2027届高三化学一轮复习实验综合题物质制备 专项训练
2026-08-10
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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 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 2.86 MB |
| 发布时间 | 2026-08-10 |
| 更新时间 | 2026-08-11 |
| 作者 | 绿萝 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59155102.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦无机物与有机物制备全流程,以实验操作、分离提纯、定量分析为核心,系统整合物质性质、装置选择与误差分析,突出科学探究与证据推理。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|无机物制备|5道(乳酸亚铁等)|抽滤/洗涤(乙醇减少溶解)、防氧化(液封)、滴定法测纯度|性质(溶解性/还原性)→装置设计→操作控制→结果分析|
|有机物制备|9道(乙酰苯胺等)|减压蒸馏(防分解)、重结晶(趁热过滤)、产率计算|反应原理→分离提纯(溶剂选择)→定量测定(误差控制)|
内容正文:
2027高三一轮复习实验综合题物质制备
一、常见无机物的制备
1.乳酸亚铁晶体,摩尔质量为}是一种补铁剂,易溶于水,难溶于乙醇,在水溶液中易被氧化,其可由乳酸与反应制得。回答下列问题:
Ⅰ.制备:
可在还原性气氛中,用铁屑(含少量铁锈与)、稀、溶液等试剂制备。装置如图所示。
(1)仪器名称为________,溶液的作用是__________________________________________。
(2)控制开关将装置中的溶液移至装置中的具体操作是___________________________。
(3)装置中发生反应生成的离子方程式为__________________________________________。
(4)从纯度角度指出装置的作用是________________________________________________。
Ⅱ.制备乳酸亚铁:
向制得的固体中加入足量乳酸溶液,在75℃下搅拌使之充分反应,反应结束后,从所得溶液中获得乳酸亚铁晶体。
(5)为使乳酸亚铁晶体充分析出并分离,需采用的操作是蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、干燥;洗涤乳酸亚铁晶体的具体操作是________________________。
Ⅲ.乳酸亚铁晶体样品纯度测定:
称取3.8400 g晶体样品,在足量空气中灼烧成灰(铁元素转化为),加足量稀硫酸溶解,将所有可溶物配成100 mL溶液。取25.00 mL该溶液加入过量的KI反应,用的溶液滴定,重复实验3次,滴定终点时平均消耗溶液30.00 mL。(已知:)
(6)样品纯度为________。
2.三草酸合铁酸钾{}是一种易溶于水,难溶于乙醇的晶体,可用作感光剂和高效污水处理剂。
Ⅰ.的组成和性质探究
(1)某研究小组的同学对的组成提出两种看法:①是一种复盐,由、、组成;②是一种配合物,由、组成。请设计实验,验证哪种看法是正确的:___________。
(2)查阅资料发现加热后会分解产生、和等物质,反应方程式为___________。
Ⅱ.的制备 制备的流程如下:
(3)步骤Ⅰ中系列操作包括加入少量稀硫酸、过滤、洗涤等,加入少量稀硫酸的目的是___________。
(4)步骤Ⅱ和Ⅲ在如图装置中进行:
①盛装溶液的仪器的名称为___________。
②步骤Ⅲ中温度控制在100℃的微沸状态,原因是___________。
(5)步骤Ⅴ中加入乙醇的作用为___________。
Ⅲ.产品中的质量分数的测定
(6)称取0.20g产品于锥形瓶中,微热溶解并加入2稀硫酸,趁热用标准溶液滴定至终点,重复操作2~3次,平均消耗标准溶液的体积为25.00。
①滴定至终点的现象为___________。
②产品中的质量分数为___________。
3.稀土配合物可作为有机电致发光器件的发光材料。某小组以二氧化铽(TbO2)为原料制备一种新型稀土配合物(),其实验装置如图所示(加热及夹持装置略)。
已知:吡唑啉酮衍生物(HZ,H为氢元素)和三苯基氧膦(L)是难溶于水的固体;相对分子质量:HZ 244 L 278。
(1)制备①I中,仪器a的名称是_________;反应时有黄绿色气体生成,b中吸收该气体的试剂为_________。
②常温下,生成易溶盐的化学方程式为_________。
(2)制备①Ⅱ中生成的化学方程式为_________。
②反应结束后,将反应液倒入Ⅲ中烧杯c,冷却至室温。加入蒸馏水立即析出大量沉淀,其原因是_________。
③将烧杯c中沉淀经Ⅳ过滤,洗涤该沉淀的正确操作是_________。
A.用乙醇洗 B.先用乙醇后用蒸馏水洗C.用蒸馏水洗 D.先用蒸馏水后用乙醇洗
(3)纯化
粗产品经重结晶法提纯,除去的杂质有_________。为提高利用率,若初始时、、和的用量分别为、、和,最终得产品,则产率为_________%(写最简表达式)。
4.实验室利用红磷、、去离子水可制取氢碘酸溶液,其制备装置如图所示。
制备原理
相关性质
①氢碘酸溶液易挥发
②在126.5℃~127.5℃时氢碘酸和水形成共沸混合物,该共沸混合物中HI的质量分数为57%③HI易被空气中的氧化
实验步骤
步骤1:将10.8 g红磷粉末和127 g碘单质粉末通过进料口加入三颈烧瓶中,轻轻晃动三颈烧瓶使之混合均匀。
步骤2:打开滴液漏斗旋塞非常缓慢地滴加去离子水,保证反应平稳进行。
步骤3:反应完毕后,调节加热器温度进行蒸馏,收集127℃的馏分。
回答下列问题:
(1)粉碎碘单质需要在___________中进行(填仪器名称)。
(2)实验时,红磷要稍过量,其主要目的是___________。
(3)图中碱石灰的作用是___________。
(4)步骤3蒸馏过程中,发现接收器中收集到的氢碘酸显示微黄色,其中可能溶有的杂质是___________(填化学式)。若温度计的水银球比图中位置更靠上,则可能会收集到___________杂质(填“高沸点”或“低沸点”)。
