第12章 第62讲 以物质制备为主的综合实验(课件PPT)-【金版新学案】2026年新高考化学高三总复习大一轮复习(双选)

2025-12-11
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资源信息

学段 高中
学科 化学
教材版本 -
年级 高三
章节 -
类型 课件
知识点 常见物质的制备
使用场景 高考复习-一轮复习
学年 2026-2027
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 PPTX
文件大小 3.98 MB
发布时间 2025-12-11
更新时间 2025-12-11
作者 山东正禾大教育科技有限公司
品牌系列 金版新学案·高考大一轮复习讲义
审核时间 2025-11-14
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来源 学科网

内容正文:

第62讲 以物质制备为主的综合实验 第十二章 化学综合实验 高三一轮复习讲义 人教版 (双选) 1.掌握物质制备型实验方案设计的原则。 2.掌握解答物质制备型实验综合题的思维模型。 3.能正确选用实验装置;掌握控制实验条件的方法。 4.能预测或描述实验现象、分析或处理实验数据、得出合理结论。 复习目标 类型一 无机物的制备 类型二 有机物的制备 课时测评 内容索引 类型一 无机物的制备 返回 一、物质制备实验的操作顺序 1.实验操作流程 必备知识 整合 2.加热操作先后顺序的选择 (1)若气体制备实验需加热,应先加热气体发生装置,待产生的气体排尽装置中的空气后,再给实验中其他需要加热的装置加热。 其目的:①防止爆炸(如氢气还原氧化铜);②保证产品纯度,防止反应物或生成物与空气中的物质反应。 (2)完成实验后,熄灭酒精灯的顺序则相反。 3.防止物质变质或损失的措施 (1)实验中反应物或产物若易吸水潮解、水解等,要采取措施防止吸水。 (2)易挥发的液体产物要及时冷却。 (3)易挥发的液体反应物,需在反应装置中加装冷凝回流装置(如长导管、竖直的干燥管、冷凝管等)。 (4)注意防止倒吸的问题。 4.仪器选用及连接顺序 某化学小组用下图实验装置模拟工业制备四氯化碳。 已知:CS2可与溴水反应生成硫酸和氢溴酸,CS2与Cl2在铁作催化剂的条件下,在85 ℃~95 ℃反应可生成四氯化碳;硫单质的沸点445 ℃,CS2的沸点46.5 ℃,CCl4的沸点76.8 ℃、密度1.6 g/cm3。 上述装置的连接顺序为a→  →  →  →  →  →  →  →  →h。 i j f g d e b c 二、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,如图甲, 可观察气泡得到N2、H2的体积比约为1∶3 的混合气体。 (3)平衡气压,如图乙,用长玻璃管平衡气压,也可防堵塞。 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)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)常考的温度控制方式 水浴加热 均匀加热,反应温度在100 ℃以下 油浴加热 均匀加热,反应温度在100~260 ℃之间 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 保温 如真空双层玻璃容器等 三、(固体)物质制备的三大原则 选择最佳 反应途径 如用铝制取氢氧化铝:2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑、 2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑、Al2(SO4)3+6Na[Al(OH)4]8Al(OH)3↓+3Na2SO4,当n(Al3+)∶n{[Al(OH)4]-}=1∶3时,Al(OH)3产率最高。 选择最 佳原料 如实验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝,应选用氨水,而不能选用强碱(如氢氧化钠)溶液;用铜盐与碱溶液反应制取氢氧化铜,应选用氢氧化钠溶液,而不能选用氨水(氢氧化铜可溶解在氨水中)等。 选择适宜 操作方法 如实验室制备氢氧化亚铁时,因氢氧化亚铁在空气中极易与氧气、水反应生成氢氧化铁,所以要注意隔绝空气。 1.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。 关键能力 提升 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。 锥形瓶 升温、搅拌等 浓氨水挥发 双氧水分解 冰水浴 步骤Ⅱ中使用了浓氨水和双氧水,它们在高温下前者易挥发、后者易分解,所以控制温度在10 ℃以下,通常采用冰水浴。 (3)指出如图过滤操作中不规范之处:             .   。 