第27講-物質(zhì)的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)(講)(解析版)

第27講物質(zhì)的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)1.掌握常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法(包括所用試劑、反應(yīng)原理、儀器和收集方法)。2.識(shí)別典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖。3.以上各部分知識(shí)與技能的綜合應(yīng)用。【核心素養(yǎng)分析】1.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：能根據(jù)題給信息，明確探究實(shí)驗(yàn)的目的和原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，分析解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：從實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)題進(jìn)行分類建模。能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，依據(jù)答題模板快速準(zhǔn)確地回答問題。知識(shí)點(diǎn)一氣體的制備和收集1．常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法(1)O2的實(shí)驗(yàn)室制法(2)CO2的實(shí)驗(yàn)室制法(3)H2的實(shí)驗(yàn)室制法(4)NH3的實(shí)驗(yàn)室制法(5)Cl2的實(shí)驗(yàn)室制法2．實(shí)驗(yàn)室制備氣體的發(fā)生裝置反應(yīng)裝置類型反應(yīng)裝置圖注意事項(xiàng)固固加熱型a.試管要干燥b.試管口略低于試管底c.加熱時(shí)先均勻加熱再固定加熱d.用KMnO4制取O2時(shí)，需在試管口處塞一小團(tuán)棉花固液加熱型或液液加熱型a.燒瓶加熱時(shí)要墊石棉網(wǎng)b.反應(yīng)物均為液體時(shí)，燒瓶內(nèi)要加碎瓷片或沸石固液不加熱型或液液不加熱型a.使用長頸漏斗時(shí)，要使長頸漏斗下端插入液面以下b.使用分液漏斗既可增強(qiáng)裝置的氣密性，又可控制加入液體的流速3.常見氣體的收集方法收集方法排水法向上排空氣法向下排空氣法收集原理收集的氣體不與水反應(yīng)且難溶于水收集的氣體密度比空氣大，且與空氣密度相差較大，不與空氣中成分反應(yīng)收集的氣體密度比空氣小，且與空氣密度相差較大，不與空氣中成分反應(yīng)收集裝置適用的氣體H2、O2、NO、CH4等Cl2、CO2、NO2、SO2等H2、NH3等知識(shí)點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)新1．“固(液)＋液eq\o(→,\s\up7(△))氣體”裝置的創(chuàng)新圖A的改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)是能控制反應(yīng)液的溫度。圖B的改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)是使圓底燒瓶和分液漏斗中的氣體壓強(qiáng)相等，便于液體順利流下。2．百變的“啟普發(fā)生器”啟普發(fā)生器(如圖a所示)①用啟普發(fā)生器制取氣體的三個(gè)條件：塊狀固體與液體反應(yīng)；不需加熱；生成的氣體難溶于水。②使用方法：使用時(shí)，打開導(dǎo)氣管上的旋塞，球形漏斗中的液體進(jìn)入容器與固體反應(yīng)，氣體的流速可用旋塞調(diào)節(jié)。停止使用時(shí)，關(guān)閉旋塞，容器中的氣體壓強(qiáng)增大，將液體壓回球形漏斗中，使液體和固體脫離，反應(yīng)停止。3．集氣裝置的創(chuàng)新——排液集氣裝置裝置(Ⅰ)從a管進(jìn)氣b管出水可收集難溶于水的氣體，如H2、O2等。若將廣口瓶中的液體更換，還可以收集以下氣體。①飽和食鹽水——收集Cl2。②飽和NaHCO3溶液——收集CO2。③飽和NaHS溶液——收集H2S。④四氯化碳——收集HCl或NH3。裝置(Ⅱ)儲(chǔ)氣式集氣。