(5)R处的橡胶塞需用石蜡油浸泡过后再使用,其原因是___________。
(6)蒸馏完毕后,收集到100 g氢碘酸溶液,则碘元素的有效利用率为___________%(小数点后保留1位)。
(7)长时间保存氢碘酸溶液需要在试剂瓶中加入一些红磷,其目的可能是___________。
5.纳米铁酸锌()是一种新型半导体材料,在光催化等领域有广泛的应用。实验室制备纳米铁酸锌材料的过程如下:
Ⅰ.制备前驱物和的混合微粉
①称取和溶解在400 mL蒸馏水中,缓慢滴加NaOH溶液调节溶液的pH值达到预定的值,即停止滴加。磁力搅拌12h并静置至出现明显分层。
②将所得沉淀进行抽滤操作,并用蒸馏水洗涤4~5次后低温真空干燥。
Ⅱ.制备纳米铁酸锌
将实验Ⅰ所得前驱物在650℃下焙烧6h,得纳米铁酸锌粉体。
回答下列问题:
(1)实验Ⅰ中①称取铁盐和锌盐选择的仪器为___________(填序号)。
a.托盘天平 b.电子天平
(2)实验Ⅰ中②抽滤的装置如图,相较于普通过滤,抽滤的优点是___________(任写一点)。
(3)实验Ⅰ中②洗涤沉淀是为了去除___________等主要离子(填离子符号)。
(4)实验Ⅱ中“焙烧”得到铁酸锌的化学方程式为___________。
(5)沉淀剂的选择和滴加速度、焙烧温度和时长等多种因素会影响铁酸锌颗粒的组分和粒径大小,实验Ⅰ中NaOH溶液需要缓慢滴加的原因是___________。
(6)在纳米材料的制备工艺中,用微波加热替代传统加热的方式焙烧,微波加热时晶粒生长速率适当且反应活化能较低,此方法具有的优点有___________、___________。
二.常见有机物的制备
6.某实验小组改进了乙酰苯胺的制备方案并实现反应可视化。
反应:CH3COOH++H2O
相关信息如下。
沸点
溶解性
乙酸
易溶于水
苯胺
微溶于水
乙酰苯胺
微溶于冷水,溶于热水
步骤:
I.如图装填好填充式精馏柱,在三颈烧瓶中,加入苯胺、乙酸和对甲苯磺酸催化剂。
Ⅱ.缓慢加热至反应物沸腾,当变色硅胶不再变色时停止加热。
Ⅲ.趁热将反应液倒入冷水中快速搅拌,静置,过滤,冷水洗涤,得乙酰苯胺粗品。
Ⅳ.将粗品加热溶解,经活性炭脱色后,搅拌下加热至沸腾,趁热抽滤,冷却滤液至室温,过滤,得到产品乙酰苯胺。
已知:苯胺易被空气氧化;易溶于水,暴露在空气中易被氧化为和。
回答下列问题:
(1)使用原装置时,需用小火加热、回流,控温。控温的原因是___________。
(2)的作用是___________;变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可___________。
(3)根据反应液的薄层色谱可监测反应进程。不同组分因在玻璃板(涂布了吸附剂)上移动速率不同,导致显色位置不同。用饱和溶液去除催化剂和乙酸后用反应液进行实验,当出现如___________(填图中标号)图所示色斑时,说明苯胺已几乎完全反应。
(4)加入活性炭之前,需___________,以免暴沸。
(5)冷却滤液至室温,若晶体未析出,可进行的操作是___________。
(6)经检测产品纯度为,该实验乙酰苯胺的产率为___________(精确至)。
7.甲脒磺酸是一种经济、安全的还原剂。某兴趣小组以硫脲为原料,在实验室通过以下方法合成甲脒磺酸并测定其纯度。已知:硫脲、甲脒磺酸难溶于醇;当溶液温度达到或时,甲脒磺酸迅速分解。装置:
原理:
步骤:
Ⅰ.按如图装置连接仪器,装入试剂。
Ⅱ.控制温度为,为3~6,加入双氧水,开始磁力搅拌。
Ⅲ.后停止搅拌,倒出反应液,抽滤、洗涤,得到白色晶体。
Ⅳ.准确称量产品,加适量稀硫酸溶解,定容至。取溶液,以淀粉溶液为指示剂,用浓度为的标准碘溶液滴定至终点,平行滴定三次,消耗标准碘溶液的平均体积为。
已知滴定时仅发生反应:。
回答下列问题:
(1)仪器的名称是________。
(2)步骤Ⅱ中,双氧水的加入方法为________,目的是________。
(3)步骤Ⅱ中,过高会导致产率下降,原因是________。
(4)步骤Ⅲ中,洗涤晶体可先采用试剂________(填标号,下同),再采用试剂________。
A.冰水 B.无水乙醇 C.苯
(5)步骤Ⅳ中,达到滴定终点时,溶液颜色变为________。
(6)粗产品含有的杂质为硫脲,则其纯度________(用含、的代数式表示)。
8.叔戊醇可用于合成液晶材料、农药、香料等。一种通过格氏反应制备并提纯叔戊醇的方法如下:
Ⅰ.如图安装装置(夹持仪器未画出),在三颈烧瓶中加入1.8 g镁屑,在恒压滴液漏斗中加入5 mL溴乙烷和15 mL无水乙醚,混匀。搅拌下慢慢滴加混合液,滴加完毕后,温热回流30 min。
Ⅱ.将三颈烧瓶置于冰水浴中,搅拌下缓慢滴入10 mL丙酮和5 mL无水乙醚混合液,滴加完毕后,在室温下搅拌15 min,再滴加30 mL 20%硫酸溶液。
Ⅲ.粗产品转移至分液漏斗静置、分液,水层用无水乙醚萃取2次,合并醚层,用无水硫酸钠干燥,再经一系列分离提纯操作后,得叔戊醇2.6 g。
已知:①无水乙醚易挥发,易燃,难溶于水;
②格氏试剂(RMgX)极易水解,易与R′X发生反应生成R-R′(R为烷基,X为卤素原子);
③相关物质的物理常数如表所示。
名称
乙醚
CH3CH2Br
丙酮
叔戊醇
相对分子质量
74
109
58
88
沸点(℃)
34.5
38.4
56.2
102.5
密度(g/cm3)
0.71
1.30
0.80
-
回答下列问题:
(1)下列与上述流程中实验操作无关的图标标识是______(填标号)。
A.护目镜 B.锐器 C.明火 D.排风
(2)实验装置存在缺陷,应在球形冷凝管上方再连接一个装置,其作用是________。
(3)步骤Ⅰ,用镁屑而不用镁粉的原因是________(任答一点),混合液滴加速度不宜过快,防止发生反应________(用化学方程式表示)。
(4)格氏试剂与羰基的反应广泛用于构建C-C键。判断下列有机物中碳原子的带电情况:CH3CH2MgBr中C-Mg________;CH3COCH3中的C=O________(选填“”或“”)。
(5)步骤Ⅲ,一系列分离提纯操作为________、________。
(6)本实验的产率为________(保留2位有效数字),若没有进行步骤Ⅲ中下划线操作,会导致产率________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
