2026届高三二轮化学复习 以物质制备为主的综合实验 讲义

2026届二轮复习 以物质制备为主的综合实验 类型一　无机物的制备 1.物质制备实验的一般步骤 2.具体实验操作及注意事项 (1)选择仪器及连接顺序 (2)加热操作先后顺序的选择 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：一是防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；二是保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的物质反应。 而完成实验后，熄灭酒精灯的顺序则相反。 (3)常考的温度控制方式 ①水浴加热：均匀加热，反应温度在100 ℃以下。 ②油浴加热：均匀加热，反应温度在100~260 ℃之间。 ③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。 (4)常考实验安全问题 ①尾气处理：有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将之点燃，无毒气体直接排放。 ②气体的纯度：点燃或加热通有可燃性气体(H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等)的装置前，必须检验气体的纯度。 ③倒吸问题：实验过程用到加热装置的要防倒吸；气体易溶于水的要防倒吸。 【高考题精析】 1.[2024·重庆]FeS2可用作锂电池和超级电容器的电极材料。制备FeS2的一种实验装置如图所示(加热及夹持装置略)。 FeS2的制备 N2保护下，将溶有S的热二苯醚溶液注射到FeS热油胺溶液中(S过量)，继续加热回流2h，冷却至室温，离心分离，经洗涤得产品FeS2。 ①仪器a的名称为　　　　　　；N2保护的目的是 　。  ②生成FeS2的化学方程式为 　。 ③为除去产品中残留的S，洗涤选用的试剂是　　　　(填“H2O”或“CS2”)。  答案　①三颈烧瓶　防止Fe2+被氧气氧化　②FeS+SFeS2　③CS2 2.[2024·福建]实验室用发光二极管(LED)的生产废料(主要成分为难溶于水的GaN，含少量In、Mg金属)制备Ga2O3，过程如下。已知：Ga与In为同族元素，In难溶于NaOH溶液。 (1)①基态镓(Ga)原子的价层电子排布式为　　　　　　　　　　。  ②Ⅰ中GaN反应生成[Ga(OH)4]-的离子方程式为______________________。 ③Ⅰ使用装置如图(加热及夹持装置省略)，吸收液可用　　　　(填标号)。  a.水 b.浓盐酸 c.稀硫酸 d.四氯化碳 (2)①Ⅱ需用到的玻璃仪器有烧杯、　　　　和　　　　。  ②“沉淀1”含金属元素　　　　　(填元素符号)。  (3)Ⅲ加硫酸调节溶液pH的目的是_________________________________。  答案　(1)①4s24p1　②GaN+OH-+3H2O+NH3↑　③ac　(2)①玻璃棒　漏斗　②In、Mg　(3)将Na转化为Ga(OH)3沉淀 解析　加入NaOH溶液，GaN转化为[Ga(OH)4]-，In和Mg不与NaOH溶液反应，过滤得到沉淀1即为In和Mg，滤液中主要含有Na[Ga(OH)4]和NaOH，加入硫酸将Na[Ga(OH)4]转化为Ga(OH)3沉淀，Ga(OH)3沉淀加热后分解得到Ga2O3。 (1)③GaN与NaOH溶液反应时产生NH3，NH3极易溶于水，故能用水来吸收NH3；浓盐酸易挥发，不利于吸收NH3；NH3具有碱性，稀硫酸可以吸收NH3；NH3为极性分子，CCl4为非极性分子，NH3难溶于CCl4中，不能用CCl4吸收NH3。 3.[2024·甘肃]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　　　　　　　　。  (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___________________________________。  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) 解析　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。 (2)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，分数次加入MnO2，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 ℃。