猜押12化学实验综合题
猜押考点 3年真题 考情分析 押题依据
无机物制备综合实验 (2024年6月第20题) (2024年1月第20题) (2023年6月第20题) (2023年1月第20题) 综合实验题是高考必考题型,具有知识容量大、出题素材新、考查角度广、综合程度高,能力要求强等特点,也是区分度较大的主要题型。浙江选考主要以无机物质制备为切入口,考查有仪器的识别与应用、物质的制备、除杂与分离、物质的性质探究与验证、实验现象的分析与描述、实验结论的评价与计算等。 本题将以元素化合物知识为依托,以陌生物质制备为背景,充分体现了“源于教材,又不拘泥于教材”的命题指导思想,把化学实验基础知识和基本操作技能准确迁移到类似的实验中去,试题呈现融合趋势,在制备或探究中也有定量计算。
有机物制备综合实验 (2025年1月第19题)
定量分析综合实验
押题一 无机物制备综合实验
1.(2025·浙江省第一届NBchem高考模拟考试)Fe/Fe3O4磁性材料在很多领域具有应用前景,其制备过程如下(各步均在N2氛围中进行):
部分装置如图:
提示:①步骤Ⅰ生成了Fe和Fe3O4;Fe/Fe3O4的化学性质活泼,容易被氧化;
(1)仪器b的名称是 ,步骤Ⅲ的操作名称是 。
(2)写出步骤Ⅰ的离子方程式: 。
(3)写出步骤Ⅱ的有关操作: 。
(4)为了检验溶液中的Fe2+,研究小组使用了邻二氮菲(,平面形分子,简称为)能与Fe2+生成稳定的橙色配合物,可测定Fe2+的浓度,其反应原理如图所示:
用邻二氮菲测定Fe2+的浓度时应控制pH为5~6,请解释原因: 。
(5)下面说法正确的是 。
A.判断沉淀是否已经用水洗涤干净,应选择的试剂为稀硝酸和硝酸银溶液
B.中Fe2+的配位数为3
C.实验室制取氮气可以使用CuO和氨气实现
D.采用适宜的滴液速度,可以使产品粒径适中、结晶度良好
E.为了防止FeCl2水解,可以用HCl代替KOH
(6)判断Fe3+和SCN-配位时候配体提供的配位原子是: 。
【答案】(1)恒压滴液漏斗 焙烧或加热
(2) 4Fe2++8OH-=Fe↓ +Fe3O4↓ +4H2O
(3)冷却后过滤,依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀,在低温下干燥
(4)当H+浓度高时,邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键,导致与Fe2+配位能力减弱;当OH-浓度高时,OH-与Fe2+反应,影响Fe2+与邻二氮菲配位
(5)ACD
(6)N
【解析】由图可知,三颈烧瓶中FeCl2溶液与KOH发生氧化还原反应生成Fe和Fe3O4,根据得失电子,离子方程式为:4Fe2++8OH-=Fe↓ +Fe3O4↓ +4H2O,冷却后过滤,依次用热水和乙醇洗涤,除去产品表面水分,快速干燥,再在管式炉内焙烧得产品。
(1)根据仪器的构造及用途可知,仪器b的名称是恒压滴液漏斗,使用过程可保持气压平衡,使液体顺利流下,步骤Ⅲ的操作名称是焙烧或加热;
(2)三颈烧瓶中FeCl2溶液与KOH发生氧化还原反应生成Fe和Fe3O4,根据得失电子,离子方程式为:4Fe2++8OH-=Fe↓ +Fe3O4↓ +4H2O;
(3)三颈烧瓶中FeCl2溶液与KOH发生氧化还原反应生成Fe和Fe3O4,冷却后过滤,依次用热水和乙醇洗涤,除去产品表面水分,快速干燥,故答案为:冷却后过滤,依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀,在低温下干燥;
(4)用邻二氮菲测定Fe2+的浓度时,酸性较强时,H+能与N原子配位,碱性较强时,Fe2+能与OH-反应,故控制pH为5~6;
(5)A项,因为反应后溶液中有Cl-,所以判断沉淀是否已经用水洗涤干净,应取最后一次洗涤液,加入稀硝酸和硝酸银溶液,若无白色沉淀,则洗涤干净,A正确;B项,中Fe2+与3个配体中的6个N原子形成配位键,配位数为6,B错误;C项,2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O,C正确;D项,结晶度受反应速率和温度的影响,所以为保证产品性能,使产品粒径适中、结晶度良好,可采取适宜的滴液速度,D正确;E项,用HCl代替KOH,生成的晶体为Fe和Fe3O4,均会与HCl反应,E错误;故选ACD。
(6)SCN-中S与N均可提供配位,当SCN-与软酸(Pt2+、Hg2+等)配合时,倾向于S作为配位原子,当SCN-与硬酸(Fe3+等)配合时,倾向于N作为配位原子。
2.(2025·浙江省天域名校协作体高三下学期联考)实验室制备、提纯、分析NaBH4纯度的步骤如下。
Ⅰ.NaBH4的制备。利用如图甲装置(加热及夹持装置略)进行操作:
(i)连接装置,检验气密性,装入试剂,打开K2,向装置中鼓入N2,然后升温到110℃左右,打开搅拌器快速搅拌,将融化的Na快速分散到石蜡油中;
(ii)升温到200℃,关闭K2,打开K1通入H2,充分反应后制得NaH;
(iii)升温到240℃,关闭K1,打开K2通入N2,打开K3向三颈瓶中滴入硼酸三甲酯[分子式为B(OCH3)3,沸点为68℃],充分反应;
(iv)降温后,离心分离得到NaBH4和CH3ONa的固体混合物。
Ⅱ.NaBH4的提纯。NaBH4可采用索氏提取法提纯,其装置如图乙所示,实验时将NaBH4和CH3ONa的固体混合物放入滤纸套筒1中,烧瓶中加入异丙胺。烧瓶中异丙胺受热蒸发上升,冷凝后滴入滤纸套筒1中,再经导管返回烧瓶,从而实现连续萃取。
Ⅲ.纯度分析。
步骤1:取mg产品(杂质不参加反应)溶于NaOH溶液后配成200mL溶液,取20mL置于碘量瓶中,加入V1mLc1mol/L的KIO3溶液充分反应。(3NaBH4+4KIO3=3NaB2+4KI+6H2O)
步骤2:向步骤1反应后溶液中加入过量的KI溶液,用稀硫酸调节pH,使过量KIO3转化为I2,冷却后于暗处放数分钟。
步骤3:将步骤2所得混合液调pH约为5.0,加入几滴淀粉,用c2mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗溶液V2mL。(I2+2Na2S2O3=Na2S4O62-+2Na)
已知 NaBH4 NaH CH3ONa 异丙胺
性质 固体,可溶于异丙胺或水,常温下与水缓慢反应,与酸剧烈反应,强碱环境下能稳定存在 固体,强还原性,与水剧烈反应 固体,难溶于异丙胺,常温下与水剧烈反应 有机溶剂,沸点:33℃
请回答:
(1)仪器a的名称是 。
(2)写出NaH与B(OCH3)3反应的化学方程式 。
(3)下列有关说法不正确的是___________。
A.将Na分散到石蜡油中目的是增大Na与H2接触面积,加快反应速率
B.装置乙中异丙胺蒸汽沿虹吸管3上升
C.装置甲应该处于无水、无氧的反应环境
D.萃取完全后,NaBH4在圆底烧瓶中,且通过蒸馏分离异丙胺和NaBH4并回收溶剂
(4)与常规萃取相比,用索氏提取器的优点是 。
(5)按照先后顺序对本实验的滴定操作排序: 。
滴定管检漏→蒸馏水洗→___________→___________→a→___________→___________→___________
a.加液至“0”刻度以上2~3mL处
b.调整液面至“0”刻度或“0”刻度下方,记录读数
c.倾斜转动滴定管,使标准液润湿滴定管内壁,将润洗液从下口排出
d.赶出尖嘴部分气泡
e.向酸式滴定管中加3~5mL Na2S2O3标准液
f.向碱式滴定管中加3~5mL Na2S2O3标准液
g.左手控制活塞,右手振荡锥形瓶
h.左手挤压玻璃珠,右手振荡锥形瓶
(6)产品中NaBH4的纯度为 %。(用c1、V1、c2、V2、m等数据的代数式表示)
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2) 4NaH+B(OCH3)3=NaBH4+3CH3ONa
(3)B
(4)使用溶剂量少,可连续、重复萃取,萃取效率高
(5)fc dbh
(6)
【解析】制取NaBH4时,需先制得NaH,再用NaH与B(OCH3)3反应,生成NaBH4和CH3ONa。制取NaH时,为防止Na与空气中的O2反应,需先排除装置内的空气,通N2排尽装置内的空气,然后升温到110℃左右,打开搅拌器快速搅拌,将融化的Na快速分散到石蜡油中;升温到200℃,通入H2,充分反应后制得NaH;升温到240℃,向三颈瓶中滴入硼酸三甲酯,充分反应;降温后,离心分离得到NaBH4和CH3ONa的固体混合物。
(1)仪器a的名称是:恒压滴液漏斗。
(2)由分析可知,NaH与B(OCH3)3反应,生成NaBH4和CH3ONa,依据质量守恒,可得出发生反应的化学方程式:4NaH+B(OCH3)3=NaBH4+3CH3ONa。
(3)A项,Na与石蜡油不反应,将Na分散到石蜡油中,可将Na的颗粒减小,从而增大Na与H2接触面积,加快反应速率,A正确;B项,在索氏提取器中,装置乙中异丙胺蒸汽从蒸汽导管2中上升,虹吸管3让萃取后的异丙胺溶液回流到烧瓶中,以保证萃取过程的连续进行,B不正确;C项,Na、H2都能与氧气反应,Na、NaH、NaBH4、CH3ONa都能与水剧烈反应,所以装置甲应该处于无水、无氧的反应环境,C正确;D项,萃取完全后,NaBH4和异丙胺一起流入圆底烧瓶中,通过加热蒸馏可分离异丙胺和NaBH4,并进行溶剂回收,D正确;故选B。