9.对乙酰氨基酚(俗称扑热息痛)是一种常用的解热镇痛药。一种实验室合成对乙酰氨基酚的反应原理如下:
+CH3COOH+H2O
Ⅰ.制备对乙酰氨基酚(简化的实验装置如图1所示)
实验步骤:向50mL圆底烧瓶中加入10.9g对氨基苯酚、20mL冰醋酸,减压条件下(装置略),维持温度在90~100℃反应,水和醋酸同时被蒸出进入锥形瓶。
已知:
①对氨基苯酚与对乙酰氨基酚均为白色结晶,在空气中易被氧化成棕褐色;
②刺形分馏柱内壁有很多向下倾斜的刺状突起,使用时通常外壁裹有保温材料;
③相关物质的性质如下:
物质
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
冰醋酸
60
16.6
118
与水、乙醇等有机溶剂以任意比例互溶
对氨基苯酚
109
189~190
284
微溶于冷水,易溶于热水、乙醇等有机溶剂
对乙酰氨基酚
151
168~172
379
微溶于冷水,易溶于热水、乙醇等有机溶剂
回答下列问题:
(1)仪器X应选用图2中的___________(填标号)。
(2)从物质结构的角度分析水和醋酸能被同时蒸馏出来的原因___________。
(3)可说明制备反应已完成的实验现象是___________。
(4)下列有关刺形分馏柱的说法正确的是___________(填标号)。
A.分馏柱内壁的刺状突起可增大气液接触面积,提高分馏效率
B.实验时加热速度越快,分馏效率越高
C.外壁的保温材料能确保低沸点物质维持蒸汽状态
Ⅱ.提纯对乙酰氨基酚:在搅拌下趁热将制得的粗品倒入冰水中,有白色固体析出,抽滤。所得白色固体用热水溶解,稍冷后加入活性炭和适量亚硫酸氢钠,趁热过滤,将滤液冷却结晶,抽滤、洗涤、干燥后称重得9.1g对乙酰氨基酚。
(5)加入亚硫酸氢钠的目的为:①与对氨基苯酚生成可溶于水的盐,便于提纯;②___________。趁热过滤的原因是___________。
(6)计算本实验中对乙酰氨基酚的产率___________%(结果保留1位小数)。
10.苯硫酚(,,易被氧化,沸点168℃)是重要的有机合成中间体,可在相转移催化剂PTC(四丁基溴化铵)条件下合成,实验装置如图:
Ⅰ.反应原理 (沸点:)
(1)仪器a的名称为__________。
(2)PTC作为相转移催化剂,可将水相中__________(填离子符号)转移至有机相,从而使反应顺利进行。
(3)比较:_______(填“>”或“<”)。
Ⅱ.分离与提纯
从混合液中分离出苯硫酚的具体步骤如下所示:
(4)“操作1”为__________。
(5)加稀盐酸以去除少量,反应的离子方程式为__________。
(6)加入无水的目的是__________。
(7)相比于常压蒸馏,“减压蒸馏”的目的是__________。
Ⅲ.纯度计算与性质探究
(8)某同学为测定粗产品中苯硫酚的含量,步骤如下:
取样品,用乙醇溶解,配成溶液,取于锥形瓶中,加入过量标准溶液,充分反应,调节至中性,以淀粉为指示剂,用标准溶液滴定至终点,平行测定3次,平均消耗体积。
已知:、
①该粗产品中苯硫酚的质量分数为__________(用含、、、、的代数式表示)。
②滴定终点时俯视读数,导致纯度__________(填“偏大”或“偏小”)。
11.三苯甲醇是一种有机合成中间体,利用格氏试剂制备三苯甲醇的原理如下:
已知:ⅰ.转化为中间物的反应中,苯甲酸乙酯与PhMgBr以物质的量之比为 反应。ⅱ.一些有机物的性质如下表:
有机物
相对分子质量
性质
PhMgBr(一种格氏试剂,Ph为苯基)
181
能与酯等物质反应;与水剧烈反应,产生无机物沉淀
乙醚
74
微溶于水,溶于乙醇,沸点为35℃
三苯甲醇
260
白色晶体,不溶于水,溶于乙醚、乙醇,沸点为380℃
苯甲酸乙酯
150
无色液体,沸点为212.6℃,不溶于水,微溶于热水,与乙醇、乙醚混溶
实验步骤:
Ⅰ.制备
①按照如图所示装置安装相关仪器,置于磁力搅拌器上。
②向三颈烧瓶中加入3.62 g PhMgBr,并置于冰水浴中;在搅拌下,由仪器a缓慢滴加0.90 g苯甲酸乙酯和5 mL乙醚的混合液。
③滴加完毕后,将冰水浴改为水浴,于40℃下继续回流1小时,此时溶液变为淡黄色。
④再改为冰水浴,在搅拌下,由仪器b缓慢滴加15 mL饱和氯化铵水溶液。
Ⅱ.提纯
⑤分离三颈烧瓶中的有机相,用无水硫酸镁干燥。
⑥过滤后蒸馏除去溶剂,得粗产品。
⑦粗产品用80%乙醇溶液热溶解,再经活性炭脱色,趁热过滤,加水冷却结晶,抽滤后得白色固体产品0.63 g。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______,c中无水氯化钙的主要作用为_______。
(2)步骤⑤中分离有机相时需使用的玻璃仪器是_______(填名称)。
(3)相比直接滴加蒸馏水,步骤④中滴加饱和水溶液的优点是_______。
(4)步骤⑦中与普通过滤相比,抽滤的优点是_______。
(5)该实验中三苯甲醇的产率为_______(保留三位有效数字)。
(6)下列关于三苯甲醇的说法正确的是_______(填标号)。
A.分子中所有碳原子可以在同一平面内 B.在浓硫酸中加热可以发生消去反应
C.其苯环上的二氯代物共有12种 D.一定条件下能发生氧化反应
12.磷酸三苯酯(TPP)作为一种重要的锂离子电池的阻燃添加剂,可由三氯氧磷(POCl3)与苯酚反应制得:,实验步骤如下,装置如图(夹持装置省略):
Ⅰ.向干燥的三颈烧瓶中依次加入18.8g苯酚、20mL无水苯、10mL吡啶。再缓慢滴加4.7mL(0.05mol)三氯氧磷,保持80℃持续反应2h。
Ⅱ.反应结束后,冷却至室温,将反应混合物依次用稀盐酸、饱和碳酸氢钠溶液、蒸馏水洗涤,干燥。过滤后,先常压蒸馏回收苯,再减压蒸馏收集馏分。
Ⅲ.将馏分冷却、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到白色晶体12.0g。
已知:
物质名称
相对分子质量
熔点
沸点
物质性质
苯酚
94
40.5℃
182℃
无色晶体,常温下微溶于水,易溶于有机溶剂。
三氯氧磷
153.5
2℃
105.8℃
无色液体,酸性腐蚀品,遇水剧烈反应。
磷酸三苯酯
326
50℃
370℃(常压下分解)
白色晶体,不溶于水,易溶于有机溶剂。
吡啶
79
-41.6℃
115.3℃
无色液体,有恶臭,易溶于水,是一种有机碱。
回答下列问题:
(1)仪器C的名称是___________,盛放的物质是___________。
(2)实验过程中要使用护目镜,下列图示是护目镜的是:___________。
A. B. C.
(3)步骤Ⅰ中,吡啶的作用是___________。
(4)三氯氧磷与水可剧烈反应生成两种酸,请写出其化学反应方程式___________。
(5)步骤Ⅱ中,用饱和碳酸氢钠溶液洗涤的目的是___________,采用减压蒸馏而不是常压蒸馏收集TPP馏分的原因是___________。
(6)计算本次实验制备TPP的产率为___________%(保留到小数点后一位)。
13.大豆苷元(D)具有治疗心脑血管疾病的作用。因其难溶于水,生物利用度低,某研究团队采用下列反应路线,合成了易溶于水的大豆苷元磺酸钠(D-SO3Na)。
已知:①D为白色粉末,可溶于浓硫酸,其磺化产物易溶于水;
②相对分子质量:D 254,D-SO3Na 356。
实验步骤如下:
Ⅰ.在50 mL圆底烧瓶中,加入20 mL浓硫酸和10.0 g D,60℃下搅拌反应30 min,冷却至室温。
Ⅱ.上述反应液与100 mL饱和NaCl溶液混合,析出沉淀,静置4 h;抽滤,沉淀用20% NaCl溶液洗涤至滤液呈中性,得到D-SO3Na粗产品。
Ⅲ.粗产品重结晶,105℃真空干燥,得到D-SO3Na产品11.0 g。
回答下列问题:
(1)Ⅰ中,加热方式为________,浓硫酸的作用有________(任写两种)。
(2)向盛有5 mL蒸馏水的试管中滴入2滴Ⅰ中的反应液,振荡,________(填实验现象),表明反应不完全。
(3)Ⅱ中,反应液与饱和NaCl溶液混合的具体操作是________。
(4)Ⅱ中抽滤装置如图。抽滤与普通过滤相比,优点是________。沉淀不能用蒸馏水洗涤的原因是________。
(5)Ⅲ中关于重结晶操作的描述错误的是________。
a.加热溶解,制成D-SO3Na稀溶液 b.加入活性炭,吸附有色杂质
c.趁热过滤,除去活性炭及可溶性杂质 d.冷却结晶,使D-SO3Na从溶液中析出
(6)通过________技术,可以获得D-SO3Na晶体中原子在晶胞里的数目和位置等结构信息。
(7)Ⅲ中产品纯度为99.5%,D-SO3Na的产率为________(列计算式)。
14.某化学兴趣小组以“废旧塑料资源化”为项目核心,开展PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的碱性水解、对苯二甲酸的还原制备、产物纯化系列探究实验,流程如下:废旧PET瓶片→碱性水解→酸化沉淀→对苯二甲酸还原→对苯二甲醇粗品→重结晶纯化→产率计算。
实验步骤(项目式实操流程):
步骤1称取粉碎后的PET瓶片,置于三颈烧瓶中,加入过量溶液和醇(溶剂),加热回流,得到含对苯二甲酸钠和乙二醇的混合溶液。
步骤2向步骤1的混合溶液中滴加稀盐酸至溶液,析出白色沉淀,利用图2装置抽滤、洗涤,干燥后得到对苯二甲酸粗品。
步骤3向烧瓶中加入无水THF(四氢呋喃),分批缓慢加入,搅拌至悬浮均匀,再加入对苯二甲酸粗品,搅拌,充分反应。
步骤4对步骤3的混合液进行萃取、分液、蒸馏(图3装置),再经重结晶得到对苯二甲醇白色晶体,称重并测定其熔点。
回答下列问题:
(1)步骤1中,固定其他条件,探究醇种类、反应温度对PET降解率的影响,设计实验如下:
组别
PET质量/g
10 mL醇溶剂
溶液用量/mL
温度
降解率/%
1
1.0
乙醇
5.0
70
45
2
1.0
甲醇
5.0
70
72
3
1.0
甲醇
5.0
90
88
探究实验中,设置组别1、2的目的是探究_______对PET降解率的影响。由组别2、3可得出的探究结论是_______
(2)步骤2中,滴加稀盐酸酸化的化学方程式为_______。用冷水洗涤粗产品的操作是_______。
(3)步骤3中,采用无水THF,不能有水的原因是_______。
(4)图3装置中毛细玻璃管的作用是_______;克氏蒸馏头的优点是_______。
(5)若重结晶时,冷却结晶速度过快,会导致对苯二甲醇产品的纯度_______(填“偏高”或“偏低”)。
(6)从绿色化学与资源利用角度,该项目的核心价值是_______。
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《2027高三一轮复习实验综合题物质制备》参考答案
1.(1) 蒸馏烧瓶 吸收铁屑中FeS与稀硫酸反应生成的气体,防止污染空气
(2)关闭、,打开
(3)
(4)液封,隔绝空气,防止被氧化,导致不纯
(5) 冷却结晶 向过滤器中加无水酒精淹没晶体,等酒精滤完后,再重复2~3次
(6)90%
【分析】装置A为带恒压分液漏斗的蒸馏烧瓶,内装铁屑与稀硫酸,反应生成硫酸亚铁与氢气,同时铁屑中杂质FeS反应生成H2S;中间洗气瓶盛NaOH溶液,用于吸收酸性尾气;装置B为三颈烧瓶,盛放溶液,A中生成的可在氢气的气压推动下进入B中反应制备;装置C为盛水的锥形瓶,形成液封体系,防止空气倒吸入B中氧化,保障纯度。
【详解】(1)仪器a为带支管的反应容器,是蒸馏烧瓶;铁屑中含FeS,与稀硫酸反应会生成有毒的H2S气体,NaOH可与H2S反应,除去该尾气避免污染。
(2)先打开、K4,关闭K2,待生成的氢气排尽装置内空气后,关闭K3,K4,打开K2,利用压强差将FeSO4溶液压入装置B中。
(3)与发生双水解反应,生成碳酸亚铁沉淀,同时得到和,离子方程式为。
(4)还原性强易被氧气氧化,装置C中的水形成液封,既可以排出体系内的气体,又能隔绝外界空气进入B,避免生成杂质铁的氧化物或三价铁盐,提升纯度。
