2021届新高考选考化学一轮复习苏教版物质的制备与合成学案

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文档介绍

2021届新高考选考化学一轮复习苏教版物质的制备与合成学案

第三单元 物质的制备与合成 ‎[考点分布]‎ 知识内容 考试要求 ‎2016年 ‎2017年 ‎2018年 ‎2019年 ‎2020年 ‎4月 ‎10月 ‎4月 ‎11月 ‎4月 ‎11月 ‎4月 ‎1月 ‎(1)硫酸亚铁铵的制备原理与操作方法 b ‎(2)倾析法分离、洗涤固体物质 a ‎(3)产率的计算方法 b T31(5)‎ ‎(4)阿司匹林的合成原理、方法及流程 a ‎(5)粗产品中杂质的检验 b T31(2)‎ T31(3)‎ T30(3)‎ ‎(6)晶体洗涤方法 b T31(4)②‎ T31(2)‎ ‎ 硫酸亚铁铵的制备 阿司匹林的合成 一、硫酸亚铁铵的制备 ‎1.硫酸亚铁铵的制备原理与操作方法 ‎(1)硫酸亚铁铵的性质:硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]俗称摩尔盐,为浅绿色单斜晶体,易溶于水,不溶于乙醇。在空气中比一般亚铁盐稳定,不易被氧化,可做氧化还原滴定法中的基准物。‎ ‎(2)常用的制备方法:用铁与稀硫酸作用制得硫酸亚铁,再用FeSO4与(NH4)2SO4在水溶液中等物质的量相互作用,由于复盐的溶解度比一般盐要小,因此经冷却后复盐在水溶液中首先结晶,形成(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O复盐。反应的化学方程式为Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑、FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O===(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O。‎ ‎2.倾析法分离、洗涤固体物质 当沉淀的结晶颗粒较大,静置后容易沉降到容器底部时,‎ 常用倾析法进行分离或洗涤。若沉淀物要洗涤,可先注入水(或其他洗涤液),充分搅拌后使沉淀沉降,再用上述方法将清液倒出,如此重复数次,直到沉淀洗净。‎ ‎3.产率的计算方法 产率=×100%‎ 其中,实际产量简称产量,是指实际得到的产品的量;‎ 理论产量是假设反应物全部转化为产物时,经计算所得的产品的量。‎ 二、阿司匹林的合成 ‎1.阿司匹林的合成原理、方法及流程 ‎(1)原理 ‎(2)主要杂质:水杨酸聚合物、水杨酸。‎ ‎(3)副反应 ‎2.粗产品中杂质的检验 取乙酰水杨酸晶体少许,溶解,向其中滴加两滴1%的氯化铁溶液,溶液呈深紫色,则说明含杂质水杨酸。‎ ‎3.晶体洗涤方法 ‎(1)洗涤沉淀的方法:向置于过滤器上的沉淀加蒸馏水至完全淹没沉淀,静置,重复此操作2~3次。‎ ‎(2)洗涤晶体的方法:用布氏漏斗抽滤乙酰水杨酸晶体时,用少量冷水洗涤晶体几次,继续抽滤,尽量将溶剂抽干。‎ 题组硫酸亚铁铵的制备与阿司匹林的合成 ‎1.(2020·金华高三检测)用硫酸和铁屑制备硫酸亚铁,反应结束后,需将反应液进行过滤,但过滤时常出现漏斗颈下端管口堵塞的现象,可采取的措施是(  )‎ A.将普通漏斗改为分液漏斗 B.将漏斗预热,进行热过滤 C.增加滤纸层数 D.向溶液中加一些稀硫酸 解析:选B。反应后的溶液是几乎饱和的硫酸亚铁溶液,进行过滤时常出现漏斗颈下端管口堵塞的现象,是由于滤液在漏斗颈下端遇冷析出晶体造成的,‎ 可采取的措施是将漏斗预热,进行热过滤。‎ ‎2.某有机物溶解于NaOH溶液(滴有酚酞)中,开始溶液呈红色,煮沸5分钟后,溶液褪色,加入盐酸至酸性时,沉淀出白色的结晶体,该结晶体溶于水,加入FeCl3溶液呈紫色。该有机物可能是(  )‎ 解析:选A。沉淀出的白色结晶体溶于水,加入FeCl3溶液呈紫色,说明原化合物中一定存在酚羟基;原化合物溶解于NaOH溶液中,开始呈红色,煮沸后溶液褪色,说明原化合物含有酯基,水解使碱消耗。