第58讲 物质制备类综合实验
1.（2024·秦皇岛模拟）三氯化六氨合钴（Ⅲ）{[Co（NH3）6]Cl3}是一种重要的含钴配合物，由CoCl2制备它的装置和步骤如下（夹持装置已省略）：
已知：Co2＋在溶液中较稳定，[Co（NH3）6]2＋具有较强的还原性。回答下列问题：
（1）向混合液加入H2O2溶液与氨水时，应最先打开活塞 （填字母）；加入所有试剂后，水浴的温度控制在55 ℃左右，反应约30分钟。球形干燥管中试剂为 。
（2）由CoCl2制备[Co（NH3）6]Cl3的总反应化学方程式为 。
（3）由滤渣获取[Co（NH3）6]Cl3·6H2O的步骤：向滤渣中加入80 ℃左右的热水，充分搅拌后，趁热过滤，向滤液中加入少量甲，冷却结晶后过滤，用乙洗涤晶体2～3次，低温干燥。下列选项合理的是 （填字母）。
A.甲为浓盐酸，乙为水
B.甲为乙醇，乙为浓盐酸
C.甲为浓盐酸，乙为乙醇
（4）称取0.267 5 g [Co（NH3）6]Cl3样品，加入盛有足量氢氧化钠溶液的烧瓶中并加热，将生成的氨气通入装有25.00 mL 0.500 0 mol·L－1盐酸的锥形瓶中，充分吸收，向锥形瓶加入2～3滴甲基橙，用0.500 0 mol·L－1的NaOH溶液滴定（杂质不反应）。
达到滴定终点时，共消耗NaOH溶液14.00 mL，则样品的纯度为 （保留四位有效数字）。
（5）请指出该装置存在的缺陷： 。
2.（2024·昌黎一中模拟）MnSO4·H2O是一种易溶于水的微红色斜方晶体，实验室用SO2还原MnO2制备MnSO4。甲同学设计如图所示装置制备硫酸锰。请回答下列有关问题：
（1）仪器组装好后首先进行的操作是 。
（2）装置B中的试剂为 ，装置E的作用为 。
（3）装置D中发生反应的化学方程式为
。要从D中获得纯净的MnSO4·H2O，应在观察到 现象时停止通入SO2。
（4）装置D中水浴温度应控制在80 ℃左右，温度不能过高的原因是 。
（5）乙同学认为甲同学的设计过于复杂，设计如图所示装置制备硫酸锰：
简述乙同学装置的优点（填写两点）： 。
3.（2025·安徽江淮十校一模）硫代硫酸钠（Na2S2O3，相对分子质量为158）可用作分析试剂，它有较强的还原性，遇酸易分解。某兴趣小组设计实验利用SO2、Na2CO3和Na2S制备Na2S2O3。制备装置如图所示（加热和夹持装置略）。
已知：ⅰ.2Na2S＋3SO22Na2SO3＋3S↓、Na2SO3＋SNa2S2O3。
ⅱ.硫单质在含有乙醇的水溶液中析出时，颗粒更小，分布更均匀。
ⅲ.几种常见弱酸的电离常数如表所示。
弱酸 H2SO3 H2S H2CO3
电离平衡 常数（25 ℃） Ka1＝1.3×10－2 Ka2＝6.2×10－8 Ka1＝1.1×10－7 Ka2＝1.3×10－13 Ka1＝4.5×10－7 Ka2＝4.7×10－11
（1）仪器a的名称为 ；装置甲中发生反应的化学方程式为 。
（2）装置丙中加入的试剂是物质的量之比为2∶1的Na2S和Na2CO3的混合溶液，混合溶液呈碱性。制备过程中，向装置丙中通入SO2，澄清溶液先变浑浊，后变澄清，稍后又再次出现微量浑浊，此时立刻停止通入SO2，溶液经分离可得到Na2S2O3。
①反应前，装置丙中混合溶液呈碱性的主要原因是
（用离子方程式表示）。
②“稍后又再次出现微量浑浊”中的“浑浊”的成分是 （填化学式）。
③制备时，装置丙中通常还会加入少量乙醇，目的是 。
④为了提高制备效率，可将装置丙水浴加热。其他条件均相同时，水浴温度与反应达到终点所用的时间如表所示。
温度/℃ 30 35 40 45 50
时间/min 41 34 20 30 42
水浴温度达到40 ℃后，继续升高水浴温度，达到终点所用的时间增加的原因可能是 。
（3）为检验制得产品的纯度，该实验小组称取5.0 g产品配制成250 mL Na2S2O3溶液，并用间接碘量法测定该溶液的浓度。在锥形瓶中加入25.00 mL 0.010 0 mol·L－1 KIO3溶液，并加入过量的KI后酸化，发生反应：5I－＋I＋6H＋3I2＋3H2O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配制的Na2S2O3溶液滴定，发生反应：I2＋2S22I－＋S4，当达到滴定终点时，消耗Na2S2O3溶液15.00 mL，则该产品的纯度为 （保留两位有效数字）。
4.（2024·贵州高考15题节选）十二钨硅酸在催化方面有重要用途。某实验小组制备十二钨硅酸晶体的方法如下（装置如图，夹持装置省略）：
Ⅰ.将适量Na2WO4·2H2O、Na2SiO3·9H2O加入三颈烧瓶中，加适量水，加热，溶解。
Ⅱ.持续搅拌下加热混合物至近沸，缓慢滴加浓盐酸至pH为2，反应30分钟，冷却。
Ⅲ.将反应液转至萃取仪器中，加入乙醚，再分批次加入浓盐酸，萃取。
Ⅳ.静置后液体分上、中、下三层，下层是油状钨硅酸醚合物。
Ⅴ.将下层油状物转至蒸发皿中，加少量水，加热至混合液表面有晶膜形成，冷却结晶，抽滤，干燥，得到十二钨硅酸晶体{H4[SiW12O40]·nH2O}。
已知：①制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀；
②乙醚易挥发、易燃，难溶于水且密度比水小；
③乙醚在高浓度盐酸中生成的
与[SiW12O40]4－缔合成密度较大的油状钨硅酸醚合物。
回答下列问题：
（1）仪器a中的试剂是 （填名称），其作用是 。
（2）步骤Ⅱ中浓盐酸需缓慢滴加的原因是 。
（3）下列仪器中，用于“萃取、分液”操作的有 （填名称）。
（4）步骤Ⅳ中“静置”后液体中间层的溶质主要是 。
（5）步骤Ⅴ中“加热”操作 （填“能”或“不能”）使用明火，原因是 。
第58讲 物质制备类综合实验
1.（1）d P2O5或CaCl2 （2）2CoCl2＋10NH3·H2O＋H2O2＋2NH4Cl2[Co（NH3）6]Cl3＋12H2O （3）C （4）91.67％ （5）缺少温度计
解析：结合题给已知信息，应先向混合液中加入氨水得到[Co（NH3）6]Cl2，再加入H2O2的水溶液，在活性炭的催化作用下，溶液中Co（Ⅱ）被氧化为Co（Ⅲ），生成[Co（NH3）6]Cl3·6H2O和活性炭的浊液，过滤，得到的滤渣中含有[Co（NH3）6]Cl3·6H2O和活性炭，向滤渣中加入80 ℃左右的热水，充分搅拌后，趁热过滤，冷却后向滤液中加入少量浓盐酸，边加边搅拌，充分静置后过滤，用无水乙醇洗涤晶体2～3次，低温干燥得到产品。（1）Co2＋在溶液中较稳定，[Co（NH3）6]2＋具有较强的还原性，为了将不易被氧化的Co2＋转化为具有较强还原性的[Co（NH3）6]2＋，应该先打开d发生配合反应，再打开b氧化；干燥管的作用是吸收多余的氨气，干燥管中试剂为P2O5或CaCl2。（2）CoCl2、NH4Cl、NH3·H2O、H2O2反应生成[Co（NH3）6]Cl3，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为2CoCl2＋10NH3·H2O＋H2O2＋2NH4Cl2[Co（NH3）6]Cl3＋12H2O。（3）由分析可知，滤渣中[Co（NH3）6]Cl3·6H2O表面有残留的氨水，加入浓盐酸可以消耗氨水且抑制[Co（NH3）6]Cl3·6H2O的电离，[Co（NH3）6]Cl3能够溶于水，所以过量的盐酸要用乙醇洗涤，故选C。（4）称取0.267 5 g [Co（NH3）6]Cl3样品，加入盛有足量氢氧化钠溶液的烧瓶中并加热，发生反应：[Co（NH3）6]Cl3＋3NaOHCo（OH）3↓＋6NH3↑＋3NaCl，将生成的氨气通入装有25.00 mL 0.500 0 mol·L－1盐酸的锥形瓶中，充分吸收，向锥形瓶加入2～3滴甲基橙，用0.500 0 mol·L－1的NaOH溶液滴定，达到滴定终点时，共消耗NaOH溶液14.00 mL，则剩余n（HCl）＝0.014 L×0.500 0 mol·L－1＝0.007 mol，消耗n（HCl）＝ 0.025 L×0.500 0 mol·L－1－0.007 mol＝0.005 5 mol，则n（NH3）＝0.005 5 mol，n{[Co（NH3）6]Cl3}＝n（NH3）＝ mol，样品纯度为×100％≈91.67％。（5）由题意，水浴的温度控制在55 ℃左右，但是装置中缺少温度计。
