第66讲 以物质制备为主的综合实验-【优化探究】2026高考化学一轮复习高考总复习配套课件（鲁科版）

优化探究 大单元六　化学实验综合应用 第16章　化学实验高考热点 第66讲　以物质制备为主的综合实验 1 [导航·复习目标]　1.根据物质性质、反应原理选取实验装置，并能分析仪器的作用等。2.掌握解答物质制备型实验综合题的思维模型。 2 考点一　无机物的制备 考点二　有机化合物的制备 练真题 明考向 课时作业66　以物质制备为主的综合实验 3 考点一　无机物的制备 4 1.无机物制备实验的思维流程 梳理 必备知识 5 2.常见的气体发生装置 辨认下列常见的气体发生装置，完成下列问题： 6 (1)①用氯化铵与消石灰制取氨气，化学方程式为___________________________________________，选用装置：_________(填字母，下同)。 ②用浓氨水与碱石灰制取氨气，选用装置：_________。 (2)①用碳酸钠与稀硫酸制取二氧化碳，选用装置：_________。 ②用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，选用装置：_________。 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O A C C B或C 7 (3)①用浓盐酸与二氧化锰制取氯气，化学方程式为 _______________________________________，选用装置：_____。 ②用漂白粉与浓盐酸制取少量氯气，化学方程式为 _________________________________________，选用装置：______。 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O D Ca(ClO)2＋4HCl(浓)====CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O C 8 (4)铜与浓硝酸反应制取二氧化氮，选用装置：_________。 (5)实验室制取乙烯的装置，可以通过选用上面哪个装置进行改进？若 橡皮塞最多只允许打两个孔，应如何改进所选实验装置：____________ __________________________________________________________。 (6)下述B装置还能制取的气体有____________。 C D；将分液漏斗换成温度计(或将圆底烧瓶换成蒸馏烧瓶，将导气管换成温度计) H2或H2S 9 3.气体的净化装置 (1)基本类型 装置示意图 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 10 (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来确定，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。 11 4.尾气处理装置的选择 a装置用于吸收或溶解反应速率不是很快的气体，如用NaOH溶液吸收Cl2、CO2等。 b装置用于收集少量气体。 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装置吸收量较少。 e装置用于处理难以吸收的可燃性气体，如H2、CO等。 12 5.实验条件的控制 (1)排气方法 为了防止空气中的O2、CO2、水蒸气等干扰实验，常用其他稳定的气体(如_________)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。 氮气 13 (2)控制气体的流速及用量 ①用___________控制液体滴加的速度和用量。 ②___________，控制气流速度，如图甲，可观察气泡得到N2、H2的体积比约为1∶3的混合气体。 ③___________，如图乙，用长玻璃管平衡气压，防堵塞。 分液漏斗 观察气泡 平衡气压 14 (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__________的目的：减少某些反应物或产物分解，如H2O2、NH4HCO3等；减少某些反应物或产物挥发，如盐酸、氨水等；防止某些物质水解，避免副反应发生等。 ②__________的目的：加快反应速率或使平衡移动，加速溶解等。 控制低温 采取加热 15 ③常考的温度控制方式： a.___________：均匀加热，反应温度在100 ℃以下。 b.___________：均匀加热，反应温度在100~260 ℃之间。 c.___________：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。 d.保温：如真空双层玻璃容器等。 水浴加热 油浴加热 冰水冷却 16 提升 关键能力 1.(2025·山东德州模拟)S4N4是重要的硫⁃氮二元化合物室温下为橙黄色固体,在178~187 ℃下熔化并分解。实验室利用NH3和SCl2制备S4N4的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知SCl2易水解,熔点为-78 ℃,沸点为60 ℃。 17 回答下列问题: Ⅰ.制备SCl2 (1)操作步骤的先后顺序为　　　　　 (填序号)。  ①组装仪器并检验装置气密性,加入药品 ②加热装置C使其中的硫黄熔化 ③通入N2,通冷凝水,一段时间后,关闭K1 ④打开K1、K2,关闭K3 ⑤充分反应后停止滴加浓盐酸 ⑥向装置A中滴加浓盐酸,加热装置C至135 ℃左右 ①④③②⑥⑤ 解析:浓盐酸与高锰酸钾在装置A中制取氯气,浓盐酸具有较强的挥发性,所以制取的氯气中含有氯化氢和水蒸气,由于二氯化硫易水解,所以进入装置C的气体必须是干燥的,氯化氢和S不反应,所以装置B应是干燥装置,其中盛装浓硫酸,由于二氯化硫沸点较低,为防止其损失,用冷凝管冷凝回流,由于氯气有毒,不能直接排放,同时防止空气中的水蒸气进入装置C,装置D中盛装碱石灰,干燥的氯气和S在加热条件下反应制取二氯化硫;浓氨水和碱石灰在装置F中制取氨气,由于二氯化硫易水解,所以装置E用于干燥氨气,二氯化硫与氨气在装置C中制备S4N4,据此分析。 (1)为防止熔化的硫与氧气反应,该装置应在无氧环境中进行,即要通入氮气,待装置的空气排尽之后,制取干燥的氯气通入装置C中与S反应生成二氯化硫,所以操作步骤的先后顺序为①④③②⑥⑤。 (2)仪器b的名称为　　　　　,装置B中盛放的试剂为　　　　　 (填试剂名称)。  三颈烧瓶 浓硫酸 解析: 据仪器b的构造可知其名称为三颈烧瓶;浓盐酸与高锰酸钾在装置A中制取氯气,浓盐酸具有较强的挥发性,所以制取氯气中含有氯化氢和水蒸气,氯化氢和S不反应,由于二氯化硫易水解,所以进入装置C的气体必须是干燥的,因此装置B应是干燥装置,其中盛装浓硫酸。 (3)为使装置C受热均匀,可采取的加热方式为　　　　　,装置D的作用为__________________________________________________________________________________。  Ⅱ.制备S4N4 打开止水夹K3,向装置F中滴入浓氨水,待装置C中充分反应后停止滴加浓氨水,冷却后停止通冷凝水。 油浴加热 吸收多余的氯气,防止污染环境,同时防止空气中的水蒸气进入C装置使二氯化硫水解 解析: 为使装置C受热均匀,可采取的加热方式为油浴加热;由于氯气有毒,多余的氯气不能直接排放,同时防止空气中的水蒸气进入装置C,装置D中盛装碱石灰,所以装置D的作用为吸收多余的氯气,防止污染环境,同时防止空气中的水蒸气进入装置C使二氯化硫水解。 (4)生成S4N4的同时还生成一种常见固体单质和一种盐,反应的化学方程式为__________________________________。  Ⅲ.测定的纯度 称取5.00 g样品,加入NaOH溶液加热,使氮元素完全转化为NH3,用足量硼酸溶液吸收。将吸收液配成100 mL溶液,用移液管移取20.00 mL,以甲基红⁃亚甲蓝为指示剂用1.00 mol·L-1盐酸进行滴定,重复3次实验,平均消耗20.00 mL盐酸。已知滴定反应为(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O===2NH4Cl+4H3BO3。 6SCl2+16NH3===S4N4+2S↓+12NH4Cl 解析: 据反应的现象以及元素种类可知,生成S4N4的同时还生成的一种常见固体单质为S、一种盐为NH4Cl,反应的化学方程式为6SCl2+16NH3===S4N4+2S↓+12NH4Cl。 (5)制得S4N4的纯度为　　　　　　。下列实验操作导致S4N4测定结果偏低的是　　　　　　(填字母)。  A.盛放待测液的锥形瓶洗涤后未干燥直接使用 B.移液管用蒸馏水洗涤后未用吸收液润洗 C.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后无气泡 D.滴定前仰视滴定管读数,滴定后俯视滴定管读数 92% BD 解析: 结合化学方程式和原子种类和数量守恒可得出关系式S4N4~4NH3~4HCl,消耗盐酸平均体积为20.00 mL,所以n(S4N4)=n(HCl) ×=×20.00×10-3×1×=0.025 mol,所以S4N4的纯度为×100%=92%;A.盛放待测液的锥形瓶洗涤后未干燥直接使用,不会影响消耗的盐酸体积,对实验结果无影响,故A错误;B.移液管用蒸馏水洗涤后未用吸收液润洗,相当于稀释了吸收液,消耗的盐酸体积偏小,所测结果偏低,故B正确;C.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后无气泡,造成盐酸体积偏大,所测结果偏高,故C错误;D.滴定前仰视滴定管读数,初次读数读大,滴定后俯视滴定管读数,末次读数读小,即盐酸体积偏小,所测结果偏低,故D正确。 2.氯化钛(TiCl4)可用于制造烟幕、织物媒染剂、人造珍珠等。常温下为无色液体，沸点为136 ℃，与水剧烈反应产生白烟。实验室利用反应TiO2＋C＋2Cl2TiCl4＋CO2制备TiCl4的装置如图所示。 25 在制备TiCl4时，对原料及装置的干燥程度要求很高。回答下列问题： (1)若分别用KMnO4与MnO2作氧化剂与浓盐酸反应制备Cl2，当获得等量 的Cl2时消耗的氧化剂物质的量之比为________。  2∶5 26 解析：A中制备氯气，B中盛放饱和食盐水，用于除去Cl2中的HCl，C中盛放浓硫酸，用于干燥氯气，D中盛放白色CuSO4粉末，用于检验Cl2中的水蒸气是否已除尽，E中发生反应TiO2＋C＋2Cl2TiCl4＋CO2，F中通过冷凝收集TiCl4，为防止水分进入F中引起TiCl4水解，F后应该接一个干燥装置，G中亚硫酸钠和氯气发生氧化还原反应，为尾气处理装置。(1)若分别用KMnO4与MnO2作氧化剂与浓盐酸反应制备Cl2，根据16HCl(浓)＋2KMnO4====2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑、MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，当获得等量的Cl2时消耗高锰酸钾和二氧化锰的物质的量之比为2∶5，即消耗的氧化剂物质的量之比为2∶5。 27 (2)B中试剂的作用为_________________。  除去Cl2中的HCl 解析：据分析，B中试剂的作用为除去Cl2中的HCl。 28 (3)干燥管D中的试剂可以是_______________，装置E中棉花球的作用为__________________________________。  