2021屆高考化學考點突破：物質制備綜合實驗 (解析版)

物質制備綜合實驗

1.12020?江蘇卷】羥基乙酸鈉易溶于熱水，微溶于冷水，不溶于醇、酸等

有機溶劑。制備少量羥基乙酸鈉的反應為

C1CH2COOH+2NaOHfHOCH.COONa+NaCl+H2OAH<0

實驗步驟如下：

NaOII溶液

電磁攪拌

步驟1：如圖所示裝置的反應瓶中，加入40g氯乙酸、50mL水，攪拌。逐步

加入40%Na0H溶液，在95c繼續(xù)攪拌反應2小時，反應過程中控制pH約為9。

步驟2：蒸出部分水至液面有薄膜，加少量熱水，趁熱過濾。濾液冷卻至15℃,

過濾得粗產品。

步驟3：粗產品溶解于適量熱水中，加活性炭脫色，分離掉活性炭。

步驟4：將去除活性炭后的溶液加到適量乙醇中，冷卻至15℃以下，結晶、

過濾、干燥，得羥基乙酸鈉。

(1)步驟1中，如圖所示的裝置中儀器A的名稱是；逐步加入

NaOH溶液的目的是o

（2）步驟2中，蒸儲燒瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是。

（3）步驟3中，粗產品溶解于過量水會導致產率（填“增大”或“減

小”）；去除活性炭的操作名稱是o

（4）步驟4中，將去除活性炭后的溶液加到適量乙醇中的目的是

_______________O

【答案】（1）（回流）冷凝管防止升溫太快、控制反應體系pH

（2）防止暴沸（3）減小趁熱過濾

（4）提高羥基乙酸鈉的析出量（產率）

【解析】（1）根據(jù)圖中儀器得出儀器A的名稱為冷凝管，根據(jù)題中信息可知

制備羥基乙酸鈉的反應為放熱反應，逐步加入NaOH溶液的目的是防止升溫太快,

同時控制反應體系的pH；（2步驟2中燒瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是防止暴

沸；（3）粗產品溶于過量水，導致在水中溶解過多，得到的產物減少，因此導致

產率減小；由于產品易溶于熱水，微溶于冷水，因此去除活性炭的操作名稱是趁

熱過濾；（4）根據(jù)信息，產品不溶于乙醇、乙醛等有機溶劑中，因此步驟4中，

將去除活性炭后的溶液加到適量乙醇中的目的是降低產品的溶解度，提高羥基乙

酸鈉的析出量（產量）。

2.12020?山東卷】用軟鎰礦（主要成分為MiQ,含少量Fe3（h、A處和BaS

制備高純MnCOs的工藝流程如下:

已知：MnOz是一種兩性氧化物；25℃時相關物質的L見下表。

物

Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2

質

_1631x10-3861x10-3231X1()T2.7

KspIxlO-

回答下列問題

(1)軟鎰礦預先粉碎的目的是，MnO2與BaS溶液反應轉化為MnO

的化學方程式為O

(2)保持BaS投料量不變，隨MnO?與BaS投料比增大，S的量達到最大值后無

明顯變化，而Ba(0H)2的量達到最大值后會減小，減小的原因是o

(3)濾液I可循環(huán)使用，應當將其導入到操作中(填操作單元的名稱)o

(4)凈化時需先加入的試劑X為(填化學式)。再使用氨水調溶液的

pH,則pH的理論最小值為(當溶液中某離子濃度c,,10x10-5moi【T時，可

認為該離子沉淀完全)。

【答案】(1)增大接觸面積，充分反應，提高反應速率

Mn02+BaS+H20=Ba(OH)2+MnO+S

(2)過量的MnOz消耗了產生的Ba(0H)2

⑶蒸發(fā)H2024.9

2++

(4)Mn+HC03+NH3?H20=MnC031+NH4+H2O

【解析】軟鎰礦粉(主要成分為MnOz,含少量Fe3(h、AI2O3)加入硫化鋼溶液進

行反應，主要發(fā)生Mn02+BaS+H20=Ba(0H)2+MnO+S,過濾得到Ba(OH)2溶液，經蒸發(fā)

結晶、過濾、干燥得到氫氧化領；濾渣用硫酸溶解，得到的濾液中主要金屬陽離

子有Mr?*、Fe2\Fe3\Al3+,得到的濾渣為不溶于稀硫酸的硫磺；之后向濾液中

加入合適的氧化劑將Fe"轉化為Fe3+,然后加入氨水調節(jié)pH,使Fe3\AlA轉化為

沉淀除去，壓濾得到的廢渣為Fe(OH)3和Al(0H)3,此時濾液中的金屬陽離子只有

Mn2+,向濾液中加入碳酸氫錢、氨水，Mr?*和碳酸氫根電離出的碳酸根結合生成碳

酸鎰沉淀，過濾、洗滌、干燥得到高純碳酸鎰。(1)軟鎰礦預先粉碎可以增大反

應物的接觸面積，使反應更充分，提高反應速率；MnOz與BaS反應轉化為MnO,

Mn元素的化合價由+4價降低為+2價，根據(jù)元素價態(tài)規(guī)律可知-2價的S元素應被

氧化得到S單質，則MnO2與BaS的系數(shù)比應為1:1,根據(jù)后續(xù)流程可知產物還有

Ba(0H)2,結合元素守恒可得化學方程式為：MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S；(2)

根據(jù)題目信息可知M11O2為兩性氧化物，所以當MrA過量時，會消耗反應產生的

Ba(0H)2,從而使Ba(0H)2的量達到最大值或會減小；(3)濾液I為結晶后剩余的

Ba(0H)2飽和溶液，所以可以導入到蒸發(fā)操作中循環(huán)使用；(4)凈化時更好的除去

Fe元素需要將Fe2+氧化為Fe*為了不引入新的雜質，且不將Mn元素氧化，加

入的試劑X可以是上。2；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)e(0H)3和A1(OH)3為同種沉淀，而