氣體從橡膠管進(jìn)入，可將水由A瓶排入B瓶，在瓶A中收集到氣體。4．化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中的先后原則(1)“從下往上”原則以Cl2的實(shí)驗(yàn)室制法為例，組裝發(fā)生裝置的順序是放好鐵架臺(tái)→擺好酒精燈→根據(jù)酒精燈位置固定好鐵圈→墊上石棉網(wǎng)→固定好圓底燒瓶。(2)“從左到右”原則組裝復(fù)雜裝置應(yīng)遵循從左到右的原則，如氣體制取實(shí)驗(yàn)中裝置連接順序?yàn)榘l(fā)生裝置→除雜裝置→集氣裝置→尾氣吸收裝置。(3)先“塞”后“定”原則帶導(dǎo)管的塞子在燒瓶固定前塞好，以免燒瓶固定后因不宜用力而塞不緊或因用力過猛而損壞燒瓶。(4)“固體先放，液體后加”原則固體試劑應(yīng)在固定儀器前加入，而液體藥品在儀器固定后加入。如實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸制取Cl2，MnO2應(yīng)在燒瓶固定前裝入，而濃鹽酸應(yīng)在燒瓶固定后從分液漏斗中緩慢加入。(5)“先驗(yàn)氣密性”原則進(jìn)行與氣體有關(guān)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在裝入藥品前進(jìn)行氣密性檢查。(6)“先驗(yàn)純”原則可燃性氣體在點(diǎn)燃前，必須先檢驗(yàn)氣體的純度，否則可能會(huì)發(fā)生爆炸。知識(shí)點(diǎn)三氣體的凈化和尾氣處理1．氣體的凈化(1)原理：酸性雜質(zhì)用堿性物質(zhì)吸收；堿性雜質(zhì)用酸性物質(zhì)吸收；易溶于水或能與水反應(yīng)的用水吸收；還原性雜質(zhì)可用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)來吸收或轉(zhuǎn)化；氧化性雜質(zhì)可用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)來吸收或轉(zhuǎn)化。(2)裝置(3)常見干燥劑液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑裝置常見干燥劑濃硫酸(酸性、強(qiáng)氧化性)無水氯化鈣(中性)堿石灰(堿性)不可干燥的氣體NH3、H2S、HBr、HI等NH3Cl2、H2S、HCl等2.尾氣的處理通常有毒和有污染的尾氣必須適當(dāng)處理。常見儀器裝置有：(1)吸收溶解度較小的尾氣(如Cl2等)用A裝置。(2)吸收溶解度較大的尾氣(如HCl、NH3等)用B或C裝置。(3)CO等氣體可用點(diǎn)燃或收集于塑料袋(氣球)中的方法除去，如D裝置或E裝置。3．氣體除雜原則(1)不引入新的雜質(zhì)。如除去甲烷中的乙烯不能用酸性高錳酸鉀溶液，因?yàn)樗嵝愿咤i酸鉀溶液氧化乙烯會(huì)生成二氧化碳，又引入了新的雜質(zhì)。(2)不減少被凈化氣體的量。如除去CO2中混有的SO2，不能用NaOH溶液，而應(yīng)該用飽和NaHCO3溶液。4．氣體的凈化和尾氣處理操作的注意事項(xiàng)(1)有氧化性的干燥劑(如濃硫酸)不能干燥有還原性的氣體(如H2S、HI等)。(2)不能用無水CaCl2干燥NH3，因?yàn)闊o水CaCl2與NH3能反應(yīng)。(3)當(dāng)氣體中含有多種雜質(zhì)時(shí)，若采用洗氣裝置除雜，通常是除雜在前，干燥在后。若用加熱裝置除雜，通常是干燥在前，除雜在后。(4)尾氣處理裝置應(yīng)與大氣相通，如圖所示裝置不能作為尾氣處理裝置。5．常見改進(jìn)的尾氣吸收裝置高頻考點(diǎn)一氣體的制備原理及發(fā)生裝置的選擇例1．（2022·廣東卷）實(shí)驗(yàn)室用和濃鹽酸反應(yīng)生成后，按照凈化、收集、性質(zhì)檢驗(yàn)及尾氣處理的順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列裝置(“→”表示氣流方向)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖恰敬鸢浮緿【解析】濃鹽酸易揮發(fā)，制備的氯氣中含有HCl，可用飽和食鹽水除去HCl，Cl2可用濃硫酸干燥，A裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模蔄不符合題意；氯氣的密度大于空氣，用向上排空氣法收集，B裝置能收集氯氣，故B不符合題意；濕潤的紅布條褪色，干燥的紅色布條不褪色，可驗(yàn)證干燥的氯氣不具有漂白性，故C不符合題意；氯氣在水中的溶解度較小，應(yīng)用NaOH溶液吸收尾氣，D裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，故D符合題意；答案選D。