(5)乳酸亚铁易溶于水、难溶于乙醇,且水溶液中易被氧化,因此蒸发浓缩后需冷却结晶使晶体充分析出;选择乙醇作为洗涤剂,洗涤操作为向过滤器中加无水酒精淹没晶体,等酒精滤完后,再重复2~3次。
(6)滴定过程中,结合已知反应,可得滴定反应关系:,25 mL待测液中;100 mL溶液总,对应乳酸亚铁晶体物质的量也为0.012 mol;晶体总质量,纯度为。
2.(1)取少量样品溶于蒸馏水,向溶液中滴加几滴KSCN溶液,若溶液变红,则看法①正确;若溶液不变红,则看法②正确
(2)
(3)抑制水解,降低草酸亚铁的溶解度,促进草酸亚铁晶体析出
(4) 分液漏斗 加快反应速率避免暴沸,降低配合物溶解损失,便于趁热过滤;同时使过量的分解除去
(5)降低三草酸合铁酸钾的溶解度,促进三草酸合铁酸钾晶体析出
(6) 滴入最后一滴高锰酸钾标准溶液后,溶液变为浅紫红色,且半分钟内不褪色
【详解】(1)复盐会电离出游离,配合物中存在于配离子中,无游离,用KSCN溶液检验即可区分,取少量样品溶于蒸馏水,向溶液中滴加几滴KSCN溶液,若溶液变红,则看法①正确;若溶液不变红,则看法②正确;
(2)根据化合价升降配平:每个得,部分中+3价C变为CO中+2价C、中+4价C,配平得方程式为:;
(3)易水解,加酸可以抑制水解,同时降低草酸亚铁溶解度,便于结晶;
(4)①盛装溶液的仪器的名称为分液漏斗;
②温度控制在100℃的微沸状态,是为了避免暴沸,降低配合物溶解损失,便于趁热过滤;同时加快化学反应速率,使过量的受热分解除去;
(5)题干已知三草酸合铁酸钾难溶于乙醇,加入乙醇可降低其溶解度,便于结晶;
(6)①随着滴定的进行,溶液不断与待测液反应,当反应完全时,再滴入最后半滴标准溶液,溶液就会呈现出溶液的颜色,故滴定至终点的现象为:滴入最后半滴标准溶液,锥形瓶内溶液颜色由无色变浅红色且半分钟内不变色;
②根据反应关系,,则,,质量分数。
3.(1) 圆底烧瓶 NaOH溶液
(2) 难溶于水,加入蒸馏水后,降低了在溶剂中的溶解度,因此析出大量沉淀 C
(3) 和
【分析】装置Ⅰ利用浓盐酸与反应生成易溶盐,同时有生成,洗气瓶用于除去。装置Ⅱ是主反应装置,在乙醇溶剂中,通过调节pH,使与配体、发生配位反应,合成目标配合物。反应结束后,将反应液倒入Ⅲ中烧杯c,冷却至室温,加入蒸馏水立即析出大量沉淀。装置Ⅳ是减压过滤(抽滤)装置,将烧杯c中沉淀经Ⅳ过滤,洗涤该沉淀。
【详解】(1)①I中,仪器a的名称是圆底烧瓶。与浓盐酸反应生成的黄绿色气体为,氯气有毒,需用碱液如溶液吸收以防止污染环境。
②具有氧化性,能将浓盐酸氧化为,自身被还原为。根据得失电子守恒和原子守恒,反应的化学方程式为。
(2)①在装置II中,、、和反应生成。的作用是中和解离出的。根据原子守恒,化学方程式为。
②反应在乙醇溶液中进行,生成的是有机配合物,难溶于水。加入蒸馏水后,溶剂极性升高,产物溶解度降低析出。
③析出的沉淀中含有目标产物、难溶于水的未反应原料和,以及易溶于水的副产物NaCl。因为产物会溶解在乙醇中,如果用乙醇洗涤会造成严重的产物流失;而用水洗涤可以有效洗去表面的NaCl及残余的乙醇,且不会溶解产物和不溶性杂质。故选 C:用蒸馏水洗。
(3)题干信息提示料和是难溶于水的固体,在加水析出产物时,过量未反应的和 也会因为不溶于水而一并析出混在粗产品中。用水洗涤无法去除它们,因此后续需要通过“重结晶法”提纯来除去的主要杂质就是和。
已知的相对原子质量为159,的相对分子质量为244,的相对分子质量为278。则的摩尔质量 。为提高利用率,为限量试剂。理论上生成的物质的量为,理论产量为 。实际产量为 ,则产率 。
4.(1)研钵
(2)确保碘单质完全反应,避免未反应的碘单质混入产物中
(3)吸收挥发的HI,防止污染环境
(4) 高沸点
(5)氢碘酸腐蚀橡胶塞,浸泡石蜡油后可隔绝氢碘酸与橡胶塞的接触
(6)44.5
(7)防止氢碘酸被氧化
【分析】实验室利用红磷、、去离子水可制取氢碘酸溶液,步骤1反应为,步骤2反应为,因为在126.5℃~127.5℃时氢碘酸和水形成共沸混合物,该共沸混合物中HI的质量分数为57%,步骤3收集的馏分为氢碘酸和水形成的共沸混合物。
【详解】(1)实验室将固体粉碎常在研钵中进行。
(2)碘单质受热易升华,应尽可能使之完全反应,所以红磷要稍过量,否则未反应的会混入到氢碘酸中。
(3)HI会污染环境,显酸性,可用碱石灰吸收挥发的HI。
(4)根据氢碘酸溶液的颜色可知可能有少量的因升华而混入到氢碘酸中;水银球靠上,则温度计示数达到127℃时,蒸馏头支管口处的温度已经超过127℃,因此会收集到高沸点的杂质。
(5)酸性物质能够腐蚀橡胶,橡胶塞用石蜡油浸泡后可将橡胶塞与挥发的氢碘酸隔开,避免被腐蚀。
(6)初始碘元素的物质的量为,收集到的氢碘酸溶液中碘元素的物质的量为,故碘元素的有效利用率为。
(7)由于氢碘酸易被氧化生成,加入一些红磷可将重新转化为氢碘酸。
5.(1)b
(2)过滤速度快、产物较干燥、固体和液体易分离等
(3)Na+、Cl-
(4)
(5)可以避免局部浓度过高,导致沉淀物组分不均匀或颗粒过大
(6) 高效节能(能耗低);反应速率快 能够以改变微波参数的方式控制材料结构,得到粒径大小均匀的纳米粒子
【分析】该实验以氯化铁、氯化锌为原料,先通过滴加NaOH溶液制备和混合前驱物,经抽滤、洗涤、干燥后,再在650℃下焙烧,得到纳米铁酸锌()粉体,整个过程涉及沉淀制备、固液分离、高温焙烧等关键步骤,同时探究了实验操作细节和加热方式对产物的影响。
【详解】(1)实验中需要精确称取和,托盘天平精度通常为0.1 g,无法满足要求,因此应选择精度更高的电子天平;
