。
(5)步骤Ⅳ中用盐酸调节
的目的是 。
(6)下列仪器在步骤Ⅴ中无需使用的是 (填名称):无水
的作用为 。
(7)产品的产率为 (用
计算,精确至0.1%)。
3.(2023·全国·高考真题)实验室由安息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
安息香
白色固体
133
344
难溶于冷水
溶于热水、乙醇、乙酸
二苯乙二
酮
淡黄色固体
95
347
不溶于水
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溶于乙醇、苯、乙酸
冰乙酸
无色液体
17
118
与水、乙醇互溶
装置示意图如下图所示,实验步骤为:
①在圆底烧瓶中加入
冰乙酸、
水及
,边搅拌边加热,至固体全部溶解。
②停止加热,待沸腾平息后加入
安息香,加热回流
。
③加入
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
的乙醇重结晶,干燥后得淡黄色结晶
。
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)实验步骤②中,安息香必须待沸腾平息后方可加入,其主要目的是 。
(4)在本实验中,
为氧化剂且过量,其还原产物为 ;某同学尝试改进本实验:采用催化量的
并通入空气制备二苯乙二酮。该方案是否可行 ?简述判断理由 。
(5)本实验步骤①~③在乙酸体系中进行,乙酸除作溶剂外,另一主要作用是 。
(6)若粗品中混有少量未氧化的安息香,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)本实验的产率最接近于 (填标号)。
a.
b.
c.
d.
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1.(2024·山东烟台·三模)三氯化铬(
)是工业上常用的媒染剂和催化剂,易潮解,易升华,高温下易
被氧气氧化。实验室利用反应
制备无水
的装置(夹持装置略)如下
图所示。
已知:①
(俗称光气)有剧毒,能与水反应生成两种酸性气体。
②
在碱性条件下可将
氧化为
,酸性条件下可将
还原为
。
回答下列问题:
(1)试剂X 为 。
(2)检查装置气密性并加入药品后,加热前应进行的操作是 ;实验结束时,在反应管右端可得
到紫色
薄片;依次停止加热装置B 和C,冷却,继续通入一段时间
的目的是①冷却
并防止
被氧化,② 。
(3)装置单元D 的主要作用是 ;装置F 中发生反应的离子方程式为 。
(4)图示装置存在一处缺陷是 。
(5)
产品纯度的测定:
I.准确称取0.1000g 产品放入锥形瓶,在强碱性条件下,加入过量的30%
溶液和适量蒸馏水,小火
演练·提能力
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加热至溶液变黄绿色,此时铬以
存在,继续加热一段时间;
Ⅱ.向冷却后的锥形瓶中加入过量浓硫酸和浓磷酸(加浓磷酸可防止指示剂提前变色),使
转化为橙色
的
;
Ⅲ.滴加5 滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用新配制的
标准溶液滴定,达滴定终
点时消耗标准液体积18.60mL(滴定过程中,
转化为
)。
产品中所含
(
)的质量分数为 。若步骤Ⅰ未继续加热一段时间,将导致产
品中
质量分数的测定值 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
2.(2024·重庆·模拟预测)某研究小组用氨基钠
与N2O 反应制备叠氮化钠
并对制得的叠
氮化钠产品纯度进行测定。已知氨基钠熔点为208℃,极易水解和氧化; N2O 不与酸或碱反应;叠氮酸
(HN3)不稳定,易分解爆炸;SnCl2具有较强还原性。回答下列问题:
(1)制备叠氮化钠:连接好装置后,打开A 中分液漏斗活塞,向圆底烧瓶中滴加浓硝酸,充分反应。
①装置D 中盛装碱石灰的仪器名称为 。
②装置的连接顺序为 (填仪器接口字母)。
③若三颈烧瓶中参加反应的
和N2O 物质的量之比为2 1∶,则发生的化学反应方程式为 ,E
装置的作用为 。
④装置C 充分反应后,停止加热,需继续通入N2O 至三颈瓶冷却,再关闭分液漏斗活塞,这样操作的目的
为 。
(2)测定产品纯度:取装置C 中制得的叠氮化钠样品m 克放入圆底烧瓶中进行纯度的测定,如下图。
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①圆底烧瓶中反应的离子方程式为 。
②读取气体体积时,应注意 、使量气管与干燥管左右液面相平、视线与凹液面最低点水平相切。