(4)与常规萃取相比,索氏提取器溶剂用量少,且可连续萃取,则优点是:使用溶剂量少,可连续、重复萃取,萃取效率高。
(5)按照先后顺序,本实验的滴定操作顺序为滴定管检漏→蒸馏水洗→f.向碱式滴定管中加3~5mL Na2S2O3标准液→c.倾斜转动滴定管,使标准液润湿滴定管内壁,将润洗液从下口排出→a→d.赶出尖嘴部分气泡→b.调整液面至“0”刻度或“0”刻度下方,记录读数→h.左手挤压玻璃珠,右手振荡锥形瓶。故答案为fc、dbh。
(6)样品中的NaBH4与KIO3发生反应:3NaBH4+4KIO3=3NaB2+4KI+6H2O,过量的KIO3与KI在硫酸溶液中发生反应:KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O,生成的I2用Na2S2O3滴定,发生反应:I2+2Na2S2O3=Na2S4O62-+2NaI。从而得出所取的20mL溶液中,存在下列关系式:KIO3——6Na2S2O3,则过量KIO3的物质的量为×c2mol/L×V2×10-3L=c2V2×10-3mol;NaBH4的物质的量为×(c1V1×10-3-c2V2×10-3)mol=×(6c1V1-c2V2)×10-2mol,产品中NaBH4的纯度为=%。
3.(2025·浙江省名校协作体高三联考)十二钨硅酸H4[SiW12O40]·nH2O是一种一种性能优越的多功能催化剂,它的一种制备方法如下(步骤I、II的装置如图所示)。
I.称取Na2WO4·H2O置于三颈烧瓶中,加入蒸馏水剧烈后搅拌至澄清,加热;
II.在下缓慢加入Na2SiO3·9H2O使其充分溶解后,微沸时从滴液漏斗中缓慢地向其中加入浓盐酸,调节值为2,继续搅拌加热,自然冷却;
III.将冷却后的全部液体转移至分液漏斗中,加入乙醚,分多次加入浓盐酸,充分振荡,萃取;
IV.将下层醚合物分出放于蒸发皿中,加水,水浴蒸发至溶液表面有晶体析出时为止,冷却结晶,抽滤,即可得到产品。
(1)装置a的名称是 。
(2)请写出步骤II中生成[SiW12O40]4-的离子方程式: 。
(3)步骤III的详细操作如下,请补充操作a并对下列操作进行排序:a→b→ →f,步骤c中放出的气体是 。
a. 。
b.将溶液和乙醚转入分液漏斗并逐滴加入盐酸
c.旋开旋塞放气
d.倒转分液漏斗,小心振荡
e.将分液漏斗置于铁架台上静置
f.打开旋塞,待下层液体完全流出后,关闭旋塞,将上层液体倒出
(4)步骤Ⅳ中为防止[SiW12O40]4-转化为[SiW12O40]6-,可以补充的操作为 。
(5) H4[SiW12O40]·nH2O的热重曲线图如图所示,当温度达到(A点)时,物质中的结晶水全部失去,则化学式中的n= ,A点过后曲线仍有微弱的下降趋势,试推测原因 。
【答案】(1)(球形)冷凝管
(2)12WO42-+SiO32-+22H+=[SiW12O40]4-+11H2O
(3) d→c→e 氯化氢和乙醚 检查旋塞、玻璃塞是否漏水
(4)向溶液中加入H2O2
(5) 18 H4[SiW12O40]受热分解进一步脱水
【解析】本实验制取十二钨硅酸H4[SiW12O40]·nH2O,称取Na2WO4·H2O置于三颈烧瓶中,加入蒸馏水剧烈后搅拌至澄清,加入Na2SiO3·9H2O溶解后加入浓盐酸,调节pH值为2,发生反应,将反野后的液体加入分液漏斗中,加入乙醚,分多次加入浓盐酸,充分振荡,萃取,下层醚合物,加水,水浴蒸发至溶液表面有晶体析出时为止,冷却结晶,抽滤,即可得到产品。
(1)根据仪器构造可知,装置a为球形冷凝管;
(2)反应中Na2SiO3·9H2O与Na2WO4·H2O在酸性环境下反应生成H4[SiW12O40],离子方程式为12WO42-+SiO32-+22H+=[SiW12O40]4-+11H2O;
(3)步骤Ⅲ中,用如图2装置萃取、分液,操作为:检查旋塞、玻璃塞是否漏水、将溶液和乙醚转入分液漏斗并逐滴加入盐酸、倒转分液漏斗,小心振荡、旋开旋塞放气、将分液漏斗置于铁架台上静置、打开旋塞,待下层液体完全流出后,关闭旋塞,将上层液体倒出其中,排列顺序为a→b→d→c→e→f;氯化氢和乙醚易挥发,则放出的气体是氯化氢和乙醚;操作a为检查旋塞、玻璃塞是否漏水;
(4)为防止[SiW12O40]4-转化为[SiW12O40]6-时W元素化合价降低,故可加入过氧化氢;
(5)由热重曲线可知H4[SiW12O40]·nH2O中,水的质量分数为10%,则,;A点过后曲线仍有微弱的下降趋势,其原因是受热分解进一步脱水。
4.(2025·浙江省北斗星盟高三联考)三氯化铬是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。某兴趣小组用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3)制备Cr2O3,再合成无水CrCl3(M=158.5g·molˉ1),流程如下。
有关物质的熔、沸点如下表。
化学式 Cr2O3 CrCl3 CCl4
熔点/℃ 1435 1152
沸点/℃ 4000 1300 76
请回答下列问题:
(1)下列有关说法不正确的是_______。
A.步骤Ⅰ,将铬铁矿置于熔盐形成的液体中可增大接触面,加快反应速率
B.步骤Ⅱ,浸取过滤后所得的滤渣为FeO
C.步骤Ⅴ,用蒸馏水反复洗涤样品至滴下液体为无色时,可视为洗涤完成
D.步骤Ⅳ,柠檬酸和无水乙醇的作用是促进Cr2O3的析出
(2)利用N2带入CCl4,为保证稳定的气流,适宜的操作方法为 。
(3)若步骤Ⅵ仅发生非氧化还原反应,且有2种生成物,请写出合适的化学方程式 。
(4)产品CrCl3含量分析:不含其它铬元素杂质,用间接碘量法测定。
已知:Cr2O72-+6I-+16H+=3I2+2Cr3++7H2O;I2+2S2O32-=S4O62-+2I-。
①从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤。称取样品0.3300g,加水溶解并定容于250 mL至容量瓶中,用移液管准确移取25.00mL于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中→ →充分加热煮沸,适当稀释→ →再加入1.0g的KI,密塞,摇匀,于暗处静止5min → →溶液呈浅黄色→ → →平行测定三次,平均消耗Na2S2O3溶液24.00mL。
a.加热至沸腾,加入1gNa2O2
b.加入过量2 mol/L硫酸至溶液呈强酸性
c.加入1mL淀粉溶液
d.用0.025mol/LNa2S2O3溶液滴定
e.滴定至溶液蓝色褪去,且半分钟内不变色
f.滴定至溶液变为蓝色,且半分钟内不变色
②其中加热煮沸的作用是 。③样品中无水氯化铬的质量分数为 。(保留三位有效数字)
【答案】(1)BD
(2)将N2均速通过76℃水浴加热的装有CCl4的装置
(3) 2Cr2O3+3CCl4=4CrCl3+3CO2或Cr2O3+3CCl4=2CrCl3+3COCl2
(4)a b d c e 促使过量过氧化钠全部转化成氧气,并除去溶液中溶解的氧气,避免影响后续滴定结果 96.1%
【解析】根据流程图可知,步骤Ⅰ将FeO氧化成Fe2O3,步骤Ⅱ浸取后过滤得到的沉淀为Fe2O3,滤液经步骤Ⅲ酸化后得到Na2Cr2O7,在步骤Ⅵ中,在酸性条件下Na2Cr2O7具有强氧化性,能将无水乙醇氧化成乙酸,自身还原成Cr3+,并以Cr2O3形式析出,经步骤Ⅴ洗涤、干燥得到洁净Cr2O3,在步骤Ⅵ条件下得到无水CrCl3。
(1)A项,步骤Ⅰ,将铬铁矿置于熔盐形成的液体中可增大接触面,加快反应速率,A正确,不符合题意;B项,步骤Ⅱ,浸取过滤后所得的滤渣为Fe2O3,B错误,符合题意;C项,重铬酸钠为红色晶体,易溶于水,溶液为橙色,若步骤Ⅴ中样品未洗净,则样品中还有重铬酸钠残留,洗涤液应带颜色,故C正确,不符合题意;D项,步骤Ⅳ中,柠檬酸是提供酸性环境,利于Na2Cr2O7与无水乙醇发生氧化还原反应,D错误;故选BD;
(2)利用N2带入CCl4,可利用CCl4沸点低的性质,在水浴条件下形成CCl4气体,再通入N2形成稳定的气流,故该操作方法为将N2均速通过76℃水浴加热的装有CCl4的装置;
(3)若步骤Ⅵ仅发生非氧化还原反应,且有2种生成物,则根据物料守恒,其产物为CrCl3和CO2或CrCl3和COCl2,则化学方程式为2Cr2O3+3CCl4=4CrCl3+3CO2或Cr2O3+3CCl4=2CrCl3+3COCl2;
(4)①由已知可知,间接碘量法先将Cr3+氧化成Cr2O72-,再与I-发生氧化还原反应生成I2,之后用Na2S2O3溶液滴定产生的I2,用以计算CrCl3的含量;故实验步骤为称取样品0.3300g,加水溶解并定容于250mL至容量瓶中,用移液管准确移取25.00mL于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中,加热至沸腾,加入1gNa2O2,充分加热煮沸,适当稀释,然后加入过量2 mol/L硫酸至溶液呈强酸性,此时铬以Cr2O72-存在,再加入1.1g的KI,密塞,摇匀,于暗处静止5min,然后用0.025mol/LNa2S2O3溶液滴定,溶液呈浅黄色,加入1mL淀粉溶液,继续滴定至溶液蓝色褪去,且半分钟内不变色,平行测定三次;该空分别填a、b、d、c、e;②过量过氧化钠氧化Cr3+过程中会产生O2,若部分O2溶于溶液中,可将I-氧化成I2,会干扰实验结果,故加热煮沸的作用是促使过量过氧化钠全部转化成氧气,并除去溶液中溶解的氧气,避免影响后续滴定结果;根据氧化还原反应中得失电子守恒,各反应物物质的量存在如下关系:1molCrCl3~0.5molCr2O72-~1.5mol I2 ~3mol Na2S2O3,滴定反应中消耗Na2S2O3的物质的量为,故碘量瓶中n(CrCl3)=,(CrCl3)=。
