内容正文:
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第二部分
大题逐空抢分
题型三 化学综合实验
抢分点2 实验条件的选择及操作
抢分策略
01
目录
CONTENTS
抢分快招
02
真题精研
03
抢分策略
1.实验条件的控制
条件控制 思维方向
控制用量 加过量试剂 使反应完全进行(或增大产率、提高另一反应物的转化率)
控制温度 水浴加热 受热均匀,温度可控,且温度不超过100 ℃
冰水浴冷却 防止某物质分解或挥发
趁热过滤 保持过滤温度,防止温度降低后某物质析出
减压蒸发
(蒸馏) 减压蒸发(蒸馏)降低了温度,可以防止某物质分解
控制溶液pH 分离除杂 抑制水解;使杂质充分沉淀或溶解,提高纯度
调控反应 使溶液呈酸性,提高氧化性,除去氧化物(膜)等;或使溶液呈碱性,除去油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等;控制水解反应的发生
抢分策略
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2.排气方法及作用
装置图 解题指导
①使反应的气体混合均匀。
②根据液体中气泡的生成速率调节气体的混合比例。
③干燥气体
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(1)防氧化、防水解
为了防止空气的成分氧气、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物气体(如氨气、氯气、二氧化硫)等排尽装置中的空气。
(2)定量测定气体
实验中为了充分吸收某种需分析或测定的气体,常用其他稳定的气体(如氮气)作载气;有时也可充分利用反应物气体(如氧气)作载气,将生成的气体压入指定的吸收装置中。
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抢分快招
要充分利用题目给出的信息,特别是各物质的性质,控制实验条件,排除影响因素。
(1)制备实验:根据制备的新物质的性质,控制反应条件,防止对纯度造成影响。
例如:新物质具有还原性,就要控制无氧环境,防止空气中氧气干扰;新物质易水解,就要控制干燥环境, “前堵后截”,装置前后都需要连接干燥装置。
(2)性质探究实验:根据推测的该物质可能的性质,考虑哪些物质会对其性质探究有影响,就必须采取相应措施排除。
例如:该物质具有还原性,应该考虑体系中是否有其他还原性物质,想办法除去。
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真题精研
1.(2025·陕晋宁青卷,15)某实验室制备糖精钴[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O,并测定其结晶水含量。
已知:Sac-表示糖精根离子,其摩尔质量为182 g·mol-1,糖精钴的溶解度在热水中较大,在冷水中较小;丙酮沸点为56 ℃,与水互溶。
CoCl2·6H2O+2NaSac·2H2O===[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O+(6-x)H2O+2NaCl
(一)制备
Ⅰ.称取1.0 g CoCl2·6H2O,加入18 mL蒸馏水,搅拌溶解,得溶液1。
Ⅱ.称取2.6 g(稍过量)糖精钠(NaSac·2H2O),加入10 mL蒸馏水,加热搅拌,得溶液2。
真题精研
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Ⅲ.将溶液2加入接近沸腾的溶液1中,反应3分钟后停止加热,静置,冷却
结晶。
Ⅳ.过滤,依次用三种不同试剂洗涤晶体,晾干得产品。
回答下列问题:
(1)Ⅰ和Ⅱ中除烧杯外,还需用到的玻璃仪器有________、________________
_______________。(写出两种)
(2)Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时,可将烧杯置于________中,以使大量晶体析出。
玻璃棒
量筒(或胶头滴管等,合理即可)
冰水浴
真题精研
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(3)Ⅳ中用①丙酮、②冷水、③冷的1% NaSac溶液洗涤晶体,正确顺序为____。
A.①③② B.③②① C.②①③
(4)Ⅳ中为了确认氯离子已经洗净,取水洗时的最后一次滤液于试管中,________________________________________________________________(将实验操作、现象和结论补充完整)。
(5)与本实验安全注意事项有关的图标有________。
B
加稀硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液,无白色沉淀生成,说明Cl-已洗净
ABC
真题精研
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(二)结晶水含量测定