2.（1）检查装置的气密性
（2）饱和NaHSO3溶液 吸收尾气
（3）MnO2＋SO2MnSO4 三颈烧瓶中黑色粉末完全消失
（4）温度过高时，SO2在水中的溶解度减小，反应速率减慢
（5）操作简单；有多孔球泡，吸收SO2更充分
解析：（1）仪器组装好后首先进行的操作是检查装置的气密性。（2）浓盐酸和亚硫酸钠反应生成的SO2气体中含有杂质气体HCl，装置B中盛放饱和NaHSO3溶液除去SO2中的氯化氢，装置C作安全瓶防止倒吸，SO2通入装置D中与二氧化锰反应生成MnSO4，同时用装置E吸收尾气。（3）要获得纯净的MnSO4·H2O，应该在观察到三颈烧瓶中黑色粉末完全消失时停止通入SO2。（4）装置D中水浴温度应控制在80 ℃左右，温度过高时SO2气体的溶解度减小，不利于制备硫酸锰晶体。（5）70％浓硫酸和亚硫酸钠反应生成的SO2气体中不含杂质气体，可直接通入三颈烧瓶中与二氧化锰反应生成MnSO4，同时设计有多孔球泡，吸收SO2更充分。
3.（1）恒压滴液漏斗 Na2SO3＋H2SO4（浓）Na2SO4＋SO2↑＋H2O （2）①S2－＋H2OHS－＋OH－ ②S ③增大S和Na2SO3的接触面积，增大反应速率，使反应更充分 ④温度升高，SO2的溶解度降低，溶液中的SO2浓度降低，反应速率减小 （3）79％
解析：本实验用SO2、Na2CO3和Na2S制备Na2S2O3。气体发生装置甲用于制备SO2，仪器a（恒压滴液漏斗）中盛装浓硫酸，装置甲中发生反应：Na2SO3＋H2SO4（浓）Na2SO4＋SO2↑＋H2O；装置乙作安全瓶，可以防倒吸；核心反应装置丙中SO2与Na2CO3、Na2S混合溶液反应制备Na2S2O3；尾气吸收装置中NaOH溶液用于吸收未反应完的SO2，防止污染空气。（2）①Na2S和Na2CO3在水中都可以发生水解，使溶液显碱性，由题表数据可知，H2S的第二步电离比H2CO3的第二步电离程度小，则S2－的水解程度更大，使溶液呈碱性的主要原因是S2－的水解，其水解的离子方程式为S2－＋H2OHS－＋OH－。②“稍后又再次出现微量浑浊”是由于通入的SO2溶于水使溶液呈酸性，而硫代硫酸钠在酸溶液中会发生反应S2＋2H2SO3S↓＋SO2↑＋H2O＋2HS，生成S单质。③由已知信息ⅱ可知，S单质在含有乙醇的水溶液中析出时，颗粒更小，分布更均匀，可以增大S和Na2SO3的接触面积，增大反应速率，使反应更充分，所以在制备时，在装置丙中会加入少量乙醇。④继续升高水浴温度，会导致SO2的溶解度降低，溶液中的SO2浓度降低，反应速率减小，导致达到终点所用的时间增加。（3）由离子方程式可得关系式：I～3I2～6S2，则15.00 mL Na2S2O3溶液中Na2S2O3的物质的量为25.00×10－3 L×0.010 0 mol·L－1×6，则该产品的纯度为×100％＝79％。
4.（1）碱石灰 吸收挥发出的HCl，防止污染环境 （2）避免制备过程中反应体系pH过低，产生钨的水合氧化物沉淀 （3）分液漏斗、烧杯 （4）NaCl （5）不能 乙醚易挥发、易燃，用明火容易发生危险
解析：（1）仪器a为球形干燥管，其中盛有碱石灰，用以吸收反应过程中挥发出的HCl。（2）由已知①可知，制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀，缓慢滴加浓盐酸可控制pH不会太低，避免产生钨的水合氧化物沉淀。（3）“萃取、分液”需要用到分液漏斗和烧杯。（4）静置后液体分上、中、下三层，下层是油状钨硅酸醚合物，上层是乙醚，中间层为水溶液，结合反应物及原子守恒可知，水溶液中溶质主要为NaCl。
3 / 3第58讲 物质制备类综合实验
课标要求
1.能依据实验目的和假设、设计解决物质制备问题的实验方案。
2.能根据不同类型实验的特点，设计并实施实验，具有安全意识和环保意识。
3.能根据物质的性质及反应原理选取实验装置制取物质。
考点一 无机物的制备
（一）物质制备实验的操作顺序
1.实验操作顺序
2.加热操作先后顺序的选择
若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，通入气体排出装置中的空气后，再给实验中需要加热的物质加热。
其目的是：①防止爆炸（如氢气还原氧化铜）；②保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的物质反应。而完成实验后，熄灭酒精灯的顺序则相反。
3.实验中试剂或产物防止变质或损失
（1）实验中反应物或产物若易吸水、潮解、水解等，要采取措施防止吸水。
（2）易挥发的液体产物要及时冷却。
（3）易挥发的液体反应物，需在反应装置中加装冷凝回流装置（如长导管、竖直的干燥管、冷凝管等）。
（4）注意防止倒吸的问题。
4.选用仪器及连接顺序
（二）物质（固体物质）制备的三大原则
选择最 佳反应 途径 例如用铝制取氢氧化铝： 2Al＋3H2SO4Al2（SO4）3＋3H2↑、 2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑、 Al2（SO4）3＋6Na[Al（OH）4]8Al（OH）3↓＋3Na2SO4，当n（Al3＋）∶n{[Al（OH）4]－}＝1∶3时，Al（OH）3的产率最高
选择最 佳原料 如实验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝，应选用氨水，而不能选用强碱氢氧化钠溶液；用铜盐与碱溶液反应制取氢氧化铜，应选用氢氧化钠溶液，而不能选用氨水（氢氧化铜可溶解在氨水中）等
选择适 宜操作 方法 如实验室制备氢氧化亚铁时，因氢氧化亚铁在空气中极易与氧气、水反应生成氢氧化铁，更要注意隔绝空气
1.二氯异氰尿酸钠（NaC3N3O3Cl2）是一种高效广谱杀菌消毒剂，常温下为白色固体，其制备原理为2NaClO＋C3H3N3O3NaC3N3O3Cl2＋NaOH＋H2O。请选择如图所示部分装置制备二氯异氰尿酸钠。
请回答下列问题：
（1）仪器M的名称是 。若发现实际操作过程中仪器N中浓盐酸不易流下，可将仪器N改为 。
（2）装置B的作用是 。
（3）装置E中发生反应的化学方程式为 。
（4）选择合适装置，按气流从左到右，装置的连接顺序为 （填装置接口字母）。
（5）实验时，先向装置A中通入Cl2，生成高浓度的NaClO溶液后，再加入氰尿酸溶液，且整个过程中不断通入一定量Cl2，其原因是 。
与气体制备有关的装置分析流程
2.（2024·泉州模拟节选）三氯化镓（GaCl3）是生产镓衍生化合物的理想前驱体，常用金属镓与HCl反应制备，实验装置如图所示（部分夹持仪器已略去）：
实验流程如图所示：
已知：①Ga与Al同主族，制备GaCl3的化学方程式：2Ga＋6HCl2GaCl3＋3H2。
②GaCl3熔点为77.9 ℃，易水解，在270 ℃以二聚体（Ga2Cl6）形式存在。
③HCl气体可溶于四氢呋喃（），含有HCl的四氢呋喃易潮解。
回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 。