【變式探究】（2021·北京卷）實(shí)驗(yàn)室制備下列氣體所選試劑、制備裝置及收集方法均正確的是氣體試劑制備裝置收集方法AO2KMnO4adBH2Zn+稀H2SO4beCNOCu+稀HNO3bcDCO2CaCO3+稀H2SO4bc【答案】B【解析】KMnO4是固體物質(zhì)，加熱分解產(chǎn)生O2，由于O2難溶于水，因此可以用排水方法或向上排空氣的方法收集，故不可以使用a、d裝置制取和收集O2，A錯(cuò)誤；Zn與H2SO4發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生H2，塊狀固體與液體反應(yīng)制取氣體，產(chǎn)生的H2難溶于水，因此可以用排水方法收集，故可以使用裝置b、e制取H2，B正確；Cu與稀HNO3反應(yīng)產(chǎn)生NO氣體，NO能夠與O2發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NO2氣體，因此不能使用排空氣的方法收集，C錯(cuò)誤；CaCO3與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的CaSO4、CO2氣體，CaSO4微溶于水，使制取CO2氣體不能持續(xù)發(fā)生，因此不能使用該方法制取CO2氣體，D錯(cuò)誤；故選B?！咀兪教骄俊?2021·全國甲卷)實(shí)驗(yàn)室制備下列氣體的方法可行的是()氣體方法A氨氣加熱氯化銨固體B二氧化氮將鋁片加到冷濃硝酸中C硫化氫向硫化鈉固體滴加濃硫酸D氧氣加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物【答案】D【解析】實(shí)驗(yàn)室可用加熱氫氧化鈣和氯化銨固體的方法制氨氣，而不用加熱氯化銨固體的方法制氨氣，這是因?yàn)槁然@固體加熱生成氨氣和氯化氫，二者冷卻后又生成氯化銨固體，A不符合題意；將鋁片加到冷濃硝酸中會(huì)發(fā)生鈍化，在鋁片表面生成致密的氧化膜，阻止反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，故不能制得二氧化氮，B不符合題意；向硫化鈉固體中滴加濃硫酸，濃硫酸有強(qiáng)氧化性，硫化鈉有強(qiáng)還原性，二者會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不能生成硫化氫氣體，C不符合題意；加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物，由于二氧化錳的催化作用，可加快氯酸鉀的分解，從而制得氧氣，D符合題意。2．(2021·全國乙卷)在實(shí)驗(yàn)室采用如圖裝置制備氣體，合理的是()化學(xué)試劑制備的氣體ACa(OH)2＋NH4ClNH3BMnO2＋HCl(濃)Cl2CMnO2＋KClO3O2DNaCl＋H2SO4(濃)HCl【答案】C【解析】氨氣的密度小于空氣，氨氣需要用向下排空氣法收集，A不合理；由題給裝置圖可知，該實(shí)驗(yàn)裝置可用于固固加熱型反應(yīng)，而濃鹽酸是液體，所以不能用該裝置制備Cl2，B不合理；KClO3受熱分解制備氧氣屬于固固加熱型，且氧氣的密度大于空氣，可用向上排空氣法收集，C合理；由題給裝置圖可知，該實(shí)驗(yàn)裝置可用于固固加熱型反應(yīng)，而濃硫酸是液體，所以不能用該裝置制備HCl，D不合理。【變式探究】（2020·江蘇卷）實(shí)驗(yàn)室以CaCO3為原料，制備CO2并獲得CaCl2﹒6H2O晶體。下列圖示裝置和原理不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿.制備CO2B.收集CO2C.濾去CaCO3D.制得CaCl2﹒6H2O【答案】D【解析】碳酸鈣盛放在錐形瓶中，鹽酸盛放在分液漏斗中，打開分液漏斗活塞，鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水，故A正確；二氧化碳密度比空氣大，用向上排空氣法收集二氧化碳?xì)怏w，故B正確；加入的鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)后，部分碳酸鈣未反應(yīng)完，碳酸鈣是難溶物，因此用過濾的方法分離，故C正確；CaCl2?6H2O易失去結(jié)晶水，因此不能通過加熱蒸發(fā)皿得到，可由氯化鈣的熱飽和溶液冷卻結(jié)晶析出六水氯化鈣結(jié)晶物，故D錯(cuò)誤。