玻璃棒末端没有紧靠三层滤纸处, 漏斗末端尖嘴部分没有紧靠烧杯内壁 (4)步骤Ⅳ中,趁热过滤,除掉的不溶物主要为    。 活性炭 钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水,活性炭不溶于热水,所以趁热过滤可除去活性炭。 (5)步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是              。 促进[Co(NH3)6]Cl3尽快析出 利用同离子效应,促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3尽快析出。 2.(2023·山东卷)三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料,常温下为无色液体,沸点为31.8 ℃,熔点为-126.5 ℃,易水解。实验室根据反应Si+3HClSiHCl3+H2,利用如下装置制备SiHCl3粗品(加热及夹持装置略)。回答下列问题: (1)制备SiHCl3时进行操作:(ⅰ)……;(ⅱ)将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中;(ⅲ)通入HCl,一段时间后接通冷凝装置,加热开始反应。操作(ⅰ)为       ;判断制备反应结束的实验现象是       .             。图示装置存在的两处缺陷是_______________          。 检查装置气密性 管式炉中固体消失、蒸馏烧瓶中无液体滴入 C和D之间缺少干燥装置,没有处理氢气的装置 利用Si和HCl(气体)的反应制备 SiHCl3,实验前要检查装置气 密性,故操作(ⅰ)为检查装置气 密性。制备反应结束时,Si完全 反应,SiHCl3(常温下为无色液 体)不再增加,则实验现象是管式 炉中固体消失、蒸馏烧瓶中无液 体滴入。SiHCl3容易水解,D中水蒸气容易进入C中,C和D之间应增加吸收水蒸气的装置,NaOH溶液吸收HCl,但不吸收H2,D装置后应增加处理H2的装置。 (2)已知电负性:Cl>H>Si,SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为              。 SiHCl3 +5NaOHNa2SiO3 +H2 ↑+3NaCl+2H2O 已知电负性:Cl>H>Si,则SiHCl3中Cl、H为-1价,Si为+4价,SiHCl3在浓NaOH溶液中反应生成Na2SiO3、H2、NaCl,配平化学方程式为SiHCl3+5NaOHNa2SiO3+ H2 ↑+3NaCl +2H2O。 (3)采用如下方法测定溶有少量HCl的SiHCl3纯度。 m1 g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后,进行如下实验操作:①   ,②     (填操作名称),③称量等操作,测得所得固体氧化物质量为m2 g,从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器,依次为    (填字母)。测得样品纯度为     (用含m1、m2的代数式表示)。 灼烧 冷却干燥 AC ×100% 由后续操作可知,SiHCl3水解得到的硅酸水合物要先在坩埚中灼烧(得到SiO2),然后在干燥器中冷却干燥SiO2,使用的仪器分别为A、C。根据原子守恒可得关系式SiHCl3~ SiO2,则m1 g样品中SiHCl3的质量为m2 g×,故样品纯度为m2 g×÷m1 g×100%=×100%。 解答无机物制备综合实验题的思维流程 练后归纳 返回 类型二 有机物的制备 返回 1.熟悉有机物制备实验的常用仪器 必备知识 整合 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,用蒸馏方法可以实现分离。 (3)冷凝回流:有机物易挥发,因此在反应中通常要采用冷凝回流装置,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中的冷凝管,图2中的长玻璃管B的作用都是冷凝回流。 (4)防暴沸:加沸石(或碎瓷片),防止溶液暴沸;若开始忘加沸石(或碎瓷片),需冷却后补加。 3.提纯有机物的常见流程 1.对甲基苯胺可用对硝基甲苯作原料在一定条件下制得。 主要反应及装置如下: 关键能力 提升 主要反应物和产物的物理性质见下表: 化合物 溶解性 熔点(℃) 沸点(℃) 密度(g·cm-3) 对硝基甲苯 不溶于水,溶于乙醇、苯 51.4 237.7 1.286 对甲基苯胺 微溶于水,易溶于乙醇、苯 43~45 200~202 1.046 对甲基苯胺盐酸盐 易溶于水,不溶于乙醇、苯 243~245 - - 苯 不溶于水,溶于乙醇 5.5 80.1 0.874 实验步骤如下: ①向三颈烧瓶中加入50 mL稀盐酸、10.7 mL(13.7 g)对硝基甲苯和适量铁粉,维持瓶内温度在80 ℃左右,同时搅拌回流、使其充分反应; ②调节pH=7~8,再逐滴加入30 mL苯充分混合; ③抽滤得到固体,将滤液静置、分液得液体M; ④向M中滴加盐酸,振荡、静置、分液,向下层液体中加入NaOH溶液,充分振荡、静置; ⑤抽滤得固体,将其洗涤、干燥得6.1 g产品。 