（江苏专用）高考化学大一轮总复习讲义 第十章 第4讲 选做实验题的命题规律 新人教版.doc

第4讲选做实验题的命题规律 考纲要求纵观20102014年5年高考选做实验题，可以看出21(b)主要考查某种物质的获取、分离和提纯。热点一物质制备的一般方法物质制备的一般流程应用举例：硫酸亚铁铵的制备流程典例已知反应i2(s)cl2(g)=2icl(l)，实验室用如图所示装置制取少量icl(加热、夹持仪器已略去)。已知：icl的熔点为13.9 ，沸点为97.4 ，易水解，且能发生反应：icl(l)cl2(g)=icl3(l)。(1)装置a中发生反应的化学方程式是_。(2)装置b的作用是_。不能用装置f代替装置e，理由是_。(3)所制得的icl中溶有少量icl3杂质，提纯的方法是_(填字母)。a过滤 b蒸发结晶c蒸馏 d分液(4)用icl的冰醋酸溶液测定某油脂的不饱和度。进行如下两个实验，实验过程中有关反应为ccicl,ciccliclki=i2kcli22na2s2o3=2naina2s4o6实验一：将0.500 g该油脂样品溶于10 ml四氯化碳后，加入20 ml某icl的冰醋酸溶液(过量)，充分反应后，加入足量ki溶液，生成的碘单质用a moll1的na2s2o3标准溶液滴定，经平行实验，测得消耗的na2s2o3溶液的平均体积为v1 ml。实验二(空白实验)：不加油脂样品，其他操作步骤、所用试剂及用量与实验一完全相同，测得消耗的na2s2o3溶液的平均体积为v2 ml。滴定过程中可用_作指示剂。滴定过程中需要不断振荡，否则会导致 v1_(填“偏大”或“偏小”)。0.500 g该油脂样品所消耗的icl的物质的量为_ mol。由此数据经换算即可求得该油脂的不饱和度。解析(1)和(2)认识清楚各装置的作用，a装置为氯气发生装置，b装置为hcl吸收装置，c为干燥装置(因icl易水解)，d为icl生成装置，e为尾气吸收装置，同时还能防止空气中的水蒸气进入d。(3)掌握物质分离常用方法的适用范围，本题涉及icl和icl3两种沸点不同的互溶液态物质的分离，只能用蒸馏法。(4)定量测定的原理本题是通过滴定法分别测定加油脂和不加油脂时消耗na2s2o3的量来确定油脂中消耗的icl的物质的量，从而求得油脂中双键的物质的量。滴定时眼睛注视滴定液中颜色的变化，若不震荡，可能会局部na2s2o3过量，而使颜色褪去。计算油脂消耗的icl与两次少消耗的na2s2o3之间的关系为icl2na2s2o3n(icl)n(na2s2o3)a(v2v1)103 mol。答案(1)mno24hcl(浓),mncl2cl22h2o(2)除去氯气中的氯化氢杂质装置f中的水蒸气会进入装置d中，使icl水解(或其他合理答案)(3)c(4)淀粉溶液偏小5a(v2v1)104热点二常考的物质分离热点装置及方法1物质分离热点仪器及装置(1)热点仪器三颈烧瓶是一种常用的化学玻璃仪器，它有三个口，可以同时加入多种反应物，或是加冷凝管、温度计、搅拌器等，常用于物质的制备和分离提纯：a通常用于需要控制温度的化学反应，中间孔装搅拌杆，一个侧孔装温度计，另一个滴加反应物料。b物质的分离提纯，三颈烧瓶的三颈中间孔可以插上回流管，右侧可插入温度计，左侧主要是用来添加药品的。分液漏斗(滴液漏斗)，一般为向烧瓶(带磨口塞)中滴加液体，其中(a)能起到平衡气压的作用。冷凝管，注意进出水方向(下口进，上口出)。布氏漏斗是中间带有多孔瓷板的白色瓷质漏斗，适用于晶体或沉淀等固体与大量溶液分离的实验中，常用于抽滤。抽滤瓶，与布氏漏斗组成抽滤装置，用于接收液体。(2)热点组合装置蒸馏装置：过滤装置抽滤装置为了加快过滤速度，得到较干燥的沉淀，可进行减压过滤(也称抽滤或吸滤)。减压过滤装置如右图所示。装置中抽气泵给吸滤瓶减压，造成瓶内与布氏漏斗液面上的压力差，从而加快过滤速度。吸滤瓶用于承接滤液。布氏漏斗上有许多小孔，漏斗管插入单孔橡胶塞与吸滤瓶相接。注意布氏漏斗的颈口斜面应与吸滤瓶的支管口相对，以便于吸滤。热过滤装置渗析装置图蒸发结晶装置图分液装置图纸层析实验示意图搅拌滴加回流反应装置2物质分离提纯的思维方向(1)固体混合物的分离提纯溶解过滤法(如分离mno2和kcl的混合物)溶解结晶法(如分离kno3和nacl的固体混合物)升华法(如分离i2、nacl或nh4cl、nacl的混合物)加热灼烧法(如除去na2co3中的nahco3)(2)气体的分离提纯混合法：如用水洗法除去no中的no2、h2中的hcl等。加热法：如用灼热铜网除去n2中的o2。吸收法：如用碱石灰除去气体中的水蒸汽，用na2o2除去o2中的co2等。(3)液体的分离提纯萃取法；分液法；沉淀法；生成气体法(如nacl溶液中的na2co3杂质用盐酸除去)；氧化法(还原法)，如fecl3中的fecl2用cl2除去，fecl2中的fecl3用铁粉除去；转化法如nahco3溶液中的na2co3用通co2的方法除去；电解法：如稀硫酸中的盐酸可用电解法除去等。1苯亚甲基苯乙酮俗称查尔酮，淡黄色棱状晶体，熔点58 ，沸点208 (3.3 kpa)，易溶于醚、氯仿和苯，微溶于醇。其制备原理如下： (1)制备过程中，需在搅拌下滴加苯甲醛，并控制滴加速度使反应温度维持在2530 ，说明该反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。如温度过高时，则可以采取_措施。(2)产品结晶前，可以加入几粒成品的查尔酮，其作用是_。(3)结晶完全后，需抽滤收集产物。抽滤装置所包含的仪器除减压系统外还有_、_(填仪器名称)。(4)获得的深色粗产品加入活性炭，用95%乙醇重结晶。加入活性炭的作用是_。答案(1)放热冰水浴冷却(2)提供晶种，加速结晶(3)吸滤瓶布氏漏斗(4)吸附脱色2硫代硫酸钠(na2s2o3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得：na2so3s,na2s2o3。常温下溶液中析出晶体为na2s2o35h2o。na2s2o35h2o于4045 熔化，48 分解；na2s2o3易溶于水，不溶于乙醇。在水中有关物质的溶解度曲线如图1所示。.现按如下方法制备na2s2o35h2o：将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例一并放入三颈烧瓶中，注入150 ml蒸馏水使其溶解，在分液漏斗中，注入浓盐酸，在装置2中加入亚硫酸钠固体，并按图2连接好装置。(1)仪器2的名称为_，装置6中可放入_(填字母)。abacl2溶液b浓h2so4c酸性kmno4溶液dnaoh溶液(2)打开分液漏斗活塞，注入浓盐酸使反应产生的二氧化硫气体较均匀的通入na2s和na2co3的混合溶液中，并用磁力搅拌器搅动并加热，反应原理为na2co3so2=na2so3co2na2sso2h2o=na2so3h2s2h2sso2=3s2h2ona2so3s,na2s2o3总反应为2na2sna2co34so2=3na2s2o3co2随着so2气体的通入，看到溶液中有大量浅黄色固体析出，继续通so2气体，反应约半小时至固体消失，即可停止通气和加热。若继续通入so2，又会析出浅黄色沉淀，写出此时发生反应的离子方程式：_。.分离na2s2o35h2o并测定含量： (1)为减少产品的损失，操作为_，操作是抽滤洗涤干燥，其中洗涤操作是用_(填试剂)作洗涤剂。(2)蒸发浓缩滤液直至溶液呈微黄色浑浊为止，蒸发时为什么要控制温度不宜过高_。(3)制得的粗晶体中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中na2s2o35h2o的含量，一般采用在酸性条件下用kmno4标准液滴定的方法(假定粗产品中杂质与酸性kmno4溶液不反应)。kmno4溶液应置于_(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。答案.(1)蒸馏烧瓶cd(2)s2oso2h2o=s2hso.(1)趁热过滤乙醇(2)温度过高会导致析出的晶体分解(3)酸式3草酸是一种重要的化工产品。实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草酸的装置如图所示(加热、搅拌和仪器固定装置均已略去)。实验过程如下：将一定量的淀粉水解液加入三颈瓶中。控制反应液温度在5560 条件下，边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸(65%hno3与98%h2so4的质量比为21.5)溶液。反应3 h左右，冷却，抽滤后再重结晶得草酸晶体。硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应：c6h12o612hno33h2c2o49no23no9h2oc6h12o68hno36co28no10h2o3h2c2o42hno36co22no4h2o(1)检验淀粉是否水解完全所需用的试剂为_。(2)实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产率下降，其原因是_。(3)装置c用于尾气吸收，当尾气中n(no2)n(no)11 时，过量的naoh溶液能将nox全部吸收，原因是_(用化学方程式表示)。(4)与用naoh溶液吸收尾气相比较，若用淀粉水解液吸收尾气，其优、缺点是_。(5)草酸重结晶的减压过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用属于硅酸盐材料的仪器有_。答案(1)碘水或kii2溶液(2)由于温度过高、硝酸浓度过大，导致c6h12o6和h2c2o4进一步被氧化(3)no2no2naoh=2nano2h2o(4)优点：提高hno3利用率缺点：nox吸收不完全(5)布氏漏斗、吸滤瓶解析(1)利用碘使淀粉变蓝色的性质检验淀粉是否完全水解。(2)根据所给反应可知，硝酸可将c6h12o6和h2c2o4氧化，则草酸的产率下降。(3)等体积的no2、no与naoh发生氧化还原反应生成亚硝酸钠。(4)淀粉水解后的溶液中含有大量的硝酸，因此用其吸收尾气可以提高硝酸的利用率，但是氮的氧化物不能被吸收完全。(5)减压过滤要用布氏漏斗，为了加快过滤要用吸滤瓶。探究高考明确考向12014江苏，21(b)磷酸铁(fepo42h2o，难溶于水的米白色固体)可用于生产药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料。实验室可通过下列实验制备磷酸铁。(1)称取一定量已除去油污的废铁屑，加入稍过量的稀硫酸，加热、搅拌，反应一段时间后过滤。反应加热的目的是_。(2)向滤液中加入一定量h2o2氧化fe2。为确定加入h2o2的量，需先用k2cr2o7标准溶液滴定滤液中的fe2，离子方程式如下：cr2o6fe214h=2cr36fe37h2o在向滴定管中注入k2cr2o7标准溶液前，滴定管需要检漏、_和_。若滴定x ml滤液中的fe2，消耗a moll1 k2cr2o7标准溶液b ml，则滤液中c(fe2)_moll1。为使滤液中的fe2完全被h2o2氧化，下列实验条件控制正确的是_(填序号)。a加入适当过量的h2o2溶液b缓慢滴加h2o2溶液并搅拌c加热，使反应在较高温度下进行d用氨水调节溶液ph7(3)将一定量的na2hpo4溶液(溶液显碱性)加入含有fe3的溶液中，搅拌、过滤、洗涤、干燥得到fepo42h2o。若反应得到的fepo42h2o固体呈棕黄色，则磷酸铁中混有的杂质可能为_。答案(1)加快铁与稀硫酸反应速率(2)用蒸馏水洗净用k2cr2o7标准溶液润洗23次ab(3)fe(oh)3(或氢氧化铁)解析(1)温度越高反应速率越快，因此加热可以加快反应的速率。(2)滴定管要先用蒸馏水洗涤，再用待装液体润洗。根据题给离子方程式可知，n(fe2)6n(cr2o)，c(fe2) moll1。加入过量的h2o2，可以使fe2充分被氧化；缓慢滴加h2o2并搅拌，可以使反应更充分；加热会使h2o2发生分解；加入氨水会使fe2转化为沉淀。故答案为ab。(3)因为碱性溶液中fe3反应生成红褐色的fe(oh)3沉淀，从而使得到的fepo42h2o固体呈棕黄色。22013江苏，21(b)3,5二甲氧基苯酚是重要的有机合成中间体，可用于天然物质白柠檬素的合成。一种以间苯三酚为原料的合成反应如下：甲醇、乙醚和3,5二甲氧基苯酚的部分物理性质见下表：物质沸点/熔点/密度(20 ) /gcm3溶解性甲醇64.70.791 5易溶于水乙醚34.50.713 8微溶于水3,5二甲氧基苯酚3336易溶于甲醇、乙醚，微溶于水(1)反应结束后，先分离出甲醇，再加入乙醚进行萃取。分离出甲醇的操作是_。萃取用到的分液漏斗使用前需_并洗净，分液时有机层在分液漏斗的_(填“上”或“下”)层。(2)分离得到的有机层依次用饱和nahco3溶液、饱和食盐水、少量蒸馏水进行洗涤。用饱和nahco3溶液洗涤的目的是_；用饱和食盐水洗涤的目的是_。(3)洗涤完成后，通过以下操作分离、提纯产物，正确的操作顺序是_(填字母)。a蒸馏除去乙醚b重结晶c过滤除去干燥剂 d加入无水cacl2干燥(4)固液分离常采用减压过滤。为了防止倒吸，减压过滤完成后应先_，再_。答案(1)蒸馏检查是否漏水上(2)除去hcl除去少量nahco3且减少产物损失(3)dcab(4)拆去连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管关闭抽气泵解析(1)甲醇和3,5二甲氧基苯酚是互溶的，可以利用两者的沸点不同，用蒸馏的方法进行分离。使用分液漏斗时首先要对分液漏斗进行是否漏水的检查。由于乙醚的密度比水小，所以有机层在分液漏斗的上层。(2)由于在合成时所用的是氯化氢的甲醇溶液，所以加nahco3溶液的目的是除去hcl，用饱和食盐水洗涤的目的是除去少量的nahco3杂质，同时可以减少3,5二甲氧基苯酚的损失。(3)洗涤后，产物中仍混有h2o和乙醚，所以先加入无水cacl2除去h2o，然后过滤除去cacl2。通过蒸馏除去乙醚，最后重结晶得到纯净的3,5二甲氧基苯酚。所以操作顺序为dcab。(4)倒吸主要是由于压强减小造成的，所以为了防止倒吸，结束时应先拆去连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管，最后再关闭抽气泵。32012江苏，21(b)次硫酸氢钠甲醛(nahso2hcho2h2o)在印染、医药以及原子能工业中应用广泛。以na2so3、so2、hcho和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下：步骤1：在烧瓶中(装置如图所示)加入一定量na2so3和水，搅拌溶解，缓慢通入so2，至溶液ph约为4，制得nahso3溶液。步骤2：将装置a中导气管换成橡皮塞。向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液，在8090 下，反应约3 h，冷却至室温，抽滤。步骤3：将滤液真空蒸发浓缩，冷却结晶。(1)装置b的烧杯中应加入的溶液是_。(2)步骤2中，反应生成的zn(oh)2会覆盖在锌粉表面阻止反应进行，防止该现象发生的措施是_。冷凝管中回流的主要物质除h2o外还有_(填化学式)。(3)抽滤装置所包含的仪器除减压系统外还有_、_(填仪器名称)。滤渣的主要成分有_、_(填化学式)。(4)次硫酸氢钠甲醛具有强还原性，且在120 以上发生分解。步骤3中不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是_。答案(1)naoh溶液(2)快速搅拌hcho(3)吸滤瓶布氏漏斗zn(oh)2zn(4)防止产物被空气氧化解析(1)实验中未参与反应的so2气体会经过导气管进入b装置，可用naoh溶液吸收so2，以防止污染环境。(2)为防止zn(oh)2覆盖在锌粉表面阻止反应进行，可快速搅拌，避免固体在三颈烧瓶底部沉积。hcho易挥发，在8090 条件下会大量挥发，加冷凝管，可使hcho冷凝回流，提高hcho的利用率。抽滤装置不同于普通过滤装置，由减压系统(一般用真空泵)、吸滤瓶和布氏漏斗等组成。抽滤后，滤渣中含有未反应的锌粉及反应产生的zn(oh)2等。(4)次硫酸氢钠甲醛具有强还原性，在敞口容器中蒸发浓缩，可被空气中的o2氧化而变质。练出高分1绿矾(feso47h2o)、硫酸铵以相等物质的量混合可制得摩尔盐晶体，反应原理为(nh4)2so4feso46h2o=(nh4)2so4feso46h2o。其流程可表示为(1)洗涤中na2co3的主要作用是_。(2)结晶过程中要加热蒸发溶剂，浓缩结晶。应加热到_时，停止加热。(3)过滤是用右图所示装置进行的，这种过滤跟普通过滤相比，除了过滤速度快外，还有一个优点是_。(4)用无水乙醇洗涤的目的是_。(5)产品中fe2的定量分析：制得的摩尔盐样品中往往含有极少量的fe3。为了测定摩尔盐产品中fe2的含量，一般采用在酸性条件下kmno4标准溶液滴定的方法。称取4.0 g的摩尔盐样品，溶于水，并加入适量稀硫酸。用0.2 moll1 kmno4溶液滴定，当溶液中fe2全部被氧化时，消耗kmno4溶液10.00 ml。本实验的指示剂是_(填字母)。a酚酞 b甲基橙 c石蕊 d不需要产品中fe2的质量分数为_。答案(1)利用碳酸钠溶液呈碱性，除去铁表面的油污(2)溶液表面出现晶膜时(3)能得到较干燥的沉淀(4)除去水分，减少固体损失(5)d14%2已知：不同温度下苯甲酸在水中的溶解度为0.18 g(4 )、0.34 g(25 )、6.8 g (95 )；乙醚的沸点为34.6 。实验室常用苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸，其原理为2c6h5chonaohc6h5ch2ohc6h5coona实验步骤如下：向如图所示装置中加入适量naoh、水和苯甲醛，混匀、加热，使反应充分进行。从冷凝管下口加入冷水，混匀，冷却。倒入分液漏斗，用乙醚萃取、分液。水层保留待用。将乙醚层依次用10%碳酸钠溶液、水洗涤。将乙醚层倒入盛有少量无水硫酸镁的干燥锥形瓶中，混匀、静置后将其转入蒸馏装置，缓慢均匀加热除去乙醚，收集198204 馏分得苯甲醇。将步骤中的水层和适量浓盐酸混合均匀，析出白色固体。冷却、抽滤得粗产品，将粗产品提纯得苯甲酸。(1)步骤中，最后用水洗涤的作用是_。将分液漏斗中两层液体分离开的实验操作方法是：先_，再_。(2)步骤中无水硫酸镁的作用是_。(3)步骤中水层和浓盐酸混合后发生反应的化学方程式为_；将反应后混合物冷却的目的是_。(4)抽滤装置所包含的仪器除减压系统外，还有_、_(填仪器名称)。答案(1)除去naoh、苯甲酸钠、碳酸钠等把下层液体从下端放出把上层液体从上口倒出(2)干燥剂(3)c6h5coonahclc6h5coohnacl使苯甲酸尽可能多的析出(4)吸滤瓶布氏漏斗解析本题考查仪器的选择、措施的作用和方案的设计。(1)水洗的目的是除去可溶性的杂质，实现与有机物的分离。分液时下层液体从下口流出，上层液体应从上端倒出。(3)实验需要制备苯甲酸，而苯甲酸钠属于钠盐溶解在水中，所以加入浓盐酸将其转化成苯甲酸，利用其溶解度随温度的变化关系，冷却、沉淀。(4)抽滤需要吸滤瓶和布氏漏斗。3过氧化尿素是一种无毒无味的白色粉末，是一种新型的漂白剂与消毒剂。它的合成原理：co(nh2)2h2o2co(nh2)2h2o2。请回答下列问题：(1)流程图中反应器的装置如图所示，推测该反应的加热方式是_；回流管中冷水流从_口流入；搅拌器选用的材质是玻璃而不是铁质或铝质材料的原因是_。(2)母液处理方案1可以是_(用文字表达)。若欲从母液中分离出h2o2和尿素，可采用的操作是_(选填序号)。a盐析、过滤 b减压蒸馏、结晶c分液、过滤 d常压蒸馏、萃取(3)为测定产品中活性氧的含量(活性氧16%，相当于h2o2 34%)，称取干燥样品2.000 g，溶解，在250 ml容量瓶中定容。准确量取25.00 ml于锥形瓶中，加入1 ml 6 moll1的硫酸，然后用0.100 0 moll1 kmno4标准溶液滴定，至滴入最后一滴时，溶液显浅红色且半分钟内不褪色，三次滴定平均消耗kmno4溶液8.00 ml(kmno4溶液与尿素不反应)。完成并配平方程式：_mno_h2o2_h=_mn2_h2o_。若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，会使测得的活性氧含量_。(填“偏高”、“偏低”或“不变”)根据滴定结果，可确定产品中活性氧的质量分数为_。答案(1)30 水浴b过氧化氢能氧化铁、铝，生成的金属离子能催化过氧化氢的分解(2)循环利用b(3)256285o2偏高16%(或0.16)解析(1)由题意知，反应温度为30 ，加热时应采用30 水浴加热，回流冷凝管中水的流向均为下进上出。(2)母液中还残留co(nh2)2和h2o2，因此可以循环使用，两者均易溶于水，盐析、分液无法分离，可以采用蒸馏的方法分离。由于h2o2易分解，采用减压蒸馏分离。(3)mno作氧化剂，则h2o2被氧化为o2，缺项为o2，由电子守恒配平得2mno5h2o2，则h2o2的质量分数m100%34%，活性氧的质量分数为16%。由于滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，则计算时标准液的体积偏大，测得的活性氧含量偏高。4 4,7二甲基香豆素(熔点132.6 )是一种重要的香料，广泛分布于植物界中，以间甲苯酚为原料的合成反应如下：c2h5ohh2o4,7二甲基香豆素实验装置图如下：主要实验步骤：步骤1：向三颈烧瓶中加入60 ml浓硫酸，并冷却至0 以下，边搅拌边滴入间甲苯酚30 ml(0.29 mol)和乙酰乙酸乙酯26.4 ml(0.21 mol)的混合物。步骤2：保持在10 下，搅拌12 h，反应完全后，将其倒入冰水混合物中，然后抽滤、水洗得粗品。步骤3：粗品用乙醇溶解并重结晶，得白色针状晶体并烘干，称得产品质量为33.0 g。(1)图中仪器名称：a_，b_。(2)浓h2so4需要冷却至0 以下的原因是_。(3)反应需要搅拌12 h，其原因是_。(4)确定最终产品是4,7二甲基香豆素的实验或方法是_。(5)本次实验产率为_。答案(1)恒压滴液漏斗吸滤瓶(2)防止浓硫酸将有机物氧化和炭化(3)使反应物充分接触，提高反应速率(4)测量熔点或测定其红外(紫外)光谱(及核磁共振氢谱)等(5)89%解析(1)a为恒压滴液漏斗，b为吸滤瓶。(2)浓硫酸具有强氧化性，可以将有机物氧化和炭化，为防止发生上述现象，故将浓硫酸冷却至0 以下。(3)搅拌可使反应物充分接触，提高反应速率。(5)4,7二甲基香豆素的分子式为c11h12o2，相对分子质量为176。根据反应方程式和反应物的量可知，间甲苯酚过量，应以乙酰乙酸乙酯为标准计算，理论上应生成0.21 mol 4,7二甲基香豆素，其质量为36.96 g，实际上生成33.0 g产品，本实验产率为33.0 g36.96 g100%89%。5乙酰乙酸乙酯(ch3coch2cooc2h5