03 常考题空3　实验条件的多维控制 （附答案解析）-备战2023年高考化学大题逐空突破系列（全国通用）

常考题空3　实验条件的多维控制 【高考必备知识】 1．温度控制 (1)加热方式：直接加热、间接加热(隔石棉网加热和水浴加热) (2)控制温度的目的：提高反应速率、提高产率和转化率、减少副反应、提高产品纯度 ①加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动 ②控制温度在一定范围内进行的目的： a．若温度过低，则反应速率(或溶解速率)较慢 b．若温度过高，某些物质会分解或挥发(如H2O2、NH4HCO3、氨水、盐酸、浓硝酸)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如AlCl3等) ③冰水冷却的目的 a．使某物质液化、降低产物的溶解度 b．减少其他副反应，提高产品纯度 2．控制气体的流速及用量 装置图 解题指导 ①使反应的气体混合均匀 ②根据液体中气泡的生成速率调节气体的混合比例 ③干燥气体 3．排气方法及作用 (1)防氧化、防水解 为了防止空气的成分氧气、CO2、水蒸气干扰实验，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物气体(如：氨气、氯气、二氧化硫)等排尽装置中的空气 (2)定量测定气体 实验中为了充分吸收某种需分析或测定的气体，常用其他稳定的气体(如氮气)作载气；有时也可充分利用反应物气体(如氧气)作载气，将生成的气体压入指定的吸收装置中 【题组训练】 1．ClO2气体是一种高效、广谱、安全的杀菌消毒剂，可用NaClO3和草酸(H2C2O4)反应制得。已知：无水草酸100 ℃可以升华。在制备ClO2时实验需在60～100 ℃进行的原因是___________________________________ ______________________________，控制所需温度的方法是_________ 2．某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验。 (1)通入氮气的目的是________________________________________ (2)为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是_________________________________________________________ 3．硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一，反应原理为2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2(该反应ΔH＞0)。某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O3·5H2O的装置如下： (1)装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效率，B中试剂是________，表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液________ (2)为了使SO2尽可能被吸收完全，在不改变A中溶液浓度、体积的条件下，除了及时搅拌反应物外，还可采取的合理措施是____________________________________________(任写一条) 4．LiMn2O4是一种无污染、成本低的锂离子电池电极材料，某研究小组利用柠檬酸配合法制备LiMn2O4 (1)按一定配比将醋酸锂(CH3COOLi)和醋酸锰[(CH3COO)2Mn]溶液混合后，加入柠檬酸(分子式C6H8O7)溶液中配成混料。用6 mol·L－1氨水调节pH至6.5～9，在75 ℃～85 ℃水浴中加热，制得柠檬酸配合物(其中Mn为＋2价)。装置如图所示(加热和夹持装置已略去) ①调节pH至6.5～9是为了促进柠檬酸电离。pH不能大于9的原因是____________________________________ ②用水浴加热的目的是___________________________________________ (2)将制得的配合物在烘箱中真空干燥得到固态柠檬酸配合物前驱体，研磨后焙烧，得LiMn2O4 ①柠檬酸配合物前驱体应放在________(填仪器名称)中焙烧 ②焙烧需要在空气中进行的原因是________________________________________ 5．Cl2与NO在常温常压下可合成亚硝酰氯(NOCl)，它的熔点为－64.5 ℃，沸点为－5.5 ℃，常温下是黄色的有毒气体，遇水易水解。请按要求回答下列相关问题： (1)装置C中发生反应的化学方程式为：___________________________________________ (2)制备NOCl的装置如图所示，连接顺序为：a→_________________(按气流自左向右方向，用小写字母表示) (3)为了使Cl2与NO恰好反应生成NOCl，理论上NO和Cl2两种气体的流速比为________ (4)装置A和B的作用是①_____________________________；②_______________