（2）甲装置为HCl气体的发生装置，反应的化学方程式为 。
（3）镓的熔点为29.8 ℃，反应温度为200～300 ℃。
①可推测镓的沸点 300 ℃（填“高于”或“低于”）。
②该条件下，乙装置中反应速率慢的原因是 （填一种）。
③乙与丙装置之间使用较粗导管和保温套的原因是 。
（4）装置丁中碱石灰的作用是 ，
从装置丁中排出的气体除N2外还有 。
（5）HCl气体可溶于四氢呋喃的原因是 。
考点二 有机物的制备
1.明确有机物实验中常用的操作
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
防暴沸 加沸石（碎瓷片），防止溶液暴沸，若开始忘加沸石（碎瓷片），需停止加热，至冷却后补加
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中的冷凝管以及图2中的长玻璃管B的作用都是冷凝回流
2.了解提纯有机物的常用流程
制取的有机物中常含有一定量的杂质（无机物与有机物），提纯时可根据杂质与制得有机物性质的差异设计实验进行分离提纯，常用的提纯流程如下：
例如，精制溴苯（ 含Br2、HBr、FeBr3、杂质）的工艺流程：
1.（2025·八省联考云南卷）二苯乙醇酸是一种皮肤再生调节剂。由二苯乙二酮制备二苯乙醇酸的反应原理如下：
实验步骤如下：
Ⅰ.在圆底烧瓶中加入1.30 g KOH、2.6 mL水、1.05 g二苯乙二酮和4.0 mL 95％乙醇溶液，水浴加热回流15 min（装置如图，加热及夹持装置省略）。
Ⅱ.将Ⅰ中所得混合物转入烧杯中，冰水浴冷却结晶，过滤、洗涤。将晶体溶于35.0 mL蒸馏水中，调节pH至少量胶状物（未反应的二苯乙二酮）浮于液面，加入活性炭，搅拌、过滤。
Ⅲ.向滤液中缓慢滴加5.0％盐酸，调节pH＜3.0（用刚果红试纸检测）。冰水浴冷却，有大量晶体析出。过滤、冰水洗涤，得粗产品。
Ⅳ.将粗产品加热水溶解，冷却结晶，过滤、冰水洗涤、干燥，得0.46 g产品。
已知：①相关物质的信息见下表。
物质 Mr 性质 熔点/℃ pKa 溶解性
二苯乙二酮 210 淡黄色固体 95 — 不溶于水，溶于乙醇、苯
二苯乙醇酸 228 无色晶体 150 3.06 易溶于热水或苯，难溶于冰水
②刚果红试纸变色范围：。
回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ中选用量筒的最适宜规格为 （填字母）。
A.5 mL B.25 mL C.50 mL
（2）圆底烧瓶中加沸石的作用是 。
（3）步骤Ⅱ加活性炭的目的是 。
（4）步骤Ⅲ中刚果红试纸变为 色时，停止滴加盐酸；溶液中涉及的化学方程式为 。
（5）步骤Ⅳ中检验产品是否洗净的方法为 。
（6）关于该实验，下列说法错误的是 （填字母）。
A.步骤Ⅰ改用酒精灯直接加热更便于控制体系温度
B.步骤Ⅳ的操作为重结晶
C.可通过测定二苯乙醇酸的熔点定性判断其纯度
（7）二苯乙醇酸的产率为 （列出计算式即可）。
（8）不改变装置和原料用量，提高产率的方法有 （填一条即可）。
2.（2024·漳州一模）苯胺广泛应用于医药和染料行业。实验室制备苯胺的反应原理为＋3H2＋2H2O，实验装置如图所示（部分夹持、加热装置省略）。
已知相关物质的信息如表：
物质 相对分子质量 沸点/ ℃ 密度/（g·cm－3） 部分性质
硝基苯 123 210.9 1.23 难溶于水，易溶于乙醚
苯胺 93 184 1.02 微溶于水，易溶于乙醚；易被氧化
实验步骤：①组装好实验装置，并检查装置气密性；② ；③ ；④ ；⑤反应结束后，关闭活塞K，向三颈烧瓶中加入生石灰；⑥调整好温度计的位置，继续加热，收集182～186 ℃的馏分，得到苯胺粗品。
回答下列问题：
（1）试管中发生反应的离子方程式为 。
（2）仪器a的名称是 。
（3）以苯为原料合成硝基苯的化学方程式为 。
（4）实验步骤②③④依次为 、 、 （填字母）。
A.利用油浴加热，使反应液温度维持在140 ℃左右
B.向三颈烧瓶中依次加入沸石及10.0 mL硝基苯
C.向试管中加入锌粒，打开活塞K，往长颈漏斗中加入稀硫酸，通入H2一段时间
（5）苯胺粗品中含有少量硝基苯，提纯苯胺、回收硝基苯的流程如图所示：
①步骤Ⅰ中混合物的分离方法为 。
②请从物质结构角度分析苯胺能与盐酸反应的原因 。
③步骤Ⅱ中，水相中的与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
④本实验中苯胺的产率为 （计算结果精确到0.1％）。
1.（2024·新课标卷28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：0.737 g·cm－3）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·福建高考12题节选）由TiO2制备TiN并测定产率（实验装置如图，夹持装置省略）。
（1）装置C中试剂X为 。
（2）装置D中800 ℃下反应生成TiN、N2和H2O，该反应的化学方程式为 。
（3）装置E的作用是 。
3.（2023·新课标卷28题）实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下：
安息香 二苯乙二酮
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
装置示意图如图所示，实验步骤为：
①在圆底烧瓶中加入10 mL冰乙酸、5 mL水及9.0 g FeCl3·6H2O，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2.0 g安息香，加热回流45～60 min。
③加入50 mL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75％的乙醇重结晶，干燥后得淡黄色结晶1.6 g。
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，FeCl3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FeCl3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，另一主要作用是防止 。
（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（填字母）。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 （填字母）。
a.85％ b.80％
c.75％ d.70％
第58讲 物质制备类综合实验
【考点·全面突破】
考点一
关键能力突破
1.（1）三颈烧瓶 恒压滴液漏斗 （2）除去Cl2中的HCl
（3）Ca（ClO）2＋4HCl（浓）CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O （4）h→c→d→a（b）→b（a）→g （5）有利于NaC3N3O3Cl2的生成
解析：
（4）由上述分析可知，按气流从左到右，装置的连接顺序为h→c→d→a（b）→b（a）→g。（易错警示：装置A中含有水，故除杂后的Cl2不需要干燥，可直接用于制备产品。）
2.（1）球形干燥管
（2）2NaCl＋H2SO4（浓）Na2SO4＋2HCl↑[或NaCl＋H2SO4（浓）NaHSO4＋HCl↑]
（3）①高于 ②通入的HCl气体与镓仅在表面接触反应
③防止GaCl3气体在导管中结晶，堵塞导管
