2024届新高考化学热点冲刺复习 科学探究-物质制备综合实验

2024届新高考化学热点冲刺复习科学探究——物质制备综合实验探究点

物质制备综合实验一、明确物质制备综合实验思维流程二、关注物质制备中的几个关键点1.掌握常用化学实验仪器的操作要点常用仪器操作要点及注意事项分液漏斗

①使用前准备:擦净旋塞芯和旋塞孔→旋塞芯涂凡士林(润滑脂)→旋塞芯塞入旋塞旋转数圈→旋塞芯的凹槽处套上合适的橡皮圈→检查是否漏水。

②检漏的操作:加水→检查旋塞芯处是否漏水→将漏斗倒转过来→检查玻璃塞是否漏水→确认不漏水方可使用常用仪器操作要点及注意事项电子天平

①直接法:通电预热→调整水平→标准砝码校准→放入容器→关闭侧门→数字显示稳定→去皮→加样→读数并记录

②减量法:适量试样装入称量瓶→将称量瓶放入电子天平→稳定后去皮→倾出一定量试样于容器中→再次放入称量瓶→稳定后显示负数数值为倾出试样质量→数值符合需取范围即可滴定管检查是否漏水→洗涤→润洗2~3次→注入待装液→排气泡→调液面→记录→放液或滴定→记录移液管洗涤→润洗2~3次→吸取液体→调液面→垂直放入稍倾斜容器→放液完毕,停留数秒,取出移液管(管尖液体不要吹出,除非注明需吹出)2.掌握常用分离提纯的方法(1)过滤:分离难溶物和易溶物,根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。(2)萃取和分液:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质,如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。(3)蒸发结晶:提取溶解度随温度变化不大的溶质,如NaCl。(4)冷却结晶:提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物,如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。(5)蒸馏或分馏:搭建蒸馏装置→加入待蒸馏的药品和沸石→通冷凝水→加热→收集沸点由低到高的馏分→停止加热→待冷却后停止通冷凝水(中途加沸石,需停止加热,并冷却后再加入)(6)冷却法:利用气体液化的特点分离气体,如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨。3.合理控制化学实验条件(1)调节溶液pH①目的:使某种或某些离子转化为沉淀,而目标离子不转化为沉淀以达到分离的目的;抑制某微粒的水解:②调节pH的方式多为加入某种能消耗H+且不引入新杂质的物质,每种离子都有开始沉淀和沉淀完全的两个pH,一定要正确控制pH的范围(杂质离子沉淀完全~目标离子不沉淀)。如要除去Cu2+中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等来调节溶液的pH至Fe3+完全沉淀。(2)控制体系的温度控制低温的目的:①防止某反应物及目标产物分解,如NaHCO3、H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质;②防止某反应物或目标产物挥发,如盐酸、醋酸和氨水等;③抑制物质的水解;④反应放热,低温使反应正向进行;⑤避免副反应的发生。控制某一温度范围的原因:①低温反应速率慢,高温消耗能源;②确保催化剂的催化效果,兼顾反应速率和转化率,追求更好的经济效益;③防止副反应的发生,如乙醇的消去反应需迅速升温至170℃,防止140℃时生成乙醚。采取加热的目的:①加速某固体的溶解;②减少气体生成物的溶解并加速其逸出;③一般是加快反应速率;④使平衡向需要的方向移动;⑤趁热过滤,防止某物质降温时析出而损失或带入新的杂质。(3)控制体系压强的目的①改变速率,影响平衡;②减压蒸馏,避免目标产物发生热分解。(4)反应物配比选择低于配比,反应物转化率低;高于配比,浪费原料。例