综合分析,该化合物中含有酚羟基(—OH)和酯基(),所以应选A。‎ ‎3.以下是合成乙酰水杨酸(阿司匹林)的实验流程图,请你回答有关问题:‎ ‎(1)流程中的第①步的实验装置如图所示,用水浴加热的作用是______________________________________________。长直导管的作用是________________。实验中加浓硫酸的作用是____________。主反应方程式为______________________________,反应类型为____________________。‎ ‎(2)第④步涉及的化学反应方程式为________________________,‎ 主要操作为____________。‎ ‎(3)得到的产品中通常含有水杨酸,主要原因是______________________________‎ ‎________________________________________________________________________,‎ 要检测产品中的水杨酸,其实验步骤是_____________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)本实验多次用到抽滤,抽滤比过滤具有更多的优点,主要表现在________________________________________________________________________。‎ 解析:(1)水浴加热的作用是为了控制反应的温度,防止副产物生成过多;长直导管除了导气的作用外,还有冷凝回流的作用;加入浓H2SO4是起催化剂的作用。(2)第④‎ 步涉及的反应主要是—COOH和NaHCO3的反应,实现固液分离应用过滤的方法。(3)水杨酸的分子结构中含有酚羟基,乙酰水杨酸的分子结构中无酚羟基,故可用FeCl3溶液进行检验。‎ 答案:(1)控制温度,防止副产物生成过多 导气、冷凝回流 作催化剂 ‎+CH3COOH 取代反应 ‎(2) +H2O+CO2↑ 过滤 ‎(3)乙酰化反应不完全或产物在分离过程中发生水解 取待测样品少许于试管中,加入适量95%的乙醇溶解后,滴加FeCl3溶液,看溶液是否变为深紫色 ‎(4)加快过滤速度,得到较干燥的固体 ‎4.硫酸亚铁铵的化学式为(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,商品名为摩尔盐。可由硫酸亚铁与硫酸铵反应生成硫酸亚铁铵,一般硫酸亚铁盐在空气中易被氧化,而形成摩尔盐后就比较稳定了。三种盐的溶解度(单位为g/100 g水)如下表:‎ 温度/℃‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎70‎ ‎(NH4)2SO4‎ ‎73.0‎ ‎75.4‎ ‎78.0‎ ‎81.0‎ ‎84.5‎ ‎91.9‎ FeSO4·7H2O ‎40.0‎ ‎48.0‎ ‎60.0‎ ‎73.3‎ ‎-‎ ‎-‎ ‎(NH4)2SO4·‎ FeSO4·6H2O ‎18.1‎ ‎21.2‎ ‎24.5‎ ‎27.9‎ ‎-‎ ‎-‎ Ⅰ.实验室制取少量摩尔盐的流程如下:‎ 试回答下列问题:‎ ‎(1)步骤3中进行“趁热快速过滤”,可采取的措施是__________________________‎ ‎___________________________________(写出1种),‎ 趁热过滤的目的是__________________________________________________;‎ ‎(2)步骤4中加热浓缩至____________________时为止;‎ ‎(3)步骤4中析出的晶体不含(NH4)2SO4、FeSO4的原因是__________________________,‎ 理论上制得的摩尔盐的质量为______________________________________。‎ Ⅱ.称取两份质量均为1.96 g的该硫酸亚铁铵,分别配制成溶液。用未知浓度的KMnO4酸性溶液进行滴定。