（通用版）2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十章 第三節(jié) 物質(zhì)的制備學(xué)案（含解析）.doc

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物質(zhì)的制備 考點(一)　常見氣體的制備 知考情 明學(xué)法 氣體的制備常以選擇題的形式進(jìn)行考查，命題角度較為固定，基本為常見氣體的制備及注意事項，難度一般 牢記教材中典型氣體H2、O2、Cl2、NH3等的制備方法和注意事項，注意分析氣體制備流程中的儀器選擇、易誤操作等基本問題 [考法感悟] 1．判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)(2016江蘇高考)用圖①裝置制取氨氣(　　) (2)(2015四川高考)用圖②裝置除去氯氣中的HCl氣體(　　) (3)(2014江蘇高考)實驗室用圖③裝置制取氯氣(　　) (4)(2014福建高考)用圖④裝置可除去尾氣中的SO2氣體(　　) (5)(2012江蘇高考)用圖⑤裝置制取少量純凈的CO2氣體(　　) 答案：(1)　(2)　(3)　(4)　(5) 2．(2017全國卷Ⅰ)實驗室用H2還原WO3制備金屬W的裝置如圖所示(Zn粒中往往含有硫等雜質(zhì)，焦性沒食子酸溶液用于吸收少量氧氣)。下列說法正確的是(　　) A．①、②、③中依次盛裝KMnO4溶液、濃H2SO4、焦性沒食子酸溶液 B．管式爐加熱前，用試管在④處收集氣體并點燃，通過聲音判斷氣體純度 C．結(jié)束反應(yīng)時，先關(guān)閉活塞K，再停止加熱 D．裝置Q(啟普發(fā)生器)也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣 解析：選B　制得的氫氣中含有H2S、O2、HCl、H2O等雜質(zhì)，由于酸性高錳酸鉀溶液氧化氯化氫生成氯氣，所以應(yīng)先用焦性沒食子酸溶液吸收氧氣，同時除去氯化氫(易溶于水)，再用酸性高錳酸鉀溶液吸收硫化氫，最后用濃硫酸干燥，試劑盛放順序依次為焦性沒食子酸溶液、酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸，A項錯誤；若在④處收集氣體點燃，發(fā)出“噗”聲，則證明制取的氫氣較純，可以加熱管式爐，B項正確；類似氫氣還原氧化銅，實驗完畢后，先停止加熱，再繼續(xù)通入氫氣一段時間，C項錯誤；啟普發(fā)生器不能加熱，適合塊狀固體與液體在常溫下反應(yīng)，而實驗室用二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制氯氣需要加熱，且二氧化錳是粉末狀固體，故不能用裝置Q制備氯氣，D項錯誤。 [必備知能] 1．氣體制備套裝中裝置選擇的思路 (1)氣體的發(fā)生“套裝”和收集“套裝” 氣體 反應(yīng)原理 發(fā)生裝置 收集裝量 O2 ①2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑ A D或E ②2KClO32KCl＋3O2↑ ③2H2O22H2O＋O2↑ B H2 Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ D或F CO2 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O D或E Cl2 MnO2＋4HCl(濃) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O C D或E NH3 Ca(OH)2＋2NH4Cl CaCl2＋2NH3↑＋2H2O SO2 Na2SO3＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑ (2)凈化“套裝” 液態(tài)干燥劑 固態(tài)干燥劑 固體，加熱 裝置 常見干燥劑 濃硫酸(酸性、強氧化性) 無水氯化鈣(中性) 堿石灰(堿性) 除雜試劑 (Cu、CuO、 Mg) 可干燥的氣體 H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2 H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2、CH4 H2、O2、N2、CH4、NH3 可除去O2、 H2、CO、N2 不可干燥的氣體 NH3、HBr、 HI、H2S等 NH3 Cl2、SO2、 CO2、NO2、HCl等 — (3)防堵塞“套裝” 分類 裝置簡圖 原理及使用方法 液封式 若裝置通暢，導(dǎo)氣管內(nèi)外的液面相等；若裝置不通暢、堵塞，則裝置中的壓強會增大，壓迫液體沿導(dǎo)氣管上升 恒壓式 使分液漏斗內(nèi)的壓強與燒瓶內(nèi)的壓強相同，保證漏斗中液體順利流出 防阻式 將棉花置于導(dǎo)管口，防止固體粉末或糊狀物進(jìn)入導(dǎo)管 (4)尾氣的處理“套裝” 通常有毒和有污染的尾氣必須適當(dāng)處理。常用儀器有： ①吸收溶解度較小的尾氣(如Cl2、SO2等)用圖A裝置。 ②吸收溶解度較大的尾氣(如HCl、NH3等)用圖B或C裝置。 ③CO、NO等氣體可用點燃或收集于塑料袋(氣球)中的方法除去，如圖D或E。 [注意]?、龠x擇氣體的發(fā)生裝置時，應(yīng)考慮反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件，有些氣體可用不同的反應(yīng)原理來制備，要注意選擇不同的發(fā)生裝置。 ②氣體的收集方法要根據(jù)氣體的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)(溶解性、密度)進(jìn)行分析選擇，對于易溶于水的氣體除用排空氣法收集外，還可用排其他液體法，如Cl2可用排飽和食鹽水法收集。 2．氣體發(fā)生裝置的創(chuàng)新 (1)利用“啟普發(fā)生器”原理的制氣裝置創(chuàng)新 ①裝置的優(yōu)點：能做到隨開隨用，隨關(guān)隨停。 ②使用范圍：塊狀固體與液體反應(yīng)生成氣體，反應(yīng)不需要加熱，且生成的氣體難溶于水。這些裝置能制取的氣體有H2(Zn＋稀H2SO4)、CO2(CaCO3＋稀鹽酸)、H2S(FeS＋稀H2SO4)。 (2)“固(液)＋液氣體”裝置的創(chuàng)新 圖1的改進(jìn)優(yōu)點是能控制反應(yīng)液的溫度。 圖2的改進(jìn)優(yōu)點是使圓底燒瓶和分液漏斗中的氣體壓強相等，便于液體流下。 (3)“塊狀固體＋液體―→氣體”裝置的創(chuàng)新 大試管中的小試管中盛有液體反應(yīng)物，起液封的作用，防止氣體從長頸漏斗中逸出，這樣設(shè)計可節(jié)約試劑 3．排液集氣裝置的創(chuàng)新 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。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1．用下面的試劑與反應(yīng)裝置制備氣體，能滿足“隨開隨制、隨關(guān)隨?！币蟮氖?　　) 選項 試劑 反應(yīng)裝置 A 碳酸鈉固體與稀硫酸 B 二氧化錳與過氧化氫溶液 C 濃硝酸與銅片 D 鋅粒與稀硫酸 解析：選D　使用該反應(yīng)裝置用碳酸鈉固體與稀硫酸反應(yīng)制備CO2時，碳酸鈉易溶于水，反應(yīng)無法停止，A項不符合題意；二氧化錳是粉末無法被阻隔在有孔塑料板上，反應(yīng)不能停止，B項不符合題意；濃硝酸具有揮發(fā)性，不能使用長頸漏斗，應(yīng)該用分液漏斗盛放與滴加，C項不符合題意；鋅粒與稀硫酸反應(yīng)制備H2時，若關(guān)閉彈簧夾，試管內(nèi)氣壓增大，可把稀硫酸壓回長頸漏斗而使稀硫酸與鋅粒脫離，從而使反應(yīng)停止，D項符合題意。 2．實驗室中某些氣體的制取、收集及尾氣處理裝置如圖所示(省略夾持和凈化裝置)。僅用此裝置和表中提供的物質(zhì)完成相關(guān)實驗，最合理的選項是(　　) 選項 a中的物質(zhì) b中的物質(zhì) c中收集的氣體 d中的物質(zhì) A 濃氨水 CaO NH3 H2O B 濃硫酸 Na2SO3 SO2 NaOH溶液 C 稀硝酸 Cu NO2 H2O D 濃鹽酸 MnO2 Cl2 NaOH溶液 解析：選B　收集NH3應(yīng)用向下排空氣法，A項錯誤；Cu與稀HNO3反應(yīng)生成NO，C項錯誤；MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2需要加熱，D項錯誤。 3．如圖是實驗室常用的氣體制備、凈化和收集裝置。若依據(jù)反應(yīng)H2C2O4CO↑＋CO2↑＋H2O制取CO，則合理的裝置組合為(　　) A．①⑤⑧　　B．③⑤⑦　　C．②⑤⑥　　D．③④⑧ 解析：選D　由反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件可選③作為制取裝置；除去CO2可選用④或⑤裝置，要收集CO只能用⑧裝置，故合理的裝置組合為③④⑧或③⑤⑧。 4．氣體制備實驗的“兩大要求”： (1)加熱操作要求 ①使用可燃性氣體(如H2、CO、CH4等)，先_________________________，再______________________，以防止爆炸。 ②制備一些易與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)(如H2還原CuO的實驗)，反應(yīng)結(jié)束時，應(yīng)先________________，繼續(xù)通________________至試管冷卻。 (2)實驗室裝置要求 ①制備在空氣中易吸水、潮解以及水解的物質(zhì)(如Al2S3、AlCl3等)，往往在裝置的末端____________________，以防止空氣中水蒸氣的進(jìn)入。 ②用盛有堿石灰的干燥管吸收測定實驗中生成CO2的質(zhì)量時，在干燥管前連盛有無水CaCl2的U形管，在干燥管后再連一個盛有堿石灰的干燥管，前一個的目的是__________，后一個的目的是__________________________________________________。 答案：(1)①用原料氣趕走系統(tǒng)內(nèi)的空氣　點燃酒精燈加熱 ②熄滅酒精燈　原料氣 (2)①再接一個干燥裝置?、诟稍顲O2　防止空氣中的CO2和H2O(g)進(jìn)入 5．一套裝置可以用于制備多種氣體，根據(jù)如圖“套裝”回答下列問題。 (1)若使用如圖所示裝置制備干燥的SO2氣體： ①A中盛液體的玻璃儀器名稱是________，實驗開始后A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。 ②B裝置的作用是__________；C裝置的作用是_______________。 ③E裝置中固體試劑為________。 (2)若使用如圖所示裝置制備干燥的Cl2： ①A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________。 ②B裝置為除去Cl2中混有的HCl，則B裝置盛裝試劑為______________，如何改進(jìn)裝置______________；C裝置的作用是______________。 答案：(1)①分液漏斗　Na2SO3＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O?、诜赖刮「稍颯O2氣體?、蹓A石灰 (2)①2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O[或KClO3＋6HCl(濃)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O] ②飽和食鹽水　導(dǎo)管“長進(jìn)短出”　干燥Cl2 6．氫還原法是指在高溫下用H2還原金屬氧化物以制取金屬的方法。該方法制備的產(chǎn)品純度較高，廣泛用于鎢、鉬、鈷、鐵、鍺的生產(chǎn)。實驗室用Zn粒(Zn粒中含少量硫化鋅雜質(zhì)，焦性沒食子酸溶液用于吸收少量氧氣)和稀硫酸反應(yīng)制H2，并用H2還原MoO2制Mo的裝置如圖所示，完成下列問題。 (1)使用啟普發(fā)生器制備的H2中所含的雜質(zhì)為________(寫化學(xué)式)，若用焦性沒食子酸、濃硫酸、NaOH溶液分別除去上述雜質(zhì)，①②③的順序為____________。 (2)裝置④玻璃儀器的名稱為____________，用酒精噴燈加熱時，該玻璃儀器中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為_________________________________________________________。 (3)反應(yīng)結(jié)束時的操作為___________________________________________________。 (4)該套裝置在實驗安全上存在的缺陷是___________________________________。 解析：(1)由“Zn粒中含少量硫化鋅雜質(zhì)，焦性沒食子酸溶液用于吸收少量氧氣”可知，制備的H2中含有的雜質(zhì)為H2S、O2、H2O，除去雜質(zhì)氣體的裝置順序為②③①或③②①。(2)裝置④中的玻璃儀器為硬質(zhì)玻璃管，其中發(fā)生的反應(yīng)為H2還原MoO2。(3)為防止還原生成的Mo在冷卻時被裝置右側(cè)進(jìn)入的空氣氧化，應(yīng)該先熄滅酒精噴燈，繼續(xù)通入氫氣，待Mo冷卻后再停止通入氫氣(關(guān)閉活塞K)。(4)硬質(zhì)玻璃管右側(cè)導(dǎo)出的氣體中含有未反應(yīng)的H2，需要點燃或收集才能消除實驗安全隱患。 答案：(1)H2S、H2O、O2?、冖邰?或③②①) (2)硬質(zhì)玻璃管　MoO2＋2H2Mo＋2H2O (3)先熄滅酒精噴燈，待還原產(chǎn)物Mo冷卻后，再關(guān)閉活塞K (4)④中硬質(zhì)玻璃管右端導(dǎo)出的氣體中含有未反應(yīng)的H2，需要點燃或收集 考點(二)　有機物的制備 知考情 明學(xué)法 高考題型一般為非選擇題，利用有機物的性質(zhì)來考查化學(xué)實驗的相關(guān)知識，常涉及有機物的熔點、溶解度及反應(yīng)原理方面的內(nèi)容，物質(zhì)雖然陌生，但性質(zhì)都是相通的 掌握常見有機物分離、提純的方法，掌握有機物的通性通法，同時結(jié)合化學(xué)實驗的知識綜合解答 [考法感悟] 1．(2014全國卷Ⅰ)乙酸異戊酯是組成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。實驗室制備乙酸異戊酯的反應(yīng)、裝置示意圖和有關(guān)數(shù)據(jù)如下： 相對分子質(zhì)量 密度/(gcm－3) 沸點/℃ 水中溶解性 異戊醇 88 0.812 3 131 微溶 乙酸 60 1.0492 118 溶 乙酸異戊酯 130 0.867 0 142 難溶 實驗步驟： 在A中加入4.4 g異戊醇、6.0 g乙酸、數(shù)滴濃硫酸和2～3片碎瓷片。開始緩慢加熱A，回流50 min。反應(yīng)液冷至室溫后倒入分液漏斗中，分別用少量水、飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌；分出的產(chǎn)物加入少量無水MgSO4固體，靜置片刻，過濾除去MgSO4固體，進(jìn)行蒸餾純化，收集140～143 ℃餾分，得乙酸異戊酯3.9 g。 回答下列問題： (1)儀器B的名稱是________。 (2)在洗滌操作中，第一次水洗的主要目的是______________________，第二次水洗的主要目的是__________________________________________________________。 (3)在洗滌、分液操作中，應(yīng)充分振蕩，然后靜置，待分層后________(填標(biāo)號)。 a．直接將乙酸異戊酯從分液漏斗的上口倒出 b．直接將乙酸異戊酯從分液漏斗的下口放出 c．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從下口放出 d．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從上口倒出 (4)本實驗中加入過量乙酸的目的是________________________________________________________________________。 (5)實驗中加入少量無水MgSO4的目的是________________________________________________________________________。 (6)在蒸餾操作中，儀器選擇及安裝都正確的是________(填標(biāo)號)。 (7)本實驗的產(chǎn)率是________(填標(biāo)號)。 a．30%　　　b．40%　　　c．60%　　　d．90% (8)在進(jìn)行蒸餾操作時，若從130 ℃便開始收集餾分，會使實驗的產(chǎn)率偏________(填“高”或“低”)，其原因是______________________________________________。 解析：　(1)儀器B為球形冷凝管。(2)第一次水洗的目的是除去作催化劑的硫酸和過量的乙酸，接下來用飽和碳酸氫鈉溶液進(jìn)一步除去殘留的少量乙酸，第二次水洗的目的是除去過量的飽和碳酸氫鈉溶液。(3)洗滌、分液后有機層密度小，在上面，密度大的水層在下面，需將水層從分液漏斗下口放出，然后將有機層從分液漏斗上口倒出，d項正確。(4)制備乙酸異戊酯的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，加入過量的乙酸，能提高異戊醇的轉(zhuǎn)化率，從而提高乙酸異戊酯的產(chǎn)率。(5)加入少量無水MgSO4能除去有機層中的少量水，起到干燥作用。(6)蒸餾實驗中溫度計水銀球需和蒸餾燒瓶支管口在同一高度，而c中不應(yīng)該用球形冷凝管，球形冷凝管一般用于反應(yīng)裝置，即在反應(yīng)時考慮到反應(yīng)物的蒸發(fā)流失而用球形冷凝管冷凝回流，使反應(yīng)更徹底，故b正確。