专题10 第55讲 以物质制备为主的综合实验(Word练习)-【精讲精练】2026年高考化学一轮复习（苏教版）

1．某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O，并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案： 可选用试剂：NaCl晶体、BaS溶液、浓H2SO4、稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸馏水 步骤1.BaCl2·2H2O的制备 按如图所示装置进行实验，得到BaCl2溶液，经一系列步骤获得BaCl2·2H2O产品。 步骤2.产品中BaCl2·2H2O的含量测定 ①称取产品0.500 0 g，用100 mL水溶解，酸化，加热至近沸； ②在不断搅拌下，向①所得溶液逐滴加入热的0.100 mol·L－1 H2SO4溶液； ③沉淀完全后，60 ℃水浴40分钟，经过滤、洗涤、烘干等步骤，称量白色固体，质量为0.466 0 g。 回答下列问题： (1)Ⅰ是制取________气体的装置，在试剂a过量并微热时，发生主要反应的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)Ⅱ中b仪器的作用是__________；Ⅲ中的试剂应选用________。 (3)在沉淀过程中，某同学在加入一定量热的H2SO4溶液后，认为沉淀已经完全，判断沉淀已完全的方法是____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液，原因是 ________________________________________________________________________。 (5)在过滤操作中，下列仪器不需要用到的是________(填名称)。 解析　(1)由分析可知，装置Ⅰ为浓硫酸和氯化钠共热制取HCl气体的装置，在浓硫酸过量并微热时，浓硫酸与氯化钠反应生成硫酸氢钠和氯化氢，发生主要反应的化学方程式为：H2SO4(浓)＋NaClNaHSO4＋HCl↑。 (2)氯化氢极易溶于水，装置Ⅱ中b仪器的作用是防止倒吸；装置Ⅱ中氯化氢与BaS溶液反应生成H2S，H2S有毒，对环境有污染，装置Ⅲ中盛放CuSO4溶液，用于吸收H2S。 (3)硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，因此判断沉淀已完全的方法是静置，取上层清液于一洁净试管中，继续滴加硫酸溶液，无白色沉淀生成，则已沉淀完全。 (4)为了使钡离子沉淀完全，沉淀过程中需加入过量的硫酸溶液。 (5)过滤用到的仪器有：铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒，用不到锥形瓶。 答案　(1)HCl　H2SO4(浓)＋NaClNaHSO4＋HCl↑　 (2)防止Ⅱ中溶液倒吸　CuSO4溶液 (3)静置，取上层清液于一洁净试管中，继续滴加硫酸溶液，无白色沉淀生成，则已沉淀完全 (4)使钡离子沉淀完全 (5)锥形瓶 2．(2023·淮安高三联考)二氯异氰尿酸钠[(CNO)3Cl2Na]为白色固体，难溶于冷水， 是一种高效、安全的氧化性消毒剂。实验室用如图所示装置制备(夹持装置已略去)。 已知：实验原理为：2NaClO＋(CNO)3H3===(CNO)3Cl2Na＋NaOH＋H2O，该反应为放热反应。 回答下列问题： (1)仪器a中侧管的作用为__________________，装置A中的药品不可以选择________(填字母)。 A．KMnO4　　　　　　　 B．MnO2 C．K2Cr2O7 D．KClO (2)装置B的作用是除去氯气中的HCl, 用平衡原理解释30%硫酸的作用：____________ _______________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)当从装置C中观察到__________________时， 加入(CNO)3H3溶液。实验过程中C的温度必须保持在17～20 ℃，pH控制在6.5～8.5，若温度过高，pH值过低，会生成NCl3，为避免生成NCl3，可采取的最佳改进措施为__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)二氯异氰尿酸钠缓慢水解可产生HClO 消毒灭菌。通过下列实验检测样品的有效氯含量：准确称取1.420 0 g样品， 用容量瓶配成250.0 mL溶液；取 25.00 mL上述溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，密封在暗处静置5 min；用0.100 0 mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色，加入淀粉指示剂继续滴定至终点，消耗 Na2S2O3溶液20.00 mL。