③若量气管的初始读数为x mL、末读数为y mL,本实验条件下气体摩尔体积为Vm L/mol,则产品中NaN3
的质量分数为 。
3.(2024·安徽合肥·模拟预测)硫酸氧钒(
)具有良好的电化学性能,还可用作各种反应的催化剂。
某科研小组制备
并探究其热稳定性。实验装置如图所示(夹持、加热装置及磁力搅拌器已省略)。
已知:溶液pH<4.0 时,+5 价钒的存在形式为
,6.0≤pH≤8.0 时,+5 价钒元素的存在形式为
。
实验步骤如下:
①向仪器a 中加入一定量的
粉末和适量的水,开启搅拌装置进行搅拌,使固体
粉末与水充分混
合均匀。
②打开仪器b 滴入一定量的浓硫酸,升温至160℃,控制反应釜的搅拌速度搅拌15~20min,得到橙红色的
溶液;
③更换仪器b 向仪器a 中加入双氧水,并控制好双氧水的加入速度,恒温反应约180min 后即得到蓝色
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溶液;
④将所得到的
溶液进行蒸发浓缩,待浓缩液冷却后再向浓缩液中加入体积分数60%的乙醇,结晶、
过滤、干燥,即可得到
产品。
回答下列问题:
(1)仪器a 的名称是 ,在a 中反应生成
(“是”或“不是”)氧化还原反应。
(2)加入双氧水反应得到蓝色
溶液的离子方程式为 。
(3)本实验选择原料物质的量比
,过氧化氢需过量的原因是 。
(4)步骤④中加入体积分数60%的乙醇的作用是 。
(5)纯度测定:准确称取
产品m g,配成250mL 溶液,取50mL 溶液,加入适当过量的
溶液
(氧化产物为
),再加入适当过量的
除去
,进一步加入尿素除去
;滴入指示剂,
用c
标准溶液滴定(还原产物为
)。测量三次,平均消耗标准液体积为V
mL,
的摩尔质量为M g/mol,则该产品的纯度为 %。
(6)查阅资料后,有同学对
的热分解提出了两种猜想:
猜想ⅰ:
;
猜想ⅱ:
用以上装置按气流从左到右的流向,探究分解产物,则导管接口顺序为 ;若装置D 中出现白色沉
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淀,装置C 中未出现白色沉淀,证明猜想ⅰ正确。
4.(2024·辽宁锦州·模拟预测)酰胺常被用作溶剂和化工原料,也用于合成农药、医药等。实验室可以通
过下列反应制备乙酰苯胺:
所用装置如下图所示(省略夹持装置等):
相关物质信息列表如下:
物质
性状
沸
点/℃
溶解性
冰乙酸
无色液体
118
与水、乙醇、苯等互溶
苯胺
浅黄色液
体
184
微溶于水、溶于乙醇、乙酸、苯等
乙酰苯胺
白色固体
304
微溶于水、溶于热水、乙醇、乙酸、苯等
有如下实验步骤:
Ⅰ、用25mL 圆底烧瓶组装成如图所示的分馏装置。在烧瓶中加入约4.5mL(50mmol)新制的苯胺(苯胺易被
氧化变质)、7.5mL 的冰乙酸和0.05g 锌粉,摇匀。
Ⅱ、加热,保持反应液微沸约20min,逐渐升高温度,使反应温度维持在100~105℃,反应大约1h.然后
将温度升高至110℃,当温度出现较大波动时,停止加热。
Ⅲ、趁热将反应液倒入盛有100mL 冷水的烧杯中,有白色沉淀析出。稍加搅拌冷却,抽滤,洗涤固体,抽
干,在红外灯下烘干。得到含有少量苯胺的粗产品,提纯后得产品4.59g。
回答下列问题:
(1)接液管的c 出口的作用是 。
(2)步骤①中,加入锌粉的主要目的是 。
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(3)写出乙酰苯胺与NaOH 反应的化学方程式 。
(4)步骤②最后阶段,将温度升高至110℃的主要目的是为了蒸馏出更多的 (填分子式)。分馏柱
可以使部分蒸发出的物质回流到反应瓶中,该实验使用分馏柱的目的是
(5)粗产品提纯的最佳方法是 。
(6)已知酰胺中N 原子的未共用电子对与羰基的Π 电子形成共轭体系,使N 原子上的电子云密度降低。相
同条件下,下列物质的碱性由强到弱的顺序为 。
①
②甲胺 ③乙酰苯胺
(7)产品的产率为 %(用苯胺计算,精确至0.1%)。
5.(2024·四川成都·模拟预测)呋喃甲酸与呋喃甲醇都是重要的工业原料,某实验小组拟利用呋喃甲醛的
Cannizzaro 反应(方程式如下)进行制备与分离,相关原理、装置与制备流程如下。回答相关问题:
物质
状态
熔点℃
沸点℃
溶解性
呋喃甲醛
油状液
体
-36
161.7
微溶于冷水,溶于热水、乙醇、乙醚
呋喃甲酸
白色晶
体
130
易升华
难溶于冷水,易溶于乙醇、乙醚
呋喃甲醇
液体
-31
171
溶于水,乙醇、乙醚
(1)反应开始后体系温度极易上升,原因是 。已知温度高于12℃会引发副反应,为提高产率可采取
的控温操作有 、 (答出两点)。
(2)进行“操作②”时需多次收集馏分,最先馏出的是 。将铜丝烧至红热后伸入呋喃甲醇,现象是