綜上所述，答案為D。高頻考點(diǎn)二無機(jī)物制備例2.（2022·湖北卷）高技術(shù)領(lǐng)域常使用高純?cè)噭?。純磷?熔點(diǎn)為，易吸潮)可通過市售85%磷酸溶液減壓蒸餾除水、結(jié)晶除雜得到，純化過程需要嚴(yán)格控制溫度和水分，溫度低于易形成(熔點(diǎn)為)，高于則發(fā)生分子間脫水生成焦磷酸等。某興趣小組為制備磷酸晶體設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如下(夾持裝置略)：回答下列問題：（1）A的名稱是___________。B的進(jìn)水口為___________(填“a”或“b”)。（2）的作用是___________。（3）空氣流入毛細(xì)管的主要作用是防止___________，還具有攪拌和加速水逸出的作用。（4）升高溫度能提高除水速度，實(shí)驗(yàn)選用水浴加熱的目的是___________。（5）磷酸易形成過飽和溶液，難以結(jié)晶，可向過飽和溶液中加入___________促進(jìn)其結(jié)晶。（6）過濾磷酸晶體時(shí)，除了需要干燥的環(huán)境外，還需要控制溫度為___________(填標(biāo)號(hào))。A．B．C．（7）磷酸中少量的水極難除去的原因是___________?！敬鸢浮浚?）圓底燒瓶b（2）干燥氣體（3）溶液沿毛細(xì)管上升（4）使溶液受熱均勻（5）磷酸晶體（6）C（7）磷酸可與水分子間形成氫鍵【解析】空氣通過氯化鈣除水，經(jīng)過安全瓶后通過濃硫酸除水，然后通過五氧化二磷，干燥的空氣流入毛細(xì)管對(duì)燒瓶中的溶液進(jìn)行攪拌，同時(shí)還具有加速水逸出和防止溶液沿毛細(xì)管上升的作用，將85%磷酸溶液進(jìn)行減壓蒸餾除水、結(jié)晶除雜得到純磷酸。（1）由儀器構(gòu)造可知，儀器A為圓底燒瓶，儀器B為直形冷凝管，泠凝水應(yīng)從b口近、a口出，形成逆流冷卻，使冷卻效果更好。（2）純磷酸制備過程中要嚴(yán)格控制溫度和水分，因此五氧化二磷的作用為干燥氣體。（3）空氣流入毛細(xì)管可以對(duì)燒瓶中的溶液進(jìn)行攪拌，使受熱均勻，同時(shí)還具有加速水逸出和防止溶液沿毛細(xì)管上升的作用。（4）升高溫度能提高除水速度，而純磷酸制備過程中要嚴(yán)格控制溫度，水浴加熱可以避免直接加熱造成的過度劇烈與溫度的不可控性，使溶液受熱均勻。（5）過飽和溶液暫時(shí)處于亞穩(wěn)態(tài)，當(dāng)加入一些固體的晶體或晃動(dòng)時(shí)可使此狀態(tài)失去平衡，過多的溶質(zhì)就會(huì)結(jié)晶，因此可向磷酸的過飽和溶液中加入磷酸晶體促進(jìn)其結(jié)晶。（6）純磷酸純化過程中，溫度低于易形成(熔點(diǎn)為)，高于則發(fā)生分子間脫水生成焦磷酸，純磷酸的熔點(diǎn)為42℃，因此過濾磷酸晶體時(shí)，除了需要干燥的環(huán)境外，還需要控制溫度為42～100℃，故選C。（7）磷酸的結(jié)構(gòu)式為：，分子中含羥基，可與水分子間形成氫鍵，因此磷酸中少量的水極難除去。【變式探究】（2022·湖南卷）某實(shí)驗(yàn)小組以溶液為原料制備，并用重量法測(cè)定產(chǎn)品中的含量。設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：可選用試劑：晶體、溶液、濃、稀、溶液、蒸餾水步驟1.的制備按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到溶液，經(jīng)一系列步驟獲得產(chǎn)品。步驟2，產(chǎn)品中的含量測(cè)定①稱取產(chǎn)品，用水溶解，酸化，加熱至近沸；②在不斷攪拌下，向①所得溶液逐滴加入熱的溶液，③沉淀完全后，水浴40分鐘，經(jīng)過濾、洗滌、烘干等步驟，稱量白色固體，質(zhì)量為。回答下列問題：（1）Ⅰ是制取_______氣體的裝置，在試劑a過量并微熱時(shí)，發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______；（2）Ⅰ中b儀器的作用是_______；Ⅲ中的試劑應(yīng)選用_______；（3）在沉淀過程中，某同學(xué)在加入一定量熱的溶液后，認(rèn)為沉淀已經(jīng)完全，判斷沉淀已完全的方法是_______；（4）沉淀過程中需加入過量的溶液，原因是_______；（5）在過濾操作中，下列儀器不需要用到的是_______(填名稱)；（6）產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______(保留三位有效數(shù)字)?！