＋ ①请算出该样品的有效氯：________(写出计算过程)。 ②下列操作会导致样品的有效氯测定值偏高的是________(填字母)。 A．盛装 Na2S2O3标准溶液的滴定管未润洗 B．滴定管在滴定前无气泡，滴定后有气泡 C．碘量瓶中加入的稀硫酸偏少 解析　(1)装置A中仪器a中侧管的作用为平衡压强，有利于浓盐酸顺利滴下；装置A用于制备Cl2，不需要加热，并且KMnO4、K2Cr2O7、KClO均具有强氧化性，能与浓盐酸反应生成Cl2，所以装置A中的药品可以是KMnO4、K2Cr2O7、KClO； (2)装置B的作用是除去氯气中的HCl，氯气溶于水存在平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO,30%硫酸电离出的H＋使该平衡逆向移动，减少氯气的溶解损失； (3)装置C用于生成二氯异氰尿酸钠，反应原理是2NaClO＋(CNO)3H3===(CNO)3Cl2Na＋NaOH＋H2O，由图可知，氯气和NaOH溶液先反应生成NaClO，当从装置C中观察到液面上方出现黄绿色气体时说明NaOH溶液已反应完全，即装置中生成了一定量的NaClO，此时可加入(CNO)3H3溶液，发生生成二氯异氰尿酸钠的反应，实验过程中C的温度必须保持在17～20 ℃，可用冷水浴加热，若温度过高，pH值过低，会生成NCl3，即(CNO)3H3会与Cl2反应生成NCl3； (4)①由题干信息可知，反应的关系式为2Cl～(CNO)3Cl2Na～2I2～4S2O，即25.00 mL样品溶液n(Cl)＝n(Na2S2O3)＝0.5×0.100 0×20×10－3 mol＝1×10－3 mol，则1.420 0 g样品中n(Cl)＝1×10－3 mol×＝1×10－2 mol，所以样品的有效氯测定值为×100%＝25.00%； ②盛装Na2S2O3标准溶液的滴定管未润洗，导致Na2S2O3标准溶液的浓度偏低，消耗Na2S2O3标准溶液的体积V偏大，则样品的有效氯测定值偏高，A正确；滴定管在滴定前无气泡，滴定后有气泡，则消耗Na2S2O3标准溶液的体积V读数偏小，样品的有效氯测定值偏低，B错误；碘量瓶中加入的稀硫酸偏少，过程中生成I2的量偏小，滴定过程中消耗Na2S2O3标准溶液的体积V偏小，样品的有效氯测定值偏低，C错误；故选A。 答案　(1)平衡气压，使液体顺利流下　B (2)氯气溶于水存在平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO,30%硫酸中的H＋使平衡左移，减少氯气溶解损失 (3)液面上方出现黄绿色气体　将装置C进行17～20 ℃冷水浴 (4)①25.00%　②A 3．(2023·镇江高三统考)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，草酸的钠盐和钾盐均易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101 ℃，易溶于水，受热易脱水、升华，175 ℃时分解。某兴趣小组用硝酸氧化法制备草酸晶体并测定其纯度，制备装置如图所示(加热、固定等装置略去)。 实验步骤如下： ①糖化：先将淀粉水解为葡萄糖； ②氧化：在淀粉水解液中加入混酸(质量之比为3∶2的65% HNO3与98% H2SO4的混合物)，在55～60 ℃下发生反应； ③反应后溶液经冷却、减压过滤，即得草酸晶体(H2C2O4·2H2O)粗产品。 (1)冷凝管进水的接口为________(填“a”或“b”)。 (2)步骤①中判断淀粉水解是否完全的操作为____________________________________ ____________________________________________________________________________。 (3)步骤②中，配制混酸的方法是________________________________________；氧化时可通过____________(填操作)控制反应温度不超过60 ℃，控温的作用是_______________ _________________________。 (4)反应结束后测得B的烧杯中NaNO3与NaNO2的物质的量之比为1∶9，则葡萄糖(C6H12O6)被氧化为草酸(不考虑其他的副反应)的化学方程式为_______________________。 (5)称取8.0 g草酸晶体粗产品，配成100 mL溶液。取25.00 mL于锥形瓶中，加入适量硫酸，用0.200 mol/L的KMnO4标准液滴定，杂质不参与反应，数据记录如表所示，则滴定时发生反应的离子方程式为________________________________；该草酸晶体(H2C2O4·2H2O)的纯度为________。 