A1(OH)3的8p稍大，所以當A1"完全沉淀時，F(xiàn)e3+也一定完全沉淀，當c(Al3+)=1.0

XKTmol/L時，c(0H-)=L-'=10-91mol/L,所以

［《AT)VlxIO5

c(H+)=10-49mol/L,pH=4.9,即pH的理論最小值為4.9；(5)碳化過程Mr產和碳酸

氫根電離出的碳酸根結合生成碳酸鎰沉淀，促進碳酸氫根的電離，產生的氫離子

2+

和一水合氨反應生成鍍根和水，所以離子方程式為Mn+HCO3+NH3?H2O=MnCO31

+NH4++H2O。

3.12020?山東卷】某同學利用CL氧化K2MnO4制備KMnO’的裝置如下圖所示(夾

持裝置略)：

已知：鎰酸鉀(LMnOD在濃強堿溶液中可穩(wěn)定存在，堿性減弱時易發(fā)生反應:

2

3MnO4+2H2O=2MnO4+MnO21+40E

回答下列問題:

(1)裝置A中a的作用是;裝置C中的試劑為

;裝置A中制備C12的化學方程為o

（2）上述裝置存在一處缺陷，會導致KMnCh產率降低，改進的方法是

（3）KMnO4常作氧化還原滴定的氧化劑，滴定時應將KMnCh溶液加入

（填“酸式”或“堿式”）滴定管中；在規(guī)格為50.00mL的滴定管中，

若KMnO4溶液起始讀數(shù)為15.00mL,此時滴定管中KMnO,溶液的實際體積為

______________（填標號）。

A.15.00mLB.35.00mLC.大于35.00mLD.小于15.00ml

（4）某FeC2（h.240樣品中可能含有的雜質為Fe2（C20D3、H2C2O4.2H20,采用

KMnO,滴定法測定該樣品的組成，實驗步驟如下：

I.取mg樣品于錐形瓶中，加入稀H2s。4溶解，水浴加熱至75℃。用cmol

.r1的KMnO,溶液趁熱滴定至溶液出現(xiàn)粉紅色且30s內不褪色，消耗KMnO,溶液

VimLo

II.向上述溶液中加入適量還原劑將Fe*完全還原為Fe2+,加入稀H2s0,酸化后,

在75℃繼續(xù)用KM11O4溶液滴定至溶液出現(xiàn)粉紅色且30s內不褪色，又消耗KMnO4

溶液VzmL。樣品中所含H2c204-240但=126g-mol-1）的質量分數(shù)表達式為

下列關于樣品組成分析的說法，正確的是（填標號）。

A.9=3時，樣品中一定不含雜質

V2

B.9越大，樣品中H2c2。4?2H2。含量一定越高

*2

C.若步驟I中滴入KMnO4溶液不足，則測得樣品中Fe元素含量偏低

D.若所用KMnCh溶液實際濃度偏低，則測得樣品中Fe元素含量偏高

【答案】(1)平衡氣壓，使?jié)恹}酸順利滴下NaOH溶液

Ca(CIO)2+4HCl=CaCl2+2Cl21+2H20

(2)在裝置A、B之間加裝盛有飽和食鹽水的洗氣瓶

⑶酸式C⑷O-315c(V「3V2)xlOO%BD

m

【解析】(D裝置A為恒壓分液漏斗，它的作用是平衡氣壓，使?jié)恹}酸順利滴

下，C的作用是吸收反應不完的C12,可用NaOH溶液吸收，Ca(C10)2和濃鹽酸在

A中發(fā)生歸中反應產生Cl2,反應的化學方程式為Ca(C10)2+4HCl=CaCl2+2Cl21

+2H20;(2)鎰酸鉀在濃強堿溶液中可穩(wěn)定存在，堿性減弱時易發(fā)生

2

3Mn04+2H20=2Mn04+Mn021+40H\一部分Mn(V一轉化為了MnO2,導致最終KMrA的

產率低，而濃鹽酸易揮發(fā)，直接導致B中NaOH溶液的濃度減小，故改進措施是

在裝置A、B之間加裝盛有飽和食鹽水的洗氣瓶吸收揮發(fā)出來的HC1；(3)高鎰酸

鉀有強氧化性，強氧化性溶液加入酸式滴定管，滴定管的“0”刻度在上，規(guī)格

為50.00mL的滴定管中實際的體積大于(50.00-15.00)mL,即大于35.00mL；(4)

設FeC204?2H20的物質的量為xmoLFe2(C204)3的物質的量為ymol,H2C204?2H20

的物質的量為zmoL步驟I中草酸根和Fe?.均被氧化，結合得失電子守恒有：

io

2+

2KMnO：5H2czOKCzC"-),KMnO4"5Fe,所以3x+?x+3y+z尸巴xio^,步驟n中Fe?+

被氧化，由KMnO「5Fe2+可知，g(x+2y尸cV?xio,,聯(lián)立二個方程解得：z=2.5(cV-3V2)

3

X10,所以H2c2(X?2H2O的質量分數(shù)=至曳0立吧竺xioo%=

m

0.315(cV,-3VI)xi00%o關于樣品組成分析如下：A項，$3時，H2c2。4-240的質

mv2

3

量分數(shù)=O.315(cV「3VJx100%=0,樣品中不含H2c2。4?2H2。，由2x+1(x+3y+z)=cY*10-

m35

1V

和￡(X+2y)=cV2X103可知，ywo,樣品中含F(xiàn)ez?。，雜質，A錯誤；B項，才越大，

3V2

由H2c204?2乩0的質量分數(shù)表達式可知，其含量一定越大，B正確；C項，F(xiàn)e元

素的物質的量=；儀+2丫)0101=八獷103[1101,若步驟I中KMn()4溶液不足，則步驟I中

有一部分Fe"沒有被氧化，不影響V2的大小，則CVZXKT不變，則對于測得Fe

元素的含量無影響，C錯誤；D項，結合C可知：若KMnO4溶液濃度偏低，則消耗

KMrQ溶液的體積％、V2均偏大，F(xiàn)e元素的物質的量偏大，則測得樣品中Fe元素

含量偏高，D正確。

4.12020?天津卷】為測定C11SO4溶液的濃度，甲、乙兩同學設計了兩個方案。

回答下列問題：

I.甲方案

實驗原理：CuSO4+BaCl2=BaSO41+CuCl2

實驗步驟:

(1)判斷so4”沉淀完全的操作為

(2)步驟②判斷沉淀是否洗凈所選用的試劑為

(3)步驟③灼燒時盛裝樣品的儀器名稱為o

(4)固體質量為wg,則c(CuS04)=mol-L\

(5)若步驟①從燒杯中轉移沉淀時未洗滌燒杯，則測得

c(CuS04)(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)o

II.乙方案

實驗原理：Zn+CuS04=ZnS04+Cu,Zn+H2s。4=ZnS04+H2t

實驗步驟：

①按右圖安裝裝置(夾持儀器略去)

②……

③在儀器A、B、C、D、E…中加入圖示的試劑

④調整D、E中兩液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，讀

數(shù)并記錄。

⑤將CuS04溶液滴入A中攪拌，反應完成后，再滴加稀硫酸至體系不再有氣

體產生

⑥待體系恢復到室溫，移動E管，保持D、E中兩液面相平，讀數(shù)并記錄

⑦處理數(shù)據(jù)

(6)步驟②為。

(7)步驟⑥需保證體系恢復到室溫的原因是(填序號)。

a.反應熱受溫度影響b.氣體密度受溫度影響c.反應速率受溫度

影響

(8)Zn粉質量為ag,若測得乩體積為bmL,已知實驗條件下P(H2)=dgxU,

則c(CuSO。mol-1/(列出計算表達式)。

(9)若步驟⑥E管液面高于D管，未調液面即讀數(shù)，則測得

c(CuS04)(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

(10)是否能用同樣的裝置和方法測定MgS(X溶液的濃度:(填“是”

或“否”)o

【答案】(1)向上層清液中繼續(xù)滴加BaCL溶液，無白色沉淀生成，則沉淀完

全

(2)AgN03溶液(3)地期(4)—(5)偏低

abdxlO3

(6)檢查裝置氣密性(7)b(8)65-2(9)偏高(10)否

25xl0-3

【解析】I.(1)硫酸根離子的檢驗是滴加氯化鋼溶液，若產生白色沉淀，

證明溶液中含有硫酸根離子，故判斷s(V-沉淀完全的操作向上層清液中繼續(xù)滴加

BaCb溶液，無白色沉淀生成，則沉淀完全；(2)步驟②判斷沉淀是否洗凈所選用

的試劑為AgNOs溶液,硫酸鍬沉淀中可能附著有氯化領，為了證明還有沒氯離子，

需要加入硝酸銀溶液，若產生白色沉淀，證明沒有洗凈；(3)步驟③灼燒時盛裝

樣品的儀器為生蝸；(4)固體質量為wg,為硫酸鋼的質量，硫酸鋼的物質的量為

爐4qcl,根據(jù)硫酸根守恒可知，CuSOjBaSO,，則c(CuS04)=9=233g/mol=*

一名0,025L

mol-L-1；(5)若步驟①從燒杯中轉移沉淀時未洗滌燒杯，會使固體的質量偏小，

物質的量偏小，根據(jù)。=令可知，則測得c(CuS04)偏低。

II.(6)加入藥品之前需檢查裝置的氣密性；步驟②為檢查裝置氣密性；(7)

氣體的體積受溫度和壓強的影響較大，氣體的質量不隨溫度和壓強的變化而改變,

密度也受溫度和壓強的影響，步驟⑥需保證體系恢復到室溫的原因是氣體密度受

溫度影響；反應熱不受溫度的影響，只與反應物和生成物自身的能量有關，不隨

溫度壓強而改變；反應速率受溫度影響，溫度越高，反應速率越快，步驟⑥需保

證體系恢復到室溫與反應速率無關；(8)Zn粉質量為ag,若測得乩體積為bmL,

已知實驗條件下P(H2)=dgxL\氫氣的質量=p(H2)VHbxl(f3g,利用氫氣的質量得

到氫氣的物質的量止d：b：10；g=dX11°二mol,根據(jù)Zn+H2s04=ZnS0+Ht,與

2g/mol242

酸反應的鋅的物質的量為*Qmol,鋅的總物質的量為就瑞，與硫酸銅反

1

應的鋅的物質的量為/H一9筲"?"根據(jù)Zn+CuS04=ZnSO4+Cu,則

65g/mol2

agdbxlO3

mo1

c(CuSO4)=esgTmol^；(9)若步驟⑥E管液面高于D管，未調液面即讀

25XW3L

數(shù)，得到氫氣的體積偏小，與硫酸反應的鋅的質量偏小，與硫酸銅反應的鋅的質

量偏大，則測得c(CuS04)偏高；(10)不能用同樣的裝置和方法測定MgS04溶液的

濃度，硫酸鎂不和鋅發(fā)生置換反應。

5.12019?新課標I卷】硫酸鐵核［NILFeCODz?加2。］是一種重要鐵鹽。為充

分利用資源，變廢為寶，在實驗室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵鍍，具體流程

如下：

回答下列問題：

(1)步驟①的目的是去除廢鐵屑表面的油污，方法是o

(2)步驟②需要加熱的目的是,溫度保持80~95℃,采用的

合適加熱方式是。鐵屑中含有少量硫化物，反應產生的氣體需

要凈化處理，合適的裝置為(填標號)。

(3)步驟③中選用足量的H2O2,理由是o分批加入乩。2,同時為

了,溶液要保持pH小于0.5。

(4)步驟⑤的具體實驗操作有,經干燥得到硫酸鐵鍍晶體樣品。

(5)采用熱重分析法測定硫酸鐵鍍晶體樣品所含結晶水數(shù)，將樣品加熱到150℃

時，失掉1.5個結晶水，失重5.6%。硫酸鐵錢晶體的化學式為o

【答案】(1)堿煮水洗

(2)加快反應熱水浴C

(3)將Fe?+全部氧化為Fe。不引入雜質防止Fe*水解

(4)加熱濃縮、冷卻結晶、過濾(洗滌)

