
1.掌握物質(zhì)制備型實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的原則。2.掌握解答物質(zhì)制備型實(shí)驗(yàn)綜合題的思維模型。
類型一 無(wú)機(jī)物的制備
類型二 有機(jī)物的制備
真題演練 明確考向
1.常見(jiàn)的氣體發(fā)生裝置辨認(rèn)下列常見(jiàn)的氣體發(fā)生裝置,完成下列問(wèn)題:
(1)①用氯化銨與消石灰制取氨氣,化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________________,選用裝置:______(填字母,下同)。
②用濃氨水與堿石灰制取氨氣,選用裝置:_____。(2)①用碳酸鈉與稀硫酸制取二氧化碳,選用裝置:_____。②用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳,選用裝置:________。
(3)①用濃鹽酸與二氧化錳制取氯氣,化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________________,選用裝置:______。
②用漂白粉與濃鹽酸制取少量氯氣,化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________________,選用裝置:______。
Ca(ClO)2+4HCl(濃)===CaCl2+
(4)銅與濃硝酸反應(yīng)制取二氧化氮,選用裝置:_____。(5)實(shí)驗(yàn)室制取乙烯的裝置,可以通過(guò)選用上面哪個(gè)裝置進(jìn)行改進(jìn)?若橡皮塞最多只允許打兩個(gè)孔,應(yīng)如何改進(jìn)所選實(shí)驗(yàn)裝置:_____________________________________________________________________。
D,將分液漏斗換成溫度計(jì)(或?qū)繐Q成蒸餾燒瓶,將導(dǎo)氣管換成溫度計(jì))
(6)上述B裝置還能制取的氣體有:___________。
2.氣體的凈化(1)設(shè)計(jì)原則:根據(jù)主要?dú)怏w及雜質(zhì)氣體的性質(zhì)差異來(lái)選擇除雜試劑及除雜裝置。(2)吸收劑的選擇吸收劑的選擇應(yīng)根據(jù)被提純氣體的性質(zhì)和雜質(zhì)的性質(zhì)來(lái)確定,一般情況如下:①易溶于水的氣體雜質(zhì)可用水吸收;②酸性雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收;③堿性雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收;④水為雜質(zhì)時(shí),可用干燥劑吸收;⑤能與雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成沉淀(或可溶物)的物質(zhì)也可作為吸收劑。
3.尾氣處理裝置的選擇
a裝置用于吸收或溶解反應(yīng)速率不是很快的氣體,如用NaOH溶液吸收Cl2、CO2等。b裝置用于收集少量氣體。c、d裝置用于吸收極易溶且溶解很快的氣體,如HCl、HBr、NH3等,其中d裝置吸收量較少。e裝置用于處理難以吸收的可燃性氣體,如H2、CO等。
4.實(shí)驗(yàn)條件的控制(1)排氣方法為了防止空氣中的O2、CO2、水蒸氣等干擾實(shí)驗(yàn),常用其他穩(wěn)定的氣體(如氮?dú)?排盡裝置中的空氣;有時(shí)也可充分利用反應(yīng)產(chǎn)物氣體(如氨氣、氯氣、二氧化硫等)排盡裝置中的空氣。(2)控制氣體的流速及用量①用分液漏斗控制液體滴加的速度和用量。②觀察氣泡,控制氣流速度,如圖甲,可通過(guò)觀察氣泡得到N2、H2的體積比約為1∶3的混合氣體。③平衡氣壓,如圖乙,用長(zhǎng)玻璃管平衡氣壓,防堵塞。
(3)壓送液體根據(jù)裝置的密封性,讓反應(yīng)生成氣體或消耗氣體,產(chǎn)生壓強(qiáng)差,將液體壓入或倒流入另一反應(yīng)容器。(4)溫度控制①控制低溫的目的:減少某些反應(yīng)物或產(chǎn)物分解,如H2O2、NH4HCO3等;減少某些反應(yīng)物或產(chǎn)物揮發(fā),如鹽酸、氨水等;防止某些物質(zhì)水解,避免副反應(yīng)發(fā)生等。②采取加熱的目的:加快反應(yīng)速率或使平衡移動(dòng),加速溶解等。③常考的溫度控制方式a.水浴加熱:均勻加熱,反應(yīng)溫度在100 ℃以下。b.油浴加熱:均勻加熱,反應(yīng)溫度在100~260 ℃之間。c.冰水冷卻:使某物質(zhì)液化、降低產(chǎn)物的溶解度;減少其他副反應(yīng),提高產(chǎn)品純度等。d.保溫:如真空雙層玻璃容器等。