白色CuSO4粉末 防止碳粉与TiO2粉末堵塞玻璃管管口 29 解析：在制备TiCl4时，对原料及装置的干燥程度要求很高，则进入E的氯气需干燥，D用于检验Cl2中的水蒸气是否已除尽，则干燥管D中的试剂可以是白色CuSO4粉末，若白色粉末不变蓝说明Cl2中的水蒸气已除尽，装置E中棉花球的作用为防止碳粉与TiO2粉末堵塞玻璃管管口。 30 (4)TiCl4与水剧烈反应产生的白烟为TiO2·xH2O，写出反应的化学方程 式_________________________________________。  TiCl4＋(x＋2)H2O====TiO2·xH2O↓＋4HCl 解析：TiCl4与水剧烈反应产生的白烟为TiO2·xH2O，反应的化学方程式为 TiCl4＋(x＋2)H2O====TiO2·xH2O↓＋4HCl。 31 (5)实验中发现F中有少量白烟产生，为避免此现象，改进措施是______________________________________________________________________。  在F、G之间接一个盛有浓硫酸的洗气瓶(或将G装置换成盛碱石灰的干燥管) 32 解析：实验中发现F中有少量白烟产生，为TiCl4与水剧烈反应产生的TiO2·xH2O，为避免此现象，需防止G中水分进入F中，则收集四氯化钛后还要有干燥装置(例如通入盛有浓硫酸的洗气瓶)后再进行多余氯气的处理，故改进措施是在F、G之间接一个盛有浓硫酸的洗气瓶，或者将G装置换成盛碱石灰的干燥管(防止水蒸气进入装置F同时吸收氯气)。 33 (6)实验结束后，取下A装置后应进行的操作为______________________ ___________________________________________________________________________________________________； G中发生反应的离子方程式为_____________________________________。  关上a处和G装置前导管处的止水夹，冷却到室温后，停止通冷凝水；并把A装置的导气管插入G中，以防止A装置产生的氯气污染环境 S＋Cl2＋H2O====2H＋＋2Cl－＋S 34 解析：当观察到球形冷凝管没有液体滴下时说明反应结束，反应结束后应继续通入一段时间Cl2，主要目的是排出残留在装置中的TiCl4，同时防止冷却使液体倒吸入F中，停止通氯气后还需要在干燥环境中继续冷却F装置到室温，则在取下A装置后应进行的操作为关上a处和G装置前导管处的止水夹冷却到室温后，停止通冷凝水，并把A装置的导气管插入G中，以防止A装置产生的氯气污染环境；G中亚硫酸钠和氯气发生氧化还原反应，发生反应的离子方程式为S＋Cl2＋H2O====2H＋＋2Cl－＋S。 35 考点二　有机化合物的制备 36 1.有机物制备实验的思维流程 梳理 必备知识 37 2.常见操作 (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。 (2)蒸馏：利用有机物沸点的不同，用___________可以实现分离。 蒸馏方法 38 (3)冷凝回流：有机物易挥发，因此在 反应中通常要采用___________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中的球形冷凝管，图2中的长玻璃管B的作用都 是_____________。 冷凝回流 冷凝回流 (4)防暴沸：加_________(或碎瓷片)，防止溶液暴沸；若开始忘加沸石(或碎 瓷片)，需_______________。 沸石 冷却后补加 39 3.提纯有机物的常见流程 40 例如，精制溴苯(含Br2、HBr、FeBr3、 杂质)的工艺流程： 41 4.典型装置 装置 说明 (1)温度计液泡的位置：若要控制反应温度，则应_____________；若要选择收集某温度下的馏分，则应_______________________。 (2)冷凝管的选择：球形冷凝管一般只用于冷凝回流，直形冷凝管一般用于_____________。 (3)冷凝管的进出水方向：_________。 (4)加热方式的选择：一般采用酒精灯加热或水浴加热(不超过100 ℃)。 (5)防暴沸：加碎瓷片或沸石，防止液体暴沸，若 开始忘加，____________________ 插入反应液中 放在蒸馏烧瓶支管口处 冷凝收集馏分 下进上出 需待液体冷却后补加 42 1.(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： 提升 关键能力 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 43 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。 44 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。  油 解析：该实验需要加热使冰乙酸沸腾，冰乙酸的沸点超过了100 ℃，应选择油浴加热。 (2)仪器B的名称是____________；冷却水应从_________ (填“a”或“b”)口通入。  球形冷凝管　 a 解析：根据仪器的结构特征可知，B为球形冷凝管；为了充分冷却，冷却水应从a口进，b口出。 45 (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__________。  防暴沸 (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________________________ ___________________________________。  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 解析：FeCl3为氧化剂，则铁元素的化合价降低，还原产物为FeCl2。 