回答下列问题: (1)主要反应装置如图,a处缺少的装置是      (填仪器名称),实验步骤③和④的分液操作中使用到下列仪器中的  (填字母)。 a.烧杯 b.长颈漏斗 c.玻璃棒 d.铁架台 球形冷凝管 ad 首先向三颈烧瓶中加稀盐酸、对 硝基甲苯和适量铁粉加热进行反 应,生成对甲基苯胺盐酸盐,调 节pH=7~8,沉淀铁离子并使对 甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺,加入苯溶解生成的对甲基苯胺和未反应的对硝基甲苯,抽滤、静置、分液,得到有机层,向有机层中加入盐酸使对甲基苯胺转化为对甲基苯胺盐酸盐,生成的对甲基苯胺盐酸盐易溶于水,静置,分液得到无机层,向无机层加入NaOH溶液,使对甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺,对甲基苯胺常温下为微溶于水的固体,所以在加入氢氧化钠溶液后会有对甲基苯胺固体析出,抽滤得到固体,洗涤、干燥得到产品。 该反应中反应物沸点较低,加热反应过程中会挥发,需要在a处加装球形冷凝管冷凝回流;分液操作需要烧杯、分液漏斗、铁架台,所以选ad; (2)步骤②中用5%的碳酸钠溶液调pH=7~8的目的之一是使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀,另一个目的是        。 使对甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺 首先向三颈烧瓶中加稀盐酸、对 硝基甲苯和适量铁粉加热进行反 应,生成对甲基苯胺盐酸盐,调 节pH=7~8,沉淀铁离子并使对 甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺,加入苯溶解生成的对甲基苯胺和未反应的对硝基甲苯,抽滤、静置、分液,得到有机层,向有机层中加入盐酸使对甲基苯胺转化为对甲基苯胺盐酸盐,生成的对甲基苯胺盐酸盐易溶于水,静置,分液得到无机层,向无机层加入NaOH溶液,使对甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺,对甲基苯胺常温下为微溶于水的固体,所以在加入氢氧化钠溶液后会有对甲基苯胺固体析出,抽滤得到固体,洗涤、干燥得到产品。 根据题目所给信息可知,pH值升高会使对甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺,达到分离提纯的目的; (3)步骤③中液体M是分液时的   层(填“上”或“下”)液体,步骤④加入盐酸的作用是              .   。 上 使对甲基苯胺转化为对甲基苯胺盐酸盐进入水层与有机层分离 首先向三颈烧瓶中加稀盐酸、对 硝基甲苯和适量铁粉加热进行反 应,生成对甲基苯胺盐酸盐,调 节pH=7~8,沉淀铁离子并使对 甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺,加入苯溶解生成的对甲基苯胺和未反应的对硝基甲苯,抽滤、静置、分液,得到有机层,向有机层中加入盐酸使对甲基苯胺转化为对甲基苯胺盐酸盐,生成的对甲基苯胺盐酸盐易溶于水,静置,分液得到无机层,向无机层加入NaOH溶液,使对甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺,对甲基苯胺常温下为微溶于水的固体,所以在加入氢氧化钠溶液后会有对甲基苯胺固体析出,抽滤得到固体,洗涤、干燥得到产品。 根据分析步骤③中液体M为有机层,溶剂为苯,密度比水小,所以在上层;加入盐酸使对甲基苯胺转化为易溶于水的对甲基苯胺盐酸盐,从而实现与有机层的分离; (4)步骤④中加入氢氧化钠溶液后发生反应的离子方程式有______________      _________________________________ .. H++OH- +OH- +H2O 。 H2O、 首先向三颈烧瓶中加稀盐酸、对 硝基甲苯和适量铁粉加热进行反 应,生成对甲基苯胺盐酸盐,调 节pH=7~8,沉淀铁离子并使对 甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺,加入苯溶解生成的对甲基苯胺和未反应的对硝基甲苯,抽滤、静置、分液,得到有机层,向有机层中加入盐酸使对甲基苯胺转化为对甲基苯胺盐酸盐,生成的对甲基苯胺盐酸盐易溶于水,静置,分液得到无机层,向无机层加入NaOH溶液,使对甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺,对甲基苯胺常温下为微溶于水的固体,所以在加入氢氧化钠溶液后会有对甲基苯胺固体析出,抽滤得到固体,洗涤、干燥得到产品。 