(7)根據(jù)題中化學(xué)方程式及所給各物質(zhì)的量，可知實驗中異戊醇完全反應(yīng)，理論上應(yīng)生成乙酸異戊酯6.5 g，實驗中實際生成乙酸異戊酯3.9 g，故乙酸異戊酯的產(chǎn)率為100%＝60%。(8)若從130 ℃便開始收集餾分，則收集得到的是乙酸異戊酯和少量未反應(yīng)的異戊醇的混合物，導(dǎo)致所測出的實驗產(chǎn)率偏高。 答案：(1)球形冷凝管　(2)洗掉大部分硫酸和乙酸　洗掉碳酸氫鈉　(3)d　(4)提高醇的轉(zhuǎn)化率　(5)干燥 (6)b　(7)c　(8)高　會收集少量未反應(yīng)的異戊醇 2．(2017江蘇高考)1溴丙烷是一種重要的有機合成中間體，沸點為71 ℃，密度為1.36 gcm－3。實驗室制備少量1溴丙烷的主要步驟如下： 步驟1：在儀器A中加入攪拌磁子、12 g正丙醇及20 mL水，冰水冷卻下緩慢加入28 mL濃H2SO4；冷卻至室溫，攪拌下加入24 g NaBr。 步驟2：如圖所示搭建實驗裝置，緩慢加熱，直到無油狀物餾出為止。 步驟3：將餾出液轉(zhuǎn)入分液漏斗，分出有機相。 步驟4：將分出的有機相轉(zhuǎn)入分液漏斗，依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗滌，分液，得粗產(chǎn)品，進(jìn)一步提純得1溴丙烷。 (1)儀器A的名稱是____________________；加入攪拌磁子的目的是攪拌和____________________。 (2)反應(yīng)時生成的主要有機副產(chǎn)物有2溴丙烷和________________。 (3)步驟2中需向接受瓶內(nèi)加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是________________。 (4)步驟2中需緩慢加熱使反應(yīng)和蒸餾平穩(wěn)進(jìn)行，目的是____________________。 (5)步驟4中用5% Na2CO3溶液洗滌有機相的操作：向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3溶液，振蕩，________________________________，靜置，分液。 解析：(1)儀器A為蒸餾燒瓶，攪拌磁子的作用是攪拌和防止暴沸。(2)反應(yīng)物中的正丙醇可能發(fā)生消去反應(yīng)生成丙烯，也可能發(fā)生分子間脫水反應(yīng)生成正丙醚。(3)向接受瓶內(nèi)加入少量冰水并置于冰水浴中，降低了接受瓶內(nèi)的溫度，減少了1溴丙烷的揮發(fā)。(4)HBr易揮發(fā)，故需緩慢加熱。(5)振蕩后，要排出分液漏斗中的氣體。 答案：(1)蒸餾燒瓶　防止暴沸 (2)丙烯、正丙醚 (3)減少1溴丙烷的揮發(fā) (4)減少HBr揮發(fā) (5)將分液漏斗下口向上傾斜、打開活塞排出氣體 [必備知能] 1．掌握常見有機物的制備原理 明確要制備的物質(zhì) 反應(yīng)原理 乙酸乙酯 CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O 乙酸異戊酯 CH3COOH＋(CH3)2CHCH2CH2OH H3COOCH2CH2CH(CH3)2＋H2O 1溴丙烷 CH3CH2CH2OH＋HBrCH3CH2CH2Br＋H2O 環(huán)己烯 間溴苯甲醛 乙烯 CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O 2.制備有機物的常見“套裝” 加熱液體反應(yīng)物制取液體或氣體時，需要的儀器主要有反應(yīng)容器(如大試管、圓底燒瓶、三頸燒瓶等)、熱源(酒精燈或酒精噴燈、水浴或油浴)、冷凝管、分液漏斗、溫度計等。 3．涉及儀器的名稱、用途及注意事項 儀器名稱 儀器簡圖 用途及使用注意事項 冷凝管 ①常用的冷凝管有球形冷凝管和直形冷凝管兩種； ②球形冷凝管一般用于氣態(tài)物質(zhì)的冷凝回流，可提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，通常豎立于圓底燒瓶或三頸燒瓶上； ③直形冷凝管一般用于氣態(tài)物質(zhì)的冷凝液化，通常斜放著連接圓底燒瓶或三頸燒瓶； ④冷凝水從冷凝管的下口進(jìn)，上口出 溫度計 ①溫度計分水銀溫度計、煤油溫度計和酒精溫度計等； ②需要測量反應(yīng)液的溫度時，溫度計的液泡置于反應(yīng)液中，不接觸容器的底部或器壁； ③需要測量蒸餾氣體的溫度時，溫度計的液泡置于蒸餾燒瓶的支管口處； ④需要控制水浴溫度時，溫度計的液泡置于水中； ⑤應(yīng)根據(jù)測量溫度的高低選擇適合測量范圍的溫度計，嚴(yán)禁超量程使用 4．有機物制備與提純的思維流程 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.醇脫水是合成烯烴的常用方法，實驗室合成環(huán)己烯的反應(yīng)和實驗裝置如圖： 可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如表： 物質(zhì) 相對分子質(zhì)量 密度/(gcm－3) 沸點/℃ 溶解性 環(huán)己醇 100 0.961 8 161 微溶于水 環(huán)己烯 82 0.810 2 83 難溶于水 合成反應(yīng)：在a中加入20 g環(huán)己醇和2小片碎瓷片，冷卻攪動下慢慢加入1 mL濃硫酸。b中通入冷卻水后，開始緩慢加熱a，控制餾出物的溫度不超過90 ℃。 分離提純：反應(yīng)粗產(chǎn)物倒入分液漏斗中，分別用少量5%碳酸鈉溶液和水洗滌，分離后加入無水氯化鈣顆粒，靜置一段時間后棄去氯化鈣，最終通過蒸餾得到純凈環(huán)己烯10 g。 請回答下列問題： (1)裝置b的名稱是__________________。 (2)加入碎瓷片的作用是__________；如果加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)忘記加瓷片，應(yīng)該采取的正確操作是_______(填標(biāo)號)。 