2020版高考化学苏教版大一轮复习讲义:专题9 第29讲 化学实验热点 .docx
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1、第29讲化学实验热点热点一以“模拟无机物的工业制备”为载体的综合实验探究题解答物质制备试题的一般程序(1)认真阅读题干,提取有用信息,包括实验目的、反应条件、陌生物质的性质、陌生反应原理等。(2)仔细观察装置图(或框图),联想熟悉的实验,观察装置图(或框图),找出每件仪器(或步骤)与熟悉的某一实验相似的地方,分析每件仪器中所装药品的作用。(3)通读问题,整合信息,把所有的问题进行综合分析,运用题给信息和化学基础知识做出正确答案。答案(1)去除水中溶解氧分液漏斗(2)Zn2Cr3=Zn22Cr2排除c中空气(3)c中产生H2使压强大于大气压(冰浴)冷却过滤(4)敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触
2、1(2018全国百强校高三一模)CuCl晶体呈白色,熔点为430 ,沸点为1 490 ,见光分解,露置于潮湿空气中易被氧化,难溶于水、稀盐酸、乙醇,易溶于浓盐酸生成H3CuCl4,反应的化学方程式为:CuCl(s)3HCl(aq)=H3CuCl4(aq)实验室用如图所示装置制取CuCl,反应原理为:2Cu2SO28Cl2H2O=2CuClSO4HCuCl(aq)=CuCl(s)3Cl(aq)(1)装置A中分液漏斗中的试剂应该是_。A稀硫酸 B98%的硫酸 C65%的硫酸(2)装置B中反应结束后,取出混合物进行以下操作,得到CuCl晶体。操作的目的是_;操作中宜选用的试剂是_。(3)实验室保存新
3、制CuCl晶体的方法是_。(4)欲提纯某混有铜粉的CuCl晶体,请简述实验方案_。答案(1)C(2)促进CuCl固体析出、防止CuCl被氧化乙醇、水(3)避光、密封干燥保存(4)将固体溶于浓盐酸后过滤,取滤液加入大量水,过滤,洗涤,干燥2(2018湖北4月调考)镁是21世纪最具应用前景的轻金属,工业制镁常用硅热还原法和电解法。(一)硅热还原法以白云石(主要成分为CaCO3MgCO3)为原料制备金属镁的工艺流程如图所示:(1)写出回转窑中煅烧CaCO3MgCO3的化学方程式:_。(2)在混合器中,将煅烧得到的固体与还原制镁的催化剂萤石粉混合均匀,萤石粉碎的目的是_。(3)向冷却后的少量烧渣中加入
4、盐酸,观察到有气体产生,写出真空高温还原炉中生成镁蒸气的化学方程式:_,还原炉抽成真空的目的是_。(二)电解法以MgCl26H2O为原料制备金属镁的工艺流程如图所示:MgCl26H2OMgCl2MgCl2由MgCl26H2O制取MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如图所示:(4)循环物质甲的名称是_。制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行,原因是_;也可以加热亚硫酰氯(SOCl2)与MgCl26H2O的混合物制取无水氯化镁,该反应的化学方程式为_。(5)装置b中填充的物质可能是_。(6)硅热还原法和电解法的共同缺点是_。答案(1)CaCO3MgCO3CaOMgO2CO2(2)增大接触
5、面积,提高催化效率(或提高反应速率)(3)2MgOSiSiO22Mg防止生成的镁被氧化(4)盐酸防止MgCl2水解MgCl26H2O6SOCl2MgCl212HCl6SO2(5)无水氯化钙(或硅胶或五氧化二磷)(6)能耗高解析(3)向冷却后的少量烧渣中加入盐酸,观察到有气体产生,这说明铁没有参与还原氧化镁的反应。在高温下硅与氧化镁反应生成镁和二氧化硅,因此真空高温还原炉中生成镁蒸气的化学方程式为2MgOSiSiO22Mg。镁是活泼金属,还原炉抽成真空的目的是防止生成的镁被氧化。(4)制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行,原因是防止MgCl2水解,通过加热a装置可产生HCl,则循环物质甲为
6、盐酸;加热亚硫酰氯(SOCl2)与MgCl26H2O的混合物制取无水氯化镁,根据原子守恒可知除HCl外还有SO2生成,则该反应的化学方程式为MgCl26H2O6SOCl2MgCl212HCl6SO2。(5)装置b的作用是干燥氯化氢,故可能是无水氯化钙(或硅胶或五氧化二磷)。(6)两种方法下发生的反应都需要在高温下进行,因此共同缺点是能耗高。3(2019海南一联)三氯化硼的熔点为107.3 ,沸点为12.5 ,易水解生成硼酸和氯化氢,可用于制造高纯硼、有机合成催化剂等。实验室制取三氯化硼的原理为:B2O33C3Cl22BCl33CO(1)甲组同学拟用下列装置制取纯净干燥的氯气(不用收集)。装置B
7、中盛放的试剂是_,装置C的作用是_。装置A中发生反应的离子方程式为_。(2)乙组同学选用甲组实验中的装置A、B、C和下列装置(装置可重复使用)制取BCl3并验证反应中有CO生成。乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为ABC_FDI。实验开始时,先通入干燥N2的目的是_。能证明反应中有CO生成的现象是_。答案(1)饱和食盐水干燥氯气2MnO16H10Cl=2Mn25Cl28H2O(2)GEHJH排除装置中的空气装置F中黑色粉末变为红色,装置D中澄清石灰水变浑浊热点二有机物的制备与基本操作的融合把握三个关键,突破有机物制备实验1把握制备过程2盘点常用仪器3熟悉常考问题(1)有机物易挥发,因此在
8、反应中通常要采用冷凝回流装置,以减少有机物的挥发,提高原料的利用率和产物的产率。(2)有机反应通常都是可逆反应,且易发生副反应,因此常使某种价格较低的反应物过量,以提高另一反应物的转化率和产物的产率,同时在实验中需要控制反应条件,以减少副反应的发生。(3)根据产品与杂质的性质特点选择合适的分离提纯方法,如蒸馏、分液等。(4)产率计算公式产率100%典例剖析醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置如下: H2O可能用到的有关数据如下:相对分子质量密度/ gcm3沸点/溶解性环己醇1000.961 8161微溶于水环己烯820.810 283难溶于水合成反应:在a中加入20 g
9、环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90 。分离提纯:反应粗产物倒入分液漏斗中,分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。回答下列问题:(1)装置b的名称是_。(2)加入碎瓷片的作用是_;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是_(填字母,下同)。A立即补加 B冷却后补加 C不需补加 D重新配料(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为_。(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并_;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的_(填“
10、上口倒出”或“下口放出”)。(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_。(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有_。A圆底烧瓶 B温度计 C吸滤瓶 D球形冷凝管 E接收器(7)本实验所得到的环己烯产率是_。A41% B50% C61% D70%审题流程有机物制备实验一般包括制备过程和提纯过程。本题给出了详细的实验过程,可对题干信息解读如下:制备过程提纯过程醇脱水是合成烯烃的常用方法制备原理;20 g环己醇反应物用量,用于计算;碎瓷片防止暴沸;冷却搅拌下,加入浓硫酸浓硫酸溶解放热;通入冷却水,产物冷却产物呈液态,利于分离;缓慢加热反应开始;馏出物的温度不超过90 产物环己烯的沸点为8
11、3 ,环己醇的沸点为161 ,可分离出环己烯粗产物用5%碳酸钠溶液洗涤除去少量的酸;粗产物用水洗使粗产物中的无机物进入水层;分离得到较纯的环己烯;加入无水氯化钙干燥产品(环己烯);蒸馏得到纯净的环己烯(除去环己醇);10 g环己烯产物量,用于计算解析(1)装置b为直形冷凝管,可用于冷凝回流。(2)加入碎瓷片的作用是防止有机物在加热时发生暴沸。如果在加热时发现忘记加碎瓷片,这时必须停止加热,待冷却后补加碎瓷片。(3)醇分子间最容易发生脱水反应生成醚类化合物。(4)分液漏斗在使用前必须要检漏。实验生成的环己烯的密度比水的要小,所以环己烯应从上口倒出。(5)加入无水氯化钙的目的:除去水(作干燥剂)和
12、除去环己醇(因为乙醇可以和氯化钙反应,类比推知,环己醇和氯化钙也可以反应)。(6)观察题中实验装置图知蒸馏过程中不可能用到吸滤瓶及球形冷凝管。(7)20 g环己醇的物质的量为0.2 mol,理论上生成环己烯的物质的量为0.2 mol,环己烯的质量为0.2 mol82 gmol116.4 g,实际得到环己烯的质量为10 g,则产率为100%61%。答案(1)直形冷凝管(2)防止暴沸B(3) (4)检漏上口倒出(5)干燥(或除水除醇)(6)CD(7)C1叔丁基苯C(CH3)3是重要的精细化工中间体,实验室可以以苯和氯代叔丁烷ClC(CH3)3为原料,在无水AlCl3催化下加热制得。相关物质的物理常
13、数和物理性质如表:物质相对分子质量密度/(gcm3)熔点/沸点/溶解性苯780.885.580.1难溶于水,易溶于乙醇氯代叔丁烷92.51.842651.6难溶于水,可溶于苯叔丁基苯1340.8758169难溶于水,易溶于苯叔丁基苯的制取原理为:ClC(CH3)3HCl实验室制取叔丁基苯的装置如图所示(加热和夹持仪器略去)实验步骤:在三口烧瓶中加入120 mL的苯和适量无水AlCl3,由恒压滴液漏斗滴加氯代叔丁烷15 mL,控制温度反应一段时间。将反应后的混合物依次用稀盐酸、2% Na2CO3溶液和H2O洗涤分离,在所得产物中加入少量无水MgSO4固体,静置、过滤,先常压蒸馏,再减压蒸馏收集馏
14、分,得叔丁基苯30 g。(1)仪器a的名称为_,和普通分液漏斗相比,使用恒压滴液漏斗的优点是_。(2)洗涤操作中,水洗的目的是_;无水硫酸镁的作用是_。(3)常压蒸馏时,最低控制温度为_。(4)该实验中叔丁基苯的产率为_。(小数点后保留两位数字)答案(1)球形冷凝管可以使液体顺利滴下(2)洗掉Na2CO3等(或洗掉可溶性无机物)吸水(或干燥)(3)80.1 (4)74.63%解析(1)仪器a的名称为球形冷凝管;使用恒压滴液漏斗的优点是可以使液体顺利滴下。(2)水洗的目的是洗掉Na2CO3等(或洗掉可溶性无机物);无水硫酸镁的作用是吸水(或干燥)。(3)常压蒸馏的目的是除去苯、氯代叔丁烷,由表中
15、数据可知,应控制最低温度为80.1 。(4)苯的物质的量为1.35 mol,氯代叔丁烷的物质的量为0.30 mol,由制取原理可知苯过量,则理论上生成n(叔丁基苯)n(氯代叔丁烷)0.30 mol,理论上生成叔丁基苯的质量为0.30 mol134 gmol140.20 g,故叔丁基苯的产率为100%74.63%。2(2018江西九所重点中学联考)二茂铁可用作燃料的节能消烟剂、抗爆剂等。实验室制备二茂铁的装置示意图如图一所示。已知:.二茂铁熔点是173 ,在100 时开始升华;沸点是249 。.制备二茂铁的反应原理是:2KOHFeCl22C5H6=Fe(C5H5)22KCl2H2O。实验步骤为:
16、在三颈烧瓶中加入25 g粉末状的KOH,并从仪器a中加入60 mL无水乙醚到烧瓶中,充分搅拌,同时通氮气约10 min;再从仪器a滴入5.5 mL新蒸馏的环戊二烯(C5H6,密度为0.95 gcm3),搅拌;将6.5 g无水FeCl2与(CH3)2SO(二甲亚砜,作溶剂)配成的溶液25 mL装入仪器a中,慢慢滴入仪器c中,45 min滴完,继续搅拌45 min;再从仪器a加入25 mL无水乙醚搅拌;将c中的液体转入分液漏斗中,依次用盐酸、水各洗涤两次,分液得橙黄色溶液;蒸发橙黄色溶液,得二茂铁粗产品。回答下列问题:(1)仪器a的名称是_。(2)步骤中通入氮气的目的是_。(3)仪器c的适宜容积为
17、_(填序号)。100 mL 250 mL 500 mL(4)步骤用盐酸洗涤的目的是_。(5)步骤是二茂铁粗产品的提纯,该过程在图二装置中进行,其操作名称为_;该操作中棉花的作用是_。(6)为了确认得到的是二茂铁,还需要进行的一项简单实验是_;若最终制得纯净的二茂铁4.3 g,则该实验的产率为_(保留三位有效数字)。答案(1)恒压滴液漏斗(2)排尽装置中的空气,防止Fe2被氧化(3)(4)除去多余的KOH(5)升华防止二茂铁挥发进入空气中(6)测定所得固体的熔点58.4%解析(2)Fe2具有还原性,能被氧气氧化,通入氮气的目的是排尽装置中的空气,防止Fe2被氧化。(3)根据实验,加入仪器c中的液
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