(5)NH4Fe(S04)2?12H2O

【解析】(1)步驟①的目的是去除廢鐵屑表面的油污，油污在堿性條件下容易

水解，所以工業(yè)上常常用熱的碳酸鈉溶液清洗，即堿煮水洗；(2)步驟②需要加熱

的目的是為了加快反應速率；溫度保持80~95℃,由于保持溫度比較恒定且低于

水的沸點，故采用的合適加熱方式是水浴加熱(熱水浴)；鐵屑中含有少量硫化物,

硫化物與硫酸反應生成硫化氫氣體，可以用氫氧化鈉溶液吸收，為了防止倒吸可以

加裝倒置的漏斗，故選擇C裝置；(3)步驟③中選用足量的H2O2,H2O2可以將Fe2+氧

化為Fe*且H2O2的還原產物為上0,不會引入新的雜質，故理由是：將Fe2+全部氧

化為Fe*不引入新的雜質。因為上。2本身易分解，所以在加入時需分量加入，同

時為了防止Fe?+水解，溶液要保持pH小于0.5；（4）為了除去可溶性的硫酸鍍、鐵

離子等，需要經過的步驟為：加熱濃縮、冷卻結晶、過濾（洗滌）；（5）設硫酸鐵錠

的化學式為NH,FelSOjxHzO,其相對分子質量為266+18x,1.5個水分子的相對分

子質量為1.5X18=27,則27/（266+18x）=5.6%,解得x=12,則硫酸鐵錢的化學式

^NH4Fe（S04）2-12H20o

6.咖啡因是一種生物堿（易溶于水及乙醇，熔點234.5C,100℃以上開始升

華），有興奮大腦神經和利尿等作用。茶葉中含咖啡因約1%~5%、單寧酸（去約為

10工易溶于水及乙醇）約還含有色素、纖維素等。實驗室從茶葉中提

取咖啡因的流程如下圖所示。

|茶葉殘渣|

I，一?索氏提取,生石灰

|茶葉末|-------1

索氏提取裝置如圖所示。實驗時燒瓶中溶劑受熱蒸發(fā)，蒸汽沿蒸汽導管2上升

至球形冷凝管，冷凝后滴入濾紙?zhí)淄?中，與茶葉末接觸，進行萃取。萃取液液面

達到虹吸管3頂端時，經虹吸管3返回燒瓶，從而實現(xiàn)對茶葉末的連續(xù)萃取?；卮?/p>

下列問題：

索氏提取器

3.虹吸管

甲

(1)實驗時需將茶葉研細，放入濾紙?zhí)淄?中，研細的目的是,

圓底燒瓶中加入95%乙醇為溶劑，加熱前還要加幾粒o

(2)提取過程不可選用明火直接加熱，原因是,與常規(guī)的萃取

相比，采用索氏提取器的優(yōu)點是o

(3)提取液需經“蒸儲濃縮”除去大部分溶劑。與水相比，乙醇作為萃取劑的

優(yōu)點是o“蒸鐳濃縮”需選用的儀器除了圓底燒瓶、蒸儲頭、溫度

計、接收管之外，還有(填標號)。

A.直形冷凝管B.球形冷凝管C.接收瓶D.燒杯

(4)濃縮液加生石灰的作用是中和和吸收o

(5)可采用如圖所示的簡易裝置分離提純咖啡因。將粉狀物放入蒸發(fā)皿中并小

火加熱，咖啡因在扎有小孔的濾紙上凝結，該分離提純方法的名稱是

棉花

扎有小孔

的濾紙

【答案】（1）增加固液接觸面積，提取充分沸石

（2）乙醇易揮發(fā)，易燃使用溶劑量少，可連續(xù)萃?。ㄝ腿⌒矢撸?/p>

（3）乙醇沸點低，易濃縮AC（4）單寧酸水（5）升華

【解析】（1）萃取時將茶葉研細可以增加固液接觸面積，從而使提取更充分；

由于需要加熱，為防止液體暴沸，加熱前還要加入幾粒沸石；（2）由于乙醇易揮發(fā)，

易燃燒，為防止溫度過高使揮發(fā)出的乙醇燃燒，因此提取過程中不可選用明火直接

加熱；根據(jù)題干中的已知信息可判斷與常規(guī)的萃取相比較，采用索式提取器的優(yōu)點

是使用溶劑量少，可連續(xù)萃取（萃取效率高）；（3）乙醇是有機溶劑，沸點低，因此

與水相比較乙醇作為萃取劑的優(yōu)點是乙醇沸點低，易濃縮；蒸儲濃縮時需要冷凝管,

為防止液體殘留在冷凝管中，應該選用直形冷凝管，而不需要球形冷凝管，A正確，

B錯誤；為防止液體揮發(fā)，冷凝后得到的儲分需要有接收瓶接收儲分，而不需要燒

杯，C正確，D錯誤，故選AC。（4）由于茶葉中還含有單寧酸，且單寧酸也易溶于

水和乙醇，因此濃縮液中加入氧化鈣的作用是中和單寧酸，同時也吸收水；（5）根

據(jù)已知信息可知咖啡因在100℃以上時開始升華，因此該分離提純方法的名稱是升

華。

7.乙酰水楊酸（阿司匹林）是目前常用藥物之一。實驗室通過水楊酸進行乙酰

化制備阿司匹林的一種方法如下:

COOHCOOH

濃H2SO4/k^ococ%

+(CH3co)2。.rJj+CH3COOH

水楊酸醋酸酎乙酰水楊酸

水楊酸醋酸好乙酰水楊

酸

熔點/℃157~159-72~-74135~138

相對密度1.441.101.35

/(g,cm3)

