第十六章 第68讲 以物质制备为主的综合实验【精讲精练】-2027届高三化学一轮复习讲义●专题突破（新高考通）

该高中化学高考复习讲义聚焦物质制备综合实验核心考点，涵盖无机物与有机物合成的装置搭建、条件控制、产物提纯等高考高频考查内容，按“核心梳理-考点突破-限时训练”逻辑架构知识体系，通过考点梳理明确实验步骤与安全要点，方法指导强化装置变通与误差分析，真题训练提升信息迁移能力，助力学生系统突破实验难点。 资料突出科学思维与科学探究素养培养，创新采用“真题情境+预测导向”教学策略，如无机物制备中通过氢碘酸产率计算训练定量分析能力，有机物提纯流程模型化帮助学生掌握分离方法。设置基础到综合的分层练习，配合实验安全与纯度检验等细节指导，确保高效复习，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第十六章　化学实验综合应用 第68讲　以物质制备为主的综合实验 【高考考向预测】 以物质制备为核心的化学综合实验围绕无机物、有机物的合成展开，串联原料除杂、反应发生、产物提纯、尾气处理、防倒吸与防潮防水等装置搭建，结合反应条件控制、副反应规避、产率计算与产品纯度检验考查；近三年为高考化学实验大题高频题型，考频稳定；预测2027 年命题偏向陌生物质制备、无水盐与精细有机物合成，融合氧化还原、水解平衡，增加方案对比评价与产率误差分析，强化信息迁移和实验装置变通运用。 【核心梳理●明考点】 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。 【考点突破●明方向】 1.(2025·河北，15)氢碘酸常用于合成碘化物。某化学兴趣小组用如图装置(夹持装置等略)制备氢碘酸。 步骤如下： ⅰ.在A中加入150 mL H2O和127 g I2，快速搅拌，打开K1通入H2S，反应完成后，关闭K1，静置、过滤得滤液； ⅱ.将滤液转移至B中，打开K2通入N2，接通冷凝水，加热保持微沸，直至H2S除尽； ⅲ.继续加热蒸馏，C中收集沸点为125~127 ℃间的馏分，得到117 mL氢碘酸(密度为1.7 g·mL-1，HI质量分数为57%)。 回答下列问题： (1)仪器A的名称：　　　　，通入H2S发生反应的化学方程式：　　　　。  (2)步骤ⅰ中快速搅拌的目的：　　　 (填序号)。 a.便于产物分离 b.防止暴沸 c.防止固体产物包覆碘 (3)步骤ⅰ中随着反应的进行，促进碘溶解的原因：　　　 　　　　(用离子方程式表示)。  (4)步骤ⅱ中的尾气常用　　　　(填化学式)溶液吸收。 (5)步骤ⅱ实验开始时的操作顺序：先通入N2，再加热；步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序： 　　　 　　　　。  (6)列出本实验产率的计算表达式：　　　　。  (7)氢碘酸见光易分解，易被空气氧化，应保存在　　　　　　　　。  2.(2025·陕晋青宁，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。 Ⅲ.将溶液2加入到接近沸腾的溶液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。  (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　　　　。  (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 (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”)。  类型二　有机物的制备 1.解有机物制备类实验题的思维模型 2.提纯有机物的常见流程 例如，精制溴苯(含Br2、HBr、FeBr3、杂质)的工艺流程： 【考点突破●明方向】 1.(2025·湖南，15)苯胺是重要的有机化工原料，其实验室制备原理如下： 相关信息如下： 物质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/g·cm-3 溶解性 硝基苯 123 5.9 210.9 1.20 不溶于水，易溶于乙醚 苯胺 93 -6.3 184.0 1.02 微溶于水，易溶于乙醚 乙酸 60 16.6 117.9 1.05 与水互溶 乙醚 74 -116.3 34.5 0.71 微溶于水 反应装置Ⅰ和蒸馏装置Ⅱ(加热、夹持等装置略)如下： 实验步骤为： ①向装置Ⅰ双颈烧瓶中加入13.5 g铁粉、25.0 mL水及1.50 mL乙酸，加热煮沸10 min； ②稍冷后，通过恒压滴液漏斗缓慢滴入8.20 mL硝基苯(0.08 mol)，再加热回流30 min； ③将装置Ⅰ改成水蒸气蒸馏装置，蒸馏收集苯胺⁃水馏出液； ④将苯胺⁃水馏出液用NaCl饱和后，转入分液漏斗静置分层，分出有机层；水层用乙醚萃取，分出醚层；合并有机层和醚层，用粒状氢氧化钠干燥，得到苯胺醚溶液； ⑤将苯胺醚溶液加入圆底烧瓶(装置Ⅱ)，先蒸馏回收乙醚，再蒸馏收集180~185 ℃馏分，得到5.58 g苯胺。 