押题二 有机物制备综合实验
5.(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)亚磷酸三乙酯是一种重要的有机化工中间体,实验室可用PCl3与无水乙醇为原料制备,反应原理如下:
PCl3+3CH3CH2OH→P(OCH2CH3)3+3HCl
副反应:P(OCH2CH3)3+HCl→ (C2H5O)2POH+CH3CH2Cl
制备装置如图1所示 (忽略夹持装置),制备步骤如下:
I.向三颈烧瓶中加入14.6mL (0.25mol)无水乙醇,33.4mL (0.25mol)N,N-二甲基苯胺()和73mL干燥过的石油醚;
II.①___________,②___________,③___________,④___________。
Ⅲ.滴加完毕后,升温至40~45℃,继续搅拌1h,得到含有固体的悬浮液,冷却后过滤,滤渣用20mL干燥石油醚分三次洗涤;
IV.合并滤液和洗涤液,先常压分馏出溶剂,再减压蒸馏收集产品。
表1 有关物质的部分物理性质
物质 密度(g/cm 3) 熔点(℃) 沸点(℃) 溶解性
三氯化磷 1.575 -112 76.1 与水、乙醇剧烈反应,能溶于石油醚
亚磷酸三乙酯 0.963 -112 157.9 易溶于乙醇、石油醚等有机溶剂,不溶于水,在水中易逐渐水解,在酸性介质中水解加快。
N,N-二甲基苯胺 0.956 1.5-2.5 193-194 溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,微溶于水
N,N-二甲基苯胺盐酸盐 1.1156 90 259.56 在水中有一定溶解度,但不溶于醚类有机溶剂
请回答:
(1)仪器A的名称是 ,b管的作用是 。
(2)该制备装置存在一处缺陷会使亚磷酸三乙酯产率降低,改进的方法是 。
(3)步骤I中N,N-二甲基苯胺的作用是 。
(4)步骤Ⅱ中的①②③④操作依次是 (填标号)。
a.通冷凝水(m口进)
b.通冷凝水(n口进)
c.开启搅拌器
d.调节滴加速度使反应体系温度保持在5~10℃
e.经仪器B加入7.6mL (0.083mol)PCl3(溶于38mL干燥的石油醚中)
(5)步骤Ⅲ所得滤饼中回收N,N-二甲基苯胺的操作是 。
(6)收集到亚磷酸三乙酯10.4g,该合成反应的产率是 (列出数字计算表达式即可)。
【答案】(1) 球形冷凝管 平衡气压,保证液体顺利流下
(2)球形冷凝管上口接装有碱石灰的球形干燥管
(3)及时结合反应生成的HCl,①使主反应平衡正移,②减少副反应,提高亚磷酸三乙酯的产率
(4)bced/cbed
(5)将N,N-二甲基苯胺盐酸盐(滤饼)用稀NaOH溶液中和至弱碱性,静置分层,分液分出油层即为N,N-二甲基苯胺
(6)
【解析】三颈烧瓶中,PCl3与无水乙醇(N,N-二甲基苯胺环境中)发生反应,反应原理如下:PCl3+3CH3CH2OH→P(OCH2CH3)3+3HCl,副反应:P(OCH2CH3)3+HCl→ (C2H5O)2POH+CH3CH2Cl,先加入无水乙醇,N,N-二甲基苯胺()和石油醚;通冷凝水,开启搅拌器,经仪器B加入PCl3,调节滴加速度使反应体系温度保持在5~10℃,滴加完毕后,升温,继续搅拌,得到含有固体的悬浮液,冷却后过滤,滤渣用干燥石油醚分三次洗涤;合并滤液和洗涤液,先常压分馏出溶剂,再减压蒸馏收集产品。
(1)仪器A的名称是球形冷凝管,B为恒压滴液漏斗,b管的作用是平衡气压,保证液体顺利流下;
(2)亚磷酸三乙酯在水中易逐渐水解,在酸性介质中水解加快,反应生成HCl,故在球形冷凝管上口接装有碱石灰的球形干燥管,吸收HCl,防亚磷酸三乙酯水解;
(3)因亚磷酸三乙酯在水中易逐渐水解,在酸性介质中水解加快,N,N-二甲基苯胺具碱性,可及时结合反应生成的HCl,①使主反应平衡正移,②减少副反应,提高亚磷酸三乙酯的产率;
(4)先通冷凝水(球型冷凝管下口进水上口出水),再投放PCl3参加反应,调节滴加速率控温在5~10℃,故选bced/cbed;
(5)N,N-二甲基苯胺盐酸盐,不溶于醚类有机溶剂,N,N-二甲基苯胺溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,故将N,N-二甲基苯胺盐酸盐(滤饼)用稀NaOH溶液中和至弱碱性,静置分层,分液分出油层即为N,N-二甲基苯胺;
(6)根据反应得关系式:PCl3~P(OCH2CH3)3,反应加入7.6mL (0.083mol)PCl3,理论产量为0.083mol P(OCH2CH3)3,产率是。
6.(2025·浙江省部分学校高三选考模拟)实验室以液态环己醇()为原料制取己二酸[HOOC(CH2)4COOH]晶体的实验流程如图:
反应原理:HOOC(CH2)4COOH
已知每100g水中己二酸的溶解度如表:
温度/℃ 15 25 50 70 100
溶解度/g 1.44 2.3 8.48 34.1 160
环己醇被高锰酸钾氧化时的实验装置如图,请回答:
(1)①仪器a的名称是 。
②用仪器b滴加环己醇时,需逐滴加入的原因是 。
③若发现b中有环己醇残留偏多,可以向b中加入 (填“水”或“乙醇”)稀释从而降低黏性,防止产率降低。
(2)加盐酸的目的是 。
(3)用重结晶法提纯己二酸,提纯过程中需要用活性炭脱色,请从下列选项中选出合理的操作并排序: 。
(____________)→(____________)→(____________)→(____________)→(____________)→i。
a.用冷水洗涤晶体
b.把粗产品配成热的浓溶液
c.用乙醇洗涤晶体
d.冷却至室温,过滤
e.把粗产品溶于水
f.蒸发至有大量晶体析出,过滤
g.趁热过滤
h.加入活性炭脱色
i.干燥
(4)己二酸纯度测定
将0.5000g己二酸样品配制成100mL溶液,每次取25.00mL试样溶液于锥形瓶中,滴入几滴酚酞试液,用0.1000mol/LNaOH溶液滴定至终点,平均消耗NaOH溶液16.00mL (己二酸被完全中和)。
①下列说法正确的是 。
A.用100mL容量瓶配制成溶液后,最好用25mL规格的量筒量取待测液于锥形瓶中
B.润洗滴定管时,待液体润湿全部滴定管内壁后,应将液体从滴定管上口倒入预置的烧杯中
C.接近滴定终点时,应控制活塞,改为滴加半滴标准溶液,直至溶液变为粉红色,且半分钟内不变色
D.若滴定前滴定管尖嘴部分气泡未赶走,滴定后气泡消失,则测定结果偏高
②己二酸的纯度为 %。
【答案】(1)冷凝管 防止反应过于剧烈 水
(2)把己二酸盐转化为己二酸
(3)bhgda (4) CD 93.44
【解析】往KMnO4碱性溶液中滴加己二醇,己二醇发生氧化反应生成己二酸钠,蒸发浓缩后再加入盐酸,将己二酸钠转化为己二酸。
(1)①仪器a的名称是冷凝管。②KMnO4具有强氧化性,与乙二醇能发生剧烈反应,用仪器b滴加环己醇时,需逐滴加入的原因是:防止反应过于剧烈。③因为乙醇也能被KMnO4碱性溶液氧化,若发现b中环己醇残留偏多,可以向b中加入水稀释从而降低黏性,防止产率降低。
(2)盐酸的酸性比己二酸的酸性强,加盐酸的目的是:把己二酸盐转化为己二酸。
(3)用重结晶法提纯己二酸,提纯过程中需要用活性炭脱色,所以应进行的操作为:b.把粗产品配成热的浓溶液→h.加入活性炭脱色→g.趁热过滤→d.冷却至室温,过滤→a.用冷水洗涤晶体→i.干燥,答案为:bhgda。
(4)①A项,量筒只能读到小数点后一位,量取25.00mL待测液于锥形瓶中时,最好用25mL规格的酸式滴定管,A不正确;B项,润洗滴定管时,滴定管内壁、橡皮管、尖嘴管都需要润洗,所以,液体润湿全部滴定管内壁后,应将液体从滴定管下口流入预置的烧杯中,B不正确;C项,看到溶液变红后又变为无色,表明接近滴定终点,此时应控制活塞,改为滴加半滴标准溶液,直至溶液变为粉红色,且半分钟内不变色,C正确;D项,若滴定前滴定管尖嘴部分气泡未赶走,滴定后气泡消失,则读取的所用标准液的体积偏大,测定结果偏高,D正确;故选CD;②由反应可以建立如下关系式:HOOC(CH2)4COOH——2NaOH,则己二酸的纯度为≈93.44%。
7.清凉茶酸乙酯(CH2CH=CHCH=CHCOOCH2CH3)是一种消毒杀菌剂,对细菌霉菌等有灭活作用。通过酯化反应制备清凉茶酸乙酯的方法如图,实验装置(部分夹持装置省略)如图所示。
Ⅰ.在三颈烧瓶中加入5.6g清凉茶酸,4.6g乙醇,环己烷,少量浓硫酸等。
Ⅱ.油浴加热,控制温度为110℃,并不断搅拌,一段时间之后停止加热和搅拌。
Ⅲ.反应混合物冷却至室温,进行操作X。
Ⅳ.在滤液中加入5%的小苏打溶液,洗涤,至混合液pH=7左右,再用蒸馏水洗涤。
V.将洗涤后混合液加入分液漏斗,进行分液。
Ⅵ.在分液后的有机层加入干燥剂,振荡,静置,过滤。
Ⅶ.对滤液进行蒸馏,收集一定温度的馏分,得到5.4mL纯净的清凉茶酸乙酯。
已知部分物质的性质如表:
沸点/℃ 密度/(g cm-3) 水溶性 备注
乙醇 78 0.789 混溶
清凉茶酸 228 1.204 易溶
清凉茶酸乙酯 195 0.926 难溶
环己烷 80.7 0.780 难溶 挥发过程中可带出较多的水
(1)仪器甲的名称为 。