EDTA和Co2+形成1∶1配合物。准确称取m g糖精钴产品于锥形瓶中,加蒸馏水,加热溶解,再加入缓冲溶液和指示剂,在50~60 ℃下,用c mol·L-1的EDTA标准溶液滴定。
(6)下列操作的正确顺序为______ (用字母排序)。
a.用标准溶液润洗滴定管
b.加入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL处
c.检查滴定管是否漏水并清洗
d.赶出气泡,调节液面,准确记录读数
cabd
真题精研
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(7)滴定终点时消耗标准溶液V mL,则产品[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O中x的测定值
为________________________________(用含m、c、V的代数式表示);若滴定前滴定管尖嘴处无气泡,滴定后有气泡,会导致x的测定值________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
解析:(3)先用冷的1% NaSac溶液洗涤,可降低糖精钴溶解度,减少晶体损失,还能将晶体表面吸附的Co2+转化为晶体析出,且不引入新的杂质,再用冷水洗涤,可降低晶体溶解度并洗去可溶性离子,丙酮可以与水互溶且沸点比水的低,故最后用丙酮洗涤以除去残留的水且能使晶体快速干燥。
偏高
真题精研
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真题精研
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真题精研
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Ⅳ.不加入硫黄,重复步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ做空白实验,消耗HCl标准溶液体积为V3 mL。计算样品中硫的质量分数。
Ⅴ.平行测定三次,计算硫含量的平均值。
回答下列问题:
(1)仪器①的名称是___________;②的名称是____________。
(2)步骤Ⅰ中,乙醇的作用是______________________。
(3)步骤Ⅰ中,样品完全溶解后,必须蒸馏除去乙醇的原因是______________
__________________________。
圆底烧瓶
球形冷凝管
作溶剂,溶解单质硫
防止双氧水氧化乙醇,影响实验测定结果
真题精研
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滴入最后半滴盐酸,溶液颜色由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复原色
实验需要加热至100 ℃,若用水浴水会沸腾
真题精研
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3.(2025·山东卷,18)如下不饱和聚酯可用于制备玻璃钢。
实验室制备该聚酯的相关信息和装置示意图如下(加热及夹持装置略):
实验室制备该聚酯的相关信息和装置示意图
如下(加热及夹持装置略):
原料 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃
顺丁烯二酸酐 52.6 202.2
邻苯二甲酸酐 130.8 295.0
1,2丙二醇 -60.0 187.6
真题精研
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1∶1∶2
真题精研
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(2)装置B的作用是___________________________________________________
____________________________________________________________;仪器C的名称是_______________;反应过程中,应保持温度计2示数处于一定范围,合理的是_____(填标号)。
A.55~60 ℃
B.100~105 ℃
C.190~195 ℃
导气,同时将顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、1,2丙二醇以及醇解反应的产物冷凝回流到装置A中,但是不会将水蒸气冷凝
(直形)冷凝管
B
真题精研
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(3)为测定酸值,取a g样品配制250.00 mL溶液。移取25.00 mL溶液,用
c mol·L-1 KOH乙醇标准溶液滴定至终点,重复实验,数据如下:
应舍弃的数据为_______(填序号);测得该样品的酸值为________________
(用含a,c的代数式表示)。若测得酸值高于聚合度要求,可采取的措施为______ (填标号)。