起始滴定管的读数/mL 实验结束滴定管的读数/mL 第一次 0.10 22.35 第二次 1.50 22.10 第三次 0.80 22.95 解析　(1)冷凝管进水的接口为a，可增强冷凝效果，减少浓硝酸的挥发。 (2)淀粉遇碘变蓝，因此判断淀粉水解是否完全的操作为：取少量淀粉水解液于试管中，加入碘，若溶液不变蓝，则淀粉水解完全，否则水解不完全。 (3)浓硫酸溶于水放出大量的热，因此配制混酸的方法是：向盛有一定量65%HNO3的烧杯中，沿烧杯壁缓慢加入一定量98%H2SO4，并用玻璃棒不断搅拌；氧化时，为控制反应温度不超过60 ℃，可采用水浴加热，防止有机物炭化和减少具有不稳定性、挥发性的浓硝酸发生分解或挥发。 (4)反应结束后测得B的烧杯中NaNO3与NaNO2的物质的量之比为1∶9，依据方程式NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O和2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O可知，葡萄糖被氧化为草酸的产物中NO和NO2的物质的量之比为4∶6＝2∶3，依据得失电子守恒和原子守恒可知，葡萄糖被氧化为草酸的化学方程式为：C6H12O6＋10HNO3===3H2C2O4＋4NO↑＋6NO2↑＋8H2O。 (5)草酸具有还原性，酸性条件下与高锰酸钾发生氧化还原反应，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应的离子方程式为：2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，由表格数据可知，ΔV1＝22.25 mL，ΔV2＝20.60 mL，ΔV3＝22.15 mL，第二组数据误差大，舍弃不用，则消耗标准液的平均体积为 mL＝22.20 mL，由离子方程式可得关系式：2MnO～5H2C2O4，设25.00 mL溶液中草酸的物质的量为x mol，则×2＝0.200 mol/L×0.022 2 L，解得x＝0.011 1，样品中草酸的物质的量为0.011 1 mol×＝0.044 4 mol，m(H2C2O4·2H2O)＝0.044 4 mol×126 g/mol＝5.594 4 g，草酸晶体的纯度为×100%＝69.93%。 答案　(1)a (2)取少量淀粉水解液于试管中，加入碘，若溶液不变蓝，则淀粉水解完全，否则水解不完全 (3)向盛有一定量65%HNO3的烧杯中，沿烧杯壁缓慢加入一定量98%H2SO4，并用玻璃棒不断搅拌　水浴加热　防止有机物炭化、减少浓硝酸的挥发或分解 (4)C6H12O6＋10HNO3===3H2C2O4＋4NO↑＋6NO2↑＋8H2O (5)2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O　69.93% 4．(2024·福州模拟)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) 0.789 3 1.265 9 0.731 8 1.050 0 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(与乙醇、水可形成共沸物)，控制一定温度加热2 h后停止加热。 (1)仪器A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______________________。 解析　(1)仪器A是冷凝管，其作用是冷凝回流。 (2)乙醇和苯甲酸发生酯化反应制取苯甲酸乙酯，反应的化学方程式为CH3CH2OH＋＋H2O。 (3)由于酯化反应是可逆反应，所以实验时使用过量乙醇的目的是提高苯甲酸的转化率或苯甲酸乙酯的产率。 (4)由于分水器的“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，所以反应结束的标志是分水器内水层高度不再发生变化。 (6)根据乙酸乙酯制备实验中饱和碳酸钠的作用可判断加入Na2CO3溶液的作用有除去硫酸和苯甲酸以及降低苯甲酸乙酯的溶解度，答案选ab。 (7)苯甲酸乙酯的沸点是212.0 ℃，所以采用图乙装置进行蒸馏操作，收集212.0 ℃的馏分。 (8)2.44 g苯甲酸的物质的量是2.44 g÷122 g/mol＝0.02 mol,15.0 mL乙醇的物质的量是 mol＞0.2 mol，所以乙醇过量，理论上生成苯甲酸乙酯的物质的量是0.02 mol，质量是0.02 mol×150 g/mol＝3.0 g，所以产率是×100%＝84%。 答案　(1)冷凝回流(水和有机物) (2)CH3CH2OH＋＋H2O (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% 学科网（北京）股份有限公司 $$