(2)写出实验中三颈烧瓶中发生的主要反应 ,其中环己烷的作用是 。
(3)加热搅拌过程中忘加沸石,正确的操作是 。
(4)下列有关该实验过程,正确的是 。
A.乙中的进水口为a
B.操作X使用的玻璃仪器有玻璃棒,漏斗,烧杯
C.加入小苏打是为了中和混合物中的酸性物质
D.分液后的有机层加入碱石灰干燥
(5)计算该制备实验的产率: (保留三位有效数字)。
【答案】(1)恒压分(滴)液漏斗
(2) H3CCH=CHCH=CHCOOH+C2H5OHH3CCH=CHCH=CHCOOC2H5+H2O 增大水蒸气的挥发量,促进平衡的正向移动
(3)停止加热,冷却至室温,再加入沸石
(4)BC
(5)71.4%
【解析】清凉茶酸与乙醇在浓硫酸催化下发生酯化反应,环己烷挥发过程中可带出较多的水,则加入环己烷的作用是增大水蒸气的挥发量,促进平衡的正向移动,反应后冷却至室温,过滤,向滤液中加入小苏打溶液,洗涤,至混合液pH=7左右,再用蒸馏水洗涤,将洗涤后混合液加入分液漏斗,进行分液。在分液后的有机层加入干燥剂,振荡,静置,过滤。对滤液进行蒸馏,收集一定温度的馏分,得到纯净的清凉茶酸乙酯。
(1)仪器甲的名称为恒压分(滴)液漏斗;
(2)三颈烧瓶中发生酯化反应,主要反应是H3CCH=CHCH=CHCOOH+C2H5OHH3CCH=CHCH=CHCOOC2H5+H2O;已知环己烷挥发过程中可带出较多的水,则环己烷的作用是增大水蒸气的挥发量,促进平衡的正向移动;
(3)加热搅拌过程中忘加沸石,正确的操作是停止加热,冷却至室温,再加入沸石;
(4)A项,乙中的进水口为b,出水口为a,A错误;B项,操作X是过滤,使用的玻璃仪器有玻璃棒,漏斗,烧杯,B正确;C项,加入小苏打是为了中和混合物中的酸性物质,C正确;D项,分液后的有机层加入碱石灰,会使清凉茶酸乙酯发生水解反应,D错误;故选BC;
(5)根据H3CCH=CHCH=CHCOOH+C2H5OHH3CCH=CHCH=CHCOOC2H5+H2O,知H3CCH=CHCH=CHCOOH-C2H5OH-H3CCH=CHCH=CHCOOC2H5,5.6g清凉茶酸是0.05mol,4.6g乙醇是0.1mol,则乙醇过量,因此生成0.05mol清凉茶酸乙酯,则生成清凉茶酸乙酯,实际生成清凉茶酸乙酯,则产率为。
8.乙酰苯胺()在工业上可作橡胶硫化促进剂、纤维酯涂料的稳定剂、过氧化氢的稳定剂等,可通过本胺()和乙酸酐()反应制得。
已知:纯乙酰苯胺是白色片状晶体,相对分子质量为135,熔点为114℃,易溶于有机溶剂。在水中的溶解度如下。
温度 20 25 50 80 100
溶解度/(g/100g水) 0.46 0.56 0.84 3.45 5.5
实验室制备乙酰苯胺的步骤如下(部分装置省略):
Ⅰ.粗乙酰苯胺的制备。将7mL(0.075mol)乙酸酐放入三口烧瓶c中,在恒压滴液漏斗a中放入5mL(0.055mol)新制得的苯胺。将苯胺在室温下逐滴滴加到三口烧瓶中。苯胺滴加完毕,在石棉网上用小火加热回流30min,使之充分反应。待反应完成,在不断搅拌下,趁热把反应混合物缓慢地倒入盛有100mL冷水的烧杯中,乙酰苯胺晶体析出。充分冷却至室温后,减压过滤,用_______洗涤晶体2~3次。用滤液冲洗烧杯上残留的晶体,再次过滤,两次过滤得到的固体合并在一起。
Ⅱ.乙酰苯胺的提纯。将上述制得的粗乙酰苯胺固体移入250mL烧杯中,加入100mL热水,加热至沸腾,待粗乙酰苯胺完全溶解后,再补加少量蒸馏水。稍冷后,加入少量活性炭吸附色素等杂质,在搅拌下微沸5min,趁热过滤。待滤液冷却至室温,有晶体析出,_______,称量产品为3.28g。
回答下列问题:
(1)仪器b的名称是_______。
(2)写出反应的化学方程式_____________________________________。
(3)减压过滤的优点是_____________________________________;步骤Ⅰ用滤液而不用冷水冲洗烧杯的原因是洗涤晶体宜选用_______(填字母)。
A.乙醇 B.CCl4 C.冷水 D.乙醚
(4)步骤Ⅱ中,粗乙酰苯胺溶解后,补加少量蒸馏水的目的是_______。
(5)步骤Ⅱ中,称量前的操作是_______。上述提纯乙酰苯胺的方法叫_______。
(6)乙酰苯胺的产率为_______。(计算结果保留3位有效数字)
【答案】(1)球形冷凝管
(2)
(3)过滤速度快、所得固体更干燥;用滤液冲洗烧杯可减少乙酰苯胺的溶解损失 C
(4)减少趁热过滤时乙酰苯胺的损失
(5)过滤、洗涤、干燥 重结晶 (6)44.2%
【解析】该实验的目的是制备乙酰苯胺(),反应的原理是苯胺()、乙酸酐()反应,生成乙酰苯胺(),由于产物的溶解度随温度的升高而增大,故采用冷水洗涤,过滤后得到粗品,最后进行提纯。
(1)仪器b为球形冷凝管;
(2)反应物为苯胺()、乙酸酐(),生成物之一为乙酰苯胺(),可知苯胺与乙酸酐发生取代反应生成乙酰苯胺和乙酸,化学方程式为:;
(3)减压的操作优点是:可加快过滤速度,并能得到较干燥的沉淀;用滤液冲洗烧杯可减少乙酰苯胺的溶解损失;为有机物,根据相似相溶原理,乙酰苯胺在冷水中的溶解度会更小;
(4)趁热过滤时,温度会降低,为防止乙酰苯胺在过滤时析出,应补加少量蒸馏水;
(5)因为需要准确称量乙酰苯胺的质量,所以乙酰苯胺结晶后,需要过滤、洗涤并干燥。题述提纯的方法利用了乙酰苯胺在水中的溶解度随温度变化较大的性质,该法为重结晶;(6)乙酸酐过量,苯胺为0.055mol,因此理论上可制得乙酰苯胺0.055mol,实际制得乙酰苯胺的物质的量,。
押题三 定量分析综合实验
9.(2025·浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三返校联考)某小组采用如下实验流程制备难溶于水的白色BiOCl:
已知:Bi(NO3)3极易水解产生难溶的BiONO3固体,。
(1)下图为步骤Ⅰ的实验装置图(夹持仪器和尾气处理装置已省略),仪器A的名称是 。
(2)下列说法正确的是_______。
A.步骤Ⅰ:加热温度越高,溶解速率越快,产率越高
B.步骤Ⅱ:可加适量的NaOH溶液调节pH
C.步骤Ⅲ:在通风橱中浓缩至蒸发皿中大量晶体析出
D.步骤Ⅳ:试剂X选用HCl、NaCl,组合使用更有利于制备BiOCl
(3)写出Bi(NO3)3水解离子方程式 。
①简述实验室配制溶液方法 。
②请结合浓度商和平衡常数解释HNO3可抑制Bi(NO3)3的水解 。
(4)利用HNO3溶液与NaOH溶液测定中和反应反应热,从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤(有些步骤可重复使用): 。
用量筒量取50mL0.50mol·L-1HNO3→(_______)→(_______)→(_______)→(_______)→用另一个量筒量取50mL0.55mol·L-1NaOH溶液→(_______)→(_______)→(_______)→打开杯盖,将NaOH溶液倒入量热计的内筒,盖上杯盖→(a)→(e)→测量并记录温度→重复上述步骤两次。
a.插入温度计
b.测量并记录温度
c.打开杯盖,将硝酸倒入量热计的内筒,盖上杯盖
d.用蒸馏水把温度计上的溶液冲洗干净,擦干备用
e.搅拌器匀速搅拌
(5)测定产品的纯度:称取产品0.1200g于锥形瓶中,加盐酸溶解,加入饱和硫脲(简写为TU)与Bi3+形成黄色溶液,再用0.0200mol·L-1的EDTA滴定至终点,三次滴定消耗EDTA溶液的平均体积为20.50 mL,则产品的纯度为 (已知形成无色[Bi(EDTA)]-远比形成黄色[Bi(TU)2]3+容易,M()=260.5 g·mol-1)。
【答案】(1)三颈烧瓶 (2)D
(3)Bi3++NO3-+H2OBiONO3↓+2H+ 将Bi(NO3)3或Bi(NO3)3·5H2O晶体溶于较浓的硝酸中,再加水稀释到所需浓度 该离子方程式的平衡常数,由于水解较彻底,水解达平衡时,溶液中,所以,加入HNO3时,,,平衡逆移,HNO3可抑制Bi(NO3)3的水解
(4)cabd,abd (5)89.0%
【解析】(1)仪器A的名称是三颈烧瓶;
(2)A项,步骤Ⅰ:硝酸受热易分解导致产率下降,故不是加热温度越高,产率越高,错误;B项,步骤Ⅱ:加入适量氢氧化钠溶液调节pH,容易形成BiONO3沉淀,错误;C项,步骤Ⅲ:已知Bi(NO3)3极易水解产生难溶的BiONO3固体,故不能浓缩至蒸发皿中大量晶体析出,应浓缩后冷却结晶析出晶体,错误;D项,步骤Ⅳ:溶液中存在2个平衡:Bi3++NO3-+H2OBiONO3↓+2H+、Bi3++Cl-+H2OBiOCl+2H+,组合使用HCl、NaCl,增大氯离子浓度,利于第二个平衡生成BiOCl,正确;故选D。
(3)已知:Bi(NO3)3极易水解产生难溶的BiONO3固体,则Bi(NO3)3水解离子方程式:Bi3++NO3-+H2OBiONO3↓+2H+;①由于Bi(NO3)3极易水解,故实验室配制Bi(NO3)3溶液应该加入浓硝酸抑制其水解,方法为:将Bi(NO3)3或Bi(NO3)3·5H2O晶体溶于较浓的硝酸中,再加水稀释到所需浓度;②该离子方程式的平衡常数,由于水解较彻底,水解达平衡时,溶液中,所以,加入HNO3时,,,平衡逆移,HNO3可抑制Bi(NO3)3的水解;