A．立即補加　　　　　　　 B．冷卻后補加 C．不需補加 D．重新配料 (3)本實驗中最容易產(chǎn)生的副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為________________________________________________________________________。 (4)分液漏斗在使用前須清洗干凈并____________；在本實驗分離過程中，產(chǎn)物應(yīng)該從分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口放出”)。 (5)分離提純過程中加入無水氯化鈣的目的是________________________________________________________________________。 (6)在環(huán)己烯粗產(chǎn)物蒸餾過程中，不可能用到的儀器有________(填標(biāo)號)。 A．圓底燒瓶　　　B．溫度計　　　C．吸濾瓶 D．球形冷凝管 E．接收器 (7)本實驗所得到的環(huán)己烯產(chǎn)率是________(填標(biāo)號)。 A．41%　　　B．50%　　　C．61%　　　D．70% 解析：(1)裝置b是直形冷凝管。(2)在加熱液體時需加入碎瓷片，以防止因加熱而使液體暴沸。如果加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)忘記加碎瓷片，應(yīng)該停止加熱，冷卻后再加入碎瓷片。(3)本實驗中容易產(chǎn)生的副產(chǎn)物是發(fā)生分子間脫水生成的環(huán)己醚，其結(jié)構(gòu)簡式是(4)分液漏斗在使用前要洗滌干凈并檢查是否漏水，在本實驗分離過程中，產(chǎn)物是環(huán)己烯，密度為0.810 2 gcm－3，比水小，在上層，分離時先把水層從分液漏斗下口放出，產(chǎn)物從分液漏斗上口倒出。(5)加入無水氯化鈣是為了除去水。(6)蒸餾操作中所需儀器有：酒精燈、蒸餾燒瓶(可用圓底燒瓶)、溫度計、帶石棉網(wǎng)的鐵架臺、直形冷凝管、接引管(尾接管)、接收器等，不需用到的儀器是吸濾瓶和球形冷凝管。(7)根據(jù)化學(xué)方程式和表格數(shù)據(jù)可知，100 g環(huán)己醇可以生成82 g環(huán)己烯，那么20 g環(huán)己醇可以制取環(huán)己烯16.4 g，而實際得到10 g，所以產(chǎn)率為100%≈61%。 答案：(1)直形冷凝管(或冷凝管)　(2)防止暴沸　B　 (3) (4)檢查是否漏水(檢漏)　上口倒出 (5)干燥(或除水)　(6)CD　(7)C 2．已知反應(yīng)原理： 主要實驗裝置和流程如圖： 反應(yīng)試劑、產(chǎn)物的物理性質(zhì)如表： 名稱 相對分子質(zhì)量 性狀 熔點/℃ 沸點/℃ 密度/(gcm－3) 溶解性 水 乙醇 乙醚 甲苯 92 無色液體易燃易揮發(fā) －95 110.6 0.866 9 不溶 易溶 易溶 苯甲酸 122 白色片狀或針狀晶體 122.4 248 1.265 9 微溶 易溶 易溶 實驗方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液置于圖甲裝置中，在90 ℃時，反應(yīng)一段時間，再停止反應(yīng)，按如圖流程分離出苯甲酸和回收未反應(yīng)的甲苯。 (1)無色液體A的結(jié)構(gòu)簡式為________。操作Ⅱ為______。 (2)如果濾液呈紫色，要先加亞硫酸氫鉀，然后再加入濃鹽酸酸化，加亞硫酸氫鉀的目的是_________________________________________________________________。 (3)下列關(guān)于儀器的組裝或使用正確的是______(填標(biāo)號)。 A．抽濾可以加快過濾速率，得到較干燥的沉淀 B．安裝電動攪拌器時，攪拌器下端不能與三頸燒瓶底、溫度計等接觸 C．圖甲回流攪拌裝置應(yīng)采用直接加熱的方法 D．冷凝管中水的流向是下進(jìn)上出 (4)除去殘留在苯甲酸中的甲苯應(yīng)先加入________，分液，水層再加入___________，然后抽濾，干燥即可得到苯甲酸。 (5)純度測定：稱取1.220 g 產(chǎn)品，配成100 mL 溶液，取其中25.00 mL溶液，進(jìn)行滴定，消耗KOH物質(zhì)的量為2.410－3 mol。產(chǎn)品中苯甲酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________。 解析：(1)結(jié)合操作目的，分析流程知：對反應(yīng)后的溶液過濾除去生成的MnO2，濾液經(jīng)分液所得有機層含有未反應(yīng)的甲苯，水層含有生成的苯甲酸鉀及其他可溶性物質(zhì)。有機層經(jīng)干燥劑干燥、過濾后，再經(jīng)操作Ⅱ得到的無色液體A應(yīng)為甲苯。操作Ⅱ為蒸餾。(2)濾液呈紫色，證明高錳酸鉀有剩余，又因為高錳酸鉀會與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯氣，所以應(yīng)先加KHSO3除去未反應(yīng)的高錳酸鉀，再加濃鹽酸酸化。(3)三頸燒瓶不能直接加熱，C錯誤。(4)除去殘留在苯甲酸中的甲苯時，先加入NaOH溶液，使苯甲酸轉(zhuǎn)化為可溶性的苯甲酸鈉，再經(jīng)分液操作將甲苯(有機層)除去，然后用濃鹽酸把可溶性的苯甲酸鈉轉(zhuǎn)化為苯甲酸。 (5)設(shè)產(chǎn)品中苯甲酸質(zhì)量為m g，則 m g 42.410－3mol ＝，解得m＝1.171 2， 產(chǎn)品中苯甲酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%＝96%。 答案：(1) 　蒸餾 (2)除去未反應(yīng)的高錳酸鉀　(3)ABD (4)NaOH溶液　濃鹽酸酸化　(5)96% 考點(三)　無機物的制備 知考情 明學(xué)法 高考題型一般為非選擇題。