46 (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____________。  氯化铁水解 解析：氯化铁易水解，所以步骤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氯化铁水解。 47 (6)若粗品中混有少量未氧化的安息香，可用少量__________(填字母)洗涤的方法除去。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：根据安息香和二苯乙二酮的溶解特征，安息香溶于热水，二苯乙二酮不溶于水，所以可以用热水洗涤粗品除去安息香。 48 (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：2.0 g安息香(C14H12O2)的物质的量约为0.009 4 mol，理论上可产生二苯乙二酮(C14H10O2)的物质的量约为0.009 4 mol，质量约为1.98 g，产率为×100%≈80.8%，最接近80%。 49 2.实验室以2-丁醇(CH3CHOHCH2CH3)为原料制备2-氯丁烷(CH3CHClCH2CH3)，实验装置如图所示(夹持、加热装置已略去)： 50 相关信息如表所示： 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/ (g·cm－3) 其他 2-丁醇 －114.7 99.5 0.81 与水互溶 2-氯丁烷 －131.3 68.2 0.87 微溶于水，碱性水解 51 【实验步骤】 步骤1：在甲装置中的圆底烧瓶内加入无水ZnCl2和100 mL 12 mol·L－1浓盐酸，充分溶解、冷却，再加入45.68 mL 2-丁醇，加热一段时间。 步骤2：将反应混合物移至乙装置的蒸馏烧瓶内，蒸馏并收集115 ℃以下的馏分。 步骤3：从馏分中分离出有机相，进行系列操作，放置一段时间后过滤。 步骤4：滤液经进一步精制得产品。 52 回答下列问题： (1)Ⅰ中应放置的仪器是________(填“A”或“B”，下同)，Ⅱ中应放 置的仪器是________。  A B 解析：A为球形冷凝管，一般竖直放置，用于冷凝回流；B为直形冷凝管，倾斜放置，用于冷凝馏分。 53 (2)步骤1中加入的无水ZnCl2的作用是___________。  作催化剂 解析：甲装置中圆底烧瓶中发生的反应是CH3CHOHCH2CH3＋HCl CH3CHClCH2CH3＋H2O，步骤1中加入的无水ZnCl2不作反应物，故其作催化剂，加快化学反应速率。 54 (3)步骤3进行系列操作的顺序是__________(填序号，可重复使用)。  ①10% Na2CO3溶液洗涤　②加入CaCl2固体　③蒸馏水洗涤 用Na2CO3溶液洗涤时操作要迅速，其原因是_______________________ ___________________。  ③①③② 防止2－氯丁烷水解，减 少2－氯丁烷挥发 55 解析：步骤3进行系列操作的顺序是用蒸馏水洗去产品中含有的HCl、ZnCl2用10% Na2CO3溶液洗去少量的HCl用蒸馏水洗去少量的Na2CO3用CaCl2固体干燥产品，放置一段时间后过滤；因为2-氯丁烷在碱性溶液中水解，为了防止2-氯丁烷水解，同时减少2-氯丁烷(沸点较低)挥发，故用Na2CO3溶液洗涤时操作要迅速。 56 (4)步骤4中滤液进一步精制得产品所采用的操作方法是________(填名称)。  蒸馏 解析：蒸馏可分离互溶的、有一定沸点差异的液体混合物，故步骤4进一步精制得产品所采用的操作方法是蒸馏。 57 (5)测定实验中生成2-氯丁烷的产率。将全部产品加入足量NaOH溶液 中，加热，冷却后，滴入稀硝酸至溶液呈酸性，再滴入足量的硝酸银溶 液，得到57.40 g沉淀，则2-氯丁烷的产率是________。  80% 58 解析：45.68 mL 2-丁醇的物质的量为≈0.50 mol，则理论上可得到0.50 mol 2-氯丁烷；由2-氯丁烷在测定实验中的反应可得关系式为CH3CHClCH2CH3~NaCl~AgCl，n(CH3CHClCH2CH3)＝n(AgCl)＝＝0.40 mol，则2-氯丁烷的产率是 ×100%＝80%。 59 练真题 明考向 60 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： 61 (1)采用如图所示装置制备SO2，仪器a的名称为_____________；步骤Ⅰ中采用冰水浴是为了__________________________________________ ________________。  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 62 解析：步骤Ⅱ中MnO2与H2SO3在低于10 ℃时反应生成 MnS2O6，反应的化学方程式为MnO2＋2H2SO3==== MnS2O6＋2H2O，步骤Ⅲ中滴加饱和Ba(OH)2溶液除去过 量的SO2(或H2SO3)，步骤Ⅳ中滴入饱和Na2CO3溶液发生 反应MnS2O6＋Na2CO3====MnCO3↓＋Na2S2O6，经过滤 得到Na2S2O6溶液，步骤Ⅴ中Na2S2O6溶液经蒸发浓缩、 冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到Na2S2O6·2H2O。 (1)根据仪器a的特点知，仪器a为恒压滴液漏斗；步骤Ⅰ中采用冰水浴是为了增大SO2的溶解度、增大H2SO3的浓度，同时为步骤Ⅱ提供低温。 63 (2)步骤Ⅱ应分数次加入MnO2，原因是_____________________________ ____________________________________________________________________。  