第55講物質(zhì)制備的綜合實驗1．掌握常見物質(zhì)的實驗室制法(包括所用試劑、反應原理、儀器和收集方法等)。2.根據(jù)化學實驗目的和要求，能做到正確選用實驗裝置；掌握控制實驗條件的方法等?？键c一無機物制備的綜合實驗1．物質(zhì)(固體物質(zhì))制備的三大原則(1)選擇最佳反應途徑如用鋁制取氫氧化鋁：2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑、Al2(SO4)3＋6Na[Al(OH)4]=8Al(OH)3↓＋3Na2SO4，當n(Al3+)∶n{[Al(OH)4]－}＝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制取氫氧化鋁，應選用氨水，而不能選用強堿(如氫氧化鈉)溶液；用銅鹽與堿溶液反應制取氫氧化銅，應選用氫氧化鈉溶液，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、水反應生成氫氧化鐵，所以要注意隔絕空氣。2．物質(zhì)制備實驗的操作順序(1)實驗操作順序(2)加熱操作先后順序的選擇若氣體制備實驗需加熱，應先加熱氣體發(fā)生裝置，通入氣體排出裝置中的空氣后，再給實驗中需要加熱的物質(zhì)加熱。其目的是①防止爆炸(如氫氣還原氧化銅)；②保證產(chǎn)品純度，防止反應物或生成物與空氣中的物質(zhì)反應。而完成實驗后，熄滅酒精燈的順序則相反。(3)選用儀器及連接順序3．物質(zhì)制備過程中反應條件的控制(1)防變質(zhì)：為了防止空氣中的氧氣、CO2、水蒸氣等干擾實驗，常用其他穩(wěn)定的氣體(如氮氣)排盡裝置中的空氣。(2)防損失：易揮發(fā)的液體反應物，需在反應裝置中加裝冷凝回流裝置，易揮發(fā)的液體產(chǎn)物要及時冷凝。(3)防分解：對于易分解的反應物或生成物需要進行降溫處理，如采用冰水浴。(4)注意防止倒吸的問題。1．(2025·安徽合肥六校高三期中聯(lián)考)四氯化錫(SnCl4)常用作有機合成的催化劑，熔融的金屬錫與氯氣反應可生成SnCl4，實驗室制備SnCl4的裝置(加熱與夾持裝置已省略)如圖所示。有關(guān)信息：ⅰ.將金屬錫熔融，通入干燥氯氣進行反應，生成SnCl4；ⅱ.無水SnCl4是無色易流動的液體，熔點為－33℃，沸點為114.1℃；ⅲ.SnCl4易水解。回答下列問題：(1)盛放濃鹽酸的儀器名稱為分液漏斗。(2)試劑X為飽和食鹽水；裝置B中盛放的試劑為無水CaCl2(合理即可)。(3)裝置A燒瓶中反應的還原產(chǎn)物為Mn2+，該反應離子方程式為2MnOeq\o\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋=2Mn2+＋5Cl2↑＋8H2O。(4)若實驗所得SnCl4中因溶解了Cl2而略顯黃色，則提純SnCl4的方法是e(填字母)。a．重結(jié)晶b．升華c．用NaOH溶液洗滌d．過濾e．蒸餾(5)SnCl4蒸氣遇氨及水蒸氣呈濃煙狀，因而可制作煙幕彈，其反應的化學方程式為SnCl4＋4NH3＋4H2O=Sn(OH)4＋4NH4Cl。解析：(2)濃鹽酸易揮發(fā)，需將HCl除去(如不除去，SnCl4中可能混有SnCl2)，故試劑X為飽和食鹽水；SnCl4易水解，裝置B中應盛放除水的中性或酸性干燥劑，故無水CaCl2、硅膠、P2O5等均可。(3)裝置A中發(fā)生的反應是KMnO4與濃鹽酸制備Cl2，離子方程式為2MnOeq\o\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋=2Mn2+＋5Cl2↑＋8H2O。(4)根據(jù)SnCl4易水解的性質(zhì)，重結(jié)晶法、用NaOH溶液洗滌均不能用于提純SnCl4，升華法和過濾法也不適用于分離SnCl4和Cl2，根據(jù)SnCl4和Cl2的沸點不同，可利用蒸餾法提純。(5)根據(jù)題干現(xiàn)象，SnCl4先水解生成Sn(OH)4和HCl，HCl再與氨氣反應生成NH4Cl，反應的化學方程式為SnCl4＋4NH3＋4H2O=Sn(OH)4＋4NH4Cl。2．(2024·河北示范性高中一模聯(lián)考)亞硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、醫(yī)療領域。實驗室用如圖裝置(略去部分夾持裝置)制備少量亞硝酰硫酸，并測定產(chǎn)品的純度。已知：ⅰ.NOSO4H是白色固體，遇水易分解為H2SO4、HNO3和NO，溶于濃硫酸不發(fā)生分解；ⅱ.實驗室用濃硫酸、濃硝酸的混合液與SO2反應制備亞硝酰硫酸，原理為SO2＋HNO3=NOSO4H。(1)儀器M的名稱為圓底燒瓶。(2)用Na2SO3和70%H2SO4在裝置A中制取SO2氣體時，發(fā)生反應的化學方程式為Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O。