‎ ‎(1)滴定时,将KMnO4酸性溶液装在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管。已知MnO被还原为Mn2+,试写出该滴定过程中的离子方程式:_____________________________;‎ ‎(2)判断该反应到达滴定终点的现象为____________________________________;‎ ‎(3)假设到达滴定终点时,用去V mL KMnO4酸性溶液,则该KMnO4酸性溶液的浓度为________mol·L-1。‎ 解析:以物质的制备为背景材料的实验题对实验能力的要求是很弹性的,可以问最简单的实验仪器使用、基本操作,也可以提高到实验步骤的分析能力,还可以灵活考查实验方法的灵活运用能力,甚至可以渗透实验方案设计。由于试题情景的绝对真实性,所涉及的反应原理、实验操作方法一般都是常用的、实用的,仪器也是比较常见的。所以应该把精力放在理解透基本的实验方法、实验原理上。如本题因为FeSO4在低温时溶解度较小,应采用趁热过滤,如果不趁热过滤就会有FeSO4·7H2O晶体析出,过滤时会出现漏斗堵塞现象。‎ 答案:Ⅰ.(1)将漏斗置于沸水中预热后进行快速热过滤 防止FeSO4·7H2O晶体析出 ‎(2)溶液表面出现晶膜 ‎(3)在相同温度下,(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的溶解度比(NH4)2SO4、FeSO4都要小 7(m1-m2) g Ⅱ.(1)酸式 5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O ‎(2)当最后一滴KMnO4酸性溶液滴下时,溶液变成浅紫色,且30 s内不褪色,说明达到滴定终点 ‎(3)1/V ‎ 物质制备实验 物质制备的基本思路 ‎(1)明确物质制备原理:进行物质制备实验设计前必须先认真审题,明确要制备的物质,弄清题目有哪些新信息,综合学过的知识,通过类比、分析、迁移,从而明确制备原理。‎ ‎(2)选择实验仪器与实验试剂:根据制备的物质的性质、需要的反应条件,选择合理的实验仪器和试剂。例如:制备的物质具有强烈的腐蚀性,就不能选用橡胶管连接实验仪器;若反应条件是加热,且温度不超过100 ℃,就可以选择水浴加热装置。‎ ‎(3)设计物质制备步骤:根据物质制备的原理以及所选用的实验仪器和试剂,设计出合理的实验装置和实验操作步骤,实验步骤应完整、简明。考生应该具备识别典型的实验仪器装置图的能力,这是评价实验方案的能力之一。‎ ‎(4)检验制备物质的纯度:采用可行的方法对制备的物质进行检验,确定实验是否成功。‎ 题组一气体的制备 ‎1.下列制备和收集气体的实验装置合理的是(  )‎ 解析:选D。A中大试管的管口应略向下倾斜,且收集气体的试管口应放一团棉花;B中NO很容易被空气中的氧气氧化,所以采用B装置得不到NO;C中氢气的密度比空气小,所以集气瓶中的进气导管应比出气导管要短;D装置合理。‎ ‎2.下列关于气体制备的说法不正确的是(  )‎ A.用碳酸钠粉末可以制备CO2‎ B.用铁片和稀H2SO4反应制取H2时,为加快产生H2的速率可改用浓H2SO4‎ C.加热分解NH4HCO3固体,将所得的气体进行适当处理可获得NH3‎ D.用KMnO4固体和用KClO3固体制备O2的装置完全相同 解析:选B。选项A,Na2CO3粉末可以与稀硫酸等反应制备CO2;选项B,Fe在浓H2SO4中发生钝化,不能得到大量的H2;选项C,加热NH4HCO3得到CO2、NH3、H2O的混合气体,将混合气体通过碱石灰除去CO2和H2O即可得到NH3;选项D,用KMnO4固体和KClO3固体制备O2都属于“固+固加热”型,其装置完全相同。‎ ‎3.N2在诸多领域用途广泛。某化学兴趣小组为探究在实验室制备较为纯净N2的方法,进行了认真的准备。请你参与交流与讨论。‎ ‎[查阅资料]N2的制法有下列三种方案。‎ 方案1:加热NaNO2和NH4Cl的浓溶液制得N2。‎ 方案2:加热条件下,以NH3还原CuO可制得N2,同时获得活性铜粉。