(3)步骤Ⅲ中滴加饱和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。 \类型二　以有机物制备、提取、纯化为主线的综合实验 解有机物制备类实验题的思维模型 【高考题精析】 1.(2024·黑吉辽，17)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C2OH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　(1)乙酸、乙醇中加浓硫酸制乙酸乙酯时，浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂，故本实验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时可能发生副反应，且浓硫酸的还原产物二氧化硫为有毒气体，用NaHSO4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。(3)若向反应液中直接加入变色硅胶，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；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；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；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”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，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。(5)由反应CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O可知，100 mmol乙酸与150 mmol乙醇反应时，乙醇过量，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，该实验乙酸乙酯的产率为×100%=73.5%。(6)若改用C2OH作为反应物进行反应：CH3COOH+CH3COHCH3CO18OCH2CH3+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。 2.(2024·新课标卷，28)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。 回答下列问题： (1)量取己⁃2，5⁃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 解析　(1)己⁃2，5⁃二酮的熔点：-5.5 ℃，可知常温下该物质为液体，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量取己⁃2，5⁃二酮。(3)己⁃2，5⁃二酮常温下为液体，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)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)“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)由“加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体”可知，常温下产品不溶于50%的乙醇溶液；“加热至65 ℃，至固体溶解”，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。为减少溶解损失，洗涤时可用50%的乙醇溶液。(7)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。 【跟踪训练】 1.(2024·广西，16)二氧化硫脲(TD)是还原性漂白剂，可溶于水，难溶于乙醇，在受热或碱性条件下易水解：CSO2+H2O===CO+H2SO2。其制备与应用探究如下： Ⅰ.由硫脲制备TD 按如图装置，在三颈烧瓶中加入硫脲和水，溶解，冷却至5 ℃后，滴入H2O2溶液，控制温度低于10 ℃和pH<6进行反应。反应完成后，结晶、过滤、洗涤、干燥后得到产品TD。 Ⅱ.用TD进行高岭土原矿脱色(去除Fe2O3)探究 将m g高岭土原矿(Fe2O3质量分数为0.68%)制成悬浊液，加入TD，在一定条件下充分反应，静置，分离出上层清液V mL，用分光光度法测得该清液中Fe2+浓度为b mg·L-1，计算Fe2O3的去除率。 