下层液体中有未反应的盐酸和生成的对甲基苯胺盐酸盐都与NaOH发生反应,离子方程式为H++OH-H2O、 +OH- +H2O; (5)步骤⑤中,以下洗涤剂中最合适的是  (填字母)。 a.乙醇 b.蒸馏水 c.HCl溶液 d.NaOH溶液 b 首先向三颈烧瓶中加稀盐酸、对 硝基甲苯和适量铁粉加热进行反 应,生成对甲基苯胺盐酸盐,调 节pH=7~8,沉淀铁离子并使对 甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺,加入苯溶解生成的对甲基苯胺和未反应的对硝基甲苯,抽滤、静置、分液,得到有机层,向有机层中加入盐酸使对甲基苯胺转化为对甲基苯胺盐酸盐,生成的对甲基苯胺盐酸盐易溶于水,静置,分液得到无机层,向无机层加入NaOH溶液,使对甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺,对甲基苯胺常温下为微溶于水的固体,所以在加入氢氧化钠溶液后会有对甲基苯胺固体析出,抽滤得到固体,洗涤、干燥得到产品。 洗涤是为了洗去可能附着在固体表面的对甲基苯胺盐酸盐、NaCl和NaOH等可溶于水的杂质,为降低对甲基苯胺洗涤过程的溶解损失,最好的洗涤剂应为蒸馏水,所以选b; (6)本实验的产率是   %。(计算结果保留一位小数) 57.0 首先向三颈烧瓶中加稀盐酸、对 硝基甲苯和适量铁粉加热进行反 应,生成对甲基苯胺盐酸盐,调 节pH=7~8,沉淀铁离子并使对 甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺,加入苯溶解生成的对甲基苯胺和未反应的对硝基甲苯,抽滤、静置、分液,得到有机层,向有机层中加入盐酸使对甲基苯胺转化为对甲基苯胺盐酸盐,生成的对甲基苯胺盐酸盐易溶于水,静置,分液得到无机层,向无机层加入NaOH溶液,使对甲基苯胺盐酸盐转化为对甲基苯胺,对甲基苯胺常温下为微溶于水的固体,所以在加入氢氧化钠溶液后会有对甲基苯胺固体析出,抽滤得到固体,洗涤、干燥得到产品。 原料中有13.7 g对硝基甲苯,即=0.1 mol,所以理论上生成的对甲基苯胺应为0.1 mol,实际得到产品6.1 g,所以产率为×100%≈57.0%。 2.(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。 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 水浴加热的温度范围为0~100 ℃,油浴加热的温度范围为100~260 ℃,水浴加热无法使溶液沸腾,故采用油浴加热。 (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 仪器B的名称为球形冷凝管,冷却水应从下口进上口出。 (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               。 防止沸腾时加入安息香固体引起暴沸 在液体沸腾时加入固体会引起暴沸,由安息香熔点可知其室温下为固体,故待沸腾平息后加入安息香,目的是防止沸腾时加入安息香固体引起暴沸。 (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 采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮可行,会依次发生反应:安息香+FeCl3二苯乙二酮+FeCl2+HCl,4FeCl2+O2+4HCl4FeCl3+2H2O,FeCl3可以循环利用。 (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     。 FeCl3水解 FeCl3易水解,乙酸还可以防止Fe3+水解。 (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 安息香难溶于冷水,溶于热水、乙醇、乙酸,二苯乙二酮不溶于水,溶于乙醇、乙酸,因此粗品中少量的安息香可用少量热水洗涤的方法 除去。 (7)本实验的产率最接近于  (填字母)。 a.85% b.80% c.75% d.70% b 该实验的理论产量为2.0 g×≈1.98 g,实际产量是1.6 g,产率=×100%=80.8%,因此本实验的产率最接近于80%。 解答无机物制备综合实验题的思维流程 模型构建 1.(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: 高考真题 感悟 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); D 将Cu(ClO4)2·6H2O和Cu粉以及乙 腈(CH3CN)加入双颈烧瓶中,经水 浴加热并回流进行充分反应,反应 结束后过滤除去未反应完全的Cu, 然后利用乙腈的挥发性进行蒸馏除 去乙腈,将剩余溶液进行冷却结晶分离出[Cu(CH3CN)4]ClO4。 