‎ 方案3:将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的N2。‎ ‎[实验准备]以实验室常见仪器(药品)等设计的部分装置如下图(部分夹持和加热仪器未画出)。‎ ‎[分析交流]‎ ‎(1)若以方案1制得N2,应选择的发生装置是_______________________________。‎ ‎(2)若按方案2制得干燥、纯净的N2,且需要的NH3以生石灰和浓氨水作原料,整套制气装置按气流从左到右的连接顺序是________________(填字母)。获得N2的反应原理是________________________________________________________________________‎ ‎(写反应方程式)。‎ ‎(3)若以排水法收集N2,其中会混入水蒸气。但也不宜用排空气法,其原因是________________________________________________________________________。‎ 你提出的收集方法是_____________________________________________。‎ ‎(4)上述三个方案中,制得的N2纯度最差的是________。在N2纯度要求不甚严格的情况下,有人建议将方案2和方案3结合使用,你认为其优点是________________________。‎ 解析:(1)采用反应器的特点与反应物的状态以及反应条件有关,方案1为加热两种液态物质,符合此条件的只有A装置。(2)方案2为固体和气体的反应,反应器应选择B,但要求通入的氨干燥且纯净。利用浓氨水和生石灰反应制取氨为固液不加热的装置,选择E,但同时有水蒸气生成,因此利用碱石灰来干燥,反应完毕后产生的水蒸气与没有参与反应的氨与氮气一同导出,利用浓硫酸既可以除去水,又可以除去氨。(3)排空气法收集气体主要是利用气体密度的差别。(4)方案3利用了除去空气中的氧气即得氮气的原理,空气中除了氧气和氮气外还有二氧化碳和稀有气体,因此不纯净。‎ 答案:(1)A ‎(2)E→D→B→C 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O ‎(3)N2的相对分子质量为28,与空气的平均相对分子质量接近(用气体密度大小比较回答问题也可) 用气囊收集(其他合理答案也可)‎ ‎(4)方案3 CuO和Cu可循环利用,节省药品 有关气体制备实验装置的解题思路 ‎ ‎ 题组二非气体物质的制备 ‎4.(2018·浙江4月选考,T24)某同学通过如下流程制备氧化亚铜:‎ 已知:CuCl难溶于水和稀硫酸;Cu2O+2H+===Cu2++Cu+H2O。‎ 下列说法不正确的是(  )‎ A.步骤②中的SO2可用Na2SO3替换 B.步骤③中为防止CuCl被氧化,可用SO2水溶液洗涤 C.步骤④发生反应的离子方程式为2CuCl+2OH-Cu2O+2Cl-+H2O D.如果Cu2O试样中混有CuCl和CuO杂质,用足量稀硫酸和Cu2O试样充分反应,根据反应前、后固体质量可计算试样纯度 答案:D ‎5.(2017·浙江4月选考,T31)ClO2是一种优良的消毒剂,浓度过高时易发生分解,常将其制备成NaClO2固体以便运输和贮存。过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图1所示。‎ 已知:2NaClO3+H2O2+H2SO4===2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O ‎2ClO2+H2O2+2NaOH===2NaClO2+O2↑+2H2O ClO2熔点为-59 ℃、沸点为11 ℃;H2O2沸点为150 ℃‎ 请回答:‎ ‎(1)仪器A的作用是____________;冰水浴冷却的目的是 ‎_____________________________________(写出两种)。