回答下列问题： (1)实验室保存硝基苯的玻璃容器是　　　　(填标号)。  (2)装置Ⅰ中冷凝管的进水口为　　　　(填“a”或“b”)。  (3)步骤④中将苯胺⁃水馏出液用NaCl饱和的原因是　　　 　　　　。  (4)步骤④中第二次分液，醚层位于　　　　层(填“上”或“下”)。  (5)蒸馏回收乙醚时，锥形瓶需冰水浴的原因是　　　 　　　　；  回收乙醚后，需要放出冷凝管中的冷凝水再蒸馏，这样操作的原因是　　　 　　　　。  (6)下列说法正确的是　　　　(填标号)。  A.缓慢滴加硝基苯是为了减小反应速率 B.蒸馏时需加沸石，防止暴沸 C.用红外光谱不能判断苯胺中是否含有硝基苯 D.蒸馏回收乙醚，无需尾气处理 (7)苯胺的产率为　　　　。  2.(2025·浙江1月选考，19)某研究小组探究AlCl3催化氯苯与氯化亚砜(SOCl2)转化为化合物Z()的反应。实验流程为： 已知： ①实验在通风橱内进行。 ②SOCl2遇水即放出SO2和HCl；AlCl3易升华。 ③氯苯溶于乙醚，难溶于水；Z易溶于乙醚，难溶于水；乙醚不易溶于水。 请回答： (1)在无水气氛中提纯少量AlCl3的简易升华装置如图所示，此处漏斗的作用是　　　。  (2)写出下图中干燥管内可用的酸性固体干燥剂　　　(填1种)。  (3)步骤Ⅰ，下列说法正确的是　　　　　　。  A.氯苯试剂可能含有水，在使用前应作除水处理 B.三颈烧瓶置于冰水浴中，是为了控制反应温度 C.因实验在通风橱内进行，X处无需连接尾气吸收装置 D.反应体系中不再产生气泡时，可判定反应基本结束 (4)步骤Ⅱ，加入冰水的作用是　　　　。  (5)步骤Ⅲ，从混合物M2中得到Z粗产物的所有操作如下，请排序　　　(填序号)。  ①减压蒸馏　②用乙醚萃取、分液　③过滤　④再次萃取、分液，合并有机相　⑤加入无水Na2SO4干燥剂吸水 (6) AlCl3可促进氯苯与SOCl2反应中S—Cl键的断裂，原因是　　　　。  【限时训练】 （40分钟） 1.(10分)(2025·广西，15)HBr和MgBr2广泛应用于精细化工领域。回答下列问题： Ⅰ.制备无水HBr 实验室用H2和Br2制备无水HBr的装置(省略夹持仪器)如图。 已知：PBr3极易水解。 (1)按上图连接仪器进行实验，正确的操作顺序是　　　　　(填标号)。  ①通入氢气流　②收集HBr　③管式炉加热　④打开活塞，滴加液溴 (2)装置A的作用是　　　　。  (3)仪器X的名称为　　　　。  (4)装置D中，用湿润红磷的目的是　　　 　　　　(用化学方程式表示)。  (5)仪器Y中盛装的试剂是　　　　(填字母)。  a.CaO b.CaCl2 c.KOH d.KNO3 (6)整套实验装置的不足之处是　　　　。  Ⅱ.制备无水MgBr2 (7)尝试直接加热MgBr2·6H2O(Mr=292)制备无水MgBr2。当加热至460 ℃，失重后固体残渣质量为原化合物质量的30.7%。经分析该固体残渣为Mgx(OH)yBrz，则x∶y∶z=　　　　(x、y、z均为正整数)。继续加热，最终得到MgO。据以上结果判断，欲从MgBr2·6H2O获得无水MgBr2，应采用的措施是　　　　。  2.(12分)(2025·云南，16)三氟甲基亚磺酸锂(Mr=140)是我国科学家通过人工智能设计开发的一种锂离子电池补锂剂，其合成原理如下： 实验步骤如下： Ⅰ.向A中加入3.5 g NaHCO3、5.2 g Na2SO3和20.0 mL蒸馏水，搅拌下逐滴加入2.1 mL(3.3 g)三氟甲磺酰氯(Mr=168.5)，有气泡产生(装置如图，夹持及加热装置省略)。80 ℃下反应3 h后，减压蒸除溶剂得浅黄色固体。 Ⅱ.向上述所得固体中加入10.0 mL四氢呋喃(THF)，充分搅拌后，加入无水Na2SO4，振荡，抽滤、洗涤。将所得滤液减压蒸除THF，得黏稠状固体。加入适量乙醇进行重结晶。 Ⅲ.将所得三氟甲基亚磺酸钠和3.0 mL THF加入圆底烧瓶中，搅拌溶解后逐滴加入足量浓盐酸，析出白色固体。抽滤、洗涤。 Ⅳ.将滤液转入圆底烧瓶中，加入2.0 mL蒸馏水和过量LiOH。室温搅拌反应1 h后，减压蒸除溶剂，得粗产品。加入适量乙醇进行重结晶，得产品1.1 g。 已知：THF是一种有机溶剂，与水任意比互溶。 回答下列问题： (1)仪器A的名称为　　　　，冷凝管中冷却水应从　　　　(填“b”或“c”)口通入。  (2)步骤Ⅰ反应中有气泡产生，其主要成分为　　　　　。  (3)步骤Ⅱ中第一次洗涤的目的是　　　 　　　　。  (4)步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式为　　　 　　　　， 判断加入浓盐酸已足量的方法为　　　 　　。  (5)步骤Ⅳ中加入蒸馏水的作用是　　　 　　　　。  (6)三氟甲基亚磺酸锂的产率为　　　　　(保留至0.01%)。  3.(12分)(2025·四川，16)双水杨醛缩乙二胺(H2L，Mr=268)的锰配合物(MnLClx)常用作有机氧化反应的催化剂。某化学课外小组制备了该配合物并确定其组成。 Ⅰ.MnLClx配合物的制备 制备原理： 实验步骤： 实验装置如图所示(省略夹持和加热等装置)。将反应物用乙醇溶解，在空气中65~70 ℃反应30分钟。反应结束后，经冷却、结晶、过滤、洗涤、干燥，获得产物。 Ⅱ.MnLClx配合物中x的测定 ①移取20.00 mL 3.5 mg·mL-1的MnLClx溶液置于锥形瓶中，加入10.00 mL 0.030 00 mol·L-1的维生素C溶液充分混合，放置3~4分钟。 ②往上述锥形瓶中加入5滴1%的淀粉溶液，立即用0.010 00 mol·L-1的I2标准溶液滴定至终点。平行测定三次，消耗标准溶液的平均体积为20.20 mL。 上述测定过程所涉及的反应如下： 2MnLClx+xC6H8O6===2MnL+xC6H6O6+2xHCl I2+C6H8O6===C6H6O6+2HI 回答下列问题： (1)制备过程中，仪器A的名称是　　　　，最适宜的加热方式为　　　　(填字母)。  A.酒精灯　　B.水浴　　C.油浴 (2)制备过程中，空气的作用是　　　 　　　　。  (3)步骤①中，“10.00 mL维生素C溶液”应用　　　　(填字母)量取。  a.烧杯　　b.量筒　　c.移液管 (4)步骤①中，加入维生素C溶液后，“放置3~4分钟”，时间不宜过长的原因是　　　 　　　　。  (5)步骤②中，I2标准溶液应置于　　　　(填“酸式”或“碱式”)滴定管；滴定接近终点时，加入半滴I2标准溶液的操作过程是　　　　 　　　　。  (6)若滴定时过量，将引起测定结果　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。  (7)根据实验数据，MnLClx中x=　　　　(保留整数)。  4.(16分)(2025·山东淄博模拟)氮化锶(Sr3N2)广泛用于光电材料领域。实验室先制取Sr，再根据反应3Sr+N2Sr3N2制备Sr3N2，装置如下(加热和夹持装置略)。已知Sr3N2易水解；醋酸二氨合亚铜溶液可吸收CO，但易被O2氧化失去吸收能力；焦倍酚可吸收O2。 回答下列问题： (1)仪器a的名称为　　　　　　，装置B、D共同起到的作用是　　　　 　　　　。  (2)检查装置气密性并加入药品，打开K1、K2、K3，装置A内发生反应的化学方程式为　　　　　。一段时间后，关闭K1、K2，用管式炉加热瓷舟，证明SrO被完全还原的实验现象是　　　　　　　　。调整管式炉温度为680 ℃，打开K1、K2，制备Sr3N2。图示装置存在一处缺陷，改进的方法是　　　　　。  (3)测定Sr3N2样品纯度：称取m g Sr3N2样品，滴加足量蒸馏水，将产生的气体全部蒸出，用200.00 mL 1.000 mol·L-1的盐酸标准溶液完全吸收(忽略溶液体积变化)，量取20.00 mL吸收液，用1.000 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定过剩的盐酸，达到滴定终点时平均消耗NaOH标准溶液V mL。则滴定时选用的指示剂为　　　 　，样品中Sr3N2的质量分数为　　　 　。若读数时，滴定前平视，滴定后俯视，测定结果会　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。  学科网（北京）股份有限公司 $ 第十六章　化学实验综合应用 第68讲　以物质制备为主的综合实验 【高考考向预测】 以物质制备为核心的化学综合实验围绕无机物、有机物的合成展开，串联原料除杂、反应发生、产物提纯、尾气处理、防倒吸与防潮防水等装置搭建，结合反应条件控制、副反应规避、产率计算与产品纯度检验考查；近三年为高考化学实验大题高频题型，考频稳定；预测2027 年命题偏向陌生物质制备、无水盐与精细有机物合成，融合氧化还原、水解平衡，增加方案对比评价与产率误差分析，强化信息迁移和实验装置变通运用。 【核心梳理●明考点】 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。 【考点突破●明方向】 1.(2025·河北，15)氢碘酸常用于合成碘化物。某化学兴趣小组用如图装置(夹持装置等略)制备氢碘酸。 