（4）吸收HCl气体，防止空气中的水蒸气进入丙装置中 H2
（5）HCl和四氢呋喃均为极性分子，相似相溶
解析：该实验中首先用浓硫酸与氯化钠固体制取氯化氢气体，氯化氢与镓（Ga）在加热条件下反应生成GaCl3和H2，然后冷凝收集GaCl3，最后滴加四氢呋喃吸收未参与反应的氯化氢气体，碱石灰可以吸收氯化氢并防止空气中水蒸气进入丙装置。（1）仪器a用于盛装碱性干燥剂，名称是球形干燥管。（2）甲装置中氯化钠固体与浓硫酸反应，利用高沸点酸制低沸点酸，化学方程式为2NaCl＋H2SO4（浓）Na2SO4＋2HCl↑或NaCl＋H2SO4（浓）NaHSO4＋HCl↑。（3）①镓的熔点为29.8 ℃，反应温度为200～300 ℃。乙装置反应完后，氯化镓变成蒸汽进入丙装置冷凝，但镓如果同时变成蒸汽，会降低转化率，故推测镓的沸点高于300 ℃；②该条件下，乙装置中HCl气体与镓表面接触发生反应，接触面积较小，导致反应速率慢；③氯化镓在丙装置中冷凝，为了防止在乙与丙装置之间冷凝而堵塞导管，故使用较粗导管和保温套。（4）丁装置中碱石灰的作用是吸收HCl气体，防止空气中的水蒸气进入丙装置中，排出的气体除了N2还有产生的H2。（5）HCl和四氢呋喃均为极性分子，根据相似相溶原理，氯化氢可溶于四氢呋喃中。
考点二
关键能力突破
1.（1）A （2）防止暴沸 （3）吸附少量胶状物（未反应的二苯乙二酮） （4）蓝色 ＋HCl＋KCl （5）取最后一次洗涤后的滤液，向滤液中滴加几滴硝酸酸化的硝酸银溶液，如果没有白色沉淀生成，则说明产品已经洗涤干净 （6）A （7）×100％
（8）搅拌（或延长反应时间）
解析：（1）根据所取溶液的体积，尽量选用能一次量取的最小规格的量筒，步骤Ⅰ中需量取2.6 mL水和4.0 mL 95％乙醇，则最适宜规格为5 mL的量筒，选A。（2）圆底烧瓶中加沸石的作用是防止加热时液体暴沸。（3）步骤Ⅱ中调节pH后产生少量胶状物（未反应的二苯乙二酮）浮于液面，加入活性炭，搅拌可吸附少量的胶状物（未反应的二苯乙二酮）。（4）由刚果红试纸变色范围可知，当pH＜3.0时刚果红试纸会变成蓝色，则当刚果红试纸变成蓝色时，停止滴加盐酸；滴加盐酸的作用是酸化，化学方程式为＋HCl＋KCl。（5）粗产品中可能含有KCl，则检验方法为：取最后一次洗涤后的滤液，向滤液中滴加几滴硝酸酸化的硝酸银溶液，如果没有白色沉淀生成，则说明产品已经洗涤干净。（6）与酒精灯相比，水浴加热的温度控制相对容易且稳定，加热均匀，更便于控制温度，A错误；步骤Ⅳ将粗产品加热水溶解，冷却结晶，过滤、冰水洗涤、干燥，这种操作为重结晶，B正确；纯物质的熔点是固定的，如果化合物中含有杂质，其熔点通常会发生变化，若二苯乙醇酸的熔点在150 ℃左右，则二苯乙醇酸较纯，C正确。（7）n（二苯乙醇酸）＝n（二苯乙二酮）＝，m理论（二苯乙醇酸）＝×228 g·mol－1，则二苯乙醇酸的产率＝×100％＝×100％＝×100％。（8）适当的搅拌速度可以确保反应物充分混合，提高反应效率，提高产率；延长反应时间可以使反应更充分。
2.（1）Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑ （2）直形冷凝管 （3）＋HNO3＋H2O （4）B C A
（5）①分液 ②苯胺分子中的N原子上有孤电子对，可与提供空轨道的H＋形成配位键 ③＋NaOH＋NaCl＋H2O ④60.2％
解析：（1）试管中是锌与稀硫酸反应，反应的离子方程式为Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑。（2）由题图可知，仪器a的名称为直形冷凝管。（3）苯合成硝基苯是苯与浓硝酸发生取代反应，反应的化学方程式为＋HNO3＋H2O。（4）硝基苯是反应物，所以应该先向三颈烧瓶中加入硝基苯，然后向试管中加入锌粒，锌与稀硫酸反应生成氢气，待通入一段时间氢气后，加热，开始反应，所以步骤的先后顺序为BCA。（5）①步骤Ⅰ后分为有机相和水相，所以步骤Ⅰ为分液；②苯胺分子中的N原子上有孤电子对，可与提供空轨道的H＋形成配位键，所以苯胺可以与盐酸反应；③与氢氧化钠反应生成苯胺，化学方程式为＋NaOH＋NaCl＋H2O；④10.0 mL硝基苯的质量为12.3 g，其物质的量为＝0.1 mol，因此理论上生成苯胺的质量为0.1 mol×93 g·mol－1＝9.3 g，所以产率为×100％≈60.2％。
【真题·体验品悟】
1.（1）量筒 （2）铁架台 球形冷凝管 （3）使反应物充分混合，加速反应 （4）油浴（水浴） （5）活性炭 （6）除去不溶性杂质，避免固体产物析出 50％的乙醇溶液 （7）重结晶
解析：（1）该实验是不需要精确结果的合成实验，固体用台秤称取，液体用量筒量取。（2）仪器③的名称为铁架台，仪器②为球形冷凝管。（3）“搅拌”有利于反应物充分混合，且加快反应速率。（4）由题可知，加热温度为65 ℃，故“加热”方式可以为油浴（水浴）。（5）活性炭结构疏松多孔，可以吸附有色物质，故“脱色剂”可选用活性炭。（6）“趁热过滤”可滤出脱色剂等杂质，同时减少产物析出；由题中信息，加入50％乙醇溶液后析出浅棕色固体（含杂质产品）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，可用50％乙醇溶液洗涤白色固体。（7）反应物与生成物的溶解度不同，可通过重结晶进一步提纯产品。
2.（1）碱石灰[或生石灰（CaO）、NaOH、KOH以及这些物质的组合均可]
（2）6TiO2＋8NH36TiN＋12H2O＋N2
（3）吸收氨气与水
解析：装置B中利用浓氨水和生石灰反应制备NH3，利用装置C除去NH3中的水蒸气，则试剂X可以是碱石灰，装置D中，NH3和TiO2在800 ℃下反应生成TiN、N2和H2O，化学方程式为6TiO2＋8NH36TiN＋12H2O＋N2，装置E中装有CaCl2，可以吸收生成的水蒸气及过量的NH3。
3.（1）油 （2）球形冷凝管 a （3）防止沸腾时加入安息香固体引起暴沸 （4）FeCl2 可行，空气可以将还原产物FeCl2又氧化为FeCl3，FeCl3可循环参与反应 （5）FeCl3水解 （6）a （7）b
解析：（1）由实验步骤②可知，该实验需要加热使冰乙酸沸腾，而冰乙酸的沸点为118 ℃，故采用油浴加热。（2）仪器B的名称为球形冷凝管，冷却水应从下口进上口出。（3）在液体沸腾时加入固体会引起暴沸，由安息香熔点可知其室温下为固体，故待沸腾平息后加入安息香，目的是防止沸腾时加入安息香固体引起暴沸。（4）FeCl3作氧化剂，安息香和FeCl3反应生成二苯乙二酮，FeCl3被还原为FeCl2。（5）FeCl3易水解，乙酸还可以防止Fe3＋水解。（6）安息香难溶于冷水，溶于热水、乙醇、乙酸，二苯乙二酮不溶于水，溶于乙醇、苯、乙酸，因此粗品中少量未氧化的安息香可用少量热水洗涤的方法除去。（7）该实验的理论产量为2.0 g×≈1.98 g，实际产量是1.6 g，因此本实验的产率最接近于80％。
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第58讲 物质制备类综合实验
高中总复习·化学
课标要求
1. 能依据实验目的和假设、设计解决物质制备问题的实验方案。
2. 能根据不同类型实验的特点，设计并实施实验，具有安全意识和环
保意识。
3. 能根据物质的性质及反应原理选取实验装置制取物质。
考点·全面突破
01
真题·体验品悟
02
课时·跟踪检测
03
考点·全面突破
锁定要点，聚焦应用
考点一 无机物的制备
（一）物质制备实验的操作顺序
1. 实验操作顺序
2. 加热操作先后顺序的选择
若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，通入气体排出装置中的