(结合反应方程加以说明)。
(3)“操作①”的名称是 。若先加盐酸调pH 再进行“操作①”, 会导致产品分离困难,原因是
。
(4)反应过程产生的有色杂质易吸附在Y 表面,可通过重结晶提纯:将过滤得到的粗产品溶于5-7mL 热水中,
加活性炭,煮沸10min, (填操作名称),冷却结晶,过滤,洗涤,晾干,得白色针状晶体产品。最
佳洗涤剂是 (填序号)。
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a.乙醇 b.冷水 c.乙醚 d.热水
(5)呋喃
可以发生加聚反应生成聚呋喃,试写出相应方程式 ,并从结构角度分析呋喃甲酸与α-
甲基呋喃
均无法聚合的原因 。
6.(2024·山东泰安·模拟预测)苯乙酮是一种重要的化工原料,可用于制造香皂和塑料的增塑剂。实验室
可用苯和乙酸酐为原料,在无水AlCl3催化下加热制得:
过程中还有CH3COOH+AlCl3→CH3COOAlCl2+HCl↑等副反应发生。实验室可按下列步骤,用图一、图二装
置分别进行制备和分离提纯。
名称
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
密度/
溶解度
乙酸
酐
102
-73
140
1.082
微溶于水,易水解
苯
78
5.5
80.5
0.879
不溶于水
苯乙
酮
120
20.5
202
1.028
微溶于水
①向仪器A 中迅速加入13g 粉状无水AlCl3和0.18mol 无水苯。在搅拌下将0.04mol 乙酸酐慢慢滴加到A 中,
严格控制滴加速率,必要时用冷水冷却,待反应缓和后,在70-80℃下加热回流1 小时,直至无HCl 气体
逸出为止。
②将反应混合物冷却到室温,倒入含盐酸的冰水中使胶状物完全溶解。
③再将混合物转入分液漏斗中,分出有机层,水层用苯萃取两次(每次8mL),合并有机层,依次用
15mL10%NaOH 溶液、15mL 水洗涤,再用无水MgSO4干燥。
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④将苯乙酮粗产品放入蒸馏烧瓶中,先用水浴法蒸馏回收物质B,稍冷后改用空气冷凝管蒸馏收集馏分,
产量约4.2g。
回答下列问题:
(1)盛装醋酸酐的仪器名称是 。步骤①要逐滴滴加乙酸酐的原因是 。
(2)图一装置中CaCl2的作用是 。
(3)步骤②中水层用苯萃取两次(每次8mL),而不萃取一次(16mL)的目的是 。步骤③中用
15mL10%的NaOH 溶液洗涤主要是为了除去 (填物质名称)。
(4)步骤④中水浴法蒸馏回收的物质B 为 。
(5)本实验为收集产品用了减压蒸馏装置,如图二所示,其中毛细管的作用是 ,减压蒸馏中需
要控制一定温度,应该为 (填序号)。
A.202℃ B.220℃ C.175℃
(6)本次实验苯乙酮的产率为 。
7.(2024·四川成都·模拟预测)我国是世界上最大的糠醛生产国和出口国,糠酸是一种重要的医药中间体
和化工中间体,工业上以CuO 为催化剂,催化氧化糠醛制备糠酸,其反应原理如下:
其反应的步骤为
已知:①相关物质的信息:
熔点
沸点
溶解性
相对分
子质量
糠
醛
-36.5℃
161℃
常温下与水部分互溶
96
糠
酸
133℃
230℃
微溶于冷水、易溶于热水和乙醚
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②碱性条件下,糠醛分子间易发生自聚反应而生成高聚物。回答下列问题:
(1)实验室利用图1 所示装置完成步骤I,该步骤采用的加热方式为 ,其优点是 。
(2)为了提高糠酸的纯度,需首先提纯原料糠醛。实验室常用蒸馏的方法得到较纯的糠醛。因蒸气的温度高
于140℃,实验时选用图2 中空气冷凝管而不是直形冷凝管的原因是 。
(3)步骤Ⅲ中,悬浊液经“过滤、洗涤、干燥”得到糠酸粗品,洗涤粗糠酸应使用 (填序号)。进
一步提纯糠酸的方法是 。
A.热水 B.冷水 C.乙醚
(4)糠酸纯度的测定:取1.120g 提纯后的糠酸样品,配成100mL 溶液,准确量取25.00mL 于锥形瓶中,加
入几滴酚酞溶液,用0.0900mol/LKOH(经基准物邻苯二甲酸氢钾标定)溶液滴定,平行滴定三次,平均消耗
KOH 标准溶液24.80mL。
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①配制糠酸溶液所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 和 。(填仪器名称)
②糠酸的纯度为 。
③在滴定实验前,KOH 溶液通常需要标定,原因是 。
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