‎ ‎(2)空气流速过快或过慢,均降低NaClO2产率,试解释其原因:___________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)Cl-存在时会催化ClO2的生成。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸,ClO2的生成速率大大提高,并产生微量氯气。该过程可能经两步反应完成,将其补充完整:①__________________________(用离子方程式表示),②H2O2+Cl2===2Cl-+O2+2H+。‎ ‎(4)H2O2浓度对反应速率有影响,通过图2所示装置将少量30% H2O2溶液浓缩至40%,B处应增加一个设备。该设备的作用是____________,馏出物是______________________。‎ ‎(5)抽滤法分离NaClO2过程中,下列操作不正确的是________。‎ A.为防止滤纸被腐蚀,用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤 B.先转移溶液至漏斗,待溶液快流尽时再转移沉淀 C.洗涤沉淀时,应使洗涤剂快速通过沉淀 D.抽滤完毕,断开水泵与吸滤瓶间的橡皮管后,关闭水龙头 解析:(1)生成的气体在冰水浴中被吸收,使体系内部的压强减小,因此仪器A的作用是防止倒吸;由已知信息知,H2O2沸点为150 ℃,容易发生分解,ClO2沸点为11 ℃,易挥发,为了让其与NaOH、H2O2充分接触发生反应,因此实验用冰水浴冷却的目的,一是减少H2O2的分解,二是增加ClO2的溶解度,并减少ClO2的分解,三是降低NaClO2的溶解度。(2)通入空气的作用是使ClO2与NaOH、H2O2接触制备NaClO2,若空气流速过慢,ClO2不能及时被移走,使三颈烧瓶内ClO2浓度过高而导致分解;若空气流速过快,ClO2迅速通过NaOH与H2O2混合溶液,不能被充分吸收,而降低NaClO2的产率。(3)总反应为2ClO+H2O2+2H+===2ClO2↑+O2↑+2H2O,Cl-为催化剂,根据总反应和第二步反应,第一步反应可由总反应减去第二步反应得到。(4)水浴加热的温度极限为100 ℃,由于传热等实际问题,瓶内温度很难达到100 ℃,因此需要添加抽气装置,降低体系内压强,从而降低H2O的沸点,促进水的挥发;由题给信息可知,H2O2的沸点为150 ℃,高于水的沸点,馏出物为水。(5)NaClO2具有氧化性,会和滤纸作用而腐蚀滤纸,可用玻璃纤维代替滤纸,A正确;用倾析法转移溶液,开大水龙头,待溶液快流尽时再转移沉淀,B正确;洗涤沉淀时,为保证充分洗涤,需要让洗涤剂缓慢通过沉淀,C错误;为防止倒吸,抽滤完毕后,应先断开水泵与吸滤瓶之间的橡皮管,再关闭水龙头,D正确。‎ 答案:(1)防止倒吸 减少H2O2的分解;增加ClO2的溶解度,并减少ClO2的分解;降低NaClO2的溶解度(任写两种即可)‎ ‎(2)空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解;空气流速过快时,ClO2不能被充分吸收 ‎(3)2ClO+2Cl-+4H+===2ClO2↑+Cl2↑+2H2O ‎(4)减压 H2O ‎(5)C 课后达标检测 一、选择题 ‎1.(2020·金华高三质检)下列实验能达到目的的是(  )‎ 解析:选B。中和滴定时,盛装NaOH溶液应用碱式滴定管,因为NaOH能腐蚀酸式滴定管中的玻璃活塞,A错;常温下,H2O2溶液在MnO2的催化作用下,分解生成H2O和O2,B正确;配制溶液定容时,加水至距离刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管滴加,C错;石油蒸馏时,冷凝水从下口进,上口出,D错。‎ ‎2.(2020·金华高二检测)某学生在实验室欲制备氧气,但仅有锥形瓶、分液漏斗、各种玻璃导管、橡皮管、集气瓶、药匙,据此他只能选用哪组试剂来制备氧气(  )‎ A.KMnO4‎ B.KClO3、MnO2‎ C.3%的H2O2和MnO2‎ D.KMnO4、KClO3‎ 解析:选C。