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 ℃ 解析：由于MnO2具有氧化 性、SO2(或H2SO3)具有还 原性，步骤Ⅱ应分数次加 入MnO2，原因是防止过多 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 ℃。 64 (3)步骤Ⅲ滴加饱和Ba(OH)2溶液的目的是________________________。  除去过量的SO2(或H2SO3) 解析：步骤Ⅲ滴加饱和Ba(OH)2溶液的目的是除去过量的SO2(或H2SO3)，防止后续反应中SO2与Na2CO3溶液反应，增加饱和Na2CO3溶液的用量，并使产品中混有杂质。 65 (4)步骤Ⅳ生成MnCO3沉淀，判断Mn2＋已沉淀完全的操作是_________________________________________________________________________________。  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 解析：步骤Ⅳ生成MnCO3沉淀，判断Mn2＋已沉淀完全的操作是静置，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。 66 (5)将步骤Ⅴ中正确操作或现象的字母填入相应括号中。 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 D A E 67 解析：步骤Ⅴ的正确操作或现象为将滤液倒入蒸发皿中→用酒精灯加热→用玻璃棒不断搅拌→蒸发皿中出现少量晶体→停止加热→等待蒸发皿冷却→过滤、洗涤、干燥得到Na2S2O6·2H2O，依次填入D、A、E。 68 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： 69 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。 70 回答下列问题： (1)量取己-2，5-二酮应使用的仪器为___________(填名称)。  酸式滴定管 71 解析：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 ℃)放入两颈烧瓶中，利用球形冷凝管进行冷凝回流提高原料利用率，通过搅拌来提高反应速率，反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体(即含杂质的产品)，加热至 65 ℃，至固体溶解，加入脱色剂(脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体，如活性炭)，回流20 min，趁热过滤，使产品尽可能多地进入滤液，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。 (1)己-2，5-二酮的摩尔质量为114 g·mol－1，根据题中所给数据可知，所需己-2，5-二酮的体积为≈15.47 cm3＝ 15.47 mL，又因为酮类对橡胶有腐蚀性，所以选用酸式滴定管。 72 (2)仪器①用铁夹固定在③上，③的名称是________；仪器②的名称是____________。  铁架台 球形冷凝管 解析：③为铁架台；仪器②用于冷凝回流，为球形冷凝管。 73 (3)“搅拌”的作用是_______________________________。  使固液充分接触，加快反应速率 解析：己-2，5-二酮的熔点为－5.5 ℃，常温下为液体，4-甲氧基苯胺的熔点为57 ℃，常温下为固体，搅拌可使固液充分接触，加快反应速率。 74 (4)“加热”方式为__________。  水浴加热 解析：由题给信息“加热至65 ℃”可知，应用水浴加热，这样便于控制温度，且受热更均匀。 75 (5)使用的“脱色剂”是_________。  活性炭 解析：“脱色剂”的作用是吸附反应过程中产生的有色物质，结合题中信息，加入脱色剂后回流，趁热过滤，保留滤液，即脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体，所以可以选用活性炭作脱色剂。 76 (6)“趁热过滤”的目的是___________________________；用________________洗涤白色固体。  防止产品结晶损失，提高产率 50%的乙醇溶液 解析：由题给信息可知，产品吡咯X为白色固体， 加热至65 ℃可溶解在50%的乙醇溶液中，所以需趁 热过滤，使产品尽可能多地进入滤液，防止产品结 晶损失，提高产率；由加入50%的乙醇溶液，析出 浅棕色固体(即含杂质的产品)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，洗涤时可用50%的乙醇溶液。 77 (7)若需进一步提纯产品，可采用的方法是__________。  重结晶 解析：由产品的分离提纯过程可知，若需进一步提纯产品，可采用的方法为重结晶。 78 课时作业66 以物质制备为主的综合实验 79 非选择题 1.(2025·安徽安庆模拟)过氧化锶( )通常用作分析试剂、氧化剂、漂白剂等。SrO2是一种白色粉末，加热条件下可与CO2、水蒸气反应，室温时在水中逐渐形成无色晶体SrO2·8H2O，与酸作用生成H2O2。 (1)甲同学在实验室利用锶单质制备过氧化锶可能用到的仪器如图： 2 3 4 1 80 ①按气流从左到右的流向，制备过氧化锶的导管接口顺序为a→ __________________________(选择必要的仪器，可重复选择)。  ②SrO2在空气中会变质生成碳酸盐，写出该反应的化学方程式：______________________________。  