回答下列问题： (1)仪器a的名称是　　　　。  (2)Ⅰ中控制“温度低于10 ℃和pH<6”的目的是____________________________。 (3)写出制备TD的化学方程式：____________________________________________。 (4)H2SO2中S的化合价为　　　　。Ⅰ的反应中，因条件控制不当生成了H2SO2，最终导致TD中出现黄色杂质，该杂质是 　(填化学式)。  (5)Ⅰ中“洗涤”选用乙醇的理由是____________________________。 (6)高岭土中Fe2O3去除率为　　　　(用含m、b、V的代数式表示)。Ⅱ中“静置”时间过长，导致脱色效果降低的原因是____________________________。 答案　(1)恒压滴液漏斗 (2)防止二氧化硫脲水解、防止过氧化氢分解 (3)CS+2H2O2CSO2+2H2O　(4)+2　S　 (5)减少二氧化硫脲的溶解损失 (6)%　亚铁离子被空气中氧气氧化 解析　(2)二氧化硫脲在受热或碱性条件下易水解，且过氧化氢不稳定受热易分解，故Ⅰ中控制“温度低于10 ℃和pH<6”的目的是防止二氧化硫脲水解、防止过氧化氢分解。 (4)二氧化硫脲水解：CSO2+H2O===CO+H2SO2，生成H2SO2，则反应中元素化合价没有改变，CSO2中硫化合价为+2，则H2SO2中S的化合价为+2。TD具有还原性，Ⅰ的反应中因条件控制不当生成了H2SO2，最终导致TD中出现黄色杂质，该杂质是TD还原硫元素转化生成的硫单质。 (6)m(Fe2+)=b mg·L-1×V×10-3 L=bV×10-3mg=bV×10-6g，那么高岭土中Fe2O3的去除率为×100%=%；亚铁离子具有还原性，Ⅱ中“静置”时间过长，亚铁离子被空气中氧气氧化，导致实验误差。 2.(12分)(2024·贵州，15)十二钨硅酸在催化方面有重要用途。某实验小组制备十二钨硅酸晶体，并测定其结晶水含量的方法如下(装置如图，夹持装置省略)： Ⅰ.将适量Na2WO4·2H2O、Na2SiO3·9H2O加入三颈烧瓶中，加适量水，加热，溶解。 Ⅱ.持续搅拌下加热混合物至近沸，缓慢滴加浓盐酸至pH为2，反应30分钟，冷却。 Ⅲ.将反应液转至萃取仪器中，加入乙醚，再分批次加入浓盐酸，萃取。 Ⅳ.静置后液体分上、中、下三层，下层是油状钨硅酸醚合物。 Ⅴ.将下层油状物转至蒸发皿中，加少量水，加热至混合液表面有晶膜形成，冷却结晶，抽滤，干燥，得到十二钨硅酸晶体(H4[SiW12O40]·nH2O)。 已知： ①制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀； ②乙醚易挥发、易燃，难溶于水且密度比水小； ③乙醚在高浓度盐酸中生成的[C2H5——C2H5]+与[SiW12O40]4-缔合成密度较大的油状钨硅酸醚合物。 回答下列问题： (1)仪器a中的试剂是　　　　　(填名称)，其作用是　　　　　。  (2)步骤Ⅱ中浓盐酸需缓慢滴加的原因是 　。 (3)下列仪器中，用于“萃取、分液”操作的有　　　　　(填名称)。  (4)步骤Ⅳ中“静置”后液体中间层的溶质主要是　　　　　。  (5)步骤Ⅴ中“加热”操作　　　　　(选填“能”或“不能”)使用明火，原因是_____________________。  (6)结晶水测定：称取m g十二钨硅酸晶体(H4[SiW12O40]·nH2O，相对分子质量为M)，采用热重分析法测得失去全部结晶水时失重w%，计算n=　　　　　(用含w、M的代数式表示)；若样品未充分干燥，会导致n的值　　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  答案　(1)碱石灰(或NaOH固体等)　吸收挥发出来的氯化氢　(2)防止制备过程中局部pH过低而产生钨的水合氧化物沉淀　(3)分液漏斗、烧杯　(4)NaCl　(5)不能　乙醚易挥发，易燃烧，遇明火极易发生危险　(6)　偏大 解析　(1)为防止挥发出来的盐酸污染环境，在a中加入碱石灰或NaOH固体等能吸收氯化氢的试剂。(4)步骤Ⅳ中“静置”后液体分为三层，乙醚难溶于水，且密度小于水，上层为乙醚，中层为水层，溶质主要为NaCl，下层为油状钨硅酸醚合物。(6)m g十二钨硅酸晶体的物质的量为n1= mol，采用热重分析法测得失去全部结晶水时失重w%，说明结晶水占总质量的w%，故结晶水的物质的量为n2= mol，n==；若未充分干燥，w%变大，n偏大。 3.(14分)(2025·陕西省部分学校高三上学期模拟)多碘盐可用于制备液流电池。