5.解答物質(zhì)制備綜合實(shí)驗(yàn)題的一般程序(1)認(rèn)真閱讀題干,提取有用信息,包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、反?yīng)條件、陌生物質(zhì)的性質(zhì)、陌生反應(yīng)原理等。(2)仔細(xì)觀察裝置圖(或框圖),聯(lián)想熟悉的實(shí)驗(yàn),找出每件儀器(或步驟)與熟悉的某一實(shí)驗(yàn)相似的地方,分析每件儀器中所裝藥品的作用。(3)通讀問(wèn)題,整合信息,把所有的問(wèn)題進(jìn)行綜合分析,運(yùn)用題給信息和化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)做出正確解答。
1.(2022·齊齊哈爾市高三模擬)溴化亞鐵(FeBr2,易潮解、800 ℃升華)是一種無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品,常用作聚合反應(yīng)催化劑,也用于制藥工業(yè)。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室制備FeBr2(Fe與HBr反應(yīng)),裝置(部分夾持儀器已省略)如圖所示:
回答下列問(wèn)題:(1)盛放濃磷酸的儀器名稱為_(kāi)_________。(2)寫(xiě)出燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________________________________(磷酸過(guò)量),該反應(yīng)中體現(xiàn)的制酸原理是_________________________________________________。
難揮發(fā)性酸制取揮發(fā)性酸(或高沸點(diǎn)酸制取
(3)如圖裝置中,X、Y分別盛裝的試劑依次是_____(填字母)。A.氯化鈣、堿石灰 B.堿石灰、氯化鈣C.氯化鈣、硫酸銅 D.氫氧化鈉、硫酸銅(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,關(guān)閉熱源,仍需要通入一段時(shí)間N2,其目的是________________________________________________________________。
將裝置中的HBr全部排到干燥管中,被試劑Y完全吸收,避免污染環(huán)境
(5)若用濃硫酸(生成SO2和Br2)代替濃磷酸,同樣可以制備FeBr2,請(qǐng)簡(jiǎn)述原因:_________________________________________________________________________________________________________。
濃硫酸代替濃磷酸,生成SO2和Br2,SO2不與鐵反應(yīng),Br2和鐵反應(yīng)生成FeBr3,F(xiàn)eBr3在高溫下又分解為FeBr2和Br2
2.(2022·江西新余市高三模擬)硫氰化鉀(KSCN)俗稱玫瑰紅酸鉀,是一種用途廣泛的化學(xué)藥品。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)制備硫氰化鉀的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示:
已知:①CS2不溶于水,密度比水的大;②NH3不溶于CS2;③三頸燒瓶?jī)?nèi)盛有CS2、水和催化劑?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)制備NH4SCN溶液:①實(shí)驗(yàn)前,經(jīng)檢查裝置的氣密性良好。其中裝置B中的試劑是________。三頸燒瓶的下層CS2液體必須浸沒(méi)導(dǎo)氣管口,目的是____________________________________________。
使反應(yīng)物NH3和CS2充分接觸,并防止發(fā)生
(2)制備KSCN溶液:①熄滅裝置A處的酒精燈,關(guān)閉K1和K2,移開(kāi)水浴,將裝置D繼續(xù)加熱至105 ℃,當(dāng)NH4HS完全分解后(NH4HS===H2S↑+NH3↑),打開(kāi)K2,繼續(xù)保持液溫105 ℃,
緩緩滴入適量的KOH溶液,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________________。②使用KOH溶液會(huì)使產(chǎn)品KSCN固體中混有較多的K2S,工業(yè)上用相同濃度的K2CO3溶液替換KOH溶液,除了原料成本因素外,優(yōu)點(diǎn)是__________________________________________________________________________。
K2CO3能與NH4SCN反應(yīng)產(chǎn)生更多CO2和NH3,有利于殘留在裝置中的H2S逸出
③裝置E的作用是_______________________________________________。(3)制備KSCN晶體:先濾去三頸燒瓶中的固體催化劑,再減壓、___________、___________、過(guò)濾、洗滌、干燥,得到硫氰化鉀晶體。
除去反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的H2S和NH3,以免污染環(huán)境
1.有機(jī)物制備的注意要點(diǎn)(1)熟知常用儀器及用途
(2)依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)特點(diǎn)選擇加熱或冷卻方式①加熱:酒精燈的火焰溫度一般在400~500 ℃,乙酸乙酯的制取、石油的蒸餾等實(shí)驗(yàn)選用酒精燈加熱,若溫度要求更高,可選用酒精噴燈或電爐加熱。除上述加熱方式外還可以根據(jù)加熱的溫度要求選擇水浴、油浴、沙浴加熱。②冷凝回流:有機(jī)物易揮發(fā),因此在反應(yīng)中通常要采用冷凝回流裝置,以減少有機(jī)物的揮發(fā),提高原料的利用率和產(chǎn)物的產(chǎn)率。如圖1、圖3中的冷凝管,圖2中的長(zhǎng)玻璃管B的作用都是冷凝回流。
③防暴沸:加沸石(或碎瓷片),防止溶液暴沸;若開(kāi)始忘加沸石(或碎瓷片),需冷卻后補(bǔ)加。
2.常見(jiàn)有機(jī)物分離提純的方法(1)分液:用于分離兩種互不相溶(密度也不同)的液體。(2)蒸餾:用于分離沸點(diǎn)不同的互溶液體。分餾的原理與此相同。(3)洗氣:用于除去氣體混合物中的雜質(zhì),如乙烷中的乙烯可通過(guò)溴水洗氣除去。(4)萃取分液:如分離溴水中的溴和水,可用四氯化碳或苯進(jìn)行萃取,然后分液。
3.有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)題的答題思路
1.(2022·日照模擬)乙醇酸鈉(HOCH2COONa)又稱羥基乙酸鈉,它是一種有機(jī)原料,其相對(duì)分子質(zhì)量為98。羥基乙酸鈉易溶于熱水,微溶于冷水,不溶于醇、醚等有機(jī)溶劑。實(shí)驗(yàn)室擬用氯乙酸(ClCH2COOH)和NaOH溶液制備少量羥基乙酸鈉,此反應(yīng)為劇烈的放熱反應(yīng)。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下:步驟1:向如圖所示裝置的三頸燒瓶中,加入132.3 g氯乙酸、50 mL水,攪拌。逐步加入40% NaOH溶液,在95 ℃繼續(xù)攪拌反應(yīng)2小時(shí),反應(yīng)過(guò)程控制 pH約為9至10之間。
步驟2:蒸出部分水至液面有薄膜,加少量熱水,操作1,濾液冷卻至15 ℃,過(guò)濾得粗產(chǎn)品。步驟3:粗產(chǎn)品溶解于適量熱水中,加活性炭脫色,操作2,分離掉活性炭。步驟4:將去除活性炭后的溶液加入適量乙醇中,操作3,過(guò)濾,干燥,得到羥基乙酸鈉。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)步驟1中,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________________________。
(2)如圖所示的裝置中儀器B為球形冷凝管,下列說(shuō)法不正確的是_____(填字母)。A.球形冷凝管與直形冷凝管相比,冷卻面積更大,效果更好B.球形冷凝管既可以作傾斜式蒸餾裝置,也可用于垂直回 流裝置C.在使用冷凝管進(jìn)行蒸餾操作時(shí),一般蒸餾物的沸點(diǎn)越高, 蒸氣越不易冷凝
球形冷凝管內(nèi)芯管為球泡狀,容易積留蒸餾液,故不適宜作傾斜式蒸餾裝置,多用于垂直回餾裝置,故B錯(cuò)誤;在使用冷凝管進(jìn)行蒸餾操作時(shí),一般蒸餾物的沸點(diǎn)越高,蒸氣越易冷凝,故C錯(cuò)誤。
(3)步驟2中,三頸燒瓶中如果忘加磁轉(zhuǎn)子該如何操作:________________________。(4)上述步驟中,操作1、2、3的名稱分別是___(填字母)。A.過(guò)濾,過(guò)濾,冷卻結(jié)晶B.趁熱過(guò)濾,過(guò)濾,蒸發(fā)結(jié)晶C.趁熱過(guò)濾,趁熱過(guò)濾,冷卻結(jié)晶
待溶液冷卻后補(bǔ)加磁轉(zhuǎn)子
蒸出部分水至液面有薄膜,說(shuō)明有固體開(kāi)始析出,加少量熱水趁熱過(guò)濾;粗產(chǎn)品溶解于適量熱水中,加活性炭脫色,需要趁熱過(guò)濾分離掉活性炭固體;將去除活性炭后的溶液加到適量乙醇中,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾,干燥,得到羥基乙酸鈉。
(5)步驟4中,得到純凈羥基乙酸鈉1.1 ml,則實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率為_(kāi)______%(結(jié)果保留1位小數(shù))。
2.席夫堿在有機(jī)合成、液晶材料、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)等多個(gè)領(lǐng)域有重要用途。學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中探究由對(duì)甲基苯胺( )與苯甲醛( )在酸催化下制備對(duì)甲基苯胺縮苯甲醛席夫堿( ,M=195 g·ml-1),
有關(guān)信息和裝置分別如表格和圖像所示。
回答下列問(wèn)題:(1)實(shí)驗(yàn)步驟①按圖安裝好制備裝置,檢查裝置的氣密性。向A中加入6.0 g對(duì)甲基苯胺、5.0 mL苯甲醛、50 mL乙醇和適量乙酸。其中分水器可接收并分離生成的水。乙醇的作用為_(kāi)________________________。
作溶劑,使反應(yīng)物充分混合
②控制反應(yīng)溫度為50 ℃,加熱回流至反應(yīng)結(jié)束,合適的加熱方式為_(kāi)___________;A中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________;能說(shuō)明反應(yīng)結(jié)束的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_(kāi)____________________。
(2)純化產(chǎn)品①按圖安裝好水蒸氣蒸餾裝置,檢查裝置的氣密性。將A中反應(yīng)后余液轉(zhuǎn)移至D中,在C中加入適量水,進(jìn)行蒸餾,將產(chǎn)品中的乙醇、對(duì)甲基苯胺和苯甲醛蒸出。玻璃管a的作用為_(kāi)__________________________________;儀器b的名稱為_(kāi)______。②蒸餾操作結(jié)束后,需先打開(kāi)止水夾再停止加熱的原因?yàn)開(kāi)______________________________。
防止裝置D中液體倒吸入裝置C中
③實(shí)驗(yàn)后將裝置D中固體洗滌、干燥后,進(jìn)一步通過(guò)_________(填操作名稱)純化后,得到純品6.0 g。本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品產(chǎn)率為_(kāi)______(保留三位有效數(shù)字)。
晶體經(jīng)重結(jié)晶后可進(jìn)一步純化;5.0 mL 苯甲醛的質(zhì)量為1.0×5.0 g=5 g,由關(guān)系式:苯甲醛 ~ 對(duì)甲基苯胺縮苯甲醛席夫堿106 g 195 g5 g m
1.(2022·山東,18)實(shí)驗(yàn)室利用FeCl2·4H2O和亞硫酰氯(SOCl2)制備無(wú)水FeCl2的裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。已知SOCl2沸點(diǎn)為76 ℃,遇水極易反應(yīng)生成兩種酸性氣體。回答下列問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始先通N2。一段時(shí)間后,先加熱裝置____(填“a”或“b”)。裝置b內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________________。裝置c、d共同起到的作用是________________。
(2)現(xiàn)有含少量雜質(zhì)的FeCl2·nH2O,為測(cè)定n值進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)Ⅰ:稱取m1 g樣品,用足量稀硫酸溶解后,用c ml·L-1 K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Fe2+達(dá)終點(diǎn)時(shí)消耗V mL(滴定過(guò)程中 轉(zhuǎn)化為Cr3+,Cl-不反應(yīng))。實(shí)驗(yàn) Ⅱ:另取m1 g樣品,利用題述裝置與足量SOCl2反應(yīng)后,固體質(zhì)量為m2 g。則n=_____________;下列情況會(huì)導(dǎo)致n測(cè)量值偏小的是_____(填字母)。A.樣品中含少量FeO雜質(zhì)B.樣品與SOCl2反應(yīng)時(shí)失水不充分C.實(shí)驗(yàn)Ⅰ中,稱重后樣品發(fā)生了潮解D.滴定達(dá)終點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡生成
樣品中含少量FeO雜質(zhì),溶于稀硫酸后生成Fe2+,F(xiàn)eO的摩爾質(zhì)量小于FeCl2,則消耗K2Cr2O7溶液的體積V偏大,使n的測(cè)量值偏小,A項(xiàng)選;樣品與SOCl2反應(yīng)時(shí)失水不充分,則m2偏大,使n的測(cè)量值偏小,B項(xiàng)選;實(shí)驗(yàn)Ⅰ稱重后,樣品發(fā)生了潮解,消耗的K2Cr2O7
溶液的體積V不變,使n的測(cè)量值不變,C項(xiàng)不選;滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡生成,導(dǎo)致消耗的K2Cr2O7溶液的體積V偏小,使n的測(cè)量值偏大,D項(xiàng)不選。
(3)用題述裝置、根據(jù)反應(yīng)TiO2+CCl4 TiCl4+CO2制備TiCl4。已知TiCl4與CCl4分子結(jié)構(gòu)相似,與CCl4互溶,但極易水解。選擇合適儀器并組裝蒸餾裝置對(duì)TiCl4、CCl4混合物進(jìn)行蒸餾提純(加熱及夾持裝置略),安裝順序?yàn)棰佗幄郷_________(填序號(hào)),先餾出的物質(zhì)為_(kāi)_____。
組裝蒸餾裝置對(duì)TiCl4、CCl4混合物進(jìn)行蒸餾提純,按由下而上、從左到右的順序組裝,安裝順序?yàn)棰佗幄啵缓筮B接冷凝管,蒸餾裝置中應(yīng)選擇直形冷凝管⑥,接著連接尾接管⑩,TiCl4極易水解,為防止外界水蒸氣進(jìn)入,最后連接③⑤,安裝順序?yàn)棰佗幄啖蔻猗邰?;由于TiCl4、CCl4分子結(jié)構(gòu)相似,TiCl4的相對(duì)分子質(zhì)量大于CCl4,TiCl4分子間的范德華力較大,TiCl4的沸點(diǎn)高于CCl4,故先餾出的物質(zhì)為CCl4。
2.(2022·湖北,16)高技術(shù)領(lǐng)域常使用高純?cè)噭<兞姿?熔點(diǎn)為42 ℃,易吸潮)可通過(guò)市售85%磷酸溶液減壓蒸餾除水、結(jié)晶除雜得到,純化過(guò)程需要嚴(yán)格控制溫度和水分,溫度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O(熔點(diǎn)為30 ℃),高于100 ℃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(wèn)題:(1)A的名稱是___________。B的進(jìn)水口為_(kāi)___(填“a”或“b”)。(2)P2O5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(guò)飽和溶液,難以結(jié)晶,可向過(guò)飽和溶液中加入________促進(jìn)其結(jié)晶。
(6)過(guò)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_(kāi)_____(填字母)。A.
這是一份(人教版)高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義課件第16章第72講 以物質(zhì)制備為主的綜合實(shí)驗(yàn)(含解析),共60頁(yè)。PPT課件主要包含了無(wú)機(jī)物的制備,NH3↑+2H2O,B或C,Cl2↑+2H2O,H2或H2S,錐形瓶,攪拌等,濃氨水揮發(fā),雙氧水分解,冰水浴等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份第十一章 第54講 以物質(zhì)制備為主的綜合實(shí)驗(yàn)-2025年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)課件,共60頁(yè)。PPT課件主要包含了欄目索引,物質(zhì)制備的流程,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,相關(guān)信息列表如下,課時(shí)作業(yè)54等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份備戰(zhàn)2025屆新高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第10章化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和綜合探究第58講以物質(zhì)制備為主的綜合實(shí)驗(yàn)課件,共58頁(yè)。PPT課件主要包含了課標(biāo)指引,考點(diǎn)一無(wú)機(jī)物的制備,目錄索引,素養(yǎng)發(fā)展進(jìn)階,必備知識(shí)?梳理,關(guān)鍵能力?提升,缺少尾氣處理裝置,蒸餾燒瓶,相關(guān)信息列表如下,球形冷凝管等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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