敬鸢浮浚?）HClH2SO4(濃)+NaCleq\o(=,\s\up7(微熱))NaHSO4+HCl↑（2）防止倒吸CuSO4溶液（3）靜置，取上層清液于一潔凈試管中，繼續(xù)滴加硫酸溶液，無白色沉淀生成，則已沉淀完全（4）使鋇離子沉淀完全（5）錐形瓶（6）97.6%【解析】裝置I中濃硫酸和氯化鈉共熱制備HCl，裝置II中氯化氫與BaS溶液反應(yīng)制備BaCl2·2H2O，裝置III中硫酸銅溶液用于吸收生成的H2S，防止污染空氣。（1）由分析可知，裝置I為濃硫酸和氯化鈉共熱制取HCl氣體的裝置，在濃硫酸過量并微熱時(shí)，濃硫酸與氯化鈉反應(yīng)生成硫酸氫鈉和氯化氫，發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H2SO4(濃)+NaCleq\o(=,\s\up7(微熱))NaHSO4+HCl↑。（2）氯化氫極易溶于水，裝置II中b儀器的作用是：防止倒吸；裝置II中氯化氫與BaS溶液反應(yīng)生成H2S，H2S有毒，對(duì)環(huán)境有污染，裝置III中盛放CuSO4溶液，用于吸收H2S。（3）硫酸與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，因此判斷沉淀已完全的方法是靜置，取上層清液于一潔凈試管中，繼續(xù)滴加硫酸溶液，無白色沉淀生成，則已沉淀完全。（4）為了使鋇離子沉淀完全，沉淀過程中需加入過量的硫酸溶液。（5）過濾用到的儀器有：鐵架臺(tái)、燒杯、漏斗、玻璃棒，用不到錐形瓶。（6）由題意可知，硫酸鋇的物質(zhì)的量為：=0.002mol，依據(jù)鋇原子守恒，產(chǎn)品中BaCl2·2H2O的物質(zhì)的量為0.002mol，質(zhì)量為0.002mol×244g/mol=0.488g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：100%=97.6%?！咀兪教骄俊浚?022·遼寧卷）作為綠色氧化劑應(yīng)用廣泛，氫醌法制備原理及裝置如下：已知：、等雜質(zhì)易使催化劑中毒?；卮鹣铝袉栴}：（1）A中反應(yīng)的離子方程式為___________。（2）裝置B應(yīng)為___________(填序號(hào))。（3）檢查裝置氣密性并加入藥品，所有活塞處于關(guān)閉狀態(tài)。開始制備時(shí)，打開活塞___________，控溫。一段時(shí)間后，僅保持活塞b打開，抽出殘留氣體。隨后關(guān)閉活塞b，打開活塞___________，繼續(xù)反應(yīng)一段時(shí)間。關(guān)閉電源和活塞，過濾三頸燒瓶中混合物，加水萃取，分液，減壓蒸餾，得產(chǎn)品。（4）裝置F的作用為___________。（5）反應(yīng)過程中，控溫的原因?yàn)開__________。（6）氫醌法制備總反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。（7）取產(chǎn)品，加蒸餾水定容至搖勻。取于維形瓶中，用酸性標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。平行滴定三次，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積分別為、、。假設(shè)其他雜質(zhì)不干擾結(jié)果，產(chǎn)品中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________?！敬鸢浮浚?）（2）③①（3）a、bc、d（4）防止外界水蒸氣進(jìn)入C中使催化劑中毒（5）適當(dāng)升溫加快反應(yīng)速率，同時(shí)防止溫度過高分解（6）（7）17%【解析】從的制備原理圖可知，反應(yīng)分兩步進(jìn)行，第一步為在催化作用下與乙基蔥醌反應(yīng)生成乙基蒽醇，第二步為與乙基蒽醇反應(yīng)生成和乙基蒽醌。啟普發(fā)生器A為制取的裝置，產(chǎn)生的中混有和，需分別除去后進(jìn)入C中發(fā)生第一步反應(yīng)。隨后氧氣源釋放的氧氣經(jīng)D干燥后進(jìn)入C中發(fā)生反應(yīng)生成和乙基蒽醌，F(xiàn)中裝有濃，與C相連，防止外界水蒸氣進(jìn)入C中，使催化劑中毒。（1）A中鋅和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為；（2）、等雜質(zhì)易使催化劑中毒，需分別通過裝有飽和食鹽水和濃的洗氣瓶除去，所以裝置B應(yīng)該選③①；（3）開始制備時(shí)，打開活塞a、b，A中產(chǎn)生的進(jìn)入C中，在催化作用下與乙基蒽醌反應(yīng)生成乙基蒽醇，一段時(shí)間后，關(guān)閉a，僅保持活塞b打開，將殘留抽出，隨后關(guān)閉活塞b，打開活塞c、d，將通入C中與乙基蒽醇反應(yīng)生成和乙基蒽醌。（4）容易使催化劑中毒，實(shí)驗(yàn)中需要保持C裝置為無水環(huán)境，F(xiàn)的作用為防止外界水蒸氣進(jìn)入C中。（5）適當(dāng)升溫加快反應(yīng)速率，同時(shí)防止溫度過高分解，所以反應(yīng)過程中控溫；（6）第一步為在催化作用下與乙基蔥醌反應(yīng)生成乙基蒽醇，第二步為與乙基蒽醇反應(yīng)生成和乙基蒽醌，總反應(yīng)為。（7）滴定反應(yīng)的離子方程式為，可得關(guān)系式：。三組數(shù)據(jù)中偏差較大，舍去，故消耗酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為，的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。高頻考點(diǎn)三有機(jī)物的制備例3.（2021·湖南卷）1-丁醇、溴化鈉和70%的硫酸共熱反應(yīng)，經(jīng)過回流、蒸餾、萃取分液制得1-溴丁烷粗產(chǎn)品，裝置如圖所示：已知：下列說法正確的是（）A.裝置I中回流的目的是為了減少物質(zhì)的揮發(fā)，提高產(chǎn)率B.裝置Ⅱ中a為進(jìn)水口，b為出水口C.用裝置Ⅲ萃取分液時(shí)，將分層的液體依次從下放出D.經(jīng)裝置Ⅲ得到的粗產(chǎn)品干燥后，使用裝置Ⅱ再次蒸餾，可得到更純的產(chǎn)品【答案】AD【解析】根據(jù)題意1-丁醇、溴化鈉和70%的硫酸在裝置I中共熱發(fā)生得到含、、NaHSO4、NaBr、H2SO4的混合物，混合物在裝置Ⅱ中蒸餾得到和的混合物，在裝置Ⅲ中用合適的萃取劑萃取分液得粗產(chǎn)品。濃硫酸和NaBr會(huì)產(chǎn)生HBr，1-丁醇以及濃硫酸和NaBr產(chǎn)生的HBr均易揮發(fā)，用裝置I回流可減少反應(yīng)物的揮發(fā)，提高產(chǎn)率，A正確；冷凝水應(yīng)下進(jìn)上出，裝置Ⅱ中b為進(jìn)水口，a為出水口，B錯(cuò)誤；用裝置Ⅲ萃取分液時(shí)，將下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出，C錯(cuò)誤；由題意可知經(jīng)裝置Ⅲ得到粗產(chǎn)品，由于粗產(chǎn)品中各物質(zhì)沸點(diǎn)不同，再次進(jìn)行蒸餾可得到更純的產(chǎn)品，D正確；故選AD?！咀兪教骄俊浚?021·湖北卷）某興趣小組為制備1—氯—2—甲基丙烷(沸點(diǎn)69℃)，將2—甲基—1—丙醇和POCl3溶于CH2Cl2中，加熱回流(伴有HCl氣體產(chǎn)生)。反應(yīng)完全后倒入冰水中分解殘余的POCl3，分液收集CH2Cl2層，無水MgSO4干燥，過濾、蒸餾后得到目標(biāo)產(chǎn)物。上述過程中涉及的裝置或操作錯(cuò)誤的是(夾持及加熱裝置略)A．B．C．D．【答案】B【解析】將2-甲基-1-丙醇和POCl3溶于盛在三口燒瓶中的CH2Cl2中，攪拌、加熱回流(反應(yīng)裝置中的球形冷凝管用于回流)，制備產(chǎn)物，A項(xiàng)正確；產(chǎn)生的HCl可用NaOH溶液吸收，但要防止倒吸，導(dǎo)氣管不能直接插入NaOH溶液中，B項(xiàng)錯(cuò)誤；分液收集CH2Cl2層需用到分液漏斗，振搖時(shí)需將分液漏斗倒轉(zhuǎn)過來，C項(xiàng)正確；蒸餾時(shí)需要用溫度計(jì)控制溫度，冷凝水從下口進(jìn)、上口出，D項(xiàng)正確；故選B。【變式探究】(2020·全國Ⅱ卷)苯甲酸可用作食品防腐劑。實(shí)驗(yàn)室可通過甲苯氧化制苯甲酸，其反應(yīng)原理簡示如下：名稱相對(duì)分子質(zhì)量熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃密度/(g·mL－1)溶解性甲苯92－95110.60.867不溶于水，易溶于乙醇苯甲酸122122.4(100℃左右開始升華) 122.4248——微溶于冷水，易溶于乙醇、熱水實(shí)驗(yàn)步驟：(1)在裝有溫度計(jì)、冷凝管和攪拌器的三頸燒瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g(約0.03mol)高錳酸鉀，慢慢開啟攪拌器，并加熱回流至回流液不再出現(xiàn)油珠。(2)停止加熱，繼續(xù)攪拌，冷卻片刻后，從冷凝管上口慢慢加入適量飽和亞硫酸氫鈉溶液，并將反應(yīng)混合物趁熱過濾，用少量熱水洗滌濾渣。合并濾液和洗滌液，于冰水浴中冷卻，然后用濃鹽酸酸化至苯甲酸析出完全。將析出的苯甲酸過濾，用少量冷水洗滌，放在沸水浴上干燥。稱量，粗產(chǎn)品為1.0g。(3)純度測(cè)定：稱取0.122g粗產(chǎn)品，配成乙醇溶液，于100mL容量瓶中定容。每次移取25.00mL溶液，用0.01000mol·L－1的KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，三次滴定平均消耗21.50mL的KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液?；卮鹣铝袉栴}：(1)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)藥品的用量，三頸燒瓶的最適宜規(guī)格為________(填標(biāo)號(hào))。A．100mL B．250mLC．500mL D．1000mL(2)在反應(yīng)裝置中應(yīng)選用________冷凝管(填“直形”或“球形”)，當(dāng)回流液不再出現(xiàn)油珠即可判斷反應(yīng)已完成，其判斷理由是________________________________________________________________________。(3)加入適量飽和亞硫酸氫鈉溶液的目的是____________________________________；該步驟亦可用草酸在酸性條件下處理，請(qǐng)用反應(yīng)的離子方程式表達(dá)其原理______________________________。(4)“用少量熱水洗滌濾渣”一步中濾渣的主要成分是____________。(5)干燥苯甲酸晶體時(shí)，若溫度過高，可能出現(xiàn)的結(jié)果是____________________。(6)本實(shí)驗(yàn)制備的苯甲酸的純度為_______；據(jù)此估算本實(shí)驗(yàn)中苯甲酸的產(chǎn)率最接近于_______(填標(biāo)號(hào))。A．70% B．60%C．50% D．40%(7)若要得到純度更高的苯甲酸，可通過在水中________的方法提純?！窘馕觥?1)三頸燒瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8gKMnO4，所加液體體積不能超過三頸燒瓶容積的eq\f(2,3)，即三頸燒瓶的最適宜規(guī)格應(yīng)為250mL。(2)球形冷凝管可使氣體冷卻回流，讓反應(yīng)更為徹底，冷凝效果更好，故應(yīng)選用球形冷凝管；由于甲苯是不溶于水的油狀液體，當(dāng)回流液中不再出現(xiàn)油狀液體時(shí)，說明甲苯已經(jīng)完全被氧化為苯甲酸鉀。(3)取用甲苯質(zhì)量為1.5mL×0.867g·mL－1≈1.3g，其物質(zhì)的量約為0.014mol，實(shí)驗(yàn)中加入的KMnO4過量，NaHSO3具有還原性，可用NaHSO3溶液除去過量的KMnO4，避免在用濃鹽酸酸化時(shí)，KMnO4與鹽酸反應(yīng)生成有毒的Cl2；用草酸在酸性條件下處理過量的KMnO4溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。(4)根據(jù)題給制備苯甲酸的第一步反應(yīng)可知，用少量熱水洗滌的濾渣為MnO2。(5)因苯甲酸在100℃左右開始升華，若干燥時(shí)溫度過高，可能導(dǎo)致部分苯甲酸升華而損失。(6)根據(jù)C6H5COOH＋KOH→C6H5COOK＋H2O，可知25.00×10－3L×c(C6H5COOH)＝21.50×10－3L×0.01000mol·L－1，解得c(C6H5COOH)＝0.0086mol·L－1，故樣品中苯甲酸的純度為eq\f(0.0086mol·L－1×0.1L×122g·mol－1,0.122g)×100%＝86.0%；0.014mol甲苯理論上可生成0.014mol苯甲酸，其質(zhì)量為0.014mol×122g·mol－1＝1.708g，則苯甲酸的產(chǎn)率為eq\f(1.0g×86.0%,1.708g)×100%≈50%，故C項(xiàng)正確。(7)由于苯甲酸微溶于冷水，易溶于熱水，若要得到純度更高的苯甲酸，可通過在水中重結(jié)晶的方法提純?！敬鸢浮?1)B(2)球形無油珠說明不溶于水的甲苯已經(jīng)被完全氧化(3)除去過量的高錳酸鉀，避免在用鹽酸酸化時(shí)，產(chǎn)生氯氣2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O(4)MnO2(5)苯甲酸升華而損失(6)86.0%C(7)重結(jié)晶高頻考點(diǎn)四表格型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)與分析例4.（2022·浙江卷）下列方案設(shè)計(jì)、現(xiàn)象和結(jié)論有不正確的是目的方案設(shè)計(jì)現(xiàn)象和結(jié)論A檢驗(yàn)硫酸廠周邊空氣中是否含有二氧化硫用注射器多次抽取空氣，慢慢注入盛有酸性KMnO4稀溶液的同一試管中，觀察溶液顏色變化溶液不變色，說明空氣中不含二氧化硫B鑒定某涂改液中是否存在含氯化合物取涂改液與KOH溶液混合加熱充分反應(yīng)，取上層清液，硝酸酸化，加入硝酸銀溶液，觀察現(xiàn)象出現(xiàn)白色沉淀，說明涂改液中存在含氯化合物C檢驗(yàn)牙膏中是否含有甘油將適量牙膏樣品與蒸餾水混合，攪拌，靜置一段時(shí)間，取上層清液，加入新制的Cu(OH)2，振蕩，觀察現(xiàn)象溶液出現(xiàn)絳藍(lán)色，說明牙膏中含有甘油D鑒別食鹽與亞硝酸鈉各取少量固體加水溶解，分別滴加含淀粉的KI溶液，振蕩，觀察溶液顏色變化溶液變藍(lán)色的為亞硝酸鈉；溶液不變藍(lán)的為食鹽【答案】D【解析】二氧化硫具有還原性，酸性KMnO4稀溶液具有氧化性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成無色的Mn2+，若溶液不變色，說明空氣中不含二氧化硫，A正確；涂改液與KOH溶液混合加熱可得KCl于溶液中，取上層清液，硝酸酸化，加入硝酸銀溶液，出現(xiàn)白色沉淀，證明有氯元素存在，B正確；甘油能夠與新制的Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)生成絳藍(lán)色溶液，所以可用新制的Cu(OH)2懸濁液檢驗(yàn)甘油，C正確；亞硝酸鈉在酸性條件下具有氧化性，滴加含淀粉的酸性KI溶液，生成了碘單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為：2NO2-+2I-+4H+═2NO+I2+2H2O，該實(shí)驗(yàn)沒有酸化，D錯(cuò)誤；故選D?！咀兪教骄俊浚?022·浙江卷）亞硝酸鈉俗稱“工業(yè)鹽”，其外觀、口感與食鹽相似，人若誤服會(huì)中毒?，F(xiàn)將適量某樣品(成分為亞硝酸鈉或氯化鈉)溶于水配成溶液，分別取少量該溶液于試管中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列方案設(shè)計(jì)、現(xiàn)象和結(jié)論都正確的是方案設(shè)計(jì)現(xiàn)象和結(jié)論A先加入少量KClO3溶液，再加溶液和足量稀硝酸，振蕩若產(chǎn)生白色沉淀，則樣品為亞硝酸鈉B加到少量溶液中，再加硫酸酸化，振蕩若溶液褪色，則樣品為亞硝酸鈉C先加到少量溶液中，再加入稀鹽酸酸化，振蕩若溶液變黃色，則樣品為亞硝酸鈉D先加入少量溶液，再加入溶液和稀硝酸，振蕩若產(chǎn)生白色沉淀，則樣品為亞硝酸鈉【答案】C【解析】KClO3與亞硝酸鈉會(huì)發(fā)生反應(yīng)：KClO3+3NaNO2=KCl+3NaNO3，滴加硝酸銀和足量稀硝酸也能生成白色沉淀，A錯(cuò)誤；氯化鈉電離出的氯離子也可以被酸性高錳酸鉀氧化，而使其褪色，B錯(cuò)誤；亞硝酸有氧化性，可以把二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵，溶液變?yōu)辄S色，C正確；稀硝酸可以把亞硫酸根離子氧化為硫酸根離子，再加入氯化鋇可以生成硫酸鋇白色沉淀，D錯(cuò)誤；故選C?！咀兪教骄俊?2021·湖南卷)下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)