(4)中和热测定要使用稀的强酸、强碱溶液反应,且实验中要尽量操作迅速,且保证热量尽量不散失,防止产生实验误差; 用HNO3溶液与NaOH溶液测定中和反应反应热,测定步骤:用量筒量取50mL0.50mol·L-1HNO3→c.打开杯盖,将硝酸倒入量热计的内筒,盖上杯盖→a.插入温度计→b.测量并记录温度→d.用蒸馏水把温度计上的溶液冲洗干净,擦干备用→用另一个量筒量取50mL0.55mol·L-1NaOH溶液→a.插入温度计→b.测量并记录温度→d.用蒸馏水把温度计上的溶液冲洗干净,擦干备用→打开杯盖,将NaOH溶液倒入量热计的内筒,盖上杯盖→(a)→(e)→测量并记录温度→重复上述步骤两次;故答案为:cabd,abd。(5)已知形成无色[Bi(EDTA)]-远比形成黄色[Bi(TU)2]3+容易,则反应关系为Bi3+-EDTA,产品的纯度为。
10.(2025·浙江省金丽衢十二校高三第一次联考)实验室利用FeCl2 ·4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2 的装置如图所示(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)仪器a的名称是 ;装置f中的试剂是 ;装置c的作用是 。
(2)请将下列部分操作步骤进行排序: ;
组装装置→检查装置气密性→加入药品→通冷凝水→( )→( )→( )
A.加热装置b B.加热装置a C.通入一段时间N2
(3)现有含少量杂质的FeCl2 ·nH2O,为测定n值进行如下实验:
实验I:称取m1g样品,用足量稀硫酸溶解后,用c mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定达终点时消耗V mL (滴定过程中Cr2O72-号转化为Cr3+,Cl-不反应)。
实验Ⅱ:另取m1g样品,利用上述装置与足量SOCl2反应后,固体质量为m2g。则:
①n = 。(用m1、m2、c、V表示)
②下列对于滴定实验中仪器的使用以及操作过程,说法正确的是 。
a.用标准液润洗滴定管时,润洗液从滴定管上口放出
b.注入或放出液体后,需等1~2 min后才能读数
c.若使用烧杯滴定,滴定管下端伸入烧杯内约1cm,右手持玻璃棒搅拌溶液,左手操作滴定管
d.K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+时应选用KSCN为指示剂
【答案】(1)三颈烧瓶 浓硫酸 冷凝回流SOCl2,提高其转化率
(2)C→B→A
(3) bc
【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吸收FeCl2 4H2O受热失去的结晶水生成SO2和HCl,HCl可抑制FeCl2的水解;实验开始先通N2。一段时间后,先加热装置a使SOCl2挥发,b中SOCl2和FeCl2·4H2O反应生成FeCl2、SO2、HCl,未反应的SOCl2在冷凝管c中冷凝、回流到a中,SO2、HCl通过浓硫酸,最后用氢氧化钠溶液吸收。
(1)根据装置图,仪器a的名称是三颈烧瓶;SOCl2遇水极易反应生成两种酸性气体,为防止水进入装置中,装置f中的试剂是浓硫酸;装置c是冷凝管,SOCl2沸点低,c的作用是冷凝回流SOCl2,提高其转化率。
(2)实验开始时先通N2,排尽装置中的空气,一段时间后,先加热装置a,产生SOCl2气体充满b装置后再加热b装置,装置b中发生反应的化学方程式为FeCl2 4H2O+4SOCl2(g)FeCl2+4SO2+8HCl,所以操作步骤为:组装装置→检查装置气密性→加入药品→通冷凝水→通入一段时间N2→加热装置a→加热装置b。
(3)①滴定过程中Cr2O72-将Fe2+氧化成Fe3+,自身被还原成Cr3+,反应的离子方程式为6Fe2++ Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O;则m1g样品中n(FeCl2)=6n(Cr2O72-)=6cV×10-3mol;m1g样品中结晶水的质量为(m1-m2)g,结晶水物质的量为mol,n(FeCl2):n(H2O)=1:n=(6cV×10-3mol):mol,解得n=;②a项,用标准液润洗滴定管时,润洗液从滴定管下口放出,故A错误;b项,注入或放出液体后,使附着在内壁上的溶液流下后再取读数,所以需等1~2 min后才能读数,故b正确;c项,若使用烧杯滴定,滴定管下端伸入烧杯内约1cm,右手持玻璃棒搅拌溶液,左手操作滴定管,故c正确;d项,KSCN遇Fe3+溶液立即变为血红色,K2Cr2O7 标准溶液滴定Fe2+时,KSCN不能指示滴定终点,所以不能用KSCN作指示剂,故d错误;故选bc。
11.无水ZnCl2常用作为生产活性炭的活化剂。现以一种主要成分为ZnO的炼锌烟尘(含有少量的FeO、CuO)来制备无水氯化锌,相关实验流程如下:
已知:①无水氯化锌具有较强的吸水性,其反应原理为:ZnCl2+H2O=Zn(OH)Cl+HCl↑。
②Zn及其化合物的性质与Al相似,pH>11时,Zn(OH)2可转化为。
③研究小组利用市售的氯化锌制备无水氯化锌,依次采用除水(氯化氢气体“置换”)、升华相结合的方法,装置如图所示:
请回答:
(1)利用浓硫酸与氯化钠制备HCl(g),该反应体现了硫酸的 (填浓硫酸的相关性质);盛装浓硫酸的仪器名称是 。
(2)下列说法不正确的是___________。
A.步骤Ⅰ,加入过量氢氧化钠的作用是充分溶解氧化锌,使其与杂质分离
B.步骤Ⅲ起到调节溶液pH值,应通入足量CO2,使Zn元素能够完全沉淀
C.除水阶段,为提高除水速度,应加快HCl和N2的气流速度
D.管式炉Ⅰ采取阶段式升温,实验结束时先撤去管式炉Ⅰ、再撤去管式炉Ⅱ
(3)实验流程中的“一系列操作”是: ,洗涤,干燥;最终得到氯化锌晶体[ZnCl2·xH2O(x=1~4)],将其与SOCl2混合并加热,可得到无水ZnCl2,写出发生的反应方程式 。
(4)用天平称量0.9000 g产品,置于250mL锥形瓶中,加入100mL蒸馏水使其溶解,再加入缓冲溶液将pH调至10.0并加入50mg铬黑T指示剂,最后用浓度为0.2mol·L-1的EDTA(乙二胺四乙酸,简写H2Y)标准溶液滴定至溶液呈亮蓝色(离子方程式为Zn2++Y2-=ZnY)。平行测定三次,同时做空白试验,平均消耗EDTA标准溶液体积为29.60mL。
①做空白试验的目的为 。
②产物ZnCl2的纯度为 (保留三位有效数字)。
③部分指示剂或指示剂与金属离子形成的配合物在水中溶解度较小,以致使滴定终点拖长(称为指示剂的僵化)。为增大有关物质的溶解度消除这一影响,可采取的措施是 。
【答案】(1) 酸性、高沸点性(或难挥发性) 恒压滴液漏斗
(2)D
(3)蒸发浓缩,冷却结晶,过滤 ZnCl2·xH2O+xSOCl2=ZnCl2+xSO2↑+2xHCl↑
(4) 消除蒸馏水中能与EDTA反应的物质对测定结果的影响(或消除系统内误差) 89.5% (或0.895) 放慢滴定速度/加入适当的有机溶剂/适当加热
【解析】炼锌烟尘中含有ZnO及少量的FeO、CuO,用NaOH碱浸,ZnO与NaOH反应被溶解生成Na2[Zn(OH)4],向滤液中通入CO2,使Na2[Zn(OH)4]生成Zn(OH)2沉淀,然后用盐酸酸浸得到ZnCl2溶液,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnCl2晶体,然后经过处理最终得到无水ZnCl2。由装置图可知,利用浓硫酸的高沸点、酸性,氯化钠固体、浓硫酸加热反应生成HCl,用浓硫酸干燥氯化氢;氯化锌升华进入管式炉Ⅱ,凝华得到高纯度无水氯化锌,实验结束时应该先撤去管式炉Ⅱ的加热,再撤去管式炉I。
(1)利用浓硫酸与氯化钠制备HCl(g),该反应体现了硫酸的酸性、高沸点性(或难挥发性),盛装浓硫酸的仪器名称为恒压滴液漏斗;
(2)A项,步骤Ⅰ,加入过量氢氧化钠的作用是充分溶解氧化锌生成Na2[Zn(OH)4],通过过滤使其与杂质分离,故A项正确;B项,步骤Ⅲ起到调节溶液pH值,发生反应2CO2+Na2[Zn(OH)4]=Zn(OH)2↓+2NaHCO3,应通入足量CO2,使[Zn(OH)4]-能够完全沉淀,故B项正确;C项,加快HCl和N2的气流速度,可以提高除水速度,故C项正确;D项,由分析知实验结束时先撤去管式炉Ⅱ、再撤去管式炉I,故D项错误;故选D。
(3)实验流程中的“一系列操作”是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到的氯化锌晶体[ZnCl2·xH2O(x=1~4)],将其与SOCl2混合并加热,可得到无水ZnCl2,其化学方程式为ZnCl2·xH2O+xSOCl2=ZnCl2+xSO2↑+2xHCl↑;
(4)①通过做空白试验做对比,可以消除蒸馏水中能与EDTA反应的物质对测定结果的影响;②29.60mL溶液中含EDTA的物质的量为,Zn2+与EDTA以物质的量之比1:1反应,则0.9000g产品中ZnCl2的质量为,则产品中ZnCl2的质量分数为;③部分指示剂或指示剂与金属离子形成的配合物在水中溶解度较小,以致使滴定终点拖长(称为指示剂的僵化)。为增大有关物质的溶解度消除这一影响,可通过提高溶解度或减小反应速率的措施来消除,具体可采取的措施有放慢滴定速度、加入适当的有机溶剂、适当加热。
12.Na2S2O3又名“大苏打”“海波”,易溶于水,难溶于乙醇,水溶液呈微弱的碱性,在中性和碱性环境中稳定。某化学实验小组用如图1装置(略去对乙的加热装置)制备Na2S2O3·5H2O(M=248g·mol-1),已知:Na2SO4溶解度如图2所示。