表示需佩戴护目镜, 表示当心火灾, 表示注意烫伤, 表示排风, 表示必须洗手,故答案为D。 (2)装置Ⅰ中仪器M的名称为       ; 球形冷凝管 将Cu(ClO4)2·6H2O和Cu粉以及乙 腈(CH3CN)加入双颈烧瓶中,经水 浴加热并回流进行充分反应,反应 结束后过滤除去未反应完全的Cu, 然后利用乙腈的挥发性进行蒸馏除 去乙腈,将剩余溶液进行冷却结晶分离出[Cu(CH3CN)4]ClO4。装置Ⅰ中仪器M的名称为球形冷凝管。 (3)装置Ⅰ中反应完全的现象是        ; 溶液由蓝色变为无色 将Cu(ClO4)2·6H2O和Cu粉以及乙 腈(CH3CN)加入双颈烧瓶中,经水 浴加热并回流进行充分反应,反应 结束后过滤除去未反应完全的Cu, 然后利用乙腈的挥发性进行蒸馏除 去乙腈,将剩余溶液进行冷却结晶分离出[Cu(CH3CN)4]ClO4。 Cu(ClO4)2·6H2O在乙腈中为蓝色,[Cu(CH3CN)4]ClO4在乙腈中为无色,因此装置Ⅰ中反应完全的现象是溶液由蓝色变为无色。 (4)装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是           .      ; 排出装置内的空气并隔绝空气,防止制备的产品被氧化 将Cu(ClO4)2·6H2O和Cu粉以及乙 腈(CH3CN)加入双颈烧瓶中,经水 浴加热并回流进行充分反应,反应 结束后过滤除去未反应完全的Cu, 然后利用乙腈的挥发性进行蒸馏除 去乙腈,将剩余溶液进行冷却结晶分离出[Cu(CH3CN)4]ClO4。 由于制备的[Cu(CH3CN)4]ClO4中Cu元素为+1价,具有较强的还原性,容易被空气中的氧气氧化,因此装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是排出装置内的空气并隔绝空气,防止制备的产品被氧化,同时也可防止乙腈逸出。 (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             ; 防止蒸馏温度过高产物分解 将Cu(ClO4)2·6H2O和Cu粉以及乙 腈(CH3CN)加入双颈烧瓶中,经水 浴加热并回流进行充分反应,反应 结束后过滤除去未反应完全的Cu, 然后利用乙腈的挥发性进行蒸馏除 去乙腈,将剩余溶液进行冷却结晶分离出[Cu(CH3CN)4]ClO4。 若直接蒸馏可能会导致产物分解,因此需先蒸馏至接近饱和,再经步骤d冷却结晶,从而获得晶体。 (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 C 将Cu(ClO4)2·6H2O和Cu粉以及乙 腈(CH3CN)加入双颈烧瓶中,经水 浴加热并回流进行充分反应,反应 结束后过滤除去未反应完全的Cu, 然后利用乙腈的挥发性进行蒸馏除 去乙腈,将剩余溶液进行冷却结晶分离出[Cu(CH3CN)4]ClO4。 为了使母液中的[Cu(CH3CN)4]ClO4结晶,可向母液中加入极性较小的溶剂,扩大溶剂与[Cu(CH3CN)4]ClO4的极性差,进而使[Cu(CH3CN)4]ClO4析出,因此可选用的溶剂为乙醚,故答案为C。 (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)。 81.2% 将Cu(ClO4)2·6H2O和Cu粉以及乙 腈(CH3CN)加入双颈烧瓶中,经水 浴加热并回流进行充分反应,反应 结束后过滤除去未反应完全的Cu, 然后利用乙腈的挥发性进行蒸馏除 去乙腈,将剩余溶液进行冷却结晶分离出[Cu(CH3CN)4]ClO4。 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%。 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)。 20 mL量筒 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 ℃)放入双颈烧瓶中反应,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。2,5-己二酮的摩尔质量为114 g·mol-1,根据题中所给数据可知,所需2,5-己二酮的体积为≈15.5 cm3=15.5 mL,故应使用20 mL量筒。 (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 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 ℃)放入双颈烧瓶中反应,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。 ③为铁架台;仪器②用于冷凝回流,为球形冷凝管。 (3)“搅拌”的作用是              。 