从所给仪器分析,没有加热仪器,所以A、B、D三项均不能采用,只有C项可采用,在室温下反应:2H2O22H2O+O2↑。‎ ‎3.下列实验装置图正确的是(  )‎ 解析:选B。选项A中温度计的水银球应插入反应液液面以下,A错;选项C中实验室用MnO2和浓盐酸制备Cl2时必须加热,C错;选项D中导管伸入饱和Na2CO3溶液中,易引起倒吸,D错。‎ ‎4.用如图装置进行实验,将液体A逐滴加入盛有固体B的烧瓶中,下列叙述正确的是(  )‎ A.若A为盐酸,B为MnO2,C中盛有品红溶液,则C中溶液褪色 B.若A为醋酸,B为贝壳,C中盛有澄清石灰水,则C中溶液出现浑浊 C.若A为浓氨水,B为生石灰,C中盛有AlCl3溶液,则C中先产生白色沉淀后沉淀溶解 D.C项实验中仪器D可以用长玻璃导管代替 解析:选B。本装置为固+液不加热装置,A项不发生反应;B项生成CO2气体,使澄清石灰水变浑浊;C项产生NH3,溶于水生成NH3·H2O,与AlCl3溶液反应生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3沉淀不与NH3·H2O反应;D项仪器D起防倒吸的作用,不能换作长玻璃导管。‎ ‎5.(2020·杭州选考一模)在实验室的制备实验中,需要用温度计且将温度计插入反应混合液中的是(  )‎ A.石油的分馏       B.由苯制硝基苯 C.由苯制溴苯 D.由酒精制乙烯 解析:选D。分馏石油时应将温度计的水银球置于蒸馏烧瓶的支管口处;制硝基苯时应将温度计插入水浴中(控制水温为55~60 ℃);由苯制溴苯不需加热,也不需使用温度计;由酒精制乙烯时应将温度计的水银球插入反应混合液中(控制反应温度为170 ℃)。‎ ‎6.实验室采用如下图所示的装置制取氯化铜(部分仪器和夹持装置已略去)。‎ 下列说法正确的是(  )‎ A.玻璃纤维的作用是防止E装置中液体倒吸入D装置中 B.E装置中液体用于吸收多余的氯气和氯化氢 C.要使B装置中产生氯气,应先加热圆底烧瓶,再滴加浓盐酸 D.实验中加热的先后顺序为先加热硬质玻璃管D,再加热圆底烧瓶B 解析:选B。A、B装置用来制备氯气,C装置中浓硫酸起干燥作用,E装置为尾气吸收装置,用于吸收多余的氯气和氯化氢。玻璃纤维的作用是防止铜粉进入导管中而堵塞导管,A项错误;加热B装置时应先滴加浓盐酸再加热,否则会使烧瓶炸裂,C项错误;先加热B装置产生氯气将装置中的空气赶走再加热D装置,以防止氧气和铜发生反应,D项错误。‎ ‎7.下列制备有关物质的方法合理的是(  )‎ A.用过氧化钠与水反应制氧气 B.用乙醇和醋酸混合共热制乙酸乙酯 C.用亚硫酸钠固体粉末与稀硫酸反应制二氧化硫 D.用亚硫酸钠固体粉末与浓硝酸反应制二氧化硫 解析:选A。B项缺少催化剂,不正确;C项因二氧化硫易溶于水,应用浓硫酸,不正确;D项中浓硝酸会将亚硫酸钠氧化,得不到二氧化硫,不正确。‎ ‎8.如图为实验室制氢气的简易装置。若在加稀硫酸时,发现锌粒与稀硫酸没有接触而稀硫酸又不够了,为使该反应顺利进行,则可以从长颈漏斗中加入的试剂是(  )‎ ‎①食盐水 ②KNO3溶液 ③适量稀硫酸铜溶液 ‎④Na2CO3溶液 ⑤CCl4 ⑥浓氨水 A.①③⑤ B.②⑥‎ C.③⑤ D.①②④‎ 解析:选A。②加入KNO3溶液后不再产生H2,会产生NO气体。④Na2CO3‎ 溶液会与H2SO4反应生成CO2,既消耗H2SO4又会使H2不纯净。⑥浓氨水会与H2SO4反应。‎ 二、非选择题 ‎9.谢弗勒尔盐(Cu2SO3·CuSO3·2H2O)是一种深红色固体,不溶于水和乙醇,100 ℃时发生分解。可由CuSO4·5H2O和SO2等为原料制备,实验装置如下图所示。‎ ‎(1)装置A在常温下制取SO2时,用较浓的硫酸而不用稀硫酸,其原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)装置C的作用是____________________________________________。‎ ‎(3)从B中获得的固体需先用蒸馏水充分洗涤,再真空干燥。‎ ‎①检验洗涤已完全的方法是____________________________________________。