A.立即停止加热 B.排出装置D内的液体 C.增大N2的流速
2、3
序号 1 2 3 4 5
滴定前读数/mL 0.00 24.98 0.00 0.00 0.00
滴定后读数/mL 24.98 49.78 24.10 25.00 25.02
C
真题精研
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(4)实验中未另加催化剂的原因是___________________________________
___________________________________________。
酸酐本身就能催化成酯反应(酰基化反应),且可以与水反应,促进缩聚反应正向进行
解析:根据题中信息可知,本实验分为两个阶段,先由3种原料发生醇解反应,然后醇解产物再发生缩聚反应得到聚酯,两个阶段控制的温度不同。当测得样品的酸值达到合理要求后,缩聚反应完成。
原料 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃
顺丁烯二酸酐 52.6 202.2
邻苯二甲酸酐 130.8 295.0
1,2丙二醇 -60.0 187.6
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真题精研
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4.(2024·全国甲卷,27节选)CO(NH2)2·H2O2(俗称过氧化脲)是一种消毒剂,实验室中可用尿素与过氧化氢制取,反应方程式如下:
CO(NH2)2+H2O2===CO(NH2)2·H2O2
(一)过氧化脲的合成
烧杯中分别加入25 mL 30% H2O2(ρ=1.11 g·cm-3)、40 mL蒸馏水和12.0 g尿素,搅拌溶解。30 ℃下反应40 min,冷却结晶、过滤、干燥,得白色针状晶体9.4 g。
(二)过氧化脲性质检测
Ⅰ.过氧化脲溶液用稀硫酸酸化后,滴加KMnO4溶液,紫红色消失。
Ⅱ.过氧化脲溶液用稀硫酸酸化后,加入KI溶液和四氯化碳,振荡,静置。
真题精研
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(三)产品纯度测定
溶液配制:称取一定量产品,用蒸馏水溶解后配制成100 mL溶液。
滴定分析:量取25.00 mL过氧化脲溶液至锥形瓶中,加入一定量稀硫酸,用准确浓度的KMnO4溶液滴定至微红色,记录滴定体积,计算纯度。
回答下列问题:
(1)过滤中使用到的玻璃仪器有_________________________________(写出两种即可)。
烧杯、漏斗、玻璃棒(任选两种作答)
真题精研
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(2)“滴定分析”步骤中,下列操作错误的是____ (填标号)。
A.KMnO4溶液置于酸式滴定管中
B.用量筒量取25.00 mL过氧化脲溶液
C.滴定近终点时,用洗瓶冲洗锥形瓶内壁
D.锥形瓶内溶液变色后,立即记录滴定管液面刻度
(3)以下操作导致过氧化脲纯度测定结果偏低的是___ (填标号)。
A.容量瓶中液面超过刻度线
B.滴定管水洗后未用KMnO4溶液润洗
C.摇动锥形瓶时KMnO4溶液滴到锥形瓶外
D.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
A
BD
真题精研
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解析: (2)A项,KMnO4溶液是强氧化性溶液,应置于酸式滴定管中,正确;B项,量筒的精确度不能达到0.01 mL,量取25.00 mL的溶液应选用滴定管,错误;C项,滴定过程中,待测液有可能会溅到锥形瓶内壁,滴定近终点时,为了使结果更精确,可用洗瓶冲洗锥形瓶内壁,正确;D项,锥形瓶内溶液变色后,应等待30 s,观察溶液不再恢复原来的颜色后,才能记录滴定管液面刻度,错误。
真题精研
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(3)A项,在配制过氧化脲溶液时,容量瓶中液面超过刻度线,会使溶液体积偏大,配制溶液的浓度偏低,会使滴定过程中消耗的KMnO4溶液体积偏小,导致测定结果偏低;B项,滴定管水洗后未用KMnO4溶液润洗,会导致KMnO4溶液浓度偏低,会使滴定过程中消耗的KMnO4溶液体积偏大,导致测定结果偏高;C项,摇动锥形瓶时KMnO4溶液滴到锥形瓶外,会使滴定过程中消耗的KMnO4溶液体积偏高,导致测定结果偏高;D项,滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,会使滴定过程中消耗的KMnO4溶液体积偏大,导致测定结果偏高。
真题精研
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R
eq \f(500m,9cV)-27.5eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(m-495cV×10-3,18cV×10-3)))
