第12单元 第1讲 物质的制备实验-【金版教程】2026年高考化学一轮复习解决方案全书word（经典版）

　第1讲　物质的制备实验 1.掌握常见物质的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法等)。2.根据化学实验目的和要求，能做到正确选用实验装置。3.掌握控制实验条件的方法等。 考点一　无机物的制备 1．物质制备原则 2．物质制备流程 3．气体发生装置 (1)设计原则：根据制备原理(化学方程式)、反应物状态和反应所需条件、制取气体的量等因素来设计反应装置。 (2)气体发生装置的基本类型 制取装置 可用来制取的气体 反应原理(写出离子或化学方程式) 固＋固气 O2 2KClO32KCl＋3O2↑ NH3 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 固＋液气 Cl2 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O HCl NaCl＋H2SO4(浓) NaHSO4＋HCl↑ 固(块状)＋液―→气 H2 2H＋＋Zn===H2↑＋Zn2＋ CO2 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O 固＋液―→气 O2 2H2O22H2O＋O2↑ H2 Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ CO2 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ NH3 NH3·H2O(浓) NH3↑＋H2O Cl2 2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑ SO2 Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑ 4．气体净化装置 (1)基本类型 装置示意图　 ①洗气 ②固体除杂 ③固体除杂 ④冷凝除杂 适用范围 试剂与杂质气体反应，与主要气体不反应；装置③用固体吸收还原性或氧化性杂质气体 杂质气体被冷却后变为液体，主要气体不变为液体 (2)吸收剂的选择 选择吸收剂应根据被提纯气体的性质和杂质的性质而确定，一般情况如下： ①易溶于水的气体杂质可用水来吸收； ②酸性杂质可用碱性物质吸收； ③碱性杂质可用酸性物质吸收； ④水为杂质时，可用干燥剂来吸收； 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。 5．尾气处理装置的选择 (1)a装置用于吸收溶解或反应速率不是很快的气体。 (2)b装置用于收集少量气体。 (3)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装置吸收量少。 (4)e装置用于处理难以吸收的可燃性气体，如H2、CO等。 1．涉气类制备实验的先后顺序 (1)装配仪器时：先下后上，先左后右。 (2)加入试剂时：先固后液。 (3)实验开始时：先检查装置气密性，再加药品，后点酒精灯。 (4)净化气体时：一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无臭的气体，最后除水蒸气。 (5)防倒吸实验：往往是最后停止加热或停止通气。 (6)防氧化实验：往往是最后停止通气。 2．实验条件的控制 (1)排气方法 为了防止空气中的氧气、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1，可观察气泡得到N2、H2的体积比约为1∶2的混合气。 ③用长玻璃管平衡气压，如图2，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品分解，如H2O2、NH4HCO3等；减少某些反应物或产品挥发，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100～260 ℃。 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。 1．(2023·全国甲卷)钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水，在冷水中微溶，可通过如下反应制备： 2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O22[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O。 具体步骤如下： Ⅰ.称取2.0 g NH4Cl，用5 mL水溶解。 Ⅱ.分批加入3.0 g CoCl2·6H2O后，将溶液温度降至10 ℃以下，加入1 g活性炭、7 mL浓氨水，搅拌下逐滴加入10 mL 6%的双氧水。 Ⅲ.加热至55～60 ℃反应20 min。冷却，过滤。 Ⅳ.将滤得的固体转入含有少量盐酸的25 mL沸水中，趁热过滤。 Ⅴ.滤液转入烧杯，加入4 mL浓盐酸，冷却、过滤、干燥，得到橙黄色晶体。 回答下列问题： (1)步骤Ⅰ中使用的部分仪器如下。 仪器a的名称是________。加快NH4Cl溶解的操作有__________________。 (2)步骤Ⅱ中，将温度降至10 ℃以下以避免________________、______________；可选用________降低溶液温度。 (3)指出下列过滤操作中不规范之处：____________________________________。 (4)步骤Ⅳ中，趁热过滤，除掉的不溶物主要为________。 (5)步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是__________________________________。 答案：(1)锥形瓶　升温，搅拌等 (2)浓氨水分解和挥发　双氧水分解　冰水浴 (3)玻璃棒没有轻靠三层滤纸处，漏斗尖端没有紧贴烧杯内壁 (4)活性炭 (5)利用同离子效应，促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3尽可能完全析出，提高产率 2．导电玻璃(FTO)广泛用于液晶显示屏、薄膜太阳能电池基底等。SnCl4是制造FTO的原料。实验室制备无水SnCl4的装置如图所示。 有关信息如下表： 化学式 Sn SnCl2 SnCl4 熔点/℃ 232 246 －33 沸点/℃ 2260 652 114 其他性质 银白色固体 无色晶体，Sn2＋易被Fe3＋、I2、KMnO4等氧化为Sn4＋ 无色液体，易水解生成SnO2 (1)仪器a的名称为________________，甲中发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。 (2)将装置连接好，先检查装置的气密性，再慢慢滴入浓盐酸，待观察到________________________________现象后，开始加热装置丁。 (3)Cl2和Sn的反应产物可能会有SnCl4和SnCl2，为加快反应速率并防止产品中带入SnCl2，除了通入过量氯气外，应控制的最佳温度在________范围内(填序号)。 A．652～2260 ℃ B．232～652 ℃ C．114～246 ℃ D．114～232 ℃ (4)将制得的SnCl4少许溶于水中得到白色沉淀SnO2，其反应的化学方程式为________________________________。 (5)为测定产品中某些成分的含量，甲、乙两位同学设计了如下实验方案： ①实际制备的产品往往含有SnCl2，甲同学设计实验测定Sn2＋的含量：准确称取m g产品配成100 mL溶液，从中取出20.00 mL，用c mol·L－1 FeCl3标准溶液滴定，平行滴定三次，平均消耗FeCl3标准溶液V1 mL，样品中Sn2＋的质量分数为________。甲同学改用酸性KMnO4标准溶液代替FeCl3标准溶液进行上述实验，实验操作和计算均正确，但测定的Sn2＋质量分数严重偏高，原因是________________________________________________________。 ②乙同学设计实验测定产品中Cl－的含量：准确称取m g产品于锥形瓶中，用蒸馏水溶解，X溶液作指示剂，用b mol·L－1硝酸银标准溶液滴定，滴定终点时消耗硝酸银溶液V2 mL。硝酸银溶液最好盛放在________中(填序号)。 A．无色酸式滴定管 B．棕色酸式滴定管 C．无色碱式滴定管 D．棕色碱式滴定管 参考表中的数据，X溶液最好选用的是________(填序号)。 难溶物 颜色 Ksp AgCl 白 1.77×10－10 AgBr 浅黄 5.4×10－14 AgCN 白 2.7×10－16 Ag2CrO4 砖红 1.12×10－12 A.NaCl溶液 B．NaBr溶液 C．NaCN溶液 D．Na2CrO4溶液 答案：(1)恒压滴液漏斗　1∶5 (2)丁装置充满黄绿色气体(或戊中出现黄绿色气体) (3)B　(4)SnCl4＋2H2O===SnO2↓＋4HCl (5)①%　Cl－也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致消耗的酸性高锰酸钾标准溶液偏多　②B　D 解析：装置甲为Cl2的发生装置，装置乙为气体净化装置，除去Cl2中的HCl，装置丙为气体干燥装置；装置丁为制取SnCl4的装置，装置戊用于收集SnCl4，装置己用于防止空气中的水蒸气进入戊，同时吸收Cl2尾气。 (3)为防止产品中带入SnCl2，应该控制温度使SnCl4汽化，而SnCl2不汽化，即温度高于SnCl4的沸点而低于SnCl2的沸点，且为加快反应速率，应控制温度高于232 ℃，以增大Cl2与Sn的接触面积，故控制温度在232～652 ℃范围内。 (5)①根据滴定原理：2Fe3＋＋Sn2＋===2Fe2＋＋Sn4＋，知样品中n(Sn2＋)＝c mol·L－1×V1×10－3 L×＝2.5cV1×10－3 mol， 则样品中Sn2＋的质量分数为 ×100%＝%。 　有关沉淀的洗涤操作与规范解答 1．洗涤沉淀的目的 (1)若滤渣是所需的物质，洗涤的目的是除去其表面的可溶性杂质，得到更纯净的沉淀物。 (2)若滤液是所需的物质，洗涤的目的是把有用的物质如目标产物尽可能洗出来。 2．常用洗涤剂 (1)蒸馏水：主要适用于除去沉淀吸附的可溶性杂质。 (2)冷水：除去沉淀表面的可溶性杂质，降低沉淀在水中的溶解度而减少沉淀损失。 (3)沉淀的饱和溶液：减小沉淀的溶解。 (4)有机溶剂(酒精、乙醚等)：适用于易溶于水的固体，既减少了固体溶解，又利用有机溶剂的挥发性，除去固体表面的水分，产品易干燥。 3．三套答题模板 (1)检验沉淀是否完全的答题模板 静置，取上层清液→加沉淀剂→有无沉淀→结论 (2)沉淀洗涤的答题模板 注洗涤液(沿玻璃棒向漏斗中注入洗涤液)→标准(使洗涤液完全浸没沉淀或晶体)→重复(待洗涤液流尽后，重复操作2～3次) (3)检验沉淀是否洗净的答题模板 取样(取少量最后一次洗涤液于一洁净的试管中)→加试剂[加入××试剂(必要时加热，如检验NH)]→现象(不产生××沉淀、溶液不变××色或不产生××气体)→结论(说明沉淀已经洗涤干净) 1．氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如下： 工业ZnO浸出液 滤液 滤液 滤饼ZnO 提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。 回答下列问题： 反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是________________________________________________________________________________________________________。 答案：取少量最后一次洗涤液于试管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净 2．食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。粗食盐常含有少量K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下： 提供的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳。选择最好的试剂洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，洗涤的操作为____________________________________________________________________________ __________________________________。 答案：沿玻璃棒向漏斗中注入75%乙醇，使溶液完全浸没NaCl晶体，待溶液流尽后，重复操作2～3次 3．废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧黄铜(Cu、Zn合金，含少量杂质Fe)制备阿司匹林铜 及副产物ZnO。制备流程图如下： 已知阿司匹林铜的消炎作用比阿司匹林强，它为亮蓝色结晶粉末，不溶于水、醇、醚及氯仿等溶剂，受热不稳定，遇强酸解离为阿司匹林()和Cu2＋。 操作Ⅱ的合理操作并排序为________。 ①依次用蒸馏水、乙醇各洗涤2～3次　②依次用乙醇、蒸馏水各洗涤2～3次　③小火烘干　④自然晾干　⑤蒸发浓缩、冷却结晶　⑥蒸发结晶　⑦过滤 答案：⑦①④ 4．制备M(Cu2SO3·CuSO3·2H2O)的实验装置如下图所示： (1)实验室用70%硫酸与亚硫酸钠粉末在常温下制备SO2。上图A处的气体发生装置可从下图装置中选择，最合适的是________(填字母)。 (2)装置D中的试剂是________________。 (3)实验完毕冷却至室温后，从锥形瓶中分离产品的操作包括：________、水洗、乙醇洗、常温干燥，得产品Cu2SO3·CuSO3·2H2O。检验产品已水洗完全的操作是__________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)a　(2)NaOH溶液(其他合理答案也可) (3)过滤　取最后一次洗涤液少许于试管中，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无沉淀生成，则产品已水洗完全(也可检验最后一次洗涤液中的H＋) 考点二　有机物的制备 一、有机物制备典型装置及选择 1．典型制备装置 2．装置的选择与条件的控制 (1)加热：酒精灯的火焰温度一般在400～500 ℃，乙酸乙酯的制取、石油的分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 反应物生成物 用沸点来判断物质的状态变化，液体中沸点低的先汽化，气体中沸点高的先冷凝。 ①当反应物的沸点<生成物的沸点时，可采用反应与冷凝回流装置(a)。 ②当反应物的沸点>生成物的沸点时，可采用反应与蒸馏型装置(b)。反应过程中，蒸馏出生成物，收集馏分，有利于化学平衡正向移动。 (3)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，冷却后补加。 二、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的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： 三、有机制备实验题的解题模板 分析制备流程 关键点 ①识别常见实验仪器：蒸馏烧瓶、三颈烧瓶、恒压滴液漏斗、直形冷凝管(冷凝作用)、球形冷凝管(冷凝回流)； ②熟悉常见的用于干燥有机物的药品：无水氯化钙、无水硫酸镁、无水硫酸钙、无水碳酸钾等； ③了解常见的制备装置：回流装置、滴加(蒸出)装置； ④了解有机反应的特点：副反应多。根据题目中的信息确定在该条件下的主要副反应，以便明确主要杂质，了解分离、提纯的目的 1．(2024·辽宁卷)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化，设计实验方案如下： Ⅰ.向50 mL烧瓶中分别加入5.7 mL乙酸(100 mmol)、8.8 mL乙醇(150 mmol)、1.4 g NaHSO4固体及4～6滴1‰甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。 Ⅱ.加热回流50 min后，反应液由蓝色变为紫色，变色硅胶由蓝色变为粉红色，停止加热。 Ⅲ.冷却后，向烧瓶中缓慢加入饱和Na2CO3溶液至无CO2逸出，分离出有机相。 Ⅳ.洗涤有机相后，加入无水MgSO4，过滤。 Ⅴ.蒸馏滤液，收集73～78 ℃馏分，得无色液体6.60 g，色谱检测纯度为98.0%。 回答下列问题： (1)NaHSO4在反应中起________作用，用其代替浓H2SO4的优点是________________________(答出一条即可)。 (2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水，除指示反应进程外，还可______________________________________________。 (3)使用小孔冷凝柱承载，而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是________(填标号)。 A．无需分离 B．增大该反应平衡常数 C．起到沸石作用，防止暴沸 D．不影响甲基紫指示反应进程 (4)下列仪器中，分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是________(填名称)。 (5)该实验乙酸乙酯的产率为________(精确至0.1%)。 (6)若改用C2H518OH作为反应物进行反应，质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为________(精确至1)。 答案：(1)催化剂　无有毒气体二氧化硫产生 (2)吸收生成的水，使平衡正向移动，提高乙酸乙酯的产率 (3)AD　(4)分液漏斗　(5)73.5%　(6)90 解析：(3)若向反应液中直接加入变色硅胶，则反应后需要过滤出硅胶，而使用小孔冷凝柱承载则无需分离；反应的平衡常数只与温度有关，使用小孔冷凝柱承载不能增大该反应平衡常数；小孔冷凝柱承载并没有投入溶液中，不能起到沸石作用，不能防止暴沸；由题中“反应液由蓝色变为紫色，变色硅胶由蓝色变为粉红色，停止加热”可知，若向反应液中直接加入变色硅胶，则变色硅胶由蓝色变为粉红色，会影响观察反应液由蓝色变为紫色，所以使用小孔冷凝柱承载不影响甲基紫指示反应进程。 (5)由反应CH3COOH＋CH3CH2OH CH3COOC2H5＋H2O可知，100 mmol乙酸与150 mmol乙醇反应时，理论上可获得的乙酸乙酯的质量为0.1 mol×88 g/mol＝8.8 g，则该实验乙酸乙酯的产率为×100%＝73.5%。 (6)若改用C2H518OH作为反应物进行反应，则因为CH3COOH＋CH3CH218OHCH3CO18OC2H5＋H2O，生成的乙酸乙酯的摩尔质量为90 g/mol，所以质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为90。 2．(2024·新课标卷)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 2，5­己二酮(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2，5­己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________。 答案：(1)酸式滴定管　 (2)铁架台　球形冷凝管 (3)使固液充分接触，加快反应速率 (4)水浴加热　 (5)活性炭 (6)防止产品结晶损失，提高产率　50%的乙醇溶液 (7)重结晶 3．(2023·新课标卷)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%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______________。 (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．85% b．80% c．75% d．70% 答案：(1)油　(2)球形冷凝管　a　(3)防暴沸 (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)抑制FeCl3水解　(6)a　(7)b 　物质的组成、产率、纯度计算 1．