(1)连接实验装置后,首先进行的实验操作为 。
(2)在装置乙中溶解两种固体时,需先将Na2CO3溶于水配成溶液,再将Na2S固体溶于Na2CO3的溶液中,其目的 ;装置乙中生成Na2S2O3的总反应方程式为 。
(3)实验过程中,当装置乙中pH接近7.0时,应立即停止通SO2的原因是 (用离子方程式表示)。
(4)装置乙中需向反应后的混合液加入一定量的无水乙醇,其目的是 。
(5)设计实验测定Na2S2O3·5H2O的纯度:
步骤1:准确称取16.00g样品,溶于水,加入10mL甲醛,配成200mL溶液。
步骤2:准确称取0.294gK2Cr2O7于碘量瓶中,加入蒸馏水溶解,再加入5mL2mol·L-1硫酸溶液和20mL10%KI溶液使铬元素完全转化为Cr3+,加水稀释至100mL。
步骤3:向碘量瓶中加入1mL1%淀粉溶液,用待测Na2S2O3溶液滴定碘量瓶中溶液至终点,消耗Na2S2O3溶液。(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),试计算Na2S2O3·5H2O的纯度为 (保留三位有效数字)。
(6)利用甲装置中的残渣(Na2SO4和Na2SO3的混合物)制备Na2SO4·10H2O晶体,将下列实验方案补充完整:将固体混合物溶于水配成溶液, ,洗涤、干燥得Na2SO4·10H2O晶体。(实验中须使用氧气、pH计)
【答案】(1)检查装置气密性
(2) Na2CO3在溶液中水解使溶液呈碱性,能抑制Na2S的水解,防止生成有毒的硫化氢污染空气 Na2CO3+2Na2S+4SO23Na2S2O3+CO2
(3)S2O32-+2H+=S↓+ SO2↑+H2O
(4)降低硫代硫酸钠晶体的溶解度,便于晶体的析出
(5)93.0%
(6)向其中缓慢通入氧气,用pH计测量溶液的pH,当pH约为7.0时,停止通氧气,然后将溶液置于40℃水浴中加热,减压蒸发浓缩至有晶膜出现时,停止加热,用冰水冷却降温结晶,过滤
【解析】由图可知,装置甲中浓硫酸与亚硫酸钠固体反应制备二氧化硫,装置乙中二氧化硫与碳酸钠、硫化钠混合溶液反应制备五水硫代硫酸钠。
(1)该实验是有气体制备和参与的实验,为防止实验过程中气体逸出导致实验失败,连接实验装置后,应首先检查装置气密性;
(2)碳酸钠和硫化钠都是强碱弱酸盐,在溶液中都能发生水解使溶液呈碱性,在装置乙中溶解两种固体时,先将碳酸钠溶于水配成溶液,再将硫化钠固体溶于碳酸钠溶液中,可以达到利用碳酸钠在溶液中水解生成的氢氧根离子,抑制硫化钠的水解,防止生成有毒的硫化氢污染空气的目的;装置乙中生成硫代硫酸钠的反应为二氧化硫与碳酸钠、硫化钠混合溶液反应生成硫代硫酸钠和二氧化碳,反应的化学方程式为Na2CO3+2Na2S+4SO23Na2S2O3+CO2;
(3)由题给信息可知,硫代硫酸钠水溶液呈微弱的碱性,在中性和碱性环境中稳定,所以制备硫代硫酸钠时,应控制溶液pH,防止溶液pH小于7,硫代硫酸根离子与溶液中氢离子反应生成硫沉淀、二氧化硫气体和水,反应的离子方程式为S2O32-+2H+=S↓+ SO2↑+H2O;
(4)由题给信息可知,硫代硫酸钠易溶于水,难溶于乙醇,所以制备五水硫代硫酸钠时应向反应后的混合液加入一定量的无水乙醇,降低硫代硫酸钠晶体的溶解度,便于晶体的析出;
(5)由题意可得测定样品纯度时存在如下转化关系:K2Cr2O7-3I2-6Na2S2O3,实验时0.294g重铬酸钾最终消耗20.00mL硫代硫酸钠溶液,则16.00g样品中五水硫代硫酸钠的纯度为×100%=93.0%;
(6)利用甲装置中的残渣制备十水硫酸钠时,应先将固体混合物溶于水配成溶液,然后向溶液中通入氧气将亚硫酸钠氧化为硫酸钠,为防止温度过高析出硫酸钠固体,应在40℃水浴中加热,减压蒸发浓缩具体操作为将固体混合物溶于水配成溶液,向其中缓慢通入氧气,用pH计测量溶液的pH,当pH约为7.0时,停止通氧气,然后将溶液置于40℃水浴中加热,减压蒸发浓缩至有晶膜出现时,停止加热,用冰水冷却降温结晶,过滤、洗涤、干燥得倒十水硫酸钠晶体。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)猜押12化学实验综合题
猜押考点 3年真题 考情分析 押题依据
无机物制备综合实验 (2024年6月第20题) (2024年1月第20题) (2023年6月第20题) (2023年1月第20题) 综合实验题是高考必考题型,具有知识容量大、出题素材新、考查角度广、综合程度高,能力要求强等特点,也是区分度较大的主要题型。浙江选考主要以无机物质制备为切入口,考查有仪器的识别与应用、物质的制备、除杂与分离、物质的性质探究与验证、实验现象的分析与描述、实验结论的评价与计算等。 本题将以元素化合物知识为依托,以陌生物质制备为背景,充分体现了“源于教材,又不拘泥于教材”的命题指导思想,把化学实验基础知识和基本操作技能准确迁移到类似的实验中去,试题呈现融合趋势,在制备或探究中也有定量计算。
有机物制备综合实验 (2025年1月第19题)
定量分析综合实验
押题一 无机物制备综合实验
1.(2025·浙江省第一届NBchem高考模拟考试)Fe/Fe3O4磁性材料在很多领域具有应用前景,其制备过程如下(各步均在N2氛围中进行):
部分装置如图:
提示:①步骤Ⅰ生成了Fe和Fe3O4;Fe/Fe3O4的化学性质活泼,容易被氧化;
(1)仪器b的名称是 ,步骤Ⅲ的操作名称是 。
(2)写出步骤Ⅰ的离子方程式: 。
(3)写出步骤Ⅱ的有关操作: 。
(4)为了检验溶液中的Fe2+,研究小组使用了邻二氮菲(,平面形分子,简称为)能与Fe2+生成稳定的橙色配合物,可测定Fe2+的浓度,其反应原理如图所示:
用邻二氮菲测定Fe2+的浓度时应控制pH为5~6,请解释原因: 。
(5)下面说法正确的是 。
A.判断沉淀是否已经用水洗涤干净,应选择的试剂为稀硝酸和硝酸银溶液
B.中Fe2+的配位数为3
C.实验室制取氮气可以使用CuO和氨气实现
D.采用适宜的滴液速度,可以使产品粒径适中、结晶度良好
E.为了防止FeCl2水解,可以用HCl代替KOH
(6)判断Fe3+和SCN-配位时候配体提供的配位原子是: 。
2.(2025·浙江省天域名校协作体高三下学期联考)实验室制备、提纯、分析NaBH4纯度的步骤如下。
Ⅰ.NaBH4的制备。利用如图甲装置(加热及夹持装置略)进行操作:
(i)连接装置,检验气密性,装入试剂,打开K2,向装置中鼓入N2,然后升温到110℃左右,打开搅拌器快速搅拌,将融化的Na快速分散到石蜡油中;
(ii)升温到200℃,关闭K2,打开K1通入H2,充分反应后制得NaH;
(iii)升温到240℃,关闭K1,打开K2通入N2,打开K3向三颈瓶中滴入硼酸三甲酯[分子式为B(OCH3)3,沸点为68℃],充分反应;
(iv)降温后,离心分离得到NaBH4和CH3ONa的固体混合物。
Ⅱ.NaBH4的提纯。NaBH4可采用索氏提取法提纯,其装置如图乙所示,实验时将NaBH4和CH3ONa的固体混合物放入滤纸套筒1中,烧瓶中加入异丙胺。烧瓶中异丙胺受热蒸发上升,冷凝后滴入滤纸套筒1中,再经导管返回烧瓶,从而实现连续萃取。
Ⅲ.纯度分析。
步骤1:取mg产品(杂质不参加反应)溶于NaOH溶液后配成200mL溶液,取20mL置于碘量瓶中,加入V1mLc1mol/L的KIO3溶液充分反应。(3NaBH4+4KIO3=3NaB2+4KI+6H2O)
步骤2:向步骤1反应后溶液中加入过量的KI溶液,用稀硫酸调节pH,使过量KIO3转化为I2,冷却后于暗处放数分钟。
步骤3:将步骤2所得混合液调pH约为5.0,加入几滴淀粉,用c2mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗溶液V2mL。(I2+2Na2S2O3=Na2S4O62-+2Na)
已知 NaBH4 NaH CH3ONa 异丙胺
性质 固体,可溶于异丙胺或水,常温下与水缓慢反应,与酸剧烈反应,强碱环境下能稳定存在 固体,强还原性,与水剧烈反应 固体,难溶于异丙胺,常温下与水剧烈反应 有机溶剂,沸点:33℃
请回答:
(1)仪器a的名称是 。
(2)写出NaH与B(OCH3)3反应的化学方程式 。
(3)下列有关说法不正确的是___________。
A.将Na分散到石蜡油中目的是增大Na与H2接触面积,加快反应速率
B.装置乙中异丙胺蒸汽沿虹吸管3上升
C.装置甲应该处于无水、无氧的反应环境
D.萃取完全后,NaBH4在圆底烧瓶中,且通过蒸馏分离异丙胺和NaBH4并回收溶剂
(4)与常规萃取相比,用索氏提取器的优点是 。
(5)按照先后顺序对本实验的滴定操作排序: 。
滴定管检漏→蒸馏水洗→___________→___________→a→___________→___________→___________
a.加液至“0”刻度以上2~3mL处
b.调整液面至“0”刻度或“0”刻度下方,记录读数
c.倾斜转动滴定管,使标准液润湿滴定管内壁,将润洗液从下口排出
d.赶出尖嘴部分气泡
e.向酸式滴定管中加3~5mL Na2S2O3标准液
f.向碱式滴定管中加3~5mL Na2S2O3标准液
g.左手控制活塞,右手振荡锥形瓶
h.左手挤压玻璃珠,右手振荡锥形瓶
(6)产品中NaBH4的纯度为 %。(用c1、V1、c2、V2、m等数据的代数式表示)