空气后，再给实验中需要加热的物质加热。
其目的是：①防止爆炸（如氢气还原氧化铜）；②保证产品纯度，防止反
应物或生成物与空气中的物质反应。而完成实验后，熄灭酒精灯的顺序则
相反。
3. 实验中试剂或产物防止变质或损失
（1）实验中反应物或产物若易吸水、潮解、水解等，要采取措施防止
吸水。
（2）易挥发的液体产物要及时冷却。
（3）易挥发的液体反应物，需在反应装置中加装冷凝回流装置（如长导
管、竖直的干燥管、冷凝管等）。
（4）注意防止倒吸的问题。
4. 选用仪器及连接顺序
（二）物质（固体物质）制备的三大原则
选择最
佳反应
途径 例如用铝制取氢氧化铝：
2Al＋3H2SO4 Al2（SO4）3＋3H2↑、
2Al＋2NaOH＋6H2O 2Na[Al（OH）4]＋3H2↑、
Al2（SO4）3＋6Na[Al（OH）4] 8Al（OH）3↓＋3Na2SO4，
当n（Al3＋）∶n{[Al（OH）4]－}＝1∶3时，Al（OH）3的产率
最高
选择最
佳原料 如实验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝，应选用氨
水，而不能选用强碱氢氧化钠溶液；用铜盐与碱溶液反应制取
氢氧化铜，应选用氢氧化钠溶液，而不能选用氨水（氢氧化铜
可溶解在氨水中）等
选择适
宜操作
方法 如实验室制备氢氧化亚铁时，因氢氧化亚铁在空气中极易与氧
气、水反应生成氢氧化铁，更要注意隔绝空气
1. 二氯异氰尿酸钠（NaC3N3O3Cl2）是一种高效广谱杀菌消毒剂，常温下
为白色固体，其制备原理为2NaClO＋C3H3N3O3 NaC3N3O3Cl2＋
NaOH＋H2O。请选择如图所示部分装置制备二氯异氰尿酸钠。
（1）仪器M的名称是 。若发现实际操作过程中仪器N中浓盐
酸不易流下，可将仪器N改为 。
（2）装置B的作用是 。
（3）装置E中发生反应的化学方程式为
。
（4）选择合适装置，按气流从左到右，装置的连接顺序为
（填装置接口字母）。
三颈烧瓶
恒压滴液漏斗
除去Cl2中的HCl
Ca（ClO）2＋4HCl（浓）
CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O
h→c→d→a
（b）→b（a）→g
请回答下列问题：
解析：
由上述分析可知，按气流从左到右，装置的连接顺序为h→c→d→a
（b）→b（a）→g。（易错警示：装置A中含有水，故除杂后的Cl2不需要
干燥，可直接用于制备产品。）
（5）实验时，先向装置A中通入Cl2，生成高浓度的NaClO溶液后，再加入
氰尿酸溶液，且整个过程中不断通入一定量Cl2，其原因是
。
有利于
NaC3N3O3Cl2的生成
与气体制备有关的装置分析流程
2. （2024·泉州模拟节选）三氯化镓（GaCl3）是生产镓衍生化合物的理想
前驱体，常用金属镓与HCl反应制备，实验装置如图所示（部分夹持仪器
已略去）：
实验流程如图所示：
已知：①Ga与Al同主族，制备GaCl3的化学方程式：2Ga＋
6HCl 2GaCl3＋3H2。
②GaCl3熔点为77.9 ℃，易水解，在270 ℃以二聚体（Ga2Cl6）形式存在。
③HCl气体可溶于四氢呋喃（ ），含有HCl的四氢呋喃易潮解。
回答下列问题：
（1）仪器a的名称是 。
解析：该实验中首先用浓硫酸与氯化钠固体制取氯化氢气体，氯化氢与镓
（Ga）在加热条件下反应生成GaCl3和H2，然后冷凝收集GaCl3，最后滴加
四氢呋喃吸收未参与反应的氯化氢气体，碱石灰可以吸收氯化氢并防止空
气中水蒸气进入丙装置。仪器a用于盛装碱性干燥剂，名称是球形干
燥管。
球形干燥管
（2）甲装置为HCl气体的发生装置，反应的化学方程式为
。
2NaCl＋H2SO4
（浓） Na2SO4＋2HCl↑[或NaCl＋H2SO4（浓） NaHSO4＋
HCl↑]
解析：甲装置中氯化钠固体与浓硫酸反应，利用高沸点酸制低沸点酸，化学方程式为2NaCl＋H2SO4（浓） Na2SO4＋2HCl↑或NaCl＋H2SO4（浓） NaHSO4＋HCl↑。
①可推测镓的沸点 300 ℃（填“高于”或“低于”）。
②该条件下，乙装置中反应速率慢的原因是
（填一种）。
③乙与丙装置之间使用较粗导管和保温套的原因是
。
高于
通入的HCl气体与镓仅在表
面接触反应
防止GaCl3气体在导管
中结晶，堵塞导管
（3）镓的熔点为29.8 ℃，反应温度为200～300 ℃。
解析：①镓的熔点为29.8 ℃，反应温度为200～300 ℃。乙装置反应完后，氯化镓变成蒸汽进入丙装置冷凝，但镓如果同时变成蒸汽，会降低转化率，故推测镓的沸点高于300 ℃；②该条件下，乙装置中HCl气体与镓表面接触发生反应，接触面积较小，导致反应速率慢；③氯化镓在丙装置中冷凝，为了防止在乙与丙装置之间冷凝而堵塞导管，故使用较粗导管和保温套。
（4）装置丁中碱石灰的作用是
，从装置丁中排出的气体除N2外还有 。
解析：丁装置中碱石灰的作用是吸收HCl气体，防止空气中的水蒸气进入丙装置中，排出的气体除了N2还有产生的H2。
吸收HCl气体，防止空气中的水蒸气进入
丙装置中
H2
（5）HCl气体可溶于四氢呋喃的原因是
。
解析：HCl和四氢呋喃均为极性分子，根据相似相溶原理，氯化氢可溶于四氢呋喃中。
HCl和四氢呋喃均为极性分子，
相似相溶
考点二 有机物的制备
1. 明确有机物实验中常用的操作
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
防暴
沸 加沸石（碎瓷片），防止溶液暴沸，若开始忘加沸石（碎瓷
片），需停止加热，至冷却后补加
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
的冷凝管以及图2中的长玻璃管B的作用都是冷凝回流
2. 了解提纯有机物的常用流程
制取的有机物中常含有一定量的杂质（无机物与有机物），提纯时可
根据杂质与制得有机物性质的差异设计实验进行分离提纯，常用的提
纯流程如下：
例如，精制溴苯（ 含Br2、HBr、FeBr3、 杂质）的工艺流程：
1. （2025·八省联考云南卷）二苯乙醇酸是一种皮肤再生调节剂。由二苯
乙二酮制备二苯乙醇酸的反应原理如下：
Ⅰ.在圆底烧瓶中加入1.30 g KOH、2.6 mL水、1.05 g二苯乙二酮和4.0 mL
95％乙醇溶液，水浴加热回流15 min（装置如图，加热及夹持装置省略）。
实验步骤如下：
Ⅱ.将Ⅰ中所得混合物转入烧杯中，冰水浴冷却结晶，过滤、洗涤。将晶体溶于35.0 mL蒸馏水中，调节pH至少量胶状物（未反应的二苯乙二酮）浮于液面，加入活性炭，搅拌、过滤。
Ⅲ.向滤液中缓慢滴加5.0％盐酸，调节pH＜3.0（用刚果红试纸检测）。冰水浴冷却，有大量晶体析出。过滤、冰水洗涤，得粗产品。
Ⅳ.将粗产品加热水溶解，冷却结晶，过滤、冰水洗涤、干燥，得0.46
g产品。
已知：①相关物质的信息见下表。
物质 Mr 性质 熔点/℃ pKa 溶解性
二苯 乙二酮 210 淡黄色 固体 95 — 不溶于水，
溶于乙醇、苯
二苯 乙醇酸 228 无色 晶体 150 3.06 易溶于热水或
苯，难溶于冰水
②刚果红试纸变色范围： 。
回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ中选用量筒的最适宜规格为 （填字母）。
A. 5 mL B. 25 mL C. 50 mL
解析：根据所取溶液的体积，尽量选用能一次量取的最小规格的量筒，步骤Ⅰ中需量取2.6 mL水和4.0 mL 95％乙醇，则最适宜规格为5 mL的量筒，选A。
（2）圆底烧瓶中加沸石的作用是 。