步骤如下： ⅰ.在A中加入150 mL H2O和127 g I2，快速搅拌，打开K1通入H2S，反应完成后，关闭K1，静置、过滤得滤液； ⅱ.将滤液转移至B中，打开K2通入N2，接通冷凝水，加热保持微沸，直至H2S除尽； ⅲ.继续加热蒸馏，C中收集沸点为125~127 ℃间的馏分，得到117 mL氢碘酸(密度为1.7 g·mL-1，HI质量分数为57%)。 回答下列问题： (1)仪器A的名称：　　　　，通入H2S发生反应的化学方程式：　　　　。  (2)步骤ⅰ中快速搅拌的目的：　　　 (填序号)。 a.便于产物分离 b.防止暴沸 c.防止固体产物包覆碘 (3)步骤ⅰ中随着反应的进行，促进碘溶解的原因：　　　 　　　　(用离子方程式表示)。  (4)步骤ⅱ中的尾气常用　　　　(填化学式)溶液吸收。 (5)步骤ⅱ实验开始时的操作顺序：先通入N2，再加热；步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序： 　　　 　　　　。  (6)列出本实验产率的计算表达式：　　　　。  (7)氢碘酸见光易分解，易被空气氧化，应保存在　　　　　　　　。  【答案】(1)圆底烧瓶　H2S+I2===2HI+S　(2)c (3)I2+I-===　(4)NaOH(其他合理答案也可) (5)先停止加热，再停止通入N2 (6)×100% (7)棕色细口试剂瓶中 【解析】(2)由步骤ⅰ的操作可知，静置、过滤的目的是分离产物，与快速搅拌无关，a不符合题意；步骤ⅰ中未涉及加热，b不符合题意；由(1)可知，步骤ⅰ的反应中有硫单质生成，由于S不溶于水，会包裹溶液中的碘单质阻碍反应的发生，c符合题意。(3)I2可与溶液中的I-反应生成，从而增大碘单质的溶解度，反应的离子方程式为I2+I-===。(4)步骤ⅱ中的尾气是H2S，有毒，为酸性气体，常用NaOH溶液吸收。(5)停止加热后，持续通入N2，可防止产物HI被空气氧化，待装置冷却后再停止通入N2，可将装置中残留的HI全部赶入C中。(6)n实际(HI)=，n理论(HI)=2×=1 mol，故实验的产率为÷1 mol ×100%=×100%。 2.(2025·陕晋青宁，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。 Ⅲ.将溶液2加入到接近沸腾的溶液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。  (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　　　　。  (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 (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”)。  【答案】(1)玻璃棒、量筒、酒精灯(写出两种即可)　(2)冷水浴　(3)B　(4)加入硝酸酸化的AgNO3溶液，没有白色沉淀生成，说明氯离子已经洗净 (5)ABC　(6)c→a→b→d (7)-27.5　偏高 【解析】(1)Ⅰ和Ⅱ步骤中，在烧杯中搅拌溶解固体需要用到玻璃棒，量取10 mL或18 mL蒸馏水需要用到量筒，加热时需要用到酒精灯。(2)根据已知信息“糖精钴的溶解度在热水中较大，在冷水中较小”，故Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时，可将烧杯置于冷水浴中，以使大量晶体析出。(3)Ⅳ中洗涤时先用③冷的1%NaSac溶液洗涤晶体以除去晶体表面的可溶性杂质并减少其溶解损失，再用②冷水洗涤以除去晶体表面的NaSac并减少其溶解损失，最后用①丙酮洗涤晶体以除去晶体表面的水，丙酮沸点较低，便于快速干燥，故B正确。(5)实验步骤Ⅲ中“将溶液2加入到接近沸腾的溶液1中”，为防止液体飞溅造成伤害，需要佩戴护目镜(A)、防止热烫(C)，钴离子是重金属离子，实验完毕应注意洗手(B)。故与本实验安全注意事项有关的图标有A、B、C。(6)将c mol·L-1的EDTA标准溶液装入滴定管进行滴定操作时，需先检查滴定管是否漏水，滴定管确定可用后用水清洗，然后用标准溶液润洗滴定管，防止标准溶液被稀释，之后加入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL处，最后赶出气泡，调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下，准确记录初始读数。故顺序是c→a→b→d。(7)根据“EDTA和Co2+形成1∶1配合物”可知，n{[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O}=n(EDTA)=c mol·L-1×V×10-3 L=cV×10-3 mol=，解得x=-27.5。