2 3 4 1 b→c→h→i(或i→h)→b→c 2SrO2＋2CO2====2SrCO3＋O2 81 ③连接好装置进行实验，实验步骤如下，正确的操作顺序为_________ (填字母)。  a.打开分液漏斗活塞，将水滴入烧瓶中　b.检查装置气密性　 c.在相应装置中装入药品　d.加热　e.关闭分液漏斗活塞　f.停止加热 2 3 4 1 bcadfe 82 解析：Na2O2和H2O反应生成NaOH和O2，加热条件下Sr和O2反应生成SrO2，SrO2能和水蒸气、CO2反应，为防止生成的SrO2和水蒸气、CO2反应，所以Sr和O2反应前应该除去O2中的杂质CO2、水蒸气，用碱石灰除去水蒸气、CO2，并且为防止生成的SrO2和空气中的二氧化碳、水蒸气反应，所以生成SrO2的装置连接盛有碱石灰的干燥管。装置中SrCl2溶液和H2O2溶液以及NH3反应可以得到SrO2·8H2O，NH3能污染空气，为防止污染空气，用水吸收。利用氧化剂的氧化性大于氧化产物可以判断氧化性强弱，设计实验证明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性强。据此分析解题。(1)①过氧化钠和水反应生成氧气。根据题干信息可知，过氧 2 3 4 1 83 化锶在加热条件下可与CO2、水蒸气反应。室温时在水中逐渐形成无色晶体SrO2·8H2O。所以反应制备得到的氧气必须除CO2、干燥后才能和锶在加热条件下发生反应，由于SrO2在加热条件下可与CO2、水蒸气反应，所以装置的最后必须有防止空气中的CO2、水蒸气进入硬质玻璃管的装置，所以按气流从左到右的流向，制备过氧化锶的导管接口顺序为a→b→c→h→i(或i→h)→b→c；②SrO2和过氧化钠相似，能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸锶和氧气，该反应的化学方程式为2SrO2＋2CO2 ====2SrCO3＋O2；③连接好装置后，正确的操作顺序为检查装置气密性，在相应装置中装入药品，打开分液漏斗活塞，将水滴入烧瓶中，以便用产生的O2排空装置内的其他气体，加热让Sr与纯净的O2反应生成SrO2，停止加热后继续产生O2，防止空气中的CO2、水蒸气进入硬质玻璃管中与SrO2反应，冷却后再关闭分液漏斗活塞，即顺序为bcadfe。 2 3 4 1 84 (2)乙同学在通入氨气的条件下，在水溶液中可制备得到SrO2·8H2O，实验装置如图： 2 3 4 1 ①盛装SrCl2溶液的仪器名称为_____________，仪器X的作用是 ___________。  三颈烧瓶　 防止倒吸　 85 ②写出该方法制备SrO2·8H2O的离子方程式： ________________________________________________，  NH3的作用是__________________________________________________ ___________。 (从平衡角度回答) 2 3 4 1 Sr2＋＋2NH3＋8H2O＋H2O2====SrO2·8H2O＋2N 中和反应生成的H＋，促进反应进行，同时防止产物和酸发生反应 86 ③实验结束后，得到SrO2·8H2O的操作为_________________________ ______________。  2 3 4 1 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 87 解析：①由题干实验装置可知，盛装SrCl2溶液的仪器名称为三颈烧瓶，由于NH3极易溶于水，易产生倒吸，故仪器X的作用是防止倒吸； ②SrCl2、过氧化氢和氨气在溶液中发生反应可以生成SrO2·8H2O，该反应中没有化合价的变化，根据原子种类和数量守恒和电荷守恒配平该反应，离子方程式为Sr2＋＋2NH3＋8H2O＋H2O2====SrO2·8H2O＋2N；NH3可以中和反应生成的H＋，促使反应进行，同时保持碱性环境，防止产物和酸反应；③从溶液中获得晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故实验结束后，得到SrO2·8H2O的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 2 3 4 1 88 (3)除SrO2·8H2O外，请选择下列试剂：FeCl2溶液、HCl溶液、HNO3溶液、KSCN溶液、H2O2溶液，设计实验证明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性强：________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。  2 3 4 1 可在盐酸酸化的氯化亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液，再向其中加少量过氧化锶，溶液变为红色，说明有铁离子生成，则证明SrO2的氧化性比FeCl3的强 解析：利用氧化剂的氧化性大于氧化产物可以判断氧化性强弱，设计实验证明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性强：可在盐酸酸化的氯化亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液，再向其中加少量过氧化锶，溶液变为红色，说明有铁离子生成，则证明SrO2的氧化性比FeCl3的强。 89 2.(2025·湖北八市模拟)铬酰氯是一种无机化合物，化学式为CrO2Cl2，熔点为－96.5 ℃，沸点为117 ℃，常温下为深红棕色液体，放置在空气中会迅速挥发并水解，主要在有机合成中作氧化剂、氯化剂和溶剂。在实验室中可由重铬酸钾、浓硫酸与氯化钠反应得到铬酰氯，反应机理为浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应，生成CrO3和氯化氢气体两种中间产物，然后CrO3迅速与氯化氢气体反应生成铬酰氯。