定量测定的常用方法 (1)沉淀法 先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。 (2)测气体体积法 对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。 量气装置的设计： 下列装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的量气装置。 (3)测气体质量法 将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。 (4)滴定法 通过酸碱中和滴定、沉淀滴定或氧化还原滴定等获得相应数据后再进行相关计算。 (5)热重分析法 只要物质受热时发生质量变化，都可以用热重法来研究物质的组成。热重法是在控制温度的条件下，测量物质的质量与温度的关系的方法。通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况等信息。 2．定量实验数据的处理方法 (1)看数据是否符合测量仪器的精度特点，如用托盘天平测得质量的精度为0.1 g，若精度值超过了这个范围，说明所得数据是无效的。 (2)看数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要舍去。 (3)看反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用。 (4)看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下得出的数据才能进行比较、运算。 (5)看数据测量过程是否规范、合理，错误和违反测量规则的数据需要舍去。 3．定量测定中的相关计算 (1)常用的计算公式 ①n＝，n＝，n＝cV(aq)； ②物质的质量分数(或纯度)＝×100%； ③产品产率＝×100%； ④物质转化率＝×100%。 (2)常用的计算方法——关系式法 关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中，利用该法可以减少不必要的中间运算过程，避免计算错误，并能迅速准确地获得结果。一步反应可以直接找出反应物与目标产物的关系；在多步反应中，若第一步反应的产物是下一步反应的反应物，可以根据化学方程式将该物质作为“中介”，找出已知物质和所求物质之间量的关系。 4．物质组成计算的常用方法 类型 解题方法 物质含量计算 根据关系式法、得失电子守恒法、滴定法等，求出混合物中某一成分的量，再除以样品的总量，即可得出其含量 确定物质化学 式的计算 ①根据题给信息，计算出有关物质的物质的量。②根据电荷守恒，确定出未知离子的物质的量。③根据元素质量守恒，确定出结晶水的物质的量。④各粒子的物质的量之比即为物质化学式的下标比 热重曲线计算 ①设晶体的物质的量为1 mol。②失重一般是先失水，再失气态非金属氧化物。③计算每步的m余，×100%＝固体残留率。④晶体中金属质量不减少，仍在m余中。⑤失重最后一般为金属氧化物，由元素质量守恒得m(O)，由n(金属)∶n(O)即可求出失重后物质的化学式 多步滴定计算 复杂的滴定可分为两类： (1)连续滴定法：第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量。 (2)返滴定法：第一步用的滴定剂是过量的，第二步再用另一物质返滴定过量的物质。根据第一步加入的量减去第二步中过量的量，即可得出第一步所消耗的滴定剂的量，再用关系式法可得所求物质的物质的量 1．(2024·浙江6月选考)某小组采用如下实验流程制备AlI3： 已知：AlI3是一种无色晶体，吸湿性极强，可溶于热的正己烷，在空气中受热易被氧化。 请回答： (1)如图为步骤Ⅰ的实验装置图(夹持仪器和尾气处理装置已省略)，图中仪器A的名称是__________，判断步骤Ⅰ反应结束的实验现象是______________________________。 (2)下列做法不正确的是________。 A．步骤Ⅰ中，反应物和溶剂在使用前除水 B．步骤Ⅰ中，若控温加热器发生故障，改用酒精灯(配石棉网)加热 C．步骤Ⅲ中，在通风橱中浓缩至蒸发皿内出现晶膜 D．步骤Ⅳ中，使用冷的正己烷洗涤 (3)所得粗产品呈浅棕黄色，小组成员认为其中混有碘单质，请设计实验方案验证_______________________________________________________________________________。 (4)纯化与分析：对粗产品纯化处理后得到产品，再采用银量法测定产品中I－含量以确定纯度。滴定原理为：先用过量AgNO3标准溶液沉淀I－，再以NH4SCN标准溶液回滴剩余的Ag＋。已知： 难溶电解质 AgI(黄色) AgSCN(白色) Ag2CrO4(红色) 溶度积常数Ksp 8.5×10－17 1.0×10－12 1.1×10－12 ①从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤(填字母)。 称取产品1.0200 g，用少量稀酸A溶解后转移至250 mL容量瓶，加水定容得待测溶液。取滴定管检漏、水洗→________→装液、赶气泡、调液面、读数→用移液管准确移取25.00 mL待测溶液加入锥形瓶→________→________→加入稀酸B→用1.000×10－2 mol/L NH4SCN标准溶液滴定→________→读数。 a．润洗，从滴定管尖嘴放出液体 b．润洗，从滴定管上口倒出液体 c．滴加指示剂K2CrO4溶液 d．滴加指示剂硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]溶液 e．准确移取25.00 mL 4.000×10－2 mol/L AgNO3标准溶液加入锥形瓶 f．滴定至溶液呈浅红色 g．滴定至沉淀变白色 ②加入稀酸B的作用是__________________________________________。 ③三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60 mL，则产品纯度为________。[M(AlI3)＝408 g/mol] 答案：(1)球形冷凝管　溶液由紫红色恰好变为无色(或溶液褪为无色) (2)BC (3)取少量粗产品置于少量冷的正己烷中充分搅拌，静置后，取少量上层清液，向其中滴加淀粉溶液，观察液体是否变蓝，若变蓝则其中混有碘单质，否则没有 (4)①a　e　d　f　②抑制Fe3＋发生水解反应，保证滴定终点的准确判断　③99.20% 解析：(2)AlI3吸湿性极强，因此在步骤Ⅰ中，反应物和溶剂在使用前必须除水，A正确；使用易燃的有机溶剂时，禁止使用明火加热，因此在步骤Ⅰ中，若控温加热器发生故障，不能改用酒精灯(配石棉网)加热，B不正确；AlI3在空气中受热易被氧化，因此在步骤Ⅲ中蒸发浓缩时，要在有保护气(如持续通入氮气的蒸馏烧瓶等)的装置中进行，不能直接在蒸发皿浓缩，C不正确；AlI3在空气中受热易被氧化、可溶于热的正己烷，为了减少溶解损失，在步骤Ⅳ中要使用冷的正己烷洗涤，D正确。 (4)③由滴定步骤可知，25.00 mL 4.000×10－2 mol/L AgNO3标准溶液分别与AlI3溶液中的I－、1.000×10－2 mol/L NH4SCN标准溶液中的SCN－发生反应生成AgI和AgSCN；由Ag＋守恒可知，n(AgI)＋n(AgSCN)＝n(AgNO3)，则n(AgI)＝n(AgNO3)－n(AgSCN)＝n(AgNO3)－n(NH4SCN)；三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60 mL，则n(AgI)＝n(AgNO3)－n(AgSCN)＝n(AgNO3)－n(NH4SCN)＝(25.00×10－3×4.000×10－2－25.60×10－3×1.000×10－2) mol＝7.440×10－4 mol，由I－守恒可知n(AlI3)＝n(AgI)＝7.440×10－4 mol×＝2.480×10－4 mol，因此，产品纯度为×100%＝99.20%。 2．(2023·辽宁卷)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%)。 答案：(1)c　(2)吡咯可形成分子间氢键 (3) (4)用分液漏斗分批、缓慢滴加　 (5)中和水解生成的NaOH，促进水解　 (6)球形冷凝管、分液漏斗　除水　 (7)70.0% 解析：(7)根据反应关系式及Na原子守恒得到：Na～2­噻吩乙醇，开始加入4.60 g金属钠， n(Na)＝＝0.2 mol，理论上最终得2­噻吩乙醇0.2 mol，即0.2 mol×128 g·mol－1＝25.6 g，实际上最终得到产品17.92 g，则产率为×100%＝70.0%。 高考真题演练 1．(2024·甘肃卷)某兴趣小组设计了利用MnO2和H2SO3生成MnS2O6，再与Na2CO3反应制备Na2S2O6·2H2O的方案： （1）采用下图所示装置制备SO2，仪器a的名称为_____________________________；步骤 Ⅰ中采用冰水浴是为了_________________________________________________________。 (2)步骤Ⅱ应分数次加入MnO2，原因是__________________________________________。 (3)步骤Ⅲ滴加饱和Ba(OH)2溶液的目的是________________________。 (4)步骤Ⅳ生成MnCO3沉淀，判断Mn2＋已沉淀完全的操作是________________________________________________________________________________________。 (5)将步骤Ⅴ中正确操作或现象的标号填入相应括号中。 ―→―→(　　)―→(　　)―→―→(　　)―→ A．蒸发皿中出现少量晶体 B．使用漏斗趁热过滤 C．利用蒸发皿余热使溶液蒸干 D．用玻璃棒不断搅拌 E．等待蒸发皿冷却 答案：(1)恒压滴液漏斗　增大SO2的溶解度、增大H2SO3的浓度，同时为步骤Ⅱ提供低温 (2)防止过多的MnO2与H2SO3反应生成MnSO4，同时防止反应太快、放热太多、不利于控制温度低于10 ℃ (3)除去过量的SO2(或H2SO3) (4)静置，向上层清液中继续滴加几滴饱和Na2CO3溶液，若不再产生沉淀，说明Mn2＋已沉淀完全 (5)D　A　E 2．(2024·湖南卷)亚铜配合物广泛用作催化剂。实验室制备[Cu(CH3CN)4]ClO4的反应原理如下：Cu(ClO4)2·6H2O＋Cu＋8CH3CN===2[Cu(CH3CN)4]ClO4＋6H2O 实验步骤如下： 分别称取3.71 g Cu(ClO4)2·6H2O和0.76 g Cu粉置于100 mL乙腈(CH3CN)中反应，回流装置图和蒸馏装置图(加热、夹持等装置略)如下： 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 [Cu(CH3CN)4]ClO4 Cu(ClO4)2·6H2O 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)。 (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N2气球的作用是____________________________________。 (5)[Cu(CH3CN)4]ClO4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[Cu(CH3CN)4]ClO4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 (7)合并步骤d和e所得的产物，总质量为5.32 g，则总收率为________(用百分数表示，保留一位小数)。 答案：(1)D　(2)球形冷凝管　(3)溶液蓝色褪去变为无色 (4)排出装置内空气，防止制备的产品被氧化 (5)避免一直蒸馏使乙腈解配导致产品产率降低 (6)C　(7)81.2% 解析：(7)由题中信息可知Cu、乙腈均过量，3.71 g Cu(ClO4)2·6H2O的物质的量为＝0.01 mol，理论制得[Cu(CH3CN)4]ClO4的质量为0.01 mol×2×327.5 g·mol－1＝6.55 g，总收率为×100%≈81.2%。 3．(2024·江西卷)一种可用于温度传感的红色配合物Z，其制备实验步骤及传感原理如图(反应物均按化学计量数之比进行投料)： Ⅰ.将Ni(NO3)2·6H2O和去离子水加入圆底烧瓶中，搅拌至完全溶解，再依次加入乙酰丙酮(HY)、无水Na2CO3和N，N，N′­三甲基乙二胺(X)溶液，继续搅拌5 min； Ⅱ.加入NaB(C6H5)4溶液，立即生成红色沉淀，室温下继续反应35 min； Ⅲ.减压过滤，用去离子水洗涤3次，烘干，重结晶，得到配合物Z； Ⅳ.室温下，将适量Z溶于丙酮(L)，温度降至15 ℃，溶液经混合色逐渐转为蓝绿色，得到配合物W的溶液。 回答下列问题： (1)已知配合物Z中Ni、N和O五个原子共平面，Ni2＋的杂化方式________(填“是”或“不是”)sp3。 (2)步骤Ⅰ中，加入Na2CO3的目的是________________。 (3)步骤Ⅱ中，为避免沉淀包裹反应物共沉，可采取的操作是________。 (4)步骤Ⅲ中，洗涤去除的无机盐产物是________。 (5)采用EDTA配位滴定法测定Ni的含量。实验步骤如下： ⅰ.准确称取m g的配合物Z； ⅱ.加入稀硝酸使样品完全消解，再加入去离子水，用20%醋酸钠溶液调节pH至4～5； ⅲ.以PAN为指示剂，用c mol·L－1 EDTA标准溶液滴定，平行测定三次，平均消耗EDTA体积V mL。 已知：EDTA与Ni2＋化学计量数之比为1∶1。 ①除了滴定管外，上述测定实验步骤中，使用的仪器有________(填标号)。 ②Ni的质量百分含量为________%。 (6)利用上述配合物的变色原理(温差约10 ℃时，颜色有明显变化)，设计一种实用温度传感装置：________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________。 答案：(1)不是　(2)提供碱性环境　 (3)剧烈搅拌　(4)NaNO3或硝酸钠 (5)①bcd　②　 (6)具有温度指示功能的水杯，水杯外壁涂有配合物W(含少量丙酮)并以透明材料密封，附有比色卡。水温可通过所示颜色与比色卡对比大致判断，从而确定是否适合饮用 解析：(2)步骤Ⅰ中发生反应 ＋H＋，加入Na2CO3可消耗H＋，促使反应正向进行。 (4)步骤Ⅱ中发生反应NO＋NaB(C6H5)4―→[B(C6H5)4]－↓＋NaNO3，故步骤Ⅲ中洗涤去除的无机盐产物为NaNO3。 (5)①准确称取m g的配合物Z需要用到天平，加入去离子水需要用到洗瓶，用c mol·L－1 EDTA标准溶液滴定需要用到滴定管和锥形瓶。②n(Ni)＝n(EDTA)＝c mol·L－1×V×10－3 L＝cV×10－3 mol，则Ni的质量百分含量为cV×10－3 mol×59 g·mol－1÷m g×100%＝%。 4．(2022·辽宁高考)H2O2作为绿色氧化剂应用广泛，氢醌法制备H2O2原理及装置如下： 已知：H2O、HX等杂质易使Ni催化剂中毒。回答下列问题： (1)A中反应的离子方程式为____________________________。 (2)装置B应为________(填序号)。 (3)检查装置气密性并加入药品，所有活塞处于关闭状态。开始制备时，打开活塞________，控温45 ℃。一段时间后，仅保持活塞b打开，抽出残留气体。随后关闭活塞b，打开活塞________，继续反应一段时间。关闭电源和活塞，过滤三颈烧瓶中混合物，加水萃取，分液，减压蒸馏，得产品。 (4)装置F的作用为______________________________________。 (5)反应过程中，控温45 ℃的原因为__________________________________。 (6)氢醌法制备H2O2总反应的化学方程式为____________________________。 (7)取2.50 g产品，加蒸馏水定容至100 mL摇匀，取20.00 mL于锥形瓶中，用0.0500 mol·L－1酸性KMnO4标准溶液滴定。平行滴定三次，消耗标准溶液体积分别为19.98 mL、20.90 mL、20.02 mL。假设其他杂质不干扰结果，产品中H2O2质量分数为__________。 答案：(1)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑　 (2)③①　(3)a、b　c、d (4)防止外界水蒸气进入C中使催化剂中毒 (5)适当升温加快反应速率，同时防止温度过高H2O2分解 (6)H2＋O2H2O2　(7)17% 解析：从H2O2的制备原理图可知，反应分两步进行，第一步为H2在Ni催化作用下与乙基蒽醌反应生成乙基蒽醇，第二步为O2与乙基蒽醇反应生成H2O2和乙基蒽醌。启普发生器A为制取H2的装置，产生的H2中混有HCl和H2O，需分别除去后进入C中发生第一步反应。随后氧气源释放的氧气经D干燥后进入C中发生反应生成H2O2和乙基蒽醌，F中装有浓H2SO4，与C相连，防止外界水蒸气进入C中，使催化剂Ni中毒。 (7)滴定反应的离子方程式为2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O，可得关系式：2KMnO4～5H2O2。三组数据中20.90 mL偏差较大，舍去，故消耗酸性高锰酸钾标准溶液的平均体积为20.00 mL，H2O2的质量分数w＝ ×100%＝17%。 课时作业 [建议用时：40分钟] 1．(2025·江西省宜春市高三月考)吊白块 (NaHSO3·HCHO·2H2O，M＝154.0 g/mol)在工业中有广泛应用；吊白块在酸性环境下、100 ℃即发生分解释放出HCHO。实验室制备吊白块的方案如下： 【NaHSO3的制备】 如图，在广口瓶中加入一定量Na2SO3和水，振荡溶解，缓慢通入SO2，至广口瓶中溶液pH约为4，制得NaHSO3溶液。 (1)装置Ⅰ中产生气体的化学反应方程式为________________________________________________；Ⅱ中多孔球泡的作用是________________________________________________。 (2)实验室检测NaHSO3晶体在空气中是否发生氧化变质的实验方案是____________________________________________________________________________________________________________________________________。 【吊白块的制备】 如图，向仪器A中加入上述NaHSO3溶液、稍过量的锌粉和一定量甲醛，在80～90 ℃下，反应约3 h，冷却过滤。 (3)用恒压漏斗代替普通滴液漏斗滴加甲醛的优点是________________________________________________________________。 (4)将仪器A中的反应温度恒定在80～90 ℃的目的是________________________________________________________________。 【吊白块纯度的测定】 将0.5000 g吊白块样品置于蒸馏烧瓶中，加入10%磷酸10 mL，立即通入100 ℃水蒸气；吊白块分解并释放出甲醛，用含36.00 mL 0.1000 mol/L酸性KMnO4吸收甲醛(不考虑SO2影响，4MnO＋5HCHO＋12H＋===4Mn2＋＋5CO2↑＋11H2O)，再用0.1000 mol/L的草酸标准溶液滴定酸性KMnO4，再重复实验2次，平均消耗草酸溶液的体积为30.00 mL。 (5)滴定终点的判断是___________________ ___________________________________________________________________________；吊白块样品的纯度为________ (保留四位有效数字)；若KMnO4标准溶液久置释放出O2而变质，会导致测量结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 答案：(1)Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O　增大气体与溶液的接触面积，加快气体的吸收速率 (2)取少量NaHSO3晶体于试管中，加少量水溶解，滴加过量盐酸，再滴加氯化钡溶液，看是否有白色沉淀生成，若有，说明NaHSO3被氧化 (3)恒压滴液漏斗可以保持内外压强一致，液体顺利流下，同时避免HCHO挥发 (4)温度过低反应较慢，温度过高会导致吊白块分解 (5)当滴入最后半滴草酸溶液，锥形瓶内溶液颜色由浅紫红色变为无色，且半分钟内不变为原来的颜色　92.40%　偏高 解析：(5)由关系式5H2C2O4～2KMnO4可得，H2C2O4消耗的KMnO4的物质的量为0.1 mol/L×0.03 L×＝1.2×10－3 mol，36 mL酸性高锰酸钾的物质的量为36×10－3 L×0.1 mol/L＝3.6×10－3 mol，则甲醛消耗的高锰酸钾的物质的量为3.6×10－3 mol－1.2×10－3 mol＝2.4×10－3 mol，根据4MnO～5HCHO可得，n(HCHO)＝×2.4×10－3 mol＝3×10－3 mol，则样品的纯度w＝×100%＝92.40%；若KMnO4标准溶液久置释放出O2而变质，消耗草酸量减少，则计算出高锰酸钾与甲醛反应得多，则计算出吊白块测量结果偏高。 