亚磷酸三乙酯[P(OC2H5)3]是一类广泛应用于农药、塑料、药物等领域的有机磷试剂。某实验小组对亚磷酸三乙酯的制备进行了探究,其反应原理为PCl3+3C2H5OH→P(OC2H5)3+3HCl。部分物质相关性质如下表所示:物质熔点沸点性质白磷44.1℃280.5℃—三氯化磷-112.2℃75.4℃溶于乙醇,遇水立即水解亚磷酸三乙酯-112℃157.9℃不溶于水,易溶于乙醇、石油醚等石油醚—60~90℃不溶于水,易溶于乙醇、亚磷酸三乙酯等回答下列问题:Ⅰ.制备三氯化磷固体三氯化磷制备装置如图所示,图中部分夹持、加热装置已省略。(1)A中反应的离子方程式为

。

MnO2+4H++2Cl-

Mn2++Cl2↑+2H2O[解析]装置A中发生反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,产生的氯气在B中经浓硫酸干燥,进入C中和白磷反应生成三氯化磷,三氯化磷经D冷凝后收集在E中,F中的碱石灰既用来吸收多余的Cl2、并防止水分进入E中。由反应PCl3+3C2H5OHP(OC2H5)3+3HCl制备亚磷酸三乙酯,该反应可逆,N,N-二甲基苯胺显碱性和氯化氢发生反应促进平衡正向进行,提高原料的转化率。(1)A中反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-

Mn2++Cl2↑+2H2O。(2)B中盛放的试剂是

;F的作用为

。

(3)加热C装置选择的适宜温度为

(填标号)。

a.44~70℃ b.85~90℃

c.160~170℃浓H2SO4[解析](2)已知三氯化磷遇水立即水解,则反应需要无水环境,B中盛放试剂是浓H2SO4;F的作用为吸收多余的Cl2、并防止水分进入E中。(3)C中白磷和氯气反应,由图表知,加热下白磷呈液态、氯气和白磷反应生成的三氯化磷呈气态、逸出的三氯化磷蒸气需冷凝到75.4℃以下才能呈液态收集在E中,综上C装置选择的适宜温度为85~90℃。吸收多余的Cl2、并防止水分进入E中bⅡ.制备亚磷酸三乙酯向图所示的三颈烧瓶中加入14.6mL(0.25mol)无水乙醇、33.4mLN,N-二甲基苯胺和73mL石油醚,保持温度在5~10℃,强力搅拌下滴入由7.6mL(0.083mol)三氯化磷与38mL石油醚混合后的溶液,滴加完毕后,升温至40~45℃,继续搅拌1h。将得到的悬浮液冷却后抽滤、洗涤,然后合并滤液和洗涤液,先常压蒸馏回收溶剂,再减压蒸馏收集得到产品10.4g。(4)图中的冷凝管

(“能”或“不能”)用来替换Ⅰ中装置图的冷凝管。

不能[解析]球形冷凝管,用于冷凝回流,直形冷凝管,用于冷凝蒸气,为防止液体凝结在球形部位,不能替换。(5)制备亚磷酸三乙酯时加入N,N-二甲基苯胺的作用是

。

PCl3+3C2H5OH→P(OC2H5)3+3HCl反应是可逆反应,N,N-二甲基苯胺显碱性,和氯化氢发生反应促进平衡正向进行,提高原料的转化率[解析]制备亚磷酸三乙酯时发生反应:PCl3+3C2H5OH→P(OC2H5)3+3HCl,该反应是可逆反应,平衡右移有利于提高原料转化率、提高产率,则加入N,N-二甲基苯胺的作用是N,N-二甲基苯胺显碱性,和氯化氢发生反应促进平衡正向进行,提高原料的转化率。(6)洗涤粗产品时,最好的洗涤剂为