实验装置如图(夹持装置略)： 2 3 4 1 90 回答下列问题： (1)A的名称是__________。B的进水口为________(填“a”或“b”)。  2 3 4 1 圆底烧瓶 b 解析：装置A中浓硫酸先分别与重 铬酸钾和氯化钠反应，生成CrO3和 氯化氢气体两种中间产物，然后 CrO3迅速与氯化氢气体反应生成铬 酰氯，CrO2Cl2的熔点为－96.5 ℃， 沸点为117 ℃，在冰水浴中收集CrO2Cl2。(1)A的名称是圆底烧瓶，直形冷凝管中冷水遵循“下进上出”，B的进水口为b。 91 (2)浓硫酸在反应前应装入冰箱中冷却至0 ℃左右，其目的是 _______________________________。  2 3 4 1 防止温度过高，反应速率过快 解析：该反应过程中要冷凝生成的CrO2Cl2，反应速率不能过快，浓硫酸在反应前应装入冰箱中冷却至 0 ℃左右，其目的是防止温度过高，反应速率过快。 92 (3)写出CrO3与氯化氢气体反应生成铬酰氯的化学反应方程式________________________________。  2 3 4 1 CrO3＋2HCl====CrO2Cl2＋H2O 解析：CrO3与氯化氢气体反应生成铬酰氯，该反应的化学方程式为CrO3＋2HCl==== CrO2Cl2＋H2O。 93 (4)投料时，加入过量氯化钠粉末可以显著增大铬酰氯的产率，原因是 ______________________________________________________________________。  2 3 4 1 加入过量氯化钠粉末可产生过量的氯化氢气体，使更多的CrO3参与反应 解析：CrO3与氯化氢气体反应的方 程式为CrO3＋2HCl====CrO2Cl2＋ H2O，加入过量氯化钠粉末可产生 过量的氯化氢气体，使更多的CrO3 参与反应。 94 (5)反应结束后，用电热套加热装置A，收集117 ℃左右的馏分，收集装 置选用冰水浴的目的是_________________________________________ _______________。  2 3 4 1 将CrO2Cl2迅速冷凝便于收集，提高产率(或减缓铬酰氯挥发) 解析：CrO2Cl2的沸点为117 ℃， 反应结束后，用电热套加热装 置A，收集117 ℃左右的馏分， 收集装置选用冰水浴的目的是 将CrO2Cl2迅速冷凝便于收集， 提高产率(或减缓铬酰氯挥发)。 95 (6)图中C装置未画出，应为下列装置中的哪一种__________(填字母)， 该装置的作用是_______________________________________________ _____________________________。  2 3 4 1 B 吸收未参与反应的HCl气体和逸出的铬酰氯蒸气，防止空气中的水蒸气进入装置 解析：装置C的作用是吸收未参与反应的HCl气体和逸出的铬酰氯蒸气，防止空气中的水蒸气进入装置，可以用碱性的碱石灰来吸收，A中无水氯化钙不能吸收酸性气体，D装置没有防倒吸设置，C中不能吸收空气中的水分，故选B。 96 3.(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： 2 3 4 1 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。 97 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 3 4 1 催化剂 无有毒气体二氧化硫产生(合理即可) 解析：乙酸与过量乙醇在一定温度下，硫酸氢钠作催化剂，甲基紫的乙醇溶液和变色硅胶作指示剂的条件下，反应制取乙酸乙酯，用饱和碳酸钠溶液除去其中的乙酸至无二氧化碳逸出，分离出有机相、洗涤、加无水硫酸镁后过滤，滤液蒸馏时收集73~78 ℃馏分，得纯度为98.0%的乙酸乙酯6.60 g。 98 (1)该实验可实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化，用浓H2SO4时，浓硫酸的作用是作催化剂和吸水剂，所以NaHSO4在反应中起催化剂作用；浓硫酸还具有强氧化性和脱水性，用浓H2SO4在加热条件下反应时，可能发生副反应，且浓硫酸的还原产物二氧化硫是有毒气体。所以用其代替浓H2SO4的优点是副产物少，可绿色制备乙酸乙酯，无有毒气体二氧化硫产生。 2 3 4 1 99 (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____________________________________________________。  2 3 4 1 吸收生成的水，使平衡正向移动，提高乙酸乙酯的产率 解析：变色硅胶吸水，除指示反应进程外，还可吸收加热时生成的水，使平衡正向移动，提高乙酸乙酯的产率。 100 (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________(填字母)。  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 2 3 4 1 AD　 101 解析：A.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，故A正确；B.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，故B错误；C.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，故C错误；D.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，故D正确。 