(6)使用滴定管前首先要检漏,确定不漏液之后用蒸馏水清洗(c),再用待装的标准溶液进行润洗(a),待润洗完成后装入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL处(b),放液赶出气泡后调节液面至“0”刻度或“0”刻度下,准确记录标准溶液体积的初始读数(d)。
(7)滴定消耗的n(EDTA)=eq \f(cV,1000) mol,EDTA与Co2+形成1∶1配合物,则样品溶解后的n(Co2+)=eq \f(cV,1000) mol,即样品中的n{[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O}=eq \f(cV,1000) mol,而M{[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O}=(495+18x) g·mol-1,所以eq \f(cV,1000) mol×(495+18x) g·mol-1=m g,解得x=eq \f(1000m,18cV)-eq \f(495,18)=eq \f(500m,9cV)-27.5eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或x=\f(1000m-495cV,18cV)=\f(m-495cV×10-3,18cV×10-3)));若滴定前滴定管尖嘴处无气泡,滴定后有气泡,测得消耗EDTA溶液体积偏小,即V偏小,根据x=eq \f(500m,9cV)-27.5可知x偏高。
2.(2025·河南卷,16节选)某研究小组设计了如下实验测定某药用硫黄中硫的含量,其中硫转化的总反应为S+2OH-+3H2O2===SOeq \o\al(2-,4)+4H2O。
主要实验步骤如下:
Ⅰ.如图所示,准确称取m g细粉状药用硫黄于①中,并准确加
入V1 mL KOH乙醇溶液(过量),加入适量蒸馏水,搅拌,加热回流。
待样品完全溶解后,蒸馏除去乙醇。
Ⅱ.室温下向①中加入适量蒸馏水,搅拌下缓慢滴加足量30% H2O2溶液,加热至100 ℃,保持20 min,冷却至室温。
Ⅲ.将①中溶液全部转移至锥形瓶中,加入2滴甲基橙指示剂,用c mol·L-1 HCl标准溶液滴定至终点,消耗HCl溶液体积为V2 mL。
(4)步骤Ⅱ中不宜采用水浴加热的原因是_________________________________
_______。步骤Ⅱ结束后,若要检验反应后溶液中的SOeq \o\al(2-,4),实验操作是__________
_______________________________________________________________________
_________。
(5)步骤Ⅲ中,判断滴定达到终点的现象为_______________________________
__________________________________。
取适量混合液先加入盐酸酸化,无明显实验现象,再加入氯化钡溶液产生白色沉淀,说明含有SOeq \o\al(2-,4)
实验过程:
①在装置A中加入上述三种原料,缓慢通入N2。搅拌下加热,两种酸酐分别与1,2丙二醇发生醇解反应,主要生成和。然后逐步升温至190~200 ℃,醇解产物发生缩聚反应生成聚酯。
②缩聚反应后期,每隔一段时间从装置A中取样并测量其酸值,直至酸值达到聚合度要求(酸值:中和1克样品所消耗KOH的毫克数)。
回答下列问题:
(1)理论上,原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(1,2丙二醇)=__________。
eq \f(14000c,a) mg·g-1
(1)由聚酯的结构简式可知,和按物质的量之比1∶1发生缩聚反应生成该聚酯,而顺丁烯二酸酐和邻苯二甲酸酐分别与1,2丙二醇以物质的量之比1∶1发生醇解反应,因此,理论上,原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(1,2丙二醇)=1∶1∶2。
(3)由表中数据可知,5次滴定消耗标准溶液的体积分别为24.98 mL、24.80 mL、
24.10 mL、25.00 mL、25.02 mL,第2、3两次实验的数据的误差明显偏大,故应舍弃;用合理的3次实验的数据求平均值为25.00 mL,25.00 mL c mol·L-1 KOH乙醇标准溶液中含有KOH的质量为25.00×10-3 L×c mol·L-1×56000 mg·mol-1=1400c mg,因此,测得该样品的酸值为eq \f(1400c mg,a g×\f(25.00 mL,250.00 mL))=eq \f(14000c,a) mg·g-1。若测得酸值高于聚合度要求,说明样品中所含的羧基数目较多,还有一部分单体没有充分发生缩聚反应,或者聚合程度不够;N2的作用是一方面可以将生成的水带走,另一方面可以起到搅拌作用,从而加快反应速率且促进缩聚反应充分进行,因此,增大N2的流速可行,C可取。
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