使固液充分接触,加快反应速率 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 ℃)放入双颈烧瓶中反应,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。2,5-己二酮的熔点为-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,搅拌可使固液反应物充分接触,加快反应速率。 (4)“加热”方式为     。 水浴加热 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 ℃)放入双颈烧瓶中反应,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。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。 (5)使用的“脱色剂”是    。 活性炭 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 ℃)放入双颈烧瓶中反应,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。“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。 (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 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 ℃)放入双颈烧瓶中反应,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。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。 (7)若需进一步提纯产品,可采用的方法是    。 重结晶 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 ℃)放入双颈烧瓶中反应,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 返回 涤、干燥得到产品。由产品的分离提纯过程可知,若需进一步提纯,可采用的方法为重结晶。 课 时 测 评 返回 1.(14分)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。 2 3 4 1 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,得到白色固体,质量为0.466 0 g。 2 3 4 1 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 学方程式为               。 HCl H2SO4(浓)+2NaClNa2SO4+2HCl↑ 2 3 4 1 装置Ⅰ为浓硫酸和氯化钠共热制取HCl气体 的装置,发生主要反应的化学方程式为 H2SO4(浓)+2NaClNa2SO4 +2HCl↑,常温下为H2SO4+NaCl NaHSO4+HCl↑。 2 3 4 1 (2)Ⅱ中仪器b的作用是     ;Ⅲ中的试剂应选用  .     。 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溶液反应会生成H2S,H2S有毒,对环境有污染,装置Ⅲ中盛放CuSO4溶液,用于吸收H2S。 防止Ⅱ中溶液倒吸 CuSO4 溶液 2 3 4 1 (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         .            .                  。 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。 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 2 3 4 1 (4)沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液,原因是        。 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。 使钡离子沉淀完全 2 3 4 1 (5)在过滤操作中,下列仪器不需要用到的是    (填名称)。 过滤用到的仪器有铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒,用不到锥形瓶。 锥形瓶 2 3 4 1 2.(16分)硫酸亚铁在印染、医药、化肥等多个行业有广泛应用。某学习小组对硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)的热分解产物进行探究。回答下列问题: 2 3 4 1 (1)装置A中石棉绒的作用为        ;装置D中的仪器名称为  .      