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大题专攻(五) “化学实验”类主观题常考题点与增分策略
实验综合题常以教材实验衍生,命题常以工业产品的制备流程,科技成果转化,性质探究、原理分析等为背景,呈现真实问题情境,凸显化学学科的应用性。涉及的实验类型有物质制备类实验与性质探究类实验(包括定性探究和定量测定)。在制备实验中为了获取更多的纯净产品,需要进行各种“防干扰”措施;在解决性质探究类实验时需思考物质的检验方法或含量测定过程,也需进行“防干扰”措施。因此如何防干扰是实验成败的关键,处理好实验过程中的各种“防”,“以防为攻”是解决实验题的基本思维。
一、练悟真题——明考情
1.(2023·辽宁等级考)2-噻吩乙醇(Mr=128)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300 mL液体A和4.60 g 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10 ℃,加入25 mL噻吩,反应至钠砂消失。
Ⅲ.制噻吩乙醇钠。降温至-10 ℃,加入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液,反应30 min。
Ⅳ.水解。恢复室温,加入70 mL水,搅拌 30 min;加盐酸调pH至4~6,继续反应2 h,分液;用水洗涤有机相,二次分液。
Ⅴ.分离。向有机相中加入无水MgSO4,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17.92 g。
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pH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MgSO4的作用为
__________________。
(7)产品的产率为__________________________________________________(用Na计算,精确至0.1%)。
解析:(1)该实验条件下,乙醇、水、液氨均会与Na反应,而步骤Ⅰ的目的是熔化钠,故液体A应选甲苯。(2)吡咯分子中含有—NH—,分子间可形成氢键,而噻吩分子间只有范德华力,故噻吩沸点低于吡咯。(3)根据题目信息及原子守恒可知,步骤Ⅱ中噻吩和Na反应生成噻吩钠和H2:2+2Na―→2+H2↑。(4)为防止温度过高引发副反应,应控制投料量和投料速度,可分批、多次加入试剂。(5)2-噻吩乙醇钠水解产生2-噻吩乙醇和NaOH,用盐酸调节pH可中和NaOH,促进水解平衡正向移动,使水解进行更彻底。(6)步骤Ⅴ涉及的操作有过滤、蒸馏,过滤需用到漏斗、玻璃棒、烧杯,蒸馏装置(夹持、加热仪器略去)是,故无需使用的是球形冷凝管、分液漏斗;无水MgSO4的作用为作吸水剂,除去产品中的水分。(7)由反应关系可知1 mol 钠~1 mol 2-噻吩乙醇,4.60 g Na是0.2 mol,则理论产量为0.2 mol×128 g·mol-1=25.6 g,实际产量为17.92 g,故产品的产率为×100%=70.0%。
答案:(1)c
(2)吡咯分子中含有—NH—,分子间可形成氢键
(3)2+2Na―→2+H2↑
(4)分批、多次加入
(5)与2-噻吩乙醇钠水解产生的OH-反应,使水解更彻底
(6)球形冷凝管、分液漏斗 吸收水分
(7)70.0%
2.(2023·广东等级考)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式Q=cρV总·ΔT计算获得。
(1)盐酸浓度的测定:移取2