若滴定前滴定管尖嘴处无气泡，滴定后有气泡，则滴定终点时读数偏小，读取的标准溶液的体积偏小，结合x的计算式可知，V偏小会导致x的测定值偏高。 类型二　有机物的制备 1.解有机物制备类实验题的思维模型 2.提纯有机物的常见流程 例如，精制溴苯(含Br2、HBr、FeBr3、杂质)的工艺流程： 【考点突破●明方向】 1.(2025·湖南，15)苯胺是重要的有机化工原料，其实验室制备原理如下： 相关信息如下： 物质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/g·cm-3 溶解性 硝基苯 123 5.9 210.9 1.20 不溶于水，易溶于乙醚 苯胺 93 -6.3 184.0 1.02 微溶于水，易溶于乙醚 乙酸 60 16.6 117.9 1.05 与水互溶 乙醚 74 -116.3 34.5 0.71 微溶于水 反应装置Ⅰ和蒸馏装置Ⅱ(加热、夹持等装置略)如下： 实验步骤为： ①向装置Ⅰ双颈烧瓶中加入13.5 g铁粉、25.0 mL水及1.50 mL乙酸，加热煮沸10 min； ②稍冷后，通过恒压滴液漏斗缓慢滴入8.20 mL硝基苯(0.08 mol)，再加热回流30 min； ③将装置Ⅰ改成水蒸气蒸馏装置，蒸馏收集苯胺⁃水馏出液； ④将苯胺⁃水馏出液用NaCl饱和后，转入分液漏斗静置分层，分出有机层；水层用乙醚萃取，分出醚层；合并有机层和醚层，用粒状氢氧化钠干燥，得到苯胺醚溶液； ⑤将苯胺醚溶液加入圆底烧瓶(装置Ⅱ)，先蒸馏回收乙醚，再蒸馏收集180~185 ℃馏分，得到5.58 g苯胺。 回答下列问题： (1)实验室保存硝基苯的玻璃容器是　　　　(填标号)。  (2)装置Ⅰ中冷凝管的进水口为　　　　(填“a”或“b”)。  (3)步骤④中将苯胺⁃水馏出液用NaCl饱和的原因是　　　 　　　　。  (4)步骤④中第二次分液，醚层位于　　　　层(填“上”或“下”)。  (5)蒸馏回收乙醚时，锥形瓶需冰水浴的原因是　　　 　　　　；  回收乙醚后，需要放出冷凝管中的冷凝水再蒸馏，这样操作的原因是　　　 　　　　。  (6)下列说法正确的是　　　　(填标号)。  A.缓慢滴加硝基苯是为了减小反应速率 B.蒸馏时需加沸石，防止暴沸 C.用红外光谱不能判断苯胺中是否含有硝基苯 D.蒸馏回收乙醚，无需尾气处理 (7)苯胺的产率为　　　　。  【答案】(1)A　(2)a　(3)利用盐析效应，加入NaCl可降低苯胺的溶解度，使其析出，提高产率 (4)上　(5)防止其挥发损失并提高冷凝效率　避免冷凝水残留影响后续高温蒸馏时冷凝管的效率(或防止高温下冷凝管因温差过大破裂)　(6)B　(7)75% 【解析】(3)由于苯胺在水中有一定溶解度，利用盐析效应，加入NaCl固体，溶液中离子浓度增加，会争夺水分子，导致苯胺的溶解度降低，溶解在水中的大部分苯胺就会以油状物晶体析出，提高实验产率。(4)乙醚密度小于水，故醚层位于上层。(5)乙醚沸点低(34.5 ℃)，冰水浴可防止其挥发损失并提高冷凝效率；由于乙醚和苯胺沸点相差较大，回收乙醚后，需要放出冷凝管中的冷凝水再蒸馏，这样操作的原因是避免冷凝水残留影响后续高温蒸馏(180~185 ℃收集苯胺)时冷凝管的效率或防止高温下冷凝管因温差过大破裂。(6)缓慢滴加是为了控制反应温度，而非单纯减小速率，因为该反应为放热反应，若温度过高，产物苯胺会与乙酸发生取代反应，导致产率下降，故A错误；红外光谱可区分硝基苯(含硝基特征峰)和苯胺(含氨基特征峰)，C错误；乙醚是一种有毒物质，具有挥发性，尾气需要处理，D错误。(7)根据反应原理可知，0.08 mol硝基苯，理论上制备0.08 mol苯胺，理论产量：0.08 mol × 93 g·mol-1=7.44 g，实际产量：5.58 g，产率：×100%=75%。 2.(2025·浙江1月选考，19)某研究小组探究AlCl3催化氯苯与氯化亚砜(SOCl2)转化为化合物Z()的反应。实验流程为： 已知： ①实验在通风橱内进行。 ②SOCl2遇水即放出SO2和HCl；AlCl3易升华。 ③氯苯溶于乙醚，难溶于水；Z易溶于乙醚，难溶于水；乙醚不易溶于水。 请回答： (1)在无水气氛中提纯少量AlCl3的简易升华装置如图所示，此处漏斗的作用是　　　。  (2)写出下图中干燥管内可用的酸性固体干燥剂　　　(填1种)。  (3)步骤Ⅰ，下列说法正确的是　　　　　　。  A.氯苯试剂可能含有水，在使用前应作除水处理 B.三颈烧瓶置于冰水浴中，是为了控制反应温度 C.因实验在通风橱内进行，X处无需连接尾气吸收装置 D.反应体系中不再产生气泡时，可判定反应基本结束 (4)步骤Ⅱ，加入冰水的作用是　　　　。  (5)步骤Ⅲ，从混合物M2中得到Z粗产物的所有操作如下，请排序　　　(填序号)。  ①减压蒸馏　②用乙醚萃取、分液　③过滤　④再次萃取、分液，合并有机相　⑤加入无水Na2SO4干燥剂吸水 (6) AlCl3可促进氯苯与SOCl2反应中S—Cl键的断裂，原因是　　　　。  【答案】(1)AlCl3蒸气遇冷的漏斗内壁凝华为AlCl3固体，收集AlCl3　(2)P2O5(或硅胶)　(3)ABD　(4)除去混合物中的SOCl2、AlCl3，实现有机相与无机相的分离，同时降低反应的速率　(5)②④⑤③①　(6)AlCl3易与Cl-形成络合物[AlCl4]-，促进氯苯与SOCl2反应中S—Cl键的断裂 【解析】(2)酸性干燥剂一般用于干燥酸性或中性气体，常见的酸性固体干燥剂有五氧化二磷、硅胶等，它可以吸收水分，此处干燥HCl和SO2等气体，干燥管内可以使用P2O5、硅胶。(3)由题干信息可知，SOCl2遇水即放出SO2和HCl，氯苯试剂可能含有水，故在使用前应作除水处理，A正确；由题干信息可知，AlCl3易升华，故三颈烧瓶置于冰水浴中，是为了控制反应温度，B正确；由(2)题干信息可知，干燥管中干燥剂起干燥作用，而未能吸收尾气，故虽实验在通风橱内进行，X处仍需连接尾气吸收装置以增加实验的安全性和环保性，C错误；已知氯苯和SOCl2在AlCl3催化作用下生成Z和HCl，即反应过程中能够产生难溶于有机物的HCl气泡，则可知反应体系中不再产生气泡时，可判定反应基本结束，D正确。(4)分析可知，步骤Ⅰ所得M1中含有Z、氯苯和SOCl2、AlCl3等，结合题干信息可知，SOCl2遇水即放出SO2和HCl，且AlCl3易溶于水而难溶于有机物，故步骤Ⅱ中加入冰水的作用是除去混合物中的SOCl2、AlCl3，同时冰水可以降低反应速率。(5)步骤Ⅱ得到的混合物M2中含有Z、氯苯，结合题干信息：氯苯溶于乙醚，难溶于水；Z易溶于乙醚，难溶于水；乙醚不易溶于水，则步骤Ⅲ从混合物M2中得到Z粗产物的操作为用乙醚萃取、分液，再次萃取、分液，合并有机相，加入无水Na2SO4干燥剂吸水，过滤出Na2SO4晶体，即得到氯苯和Z的混合物，再进行减压蒸馏。 【限时训练】 （40分钟） 1.(10分)(2025·广西，15)HBr和MgBr2广泛应用于精细化工领域。回答下列问题： Ⅰ.制备无水HBr 实验室用H2和Br2制备无水HBr的装置(省略夹持仪器)如图。 已知：PBr3极易水解。 (1)按上图连接仪器进行实验，正确的操作顺序是　　　　　(填标号)。  ①通入氢气流　②收集HBr　③管式炉加热　④打开活塞，滴加液溴 (2)装置A的作用是　　　　。  (3)仪器X的名称为　　　　。  (4)装置D中，用湿润红磷的目的是　　　 　　　　(用化学方程式表示)。  (5)仪器Y中盛装的试剂是　　　　(填字母)。  a.CaO b.CaCl2 c.KOH d.KNO3 (6)整套实验装置的不足之处是　　　　。  Ⅱ.制备无水MgBr2 (7)尝试直接加热MgBr2·6H2O(Mr=292)制备无水MgBr2。当加热至460 ℃，失重后固体残渣质量为原化合物质量的30.7%。经分析该固体残渣为Mgx(OH)yBrz，则x∶y∶z=　　　　(x、y、z均为正整数)。继续加热，最终得到MgO。据以上结果判断，欲从MgBr2·6H2O获得无水MgBr2，应采用的措施是　　　　。  【答案】(1)①③④② (2)除去水蒸气；观察气体流速 (3)蒸馏烧瓶　(4)3Br2+2P+6H2O===2H3PO3+6HBr (5)b　(6)缺少尾气处理装置 (7)2∶3∶1　在HBr气氛下加热 【解析】(1)先通入H2气流排出装置内的空气，防止HBr与O2反应生成Br2；管式炉加热条件下缓慢打开活塞滴加液溴，控制反应速率；通过冰浴收集HBr，正确的操作顺序是①③④②。(2)装置A中盛装浓硫酸，作用是除去水蒸气，同时可以观察气体流速。(4)装置D中，用湿润红磷的目的是利用红磷与Br2反应生成PBr3从而吸收未反应的Br2，PBr3极易水解，和水反应生成H3PO3和HBr，总反应的化学方程式为3Br2+2P+6H2O===2H3PO3+6HBr。(5)CaO可与HBr反应，a不选；CaCl2不与HBr反应，可用来干燥HBr，b选；KOH可与HBr反应，c不选；KNO3可与HBr反应，d不选。(6)缺少尾气处理装置(如应设置装有NaOH溶液的洗气瓶吸收未反应的Br2和HBr)。(7)设292 g MgBr2·6H2O(即1 mol)加热至460 ℃，失重后固体残渣质量为原化合物质量的30.7%，反应前后镁元素质量不变，根据镁的质量守恒，产物中含24 g Mg，则设x=1，则可得24+17y+80z=292×30.7%，根据化合物中各元素化合价代数和为0可知，y+z=2x=2，解得y=1.5，z=0.5，则x∶y∶z=2∶3∶1。