。 防止固体粉末堵塞导管 (球形)干燥管 2 3 4 1 装置A为硫酸亚铁晶体煅烧分解的装置,分解生成Fe2O3、SO2、SO3和水,装置B盛放品红溶液,可以检验SO2,装置C盛放BaCl2溶液,可以检验SO3,装置D中为无水CuSO4粉末,可以检验水蒸气,装置E盛放氢氧化钠溶液,进行尾气处理。装置A中石棉绒可以防止固体粉末堵塞导管,装置D中的仪器为(球形)干燥管; 2 3 4 1 (2)按气流方向,上述装置合理的连接顺序为a→g→f→  →  →  →   →h(填装置口小写字母)。 e d c b 2 3 4 1 装置A为硫酸亚铁晶体煅烧分解的装置,分解生成Fe2O3、SO2、SO3和水,装置B盛放品红溶液,可以检验SO2,装置C盛放BaCl2溶液,可以检验SO3,装置D中为无水CuSO4粉末,可以检验水蒸气,装置E盛放氢氧化钠溶液,进行尾气处理。生成物应该先检验水蒸气,再检验 2 3 4 1 SO3,最后检验SO2,因为检验SO2和SO3时都有水溶液,会带出水蒸气,SO3极易溶于水且和水反应,所以连接顺序为a→g→f→e→d→c→b →h; 2 3 4 1 (3)该小组同学按上述顺序连接各装置并进行实验,请为他们补全表格: 装置编号 填装试剂 实验现象 实验结论 A FeSO4·7H2O 绿色固体逐渐变为红色粉末   B ①____________ ②_____________________ 分解产物中含有SO2 C BaCl2溶液 产生白色沉淀 ③_______________________ D 无水CuSO4粉末 白色固体逐渐变为蓝色 分解产物中含有水蒸气 E ④____________     品红溶液 溶液由红色褪为无色 分解产物中含有SO3 NaOH溶液 2 3 4 1 装置A为硫酸亚铁晶体煅烧分解的装置,分解生成Fe2O3、SO2、SO3和水,装置B盛放品红溶液,可以检验SO2,装置C盛放BaCl2溶液,可以检验SO3,装置D中为无水CuSO4粉末,可以检验水蒸气,装置E盛放氢氧化钠溶液,进行尾气处理。硫酸亚铁晶体煅烧后由绿色固体逐渐 2 3 4 1 变为红色粉末,说明生成了Fe2O3;品红溶液褪色,说明分解产物中含有SO2;BaCl2溶液产生白色沉淀,说明分解产物中含有SO3;无水CuSO4粉末由白色固体逐渐变为蓝色,说明分解产物中含有水蒸气;装置E盛放氢氧化钠溶液,进行尾气处理; 2 3 4 1 (4)硫酸亚铁晶体分解的化学方程式为      .     。 2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑ +SO3↑+14H2O↑ 2 3 4 1 装置A为硫酸亚铁晶体煅烧分解的装置,分解生成Fe2O3、SO2、SO3和水,装置B盛放品红溶液,可以检验SO2,装置C盛放BaCl2溶液,可以检验SO3,装置D中为无水CuSO4粉末,可以检验水蒸气,装置E盛放氢氧化钠溶液,进行尾气处理。硫酸亚铁晶体煅烧得到红色固体氧化 2 3 4 1 铁,同时生成二氧化硫、三氧化硫和水蒸气,分解的化学方程式为2FeSO4·7H2OFe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O↑; 2 3 4 1 (5)设计实验证明A中得到的红色粉末不含+2价铁元素:      . __________________________________________________________________________________________________________________ (简述实验操作及现象)。 取实验后反应管中少量固体,溶于稀盐酸后,向溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不产生蓝色沉淀(用硫酸溶解,酸性高锰酸钾检验Fe2+也可以) 2 3 4 1 装置A为硫酸亚铁晶体煅烧分解的装置,分解生成Fe2O3、SO2、SO3和水,装置B盛放品红溶液,可以检验SO2,装置C盛放BaCl2溶液,可以检验SO3,装置D中为无水CuSO4粉末,可以检验水蒸气,装置E盛放氢氧化钠溶液,进行尾气处理。证明A中得到的红色粉末不含+2价铁 2 3 4 1 元素,需要取实验后反应管中少量固体,溶于稀盐酸后,向溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成,证明A中得到的红色粉末不含+2价的铁元素。 2 3 4 1 3.(12分)乙醇酸钠(HOCH2COONa)又称羟基乙酸钠,它是一种有机原料,其相对分子质量为98。羟基乙酸钠易溶于热水,微溶于冷水,不溶于醇、醚等有机溶剂。实验室拟用氯乙酸(ClCH2COOH)和NaOH溶液制备少量羟基乙酸钠,此反应为剧烈的放热反应。具体实验步骤如下: 步骤1:向如图所示装置的三颈烧瓶中,加入132.3 g氯乙酸、50 mL水,搅拌。逐步加入40% NaOH溶液,在95 ℃继续搅拌反应2小时,反应过程控制 pH在9至10之间。 