解析：圆底烧瓶中加沸石的作用是防止加热时液体暴沸。
A
防止暴沸
（3）步骤Ⅱ加活性炭的目的是 。
解析：步骤Ⅱ中调节pH后产生少量胶状物（未反应的二苯乙二酮）浮于液面，加入活性炭，搅拌可吸附少量的胶状物（未反应的二苯乙二酮）。
吸附少量胶状物（未反应的二苯乙二酮）
（4）步骤Ⅲ中刚果红试纸变为 色时，停止滴加盐酸；溶液中涉及的化学方程式为 。
解析：由刚果红试纸变色范围可知，当pH＜3.0时刚果红试纸会变成
蓝色，则当刚果红试纸变成蓝色时，停止滴加盐酸；滴加盐酸的作用是酸
化 ，化学方程式为 ＋HCl ＋KCl。
蓝色
＋HCl ＋KCl
（5）步骤Ⅳ中检验产品是否洗净的方法为
。
解析：粗产品中可能含有KCl，则检验方法为：取最后一次洗涤后的滤液，向滤液中滴加几滴硝酸酸化的硝酸银溶液，如果没有白色沉淀生成，则说明产品已经洗涤干净。
取最后一次洗涤后的滤液，
向滤液中滴加几滴硝酸酸化的硝酸银溶液，如果没有白色沉淀生成，则说
明产品已经洗涤干净
（6）关于该实验，下列说法错误的是 （填字母）。
A. 步骤Ⅰ改用酒精灯直接加热更便于控制体系温度
B. 步骤Ⅳ的操作为重结晶
C. 可通过测定二苯乙醇酸的熔点定性判断其纯度
A
解析：与酒精灯相比，水浴加热的温度控制相对容易且稳定，加热
均匀，更便于控制温度，A错误；步骤Ⅳ将粗产品加热水溶解，冷却结
晶，过滤、冰水洗涤、干燥，这种操作为重结晶，B正确；纯物质的熔点
是固定的，如果化合物中含有杂质，其熔点通常会发生变化，若二苯乙醇
酸的熔点在150 ℃左右，则二苯乙醇酸较纯，C正确。
（7）二苯乙醇酸的产率为 （列出计算式
即可）。
解析：n（二苯乙醇酸）＝n（二苯乙二酮）＝ ，m理论（二苯乙醇酸）＝ ×228 g·mol－1，则二苯乙醇酸的产率＝ ×100％＝ ×100％＝ ×100％。
×100％
（8）不改变装置和原料用量，提高产率的方法有
（填一条即可）。
解析： 适当的搅拌速度可以确保反应物充分混合，提高反应效率，提高产率；延长反应时间可以使反应更充分。
搅拌（或延长反应时
间）
2. （2024·漳州一模）苯胺广泛应用于医药和染料行业。实验室制备苯胺
的反应原理为 ＋3H2 ＋2H2O，实验装置如图所示
（部分夹持、加热装置省略）。
物质 相对分子质量 沸点/ ℃ 密度/ （g·cm－3） 部分性质
硝基
苯 123 210.
9 1.23 难溶于水，易溶于乙醚
苯胺 93 184 1.02 微溶于水，易溶于乙醚；易被氧化
已知相关物质的信息如表：
实验步骤：①组装好实验装置，并检查装置气密性；② ；③ ；
④ ；⑤反应结束后，关闭活塞K，向三颈烧瓶中加入生石灰；⑥调整
好温度计的位置，继续加热，收集182～186 ℃的馏分，得到苯胺粗品。
回答下列问题：
（1）试管中发生反应的离子方程式为 。
解析：试管中是锌与稀硫酸反应，反应的离子方程式为Zn＋2H＋ Zn2＋＋H2↑。
（2）仪器a的名称是 。
解析：由题图可知，仪器a的名称为直形冷凝管。
Zn＋2H＋ Zn2＋＋H2↑
直形冷凝管
（3）以苯为原料合成硝基苯的化学方程式为
。
解析：苯合成硝基苯是苯与浓硝酸发生取代反应，反应的化学方程
式为 ＋HNO3 ＋H2O。
＋
＋H2O
HNO3
（4）实验步骤②③④依次为 、 、 （填字母）。
A. 利用油浴加热，使反应液温度维持在140 ℃左右
B. 向三颈烧瓶中依次加入沸石及10.0 mL硝基苯
C. 向试管中加入锌粒，打开活塞K，往长颈漏斗中加入稀硫酸，通入H2一
段时间
解析： 硝基苯是反应物，所以应该先向三颈烧瓶中加入硝基苯，然
后向试管中加入锌粒，锌与稀硫酸反应生成氢气，待通入一段时间氢气
后，加热，开始反应，所以步骤的先后顺序为BCA。
B
C
A
（5）苯胺粗品中含有少量硝基苯，提纯苯胺、回收硝基苯的流程如图
所示：
①步骤Ⅰ中混合物的分离方法为 。
②请从物质结构角度分析苯胺能与盐酸反应的原因
。
③步骤Ⅱ中，水相中的 与NaOH溶液反应的化学方程式
为 。
分液
苯胺分子中的N原子
上有孤电子对，可与提供空轨道的H＋形成配位键
＋NaOH ＋NaCl＋H2O
④本实验中苯胺的产率为 （计算结果精确到0.1％）。
解析：①步骤Ⅰ后分为有机相和水相，所以步骤Ⅰ为分液；②苯胺分子
中的N原子上有孤电子对，可与提供空轨道的H＋形成配位键，所以苯胺可
以与盐酸反应；③ 与氢氧化钠反应生成苯胺，化学方程式
为 ＋NaOH ＋NaCl＋H2O；④10.0 mL硝基苯的
质量为12.3 g，其物质的量为 ＝0.1 mol，因此理论上生成苯胺
的质量为0.1 mol×93 g·mol－1＝9.3 g，所以产率为 ×100％≈60.2％。
60.2％
真题·体验品悟
感悟高考，明确方向
1. （2024·新课标卷28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：0.737 g·cm－3）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）。
解析：该实验是不需要精确结果的合成实验，固体用台秤称取，液
体用量筒量取。
（2）仪器①用铁夹固定在③上，③的名称是 ；仪器②的名称
是 。
解析：仪器③的名称为铁架台，仪器②为球形冷凝管。
（3）“搅拌”的作用是 。
解析： “搅拌”有利于反应物充分混合，且加快反应速率。
量筒
铁架台
球形冷凝管
使反应物充分混合，加速反应
（4）“加热”方式为 。
解析：由题可知，加热温度为65 ℃，故“加热”方式可以为油浴（水浴）。
（5）使用的“脱色剂”是 。
解析：活性炭结构疏松多孔，可以吸附有色物质，故“脱色剂”可选用活性炭。
油浴（水浴）
活性炭
（6）“趁热过滤”的目的是 ；
用 洗涤白色固体。
解析： “趁热过滤”可滤出脱色剂等杂质，同时减少产物析出；由
题中信息，加入50％乙醇溶液后析出浅棕色固体（含杂质产品）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，可用50％乙醇溶
液洗涤白色固体。
（7）若需进一步提纯产品，可采用的方法是 。
解析：反应物与生成物的溶解度不同，可通过重结晶进一步提纯产品。
除去不溶性杂质，避免固体产物析出
50％的乙醇溶液
重结晶
2. （2023·福建高考12题节选）由TiO2制备TiN并测定产率（实验装置如
图，夹持装置省略）。
（1）装置C中试剂X为
。
（2）装置D中800 ℃下反应生成TiN、N2和H2O，该反应的化学方程式
为 。
（3）装置E的作用是 。
解析：装置B中利用浓氨水和生石灰反应制备NH3，利用装置C除去NH3中
的水蒸气，则试剂X可以是碱石灰，装置D中，NH3和TiO2在800 ℃下反应
生成TiN、N2和H2O，化学方程式为6TiO2＋8NH3 6TiN＋12H2O＋
N2，装置E中装有CaCl2，可以吸收生成的水蒸气及过量的NH3。
碱石灰[或生石灰（CaO）、NaOH、KOH以及这
些物质的组合均可]
6TiO2＋8NH3 6TiN＋12H2O＋N2
吸收氨气与水
3. （2023·新课标卷28题）实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式
如下：
安息香 二苯乙二酮
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 不溶于水溶于乙醇、苯、乙酸
冰乙酸 无色液体 17 118 与水、乙醇互溶
①在圆底烧瓶中加入10 mL冰乙酸、5 mL水及9.0 g FeCl3·6H2O，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2.0 g安息香，
加热回流45～60 min。
③加入50 mL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75％的乙醇重结晶，干燥后得淡黄色结晶1.6 g。
装置示意图如图所示，实验步骤为：
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。
解析：由实验步骤②可知，该实验需要加热使冰乙酸沸腾，而冰乙酸的沸点为118 ℃，故采用油浴加热。
油
（2）仪器B的名称是 ；冷却水应从 （填“a”或
“b”）口通入。
解析：仪器B的名称为球形冷凝管，冷却水应从下口进上口出。
球形冷凝管
a
（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 。
解析：在液体沸腾时加入固体会引起暴沸，由安息香熔点可知其室温下为固体，故待沸腾平息后加入安息香，目的是防止沸腾时加入安息香固体引起暴沸。
防止沸腾时加入安息香固体引起暴沸
（4）在本实验中，FeCl3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FeCl3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
。
解析：FeCl3作氧化剂，安息香和FeCl3反应生成二苯乙二酮，FeCl3被还原为FeCl2。
FeCl2
可行，空气可以将还原产物FeCl2又氧化为
FeCl3，FeCl3可循环参与反应
（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
作用是防止 。
解析：FeCl3易水解，乙酸还可以防止Fe3＋水解。
FeCl3水解
（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
（填字母）。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
a
解析：安息香难溶于冷水，溶于热水、乙醇、乙酸，二苯乙二酮不溶于水，溶于乙醇、苯、乙酸，因此粗品中少量未氧化的安息香可用少量热水洗涤的方法除去。
（7）本实验的产率最接近于 （填字母）。
a.85％ b.80％ c.75％ d.70％
b
解析：该实验的理论产量为2.0 g× ≈1.98 g，实际产量是1.6 g，因此本实验的产率最接近于80％。
课时·跟踪检测
培优集训，提升素养
1. （2024·秦皇岛模拟）三氯化六氨合钴（Ⅲ）{[Co（NH3）6]Cl3}是一种
重要的含钴配合物，由CoCl2制备它的装置和步骤如下（夹持装置已省略）：
1
2
3
4
已知：Co2＋在溶液中较稳定，[Co（NH3）6]2＋具有较强的还原性。回答下
列问题：
（1）向混合液加入H2O2溶液与氨水时，应最先打开活塞 （填字
母）；加入所有试剂后，水浴的温度控制在55 ℃左右，反应约30分钟。球
形干燥管中试剂为 。
d
P2O5或CaCl2
1
2
3
4
解析：结合题给已知信息，应先向混合液中加入氨水得到[Co（NH3）
6]Cl2，再加入H2O2的水溶液，在活性炭的催化作用下，溶液中Co（Ⅱ）被
氧化为Co（Ⅲ），生成[Co（NH3）6]Cl3·6H2O和活性炭的浊液，过滤，得
到的滤渣中含有[Co（NH3）6]Cl3·6H2O和活性炭，向滤渣中加入80 ℃左右
的热水，充分搅拌后，趁热过滤，冷却后向滤液中加入少量浓盐酸，边加
边搅拌，充分静置后过滤，用无水乙醇洗涤晶体2～3次，低温干燥得到产
品。（1）Co2＋在溶液中较稳定，[Co（NH3）6]2＋具有较强的还原性，为
了将不易被氧化的Co2＋转化为具有较强还原性的[Co（NH3）6]2＋，应该先
打开d发生配合反应，再打开b氧化；干燥管的作用是吸收多余的氨气，干
燥管中试剂为P2O5或CaCl2。
1
2
3
4
（2）由CoCl2制备[Co（NH3）6]Cl3的总反应化学方程式为
。
解析：CoCl2、NH4Cl、NH3·H2O、H2O2反应生成[Co（NH3）6]Cl3，根
据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为2CoCl2＋10NH3·H2O＋H2O2
＋2NH4Cl 2[Co（NH3）6]Cl3＋12H2O。
2CoCl2＋
10NH3·H2O＋H2O2＋2NH4Cl 2[Co（NH3）6]Cl3＋12H2O
1
2
3
4
（3）由滤渣获取[Co（NH3）6]Cl3·6H2O的步骤：向滤渣中加入80 ℃左右
的热水，充分搅拌后，趁热过滤，向滤液中加入少量甲，冷却结晶后过
滤，用乙洗涤晶体2～3次，低温干燥。下列选项合理的是 （填字
母）。
A. 甲为浓盐酸，乙为水 B. 甲为乙醇，乙为浓盐酸
C. 甲为浓盐酸，乙为乙醇
C
解析：由分析可知，滤渣中[Co（NH3）6]Cl3·6H2O表面有残留的氨水，加入浓盐酸可以消耗氨水且抑制[Co（NH3）6]Cl3·6H2O的电离，[Co（NH3）6]Cl3能够溶于水，所以过量的盐酸要用乙醇洗涤，故选C。
1
2
3
4
（4）称取0.267 5 g [Co（NH3）6]Cl3样品，加入盛有足量氢氧化钠溶液的
烧瓶中并加热，将生成的氨气通入装有25.00 mL 0.500 0 mol·L－1盐酸的锥
形瓶中，充分吸收，向锥形瓶加入2～3滴甲基橙，用0.500 0 mol·L－1的
NaOH溶液滴定（杂质不反应）。
达到滴定终点时，共消耗NaOH溶液14.00 mL，则样品的纯度为
（保留四位有效数字）。
91.67％
1
2
3
4
解析：称取0.267 5 g [Co（NH3）6]Cl3样品，加入盛有足量氢氧化钠溶液的
烧瓶中并加热，发生反应：[Co（NH3）6]Cl3＋3NaOH Co（OH）3↓＋
6NH3↑＋3NaCl，将生成的氨气通入装有25.00 mL 0.500 0 mol·L－1盐酸的
锥形瓶中，充分吸收，向锥形瓶加入2～3滴甲基橙，用0.500 0 mol·L－1的
NaOH溶液滴定，达到滴定终点时，共消耗NaOH溶液14.00 mL，则剩余n
（HCl）＝0.014 L×0.500 0 mol·L－1＝0.007 mol，消耗n（HCl）＝ 0.025
L×0.500 0 mol·L－1－0.007 mol＝0.005 5 mol，则n（NH3）＝0.005 5
mol，n{[Co（NH3）6]Cl3}＝ n（NH3）＝ mol，样品纯度为
×100％≈91.67％。
1
2
3
4
（5）请指出该装置存在的缺陷： 。
解析：由题意，水浴的温度控制在55℃左右，但是装置中缺少温度计。
缺少温度计
1
2
3
4
2. （2024·昌黎一中模拟）MnSO4·H2O是一种易溶于水的微红色斜方晶
体，实验室用SO2还原MnO2制备MnSO4。甲同学设计如图所示装置制备硫
酸锰。请回答下列有关问题：
1
2
3
4
（1）仪器组装好后首先进行的操作是 。
解析：仪器组装好后首先进行的操作是检查装置的气密性。
（2）装置B中的试剂为 ，装置E的作用为 。
解析：浓盐酸和亚硫酸钠反应生成的SO2气体中含有杂质气体HCl，装置B中盛放饱和NaHSO3溶液除去SO2中的氯化氢，装置C作安全瓶防止倒吸，SO2通入装置D中与二氧化锰反应生成MnSO4，同时用装置E吸收尾气。
检查装置的气密性
饱和NaHSO3溶液
吸收尾气
1
2
3
4
（3）装置D中发生反应的化学方程式为 。
要从D中获得纯净的MnSO4·H2O，应在观察到
现象时停止通入SO2。
解析：要获得纯净的MnSO4·H2O，应该在观察到三颈烧瓶中黑色粉
末完全消失时停止通入SO2。