继续加热，最终得到MgO。据以上结果判断，欲从MgBr2·6H2O获得无水MgBr2，应采用的措施是在HBr气氛下加热，可以抑制水解。 2.(12分)(2025·云南，16)三氟甲基亚磺酸锂(Mr=140)是我国科学家通过人工智能设计开发的一种锂离子电池补锂剂，其合成原理如下： 实验步骤如下： Ⅰ.向A中加入3.5 g NaHCO3、5.2 g Na2SO3和20.0 mL蒸馏水，搅拌下逐滴加入2.1 mL(3.3 g)三氟甲磺酰氯(Mr=168.5)，有气泡产生(装置如图，夹持及加热装置省略)。80 ℃下反应3 h后，减压蒸除溶剂得浅黄色固体。 Ⅱ.向上述所得固体中加入10.0 mL四氢呋喃(THF)，充分搅拌后，加入无水Na2SO4，振荡，抽滤、洗涤。将所得滤液减压蒸除THF，得黏稠状固体。加入适量乙醇进行重结晶。 Ⅲ.将所得三氟甲基亚磺酸钠和3.0 mL THF加入圆底烧瓶中，搅拌溶解后逐滴加入足量浓盐酸，析出白色固体。抽滤、洗涤。 Ⅳ.将滤液转入圆底烧瓶中，加入2.0 mL蒸馏水和过量LiOH。室温搅拌反应1 h后，减压蒸除溶剂，得粗产品。加入适量乙醇进行重结晶，得产品1.1 g。 已知：THF是一种有机溶剂，与水任意比互溶。 回答下列问题： (1)仪器A的名称为　　　　，冷凝管中冷却水应从　　　　(填“b”或“c”)口通入。  (2)步骤Ⅰ反应中有气泡产生，其主要成分为　　　　　。  (3)步骤Ⅱ中第一次洗涤的目的是　　　 　　　　。  (4)步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式为　　　 　　　　， 判断加入浓盐酸已足量的方法为　　　 　　。  (5)步骤Ⅳ中加入蒸馏水的作用是　　　 　　　　。  (6)三氟甲基亚磺酸锂的产率为　　　　　(保留至0.01%)。  【答案】(1)三颈烧瓶　b　(2)CO2　(3)将吸附在滤渣上的产品尽可能全部转入滤液中，提高产率　(4)　取少量上层清液于试管中，滴加浓盐酸，若无白色沉淀，则浓盐酸已足量　(5)作为溶剂，溶解后加快反应速率　(6)40.12% 【解析】(3)A中反应生成了三氟甲基亚磺酸钠、硫酸钠和氯化氢等，上述所得固体中加入10.0 mL四氢呋喃(THF)，充分搅拌后，加入无水Na2SO4，可促进硫酸钠结晶析出，振荡，抽滤除去硫酸钠等固体，洗涤可将吸附在滤渣上的产品尽可能全部转入滤液中，提高产率。(5)将滤液转入圆底烧瓶中，加入2.0 mL蒸馏水和过量LiOH，水可作为溶剂，溶解后加快反应速率。(6)已知向A中加入3.5 g NaHCO3、5.2 g Na2SO3，2.1 mL(3.3 g)三氟甲磺酰氯(Mr=168.5)，三氟甲磺酰氯量不足，以三氟甲磺酰氯计算三氟甲基亚磺酸锂的产率：×100%≈40.12%。 3.(12分)(2025·四川，16)双水杨醛缩乙二胺(H2L，Mr=268)的锰配合物(MnLClx)常用作有机氧化反应的催化剂。某化学课外小组制备了该配合物并确定其组成。 Ⅰ.MnLClx配合物的制备 制备原理： 实验步骤： 实验装置如图所示(省略夹持和加热等装置)。将反应物用乙醇溶解，在空气中65~70 ℃反应30分钟。反应结束后，经冷却、结晶、过滤、洗涤、干燥，获得产物。 Ⅱ.MnLClx配合物中x的测定 ①移取20.00 mL 3.5 mg·mL-1的MnLClx溶液置于锥形瓶中，加入10.00 mL 0.030 00 mol·L-1的维生素C溶液充分混合，放置3~4分钟。 ②往上述锥形瓶中加入5滴1%的淀粉溶液，立即用0.010 00 mol·L-1的I2标准溶液滴定至终点。平行测定三次，消耗标准溶液的平均体积为20.20 mL。 上述测定过程所涉及的反应如下： 2MnLClx+xC6H8O6===2MnL+xC6H6O6+2xHCl I2+C6H8O6===C6H6O6+2HI 回答下列问题： (1)制备过程中，仪器A的名称是　　　　，最适宜的加热方式为　　　　(填字母)。  A.酒精灯　　B.水浴　　C.油浴 (2)制备过程中，空气的作用是　　　 　　　　。  (3)步骤①中，“10.00 mL维生素C溶液”应用　　　　(填字母)量取。  a.烧杯　　b.量筒　　c.移液管 (4)步骤①中，加入维生素C溶液后，“放置3~4分钟”，时间不宜过长的原因是　　　 　　　　。  (5)步骤②中，I2标准溶液应置于　　　　(填“酸式”或“碱式”)滴定管；滴定接近终点时，加入半滴I2标准溶液的操作过程是　　　　 　　　　。  (6)若滴定时过量，将引起测定结果　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。  (7)根据实验数据，MnLClx中x=　　　　(保留整数)。  【答案】(1)球形冷凝管　B　(2)将Mn2+氧化　(3)c　(4)防止时间过长维生素C被空气氧化，影响后续测定结果　(5)酸式　微微转动酸式滴定管的活塞，使溶液悬在滴定管口，形成半滴，用锥形瓶内壁将其沾落，再以洗瓶用少量蒸馏水冲洗锥形瓶壁将I2的标准溶液冲入　(6)偏小　(7)1 【解析】(2)从反应方程式可以看出，锰元素的价态从Mn(CH3COO)2·4H2O中的+2价到MnLClx有明显的升高(根据H2L推断L为-2价，MnLClx则要高于原本的+2价)，可知空气的作用是将Mn2+氧化。(3)在测定过程中，量取10.00 mL维生素C溶液，因为体积精确到小数点后两位，所以应该使用移液管量取。(5)测定时，I2的标准溶液具有一定的氧化性，所以应该置于酸式滴定管。(6)因为c标·V标=c测·V测，滴定过量时，消耗的标准溶液体积偏大，即与I2的标准溶液反应的维生素C变多，从而与维生素C反应的MnLClx变少，最终测定的结果就会偏小。(7)根据双水杨醛缩乙二胺(H2L，Mr=268)和相对原子质量可以计算得出M(MnLClx)=55+(268-2)+35.5x=321+35.5x，移取的MnLClx质量为20.00 mL×3.5 mg·mL-1=70 mg，维生素C的物质的量为0.010 00 L×0.030 00 mol·L-1=0.000 3 mol=0.3 mmol，I2消耗的维生素C的物质的量为0.01 mol·L-1×0.020 2 L=0.000 202 mol=0.202 mmol，所以与MnLClx反应的维生素C的物质的量为0.3 mmol-0.202 mmol=0.098 mmol，根据反应的化学计量关系(每2 mol MnLClx与x mol维生素C反应)进行计算：=，保留整数解得x≈1。 4.(16分)(2025·山东淄博模拟)氮化锶(Sr3N2)广泛用于光电材料领域。实验室先制取Sr，再根据反应3Sr+N2Sr3N2制备Sr3N2，装置如下(加热和夹持装置略)。已知Sr3N2易水解；醋酸二氨合亚铜溶液可吸收CO，但易被O2氧化失去吸收能力；焦倍酚可吸收O2。 回答下列问题： (1)仪器a的名称为　　　　　　，装置B、D共同起到的作用是　　　　 　　　　。  (2)检查装置气密性并加入药品，打开K1、K2、K3，装置A内发生反应的化学方程式为　　　　　。一段时间后，关闭K1、K2，用管式炉加热瓷舟，证明SrO被完全还原的实验现象是　　　　　　　　。调整管式炉温度为680 ℃，打开K1、K2，制备Sr3N2。图示装置存在一处缺陷，改进的方法是　　　　　。  (3)测定Sr3N2样品纯度：称取m g Sr3N2样品，滴加足量蒸馏水，将产生的气体全部蒸出，用200.00 mL 1.000 mol·L-1的盐酸标准溶液完全吸收(忽略溶液体积变化)，量取20.00 mL吸收液，用1.000 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定过剩的盐酸，达到滴定终点时平均消耗NaOH标准溶液V mL。则滴定时选用的指示剂为　　　 　，样品中Sr3N2的质量分数为　　　 　。若读数时，滴定前平视，滴定后俯视，测定结果会　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。  【答案】(1)蒸馏烧瓶　干燥吸水，防止Sr3N2水解 (2)NH4Cl+NaNO2===NaCl+N2↑+2H2O　D装置中无气泡逸出　装置D和E之间加一个盛有焦倍酚的洗气瓶 (3)甲基橙　×100%　偏大 【解析】(1)已知Sr3N2易水解，装置B、D共同起到的作用是吸收水分，防止Sr3N2水解。(2)装置A制取氮气，发生反应的化学方程式为NH4Cl+NaNO2===NaCl+N2↑+2H2O；装置C中碳粉还原SrO，化学方程式为C+SrOSr+CO↑，故SrO被完全还原的实验现象是D装置中无气泡逸出；由已知条件可知，醋酸二氨合亚铜溶液可吸收CO，但易被O2氧化失去吸收能力，焦倍酚可吸收O2，故需要在装置D和E之间加一个盛有焦倍酚的洗气瓶，确保生成的CO可被醋酸二氨合亚铜溶液吸收。(3)Sr3N2水解的方程式为Sr3N2+6H2O===3Sr(OH)2+2NH3↑，用过量盐酸吸收生成的氨气，得到HCl、NH4Cl混合溶液，用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，则滴定终点溶液呈酸性，选择甲基橙做指示剂；n=n(NH3)=××= mol，样品中Sr3N2的质量分数为×100%=×100%；若读数时，滴定前平视，滴定后俯视，消耗NaOH标准液读数偏小，即V偏小，则测定结果偏大。 学科网（北京）股份有限公司 $