相對分子質量138102180

實驗過程：在100mL錐形瓶中加入水楊酸6.9g及醋酸酎10mL,充分搖動

使固體完全溶解。緩慢滴加0.5mL濃硫酸后加熱，維持瓶內溫度在70c左右，

充分反應。稍冷后進行如下操作。

①在不斷攪拌下將反應后的混合物倒入100mL冷水中，析出固體，過濾。

②所得結晶粗品加入50mL飽和碳酸氫鈉溶液，溶解、過濾。

③濾液用濃鹽酸酸化后冷卻、過濾得固體。

④固體經純化得白色的乙酰水楊酸晶體5.4go

回答下列問題：

(1)該合成反應中應采用加熱。(填標號)A.熱水浴B.酒精燈

C.煤氣燈D.電爐

⑵下列玻璃儀器中，①中需使用的有（填標號），不需使用的

0

cD

（3）①中需使用冷水，目的是o

（4）②中飽和碳酸氫鈉的作用是,以

便過濾除去難溶雜質。

（5）④采用的純化方法為o

（6）本實驗的產率是%0

【答案】（DA（2）BD分液漏斗、容量瓶

（3）充分析出乙酰水楊酸固體（結晶）（4）生成可溶的乙酰水楊酸鈉

（5）重結晶（6）60

【解析】（1）因為反應溫度在70℃,低于水的沸點，且需維溫度不變，故

采用熱水浴的方法加熱；（2）操作①需將反應物倒入冷水，需要用燒杯量取和存

放冷水，過濾的操作中還需要漏斗，則答案為：BD；分液漏斗主要用于分離互不

相容的液體混合物，容量瓶用于配制一定濃度的溶液，這兩個儀器用不到。（3）

反應時溫度較高，所以用冷水的目的是使得乙酰水楊酸晶體充分析出；（4）乙酰

水楊酸難溶于水，為了除去其中的雜質，可將生成的乙酰水楊酸與碳酸氫鈉反應

生成可溶性的乙酰水楊酸鈉，以便過濾除去雜質；(5)每次結晶過程中會有少量

雜質一起析出，可以通過多次結晶的方法進行純化，也就是重結晶；(6)水楊酸

分子式為C7H6。3,乙酰水楊酸分子式為C9Hs0”根據(jù)關系式法計算得：

C7HC9H8。4

138180

6.9gm

m(€9^04)=(6.9gX180)/138=9g,貝?。莓a率為菅xioo%=6O%。

8.干燥的二氧化碳和氨氣反應可生成氨基甲酸錢固體，化學方程式為：

2NH3(g)+C02(g)NH2C00NH4(S)AH<0,在四氯化碳中通入二氧化碳和氨制備氨

基甲酸鐵的實驗裝置如下圖所示，回答下列問題：

(1)裝置1用來制備二氧化碳氣體：將塊狀石灰石放置在試管中的帶孔塑

料板上，漏斗中所加試劑為—；裝置2中所加試劑為—；

⑵裝置4中試劑為固體NH4C1和Ca(0H)2,發(fā)生反應的化學方程式為

；試管口不能向上傾斜的原因是o裝置3中試劑為K0H,其

作用為O

(3)反應時三頸瓶需用冷水浴冷卻，其目的是o

【答案】(1)稀鹽酸濃H2s。4

(2)Ca(0H)2+2NH4CiqCaC12+2NH3t+2H20

防止冷凝水倒流到管底部使試管破裂干燥劑(干燥氨氣)

(3)降低溫度，使平衡正向移動提高產量

【解析】(1)裝置1用來制備二氧化碳氣體，反應方程式為

CaC03+2HCl=CaCl2+C021+H20,在試管的帶孔塑料板上放置塊狀CaCO3,在長頸漏

斗中放置稀鹽酸；裝置2中所加試劑為濃硫酸，作用是干燥CO?氣體；(2)在裝置

4中試劑為固體NH4cl和Ca(0H)2,二者混合加熱發(fā)生反應制取氨氣，發(fā)生反應的

化學方程式為Ca(0H)z+2NH4cl金CaCb+2NH3t+2H2。；試管口不能向上傾斜的原

因是：防止冷凝水倒流到管底部使試管破裂。裝置3中試劑為KOH,其作用為干

燥氨氣。(3)反應時三頸瓶需用冷水浴冷卻，原因是2NH3(g)+CO2(g)

NH2COONH4(S)△取0的正反應是放熱反應，降低溫度，化學平衡向放熱的正反應

方向移動，從而可提高產物的產量。

9.丙塊酸甲酯(CH三C—COOH)是一種重要的有機化工原料，沸點為

103~105℃o實驗室制備少量丙煥酸甲酯的反應為

濃H￡O*

CH=C~COOH+CH30H—式一＞CH=C—COOCH3+H2O

實驗步驟如下:

步驟1：在反應瓶中，加入14g丙快酸、50mL甲醇和2mL濃硫酸，攪拌,

加熱回流一段時間。

步驟2：蒸出過量的甲醇(裝置見下圖)。

步驟3：反應液冷卻后，依次用飽和NaCl溶液、5%Na2c溶液、水洗滌。分

離出有機相。

步驟4：有機相經無水Na2sO,干燥、過濾、蒸儲，得丙快酸甲酯。

(1)步驟1中，加入過量甲醇的目的是▲。

(2)步驟2中，上圖所示的裝置中儀器A的名稱是▲；蒸儲燒瓶中加

入碎瓷片的目的是▲。

(3)步驟3中，用5%Na2c溶液洗滌，主要除去的物質是▲；分離出有

機相的操作名稱為▲。

(4)步驟4中，蒸儲時不能用水浴加熱的原因是▲。

【答案】(1)作為溶劑、提高丙煥酸的轉化率

(2)(直形)冷凝管防止暴沸

（3）丙快酸分液

（4）丙烘酸甲酯的沸點比水的高

【解析】（D一般來說，酯化反應為可逆反應，加入過量的甲醇，提高丙

快酸的轉化率，丙煥酸溶解于甲醇，甲醇還作為反應的溶劑；（2）根據(jù)裝置圖，

儀器A為直形冷凝管；加熱液體時，為防止液體暴沸，需要加入碎瓷片或沸石,

因此本題中加入碎瓷片的目的是防止液體暴沸；（3）丙快酸甲酯的沸點為103C

~105℃,制備丙煥酸甲酯采用水浴加熱，因此反應液中除含有丙煥酸甲酯外，還

含有丙塊酸、硫酸；通過飽和NaCl溶液可吸收硫酸；5%的Na2c溶液的作用是

除去丙煥酸，降低丙煥酸甲酯在水中的溶解度，使之析出；水洗除去NaCl、Na2c

然后通過分液的方法得到丙快酸甲酯；（4）水浴加熱提供最高溫度為100C,而

丙煥酸甲酯的沸點為103℃~105℃,采用水浴加熱，不能達到丙煥酸甲酯的沸點，

不能將丙快酸甲酯蒸出，因此蒸館時不能用水浴加熱。

10.化學小組實驗探究SO?與AgNOs溶液的反應。

（1）實驗一：用如下裝置（夾持、加熱儀器略）制備S02,將足量S02通入AgNO3

溶液中，迅速反應，得到無色溶液A和白色沉淀B。

①濃H2sO,與Cu反應的化學方程式是

②試劑a是o

(2)對體系中有關物質性質分析得出：沉淀B可能為Ag2s。3、Ag2sO’或二者

混合物。(資料：Ag2s(X微溶于水；Ag2s難溶于水)

實驗二：驗證B的成分

濾液E

6moLL」氨水過量Ba(NO)溶液爾濘i.洗滌干凈

沉淀B--------------------?溶液C-----------------------------?沉施3訊過量稀鹽酸

沉淀F

①寫出Ag2s溶于氨水的離子方程式：

②加入鹽酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推斷D中主要是BaS03,

進而推斷B中含有Ag2sO3。向濾液E中加入一種試劑,可進一步證實B中含有Ag2sO3。

所用試劑及現(xiàn)象是。

(3)根據(jù)沉淀F的存在，推測s。；的產生有兩個途徑：

途徑1：實驗一中，S02在AgNOs溶液中被氧化生成Ag2SO4,隨沉淀B進入Do

途徑2：實驗二中，so；被氧化為so：進入D。

實驗三：探究so：的產生途徑

①向溶液A中滴入過量鹽酸，產生白色沉淀，證明溶液中含有：

取上層清液繼續(xù)滴加BaCb溶液，未出現(xiàn)白色沉淀，可判斷B中不含Ag2sO,。做

出判斷的理由：。

②實驗三的結論：o

(4)實驗一中SO?與AgNOs溶液反應的離子方程式是。

(5)根據(jù)物質性質分析，SO?與AgNOs溶液應該可以發(fā)生氧化還原反應。將

實驗一所得混合物放置一段時間，有Ag和sof生成。

(6)根據(jù)上述實驗所得結論：o

【答案】⑴①Cu+2H2sOK濃)=CuS04+S021+2H20②飽和NaHSOs溶液

+2

(2)?Ag2SO3+4NH3?H20=2Ag(NH3)2+SO3+4H2O

②H2O2溶液，產生白色沉淀

(3)①Ag+Ag2sO,溶解度大于BaSO”沒有BaSO,沉淀時，必定沒有Ag2s04

2

②途徑1不產生S0?,途徑2產生S04-

+

(4)2Ag+S02+H20=Ag2sO31+2H

(6)實驗條件下：SO?與AgNCh溶液生成Ag2s。3的速率大于生成Ag和SO,"的

速率

2

堿性溶液中更易被氧化為so4-

【解析】(1)①銅和濃硫酸在加熱的條件下反應生成硫酸銅、二氧化硫和

水，化學方程式為：Cu+2H2s0式濃)?CuSCVSOzt+2H2。。②試劑a為飽和NaHSOs

溶液，用于觀察氣體流速，且在SO?飽和NaHSCh溶液中溶解度很小，可防止倒吸。

++

⑵①Ag2s溶于氨水得到Ag(NH3)2,離子方程式為：Ag2SO3+4NH3-H20-2Ag(NH3)2

2

+S03+4H20；②沉淀D洗滌干凈后，加入過量稀鹽酸，BaSOs與稀鹽酸反應生成

BaCb和SO?、H20,貝嗨液E中含有BaCb和溶解在水中的SO2形成的即。3,可向

E中加入小。2溶液，H2O2將H2s。3氧化生成SCV,S(V-和Ba?+反應產生白色BaS(X沉

淀，進一步證實B中含有Ag2s(3)向溶液A中滴入過量鹽酸，產生白色沉淀，

該沉淀為AgCL證明溶液A中含有A/；取上層清液繼續(xù)滴加BaCL溶液，未出

現(xiàn)白色沉淀，證明溶液A中不含SO"由于Ag2s(X微溶于水，則B中不含Ag2SO4,

從而確定途徑1不產生SO4?，途徑2產生SO,、(4)由(3)推知，”實驗一中SO?與

AgNOs溶液反應生成Ag2s。3,離子方程式為2Ag++S02+H20=Ag2so31+2H+。(6)對比

分析(4)(5)可知,SO?與AgNOs溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和S(V-的速率，

再結合實驗二可知，堿性溶液中SO3”更易被氧化為S0?o

11.環(huán)己烯是重要的化工原料。其實驗室制備流程如下：

「?有機相中

環(huán)己烯飽和食鹽水干燥

粗產品操作2（沸點83°C）

一水相(棄去)

（沸點161℃）

回答下列問題:

I.環(huán)己烯的制備與提純

⑴原料環(huán)己醇中若含苯酚雜質，檢驗試劑為，現(xiàn)象為

(2)操作1的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去)。

①燒瓶A中進行的可逆反應化學方程式為,濃

硫酸也可作該反應的催化劑，選擇FeCl3?6H20而不用濃硫酸的原因為

_________________（填序號）。

a.濃硫酸易使原料炭化并產生SO2

b.FeCb?6H2。污染小、可循環(huán)使用，符合綠色化學理念

c.同等條件下，用FeCh?6叢0比濃硫酸的平衡轉化率高

②儀器B的作用為o

（3）操作2用到的玻璃儀器是。

（4）將操作3（蒸儲）的步驟補齊：安裝蒸儲裝置,加入待蒸館的物質和沸石,

,棄去前偏分，收集83℃的微分。

II.環(huán)己烯含量的測定

在一定條件下，向ag環(huán)己烯樣品中加入定量制得的與環(huán)己烯充

分反應后，剩余的皿與足量KI作用生成L，用cmolL的Na2s2O3標準溶液滴定,

終點時消耗NaSO,標準溶液vmL（以上數(shù)據(jù)均已扣除干擾因素）。

測定過程中，發(fā)生的反應如下:

(2)Br2+2KI-I,+2KBr

③L+2Na2s2O3-2NaI+Na2sQ

(5)滴定所用指示劑為o樣品中環(huán)己烯的質量分數(shù)為

(用字母表示)。

(6)下列情況會導致測定結果偏低的是(填序號)。

a.樣品中含有苯酚雜質

b.在測定過程中部分環(huán)己烯揮發(fā)