2 3 4 1 步骤2:蒸出部分水至液面有薄膜,加少量热水,操作1,滤液冷却至 15 ℃,过滤得粗产品。 步骤3:粗产品溶解于适量热水中,加活性炭脱色,操作2,分离掉活性炭。 步骤4:将去除活性炭后的溶液加入适量乙醇中,操作3,过滤、干燥,得到羟基乙酸钠。 2 3 4 1 请回答下列问题: (1)步骤1中,发生反应的化学方程式是              . ————————— ————。 ClCH2COOH+2NaOH HOCH2COONa+NaCl+H2O 2 3 4 1 (2)如图所示的装置中仪器B为球形冷凝管,下列说法不正确的是    . (填字母)。 A.球形冷凝管与直形冷凝管相比,冷却面积更 大,效果更好 B.球形冷凝管既可以作倾斜式蒸馏装置,也可 用于垂直回流装置 C.在使用冷凝管进行蒸馏操作时,一般蒸馏物的沸点越高,蒸气越不易冷凝 球形冷凝管内芯管为球泡状,容易积留蒸馏液,故不适宜作倾斜式蒸馏装置,多用于垂直回流装置,故B错误;在使用冷凝管进行蒸馏操作时,一般蒸馏物的沸点越高,蒸气越易冷凝,故C错误。 BC 2 3 4 1 (3)步骤2中,三颈烧瓶中如果忘加磁转子该如何操作:     .       。 待溶液冷却后补加 磁转子 2 3 4 1 (4)上述步骤中,操作1、2、3的名称分别是  (填字母)。 A.过滤,过滤,冷却结晶 B.趁热过滤,过滤,蒸发结晶 C.趁热过滤,趁热过滤,冷却结晶 C 蒸出部分水至液面有薄膜,说明有固体开始析出,加少量热水趁热过滤;粗产品溶解于适量热水中,加活性炭脱色,需要趁热过滤分离掉活性炭固体;将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中,冷却结晶,过滤,干燥,得到羟基乙酸钠。 2 3 4 1 (5)步骤4中,得到纯净羟基乙酸钠1.1 mol,则实验产率为    %(结果保留1位小数)。 78.6 132.3 g氯乙酸(ClCH2COOH)的物质的量为=1.4 mol,根据ClCH2COOH~HOCH2COONa可知,理论上可以生成1.4 mol羟基乙酸钠,步骤4中,得到纯净羟基乙酸钠1.1 mol,则实验产率为×100%≈78.6%。 2 3 4 1 4.(18分)席夫碱在有机合成、液晶材料、 植物生长调节等多个领域有重要用途。 学习小组在实验室中探究由对甲基苯 胺( )与苯甲醛( ) 在酸催化下制备对甲基苯胺缩苯甲醛席夫 碱( ,M=195 g·mol-1),有关信 息和装置分别如表格和图像所示。 物质 相对分子质量 密度/(g·cm-3) 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性 对甲基苯胺 107 0.96 44 200 微溶于水,易溶于乙醇 乙醇 46 0.78 -114 78 溶于水 苯甲醛 106 1.0 -26 179 微溶于水,与乙醇互溶 2 3 4 1 回答下列问题: (1)实验步骤 ①按图安装好制备装置,检查装置的气密性。向A中加入6.0 g对甲基苯胺、5.0 mL苯甲醛、50 mL乙醇和适量乙酸。其中分水器可接收并分离生成的水。乙醇的作用为            。 作溶剂,使反应物充分混合 2 3 4 1 ②控制反应温度为50 ℃,加热回流至反应结束,合适的加热方式为      ;A中发生的主要反应的化学方程式为_____________________              __;能说明反应结束的实验现象为          。 水浴加热 + +H2O 分水器中水不再增加 2 3 4 1 (2)纯化产品 ①按图安装好水蒸气蒸馏装置,检查装置的气密性。将A中反应后余液转移至D中,在C中加入适量水,进行蒸馏,将产品中的乙醇、对甲基苯胺和苯甲醛蒸出。玻璃管a的作用为              ; 仪器b的名称为    。 ②蒸馏操作结束后,需先打开止水夹再停止加热的原因为       .         。 平衡压强,检验固体产品是否堵塞导管 牛角管 防止装置D中液 体倒吸入装置C中 2 3 4 1 ③实验后将装置D中固体洗涤、干燥后,进一步通过    (填操作名称)纯化后,得到纯品6.0 g。本实验的产品产率为    (保留三位有效数字)。 重结晶 65.2% 2 3 4 1 晶体经重结晶可进一步纯化;5.0 mL苯甲醛的质量为1.0×5.0 g=5 g,对甲基苯胺过量,按苯甲醛的量计算。由关系式: 苯甲醛 ~ 对甲基苯胺缩苯甲醛席夫碱 106     195 5 g     m 可知理论上制得产品的质量为m≈9.198 g, 产率为×100%≈65.2%。 返回 2 3 4 1 谢 谢 观 看 以物质制备为主的综合实验 $

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第12章 第62讲 以物质制备为主的综合实验(课件PPT)-【金版新学案】2026年新高考化学高三总复习大一轮复习(双选)
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