3.(2025·浙江省名校协作体高三联考)十二钨硅酸H4[SiW12O40]·nH2O是一种一种性能优越的多功能催化剂,它的一种制备方法如下(步骤I、II的装置如图所示)。
I.称取Na2WO4·H2O置于三颈烧瓶中,加入蒸馏水剧烈后搅拌至澄清,加热;
II.在下缓慢加入Na2SiO3·9H2O使其充分溶解后,微沸时从滴液漏斗中缓慢地向其中加入浓盐酸,调节值为2,继续搅拌加热,自然冷却;
III.将冷却后的全部液体转移至分液漏斗中,加入乙醚,分多次加入浓盐酸,充分振荡,萃取;
IV.将下层醚合物分出放于蒸发皿中,加水,水浴蒸发至溶液表面有晶体析出时为止,冷却结晶,抽滤,即可得到产品。
(1)装置a的名称是 。
(2)请写出步骤II中生成[SiW12O40]4-的离子方程式: 。
(3)步骤III的详细操作如下,请补充操作a并对下列操作进行排序:a→b→ →f,步骤c中放出的气体是 。
a. 。
b.将溶液和乙醚转入分液漏斗并逐滴加入盐酸
c.旋开旋塞放气
d.倒转分液漏斗,小心振荡
e.将分液漏斗置于铁架台上静置
f.打开旋塞,待下层液体完全流出后,关闭旋塞,将上层液体倒出
(4)步骤Ⅳ中为防止[SiW12O40]4-转化为[SiW12O40]6-,可以补充的操作为 。
(5) H4[SiW12O40]·nH2O的热重曲线图如图所示,当温度达到(A点)时,物质中的结晶水全部失去,则化学式中的n= ,A点过后曲线仍有微弱的下降趋势,试推测原因 。
4.(2025·浙江省北斗星盟高三联考)三氯化铬是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。某兴趣小组用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3)制备Cr2O3,再合成无水CrCl3(M=158.5g·molˉ1),流程如下。
有关物质的熔、沸点如下表。
化学式 Cr2O3 CrCl3 CCl4
熔点/℃ 1435 1152
沸点/℃ 4000 1300 76
请回答下列问题:
(1)下列有关说法不正确的是_______。
A.步骤Ⅰ,将铬铁矿置于熔盐形成的液体中可增大接触面,加快反应速率
B.步骤Ⅱ,浸取过滤后所得的滤渣为FeO
C.步骤Ⅴ,用蒸馏水反复洗涤样品至滴下液体为无色时,可视为洗涤完成
D.步骤Ⅳ,柠檬酸和无水乙醇的作用是促进Cr2O3的析出
(2)利用N2带入CCl4,为保证稳定的气流,适宜的操作方法为 。
(3)若步骤Ⅵ仅发生非氧化还原反应,且有2种生成物,请写出合适的化学方程式 。
(4)产品CrCl3含量分析:不含其它铬元素杂质,用间接碘量法测定。
已知:Cr2O72-+6I-+16H+=3I2+2Cr3++7H2O;I2+2S2O32-=S4O62-+2I-。
①从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤。称取样品0.3300g,加水溶解并定容于250 mL至容量瓶中,用移液管准确移取25.00mL于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中→ →充分加热煮沸,适当稀释→ →再加入1.0g的KI,密塞,摇匀,于暗处静止5min → →溶液呈浅黄色→ → →平行测定三次,平均消耗Na2S2O3溶液24.00mL。
a.加热至沸腾,加入1gNa2O2
b.加入过量2 mol/L硫酸至溶液呈强酸性
c.加入1mL淀粉溶液
d.用0.025mol/LNa2S2O3溶液滴定
e.滴定至溶液蓝色褪去,且半分钟内不变色
f.滴定至溶液变为蓝色,且半分钟内不变色
②其中加热煮沸的作用是 。③样品中无水氯化铬的质量分数为 。(保留三位有效数字)
押题二 有机物制备综合实验
5.(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)亚磷酸三乙酯是一种重要的有机化工中间体,实验室可用PCl3与无水乙醇为原料制备,反应原理如下:
PCl3+3CH3CH2OH→P(OCH2CH3)3+3HCl
副反应:P(OCH2CH3)3+HCl→ (C2H5O)2POH+CH3CH2Cl
制备装置如图1所示 (忽略夹持装置),制备步骤如下:
I.向三颈烧瓶中加入14.6mL (0.25mol)无水乙醇,33.4mL (0.25mol)N,N-二甲基苯胺()和73mL干燥过的石油醚;
II.①___________,②___________,③___________,④___________。
Ⅲ.滴加完毕后,升温至40~45℃,继续搅拌1h,得到含有固体的悬浮液,冷却后过滤,滤渣用20mL干燥石油醚分三次洗涤;
IV.合并滤液和洗涤液,先常压分馏出溶剂,再减压蒸馏收集产品。
表1 有关物质的部分物理性质
物质 密度(g/cm 3) 熔点(℃) 沸点(℃) 溶解性
三氯化磷 1.575 -112 76.1 与水、乙醇剧烈反应,能溶于石油醚
亚磷酸三乙酯 0.963 -112 157.9 易溶于乙醇、石油醚等有机溶剂,不溶于水,在水中易逐渐水解,在酸性介质中水解加快。
N,N-二甲基苯胺 0.956 1.5-2.5 193-194 溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,微溶于水
N,N-二甲基苯胺盐酸盐 1.1156 90 259.56 在水中有一定溶解度,但不溶于醚类有机溶剂
请回答:
(1)仪器A的名称是 ,b管的作用是 。
(2)该制备装置存在一处缺陷会使亚磷酸三乙酯产率降低,改进的方法是 。
(3)步骤I中N,N-二甲基苯胺的作用是 。
(4)步骤Ⅱ中的①②③④操作依次是 (填标号)。
a.通冷凝水(m口进)
b.通冷凝水(n口进)
c.开启搅拌器
d.调节滴加速度使反应体系温度保持在5~10℃
e.经仪器B加入7.6mL (0.083mol)PCl3(溶于38mL干燥的石油醚中)
(5)步骤Ⅲ所得滤饼中回收N,N-二甲基苯胺的操作是 。
(6)收集到亚磷酸三乙酯10.4g,该合成反应的产率是 (列出数字计算表达式即可)。
6.(2025·浙江省部分学校高三选考模拟)实验室以液态环己醇()为原料制取己二酸[HOOC(CH2)4COOH]晶体的实验流程如图:
反应原理:HOOC(CH2)4COOH
已知每100g水中己二酸的溶解度如表:
温度/℃ 15 25 50 70 100
溶解度/g 1.44 2.3 8.48 34.1 160
环己醇被高锰酸钾氧化时的实验装置如图,请回答:
(1)①仪器a的名称是 。
②用仪器b滴加环己醇时,需逐滴加入的原因是 。
③若发现b中有环己醇残留偏多,可以向b中加入 (填“水”或“乙醇”)稀释从而降低黏性,防止产率降低。
(2)加盐酸的目的是 。
(3)用重结晶法提纯己二酸,提纯过程中需要用活性炭脱色,请从下列选项中选出合理的操作并排序: 。
(____________)→(____________)→(____________)→(____________)→(____________)→i。
a.用冷水洗涤晶体
b.把粗产品配成热的浓溶液
c.用乙醇洗涤晶体
d.冷却至室温,过滤
e.把粗产品溶于水
f.蒸发至有大量晶体析出,过滤
g.趁热过滤
h.加入活性炭脱色
i.干燥
(4)己二酸纯度测定
将0.5000g己二酸样品配制成100mL溶液,每次取25.00mL试样溶液于锥形瓶中,滴入几滴酚酞试液,用0.1000mol/LNaOH溶液滴定至终点,平均消耗NaOH溶液16.00mL (己二酸被完全中和)。
①下列说法正确的是 。
A.用100mL容量瓶配制成溶液后,最好用25mL规格的量筒量取待测液于锥形瓶中
B.润洗滴定管时,待液体润湿全部滴定管内壁后,应将液体从滴定管上口倒入预置的烧杯中
C.接近滴定终点时,应控制活塞,改为滴加半滴标准溶液,直至溶液变为粉红色,且半分钟内不变色
D.若滴定前滴定管尖嘴部分气泡未赶走,滴定后气泡消失,则测定结果偏高
②己二酸的纯度为 %。
7.清凉茶酸乙酯(CH2CH=CHCH=CHCOOCH2CH3)是一种消毒杀菌剂,对细菌霉菌等有灭活作用。通过酯化反应制备清凉茶酸乙酯的方法如图,实验装置(部分夹持装置省略)如图所示。
Ⅰ.在三颈烧瓶中加入5.6g清凉茶酸,4.6g乙醇,环己烷,少量浓硫酸等。
Ⅱ.油浴加热,控制温度为110℃,并不断搅拌,一段时间之后停止加热和搅拌。
Ⅲ.反应混合物冷却至室温,进行操作X。
Ⅳ.在滤液中加入5%的小苏打溶液,洗涤,至混合液pH=7左右,再用蒸馏水洗涤。
V.将洗涤后混合液加入分液漏斗,进行分液。
Ⅵ.在分液后的有机层加入干燥剂,振荡,静置,过滤。
Ⅶ.对滤液进行蒸馏,收集一定温度的馏分,得到5.4mL纯净的清凉茶酸乙酯。
已知部分物质的性质如表:
沸点/℃ 密度/(g cm-3) 水溶性 备注
乙醇 78 0.789 混溶
清凉茶酸 228 1.204 易溶
清凉茶酸乙酯 195 0.926 难溶
环己烷 80.7 0.780 难溶 挥发过程中可带出较多的水
(1)仪器甲的名称为 。
(2)写出实验中三颈烧瓶中发生的主要反应 ,其中环己烷的作用是 。
(3)加热搅拌过程中忘加沸石,正确的操作是 。
(4)下列有关该实验过程,正确的是 。
A.乙中的进水口为a
B.操作X使用的玻璃仪器有玻璃棒,漏斗,烧杯
C.加入小苏打是为了中和混合物中的酸性物质
D.分液后的有机层加入碱石灰干燥
(5)计算该制备实验的产率: (保留三位有效数字)。
8.乙酰苯胺()在工业上可作橡胶硫化促进剂、纤维酯涂料的稳定剂、过氧化氢的稳定剂等,可通过本胺()和乙酸酐()反应制得。