2．(2025·银川一中高三质量检测)己二酸()是一种重要的化工原料和合成中间体。某实验小组以钨磷酸为催化剂，开展己二酸的合成及性质探究实验。 Ⅰ.催化剂钨磷酸晶体(H3PW12O40)的制备 实验流程如图： (1)操作Ⅰ所需的玻璃仪器除烧杯外还有________，乙醚的作用为________。 (2)水层中的物质有大量NaCl和少量HCl，步骤①中发生反应的化学方程式是____________________________________________。 Ⅱ.己二酸的合成 向三颈烧瓶中加入0.10 g钨磷酸催化剂和30 mL 30%双氧水，在室温下搅拌5 min，然后加入5.0 mL试剂X，得到溶液A。 (3)环己烯、环己醇、环己酮均可被双氧水氧化成己二酸。仅从所需双氧水理论用量的角度看，试剂X的最佳选择是__________(填序号)。 A．环己烯() B．环己醇() C．环己酮( ) (4)如图是己二酸的浓度与温度关系曲线图。介稳区表示己二酸溶液处于饱和状态，稳定区表示己二酸溶液处于不饱和状态。实验室常根据直线EHI从溶液A获取己二酸晶体，对应的实验操作为________________，过滤。 Ⅲ.己二酸的性质探究 以己二酸和乙醇为原料，用如图所示装置制备己二酸二乙酯。 步骤1：向如图所示的装置A中加入30 mL乙醇、10 mL己二酸、0.6 mL浓硫酸、10 mL苯和2～3片碎瓷片。组装好仪器，并预先在分水器内加入一定量水，开始缓慢加热A，苯与水会形成“共沸物”(沸点65 ℃)，加热回流1 h，直至反应基本完成。 步骤2：待反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，洗涤干燥后蒸馏，收集相应馏分，得到己二酸二乙酯9.6 g。 有机物名称 相对分子质量 密度(g/cm3) 沸点(℃) 溶解性 己二酸 146 1.36 330 微溶于水，易溶于乙醇 乙醇 46 0.79 78.5 易溶于水 己二酸二乙酯 202 1.00 247 难溶于水、易溶于乙醇 苯 78 0.88 80.1 难溶于水 (5)装置中分水器的作用是______________________________，判断反应已经完成的标志是______________________________。 (6)本次实验的产率为(某种生成物的实际产量与理论产量的百分比)________。(结果保留两位有效数字) 答案：(1)分液漏斗　萃取剂 (2)12Na2WO4＋Na2HPO4＋26HClH3PW12O40＋26NaCl＋12H2O (3)C　(4)恒温蒸发结晶 (5)使反应向正反应方向移动，提高原料转化率　分水器中不再有水生成或分水器中水的液面不变时 (6)51% 解析：(6)30 mL乙醇的物质的量为 ≈0.5 mol，10 mL己二酸的物质的量为≈0.09 mol，～2CH3CH2OH～己二酸二乙酯，乙醇过量，产率为×100%≈51%。 3．(2025·陕西省渭南市大荔县高三质量检测)某兴趣小组设计如图实验装置制备次磷酸钠(NaH2PO2)。 已知：①白磷(P4)在空气中可自燃，与过量烧碱溶液混合，80～90 ℃时反应生成NaH2PO2和PH3。 ②PH3是一种有强还原性的有毒气体，空气中可自燃，可与NaClO溶液反应生成NaH2PO2。 (1)仪器a的名称是________。a中发生反应的化学方程式是__________________________。 (2)仪器b组成的装置的作用是________________________。检查装置气密性后，应先打开K通入N2一段时间，目的是________________________。 (3)下列有关说法正确的是________。 A．次磷酸(H3PO2)是三元酸 B．为加快反应速率，投料前应先在通风橱内将白磷碾成薄片状 C．反应结束后应继续通入N2一段时间，可提高NaH2PO2产率 D．d中所盛硫酸铜溶液可用酸性高锰酸钾溶液代替 (4)①仪器c中充分反应后生成NaH2PO2和NaCl，经过一系列操作可获得固体NaH2PO2。相关物质的溶解度(S)如下： S(25 ℃) S(100 ℃) NaCl 37 39 NaH2PO2 100 667 从下列选项a～g中选择合理的仪器或操作，补全如下步骤。 取仪器c中溶液，用蒸发皿________→用________(趁热过滤)→用烧杯(冷却结晶)→用漏斗(过滤得到NaH2PO2)→________→干燥→NaH2PO2粗品。 选项：a.溶解　b．过滤　c．洗涤　d．普通三角漏斗　e．保温漏斗　f．蒸发浓缩至有大量晶体析出　g．蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜 ②写出c中发生反应的离子方程式：________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________。 (5)产品纯度的测定： 取产品m g配成250 mL溶液，取25 mL于锥形瓶中，然后用0.01 mol·L－1 KMnO4标准溶液滴定至终点(还原产物是Mn2＋，氧化产物是PO)，达到滴定终点时消耗V mL标准溶液，产品的纯度为________。 答案：(1)三颈烧瓶　P4＋3NaOH＋3H2O3NaH2PO2＋PH3↑ (2)安全瓶，防止c中溶液倒吸入a中　排尽装置内的空气，防止反应生成的PH3自燃引起爆炸 (3)CD (4)①f　e　c　②PH3＋2ClO－＋OH－===H2PO＋2Cl－＋H2O (5)% 解析：装置a中，将白磷(P4)和过量烧碱溶液混合加热，生成次磷酸钠和PH3，装置b作安全瓶，防倒吸，装置a中反应生成的PH3通入到NaClO溶液中，PH3具有强还原性，NaClO具有强氧化性，可发生氧化还原反应生成NaH2PO2和NaCl，装置d用于处理尾气，硫酸铜溶液可吸收有毒气体PH3。 (3)由于次磷酸钠不能与NaOH溶液反应，所以次磷酸根离子不能电离出H＋，次磷酸为一元弱酸，A错误；白磷(P4)在空气中可自燃，不能在通风橱内将白磷碾成薄片状，B错误。 (5)KMnO4与样品中的NaH2PO2发生氧化还原反应，还原产物是Mn2＋，氧化产物是PO，则Mn元素由＋7价降低至＋2价，P元素由＋1价升高至＋5价，所以得到KMnO4和NaH2PO2的反应比例关系：4KMnO4～5NaH2PO2；V mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液的物质的量为0.01 mol·L－1×V×10－3 L＝1×10－5V mol，则产品的纯度为 ×100%＝%。 4．(2025·福州市高三质量检测)苯甲酸乙酯可用于配制香水及食用香精。实验室可用苯甲酸与乙醇为原料制备苯甲酸乙酯，制备装置如图甲、乙所示(部分装置已省略)。 已知： 物质 乙醇 苯甲酸 乙醚 苯甲酸乙酯 密度/ (g·cm－3) 0.7893 1.2659 0.7318 1.0500 沸点/℃ 78.5 249.0 34.5 212.0 相对分子质量 46 122 74 150 Ⅰ.合成苯甲酸乙酯粗产品 按图甲装置，在仪器C中加入2.44 g苯甲酸、15.0 mL乙醇、3.0 mL浓硫酸、适量环己烷(可与乙醇、水形成共沸物)，控制一定温度加热2 h后停止加热。 (1)仪器A的作用是____________。 (2)本实验中制取苯甲酸乙酯的化学方程式为______________________________________。 (3)实验时使用过量乙醇的目的是________________________________________________。 (4)分水器的“分水”原理是冷凝液在分水器中分层，上层有机层从支管处流回烧瓶，下层水层从分水器下口放出，反应结束的标志是________________________。 Ⅱ.粗产品的精制 将仪器C中的反应液倒入盛有水的烧杯中，滴加饱和Na2CO3溶液至溶液呈中性，用分液漏斗分出有机层，再用乙醚萃取水层中的残留产品，将二者合并转移至图乙的仪器D中，加入沸石和无水氯化钙，加热蒸馏，制得产品2.4 mL。 (5)仪器D的名称是________。 (6)加入Na2CO3溶液的作用有________(填字母)。 a．除去硫酸和苯甲酸 b．降低苯甲酸乙酯的溶解度 (7)采用图乙装置进行蒸馏操作，收集______ ℃的馏分。 (8)该实验中苯甲酸乙酯的产率是________。 答案：(1)冷凝回流(水和有机物) (2) (3)提高苯甲酸的转化率或苯甲酸乙酯的产率 (4)分水器内水层高度不再发生变化 (5)蒸馏烧瓶　(6)ab　(7)212.0　(8)84% 解析：(8)根据仪器C中加入2.44 g苯甲酸且乙醇过量可知，苯甲酸乙酯的理论产量为 g＝3.0 g，而实际制得苯甲酸乙酯2.4 mL×1.0500 g·cm－3＝2.52 g，故苯甲酸乙酯的产率为×100%＝84%。 5．硫脲[CS(NH2)2，相对分子质量为76]在药物制备、金属矿物浮选等方面有广泛应用。实验室可先制备Ca(HS)2，然后Ca(HS)2再与CaCN2反应制备CS(NH2)2，实验装置(夹持及加热装置略)如图所示。 已知：①CS(NH2)2易溶于水，易被氧化，受热(150 ℃左右)时部分发生异构化生成NH4SCN。 ②4NaIO3＋3Na2S2O3＋6NaOH===6Na2SO4＋4NaI＋3H2O。 回答下列问题： (1)仪器a的名称是________，装置B中饱和NaHS溶液的作用是____________________。装置C的作用为________________________。 (2)检查装置气密性后加入药品，打开K1，通入一段时间N2，目的是__________________________；然后关闭K1，打开K2，待装置A中反应结束后关闭K2。 (3)撤走搅拌器，水浴加热装置D，打开K3，在80 ℃条件下合成硫脲，控制温度在80 ℃的原因是____________________________________________________________。待装置D中反应结束后，关闭K3，打开K1，再通入一段时间N2，目的是________________________________________________________________。 (4)设计实验证明反应过程中硫脲发生异构化生成了NH4SCN：取少量粗产品于试管中，加入适量蒸馏水溶解，再加入几滴________(填化学式)溶液，溶液变为红色，则可证明。 (5)装置E中CuSO4溶液的作用是______________________________(用离子方程式表示)。 (6)将装置D中液体过滤后，结晶得到粗产品。测定粗产品中硫脲的纯度： 第一步：在锥形瓶中加入足量氢氧化钠溶液和n×10－3 mol单质碘，发生反应6NaOH＋3I2===NaIO3＋5NaI＋3H2O； 第二步：称取m g粗产品，加水溶解配成100 mL溶液，量取25.00 mL该溶液加入锥形瓶，发生反应NaIO3＋3CS(NH2)2===3HOSC(NH)NH2＋NaI； 第三步：充分反应后向锥形瓶中加稀硫酸至酸性，发生反应NaIO3＋5NaI＋3H2SO4===3Na2SO4＋3I2＋3H2O； 第四步：向锥形瓶中滴加两滴淀粉溶液，用c mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定，发生反应2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI，至滴定终点时消耗Na2S2O3标准溶液V mL。 粗产品中硫脲的质量分数为____________(用含m、n、c、V的式子表示)；若滴定时加入的稀 硫酸量不足，会导致所测硫脲的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 答案：(1)三颈烧瓶　除去H2S中混有的HCl(或除去HCl)　防倒吸 (2)排尽装置内的空气，防止CS(NH2)2被氧化 (3)温度过高，CS(NH2)2会部分发生异构化生成NH4SCN；温度过低，反应速率缓慢　将未反应的H2S全部排入装置E中用CuSO4溶液吸收，防止污染空气 (4)FeCl3[或Fe2(SO4)3等可溶性铁盐] (5)Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋ (6)%　偏大 解析：(6)由第四步反应可得关系式2Na2S2O3～I2，则nⅣ(I2)＝0.5cV×10－3 mol；由第三步反应可得关系式NaIO3～3I2，则nⅢ(NaIO3)＝ mol；结合第一、二、三步反应可知，nⅡ(NaIO3)＋nⅢ(NaIO3)＝nⅠ(NaIO3)＝×10－3 mol，则nⅡ(NaIO3)＝×10－3 mol－ mol＝ mol；由第二步反应可得关系式 NaIO3～3CS(NH2)2，则粗产品中n[CS(NH2)2]＝3× mol×＝(4n－2cV)×10－3 mol，m[CS(NH2)2]＝(4n－2cV)×10－3 mol×76 g·mol－1＝(0.304n－0.152cV) g，则粗产品中硫脲的质量分数为×100%＝%。若滴定时加入的稀硫酸量不足，使得第三步反应生成的I2的物质的量减小，消耗的Na2S2O3标准溶液的体积减小，会导致所测硫脲的质量分数偏大。 18 学科网（北京）股份有限公司 $$