（4）装置D中水浴温度应控制在80 ℃左右，温度不能过高的原因是
。
解析：装置D中水浴温度应控制在80 ℃左右，温度过高时SO2气体的
溶解度减小，不利于制备硫酸锰晶体。
MnO2＋SO2 MnSO4
三颈烧瓶中黑色粉末完全
消失
温
度过高时，SO2在水中的溶解度减小，反应速率减慢
1
2
3
4
（5）乙同学认为甲同学的设计过于复杂，设计如图所示装置制备硫酸
锰：
简述乙同学装置的优点（填写两点）：
。
解析：70％浓硫酸和亚硫酸钠反应生成的SO2气体中不含杂质气体，可直接通入三颈烧瓶中与二氧化锰反应生成MnSO4，同时设计有多孔球泡，吸收SO2更充分。
操作简单；有多孔球泡，吸收
SO2更充分
1
2
3
4
3. （2025·安徽江淮十校一模）硫代硫酸钠（Na2S2O3，相对分子质量为
158）可用作分析试剂，它有较强的还原性，遇酸易分解。某兴趣小组设
计实验利用SO2、Na2CO3和Na2S制备Na2S2O3。制备装置如图所示（加热和
夹持装置略）。
1
2
3
4
已知：ⅰ.2Na2S＋3SO2 2Na2SO3＋3S↓、Na2SO3＋S Na2S2O3。
ⅱ.硫单质在含有乙醇的水溶液中析出时，颗粒更小，分布更均匀。
ⅲ.几种常见弱酸的电离常数如表所示。
弱酸 H2SO3 H2S H2CO3
电离平衡 常数（25 ℃） Ka1＝1.3×10－2 Ka2＝6.2×10－8 Ka1＝1.1×10－7 Ka2＝1.3×10－13 Ka1＝4.5×10－7
Ka2＝4.7×10－11
1
2
3
4
（1）仪器a的名称为 ；装置甲中发生反应的化学方程式
为 。
（2）装置丙中加入的试剂是物质的量之比为2∶1的Na2S和Na2CO3的混合
溶液，混合溶液呈碱性。制备过程中，向装置丙中通入SO2，澄清溶液先
变浑浊，后变澄清，稍后又再次出现微量浑浊，此时立刻停止通入SO2，
溶液经分离可得到Na2S2O3。
恒压滴液漏斗
Na2SO3＋H2SO4（浓） Na2SO4＋SO2↑＋H2O
1
2
3
4
①反应前，装置丙中混合溶液呈碱性的主要原因是
（用离子方程式表示）。
②“稍后又再次出现微量浑浊”中的“浑浊”的成分是 （填化学式）。
③制备时，装置丙中通常还会加入少量乙醇，目的是
。
④为了提高制备效率，可将装置丙水浴加热。其他条件均相同时，水浴温
度与反应达到终点所用的时间如表所示。
S2－＋H2O HS－＋
OH－
S
增大S和Na2SO3的
接触面积，增大反应速率，使反应更充分
温度/℃ 30 35 40 45 50
时间/min 41 34 20 30 42
1
2
3
4
水浴温度达到40 ℃后，继续升高水浴温度，达到终点所用的时间增加的原
因可能是
。
温度升高，SO2的溶解度降低，溶液中的SO2浓度降低，反应速
率减小
1
2
3
4
解析：本实验用SO2、Na2CO3和Na2S制备Na2S2O3。气体发生装置甲用于制
备SO2，仪器a（恒压滴液漏斗）中盛装浓硫酸，装置甲中发生反应：
Na2SO3＋H2SO4（浓） Na2SO4＋SO2↑＋H2O；装置乙作安全瓶，可以
防倒吸；核心反应装置丙中SO2与Na2CO3、Na2S混合溶液反应制备
Na2S2O3；尾气吸收装置中NaOH溶液用于吸收未反应完的SO2，防止污染
空气。①Na2S和Na2CO3在水中都可以发生水解，使溶液显碱性，由
题表数据可知，H2S的第二步电离比H2CO3的第二步电离程度小，则S2－的
水解程度更大，使溶液呈碱性的主要原因是S2－的水解，其水解的离子方
程式为S2－＋H2O HS－＋OH－。
1
2
3
4
②“稍后又再次出现微量浑浊”是由于通入的SO2溶于水使溶液呈酸性，
而硫代硫酸钠在酸溶液中会发生反应S2 ＋2H2SO3 S↓＋SO2↑＋H2O
＋2HS ，生成S单质。③由已知信息ⅱ可知，S单质在含有乙醇的水溶液
中析出时，颗粒更小，分布更均匀，可以增大S和Na2SO3的接触面积，增
大反应速率，使反应更充分，所以在制备时，在装置丙中会加入少量乙醇。
④继续升高水浴温度，会导致SO2的溶解度降低，溶液中的SO2浓度降低，
反应速率减小，导致达到终点所用的时间增加。
1
2
3
4
（3）为检验制得产品的纯度，该实验小组称取5.0 g产品配制成250 mL
Na2S2O3溶液，并用间接碘量法测定该溶液的浓度。在锥形瓶中加入25.00
mL 0.010 0 mol·L－1 KIO3溶液，并加入过量的KI后酸化，发生反应：5I－
＋I ＋6H＋ 3I2＋3H2O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配制的
Na2S2O3溶液滴定，发生反应：I2＋2S2 2I－＋S4 ，当达到滴定
终点时，消耗Na2S2O3溶液15.00 mL，则该产品的纯度为 （保留
两位有效数字）。
79％
1
2
3
4
解析：由离子方程式可得关系式：I ～3I2～6S2 ，则15.00 mL
Na2S2O3溶液中Na2S2O3的物质的量为25.00×10－3 L×0.010 0 mol·L－1×6，
则该产品的纯度为 ×100％
＝79％。
1
2
3
4
4. （2024·贵州高考15题节选）十二钨硅酸在催化方面有重要用途。某实
验小组制备十二钨硅酸晶体的方法如下（装置如图，夹持装置省略）：
Ⅰ.将适量Na2WO4·2H2O、Na2SiO3·9H2O加入三颈烧瓶中，加适量水，加热，溶解。
Ⅱ.持续搅拌下加热混合物至近沸，缓慢滴加浓盐酸至pH为2，反应30分钟，冷却。
Ⅲ.将反应液转至萃取仪器中，加入乙醚，再分批次加入浓盐酸，萃取。
Ⅳ.静置后液体分上、中、下三层，下层是油状钨硅酸醚合物。
Ⅴ.将下层油状物转至蒸发皿中，加少量水，加热至混合液表面有晶膜形
成，冷却结晶，抽滤，干燥，得到十二钨硅酸晶体{H4[SiW12O40]·nH2O}。
1
2
3
4
②乙醚易挥发、易燃，难溶于水且密度比水小；
③乙醚在高浓度盐酸中生成的 与[SiW12O40]4－缔合成密度
较大的油状钨硅酸醚合物。
已知：①制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀；
1
2
3
4
回答下列问题：
（1）仪器a中的试剂是 （填名称），其作用是
。
碱石灰
吸收挥发出的
HCl，防止污染环境
解析：仪器a为球形干燥管，其中盛有碱石灰，用以吸收反应过程中
挥发出的HCl。
1
2
3
4
（2）步骤Ⅱ中浓盐酸需缓慢滴加的原因是
。
避免制备过程中反应体系pH过
低，产生钨的水合氧化物沉淀
解析：由已知①可知，制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀，缓慢滴加浓盐酸可控制pH不会太低，避免产生钨的水合氧化物沉淀。
1
2
3
4
（3）下列仪器中，用于“萃取、分液”操作的有
（填名称）。
分液漏斗、烧杯
解析： “萃取、分液”需要用到分液漏斗和烧杯。
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2
3
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（4）步骤Ⅳ中“静置”后液体中间层的溶质主要是 。
NaCl
解析：静置后液体分上、中、下三层，下层是油状钨硅酸醚合物，上层是乙醚，中间层为水溶液，结合反应物及原子守恒可知，水溶液中溶质主要为NaCl。
（5）步骤Ⅴ中“加热”操作 （填“能”或“不能”）使用明火，
原因是 。
不能
乙醚易挥发、易燃，用明火容易发生危险
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THANKS
演示完毕 感谢观看