(填标号)。

a.蒸馏水 b.75%乙醇溶液c.石油醚c[解析]N,N-二甲基苯胺盐酸盐是离子化合物,不溶于有机物,故将反应得到的悬浮液冷却后抽滤后所得固体为N,N-二甲基苯胺盐酸盐,滤液为石油醚、亚磷酸三乙酯、N,N-二甲基苯胺和多余乙醇的混合溶液,后续进行洗涤并合并滤液和洗涤液,先常压蒸馏回收溶剂,为防止产品损失且合并后的液体为互溶的沸点不同的有机物,则经过滤分离洗涤粗产品时,最好的洗涤剂为石油醚。(7)本实验亚磷酸三乙酯的产率为

(保留一位小数)。

75.5%

变式题苯乙酮不仅是重要的化工原料,还是精细化学品、农药、医药、香料的中间体。苯乙酮广泛用于皂用香精和烟草香精中等,其合成路线为+

+CH3COOH已知:苯乙酮为无色晶体,能与氯化铝在无水条件下形成稳定的络合物。制备过程中还有CH3COOH+AlCl3

→CH3COOAlCl2+HCl↑等副反应。物质沸点/℃密度/(g·cm-3)、(20℃)溶解性苯乙酮2021.03不溶于水,易溶于多数有机溶剂苯800.88苯难溶于水乙酸1181.05能溶于水、乙醇、乙醚、等有机溶剂乙酸酐139.81.08遇水反应,溶于氯仿、乙醚和苯主要步骤:用如图所示装置进行,迅速称取20.0g无水氯化铝,加入反应瓶中,再加入30mL无水苯,边搅拌边滴加6.5g新蒸出的乙酸酐和10mL无水苯,水浴加热直至气体全部逸出。请回答:(1)仪器N的名称是

。球形干燥管(或干燥管)[解析]为防止氯化铝水解,失去催化活性,防止乙酸酐水解,迅速称取20.0g无水氯化铝,加入反应瓶中,再加入30mL无水苯;反应放热,滴加太快,温度过高,反应不易控制,所以边搅拌边滴加6.5g新蒸出的乙酸酐和10mL无水苯,水浴加热直至气体全部逸出,得苯乙酮粗产品。(1)根据装置图可知,仪器N的名称是球形干燥管。(2)反应需在无水条件下进行,且称取氯化铝和投料都要迅速,其原因是

。

氯化铝易水解,失去催化活性;乙酸酐会水解(或与水反应),影响产率[解析]氯化铝易水解,失去催化活性,乙酸酐会水解(或与水反应),影响产率,所以反应需在无水条件下进行,且称取氯化铝和投料都要迅速。(3)反应过程中,为确保乙酸酐无水,需要加入干燥剂进行加热重新回流,下列选项中不能用作此过程的干燥剂的是

(填字母选项)。

A.五氧化二磷

B.无水硫酸钠C.碱石灰

D.分子筛C[解析]乙酸酐遇水反应生成乙酸,能与碱石灰反应,所以不能用碱石灰干燥,选C。(4)制备过程中,需要慢速滴加,控制反应温热,理由是

。

反应放热,滴加太快,温度过高,反应不易控制,易发生危险[解析]反应放热,滴加太快,温度过高,反应不易控制,易发生危险,所以制备过程中,需要慢速滴加,控制反应温热。(5)反应中所使用的氯化铝大大过量,原因是

。苯乙酮及产物乙酸均会消耗氯化铝,导致催化剂用量过大

[解析]苯乙酮及产物乙酸均会消耗氯化铝,导致使用的氯化铝大大过量。(6)对粗产品提纯时,从下列选项中选择合适的操作(操作不能重复使用)并排序:f→(

)→(

)→(

)→(

)→a

a.蒸馏除去苯后,收集198~202℃馏分b.水层用苯萃取,萃取液并入有机层c.过滤d.依次用5%NaOH溶液和水各20mL洗涤e.加入无水MgSO4固体f.冰水浴冷却下,边搅拌边滴加浓盐酸与冰水的混合液,直至固体完全溶解后停止搅拌,静置,分液bdec[解析]苯乙酮不溶于水,易溶于多数有机溶剂,冰水浴冷却下,边搅拌边滴加浓盐酸与冰水的混合液,溶解氯化铝,破坏苯乙酮和氯化铝形成的络合物,直至固体完全溶解后停止搅拌,静置,分液;水层用苯萃取,萃取液并入有机层;依次用5%NaOH溶液和水各20mL洗涤,除去无机物,加入无水MgSO4固体除水,过滤除去MgSO4,蒸馏除去苯后,收集198℃~202℃馏分,所以合适的操作排序为f→b→d→e→c→a。(7)在分离提纯过程中,加入浓盐酸和冰水混合物的作用是

。溶解氯化铝,破坏苯乙酮和氯化铝形成的络合物,减少苯乙酮的损失,提高产率[解析]苯乙酮能与氯化铝在无水条件下形成稳定的络合物,氯化铝易水解,在分离提纯过程中,加入浓盐酸和冰水混合物的作用是溶解氯化铝,破坏苯乙酮和氯化铝形成的络合物,减少苯乙酮的损失,提高产率。(8)经蒸馏后收集到5.6g纯净物,其产率是

(用百分数表示,保留三位有效数字)。

73.3%

1.[2023·河北石家庄精英中学开学考]实验室制备乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)的反应原理为2CH3COOC2H5CH3CH2OH+CH3COCH2COOC2H5,制备装置(三颈烧瓶中物质充分反应后再滴加乙酸溶液)如图所示:123456已知:①几种物质的部分性质如下表。②10mL乙酸乙酯粗品中含乙酸乙酯8.8g和少量乙醇;③CH3COCH2COOC2H5中亚甲基上的H有一定的酸性,制备时部分形成乙酰乙酸乙酯的钠盐。回答下列问题:123456物质沸点/℃相对分子质量水中溶解性乙酸乙酯77.288微溶乙酰乙酸乙酯181(温度超过95℃,易分解)130微溶乙酸11860易溶123456(1)仪器X的名称是

,实验过程中冷凝水从

(填“a”或“b”)端流进。

恒压滴液漏斗[解析]乙酸乙酯和乙醇的混合液与钠珠粒混合,乙醇和钠反应生成乙醇钠,乙醇钠催化乙酸乙酯生成乙酰乙酸乙酯,结合装置特点、物质的性质和问题分析解答。(1)根据仪器构造可知仪器X是恒压滴液漏斗,实验过程中冷凝水从a端流进。a123456(2)制备反应需要加热才能发生,最适合的加热方式为

(填字母)。

A.酒精灯直接加热B.水浴加热C.垫石棉网用酒精灯加热D.油浴加热B[解析]制备反应需要加热才能发生,由于乙酰乙酸乙酯在温度超过95℃时易分解,所以装置最适合的加热方式为水浴加热。123456(3)装置Y盛放碱石灰的作用是

。

防止水蒸气进入三颈烧瓶中与钠、乙醇钠反应[解析]由于空气中含有水蒸气,为防止水蒸气进入三颈烧瓶中与钠、乙醇钠反应,所以装置Y盛放碱石灰。123456(4)反应结束后,滴加50%乙酸溶液至混合液呈弱酸性的原因是

。

使制备时部分生成的乙酰乙酸乙酯的钠盐转化为乙酰乙酸乙酯[解析]制备时部分产物生成乙酰乙酸乙酯的钠盐,加入乙酸使其变为乙酰乙酸乙酯,加乙酸过少不能使其钠盐恢复为乙酰乙酸乙酯或恢复不完全,加乙酸过多会增加除掉剩余乙酸时Na2CO3的用量及增加分离的时间,所以滴加50%乙酸至恰好呈弱酸性。123456(5)提纯产品时需要进行蒸馏,下列装置中温度计位置正确的是

(填字母)。

A

B

C

DC[解析]蒸馏时温度计水银球的位置应该放在蒸馏烧瓶支管出口处。123456(6)最终得到乙酰乙酸乙酯3.43g,则上述实验中乙酰乙酸乙酯的产率为

(保留两位有效数字)。

53%

2.

[2022·河北石家庄二中模拟]某实验小组用SiCl4和(CH3CO)2O合成四乙酸硅,装置如图所示(夹持装置略)。123456相关物质的性质如表所示:回答下列问题:123456物质性质SiCl4无色油状液体,能剧烈水解生成硅酸和HCl乙酸酐[(CH3CO)2O]无色油状液体,吸湿性很强四乙酸硅[Si(CH3COO)4]米黄色晶体,可溶于苯,遇水会迅速水解,超过160℃时可分解成乙酸酐和二氧化硅乙酰氯(CH3COCl)无色油状液体,遇水剧烈反应123456(1)仪器①的名称是

,管口A所接干燥管中盛装的试剂是

(填“P2O5”“CaCl2”或“碱石灰”)。

三颈烧瓶[解析]本实验的目的是以SiCl4、(CH3CO)2O为原料制取Si(CH3COO)4,由于反应物和产物都具有吸湿性,所以整个实验都应在干燥的环境中进行。(1)仪器①的名称是三颈烧瓶,管口A所接干燥管中所盛试剂,既能吸收水蒸气,又能吸收酸性气体,所以盛装的试剂是碱石灰。碱石灰123456(2)取255gSiCl4放入1L仪器①中,关闭旋塞⑥,再由分液漏斗滴入稍过量的乙酸酐,反应发生,放出大量的热,混合物略微带色,不久仪器①底部析出大颗粒晶体。写出制备四乙酸硅的化学方程式:

,

该过程中,玻璃管③的管口必须保持在液面上方的原因是

。

SiCl4+4(CH3CO)2O=Si(CH3COO)4↓+4CH3COCl

防止结晶析出的四乙酸硅堵塞③的导气管口[解析]制备四乙酸硅时,以SiCl4、(CH3CO)2O为原料,生成Si(CH3COO)4和CH3COCl,化学方程式为SiCl4+4(CH3CO)2O=Si(CH3COO)4↓+4CH3COCl,因为Si(CH3COO)4为米黄色晶体,易堵塞导管,所以该过程中玻璃管③的管口必须保持在液面上方,原因是防止结晶析出的四乙酸硅堵塞③的导气管口。123456123456(3)待放置一段时间,用干冰-丙酮冷冻剂冷却,然后

(填具体操作),小心缓慢地除去仪器①中的残留液体,接着再分两次由分液漏斗各滴入75mL左右的乙酸酐,再缓慢除去,最后得到335g精制的四乙酸硅,则四乙酸硅的产率为

%(保留到小数点后一位)。

将③的管口插入液体中(或插入三颈烧瓶底部),再慢慢打开旋塞⑤84.6

1234563.[2022·湖南湖湘名校教育联合体联考]四氯化锡是一种重要的化工产品,实验室可用熔融的锡与Cl2反应制备SnCl4,装置如图所示。已知:①金属锡的熔点为231℃,化学活泼性与铁相似;②干燥的氯气与熔融金属锡反应生成SnCl4,SnCl4常温下为无色液体,沸点为114℃;③SnCl4极易水解生成SnO2·xH2O,并产生白雾;④Sn2+易被氧化。回答下列问题:123456[解析]由实验装置图可知,装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,装置E、F、G为氯气与锡反应、冷凝、收集装置,装置H中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气,防止污染空气。123456123456(1)检查装置气密性并加入Sn,先加热装置

(填“A”或“E”),装置A内发生反应的离子方程式为

。

A[解析]由分析可知,装置A中发生的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-

Mn2++Cl2↑+2H2O;由于装置中有空气,制备四氯化锡时,应加热装置A制备氯气,利用反应生成的氯气排尽装置中的空气后,再加热装置E。MnO2+4H++2Cl-

Mn2++Cl2↑+2H2O123456(2)如果去掉装置B,从实验安全的角度看可能产生的影响是

。[解析]由分析可知,装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,如果去掉装置B,则在仪器D中氯化氢会和锡发生反应生成氯化亚锡和氢气,氢气与氯气混合加热时会发生爆炸危险。HCl和Sn反应生成氢气,氢气与氯气混合加热会发生爆炸危险123456(3)实验过程中,发现装置G中有

产生(填现象),改进的措施为

。[解析]由实验装置图可知,装置H中氢氧化钠溶液产生的水蒸气会进入装置G中,导致四氯化锡发生水解生成SnO2·xH2O而产生白雾,所以应在装置G与装置H之间连接一个装有碱石灰的球形干燥管吸收水蒸气,或把装置H换成装有碱石灰的球形干燥管吸收氯气,防止水蒸气进入装置G中。白雾在装置G与装置H之间连接一个装有碱石灰的球形干燥管(或把装置H换成装有碱石灰的球形干燥管)123456(4)所得产品中可能含有SnCl2,可用碘量法测定产品SnCl4的纯度。准确称取该样品mg,放入锥形瓶中,用少量浓盐酸溶解,再加水稀释,用淀粉溶液作指示剂,用0.1mol·L-1碘标准溶液滴定,发生反应Sn2++I2

=Sn4++2I-,滴定到终点时消耗碘标准溶液40.00mL。则产品中SnCl4的纯度为

(用含m的代数式表示)。下列情况会导致纯度的测定值偏小的是

(填标号)。

A.滴定管未用碘标准溶液润洗B.Sn2+在盐酸中被空气氧化C.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成

A

1234564.实验室利用FeCl2·4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知SOCl2的熔点为-104.5℃、沸点为76℃,140℃开始分解,遇水极易反应生成两种酸性气体。123456123456(1)按图示放入药品,连接好仪器,加热前还应向三颈瓶中加入

(填物质名称);装置b的加热方法是

。

[解析]连接好仪器,加热前还应向三颈烧瓶中加入碎瓷片,先通入氮气排尽装置中空气,装置b用水浴加热,装置c中SOCl2和FeCl2·4H2O反应生成氯化亚铁,尾气使用d吸收。(1)已知SOCl2的熔点为-104.5℃、沸点为76℃,140℃开始分解,遇水极易反应生成两种酸性气体,所以装置b的加热方法是为水浴加热;加热前还应向三颈烧瓶中加入碎瓷片防止液体剧烈沸腾。碎瓷片水浴加热123456(2)利用该装置制备无水FeCl2的缺陷是

。

[解析]若装置d中装的是尾气吸收液,由于SOCl2遇水极易反应生成两种酸性气体,根据质量守恒可知,生成的气体为氯化氢、二氧化硫气体,氯化氢极易溶于水、二氧化硫有毒会污染空气,所以应装有NaOH溶液吸收尾气,但应有防倒吸装置,若装置d中装的是浓硫酸,防止空气中的水蒸气进入装置使FeCl2水解,则没有尾气吸收装置,所以利用该装置制备无水FeCl2的缺陷是没有防倒吸装置或尾气处理装置。没有防倒吸装置或尾气处理装置123456(3)写出装置c中发生反应的化学方程式:

。

[解析]利用FeCl2·4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2,同时生成二氧化硫、氯化氢气体,反应的化学方程式为FeCl2·4H2O+4SOCl2

FeCl2+4SO2↑+8HCl↑。FeCl2·4H2O+4SOCl2

FeCl2+4SO2↑+8HCl↑123456(4)利用上述装置根据反应TiO2+CCl4

TiCl4+CO2可以制备TiCl4,但得到的是TiCl4和CCl4的混合物,需进一步分离提纯(已知TiCl4与CCl4分子结构相似,与CCl4互溶,但极易水解)。TiCl4的制取及提纯实验操作为

(需使用的药品:TiO2、CCl4及浓H2SO4)。装置中通入氮气通过浓硫酸干燥装置a后进入装置bcd排尽装置中空气,然后加热b,b中四氯化碳受热进入c中,c中二氧化钛和四氯化碳加热反应得到TiCl4和CCl4的混合物,再冷凝回流进入b,装置d中装有浓硫酸,防止空气中水蒸气进入装置;反应后将TiCl4和CCl4的混合物蒸馏蒸出四氯化碳,最后得到TiCl4[解析]已知TiCl4与CCl4分子结构相似,与CCl4互溶,但极易水解;利用题述装置二氧化钛和四氯化碳反应制备TiCl4,得到TiCl4和CCl4的混合物,TiCl4、CCl4均为分子晶体,TiCl4的相对分子质量大,故可利用两者的沸点不同进行蒸馏分离,四氯化碳首先蒸出,据此作答。123456123456

1234565.[2022·河北部分学校联考]高纯二氧化锗主要用于生产光学及半导体用的锗材料等。在实验室以二氧化锗粗品(含GeO2和Ge及少量无关杂质)为原料制备GeCl4,然后使其水解得到GeO2·nH2O晶体,再加热干燥制得纯度较高的GeO2。实验制备GeCl4的装置图如下(加热及夹持装置已略去):123456

123456物质部分理化性质Ge不溶于水、盐酸、稀苛性碱溶液GeO2熔点:1115℃,沸点:1200℃GeCl4熔点:-51.5℃,沸点:86.6℃;易水解123456(1)仪器a的名称为

;实验室用重铬酸钾与浓盐酸反应制备Cl2的离子方程式为

;

通入氯气的目的是

。

[解析]在实验室以二氧化锗粗品(含GeO2和Ge及少量无关杂质)为原料制备GeCl4,然后使其水解得到GeO2·nH2O晶体,再加热干燥制得纯度较高的GeO2。再对产品进行分析,确定其成分。恒压滴液漏斗

加热条件下将Ge氧化为GeCl4123456(1)仪器a的名称为

;实验室用重铬酸钾与浓盐酸反应制备Cl2的离子方程式为

;

通入氯气的目的是

。

恒压滴液漏斗

加热条件下将Ge氧化为GeCl4123456(2)为了防止烧瓶中盐酸浓度下降,实验过程中需要通过装置a不断滴加浓盐酸。盐酸保持较高浓度的原因为

。

[解析]盐酸保持较高浓度的原因为保证HCl氛围,防止GeCl4水解。保证HCl氛围,防止GeCl4水解123456(3)冷凝管中冷却水应从

(填“b”或“c”)口进入;为达到最佳效果,水槽中加入冰水混合物,则仪器d的作用为

;实验室中温度计有不同规格,本实验应可选用

(填字母标号)。A.-30~20℃ B.0~50℃

C.50~100℃ D.100~150℃[解析]根据逆流原则冷却水应从c口进入;仪器d用于收集冷却后的GeCl4;结合信息中GeCl4的理化性质可知,其沸点为86.6℃,可收集86℃左右的馏分,所选温度计的规格50~100℃为宜。c收集冷却后的GeCl4C123456(4)将d中的液体与蒸馏水按一定比例进行混合,静置12h,可得到GeO2·nH2O晶体,此过程中的化学方程式为

。

[解析]将d中的液体与蒸馏水按一定比例进行混合,静置12h,可得到GeO2·nH2O晶体,该过程中发生水解反应,化学方程式为GeCl4+(n+2)H2O⇌GeO2·nH2O↓+4HCl。GeCl4+(n+2)H2O⇌GeO2·nH2O↓+4HCl123456(5)纯度测定称取mgGeO2样品,在加热条件下溶解,用NaH2PO2将其还原为Ge2+,用cmol·L-1KIO3标准溶液滴定