(2)抽滤(减压过滤)相较于普通过滤,具有过滤速度快、产物较干燥、固液易分离等优点;
(3)制备沉淀时,溶液中含有反应生成的及未反应的、的氯化物,因此洗涤沉淀的目的是去除、等离子;
(4)与在高温下焙烧分解生成和水,化学方程式为;
(5)缓慢滴加NaOH溶液,可避免局部浓度过高,防止沉淀反应速率过快,导致沉淀物组分不均匀或颗粒过大,从而保证前驱物的均一性;
(6)微波加热的反应活化能较低、晶粒生长速率适中,具有以下优点:高效节能(能耗低)、反应速率快;还可通过改变微波参数控制材料结构,得到粒径均匀的纳米粒子。
6.(1)温度过低无法蒸出水 温度过高则蒸出大量乙酸
(2) 作还原剂,防止反应过程中苯胺被氧化 促进平衡右移,提高乙酰苯胺的产率
(3)A
(4)先将溶液冷却
(5)用玻璃棒摩擦烧杯内壁(答“加入晶种使晶体析出”亦可)
(6)60.1%
【详解】(1)温度低于100℃达不到水的沸点,无法蒸出水,温度高于110℃高于乙酸的沸点会蒸出大量乙酸。
(2)苯胺易被空气氧化,具有还原性,其作用是作还原剂,防止反应过程中苯胺被氧化。
变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可减少水的含量使平衡向右移动,提高乙酰苯胺的产率。
(3)不同组分因在玻璃板(涂布了吸附剂)上移动速率不同,导致显色位置不同。苯胺若完全反应溶液中只有生成物一种组分,故只有一个色斑,故选A。
(4)加入活性炭之前,需先将溶液冷却,以免暴沸。
(5)冷却滤液至室温,若晶体未析出,可通过玻璃棒摩擦烧杯内壁让晶体析出。
(6)加入苯胺,其物质的量为、6.00 g乙酸其物质的量为、和对甲苯磺酸催化剂。可判断苯胺少量,理论上生成0.05 mol乙酰苯胺,理论质量为。获得产品4.14 g,产品纯度为,故纯乙酰苯胺的质量为。该实验乙酰苯胺的产率为。
7.(1)(球形)冷凝管
(2) 分批次缓慢加入 控制反应速率,防止温度升高甲脒磺酸、过氧化氢分解;且避免双氧水过量进一步氧化产物
(3)过高(或)时,甲脒磺酸容易分解
(4) A B
(5)蓝色
(6)
【分析】硫脲与双氧水在酸性条件下反应生成甲脒磺酸,反应放热(ΔH = -431 kJ·mol-1),需控制温度低于100°C,pH在3~6之间。甲脒磺酸和硫脲均难溶于醇,但甲脒磺酸在pH > 9时会迅速分解。滴定反应为:,即n[(NH2)2C=S] = 2n(I2),需要根据滴定数据反推硫脲的量,进而计算甲脒磺酸的纯度。
【详解】(1)仪器A的名称是球形冷凝管。
(2)该反应是放热反应,如果一次性加入双氧水,反应剧烈放热会导致体系温度迅速升高。题目已知甲脒磺酸在 以上会迅速分解,因此必须分批次缓慢加入,目的是:控制反应速率,防止温度升高甲脒磺酸、过氧化氢分解;且避免双氧水过量进一步氧化产物。
(3)题目已知信息明确指出“当溶液 pH > 9时,甲脒磺酸迅速分解”,因此pH过高会直接破坏产物,导致产率降低。
(4)洗涤的第一步是为了洗去晶体表面附着的水溶性杂质,同时尽量减少产品溶解损失。甲脒磺酸易溶于水,但溶解度通常随温度降低而减小,因此选用冰水(A)洗涤既能洗去杂质又能降低溶解损耗。洗涤的第二步是为了除去晶体表面的水分,并便于后续干燥。题目已知“甲脒磺酸难溶于醇”,利用这一性质,使用无水乙醇(B)洗涤可以带走水分,且乙醇易挥发,有利于晶体快速干燥。苯(C)通常毒性较大且不易去除残留水分,不是最佳选择。
(5)滴定使用的是淀粉溶液作为指示剂。在滴定过程中,碘标准溶液与硫脲反应,碘被消耗,溶液无色。当硫脲反应完全后,多余的一滴碘溶液会与淀粉作用,使溶液瞬间变蓝色,指示终点到达。
(6)题目中给出的滴定反应方程式为:,则,已知标准碘溶液的浓度为,消耗的平均体积为 ,,,,粗产品中只含有甲脒磺酸和硫脲两种物质,甲脒磺酸的质量=总质量-硫脲的质量,,则其纯度为。
8.(1)B
(2)干燥/防止水分进入装置内部
(3) 镁粉更容易被氧化/镁粉表面积太大,反应剧烈不易控制 CH3CH2MgBr+CH3CH2Br→ CH3CH2CH2CH3+MgBr2
(4)
(5) 过滤(抽滤) 蒸馏(分馏)
(6) 50% 偏小
【分析】通过格氏反应制备并提纯叔戊醇,第一步溴乙烷()与镁屑()在无水乙醚中反应,生成乙基溴化镁,生成的乙基溴化镁作为亲核试剂,进攻丙酮的羰基碳,形成醇盐中间体,加入酸(硫酸溶液)进行水解,将醇盐转化为最终的产物——叔戊醇(2-甲基-2-丁醇)。
【详解】(1)实验中无水乙醚易挥发、易燃,因此需要护目镜(保护眼睛)、明火警示(防止燃烧)、排风(排除挥发的乙醚),而“锐器”标识与实验操作无关(实验无锐器操作)。
(2)格氏试剂(RMgX)极易水解,实验应在球形冷凝管上方再连接一个干燥装置,其作用是干燥/防止水分进入装置内部。
(3)镁屑比镁粉表面积小,步骤Ⅰ,用镁屑而不用镁粉的原因是:镁粉更容易被氧化/镁粉表面积太大,反应剧烈不易控制;格氏试剂( )易与卤代烃()发生偶联反应,生成丁烷(),反应方程式为。
(4)中,是金属,电负性小于,因此键中带部分负电( ),中,键的电负性大,吸引电子,使带部分正电()。
(5)合并醚层后,用无水硫酸钠干燥,然后过滤(抽滤)分离出干燥剂,滤液通过蒸馏分离出低沸点的乙醚(沸点),最终得到纯叔戊醇。
(6)该实验中使用5 mL溴乙烷,物质的量为,10 mL丙酮的物质的量为,丙酮过量,由合成原理可知,理论上生成mol 纯叔戊醇,本实验的产率为≈0.50×100%=50%。若没有进行步骤Ⅲ中下划线操作,会导致生成的产品质量减少,所以产率偏小。
9.(1)B
(2)水和醋酸形成分子间氢键,可共同被蒸出
(3)无液滴流入锥形瓶(合理即可)