‎ ‎②不用烘干的方式得到产品,其原因是_________________________________。‎ 解析:(1)二氧化硫易溶于水,用稀硫酸会导致生成的二氧化硫大量溶解,对制备不利。(2)装置C中导管短进长出,再结合二氧化硫易溶于水的性质,可知其作用为防止倒吸。(3)①检验洗涤完全就是要检验洗涤液中不再有硫酸根离子,所以正确方法是取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,则表明已洗涤干净;②由题中信息可知,谢弗勒尔盐100 ℃时发生分解,所以不用烘干的方式得到产品的原因是防止其发生分解。‎ 答案:(1)二氧化硫易溶于水 (2)防止倒吸 (3)①取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,则表明已洗涤干净 ②防止谢弗勒尔盐发生分解 ‎10.(2016·浙江10月选考,T31)某研究小组在实验室以含铁的铜屑为原料制备Cu(NO3)2·3H2O晶体,并进一步探究用SOCl2制备少量无水Cu(NO3)2。设计的合成路线如下:‎ 已知:Cu(NO3)2·3H2OCu(NO3)2·Cu(OH)2CuO;SOCl2熔点-105 ℃、沸点76 ℃,遇水剧烈水解生成两种酸性气体。‎ 请回答:‎ ‎(1)第②步调pH适合的物质是________(填化学式)。‎ ‎(2)第③步包括蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤等步骤,其中蒸发浓缩的具体操作是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 为得到较大颗粒的Cu(NO3)2·3H2O晶体,可采用的方法是________________________(填一种)。‎ ‎(3)第④步中发生反应的化学方程式是________________________。‎ ‎(4)第④步,某同学设计的实验装置示意图(夹持及控温装置省略,如图1)有一处不合理,请提出改进方案并说明理由:______________________________。‎ 装置改进后,向仪器A中缓慢滴加SOCl2时,需打开活塞________(填“a”“b”或“a和b”)。‎ ‎(5)为测定无水Cu(NO3)2产品的纯度,可用分光光度法。‎ 已知:4NH3·H2O+Cu2+===Cu(NH3)+4H2O;Cu(NH3)对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与Cu2+在一定浓度范围内成正比。现测得Cu(NH3)的吸光度A与Cu2+标准溶液浓度关系如图2所示。‎ 准确称取0.315 0 g无水Cu(NO3)2,用蒸馏水溶解并定容至100 mL,准确移取该溶液10.00 mL,加过量NH3·H2O,再用蒸馏水定容至100 mL,测得溶液吸光度A=0.620,则无水Cu(NO3)2产品的纯度是________(以质量分数表示)。‎ 解析:由题意知将Cu屑(含Fe)溶解在足量HNO3中,得到Cu(NO3)2和Fe(NO3)3溶液,加Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3调pH,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,过滤得到Cu(NO3)2溶液,将Cu(NO3)2溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到Cu(NO3)2·3H2O晶体,‎ 可通过减慢冷却结晶的速度得到较大颗粒的晶体。SOCl2遇水剧烈水解生成两种酸性气体,应在A、B之间增加干燥装置,防止B中水蒸气进入反应器A,装置改进后,向仪器A中缓慢滴加SOCl2时,需打开活塞b,使SOCl2滴入反应器A参加反应。