2 3 4 1 102 (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)。  2 3 4 1 分液漏斗 解析：容量瓶用于配制一定物质的量浓度的溶液，分离有机相和洗涤有机相不需要容量瓶；漏斗用于固液分离，分离有机相和洗涤有机相不需要漏斗；分离液态有机相和洗涤液态有机相也不需要洗气瓶；分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是分液漏斗。 103 (5)该实验乙酸乙酯的产率为_________(精确 至0.1%)。  2 3 4 1 73.5% 解析：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-1 ＝8.8 g，则该实验乙酸乙酯的产率为×100%＝73.5%。 104 (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)。  2 3 4 1 90 解析：若改用C2H518OH作为反应物进行反应，则为CH3COOH＋CH3COH CH3CO18OC2H5＋H2O，生成的乙酸乙酯的摩尔质量为90 g·mol-1 ，所以质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为90。 105 2 3 4 1 4.(2025·山东济南模拟)邻氯甲苯(M=126.5 g·mol-1)能与多数有机溶剂混溶,沸点158.5 ℃。实验室采用Sandmeyer反应制取的路线如下: 已知:①CuCl为白色固体,难溶于水,易溶于浓盐酸;②酸性条件下HNO2能氧化I-;③重氮化反应放热且需在强酸性条件下进行,否则易发生偶联反应;④乙醚有较强挥发性,有毒。 106 2 3 4 1 步骤1:CuCl的制备 向CuSO4和NaCl中加入NaHSO3和NaOH混合液,搅拌至溶液变无色并析出大量白色粉末,冰水浴冷却、过滤、水洗。所得白色固体倒入冷的浓盐酸中溶解,冰水浴中冷却备用。 步骤2:重氮盐溶液的制备 圆底烧瓶中加入浓盐酸、水及2.1 g邻甲基苯胺(M=107 g·mol-1),加热溶解。控制温度在5 ℃以下滴加NaNO2水溶液至反应完全。 107 2 3 4 1 步骤3:邻氯甲苯的制备与纯化 将重氮盐溶液缓慢滴入冷的氯化亚铜盐酸溶液中,有红色固体析出。滴加完后室温下搅拌半小时。然后用水浴慢慢加热到50 ℃~60 ℃直至不再有氮气逸出。水蒸气蒸馏蒸出粗邻氯甲苯。分出油层,水层用乙醚萃取2次,合并有机层。一系列操作后得邻氯甲苯1.5 g。 108 2 3 4 1 回答下列问题: (1)步骤1制备CuCl的离子方程式为______________________________ _________________。  +S+2H2O 2Cu2++HS+2Cl-+3OH===2CuCl↓ 解析:邻甲基苯胺在亚硝酸钠和盐酸的作用下转化为重氮盐,重氮盐在氯化亚铜和盐酸的作用下转化为邻氯甲苯,结合实验原理、装置图和问题分析解答。 (1)向CuSO4和NaCl中加入NaHSO3和NaOH混合液,搅拌得到氯化亚铜,则步骤1制备CuCl的离子方程式为2Cu2+++2Cl-+3OH-===2CuCl↓++2H2O。 109 2 3 4 1 (2)验证步骤2反应完全的操作为__________________________________ _____________________________________________________________ ______________________________________。若NaNO2溶液过量太多,可能带来的弊端是_____________________________________________ ______________________________________________________________。控温5 ℃最好选用　　　　　。  取一滴充分反应后的反应液滴在淀粉 碘化钾试纸上,试纸变蓝,表示反应已完全或用pH计测圆底烧瓶中溶液 的pH,当pH不变时说明反应已经完全 亚硝酸钠溶液过量太多会降低反应溶液的酸性,导致 重氮盐发生偶联反应(或后续反应中亚硝酸会氧化CuCl,使催化效率降低) (冷)水浴 110 2 3 4 1 解析:反应完成后亚硝酸钠过量,亚硝酸钠具有氧化性,且反应后溶液pH不再发生变化,则验证步骤2反应完全的操作为取一滴充分反应后的反应液滴在淀粉碘化钾试纸上,试纸变蓝,表示反应已完全或用pH计测圆底烧瓶中溶液的pH,当pH不变时说明反应已经完全。由于亚硝酸钠溶液显碱性,若NaNO2溶液过量太多,可能带来的弊端是会降低反应溶液的酸性,导致重氮盐发生偶联反应(或后续反应中亚硝酸会氧化CuCl,使催化效率降低)。控制温度在5 ℃以下最好选用(冷)水浴。 111 2 3 4 1 (3)步骤3水蒸气蒸馏时,a管作用为　　　　　。判断水蒸气蒸馏结束的实验现象是__________________________________________。萃取及分离出乙醚时均需在通风橱中操作,原因是___________________________ _____________________。 平衡气压 馏出液无明显油珠或流出液澄清透明不再含油滴 乙醚沸点较低易挥发且易燃易 爆、有毒性 解析:步骤3水蒸气蒸馏时,a管与大气相通,其作用为平衡气压。有机物一般是油状的,因此判断水蒸气蒸馏结束的实验现象是馏出液无明显油珠或流出液澄清透明不再含油滴。由于乙醚沸点较低易挥发且易燃易爆、有毒性,所以萃取及分离出乙醚时均需在通风橱中操作。 112 2 3 4 1 (4)本实验的产率约为　　　　　%(结果保留两位有效数字)。  60 解析:2.1 g邻甲基苯胺的物质的量是 mol,理论上生成邻氯甲苯的质量是 mol×126.5 g·mol-1,所以产率是×100%≈60%。 113 $$