(4)AC
(5) 作抗氧化剂,防止对氨基苯酚和对乙酰氨基酚被氧化 防止对乙酰氨基酚在过滤过程中析出
(6)60.3
【详解】(1)蒸馏操作中冷凝馏出液需要使用直形冷凝管,图2中A为球形冷凝管(用于回流)、B为直形冷凝管(用于蒸馏),因此选B。
(2)从结构角度,二者都含羟基,都可形成氢键,水和醋酸分子间形成氢键,且在减压条件下二者在90~100°C即可共同被蒸出。
(3)该可逆反应不断蒸出生成物水推动平衡移动,反应完成后不再生成水,因此不再有新的馏出液滴流出时说明反应完成。
(4)A.刺状突起增大了气液接触面积,使分馏更充分,提高分馏效率,A正确;
B.加热速度过快,会使沸点相近的组分共同蒸出,降低分馏效率,B错误;
C.保温材料减少柱内热量散失,保证低沸点物质维持气态蒸出,高沸点物质冷凝回流,C正确;
答案选AC。
(5)已知原料和产物都易在空气中被氧化,亚硫酸氢钠是还原剂,可作抗氧化剂;对乙酰氨基酚微溶于冷水、易溶于热水,温度降低会结晶析出被过滤除去,因此需要趁热过滤减少产品损失。
(6)对氨基苯酚的物质的量 ,根据反应式,理论生成对乙酰氨基酚 ,理论质量 ,产率 。
10.(1)球形冷凝管(或冷凝管)
(2)
(3)>
(4)分液
(5)
(6)干燥有机相
(7)降低苯硫酚沸点,加快蒸馏速率,防止苯硫酚被氧化;
(8) 偏大
【分析】在三颈烧瓶中,溴苯和在PTC催化作用下发生反应,生成苯硫酚,反应完成后,向混合液(包含苯硫酚、未反应的溴苯、溶于水的NaHS/NaBr、催化剂PTC和溶剂间二甲苯等)中加入饱和食盐水(作用是降低苯硫酚等有机物在水相中的溶解度,让有机物更充分的从水中析出,分层更明显),分液,向有机相1中加稀盐酸(除去少量未反应的NaHS),分液,再加水(洗去残留的盐酸和可溶性盐杂质)分液,后向有机相2中加无水(中性干燥剂)除去水分,过滤吸水后的固体,得到干燥的有机相3,减压蒸馏得到苯硫酚。
【详解】(1)由实验装置图可知,仪器a是球形冷凝管(或冷凝管);
(2)根据反应原理:,相转移催化剂PTC可以将水相中的转移到有机相中,从而使反应顺利进行;
(3)S原子半径大于O,S-H键的键长更长、更易电离出,因此苯硫酚的酸性强于苯酚,电离平衡常数更大;
(4)根据题意及分析可知,向混合液中加入饱和食盐水,经过操作1可得到有机相1,故操作1为分液;
(5)根据题意及分析可知,向有机相1中加稀盐酸目的是除去少量未反应的NaHS,反应的离子方程式为:;
(6)无水MgSO4是常用的干燥剂,可吸收有机相中残 留的水分;
(7)相比于常压蒸馏,“减压蒸馏”可以降低苯硫酚的沸点,加快蒸馏速率,防止温度过高导致苯硫酚被氧化,故目的是降低苯硫酚沸点,加快蒸馏速率,防止苯硫酚被氧化;
(8)①根据已知、两方程式,可得关系式为、,根据关系式可得,25 mL溶液中含苯硫酚的物质的量为,故100 mL溶液中苯硫酚的总质量为:,故该粗产品中苯硫酚的质量分数为;
②滴定终点时俯视读数,会导致读取的体积偏小,代入公式后,计算得到的苯硫酚的质量分数偏大,导致纯度偏大。
11.(1) 恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗 吸收空气中的水,防止其进入三颈烧瓶中与反应
(2)分液漏斗、烧杯
(3)水溶液中水解生成,有利于中间体中生成
(4)过滤速度快,所得产品较干燥,固液分离更完全
(5)
(6)CD
【分析】
格氏试剂在乙醚中与苯甲酸乙酯发生反应,在氯化铵中发生水解反应生成三苯甲醇。
【详解】(1)根据仪器结构和作用可知,仪器a的名称为恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗;c中无水氯化钙吸收空气中的水,防止其进入三颈烧瓶中与反应;
(2)在分液漏斗中将有机相和水相分离,步骤⑤中分离有机相的操作是分液,需使用分液漏斗和烧杯;
(3)
滴加的饱和氯化铵水溶液中水解生成,有利于中间体中生成,即会促进水解产生三苯甲醇,使得产物易于分离;
(4)抽滤比普通漏斗过滤速度快,所得产品较干燥,固液分离更完全;
(5)加入PhMgBr 3.62 g,即物质的量为=0.02mol,苯甲酸乙酯0.90 g即物质的量为=0.006 mol,根据反应的化学方程式可知PhMgBr过量,生成的三苯甲醇理论为0.006 mol,实际为0.63g,则三苯甲醇的产率;
(6)A.三苯甲醇分子中与羟基相连的碳原子是杂化,其连接的四个原子是四面体空间结构,故所有碳原子不可能在同一平面内,A项错误;
B.根据消去机理可知,分子中羟基所连的碳原子的相邻碳原子为苯基碳原子,没有氢原子,所以在浓硫酸中加热不可以发生消去反应,B错误;
C.分子中的三个苯环化学环境相同,根据定一移一可知,苯环上的二氯代物有,共12种,C正确;
D.该物质是醇类,可以燃烧,故一定条件下能发生氧化反应,D正确。
12.(1) 球形干燥管 碱石灰
(2)A
(3)中和反应生成的HCl,促进反应正向进行(答到中和HCl即可)
(4)
(5) 除去残留的盐酸 TPP的沸点较高,常压蒸馏温度过高可能导致其分解,减压蒸馏可以降低其沸点,避免分解
(6)73.6
【分析】A(三颈烧瓶)是反应容器,内置电磁搅拌子,用于混合反应物并搅拌加速反应;B(冷凝管)是冷凝回流装置。因反应需加热(80℃),苯酚、无水苯等易挥发,冷凝管可将挥发的有机物冷却回流至烧瓶,提高原料利用率;C(干燥管)内装固体干燥剂(如碱石灰),一方面吸收副产物 ,防止污染空气,另一方面阻止空气中水蒸气进入装置,避免水解,因遇水易分解;缓慢滴加,通过控制滴加速度,调节反应速率,避免局部过热或反应过于剧烈。