(3)按氣流從左到右的順序，上圖中儀器的連接順序為a→de→cb→de(填儀器接口字母，部分儀器可以重復使用)→f。(4)為了控制通入B中的SO2的速率，可以采取的措施是控制A中滴加濃硫酸的速率。(5)反應過程中，NOSO4H的物質(zhì)的量和HNO3的物質(zhì)的量隨時間的變化關(guān)系如圖所示。試分析n(HNO3消耗)∶n(NOSO4H生成)>1的原因：濃硝酸易揮發(fā)，易分解。(6)測定NOSO4H產(chǎn)品的純度。準確稱取2.5g產(chǎn)品放入錐形瓶中，加入50.00mL0.2000mol·L-1KMnO4標準溶液和足量稀硫酸，搖勻，待充分反應后將溶液加熱，使生成的硝酸全部揮發(fā)逸出(不考慮硝酸的分解)，冷卻至室溫，用0.5000mol·L-1Na2C2O4標準溶液滴定至終點，消耗Na2C2O4標準溶液的體積為18.00mL。已知：高錳酸鉀可將亞硝酰硫酸氧化為HNO3，自身被還原為Mn2+。①滴定終點的現(xiàn)象為當最后半滴Na2C2O4標準溶液滴入時，溶液褪色且半分鐘內(nèi)不恢復原色。②亞硝酰硫酸的純度為81.28%。解析：裝置A是利用亞硫酸鈉和濃硫酸反應：Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O制取SO2，制取的SO2經(jīng)裝置C干燥后通入裝置B中，HNO3與SO2在濃硫酸作用下反應制得NOSO4H，由于亞硝酰硫酸(NOSO4H)遇水分解，且SO2屬于大氣污染物，不能直接排放到大氣中，則裝置C中的無水氯化鈣的作用是防止空氣中的水蒸氣進入裝置B中，裝置D中的氫氧化鈉溶液用于吸收SO2及揮發(fā)的硝酸。(3)根據(jù)分析可知，按氣流從左到右的順序，題圖中儀器接口的連接順序為a→de→cb→de→f。(4)為了控制通入B中的SO2的速率，可通過調(diào)節(jié)A中滴加濃硫酸的速率。(5)從題給反應的化學方程式看，參加反應的硝酸和生成的NOSO4H比例為1∶1，消耗的硝酸多，可能是有一部分揮發(fā)和分解了。(6)①高錳酸鉀自身為紫紅色，發(fā)生氧化還原反應時紫紅色褪去，自身可作滴定操作的指示劑，當最后半滴Na2C2O4標準溶液滴入后，溶液顏色由紫紅色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不變色，說明反應到達終點。②一部分KMnO4標準溶液和NOSO4H反應，剩余的KMnO4標準溶液用Na2C2O4滴定，根據(jù)得失電子守恒可得關(guān)系式：2KMnO4～5Na2C2O42mol5moln10.5mol/L×18×10-3L則與Na2C2O4反應的KMnO4的物質(zhì)的量n1＝3.6×10-3mol，KMnO4總的物質(zhì)的量n總＝50.00×10-3L×0.2000mol·L-1＝1×10-2mol，所以和NOSO4H反應的KMnO4的物質(zhì)的量n2＝1×10-2mol－3.6×10-3mol＝6.4×10-3mol，根據(jù)化學方程式：5NOSO4H＋2KMnO4＋2H2O=K2SO4＋2MnSO4＋5HNO3＋2H2SO45mol2moln6.4×10-3mol解得NOSO4H的物質(zhì)的量n＝1.6×10-2mol，則NOSO4H的質(zhì)量m＝2.032g，所以樣品中NOSO4H的純度為eq\f(2.032g,2.5g)×100%＝81.28%。解答物質(zhì)制備試題的思維流程考點二有機物制備的綜合實驗1．有機物制備的常見操作(1)加熱：酒精燈的火焰溫度一般在400～500℃，乙酸乙酯的制取、石油的蒸餾等實驗選用酒精燈加熱，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：有機物易揮發(fā)，因此在反應中通常要采用冷凝回流裝置，以減少有機物的揮發(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中的長玻璃管B的作用都是冷凝回流。(3)防暴沸：加沸石(碎瓷片)，防止溶液暴沸，若開始忘加沸石(碎瓷片)，需冷卻后補加。2．有機物制備的常見裝置3．提純有機物的常用流程制取的有機物中常含有一定量的雜質(zhì)(無機物與有機物)，提純時可根據(jù)雜質(zhì)與制得有機物性質(zhì)的差異設計實驗進行分離提純，常用的提純流程如下：1．(2024·九省聯(lián)考江西卷)乙酸乙酯在工業(yè)上有非常重要的作用。采用乙醇氧化脫氫法制備乙酸乙酯的反應原理及步驟如下：2CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(50%H2SO4),\s\do5(Na2Cr2O7))CH3COOCH2CH3Ⅰ.將17.8mL50%H2SO4溶液加入50mL的三頸燒瓶中，冰鹽浴條件下，加入10.7mL乙醇。Ⅱ.將11.85gNa2Cr2O7溶于7.4mLH2O中，攪拌下逐滴加入三頸燒瓶中，反應溫度控制在20℃。當混合物的黏度變大時，將溫度升高到35℃，繼續(xù)反應。Ⅲ.將反應得到的綠色乳濁液用等量水稀釋，分液、收集上層清液、純化、干燥。Ⅳ.分餾，收集73～78℃餾分?；卮鹣铝袉栴}：(1)步驟Ⅰ中，使用冰鹽浴(－25～－10℃)的原因是BC(填字母)。A．增強乙醇還原性B．有利于降溫C．減少乙醇揮發(fā)D．減少硫酸揮發(fā)(2)步驟Ⅱ中，升溫到35℃的目的是加快反應速率，降低混合物的黏度。(3)步驟Ⅲ中，上層清液中含有的主要雜質(zhì)為CH3CH2OH、CH3COOH。(4)步驟Ⅲ中，純化操作步驟：先用飽和碳酸鈉溶液洗滌，再用水洗滌。(5)分餾裝置如圖所示，玻璃儀器X的名稱為直形冷凝管；指出裝置(不含夾持、加熱等裝置)中錯誤之處：溫度計插到了液體中，直形冷凝管和燒瓶之間導管過長。(6)相比于用濃硫酸催化乙酸和乙醇制備乙酸乙酯的方法，從反應條件角度評價該方法的優(yōu)點是反應條件溫和，所用硫酸濃度小，原子利用率高。(7)為實現(xiàn)含鉻廢液的再生利用，可在含Cr3+酸性廢液中加入KMnO4，寫出該反應的離子方程式：10Cr3+＋6MnOeq\o\al(－,4)＋11H2O=5Cr2Oeq\o\al(2-,7)＋6Mn2+＋22H＋。解析：(1)步驟Ⅰ為將17.8mL50%H2SO4溶液加入50mL的三頸燒瓶中，冰鹽浴條件下，加入10.7mL乙醇，使用冰鹽浴(－25～－10℃)有利于降溫，減少乙醇揮發(fā)，故答案選BC。(2)由題可知，當混合物的黏度變大時，將溫度升高到35℃，繼續(xù)反應。溫度升高后，分子運動速度加快，黏性降低，有利于反應進行。(3)乙醇可被Na2Cr2O7氧化為乙酸，根據(jù)反應2CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(50%H2SO4),\s\do5(Na2Cr2O7))CH3COOCH2CH3可知，上層清液中含有的主要雜質(zhì)為CH3CH2OH和CH3COOH。(4)純化乙酸乙酯時，先使用飽和碳酸鈉溶液洗，再使用水洗。(5)玻璃儀器X的名稱為直形冷凝管，該裝置的錯誤之處有溫度計插到了液體中，直形冷凝管和燒瓶之間導管過長。(6)與濃硫酸催化乙酸和乙醇制備乙酸乙酯的方法相比，題述方法反應條件溫和，所用硫酸濃度小，原子利用率高。(7)Cr3+酸性廢液中加入KMnO4，該反應的離子方程式為10Cr3+＋6MnOeq\o\al(－,4)＋11H2O=5Cr2Oeq\o\al(2-,7)＋6Mn2+＋22H＋。2．(2024·遼寧大連高三期末)苯乙酮不僅是重要的化工原料，還是精細化學品，如農(nóng)藥、醫(yī)藥、香料的中間體。一種制備苯乙酮的實驗方法及相關(guān)信息如下。Ⅰ.反應原理：。已知：①苯乙酮能與氯化鋁在無水條件下形成穩(wěn)定的配合物；②制備過程中存在副反應CH3COOH＋AlCl3→CH3COOAlCl2＋HCl↑。Ⅱ.相關(guān)數(shù)據(jù)：物質(zhì)沸點/℃密度/(g/cm3、20℃)相對分子質(zhì)量溶解性苯乙酮2021.03120不溶于水，易溶于多數(shù)有機溶劑苯800.8878難溶于水乙酸1181.0560能溶于水，也能溶于乙醇、乙醚等有機溶劑乙酸酐139.81.08102遇水反應，溶于氯仿、乙醚和苯Ⅲ.實驗步驟：步驟1：合成實驗裝置如圖1，在三頸燒瓶中加入20gAlCl3和30mL苯，在不斷攪拌的條件下通過裝置M慢慢滴加5.1mL乙酸酐和10mL苯的混合液，在70～80℃下加熱回流1小時。回答下列問題：(1)儀器A的名稱：球形冷凝管。(2)若將乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三頸燒瓶，可能導致A(填字母)。A．反應太劇烈B．液體太多攪不動C．反應變緩慢(3)反應中所使用的氯化鋁會過量很多，原因是產(chǎn)物苯乙酮及乙酸均會消耗氯化鋁，導致催化劑用量過大。步驟2：分離提純(4)可通過如下步驟對粗產(chǎn)品提純：a．冰水浴冷卻下，邊攪拌邊滴加濃鹽酸與冰水的混合液，直至固體完全溶解后停止攪拌，靜置，分液。b．水層用苯萃取，萃取液并入有機層。c．依次用5%NaOH溶液和水各20mL洗滌。d．加入無水MgSO4固體。e．過濾。f．蒸餾除去苯后，收集198～202℃餾分。其中c操作的目的是除掉有機層中的有機物為乙酸；f操作中收集198～202℃餾分的最佳加熱方式為C(填字母)。A．水浴B．酒精燈直接加熱C．油浴(5)本實驗為收集產(chǎn)品用了減壓蒸餾裝置(如圖2)，其中毛細管的作用是防暴沸。經(jīng)蒸餾后收集到4.8g純凈物，其產(chǎn)率是74.1%(保留三位有效數(shù)字)。解析：(2)若將乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三頸燒瓶中，可能導致反應太劇烈，不易控制，故選A。(3)反應中所使用的氯化鋁會過量很多，原因是產(chǎn)物苯乙酮及乙酸均會消耗氯化鋁，導致催化劑用量增大。(4)由相關(guān)數(shù)據(jù)可知，c操作中依次用5%NaOH溶液和水各20mL洗滌，目的是除去有機層中含有的乙酸；f操作中收集198～202℃餾分的最佳加熱方式為油浴加熱。(5)由題圖2知，毛細管可以與外界空氣連通，平衡壓強，防止加熱時溶液暴沸；40mL苯的物質(zhì)的量為eq\f(40mL×0.88g/mL,78g/mol)≈0.45mol，5.1mL乙酸酐的物質(zhì)的量為eq\f(5.1mL×1.08g/mL,102g/mol)＝0.054mol，根據(jù)，可知苯是過量的，故理論上生成的苯乙酮為0.054mol，質(zhì)量為0.054mol×120g/mol＝6.48g，故產(chǎn)率為eq\f(4.8g,6.48g)×100%≈74.1%。解答有機物制備實驗題的思維流程1．(2024·浙江1月選考節(jié)選)H2S可用于合成光電材料。某興趣小組用CaS與MgCl2反應制備液態(tài)H2S，實驗裝置如圖，反應方程式為CaS＋MgCl2＋2H2O=CaCl2＋Mg(OH)2＋H2S↑。已知：①H2S的沸點是－61℃，有毒；②裝置A內(nèi)產(chǎn)生的H2S氣體中含有酸性氣體雜質(zhì)。請回答：(1)儀器X的名稱是圓底燒瓶。(2)完善虛框內(nèi)的裝置排序：A→B→E→C→D→F→G。(3)下列干燥劑，可用于裝置C中的是BC。A．氫氧化鉀B．五氧化二磷C．氯化鈣D．堿石灰(4)裝置G中汞的兩個作用是①平衡氣壓；②液封。(5)下列說法正確的是ABC。A．該實驗操作須在通風櫥中進行B．裝置D的主要作用是預冷卻H2SC．加入的MgCl2固體，可使MgCl2溶液保持飽和，有利于平穩(wěn)持續(xù)產(chǎn)生H2SD．該實驗產(chǎn)生的尾氣可用硝酸吸收解析：(2)制備氣體的裝置包括發(fā)生裝置、除雜裝置、收集裝置和尾氣處理裝置，產(chǎn)生的氣體先通過NaHS溶液除去酸性氣體雜質(zhì)，然后進行干燥，由于不能驟冷，要逐步冷卻，所以B連E，E連C，C連D，D連F。(3)H2S是酸性氣體，不可以用堿性干燥劑，所以不可以用氫氧化鉀和堿石灰，故選BC。(4)裝置G中汞的兩個作用是①平衡氣壓；②液封。(5)H2S有毒，該實驗操作須在通風櫥中進行，故A正確；氣體不能驟冷，裝置D的主要作用是預冷卻H2S，故B正確；加入的MgCl2固體，可使MgCl2溶液保持飽和，有利于平穩(wěn)持續(xù)產(chǎn)生H2S，故C正確；該實驗產(chǎn)生的尾氣不可用硝酸吸收，硝酸的氧化性雖然可以把H2S氧化為硫單質(zhì)，但是稀硝酸產(chǎn)生的NO或者濃硝酸產(chǎn)生的NO2會污染空氣，故D錯誤。2．(2024·甘肅卷)某興趣小組設計了利用MnO2和H2SO3生成MnS2O6，再與Na2CO3反應制備Na2S2O6·2H2O的方案：(1)采用如圖所示裝置制備SO2，儀器a的名稱為恒壓滴液漏斗；步驟Ⅰ中采用冰水浴是為了增大SO2的溶解度，增大H2SO3的濃度，同時為步驟Ⅱ提供低溫。(2)步驟Ⅱ應分數(shù)次加入MnO2，原因是防止過多的MnO2與H2SO3反應生成MnSO4，同時防止反應太快，放熱太多，不利于控制溫度低于10℃。(3)步驟Ⅲ滴加飽和Ba(OH)2溶液的目的是除去過量的SO2（或H2SO3）。(4)步驟Ⅳ生成MnCO3沉淀，判斷Mn2+已沉淀完全的操作是靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加幾滴飽和Na2CO3溶液，若不再產(chǎn)生沉淀，說明Mn2+已沉淀完全。(5)將步驟Ⅴ中正確操作或現(xiàn)象的標號填入相應括號中。(D)→(A)→→(E)→A．蒸發(fā)皿中出現(xiàn)少量晶體B．使用漏斗趁熱過濾C．利用蒸發(fā)皿余熱使溶液蒸干D．用玻璃棒不斷攪拌E．等待蒸發(fā)皿冷卻解析：步驟Ⅱ中MnO2與H2SO3在低于10℃時反應生成MnS2O6，反應的化學方程式為MnO2＋2H2SO3=MnS2O6＋2H2O，步驟Ⅲ中滴加飽和Ba(OH)2溶液除去過量的SO2（或H2SO3），步驟Ⅳ中滴入飽和Na2CO3溶液發(fā)生反應MnS2O6＋Na2CO3=MnCO3↓＋Na2S2O6，經(jīng)過濾得到Na2S2O6溶液，步驟Ⅴ中Na2S2O6溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到Na2S2O6·2H2O。(1)根據(jù)儀器a的特點知，儀器a為恒壓滴液漏斗；步驟Ⅰ中采用冰水浴是為了增大SO2的溶解度，增大H2SO3的濃度，同時為步驟Ⅱ提供低溫。(2)由于MnO2具有氧化性，SO2（或H2SO3）具有還原性，步驟Ⅱ應分數(shù)次加入MnO2，防止過多的MnO2與H2SO3反應生成MnSO4，同時防止反應太快，放熱太多，不利于控制溫度低于10℃。(3)步驟Ⅲ中滴加飽和Ba(OH)2溶液的目的是除去過量的SO2（或H2SO3），防止后續(xù)反應中SO2（或H2SO3）與Na2CO3溶液反應，增加飽和Na2CO3溶液的用量，并使產(chǎn)品中混有雜質(zhì)。(4)步驟Ⅳ中生成MnCO3沉淀，判斷Mn2+已沉淀完全的操作是靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加幾滴飽和Na2CO3溶液，若不再產(chǎn)生沉淀，說明Mn2+已沉淀完全。(5)步驟Ⅴ的正確操作或現(xiàn)象為將濾液倒入蒸發(fā)皿中→用酒精燈加熱→用玻璃棒不斷攪拌→蒸發(fā)皿中出現(xiàn)少量晶體→停止加熱→等待蒸發(fā)皿冷卻→過濾、洗滌、干燥得到Na2S2O6·2H2O，依次填入D、A、E。3．（2024·遼寧卷）某實驗小組為實現(xiàn)乙酸乙酯的綠色制備及反應過程可視化，設計實驗方案如下：Ⅰ.向50mL燒瓶中分別加入5.7mL乙酸(100mmol)、8.8mL乙醇(150mmol)、1.4gNaHSO4固體及4～6滴1‰甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中裝入變色硅膠。Ⅱ.加熱回流50min后，反應液由藍色變?yōu)樽仙?，變色硅膠由藍色變?yōu)榉奂t色，停止加熱。Ⅲ.冷卻后，向燒瓶中緩慢加入飽和Na2CO3溶液至無CO2逸出，分離出有機相。Ⅳ.洗滌有機相后，加入無水MgSO4，過濾。Ⅴ.蒸餾濾液，收集73～78℃餾分，得無色液體6.60g，色譜檢測純度為98.0%?；卮鹣铝袉栴}：(1)NaHSO4在反應中起催化劑、吸水劑作用，用其代替濃硫酸的優(yōu)點是不產(chǎn)生有毒氣體二氧化硫（合理即可）（答出一條即可）。(2)甲基紫和變色硅膠的顏色變化均可指示反應進程。變色硅膠吸水，除指示反應進程外，還可吸收生成的水，使平衡正向移動，提高乙酸乙酯的產(chǎn)率。(3)使用小孔冷凝柱承載，而不向反應液中直接加入變色硅膠的優(yōu)點是AD（填字母）。A．無須分離B．增大該反應平衡常數(shù)C．起到沸石作用，防止暴沸D．不影響甲基紫指示反應進程(4)下列儀器中，分離有機相和洗滌有機相時均需使用的是分液漏斗（填名稱）。(5)該實驗乙酸乙酯的產(chǎn)率為73.5%（精確至0.1%）。(6)若改用C2H518OH作為反應物進行反應，質(zhì)譜檢測目標產(chǎn)物分子離子峰的質(zhì)荷比數(shù)值應為90（精確至1）。解析：(1)該實驗可實現(xiàn)乙酸乙酯的綠色制備及反應過程可視化，用濃硫酸時，濃硫酸的作用是作催化劑和吸水劑，所以NaHSO4在反應中起催化劑和吸水劑的作用；濃硫酸還具有強氧化性和脫水性，用濃硫酸在加熱條件下反應時，可能發(fā)生副反應，且濃硫酸的還原產(chǎn)物二氧化硫是有毒氣體，所以用其代替濃硫酸的優(yōu)點是副產(chǎn)物少，可綠色制備乙酸乙酯，不產(chǎn)生有毒氣體二氧化硫等。(2)變色硅膠吸水，除指示反應進程外，還可吸收反應時生成的水，使平衡正向移動，提高乙酸乙酯的產(chǎn)率。(3)若向反應液中直接加入變色硅膠，則反應后需要過濾出硅膠，而使用小孔冷凝柱承載則無須分離，A正確；反應的平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，使用小孔冷凝柱承載不能增大該反應平衡常數(shù)，B錯誤；小孔冷凝柱并沒有投入溶液中，不能起到沸石作用，不能防止暴沸，C錯誤；由步驟Ⅱ可知，若向反應液中直接加入變色硅膠，則變色硅膠由藍色變?yōu)榉奂t色，會影響觀察反應液由藍色變?yōu)樽仙?，所以使用小孔冷凝柱承載不影響甲基紫指示反應進程，D正確。(4)用水洗滌有機相，然后用分液法分離有機物和水，需使用分液漏斗。(5)由反應CH3COOH＋CH3CH2OHeq\o(?,\s\up7(NaHSO4),\s\do5(△))CH3COOC2H5＋H2O可知，100mmol乙酸與150mmol乙醇反應時，理論上可獲得的乙酸乙酯的質(zhì)量為0.1mol×88g/mol＝8.8g，則該實驗乙酸乙酯的產(chǎn)率為eq\f(6.60g×98.0%,8.8g)×100%＝73.5%。(6)若改用C2H518OH作為反應物進行反應，則CH3COOH＋CH3CH218OHeq\o(?,\s\up7(NaHSO4),\s\do5(△))CH3CO18OC2H5＋H2O，生成的乙酸乙酯的摩爾質(zhì)量為90g/mol，所以質(zhì)譜檢測目標產(chǎn)物分子離子峰的質(zhì)荷比數(shù)值應為90。4．（2024·新課標卷）吡咯類化合物在導電聚合物、化學傳感器及藥物制劑上有著廣泛應用。一種合成1-（4-甲氧基苯基）-2，5-二甲基吡咯（用吡咯X表示）的反應和方法如下：實驗裝置如圖所示，將100mmol己-2，5-二酮（熔點：－5.5℃，密度：0.737g·cm-3）與100mmol4-甲氧基苯胺（熔點：57℃）放入①中，攪拌。待反應完成后，加入50%的乙醇溶液，析出淺棕色固體。加熱至65℃，至固體溶解，加入脫色劑，回流20min，趁熱過濾。濾液靜置至室溫，冰水浴冷卻，有大量白色固體析出。經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品。回答下列問題：(1)量取己-2，5-二酮應使用的儀器為量筒（合理即可）（填名稱）。(2)儀器①用鐵夾固定在③上，③的名稱是鐵架臺；儀器②的名稱是球形冷凝管。(3)“攪拌”的作用是使固液充分接觸，加快反應速率。(4)“加熱”方式為水浴加熱。(5)使用的“脫色劑”是活性炭。(6)“趁熱過濾”的目的是除去不溶性雜質(zhì)，防止產(chǎn)品結(jié)晶損失，提高產(chǎn)率；用50%的乙醇溶液洗滌白色固體。(7)若需進一步提純產(chǎn)品，可采用的方法是重結(jié)晶。解析：(1)己-2，5-二酮的摩爾質(zhì)量為114g·mol-1，根據(jù)題中所給數(shù)據(jù)可知，所需己-2，5-二酮的體積為eq\f(100×10-3mol×114g·mol-1,0.737g·cm-3)≈15.5cm3＝15.5mL，根據(jù)實際體積選用對應規(guī)格的量筒。(2)儀器③為鐵架臺；儀器②用于冷凝回流，為球形冷凝管。(3)己-2，5-二酮的熔點為－5.5℃，常溫下為液體，4-甲氧基苯胺的熔點為57℃，常溫下為固體，攪拌可使固液反應物充分接觸，加快反應速率。(4)由題給信息“加熱至65℃”可知，應用水浴加熱，這樣便于控制溫度，且受熱更均勻。(5)“脫色劑”的作用是吸附反應過程中產(chǎn)生的有色物質(zhì)，結(jié)合題中信息，加入脫色劑后回流，趁熱過濾，保留濾液，即脫色劑為不溶于水和乙醇等溶劑的固體，所以可以選用活性炭作脫色劑。(6)由題給信息可知，產(chǎn)品吡咯X為白色固體，加熱至65℃可溶解在50%的乙醇溶液中，所以需趁熱過濾，使產(chǎn)品盡可能多地進入濾液，防止產(chǎn)品結(jié)晶損失，提高產(chǎn)率；由加入50%的乙醇溶液，析出淺棕色固體（即含雜質(zhì)的產(chǎn)品）可知，常溫下產(chǎn)品不溶于50%的乙醇溶液，所以為減少溶解損失，洗滌時可用50%的乙醇溶液。(7)由產(chǎn)品的分離提純過程可知，若需進一步提純，可采用的方法為重結(jié)晶。課時作業(yè)55（總分：60分）非選擇題（共60分）1．（12分）（2025·湖北武漢高三期中）在有機化學中，硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化劑和氯磺化劑，在染料、藥品、除草劑和農(nóng)用殺蟲劑的生產(chǎn)過程中有重要作用?，F(xiàn)在擬用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯。反應的化學方程式為SO2(g)＋Cl2(g)=SO2Cl2(l)ΔH＝－97.3kJ·mol-1，實驗裝置如圖所示（部分夾持裝置未畫出）。已知：硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點為－54.1℃，沸點為69.1℃，在潮濕空氣中“發(fā)煙”；100℃以上開始分解，生成二氧化硫和氯氣，長期放置也會發(fā)生分解。回答下列問題：(1)裝置丙中作為反應容器的儀器的名稱為三頸燒瓶，裝置丙中球形冷凝管的作用是冷凝回流硫酰氯、導氣；控制兩種反應物體積大致相等的操作是調(diào)節(jié)甲、戊裝置中的活塞，使乙、丁導管口冒出氣泡的速度相等。(2)裝置戊上方分液漏斗中最好選用下列試劑：B（填字母）。A．蒸餾水 B．飽和食鹽水C．濃氫氧化鈉溶液 D．6.0mol·L-1鹽酸(3)若缺少裝置己，生成的硫酰氯(SO2Cl2)可能會變質(zhì)，其化學方程式是SO2Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl。(4)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解，也能制得硫酰氯：2ClSO3Heq\o(=,\s\up7(△))SO2Cl2＋H2SO4，分離兩種產(chǎn)物的方法是蒸餾。(5)長期儲存的硫酰氯會發(fā)黃，可能的原因是硫酰氯長期放置分解：SO2Cl2=SO2＋Cl2，產(chǎn)生少量的氯氣溶解在其中而顯黃色（用化學方程式和必要的文字加以解釋）。(6)若反應中消耗的氯氣體積為896mL（標準狀況下），最后經(jīng)過分離提純得到4.05g純凈的硫酰氯，則硫酰氯的產(chǎn)率為75%。解析：(1)根據(jù)題中裝置圖可知，裝置丙中作為反應容器的儀器的名稱為三頸燒瓶，裝置丙中球形冷凝管的作用是冷凝回流硫酰氯、導氣；調(diào)節(jié)甲、戊裝置中的活塞，使乙、丁導管口冒出氣泡的速度相等來控制兩種反應物體積大致相等。(2)氯氣不溶于飽和食鹽水，所以裝置戊上方分液漏斗中最好選用飽和食鹽水。(3)若缺少裝置己，生成的硫酰氯(SO2Cl2)可能會與空氣中的水蒸氣發(fā)生反應而變質(zhì)，反應的化學方程式為SO2Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl。(4)硫酰氯和H2SO4兩種液體互溶，沸點相差較大，可以采用蒸餾進行分離。(5)由題目信息可以知道硫酰氯長期放置會發(fā)生分解：SO2Cl2=SO2＋Cl2，產(chǎn)生少量的氯氣溶解在其中而顯黃色。(6)根據(jù)SO2和Cl2反應的化學方程式可以得到n(SO2Cl2)＝n(Cl2)＝eq\f(0.896L,22.4L/mol)＝0.04mol，所以理論上生成的m(SO2Cl2)＝0.04mol×135g/mol＝5.4g，硫酰氯的產(chǎn)率為eq\f(4.05g,5.4g)×100%＝75%。2．（12分）（2024·河北石家莊高三期末）實驗室以乙烯和氯氣在二氯乙烷介質(zhì)中進行氯化生成1，2-二氯乙烷（沸點：83.5℃），所用到的裝置如下所示，且可以重復使用。請回答下列問題：(1)按氣流方向?qū)懗鲅b置的連接順序：a→fe→fe→cd←ef←ef←b。(2)利用甲裝置制備氯氣，所用試劑為KMnO4（填化學式）和濃鹽酸，濃鹽酸在反應中體現(xiàn)的性質(zhì)為還原性和酸性。(3)利用乙裝置制備乙烯氣體，所用試劑為乙醇和濃硫酸，二者混合的操作為先向圓底燒瓶中加入乙醇，邊振蕩邊逐滴加入濃硫酸，濃硫酸的作用為催化劑和脫水劑，進入丙裝置前，應將氣體先后通過NaOH溶液和濃硫酸試劑中洗氣，得到干燥純凈的乙烯。(4)丙裝置的儀器名稱為三頸燒瓶，發(fā)生主要反應的化學方程式：CH2=CH2＋Cl2→ClCH2CH2Cl。(5)上述制備方法得到的粗產(chǎn)品，加堿閃蒸除去酸性物質(zhì)及部分高沸物，用水洗滌至中性，共沸脫水，加入氯化鈣，經(jīng)蒸餾操作得成品。(6)檢驗1，2-二氯乙烷中氯原子的操作為取少量成品于試管中，加入NaOH溶液并加熱，待充分反應后冷卻，加入硝酸酸化，再加入硝酸銀溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則證明有氯原子存在。解析：(1)甲裝置制備氯氣，先后用丁裝置盛裝的飽和食鹽水和濃硫酸除去氯氣中混有的氯化氫及水；用乙裝置制備乙烯氣體，先后用氫氧化鈉溶液和濃硫酸除去乙烯中混有的酸性氣體和水，制得的氯氣與乙烯同時通入丙裝置中反應制取1，2-二氯乙烷，根據(jù)分析得裝置的連接順序為a→fe→fe→cd←ef←ef←b。(2)高錳酸鉀與濃鹽酸反應制備Cl2時不需要加熱，反應的離子方程式為2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋＋10Cl－=2Mn2+＋5Cl2↑＋8H2O，鹽酸在反應中表現(xiàn)還原性和酸性。(3)乙醇和濃硫酸混合的操作為先向圓底燒瓶中加入乙醇，邊振蕩邊逐滴加入濃硫酸；濃硫酸在制備乙烯時作催化劑和脫水劑。制取乙烯時，可能會有副反應發(fā)生，生成CO2、SO2雜質(zhì)氣體，可通過NaOH溶液除去，水蒸氣可通過濃硫酸除去，因此氣體進入丙裝置前，先后通過NaOH溶液和濃硫酸。(4)丙裝置的儀器名稱為三頸燒瓶，乙烯和氯氣發(fā)生加成反應，反應的化學方程式為CH2=CH2＋Cl2→ClCH2CH2Cl。(5)1，2-二氯乙烷（沸點：83.5℃）在常溫下是液體，共沸脫水后加入氯化鈣進一步干燥，所得混合物經(jīng)蒸餾后可得成品。(6)檢驗1，2-二氯乙烷中的氯原子的操作為取少量成品于試管中，加入NaOH溶液并加熱，待充分反應后冷卻，加入硝酸酸化，再加入硝酸銀溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則證明有氯原子存在。3．（12分）（2025·八省聯(lián)考陜西卷）納米BaTiO3可用于光電催化。某實驗小組以鈦酸四丁酯[Ti(OBu)4，Bu代表正丁基；液體]為鈦源，采用以下方法制備粒徑小于20nm的BaTiO3（反應裝置如圖，夾持等裝置略）。已知：Ba(OH)2·8H2O＋Ti(OBu)4=BaTiO3＋4BuOH＋7H2O。Ⅰ.在三頸燒瓶中加入8.8mmolBa(OH)2·8H2O，20mL二縮三乙二醇、少量表面活性劑，攪拌均勻后，采用合適方式加入8.0mmolTi(OBu)4和20mL氨水。Ⅱ.160℃回流反應3h，冷卻至室溫，得到溶膠。Ⅲ.向Ⅱ所得溶膠中加入100mL蒸餾水，得到納米粒子聚集體，離心分離后，沉淀經(jīng)洗滌、干燥，得1.4gBaTiO3粉末。回答下列問題：(1)儀器a的名稱為球形冷凝管，反應溶劑為二縮三乙二醇，加熱方式為油浴。反應結(jié)束時，應先停止加熱（填“加熱”或“通冷凝水”）。(2)檢驗步驟Ⅱ所得溶膠屬于膠體的實驗操作與現(xiàn)象為用一束強光照射步驟Ⅱ所得溶膠，垂直光的方向看到一條光亮的“通路”。(3)離心分離可將沉淀緊密聚集在離心管底部（如圖所示）。將離心后的沉淀和清液分開的方法是將沉淀上部的清液緩緩倒入另一容器中，使沉淀物與清液分離。(4)本實驗的BaTiO3產(chǎn)率為75%（保留兩位有效數(shù)字）。(5)為了測定BaTiO3的晶體結(jié)構(gòu)，通常使用的儀器是X射線衍射儀。解析：(1)儀器a為球形冷凝管，起到冷凝、回流，提高原料利用率的作用；二縮三乙二醇作溶劑，溫度高于100℃，常采用油浴加熱，反應結(jié)束時，應先停止加熱，繼續(xù)通冷凝水讓裝置冷卻。(2)檢驗步驟Ⅱ所得溶膠屬于膠體的實驗操作：用一束強光照射步驟Ⅱ所得溶膠，垂直光的方向看到一條光亮的“通路”。(3)離心分離可將沉淀緊密聚集在離心管底部，可將沉淀上部的清液緩緩倒入另一容器中，使沉淀物與清液分離。(4)加入8.8mmolBa(OH)2·8H2O和8.0mmolTi(OBu)4發(fā)生反應，Ti(OBu)4少量，理論上生成BaTiO3的物質(zhì)的量為8.0mmol，BaTiO3產(chǎn)率為eq\f(1.4g,8.0×10-3mol×233g·mol-1)×100%≈75%。(5)通常使用X射線衍射儀測定BaTiO3的晶體結(jié)構(gòu)。4．（12分）（2024·河南周口高三期末）三甲基鎵[Ga(CH3)3]是一種重要的半導體材料前驅(qū)體。實驗室以鎵鎂合金(Ga2Mg5)、碘甲烷(CH3I)等為原料制備Ga(CH3)3，實驗主要裝置和步驟如下：向三頸燒瓶中加入鎵鎂合金、碘甲烷和乙醚（用Et2O表示），加熱(55℃)并攪拌30min。蒸出低沸點有機物后減壓蒸餾，收集Ga(CH3)3·Et2O。向Ga(CH3)3·Et2O中逐滴滴加三正辛胺（用NR3表示），室溫下攪拌2～3h，并用真空泵不斷抽出Et2O蒸氣，制得Ga(CH3)3·NR3。將Ga(CH3)3·NR3置于真空中加熱，蒸出Ga(CH3)3。已知：①常溫下，Ga(CH3)3為無色透明的液體，易水解，在空氣中易自燃。②相關(guān)物質(zhì)的沸點信息如下表：物質(zhì)Ga(CH3)3CH3IEt2ONR3沸點/℃55.840.334.5365.8回答下列問題：(1)儀器a的名稱是（球形）冷凝管；制備Ga(CH3)3時，需在真空中加熱的原因是防止Ga(CH3)3與空氣中的H2O、O2反應。(2)三頸燒瓶中除生成Ga(CH3)3·Et2O外，還有MgI2和CH3MgI生成，該反應的化學方程式為8CH3I＋2Et2O＋Ga2Mg5=2Ga(CH3)3·Et2O＋3MgI2＋2CH3MgI。(3)用真空泵不斷抽出Et2O蒸氣，有利于Ga(CH3)3·NR3生成的理由是Ga(CH3)3·Et2O＋NR3?Ga(CH3)3·NR3＋Et2O，將乙醚蒸氣抽出，使平衡正向移動（用平衡移動原理解釋）；與直接分解Ga(CH3)3·Et2O制備Ga(CH3)3相比，采用“NR3配體交換”工藝制備的產(chǎn)品純度更高的原因是NR3與Ga(CH3)3的沸點相差更大，易于分離。(4)測定Ga(CH3)3產(chǎn)品的純度。取mgGa(CH3)3樣品于錐形瓶中，加入VmLcmol·L-1鹽酸，至不再產(chǎn)生氣泡[Ga(CH3)3＋3HCl=GaCl3＋3CH4↑]，加入2滴甲基橙，用c1mol·L-1NaOH溶液滴定剩余鹽酸，消耗NaOH溶液的體積為V1mL，則Ga(CH3)3的質(zhì)量分數(shù)為eq\f(11.5(cV－c1V1),3m)%（用含m、V、V1、c、c1的代數(shù)式表示）；若滴定達終點時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡生成，則測定結(jié)果偏高（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。解析：(1)儀器a的名稱是（球形）冷凝管，已知Ga(CH3)3易水解，在空氣中易自燃，制備Ga(CH3)3時，需在真空中加熱的原因是防止Ga(CH3)3與空氣中的H2O、O2反應。(2)三頸燒瓶中碘甲烷(CH3I)和乙醚(Et2O)及Ga2Mg5反應除生成Ga(CH3)3·Et2O外，還有MgI2和CH3MgI生成，該反應的化學方程式為8CH3I＋2Et2O＋Ga2Mg5=2Ga(CH3)3·Et2O＋3MgI2＋2CH3MgI。(3)Ga(CH3)3·Et2O與NR3反應生成Ga(CH3)3·NR3和Et2O蒸氣存在轉(zhuǎn)化平衡：Ga(CH3)3·Et2O＋NR3?Ga(CH3)3·NR3＋Et2O，用真空泵不斷抽出Et2O蒸氣，減少乙醚蒸氣濃度，使平衡正向移動，有利于Ga(CH3)3·NR3生成；Ga(CH3)3·Et2O與NR3反應生成Ga(CH3)3·NR3和Et2O，由題表可知NR3與Ga(CH3)3的沸點相差更大，易于分離，所以用“NR3配體交換”工藝能制備純度更高的Ga(CH3)3。(4)NaOH與HCl按物質(zhì)的量之比為1∶1反應，與Ga(CH3)3反應的n(HCl)＝V×10-3L×cmol·L-1－V1×10-3L×c1mol·L-1＝(cV－c1V1)×10-3mol，鹽酸與Ga(CH3)3反應的化學方程式為Ga(CH3)3＋3HCl=GaCl3＋3CH4↑，樣品中n[Ga(CH3)3]