已知:纯乙酰苯胺是白色片状晶体,相对分子质量为135,熔点为114℃,易溶于有机溶剂。在水中的溶解度如下。
温度 20 25 50 80 100
溶解度/(g/100g水) 0.46 0.56 0.84 3.45 5.5
实验室制备乙酰苯胺的步骤如下(部分装置省略):
Ⅰ.粗乙酰苯胺的制备。将7mL(0.075mol)乙酸酐放入三口烧瓶c中,在恒压滴液漏斗a中放入5mL(0.055mol)新制得的苯胺。将苯胺在室温下逐滴滴加到三口烧瓶中。苯胺滴加完毕,在石棉网上用小火加热回流30min,使之充分反应。待反应完成,在不断搅拌下,趁热把反应混合物缓慢地倒入盛有100mL冷水的烧杯中,乙酰苯胺晶体析出。充分冷却至室温后,减压过滤,用_______洗涤晶体2~3次。用滤液冲洗烧杯上残留的晶体,再次过滤,两次过滤得到的固体合并在一起。
Ⅱ.乙酰苯胺的提纯。将上述制得的粗乙酰苯胺固体移入250mL烧杯中,加入100mL热水,加热至沸腾,待粗乙酰苯胺完全溶解后,再补加少量蒸馏水。稍冷后,加入少量活性炭吸附色素等杂质,在搅拌下微沸5min,趁热过滤。待滤液冷却至室温,有晶体析出,_______,称量产品为3.28g。
回答下列问题:
(1)仪器b的名称是_______。
(2)写出反应的化学方程式_____________________________________。
(3)减压过滤的优点是_____________________________________;步骤Ⅰ用滤液而不用冷水冲洗烧杯的原因是洗涤晶体宜选用_______(填字母)。
A.乙醇 B.CCl4 C.冷水 D.乙醚
(4)步骤Ⅱ中,粗乙酰苯胺溶解后,补加少量蒸馏水的目的是_______。
(5)步骤Ⅱ中,称量前的操作是_______。上述提纯乙酰苯胺的方法叫_______。
(6)乙酰苯胺的产率为_______。(计算结果保留3位有效数字)
押题三 定量分析综合实验
9.(2025·浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三返校联考)某小组采用如下实验流程制备难溶于水的白色BiOCl:
已知:Bi(NO3)3极易水解产生难溶的BiONO3固体,。
(1)下图为步骤Ⅰ的实验装置图(夹持仪器和尾气处理装置已省略),仪器A的名称是 。
(2)下列说法正确的是_______。
A.步骤Ⅰ:加热温度越高,溶解速率越快,产率越高
B.步骤Ⅱ:可加适量的NaOH溶液调节pH
C.步骤Ⅲ:在通风橱中浓缩至蒸发皿中大量晶体析出
D.步骤Ⅳ:试剂X选用HCl、NaCl,组合使用更有利于制备BiOCl
(3)写出Bi(NO3)3水解离子方程式 。
①简述实验室配制溶液方法 。
②请结合浓度商和平衡常数解释HNO3可抑制Bi(NO3)3的水解 。
(4)利用HNO3溶液与NaOH溶液测定中和反应反应热,从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤(有些步骤可重复使用): 。
用量筒量取50mL0.50mol·L-1HNO3→(_______)→(_______)→(_______)→(_______)→用另一个量筒量取50mL0.55mol·L-1NaOH溶液→(_______)→(_______)→(_______)→打开杯盖,将NaOH溶液倒入量热计的内筒,盖上杯盖→(a)→(e)→测量并记录温度→重复上述步骤两次。
a.插入温度计
b.测量并记录温度
c.打开杯盖,将硝酸倒入量热计的内筒,盖上杯盖
d.用蒸馏水把温度计上的溶液冲洗干净,擦干备用
e.搅拌器匀速搅拌
(5)测定产品的纯度:称取产品0.1200g于锥形瓶中,加盐酸溶解,加入饱和硫脲(简写为TU)与Bi3+形成黄色溶液,再用0.0200mol·L-1的EDTA滴定至终点,三次滴定消耗EDTA溶液的平均体积为20.50 mL,则产品的纯度为 (已知形成无色[Bi(EDTA)]-远比形成黄色[Bi(TU)2]3+容易,M()=260.5 g·mol-1)。
10.(2025·浙江省金丽衢十二校高三第一次联考)实验室利用FeCl2 ·4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2 的装置如图所示(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)仪器a的名称是 ;装置f中的试剂是 ;装置c的作用是 。
(2)请将下列部分操作步骤进行排序: ;
组装装置→检查装置气密性→加入药品→通冷凝水→( )→( )→( )
A.加热装置b B.加热装置a C.通入一段时间N2
(3)现有含少量杂质的FeCl2 ·nH2O,为测定n值进行如下实验:
实验I:称取m1g样品,用足量稀硫酸溶解后,用c mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定达终点时消耗V mL (滴定过程中Cr2O72-号转化为Cr3+,Cl-不反应)。
实验Ⅱ:另取m1g样品,利用上述装置与足量SOCl2反应后,固体质量为m2g。则:
①n = 。(用m1、m2、c、V表示)
②下列对于滴定实验中仪器的使用以及操作过程,说法正确的是 。
a.用标准液润洗滴定管时,润洗液从滴定管上口放出
b.注入或放出液体后,需等1~2 min后才能读数
c.若使用烧杯滴定,滴定管下端伸入烧杯内约1cm,右手持玻璃棒搅拌溶液,左手操作滴定管
d.K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+时应选用KSCN为指示剂
11.无水ZnCl2常用作为生产活性炭的活化剂。现以一种主要成分为ZnO的炼锌烟尘(含有少量的FeO、CuO)来制备无水氯化锌,相关实验流程如下:
已知:①无水氯化锌具有较强的吸水性,其反应原理为:ZnCl2+H2O=Zn(OH)Cl+HCl↑。
②Zn及其化合物的性质与Al相似,pH>11时,Zn(OH)2可转化为。
③研究小组利用市售的氯化锌制备无水氯化锌,依次采用除水(氯化氢气体“置换”)、升华相结合的方法,装置如图所示:
请回答:
(1)利用浓硫酸与氯化钠制备HCl(g),该反应体现了硫酸的 (填浓硫酸的相关性质);盛装浓硫酸的仪器名称是 。
(2)下列说法不正确的是___________。
A.步骤Ⅰ,加入过量氢氧化钠的作用是充分溶解氧化锌,使其与杂质分离
B.步骤Ⅲ起到调节溶液pH值,应通入足量CO2,使Zn元素能够完全沉淀
C.除水阶段,为提高除水速度,应加快HCl和N2的气流速度
D.管式炉Ⅰ采取阶段式升温,实验结束时先撤去管式炉Ⅰ、再撤去管式炉Ⅱ
(3)实验流程中的“一系列操作”是: ,洗涤,干燥;最终得到氯化锌晶体[ZnCl2·xH2O(x=1~4)],将其与SOCl2混合并加热,可得到无水ZnCl2,写出发生的反应方程式 。
(4)用天平称量0.9000 g产品,置于250mL锥形瓶中,加入100mL蒸馏水使其溶解,再加入缓冲溶液将pH调至10.0并加入50mg铬黑T指示剂,最后用浓度为0.2mol·L-1的EDTA(乙二胺四乙酸,简写H2Y)标准溶液滴定至溶液呈亮蓝色(离子方程式为Zn2++Y2-=ZnY)。平行测定三次,同时做空白试验,平均消耗EDTA标准溶液体积为29.60mL。
①做空白试验的目的为 。
②产物ZnCl2的纯度为 (保留三位有效数字)。
③部分指示剂或指示剂与金属离子形成的配合物在水中溶解度较小,以致使滴定终点拖长(称为指示剂的僵化)。为增大有关物质的溶解度消除这一影响,可采取的措施是 。
12.Na2S2O3又名“大苏打”“海波”,易溶于水,难溶于乙醇,水溶液呈微弱的碱性,在中性和碱性环境中稳定。某化学实验小组用如图1装置(略去对乙的加热装置)制备Na2S2O3·5H2O(M=248g·mol-1),已知:Na2SO4溶解度如图2所示。
(1)连接实验装置后,首先进行的实验操作为 。
(2)在装置乙中溶解两种固体时,需先将Na2CO3溶于水配成溶液,再将Na2S固体溶于Na2CO3的溶液中,其目的 ;装置乙中生成Na2S2O3的总反应方程式为 。
(3)实验过程中,当装置乙中pH接近7.0时,应立即停止通SO2的原因是 (用离子方程式表示)。
(4)装置乙中需向反应后的混合液加入一定量的无水乙醇,其目的是 。
(5)设计实验测定Na2S2O3·5H2O的纯度:
步骤1:准确称取16.00g样品,溶于水,加入10mL甲醛,配成200mL溶液。
步骤2:准确称取0.294gK2Cr2O7于碘量瓶中,加入蒸馏水溶解,再加入5mL2mol·L-1硫酸溶液和20mL10%KI溶液使铬元素完全转化为Cr3+,加水稀释至100mL。
步骤3:向碘量瓶中加入1mL1%淀粉溶液,用待测Na2S2O3溶液滴定碘量瓶中溶液至终点,消耗Na2S2O3溶液。(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),试计算Na2S2O3·5H2O的纯度为 (保留三位有效数字)。
(6)利用甲装置中的残渣(Na2SO4和Na2SO3的混合物)制备Na2SO4·10H2O晶体,将下列实验方案补充完整:将固体混合物溶于水配成溶液, ,洗涤、干燥得Na2SO4·10H2O晶体。(实验中须使用氧气、pH计)
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