【详解】(1)仪器C为球形干燥管,三氯氧磷遇水剧烈水解,且反应生成酸性尾气HCl,球形干燥管C的作用是吸收HCl尾气,同时防止空气中水蒸气进入反应装置,因此选择碱性固体干燥剂碱石灰。
(2)图中A为护目镜的标识,B为实验时预防割伤,C为通风,因此选A。
(3)反应过程中生成HCl,吡啶是有机碱,能与酸性的HCl发生中和反应,消耗体系中的HCl,使反应平衡正向移动,促进反应充分进行。
(4)三氯氧磷中P为+5价,与水反应生成两种强酸:磷酸和氯化氢,化学方程式为:。
(5)饱和碳酸氢钠溶液洗涤的目的是:除去产品中残留的盐酸;
减压蒸馏的原因是:磷酸三苯酯常压下沸点高且易分解,减压蒸馏可降低沸点,避免磷酸三苯酯分解。
(6)计算反应物的物质的量: ,; 根据反应式,消耗苯酚,因此苯酚过量,理论上生成,理论产量; 产率。
13.(1) 水浴加热 反应物(或磺化剂)、溶剂、吸水剂(任写两种即可)
(2)出现白色沉淀(或溶液变浑浊)
(3)将反应液沿烧杯内壁缓慢倒入盛有饱和 溶液的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌
(4) 过滤速度快,得到的固体较干燥 D-SO3Na 易溶于水,用蒸馏水洗涤会使其大量溶解导致产率降低
(5)ac
(6)X射线衍射
(7)
【分析】 大豆苷元(D)在浓硫酸作用下发生取代反应,在苯环引入磺酸基得到大豆苷元磺酸,浓硫酸兼具磺化试剂与反应溶剂的作用;之后加入饱和NaCl溶液,利用盐析效应将磺酸转化为磺酸钠,同时降低目标产物溶解度使其析出,最终经纯化得到易溶于水的大豆苷元磺酸钠。
【详解】(1)反应温度为60℃,低于水的沸点,为了便于控制温度且使受热均匀,应采用水浴加热;在该磺化反应中,浓硫酸参与反应引入磺酸基,故为反应物,题干已知“D可溶于浓硫酸”,故浓硫酸作溶剂,同时浓硫酸在酯化、磺化等反应中常做吸水剂(促进反应正向进行),故浓硫酸的作用有反应物、溶剂、吸水剂(任写两种即可);
(2)由已知可得,反应物大豆苷元(D)难溶于水,而其磺化产物易溶于水,若反应不完全,反应液中会残留未反应的D,将其滴入蒸馏水中时,难溶于水的D会析出,导致出现白色沉淀(或溶液变浑浊);
(3)步骤Ⅰ的反应液中含有大量未反应的浓硫酸,将其与饱和NaCl溶液混合的过程相当于浓硫酸的稀释,为了防止液体沸腾飞溅,必须将密度大且溶解放热的反应液缓慢加入饱和NaCl溶液中,并不断搅拌以利于散热;
(4)抽滤(减压过滤)利用抽气泵使吸滤瓶内压强减小,与普通过滤相比,其压差大,因此过滤速度快,且能将沉淀中的水分抽得更干;由于产物D−SO3Na易溶于水,若用蒸馏水洗涤会造成产物严重流失,改用20%NaCl溶液洗涤,利用同离子效应(Na+浓度大)可降低产物的溶解度,从而减少损失;
(5)a.重结晶时应加热溶解制成热的饱和溶液(或浓溶液),若制成稀溶液,冷却后可能无晶体析出,a错误;
b.活性炭具有吸附性,可用于吸附有色杂质,b正确;
c.趁热过滤的目的是防止目标产物提前结晶析出,该步骤只能截留不溶性杂质(如活性炭),而可溶性杂质会透过滤纸留在滤液中,c错误;
d.冷却结晶可使溶解度随温度降低而减小的目标产物析出,d正确。
故选ac;
(6)在物质结构研究中,测定晶体内部原子在晶胞中的数目、位置及排列方式等微观结构信息,最常用的现代分析技术是X射线衍射(XRD);
(7)根据反应路线,理论上10.0 g大豆苷元(D)完全反应生成的D−SO3Na的质量为,实际得到的纯净D−SO3Na的质量为,。
14.(1) 溶剂种类(或醇种类) 其他条件不变,升温能提高PET降解率
(2) 关小水龙头,向布氏漏斗中加入冷水至浸没沉淀,待水自然流出后,抽干,重复操作2~3次。
(3)遇水剧烈反应
(4) 提供气化中心,防止暴沸 避免烧瓶中液体冲入冷凝管
(5)偏低
(6)减少废旧塑料对环境的白色污染,实现有机高分子材料的资源化循环利用(合理即可)
【分析】PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)在碱性条件下发生水解,生成对苯二甲酸钠和乙二醇,加入盐酸,通过强酸制弱酸的原理获得对苯二甲酸,经过滤、洗涤、干燥,得到对苯二甲酸粗品;无水THF(四氢呋喃),分批缓慢加入,搅拌至悬浮均匀,再加入对苯二甲酸粗品,搅拌,充分反应,对混合液进行萃取、分液、蒸馏得到对苯二甲醇粗品,对苯二甲醇粗品中经重结晶纯化,测量熔点;据此分析作答。
【详解】(1)控制变量法,比较实验组1、2,仅改变醇溶剂种类,故目的是探究醇溶剂对PET降解率的影响;比较实验组2、3,仅改变温度,由实验组2、3的降解率可知:其他条件不变,升温能提高PET降解率;
(2)
对苯二甲酸钠与盐酸反应生成对苯二甲酸和氯化钠,反应为:;冷水洗涤粗产品的操作:关小水龙头,向布氏漏斗中加入冷水至浸没沉淀,待水自然流出后,抽干,重复操作2~3次;
(3)还原性较强,易与水反应:,生成易燃易爆氢气,同时还原剂失效;
(4)毛细管玻璃管作用:蒸馏时引入微小气泡,作为液体汽化的气化中心,防止液体暴沸;克氏蒸馏头优点:减压蒸馏专用,蒸馏头分叉结构,可避免蒸馏瓶内液体因暴沸直接冲入接收瓶,防止污染馏分;
(5)重结晶时冷却速度过快,会导致溶质快速析出形成细小晶体,晶体内部易包裹溶剂分子或杂质,导致产品纯度偏低;
(6)绿色化学与资源价值:紧扣项目核心“废旧塑料资源化”,既减少了PET塑料造成的白色污染,又将其转化为高附加值的有机中间体对苯二甲醇,实现了“减量化、再利用、资源化”的绿色化学要求。
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