在实验室采用四甲基碘化铵[(CH3)4N]+I-(微溶于水，可溶于乙醇和乙醚)与I2按不同比例反应，制备不同组成的多碘盐[(CH3)4N]+[I2n+1]-(微溶于水，易溶于热乙醇，难溶于乙醚)，装置如图所示(加热等装置略)。 反应方程式：[(CH3)4N]+I-+ n I2=== [(CH3)4N]+[I2n+1]- 实验步骤如下： Ⅰ.向反应器中加入25 mL乙醇和一定量的I2，完全溶解后加入一定量的[(CH3)4N]+I-； Ⅱ.在40~60 ℃下搅拌，反应至没有固体残留为止； Ⅲ.反应混合物冷却结晶，过滤，依次用两种溶剂洗涤，晾干后得多碘盐。 回答下列问题： (1)[(CH3)4N]+I-中N原子的杂化方式为_____________________________________。 (2)图中a仪器名称为　　　　，冷凝管的进水口为　　　　(填“e”或“f”)。  (3)本实验不能用水做反应溶剂，原因是___________________________；  步骤Ⅱ中的加热方式是 　。 (4)为了尽可能除去杂质并便于晾干，步骤Ⅲ中选用的两种洗涤溶剂依次为　　　　和　　　　　(填字母)。  A.水　　　B.乙醇　　　C.乙醚 (5)已知多碘盐溶液在一定条件下可释放I2，依据I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6的定量关系，可确定多碘盐的组成。 ①Na2S2O3溶液不稳定，配制该溶液的蒸馏水必须预先煮沸，主要目的是除去　　　　、　　　　和杀菌。  ②用Na2S2O3标准溶液滴定I2时，以淀粉溶液作指示剂，终点的现象为 　。 ③某同学准确称量m g多碘盐，用浓度为c mol·的Na2S2O3标准溶液滴定，消耗标准溶液V mL。写出多碘盐[(CH3)4N]+[I2n+1]-组成中n与m、c和V的关系，n=_______________________________。 答案　(1)sp3　(2)三颈烧瓶　e　(3)反应物微溶于水　水浴加热　(4)B　C　(5)①O2　CO2　②蓝色褪去，且30秒不复原　③ 解析　(1)[(CH3)4N]+中N原子的价层电子对为4+×(5-1-4×1)=4，杂化方式为sp3。 (2)图中a仪器名称为三颈烧瓶，冷凝管的水流方向从下往上，进水口为e。 (3)反应物微溶于水，不能充分接触发生反应，故不能使用水做溶剂；反应温度40~60 ℃，采用水浴加热。 (4)根据产物[(CH3)4N]+[I2n+1]-微溶于水，易溶于热乙醇，难溶于乙醚的性质，可以先用乙醇洗，然后用乙醚洗。 (5)①Na2S2O3溶液，容易被空气中氧气氧化，在酸性条件下容易发生歧化反应，煮沸的主要目的是除去氧气、二氧化碳和杀菌。 ②用Na2S2O3标准溶液滴定I2时，加入淀粉溶液，变成蓝色，碘单质被还原后，溶液褪色，终点的现象为蓝色褪去，且30秒不复原。 ③根据反应，有 nI2　　~　　2nNa2S2O3 n　　　　　　　　2n ×n　　cV×10-3， n=。 4.(14分)(2025·四川省部分学校高三上学期联考)氮化锂(Li3N)常用作固体电解质、催化剂等，某实验小组利用锂与氮气的反应设计实验制备氮化锂并探究某些物质性质，实验装置如图所示。 已知部分信息如下： ①几种含铬的化合物颜色如下表所示： 物质 Cr2O3(s) Na[Cr(OH)4] (aq) Cr2(SO4)3 (aq) (NH4)2 Cr2O7(s) K2Cr2O7 (aq) 颜色 绿色 绿色 棕红色 橘黄色 橙红色 ②Li3N极易潮解。 回答下列问题： (1)装置D的名称是　　　　；实验室将锂贮存于　　　　中。  (2)实验时，先点燃A处酒精灯，后点燃C处酒精灯，这样操作的目的是 　。 (3)当装置A中黄色粉末全部变为绿色时熄灭A处酒精灯，写出该反应的化学方程式：________________________。  (4)实验完毕后，取装置A中绿色粉末X进行如下实验： 序号 操作 现象 Ⅰ 向X中加入稀硫酸，振荡 溶液变为棕红色 Ⅱ 向X中加入NaOH溶液，振荡 溶液变为绿色 Ⅲ 向X中加入KMnO4溶液，煮沸 绿色粉末溶解，产生黑色沉淀Y，溶液变为橙红色 ①根据上述实验推知，Cr2O3性质与下列物质最相似的是　　　　(填字母)。  a.Fe2O3 b.Al2O3 c.MgO d.P2O5 ②已知：黑色固体Y常用于实验室制备Cl2和O2。写出实验Ⅲ中离子方程式：____________________________， 由此推知，该反应中氧化性：KMnO4　　　　　(填“>”“<”或“=”)K2Cr2O7。  (5)向装有足量稀硫酸的试管中加入少量Li3N样品，若　　　　(填实验现象)，则产品混有锂。  (6)为了测定实验后B中固体(CoCl2·xH2O)组成，进行如下实验： 取2.38 g B中固体溶于去离子水，配制成250 mL溶液，准确量取25.00 mL配制的溶液于锥形瓶，向其中加入0.1 mol·L-1AgNO3溶液，测得消耗AgNO3溶液体积为20.00 mL。 ①实验室中用棕色试剂瓶盛放AgNO3溶液，其原因是________________________________。 ②x=　　　　。  答案　(1)球形干燥管　石蜡　(2)排尽装置内空气 (3)Cr2O7N2↑+Cr2O3+4H2O (4)①b　②Cr2O3+Cr2 >　(5)产生气泡　(6)①AgNO3见光易分解　②6 解析　装置A中重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]固体受热分解生成N2、Cr2O3和H2O，装置B用CoCl2干燥N2，经干燥后的N2和Li在装置C中发生反应制备氮化锂，氮化锂极易潮解，装置D中的碱石灰防止空气中的水蒸气进入装置C，据此解答。 (2)先点燃A处酒精灯，产生氮气排尽装置C中的空气。(3)装置A中黄色粉末全部变为绿色时，是Cr2O7(s)分解生成了Cr2O3(s)，根据元素守恒和电子转移守恒，反应的化学方程式为Cr2O7N2↑+Cr2O3+4H2O。(4)①装置A中绿色粉末X发生反应Ⅰ，X能与酸反应；发生反应Ⅱ，X能与碱反应，根据实验可知，三氧化二铬类似氧化铝，是两性氧化物。②向X中加入KMnO4溶液，煮沸，绿色粉末溶解，产生黑色沉淀Y(二氧化锰)，溶液变为橙红色[K2Cr2O7(aq)]，离子方程式为Cr2O3+Cr2；根据氧化剂的氧化性强于氧化产物，可知氧化性：KMnO4>K2Cr2O7。(5)向装有足量稀硫酸的试管中加入少量Li3N样品，如产品混有锂，则会和硫酸反应生成氢气，现象为产生气泡。(6)②根据AgNO3计算，n(Cl-)=n(Ag+)=0.1 mol·L-1×20×10-3 L=2×10-3 mol，根据固体组成，m=××M(CoCl2·xH2O)=2.38 g，M(CoCl2·xH2O)=238 g·mol-1，x==6。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届二轮复习 以物质制备为主的综合实验 类型一　无机物的制备 1.物质制备实验的一般步骤 2.具体实验操作及注意事项 (1)选择仪器及连接顺序 (2)加热操作先后顺序的选择 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：一是防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；二是保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的物质反应。 而完成实验后，熄灭酒精灯的顺序则相反。 (3)常考的温度控制方式 ①水浴加热：均匀加热，反应温度在100 ℃以下。 ②油浴加热：均匀加热，反应温度在100~260 ℃之间。 ③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。 (4)常考实验安全问题 ①尾气处理：有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将之点燃，无毒气体直接排放。 ②气体的纯度：点燃或加热通有可燃性气体(H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等)的装置前，必须检验气体的纯度。 ③倒吸问题：实验过程用到加热装置的要防倒吸；气体易溶于水的要防倒吸。 【高考题精析】 1.[2024·重庆]FeS2可用作锂电池和超级电容器的电极材料。制备FeS2的一种实验装置如图所示(加热及夹持装置略)。 FeS2的制备 N2保护下，将溶有S的热二苯醚溶液注射到FeS热油胺溶液中(S过量)，继续加热回流2h，冷却至室温，离心分离，经洗涤得产品FeS2。 ①仪器a的名称为　　　　　　；N2保护的目的是 　。  ②生成FeS2的化学方程式为 　。 ③为除去产品中残留的S，洗涤选用的试剂是　　　　(填“H2O”或“CS2”)。  2.[2024·福建]实验室用发光二极管(LED)的生产废料(主要成分为难溶于水的GaN，含少量In、Mg金属)制备Ga2O3，过程如下。已知：Ga与In为同族元素，In难溶于NaOH溶液。 (1)①基态镓(Ga)原子的价层电子排布式为　　　　　　　　　　。  ②Ⅰ中GaN反应生成[Ga(OH)4]-的离子方程式为______________________。 ③Ⅰ使用装置如图(加热及夹持装置省略)，吸收液可用　　　　(填标号)。  a.水 b.浓盐酸 c.稀硫酸 d.四氯化碳 (2)①Ⅱ需用到的玻璃仪器有烧杯、　　　　和　　　　。  ②“沉淀1”含金属元素　　　　　(填元素符号)。  (3)Ⅲ加硫酸调节溶液pH的目的是_________________________________。  3.[2024·甘肃]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　　　　　　　　。  (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___________________________________。  \类型二　以有机物制备、提取、纯化为主线的综合实验 解有机物制备类实验题的思维模型 【高考题精析】 1.(2024·黑吉辽，17)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C2OH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.(2024·新课标卷，28)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。 回答下列问题： (1)量取己⁃2，5⁃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　　　　　　　　。  【跟踪训练】 1.(2024·广西，16)二氧化硫脲(TD)是还原性漂白剂，可溶于水，难溶于乙醇，在受热或碱性条件下易水解：CSO2+H2O===CO+H2SO2。其制备与应用探究如下： Ⅰ.由硫脲制备TD 按如图装置，在三颈烧瓶中加入硫脲和水，溶解，冷却至5 ℃后，滴入H2O2溶液，控制温度低于10 ℃和pH<6进行反应。反应完成后，结晶、过滤、洗涤、干燥后得到产品TD。 Ⅱ.用TD进行高岭土原矿脱色(去除Fe2O3)探究 将m g高岭土原矿(Fe2O3质量分数为0.68%)制成悬浊液，加入TD，在一定条件下充分反应，静置，分离出上层清液V mL，用分光光度法测得该清液中Fe2+浓度为b mg·L-1，计算Fe2O3的去除率。 回答下列问题： (1)仪器a的名称是　　　　。  (2)Ⅰ中控制“温度低于10 ℃和pH<6”的目的是____________________________。 (3)写出制备TD的化学方程式：____________________________________________。 (4)H2SO2中S的化合价为　　　　。Ⅰ的反应中，因条件控制不当生成了H2SO2，最终导致TD中出现黄色杂质，该杂质是 　(填化学式)。  (5)Ⅰ中“洗涤”选用乙醇的理由是____________________________。 (6)高岭土中Fe2O3去除率为　　　　(用含m、b、V的代数式表示)。Ⅱ中“静置”时间过长，导致脱色效果降低的原因是____________________________。 2.(12分)(2024·贵州，15)十二钨硅酸在催化方面有重要用途。某实验小组制备十二钨硅酸晶体，并测定其结晶水含量的方法如下(装置如图，夹持装置省略)： Ⅰ.将适量Na2WO4·2H2O、Na2SiO3·9H2O加入三颈烧瓶中，加适量水，加热，溶解。 Ⅱ.持续搅拌下加热混合物至近沸，缓慢滴加浓盐酸至pH为2，反应30分钟，冷却。 Ⅲ.将反应液转至萃取仪器中，加入乙醚，再分批次加入浓盐酸，萃取。 Ⅳ.静置后液体分上、中、下三层，下层是油状钨硅酸醚合物。 Ⅴ.将下层油状物转至蒸发皿中，加少量水，加热至混合液表面有晶膜形成，冷却结晶，抽滤，干燥，得到十二钨硅酸晶体(H4[SiW12O40]·nH2O)。 已知： ①制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀； ②乙醚易挥发、易燃，难溶于水且密度比水小； ③乙醚在高浓度盐酸中生成的[C2H5——C2H5]+与[SiW12O40]4-缔合成密度较大的油状钨硅酸醚合物。 回答下列问题： (1)仪器a中的试剂是　　　　　(填名称)，其作用是　　　　　。  (2)步骤Ⅱ中浓盐酸需缓慢滴加的原因是 　。 (3)下列仪器中，用于“萃取、分液”操作的有　　　　　(填名称)。  (4)步骤Ⅳ中“静置”后液体中间层的溶质主要是　　　　　。  (5)步骤Ⅴ中“加热”操作　　　　　(选填“能”或“不能”)使用明火，原因是_____________________。  (6)结晶水测定：称取m g十二钨硅酸晶体(H4[SiW12O40]·nH2O，相对分子质量为M)，采用热重分析法测得失去全部结晶水时失重w%，计算n=　　　　　(用含w、M的代数式表示)；若样品未充分干燥，会导致n的值　　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  3.(2025·陕西省部分学校高三上学期模拟)多碘盐可用于制备液流电池。在实验室采用四甲基碘化铵[(CH3)4N]+I-(微溶于水，可溶于乙醇和乙醚)与I2按不同比例反应，制备不同组成的多碘盐[(CH3)4N]+[I2n+1]-(微溶于水，易溶于热乙醇，难溶于乙醚)，装置如图所示(加热等装置略)。 反应方程式：[(CH3)4N]+I-+ n I2=== [(CH3)4N]+[I2n+1]- 实验步骤如下： Ⅰ.向反应器中加入25 mL乙醇和一定量的I2，完全溶解后加入一定量的[(CH3)4N]+I-； Ⅱ.在40~60 ℃下搅拌，反应至没有固体残留为止； Ⅲ.反应混合物冷却结晶，过滤，依次用两种溶剂洗涤，晾干后得多碘盐。 回答下列问题： (1)[(CH3)4N]+I-中N原子的杂化方式为_____________________________________。 (2)图中a仪器名称为　　　　，冷凝管的进水口为　　　　(填“e”或“f”)。  (3)本实验不能用水做反应溶剂，原因是___________________________；  步骤Ⅱ中的加热方式是 　。 (4)为了尽可能除去杂质并便于晾干，步骤Ⅲ中选用的两种洗涤溶剂依次为　　　　和　　　　　(填字母)。  A.水　　　B.乙醇　　　C.乙醚 (5)已知多碘盐溶液在一定条件下可释放I2，依据I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6的定量关系，可确定多碘盐的组成。 ①Na2S2O3溶液不稳定，配制该溶液的蒸馏水必须预先煮沸，主要目的是除去　　　　、　　　　和杀菌。  ②用Na2S2O3标准溶液滴定I2时，以淀粉溶液作指示剂，终点的现象为 　。 ③某同学准确称量m g多碘盐，用浓度为c mol·的Na2S2O3标准溶液滴定，消耗标准溶液V mL。写出多碘盐[(CH3)4N]+[I2n+1]-组成中n与m、c和V的关系，n=_______________________________。 4.(2025·四川省部分学校高三上学期联考)氮化锂(Li3N)常用作固体电解质、催化剂等，某实验小组利用锂与氮气的反应设计实验制备氮化锂并探究某些物质性质，实验装置如图所示。 已知部分信息如下： ①几种含铬的化合物颜色如下表所示： 物质 Cr2O3(s) Na[Cr(OH)4] (aq) Cr2(SO4)3 (aq) (NH4)2 Cr2O7(s) K2Cr2O7 (aq) 颜色 绿色 绿色 棕红色 橘黄色 橙红色 ②Li3N极易潮解。 回答下列问题： (1)装置D的名称是　　　　；实验室将锂贮存于　　　　中。  (2)实验时，先点燃A处酒精灯，后点燃C处酒精灯，这样操作的目的是 　。 (3)当装置A中黄色粉末全部变为绿色时熄灭A处酒精灯，写出该反应的化学方程式：________________________。  (4)实验完毕后，取装置A中绿色粉末X进行如下实验： 序号 操作 现象 Ⅰ 向X中加入稀硫酸，振荡 溶液变为棕红色 Ⅱ 向X中加入NaOH溶液，振荡 溶液变为绿色 Ⅲ 向X中加入KMnO4溶液，煮沸 绿色粉末溶解，产生黑色沉淀Y，溶液变为橙红色 ①根据上述实验推知，Cr2O3性质与下列物质最相似的是　　　　(填字母)。  a.Fe2O3 b.Al2O3 c.MgO d.P2O5 ②已知：黑色固体Y常用于实验室制备Cl2和O2。写出实验Ⅲ中离子方程式：____________________________， 由此推知，该反应中氧化性：KMnO4　　　　　(填“>”“<”或“=”)K2Cr2O7。  (5)向装有足量稀硫酸的试管中加入少量Li3N样品，若　　　　(填实验现象)，则产品混有锂。  (6)为了测定实验后B中固体(CoCl2·xH2O)组成，进行如下实验： 取2.38 g B中固体溶于去离子水，配制成250 mL溶液，准确量取25.00 mL配制的溶液于锥形瓶，向其中加入0.1 mol·L-1AgNO3溶液，测得消耗AgNO3溶液体积为20.00 mL。 ①实验室中用棕色试剂瓶盛放AgNO3溶液，其原因是________________________________。 ②x=　　　　。  ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $