2019届高考化学考点22无水氯化物的综合制备实验必刷题.docx

考点二十二 无水氯化物的综合制备实验1硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化剂和氯磺化剂，在染料、药品、除草剂和农用杀虫剂的生产过程中有重要作用。现在拟用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯。反应的化学方程式为：SO2(g)+ Cl2(g) =SO2Cl2(l) H =97.3 kJmol1，实验装置如图所示(部分夹持装置未画出)。已知：硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点54.1，沸点69.1。在潮湿空气中“发烟”；长期放置或者100C以上发生分解，生成二氧化硫和氯气。回答下列问题：（1）仪器C的名称是_，冷凝管的进水方向_（填“a”或“b”）。（2）下列操作或描述正确的是_。A将70%硫酸换成98.3%硫酸，可以加快制取SO2的速率B实验中通过观察乙、丁导管口产生气泡的速率相等，可控制两种反应物体积相等C装置戊上方分液漏斗中最好选用0.10 molL-1NaCl溶液，减小氯气的溶解度D装置己防止污染，又防止硫酰氯变质（3）氯磺酸(ClSO3H)加热分解，也能制得硫酰氯，写出反应方程式：_。（4）长期储存的硫酰氯会发黄，可能的原因是_(用化学方程式和必要的文字加以解释)。（5）若反应中消耗的氯气体积为896 mL(标准状况下)，最后经过分离提纯得到4.05 g纯净的硫酰氯，则硫酰氯的产率为_。（产率瀹為檯浜噺鐞嗚浜噺 w:fareast=绛夌/100%）【答案】蒸馏烧瓶aBD2ClSO3HSO2Cl2 + H2SO4SO2Cl2=SO2+Cl2，分解产生少量的氯气溶解在其中75%【解析】（1）仪器C为蒸馏烧瓶，冷凝水的流向是“下进上出”，所以装置丙的冷凝管中冷凝水的入口是a；2四氯化钛是生产金属钛及其化合物的重要中间体。某校化学课外活动小组准备利用下图装置制备四氯化钛(部分夹持仪器已略去)。资料表明：室温下，四氯化钛为无色液体，熔点：25 ，沸点：136.4 。在空气中发烟生成二氧化钛固体。在650850 下，将氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物可得到四氯化钛和一种有毒气体。回答下列问题：（1）检查该装置气密性的方法是_。（2）实验中B装置的作用是_。（3）写出D装置中物质制备的化学方程式_；写出四氯化钛在空气中发烟的化学方程式_。（4）E处球形冷凝管的冷却水应从_(填“c”或“d”)口通入。（5）F装置中盛装的物质是_。（6）该实验设计略有缺陷，请指出其不足之处：_。【答案】在B装置中加入蒸馏水至浸没玻璃导管a的下端，关闭活塞b，微热A装置中的烧瓶，若导管a中的液面上升一定的高度，则气密性良好(或在B装置中加入蒸馏水至浸没玻璃导管a的下端，F装置处连接导气管并将尾端放到水槽中，微热A装置中的烧瓶，水槽中导气管的尾端有气泡冒出，停止加热，倒吸形成一段稳定的水柱，则气密性良好等合理即可)洗去Cl2中的HCl气体、用作安全瓶(或用作平衡气压的安全装置，或用作防堵塞的安全装置)TiO22Cl22C 650850 TiCl42COTiCl42H2O=TiO24HClc碱石灰没有对CO进行尾气处理 (6)在制备TiCl4过程中，会产生有毒气体CO，不能被碱石灰吸收，直接排放到空气中，污染空气；正确答案：没有对CO进行尾气处理。3为验证氧化性Cl2Fe3+SO2，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器和甲中加热装置已略，气密性已检验）。实验步骤：在甲装置中，打开活塞a，加热，待装置中充满黄绿色气体时，与丙装置连接。当丙装置中FeC12溶液变黄时，停止加热。打开活塞c，使约2mL的溶液滴入试管中，检验溶液中的离子。在乙装置中，打开活塞b，待空气排尽后，将乙中产生的气体通入上述丙装置变黄后的溶液中，一段时间后，停止。更新丙中试管，打开活塞c，使约2mL的溶液滴入试管中，检验溶液中的离子。回答下列问题：（1）甲中发生反应的化学方程式为_。（2）用70%的硫酸制取SO2，反应速率比用98%的硫酸快，原因是_。（3）实验中，证明氧化性Fe3+SO2的离子方程式为_。（4）有、三组同学分别完成了上述实验，实验结果如下：步骤3溶液中含有的离子步骤5溶液中含有的离子既有Fe3+又有Fe2+有SO42-有Fe3+无Fe2+有SO42-有Fe3+无Fe2+有Fe2+上述实验结果一定能够证明Cl2Fe3+SO2的是_（填“I”、“II”或“III”）。【答案】MnO24HCl(浓)MnCl22H2OCl270%的硫酸中c(H)比98%的硫酸大2Fe3SO22H2O=2Fe2SO424HI、4实验室可用氯气和金属铁反应制备无水三氧化铁，该化合物呈棕红色、易潮解，100左右时升华。装置如下:(1)仪器a的名称是_。(2)A中反应的化学方程式是_。(3)碱石灰的作用是_。(4)反应开始时，先点燃_处的酒精灯(填“A”或“D”)。(5)D中反应开始后，收集器中有大量棕红色烟生成，反应结束后，将收集器及硬质玻璃管中的物质快速转移至锥形瓶中，加水溶解，充分反应后，加入KSCN溶液未变红色，其原因是_。(用离子方程式表示)。【答案】 分液漏斗 MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2+2H2O 吸收氯气，防止污染环境；防止外界空气中的水蒸气进入 E，使氯化铁潮解 A Fe+2Fe3+ = 3Fe2+5在有机化学中，硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化剂和氯磺化剂，在染料、药品、除草剂和农用杀虫剂的生产过程中有重要作用。现在拟用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯。反应的化学方程式为：SO2(g)+ Cl2(g) =SO2Cl2(l) H =97.3 kJmol1，实验装置如图所示(部分夹持装置未画出)。已知：硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点54.1，沸点69.1。在潮湿空气中“发烟”；100C以上开始分解，生成二氧化硫和氯气，长期放置也会发生分解。回答下列问题：（1）装置丙中作为反应容器的仪器的名称为_，装置丙中球形冷凝管的作用是_；如何控制两种反应物体积相等：_。（2）装置戊上方分液漏斗中最好选用下列试剂：_(选填字母)A蒸馏水 B饱和食盐水 C浓氢氧化钠溶液 D6.0 molL-1盐酸（3）若缺少装置己，硫酰氯(SO2Cl2)会和空气中的水反应而变质，其化学方程式是_。（4）氯磺酸(ClSO3H)加热分解，也能制得硫酰氯：2ClSO3HSO2Cl2 + H2SO4，分离两种产物的方法是_(选填字母)。A重结晶 B过滤 C蒸馏 D萃取（5）长期储存的硫酰氯会发黄，可能的原因是_(用化学方程式和必要的文字加以解释)。（6）若反应中消耗的氯气体积为896 mL(标准状况下)，最后经过分离提纯得到4.05 g纯净的硫酰氯，则硫酰氯的产率为_。（7）请设计实验方案检验产品中有硫酸（可选试剂：稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、蒸馏水、石蕊溶液）：_。【答案】 三颈烧瓶 冷凝回流导气 观察乙、丁导管口产生气泡的速度相等 B SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl C SO2Cl2=SO2+Cl2，分解产生少量的氯气溶解在其中 75% 取产物在干燥的环境中加热至100，待产物的质量不在改变时，冷却后将剩余物质加入到水中；取少量溶液加入石蕊试液，溶液变红；再取少量试液加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，则说明产品中有硫酸给信息，进行如下操作：取产物在干燥的环境中加热至100，待产物的质量不在改变时，冷却后将剩余物质加入到水中；取少量溶液加入石蕊试液，溶液变红；再取少量试液加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，则说明产品中有硫酸。正确答案：取产物在干燥的环境中加热至100，待产物的质量不在改变时，冷却后将剩余物质加入到水中；取少量溶液加入石蕊试液，溶液变红；再取少量试液加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，则说明产品中有硫酸。6铜及其化合物在工农业生产有着重要的用途，氯化铜、氯化业铜经常用作催化剂。其中CuCl广泛应用于化工和印染等行业。【查阅资料】(i)氯化铜：从水溶液中结晶时，在15以下得到四水物，在15-25.7得到三水物，在2642得到二水物，在42以上得到一水物，在100得到无水物。(ii)(1)实验室用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氧气并与铜反应(铁架台，铁夹略)制备氯化铜。按气流方向连接各仪器接口顺序是:a_、_、_、_。本套装置有两个仪器需要加热，加热的顺序为先_后_(2)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路时，要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，写出该反应的化学方程式：_。(3)现欲从(2)所得溶液获得纯净的CuCl22H2O，进行如下操作：首先向溶液中加入H2O2溶液然后再加试剂X用于调节pH，过滤，除去杂质，X可选用下列试剂中的(填序号)a.NaOH b.NH3H2O CCuO d.CuSO4要获得纯净CuCl22H2O晶体的系列操作步骤为：向所得滤液中加少量盐酸，蒸发浓缩、_、_、洗涤、干燥。(4)用CuCl22H2O为原料制备CuCl时，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质，若杂质是CuCl2，则产生的原因是_。(5)设计简单的实验验证0.1mol/L的CuCl2溶液中的Cu2+对H2O2的分解具有催化作用:_。【答案】 d e h i f g b AD 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 c 冷却到26-42结晶(只答冷却结晶不得分) 过滤 加热温度低(加热时间不够) 取两支试管加入等体积等浓度的过氧化氢溶液一支加入几滴0.1mol/L的CuCl2溶液另一支加入几滴0.2mol/L的NaCl溶液滴加氧化铜溶液的试管产生的气泡速率快(其它合理答案也可)7Sn 元素位于元素周期表第IVA 族，SnCl4可用作媒染剂和催化剂，工业上常用氯气与金属锡在300反应制备SnCl4。SnCl4 极易水解，SnCl2、SnCl4的一些物理数据如下:物质状态熔点/沸点/Sn银白色固体2322260SnCl2无色晶体246652SnCl4无色液体-33114用下列装置合成四氯化锡(夹持装置略)。注:在仪器3 中各加入0.6 mL浓硫酸，实验操作如下:I.把干燥的仪器按图示装置连接好，在仪器1中加入B mL浓盐酸，在仪器2中加入2.0g KMnO4，在仪器5中加入23颗Sn粒；II.打开活塞，让盐酸流下，均匀产生Cl2并充满整套装置，然后加热Sn粒，将生成的SnCl4收集在仪器6中；III.Sn粒反应完毕后，停止加热，同时停止滴加盐酸，取下仪器6，迅速盖好盖子。请回答:(1)写出仪券2中发生化学反应方程式_。(2)下列说法不正确的是_。A装置连接好，加入药品前要检查装置的气密性B产生的Cl2先充满整套装置，这步操作不可以省略C操作中应控制盐酸的滴入速率，不能太快，也不能太慢D仪器6 可用冰水浴冷却，也可以自然冷却(3)仪器7 放的试剂是_，作用是_、_。(4)SnCl4在空气中与水蒸气反应除生成白色SnO2xH2O固体，还可以看到_现象，化学方程式为_。(5)经测定产品中含有少量的SnCl2,可能的原因_( 用化学方程式表示)。(6)产品中含少量SnCl2，测定SnCl4纯度的方法:取0.400 g产品溶于50 mL的稀盐酸中，加入淀粉溶液作指示剂，用0.0100mol/L碘酸钾标准溶液滴定至终点，消耗标准液8.00 mL，反应原理为:3SnCl2+ KIO3+ 6HCl=3SnCl4+ KI+ 3H2O，判断滴定终点的依据为_，产品的纯 度为_。【答案】 2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MmCl2+5Cl2+8H2O D 碱石灰 防止空气中水蒸气进入6中使SnCl4水解 吸收多余氯气防止污染空气 有大量白雾 SnCl4+(x+2)H2O=SuOxxH2O+4HC1 Sn+2HC1=SnCl2+H2(或SuCl4+Sn=2SnC12) 当滴入最后一滴标准液，溶液出现蓝色且半分钟不褪色 88.6%8兴趣小组在实验室用制备的氯气与一氧化氮在常温常压下合成亚硝酰氯。【查阅资料】亚硝酰氯(NOCl,熔点：-64.5,沸点：-5.5)是一种黄色气体，液体状态呈红褐色，遇水易水解。可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。对眼睛、皮肤和粘膜有强烈刺激性，具有类似氯气和氮氧化物的毒作用。冰水中加入NaCl可降低温度。【原料制备】在实验室分别制备原料气NO和Cl2。(1)用如下装置制备纯净干燥的气体，请补充下表中各仪器中的试剂_。【合成亚硝酰氯】利用制得的NO和Cl2制备NOCl,装置如图所示：(2)装置、除可进一步干燥NO、Cl2外，另一个作用是_。(3)装置连顺序为a_(按气流自左向右方向,用小写字母表示)。(4)装置的作用是_。(5)装置在实验时，预期观察到的现象是_。(6)装置中吸收尾气时，NOCl发生反应的化学方程式为_。【拓展学习】(7)查阅资料，得知配制王水(浓硝酸与浓盐酸的混酸)时会生成亚硝酰氯和氯气,该反应的化学方程式为_。【答案】 浓盐酸 饱和食盐水 稀硝酸 水 通过观察气泡调节气体的流速 efcbd(或fecbd) 防止水蒸气进入反应器 U型管内充满黄色气体，并有红色液体凝结 NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O HNO3(浓)+3HCl(浓)=NOCl+Cl2+2H2O【解析】(1)实验室用二氧化锰和浓盐酸加热反应制备氯气，分液漏斗中加入浓盐酸，生成的氯气中含有氯化氢、水蒸气，因此混合气体进入到装有饱和食盐水的装置II中，以除去氯化氢，因此中加入饱和食盐水；实验室用铜和稀硝酸反应制备一氧化氮，分液漏斗中加入稀硝酸；由于装置内有空气，会有一部分一氧化氮氧化为二氧化氮，因此混合气体进入盛有水的装置II中，除去二氧化氮；正确答案：浓盐酸；饱和食盐水；稀硝酸；水。(2)装置、装有浓硫酸，除可进一步干燥NO、Cl2外，另一个作用是通过观察气泡调节气体的流速；正确答案：通过观察气泡调节气体的流速。(3)氯气和一氧化氮混合后在装置中发生反应生成NOCl，通过a进入到装置内，进行液化，收集NOCl，多余的尾气再用碱液吸收的同时，必须用VII装置吸收水蒸气，以防止NOCl与水发生水解，所以装置连顺序为a.efcbd(或fecbd)；正确答案：efcbd(或fecbd)。(4)装置内装有无水氯化钙，其作用是防止水蒸气进入反应器；正确答案：防止水蒸气进入反应器。(5) 已知亚硝酰氯(NOCl,熔点：-64.5,沸点：-5.5)是一种黄色气体，液体状态呈红褐色，遇水易水解；据此可知装置在实验时，预期观察到的现象：U型管内充满黄色气体，并有红色液体凝结 ；正确答案：U型管内充满黄色气体，并有红色液体凝结。 (6) 装置中装有碱液，吸收尾气时，氢氧化钠溶液与NOCl发生反应生成氯化钠和亚硝酸钠，化学方程式为：NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O；正确答案：NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O。(7)配制王水(浓硝酸与浓盐酸的混酸)时会生成亚硝酰氯和氯气,该反应为氧化还原反应，化学方程式为HNO3(浓)+3HCl(浓)=NOCl+Cl2+2H2O；正确答案：HNO3(浓)+3HCl(浓)=NOCl+Cl2+2H2O。9五氯化磷(PCl5)常温下是一种淡黄色固体，在潮湿空气中水解产生两种酸。PCl5在有机合成中被广泛用作氯化剂、催化剂、脱水剂等，高纯度PCl5主要用于医药中间体及锂电池原材料的合成。工业生产PCl5的传统方法是在搅拌式反应釜中注入液体三氯化磷(PCl3)，再通入氯气在合适的温度下发生反应：PCl3+Cl2PCl5。某工厂对传统方法进行了改进以生产高纯度PCl5，主要流程如下图所示(循环水的作用是控制温度)。请回答下列相关问题。(1)工业生产氯气的主要方法的离子方程式是_，利用该反应所得产品可继续生产_(任写一种)等化工产品。(2)浓硫酸吸收罐和硫酸镁吸收塔的作用是_，若去掉这两个设备夹套反应釜中发生的主要副反应是_。(3)夹套反应釜中的原料混合方式与搅拌式反应釜相比主要优点是_。 (4)NaOH水池的作用是_，从降低生产成本的角度考虑NaOH溶液可更换为_。(5)生产过程中PCl3的加料速率会对生产造成明显的影响，具体情况如下表。根据表中数据判断最佳的加料速率范围是_kgh-1。PCl3加料速率/kgh-1PCl5状态热交换情况生产500kg产品的周期/h40致密、坚硬、造粒困难快、温度可控11.550致密、坚硬、造粒困难快、温度可控9.260较松散、造粒容易较快、温度可控7.270松散、造粒容易较快、温度可控6.580松散、造粒容易慢、温度升高难以控制5.3【答案】 )2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2 盐酸或漂白液或NaClO溶液 干燥氯气 PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl 或 PCl5+3H2O=HPO3+5HCl 反应物接触更充分，反应速率更快(合理即可) 吸收剩余的氯气，防止污染空气 石灰乳 607010COCl2(光气)是一种重要的有机中间体，在农药、医药、工程塑料、聚氨酯材料以及军事上都有许多用途。常温下，它是一种无色气体，有剧毒，沸点为8.2，微溶于水，溶于芳烃、苯、CCl4等有机溶剂，遇水迅速水解生成氯化氢。实验室可用四氯化碳和浓硫酸来制取光气,其实验装置如图所示。回答下列问题：(1)仪器X的名称是_，水从_(填“a”或“b”)口进入。(2)分液漏斗球形部分与导管部分用W管连接的目的是_。(3)装置A和C的作用是_；装置D的作用是_；为确保实验安全,该实验应在_(填实验设施名称)中进行。(4)需将圆底烧瓶中浓硫酸加热至120130，为了均匀受热，适宜的加热方式是_；然后慢慢滴加CCl4，即可产生光气。已知滴加CCl4后硫酸转化为S2O3Cl2，则圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为_。(5)光气的电子式为_；医疗上常用的麻醉剂三氯甲烷可被空气缓慢氧化为光气,为防止发生事故，使用三氯甲烷前必须检验其是否被氧化，适宜的检验试剂为_。【答案】 (直形)冷凝管 a 使分液漏斗内外压强相等,便于液体顺利滴下 作安全瓶 吸收HCl及少量的COCl2 通风橱 油浴(或沙浴)加热 3CCl4+2H2SO4(浓) 3COCl2+4HCl+S2O3Cl2 AgNO3溶液和稀硝酸11将NaCl溶液电解后通人ClO2，能得到一种高效漂白剂和氧化剂NaClO2。某同学在实验室中对此反应进行了探究。回答下列问题:(1)配制一定物质的量浓度的NaCl溶液，除容量瓶、玻璃棒、量筒、烧杯外，还需要的玻璃仪器是_(填名称)。(2)ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体，用亚氯酸钠固体与纯净的氯气反应可制取，反应为2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl。下图是实验室用于制备并收集一定量纯净ClO2 的装置，其连按顺序为:a_(按气流方向，用小写字母表示)，E 装置的作用是_。(3)探究NaClO2的氧化性及测定其纯度时进行了如下实验:实验目的操作步骤现象或原因1.证明NaClO2具有氧化性取一定量的样品，用H2SO4酸化，再加入适量_和KSCN 溶液检验溶液显红色2.测定NaClO2的纯度准确称一定质量的样品，在酸性条件下加入适量蒸馏水和足量的KI晶体致溶液显黄色的离子方程式_。取25.00mL上述待测溶液，加入_溶液做指示剂反应的离子方程式：I2+2S2O32-=2I- +S4O62-用一定浓度的Na2S2O3 标准液滴定，当滴入最后一滴标准溶液时,反应达到滴定终点_(用文字描述现象)【答案】 胶头滴管 ghmnfedcb 除去ClO2中混有的Cl2 FeSO4 C1O2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl- 淀粉 溶液由蓝色变为无色且半分钟不变色 12ClO2作为一种广谱型的消毒剂，将逐渐用来取代Cl2成为自来水的消毒剂。已知ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体，实验室制备ClO2的原理是用亚氯酸钠固体与氯气反应2NaClO2+Cl22ClO2+2NaCl.下图是实验室用于制备和收集一定量较纯净的ClO2的装置(某些夹持装置和垫持用品省略)其中E中盛有CCl4液体(用于除去ClO2中的未反应的Cl2).（1）仪器P的名称是_.（2）写出装置A中烧瓶内发生反应的离子方程式：_.（3）B装置中所盛试剂是_.（4）F处应选用的收集装置是_(填序号或或)，其中与E装置导管相连的导管口是_(填接口字母).（5）G装置的作用是_.