相對于有機物的制備，無機物制備中涉及的物質(zhì)更陌生、考查角度更廣、涉及知識更深、整體難度更大。雖然?？汲Ｐ?，但仍然是考查物質(zhì)的性質(zhì)與化學(xué)實驗相關(guān)的知識 要系統(tǒng)掌握化學(xué)實驗知識，同時學(xué)會知識的嫁接和應(yīng)用，通過已學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)和相關(guān)原理來探究陌生物質(zhì)的性質(zhì) [考法感悟] 1．(2018全國卷Ⅰ)醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr2H2O]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，將三價鉻還原為二價鉻；二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實驗裝置如圖所示。回答下列問題： (1)實驗中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的是________。儀器a的名稱是________。 (2)將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中，加入少量蒸餾水，按圖連接好裝置。打開K1、K2，關(guān)閉K3。 ①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色，該反應(yīng)的離子方程式為 ________________________________________________________________________。 ②同時c中有氣體產(chǎn)生，該氣體的作用是____________________________________。 (3)打開K3，關(guān)閉K1和K2。c中亮藍(lán)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____________________________________________。 解析：(1)由題給信息，[(CH3COO)2Cr2H2O]在氣體分析中用作O2吸收劑，說明Cr2＋具有強還原性，易被O2氧化，故所用蒸餾水需經(jīng)煮沸除去其中的O2，以免影響[(CH3COO)2Cr2H2O]的制備。由儀器的結(jié)構(gòu)特點可知，a為分液漏斗。(2)①Zn將Cr3＋還原為Cr2＋，離子方程式為Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋。②Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，H2起到排除c中空氣的作用，以防Cr2＋被氧化。(3)過量的Zn與鹽酸反應(yīng)放出大量的H2，使裝置c中壓強增大，關(guān)閉K1和K2，打開K3時，溶液被壓入裝置d。由題給信息知，[(CH3COO)2Cr2H2O]難溶于冷水，因此應(yīng)用冰浴冷卻，以便于[(CH3COO)2Cr2H2O]析出，再將沉淀過濾、洗滌、干燥即可。(4)裝置d的缺點是該裝置與大氣直接相通，空氣中的O2易將[(CH3COO)2Cr2H2O]氧化。 答案：(1)去除水中溶解氧　分液漏斗 (2)①Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋　②排除c中空氣 (3)c中產(chǎn)生H2使壓強大于大氣壓　(冰浴)冷卻　過濾 (4)敞開體系，可能使醋酸亞鉻與空氣接觸 2．(2016全國卷Ⅲ)過氧化鈣微溶于水，溶于酸，可用作分析試劑、醫(yī)用防腐劑、消毒劑。以下是一種制備過氧化鈣的實驗方法。回答下列問題： (一)碳酸鈣的制備 (1)步驟①加入氨水的目的是______________________。小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長大，有利于________。 (2)右圖是某學(xué)生的過濾操作示意圖，其操作不規(guī)范的是________(填標(biāo)號)。 a．漏斗末端頸尖未緊靠燒杯壁 b．玻璃棒用作引流 c．將濾紙濕潤，使其緊貼漏斗壁 d．濾紙邊緣高出漏斗 e．用玻璃棒在漏斗中輕輕攪動以加快過濾速度 (二)過氧化鈣的制備 CaCO3濾液 白色結(jié)晶 (3)步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體，此時溶液呈________性(填“酸”“堿”或“中”)。將溶液煮沸，趁熱過濾。將溶液煮沸的作用是________。 (4)步驟③中反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________， 該反應(yīng)需要在冰浴下進(jìn)行，原因是_________________________________________。 (5)將過濾得到的白色結(jié)晶依次使用蒸餾水、乙醇洗滌，使用乙醇洗滌的目的是________。 (6)制備過氧化鈣的另一種方法是：將石灰石煅燒后，直接加入雙氧水反應(yīng)，過濾后可得到過氧化鈣產(chǎn)品。該工藝方法的優(yōu)點是______________________，產(chǎn)品的缺點是________________________。 解析：(1)石灰石中含少量鐵的氧化物，加入鹽酸后生成CaCl2及鐵的氯化物，加入雙氧水可將Fe2＋氧化成Fe3＋，加入氨水的目的是中和剩余鹽酸，調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，再通過過濾除去雜質(zhì)。小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長大，有利于過濾分離。(2)過濾操作中要求“一貼、二低、三靠”，圖中漏斗末端頸尖未緊靠燒杯壁，a錯誤；過濾時，玻璃棒用作引流，b正確；將濾紙濕潤，使其緊貼漏斗壁，防止存在氣泡，c正確；濾紙邊緣要低于漏斗邊緣，液面要低于濾紙邊緣，d錯誤；用玻璃棒在漏斗中輕輕攪動，容易使濾紙破損，e錯誤。(3)步驟②中逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體，該固體為CaCO3，溶液中含有CaCl2，由于溶解了生成的CO2，溶液呈弱酸性。將溶液煮沸，可排出溶解的CO2，防止與后續(xù)加入的氨水及生成的CaO2反應(yīng)。(4)濾液中含有CaCl2，加入氨水和雙氧水在冰浴條件下反應(yīng)，經(jīng)過濾得到白色晶體(CaO2)，結(jié)合元素守恒推知步驟③中反應(yīng)還生成NH4Cl和H2O，化學(xué)方程式為CaCl2＋2NH3H2O＋H2O2＋6H2O===CaO28H2O↓＋2NH4Cl或CaCl2＋2NH3H2O＋H2O2===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O。H2O2不穩(wěn)定，受熱易分解生成H2O和O2，故該反應(yīng)在冰浴條件下進(jìn)行，其目的是防止H2O2受熱分解。(5)過氧化鈣微溶于水，能溶于酸，白色結(jié)晶(CaO2)可依次使用蒸餾水、乙醇洗滌，使用乙醇洗滌的目的是去除結(jié)晶表面水分。(6)將石灰石煅燒后，直接加入雙氧水反應(yīng)，過濾后可得到過氧化鈣產(chǎn)品。與第一種方法相比，其優(yōu)點是工藝簡單、操作方便；產(chǎn)品的缺點是純度較低。 答案：(1)調(diào)節(jié)溶液pH 使Fe(OH)3沉淀　過濾分離 (2)ade　(3)酸　除去溶液中的CO2 (4)CaCl2＋2NH3H2O＋H2O2＋6H2O===CaO28H2O↓＋2NH4Cl或CaCl2＋2NH3H2O＋H2O2===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O　溫度過高時雙氧水易分解 (5)去除結(jié)晶表面水分 (6)工藝簡單、操作方便　純度較低 [必備知能] 1．物質(zhì)制備類試題的考查方式 制備原理 如試劑與儀器的使用、實驗現(xiàn)象的描述、反應(yīng)原理等 實驗的基本操作 如氣密性檢查、物質(zhì)分離提純方法、沉淀洗滌、物質(zhì)檢驗等 探究實驗設(shè)計 如設(shè)計實驗進(jìn)行酸性強弱的判斷、不同方案的評價等 綠色化學(xué) 如尾氣的處理、循環(huán)利用等 計算 如計算原料投料比、產(chǎn)品純度、產(chǎn)率等 2.物質(zhì)制備的三大原則 (1)選擇最佳反應(yīng)途徑 如用鋁制取氫氧化鋁： 2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑、 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑、 Al2(SO4)3＋6NaAlO2＋12H2O===8Al(OH)3↓＋3Na2SO4，當(dāng)n(Al3＋)∶n(AlO)＝1∶3時，Al(OH)3產(chǎn)率最高。 (2)選擇最佳原料 如實驗室用鋁鹽溶液與堿溶液反應(yīng)制取氫氧化鋁，應(yīng)選用氨水，而不能選用強堿氫氧化鈉溶液；用銅鹽與堿溶液反應(yīng)制取氫氧化銅，應(yīng)選用氫氧化鈉溶液，而不能選用氨水(氫氧化銅可溶解在氨水中)等。 (3)選擇適宜操作方法 如實驗室制備氫氧化亞鐵時，因氫氧化亞鐵在空氣中極易與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵，更要注意隔絕空氣。 3．物質(zhì)制備類試題的解題方法 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1．二氯化二硫(S2Cl2)是一種常用于橡膠硫化、有機物氯化的試劑，甲同學(xué)查閱資料：①將干燥的氯氣在110～140 ℃ 間與硫反應(yīng)，即可得S2Cl2粗品；②有關(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如表所示： 物質(zhì) 熔點/℃ 沸點/℃ 化學(xué)性質(zhì) S 112.8 444.6 略 S2Cl2 －77 137 一種橙黃色的液體，遇水易水解，有淡黃色固體出現(xiàn)，同時產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體；300 ℃以上完全分解；S2Cl2＋Cl22SCl2 設(shè)計如圖所示實驗裝置在實驗室合成S2Cl2： 回答以下問題： (1)儀器A的名稱是________。 (2)B中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________。 (3)C裝置的作用是________________________________________________。 (4)S2Cl2粗品中可能混有的雜質(zhì)是____________________________________________。 (5)乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)，該裝置中除了E處的溫度不能過高外，還有一處重大缺陷需改進(jìn)，否則會導(dǎo)致S2Cl2的產(chǎn)率大大降低，原因是________________________(用化學(xué)方程式表示)；請簡要提出改進(jìn)方案：________________________________________________。 (6)H中的溶液可以選擇下列試劑中的______(填序號)。 ①碳酸鈉溶液?、诼然F溶液?、蹃喠蛩徕c溶液 ④高錳酸鉀溶液 解析：(1)由裝置圖可知A為分液漏斗。(2)在裝置B中制取氯氣，離子反應(yīng)方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。(3)在E中干燥純凈的Cl2與S發(fā)生反應(yīng)，而B中制取的Cl2中含有HCl雜質(zhì)，除雜后氣體還需要干燥，故C中盛有飽和食鹽水以除去HCl，D中盛有濃硫酸以干燥氯氣。(4)結(jié)合題給信息，S2Cl2能與Cl2反應(yīng)生成SCl2，知S2Cl2粗品中可能混有的雜質(zhì)有S、SCl2、Cl2。(5)觀察裝置圖可知，H中水蒸氣可進(jìn)入G中，發(fā)生反應(yīng)：2S2Cl2＋2H2O===3S↓＋SO2↑＋4HCl，導(dǎo)致S2Cl2產(chǎn)率降低，可在G和H之間增加干燥裝置。(6)H是除氯氣裝置，氯化鐵和高錳酸鉀都不與氯氣反應(yīng)，①③符合題意。 答案：(1)分液漏斗 (2)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O (3)除去Cl2中的HCl雜質(zhì) (4)S、SCl2、Cl2 (5)2S2Cl2＋2H2O===3S↓＋SO2↑＋4HCl　在G和H之間增加干燥裝置(如盛有濃硫酸的洗氣瓶) (6)①③ 2．氯酸鎂常用作催熟劑、除草劑等，實驗室制備Mg(ClO3)26H2O的流程如圖： 已知：①鹵塊主要成分為MgCl26H2O，含有MgSO4、FeCl2等雜質(zhì)； ②四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如圖所示： (1)過濾所需要的主要玻璃儀器有_______________________________________。 (2)加MgO后過濾所得濾渣的主要成分的化學(xué)式為________。 (3)加入NaClO3飽和溶液后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________， 再進(jìn)一步制取Mg(ClO3)26H2O的實驗步驟依次為①__________；__________；洗滌；②將濾液冷卻結(jié)晶；③過濾、洗滌。 (4)產(chǎn)品中Mg(ClO3)26H2O含量的測定：(已知Mg(ClO3)26H2O 的摩爾質(zhì)量為299 gmol－1) 步驟1：準(zhǔn)確稱量3.50 g產(chǎn)品配成100 mL溶液。 步驟2：取10.00 mL于錐形瓶中，加入10.00 mL稀硫酸和20.00 mL 1.000 molL－1的FeSO4溶液，微熱。 步驟3：冷卻至室溫，用0.100 molL－1 K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2＋至終點。反應(yīng)的方程式為Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。 步驟4：將步驟2、3重復(fù)兩次，計算得平均消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL。 ①寫出步驟2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式得_____________________________________。 ②產(chǎn)品中Mg(ClO3)26H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。(保留到小數(shù)點后一位) 解析：(1)過濾所需要的主要玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒。(2)加KMnO4的目的是氧化Fe2＋使其轉(zhuǎn)化為Fe3＋，再加入BaCl2除去SO，此時溶液中的溶質(zhì)主要為MgCl2、FeCl3，F(xiàn)e3＋發(fā)生水解：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加入的MgO與水解得到的H＋反應(yīng)，促使上述平衡正向移動從而使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而與MgCl2分離，故加MgO后過濾所得濾渣的主要成分為Fe(OH)3。(3)過濾后的溶液中的溶質(zhì)為MgCl2，加入NaClO3后生成的NaCl的溶解度小，在飽和溶液中以沉淀的形式析出，故反應(yīng)可以發(fā)生，化學(xué)方程式為MgCl2＋2NaClO3===Mg(ClO3)2＋2NaCl↓；加入NaClO3后生成Mg(ClO3)2溶液和NaCl沉淀，可以先將混合物蒸發(fā)濃縮，使更多的NaCl沉淀析出，由于Mg(ClO3)2的溶解度隨溫度的降低而降低，同時為了減少Mg(ClO3)2的析出，必須在較高溫度下過濾，得到Mg(ClO3)2 濾液，洗滌沉淀得到NaCl產(chǎn)品。最后對濾液進(jìn)行冷卻結(jié)晶，得到Mg(ClO3)26H2O晶體。(4)①ClO具有氧化性，F(xiàn)e2＋具有還原性，兩者在酸性條件中反應(yīng)，離子方程式為ClO＋6Fe2＋＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O。②根據(jù)Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，K2Cr2O7溶液滴定的Fe2＋的物質(zhì)的量為(60.10015.0010－3)mol＝910－3 mol，所以ClO消耗的Fe2＋的物質(zhì)的量為(2010－3－910－3) mol＝0.011 mol，根據(jù)ClO＋6Fe2＋＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O可得ClO的物質(zhì)的量為 mol，所以原100 mL樣品溶液中ClO的物質(zhì)的量為 mol10＝ mol，Mg(ClO3)26H2O的物質(zhì)的量為 mol，質(zhì)量為g，故Mg(ClO3)26H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%≈78.3%。 答案：(1)燒杯、漏斗、玻璃棒　(2)Fe(OH)3 (3)MgCl2＋2NaClO3===Mg(ClO3)2＋2NaCl↓ 蒸發(fā)濃縮(或蒸發(fā)結(jié)晶)　趁熱過濾 (4)①ClO＋6Fe2＋＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O ②78.3%