由图2可知:A=400c(Cu2+),当A=0.620时,c(Cu2+)= mol·L-1=1.55×10-3 mol·L-1,则称取的无水Cu(NO3)2中所含n[Cu(NO3)2]=1.55×10-3 mol,m[Cu(NO3)2]=1.55×10-3 mol×188 g·mol-1=0.291 4 g,故无水Cu(NO3)2产品的纯度为×100%=92.5%。‎ 答案:(1)Cu(OH)2[或Cu2(OH)2CO3] (2)将溶液转移至蒸发皿中,控制温度加热至溶液表面形成一层晶膜 减慢冷却结晶的速度 (3)Cu(NO3)2·3H2O+3SOCl2===Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl↑‎ ‎(4)在A、B之间增加干燥装置,防止B中水蒸气进入反应器A b ‎(5)92.5%‎ ‎11.(2020·浙江十校联盟选考模拟)用Skraup 法合成8羟基喹啉的原理和流程如下:‎ 已知水蒸气蒸馏原理: 在难溶或不溶于水的有机物中通入水蒸气,使难溶或不溶于水的有机物和水一起蒸出。‎ 物质 熔点/℃‎ ‎ 沸点/℃‎ 溶解性 某些化 学性质 邻氨 基苯酚 ‎177‎ ‎153‎ 可溶于水;能溶于强酸、强碱;易溶于乙醇 两性 邻硝基 苯酚 ‎45‎ ‎216‎ 微溶于水,能随水蒸气挥发;易溶于乙醇 ‎—‎ 甘油 ‎20‎ ‎290.9‎ 与水、乙醇混溶;能吸潮 ‎—‎ ‎8羟基 喹啉 ‎76‎ ‎257‎ 难溶于水;能溶于强酸、强碱;易溶于乙醇 两性 主要实验装置如下:‎ ‎(1)图1中仪器a的名称为________;图2中仪器b的作用是________。‎ ‎(2)甘油中水量大于5%会影响产量,需要新配。下列说法合理的是________。‎ A.将普通甘油置于蒸发皿加热至180 ℃去水后,立即放入干燥器中(图3)d处备用 B.为了增强干燥器的干燥效果,可在磨口边缘涂极薄的一层凡士林 C.当干燥器内变色硅胶(干燥剂,含有CoCl2)颜色为浅粉红色时,需要更换干燥剂 D.取用甘油时,手握干燥器盖顶圆球向上拉,取下盖子正着放置,取用甘油 ‎(3)第一次水蒸气蒸馏主要除去的杂质是________。‎ ‎(4)剩余液调节pH=7的作用是________________________________。‎ ‎(5)第二次馏出物经过一系列操作可以获得高纯度的产品,下列说法正确的是________。‎ A.第二次水蒸气蒸馏的馏出物经过抽滤、洗涤、干燥可以获得粗产品 B.粗产品加入4∶1的乙醇水溶液溶解后,慢慢滴加水,可得到颗粒较细的晶体 C.将重结晶过滤后的母液收集起来进行适当处理,可提高产率 D.可以用测产品熔点判断产物的纯度 解析:(1)根据图示,仪器a的名称是冷凝管;图2中仪器b是安全管,烧瓶内压强增大时,管内液面上升,因此其作用是防止内压过大。(2)A.干燥器(图3)中d处放置干燥剂,故A错误;B.凡士林起到密封的作用,故B正确;C.变色硅胶的颜色为浅粉红色时失去干燥作用,需要更换干燥剂,故C正确;D.干燥器在开启时,左手按住器体,右手握住盖顶“玻球”,沿器体上沿轻推或拉动。切勿用力上提,盖子取下后要仰放桌面上,故D错误。(3)在难溶或不溶于水的有机物中通入水蒸气,使难溶或不溶于水的有机物和水一起蒸出,‎ 邻硝基苯酚微溶于水,所以第一次水蒸气蒸馏主要除去的杂质是邻硝基苯酚。(4)调节pH=7,可以将邻氨基苯酚和8羟基喹啉的硫酸盐转化为邻氨基苯酚和8羟基喹啉,使产物8羟基喹啉容易蒸出。(5)A.第二次水蒸气蒸馏的馏出物是8羟基喹啉,难溶于水,所以经过抽滤、洗涤、干燥可以获得粗产品,故A正确;B.粗产品加入乙醇溶解后,慢慢滴加水,可得到颗粒较细的晶体,故B错误;C.过滤后的母液中含有少量产品,所以将重结晶过滤后的母液收集起来进行适当处理,可提高产率,故C正确;D.晶体一旦混入杂质,熔点就会下降,所以可通过测定熔点判断产品的纯度,故D正确。‎ 答案:(1)冷凝管 防止内压过大 (2)BC (3)邻硝基苯酚 (4)将邻氨基苯酚和8羟基喹啉的硫酸盐转化为邻氨基苯酚和8羟基喹啉,使产物容易蒸出 (5)ACD
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