c.Na2sa,標準溶液部分被氧化

【答案】(DFej溶液溶液顯紫色

人FeCI「6Hq、八

⑵①?！鱋+H-'°a、b

②減少環(huán)己醇蒸出

(3)分液漏斗、燒杯

(4)通冷凝水，加熱

b—―x82

(5)淀粉溶液2000

a

(6)b、c

【解析】I.(1)檢驗苯酚的首選試劑是FeCL溶液，原料環(huán)己醇中若含有苯

酚，加入FeCh溶液后，溶液將顯示紫色；

(2)①從題給的制備流程可以看出，環(huán)己醇在FeC13?6H2。的作用下，反應

生成了環(huán)己烯，對比環(huán)己醇和環(huán)己烯的結構，可知發(fā)生了消去反應，反應方程式

為：」注意生成的小分子水勿漏寫，題目已明確提示該反應

可逆，要標出可逆符號，F(xiàn)eCl3-6H20是反應條件(催化劑)別漏標；此處用

FeC13?6H2。而不用濃硫酸的原因分析中：a項合理，因濃硫酸具有強脫水性，往

往能使有機物脫水至炭化，該過程中放出大量的熱，又可以使生成的炭與濃硫酸

發(fā)生反應：C+2H2s0式濃)=A=C02t+S02t+2H20；b項合理，與濃硫酸相比，

FeCl3?6H20對環(huán)境相對友好，污染小，絕大部分都可以回收并循環(huán)使用，更符

合綠色化學理念；c項不合理，催化劑并不能影響平衡轉化率；②儀器B為球形

冷凝管，該儀器的作用除了導氣外，主要作用是冷凝回流，盡可能減少加熱時反

應物環(huán)己醇的蒸出，提高原料環(huán)己醇的利用率；(3)操作2實現(xiàn)了互不相溶的兩

種液體的分離，應是分液操作，分液操作時需要用到的玻璃儀器主要有分液漏斗

和燒杯；(4)題目中已明確提示了操作3是蒸儲操作。蒸儲操作在加入藥品后，

要先通冷凝水，再加熱；如先加熱再通冷凝水，必有一部分福分沒有及時冷凝,

造成浪費和污染；

IL（5）因滴定的是碘單質的溶液，所以選取淀粉溶液比較合適；根據(jù)所給

的②式和③式，可知剩余的近2與反應消耗的Na2s2O3的物質的量之比為1：2,所

以剩余B。的物質的量為：n（Br2b=；Xcmol?LXvmLX10"?mL-

反應消耗的Bn的物質的量為（b-就）mol,據(jù)反應①式中環(huán)己烯與澳單質1：1

反應，可知環(huán)己烯的物質的量也為（b-贏）mol,其質量為（b-磊）X82g,所

,CV

以ag樣品中環(huán)己烯的質量分數(shù)為：配麗”82。（6）a項錯誤，樣品中含有苯

酚，會發(fā)生反應:每反應ImolB0,消耗苯酚的

質量為31.3g；而每反應ImolBr2,消耗環(huán)己烯的質量為82g；所以苯酚的混入，

將使耗B/增大，從而使環(huán)己烯測得結果偏大；b項正確，測量過程中如果環(huán)己

烯揮發(fā)，必然導致測定環(huán)己烯的結果偏低；c項正確，Na2s2O3標準溶液被氧化，

必然滴定時消耗其體積增大，即計算出剩余的溟單質偏多，所以計算得出與環(huán)己

烯反應的漠單質的量就偏低，導致最終環(huán)己烯的質量分數(shù)偏低。

12.醋酸亞倍［（CLCOObCr-240］為磚紅色晶體，難溶于冷水，易溶于酸,

在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還

原劑，將三價倍還原為二價銘；二價倍再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞銘。

實驗裝置如圖所示。回答下列問題：

(1)實驗中所用蒸儲水均需經煮沸后迅速冷卻，目的是0儀器a

的名稱是o

(2)將過量鋅粒和氯化鋁固體置于c中，加入少量蒸儲水，按圖連接好裝

置，打開KI、K2,關閉K3。

①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{色，該反應的離子方程式為O

②同時c中有氣體產生，該氣體的作用是o

(3)打開K3,關閉K1和K2oc中亮藍色溶液流入d,其原因是；

d中析出磚紅色沉淀。為使沉淀充分析出并分離，需采用的操作是、

、洗滌、干燥。

(4)指出裝置d可能存在的缺點o

【答案】(D去除水中溶解氧分液(或滴液)漏斗

(2)①Zn+2Cr"=Zn2++2C/②排除c中空氣

(3)c中產生也使壓強大于大氣壓(冰浴)冷卻過濾

(4)敞開體系，可能使醋酸亞鋁與空氣接觸

【解析】（1）由于醋酸亞鋁易被氧化，所以需要盡可能避免與氧氣接觸，

因此實驗中所用蒸館水均需煮沸后迅速冷卻，目的是去除水中溶解氧；根據(jù)儀器

構造可知儀器a是分液（或滴液）漏斗；（2）①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{色，

說明Cr時被鋅還原為Cr2+,反應的離子方程式為Zn+2Cr3+=Zn2++2Cr2+；②鋅還

能與鹽酸反應生成氫氣，由于裝置中含有空氣，能氧化cd+,所以氫氣的作用是

排除c中空氣；（3）打開K3,關閉K1和K2,由于鋅繼續(xù)與鹽酸反應生成氫氣，

導致c中壓強增大，所以c中亮藍色溶液能流入d裝置，與醋酸鈉反應；根據(jù)題

干信息可知醋酸亞銘難溶于冷水，所以為使沉淀充分析出并分離，需要采取的操

作是（冰浴）冷卻、過濾、洗滌、干燥。（4）由于d裝置是敞開體系，因此裝置的

缺點是可能使醋酸亞將與空氣接觸被氧化而使產品不純。

13.K3[Fe（C2O4）3]?3&0（三草酸合鐵酸鉀）為亮綠色晶體，可用于曬制藍圖。

回答下列問題：

（1）曬制藍圖時，用K3[Fe（C2O4）3]?3H20作感光劑，以及[Fe（CN）61溶液為

顯色劑。其光解反應的化學方程式為：2K3[Fe（C2（）4）3]工典2FeC2（X+3K2c2（X+2C02

t;顯色反應的化學方程式為o

（2）某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產物，按下圖所示裝置進行實

驗。

①通入氮氣的目的是0

②實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，裝置E中固體變?yōu)榧t

色,由此判斷熱分解產物中一定含有、。

③為防止倒吸，停止實驗時應進行的操作是

④樣品完全分解后，裝置A中的殘留物含有FeO和FezOs,檢驗FezOs存在

的方法是：。

(3)測定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。

①稱量mg樣品于錐形瓶中，溶解后加稀H2s酸化，用cmol?廣KMnO4

溶液滴定至終點。滴定終點的現(xiàn)象是o

②向上述溶液中加入過量鋅粉至反應完全后，過濾、洗滌，將濾液及洗滌

液全部收集到錐形瓶中。加稀H2s(X酸化，用cmol-L1KMrA溶液滴定至終點，

消耗KMnO4溶液Vmlo該晶體中鐵的質量分數(shù)的表達式為

________________________________O

[答案】⑴3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4

(2)①隔絕空氣、使反應產生的氣體全部進入后續(xù)裝置

②CO2CO

③先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣

④取少許固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入「2滴KSCN溶液，溶

液變紅色，證明含有FezOs

(3)①粉紅色出現(xiàn)②胃泮1°°%

【解析】⑴光解反應的化學方程式為2K3[Fe(C204)3]且絲

2FeC204+3K2C204+2C02t,反應后有草酸亞鐵產生，所以顯色反應的化學方程式為

3FeC204+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C204o(2)①裝置中的空氣在高溫下能氧

化金屬銅，能影響E中的反應，所以反應前通入氮氣的目的是隔絕空氣排盡裝置

中的空氣；反應中有氣體生成，不會全部進入后續(xù)裝置。②實驗中觀察到裝置B、

F中澄清石灰水均變渾濁，說明反應中一定產生二氧化碳。裝置E中固體變?yōu)榧t

色，說明氧化銅被還原為銅，即有還原性氣體CO生成，由此判斷熱分解產物中

一定含有CO?、CO；③為防止倒吸，必須保證裝置中保持一定的壓力，所以停止

實驗時應進行的操作是先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣即可。

④要檢驗FezOs存在首先要轉化為可溶性鐵鹽，因此方法是取少許固體粉末于試

管中，加稀硫酸溶解，滴入1?2滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有FezOs。

(3)①高鎰酸鉀氧化草酸根離子，其溶液顯紅色，所以滴定終點的現(xiàn)象是粉紅色

出現(xiàn)。②鋅把鐵離子還原為亞鐵離子，酸性高鋅酸鉀溶液又把亞鐵離子氧化為鐵

離子。反應中消耗高鎰酸鉀是O.OOlcVmol,Mn元素化合價從+7價降低到+2價,

所以根據(jù)電子得失守恒可知鐵離子的物質的量是0.005cVmol,則該晶體中鐵的

質量分數(shù)的表達式為°0°5cV>56*]0G%=主—,100%。

m1000m

14.硫代硫酸鈉晶體(Na2s2()3?5H2O,游248g-moV)可用作定影劑、還原

劑?；卮鹣铝袉栴}:

-10

(1)已知：A：p(BaS04)=l.1X1O,XP(BaS203)=4.IXlO^o市售硫代硫酸鈉中

常含有硫酸根雜質，選用下列試劑設計實驗方案進行檢驗：

試劑：稀鹽酸、稀H2sO,、BaCb溶液、Na2cCh溶液、溶液

實驗步驟現(xiàn)象

①取少量樣品，加入除氧蒸②固體完全溶解得無色澄

儲水清溶液

③___________④___________,有刺激性

氣體產生

⑤靜置，___________⑥___________

(2)利用標準溶液定量測定硫代硫酸鈉的純度。測定步驟如下：

①溶液配制：稱取1.2000g某硫代硫酸鈉晶體樣品，用新煮沸并冷卻的蒸

儲水在中溶解，完全溶解后，全部轉移至100mL的中，加

蒸儲水至。

②滴定：取0.00950mol?L_1的K2C0O7標準溶液20.00mL,硫酸酸化后加

23+

入過量KL發(fā)生反應：Cr207+6r+14