2023届高考化学鲁科版一轮复习学案-第十章第3课时　物质制备型综合实验

第3课时物质制备型综合实验(对应学生用书第274～281页)1.能根据不同类型实验的特点,设计并实施实验。2.能根据物质的特征反应和干扰因素选取适当的检验试剂;能根据反应原理选取实验装置制取物质。3.能观察并如实记录实验现象和数据,进行分析和推理,得出合理的结论。无机物的制备实验探究1.气体发生装置(1)设计原则:根据制备原理(化学方程式)、反应物状态和反应所需条件、制取气体的量等因素来设计反应装置。(2)气体发生装置的基本类型制取装置可用来制取的气体反应原理固+固气O22KClO32KCl+3O2↑NH32NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O固+液气Cl2MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2OHCl2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑固(块状)+液气H22H++ZnH2↑+Zn2+CO2CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O(3)气体发生装置的创新类型①固体加热制气体装置的创新如图1所示,该装置用于加热易熔化的固体物质,这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流,如用草酸晶体受热分解制取CO气体可用此装置。②“固(液)+液气体”装置的创新如图2装置A的改进优点是能控制反应液的温度;图2装置B的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等,两容器内气体压强相等,便于液体顺利流下。③“块状固体+液体气体”装置的创新大试管中的小试管中盛有液体反应物,起液封的作用,防止气体从长颈漏斗中逸出,这样设计可节约试剂装置可通过伸入或拉出燃烧匙,做到控制反应的发生和停止装置通过倾斜Y形管使液体与固体接触发生反应,便于控制反应的进行2.气体的净化(干燥)装置(1)设计原则:根据主要气体及杂质气体的性质差异来选择除杂试剂及除杂装置。(2)除杂装置基本类型装置示意图适用范围试剂与杂质气体反应,与主要气体不反应;装置③用固体吸收还原性或氧化性杂质气体杂质气体被冷却后变为液体,主要气体不变为液体(3)吸收剂的选择选择吸收剂应根据被提纯气体的性质和杂质的性质而确定,一般情况如下:①易溶于水的气体杂质可用水来吸收。②酸性杂质可用碱性物质来吸收。③碱性杂质可用酸性物质来吸收。④水为杂质时,可用干燥剂来吸收。⑤能与杂质发生反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。气体净化与干燥的先后顺序(1)若采用溶液除杂,应该是除杂在前,干燥在后。其原因是气体除杂过程中会从溶液中带出水蒸气,干燥剂可除去水蒸气。如实验室中利用大理石与稀盐酸反应制备CO2,欲制得干燥、纯净的CO2,可先将产生的气体通过饱和NaHCO3溶液,除去混入其中的HCl气体,再通过浓硫酸除去水蒸气。(2)若采用加热除杂,则一般是干燥在前。如N2中混有O2、CO2、H2O(g),可先将混合气体通过碱石灰,除去CO2和H2O(g),再将从干燥管中导出的气体通过装有灼热铜网的硬质玻璃管除去O2,即可得到干燥、纯净的N2。若将混合气体先通过灼热的铜网,因气体中混有水蒸气,易使硬质玻璃管炸裂。3.尾气处理装置的选择(1)a装置用于吸收溶解或反应速率不是很快的气体,如用NaOH溶液吸收Cl2、CO2等。(2)b装置用于收集少量气体。(3)c、d装置用于吸收极易溶且溶解很快的气体,如HCl、HBr、NH3等,其中d装置吸收量少。(4)e装置用于处理难以吸收的可燃性气体,如H2、CO等。4.实验条件的控制(1)排除装置中的杂质气体为了防止空气中的氧气、CO2、水蒸气等干扰实验,常用其他稳定的气体(如氮气)排尽装置中的空气;有时也可充分利用反应产物气体(如氨气、氯气、二氧化硫)等排尽装置中的空气。(2)控制气体的流速及用量①用分液漏斗控制液体滴加的速度和用量。②观察气泡,控制气流速度,如图甲,可通过观察气泡得到N2、H2的体积比约为1∶3的混合气体。③平衡气压,如图乙,用长玻璃管平衡气压,防堵塞。(3)利用压强差控制反应的发生根据装置的密封性,让反应生成气体或消耗气体,产生压强差,将液体压入或倒流入另一反应容器。(4)温度控制①控制低温的目的:减少某些反应物或产品分解,如H2O2、NH4HCO3等;减少某些反应物或产品挥发,如盐酸、氨水等;防止某些物质水解,避免副反应发生等。②采取加热的目的:加快反应速率;使平衡移动;加速溶解等。③常考温度控制方式a.水浴加热:均匀加热,反应温度100℃以下。b.油浴加热:均匀加热,反应温度100～260℃。c.冰水冷却:使某物质液化;降低产物的溶解度;减少其他副反应发生,提高产品纯度等。d.保温:如测定中和热时两烧杯之间填泡沫、真空双层玻璃容器等。5.实验操作先后顺序选择(1)仪器选择与组装:根据实验流程,先下后上,先左后右。(2)试剂加入:先固后液。(3)实验操作流程:先检查装置气密性,再加药品,后点燃酒精灯。(4)防倒吸实验:往往是最后停止加热或停止通气。(5)防氧化实验:往往是先停止加热,最后停止通气。[典例示范]碳酸铈[Ce2(CO3)3]是制备稀土发光材料、汽车尾气净化催化剂的重要原料。碳酸铈可由铈的氯化物和碳酸氢铵反应制备。甲同学利用如图所示装置模拟制备Ce2(CO3)3:已知:Ce3+易被空气中的氧气氧化成Ce4+。(1)装置A中发生反应的化学方程式为;装置C中溶液的作用是。(2)题述装置中有一处不合理,请针对不合理之处写出改进措施:

。(3)装置B中制备Ce2(CO3)3的反应的离子方程式为。(4)Ce2(CO3)3在装置B中沉淀,经静置、过滤、洗涤、干燥后即可得到产品,检验产品是否洗涤干净的方法为

。

为测定产品中Ce2(CO3)3的纯度,取2.00g产品加入稀硫酸、H2O2溶液至恰好全部溶解,然后加蒸馏水配成100mL待测溶液,取25.00mL待测溶液用0.10mol·L-1的FeSO4溶液滴定至终点,消耗FeSO4溶液20.00mL,则产品中Ce2(CO3)3的纯度为。

解析:(1)A中为制备NH3的反应2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;C中溶液作用为防止空气中的氧气进入装置B中氧化Ce3+。(2)制备的CO2中混有HCl杂质,应在装置B、D之间添加除杂装置。(3)制备Ce2(CO3)3的反应的离子方程式为2Ce3++6HCO3-Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2(4)Ce2(CO3)3在装置B中沉淀,装置B中剩余母液的主要成分是NH4Cl,则洗涤的目的是除去Ce2(CO3)3固体表面的NH4Cl,检验产品是否洗涤干净只需要检验最后一次洗涤液中是否含有Cl-即可;滴定过程发生反应的离子方程式为Fe2++Ce4+Fe3++Ce3+,则由Ce2(CO3)3～2Ce4+～2Fe2+可知,2.00g产品中Ce2(CO3)3的物质的量为12×0.10mol·L-1×20.00×10-3L×100mL25.00答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O防止空气中的氧气进入装置B中氧化Ce3+(2)装置B、D之间连接盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶,吸收挥发出来的HCl气体(3)2Ce3++6HCO3-Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O(4)取最后一次洗涤液少许于试管中,加入少量硝酸酸化的硝酸银溶液,如无沉淀产生,则证明沉淀已经洗涤干净,反之未洗涤干净92%以气体制备为主线的综合实验1.(2021·福建福州开学考试)氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是一种易分解、易水解的白色固体,易溶于水,难溶于CCl4,某研究小组用如图所示的实验装置制备氨基甲酸铵。反应原理:2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s)ΔH<0实验室可选用下列装置制备氨基甲酸铵(H2NCOONH4)。回答下列问题。(1)仪器A的名称是,其中加入的固体可为(填名称);按气流方向连接各仪器:a→→jk←←b(用接口字母表示连接顺序)。

(2)装置Ⅱ的优点是。

(3)装置Ⅵ中,采用冰水浴的原因为;当CCl4液体中产生较多晶体悬浮物时即停止反应,(填操作名称)得到粗产品。为了将所得粗产品干燥,可采取的方法是(填标号)。

A.蒸馏B.高压加热烘干C.真空微热烘干(4)某同学认为这套装置制得的氨基甲酸铵易变质,同时不符合绿色化学理念,改进了装置,具体做法是,其作用为。解析:(1)根据图示,仪器A为三颈烧瓶;浓氨水和NaOH固体或CaO等混合可以放出氨气,所以A中加入的固体可为NaOH或CaO等;用碱石灰干燥氨气,通入装置Ⅲ,从d口进,c口出,装置Ⅱ生成CO2,除去CO2中的HCl用装置Ⅴ,长进短出,然后通入装置Ⅳ用浓硫酸干燥,则仪器连接顺序为a→dc→jk←fe←gh←b。(2)装置Ⅱ为简易启普发生器,可以随开随用,随关随停。(3)2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s)ΔH<0,正反应放热,降低温度,平衡正向移动,有利于提高反应物的转化率,氨基甲酸铵受热易分解,低温可以防止因反应放热造成氨基甲酸铵分解;分离固体物质与溶液采用过滤的方法,氨基甲酸铵受热易分解,所以采取减压低温烘干,即真空微热烘干。(4)氨气有刺激性气味,污染空气,需要尾气处理装置,则应在装置Ⅵ中长玻璃管处外接装有浓硫酸的试剂瓶,同时可防止空气中的水蒸气进入,使氨基甲酸铵水解。答案:(1)三颈烧瓶氢氧化钠(或氧化钙或碱石灰)dcfe←gh(2)随开随用,随关随停(3)降低温度,有利于提高反应物的转化率,防止因反应放热造成H2NCOONH4分解过滤C(4)装置Ⅵ中长玻璃管外接装有浓硫酸的试剂瓶吸收多余的氨气,防止污染环境;防止空气中的水蒸气进入,使氨基甲酸铵水解以陌生无机物制备为主线的综合实验2.(2021·福建漳州一模)氧化铋(Bi2O3)是一种淡黄色、低毒的氧化物,广泛应用于医药合成、能源材料等领域。其制备方法通常有两种:方法Ⅰ:将金属铋(Bi)溶于足量的稀硝酸得到硝酸铋[Bi(NO3)3]溶液,所得溶液经浓缩结晶、过滤、洗涤、干燥后得硝酸铋晶体,最后煅烧硝酸铋晶体即得氧化铋产品。方法Ⅱ:将3.0g氯氧化铋(BiOCl,白色难溶于水)与25mL3mol·L-1碳酸氢铵溶液混合,加入氨水调节溶液pH=9,50℃下反应2h可得到(BiO(1)写出金属铋(Bi)溶于足量稀硝酸生成硝酸铋溶液的离子方程式:;从绿色化学的角度思考,工业上常选方法Ⅱ而不选方法Ⅰ制氧化铋的原因是。

(2)图甲中仪器c的名称为,当观察到澄清石灰水变浑浊说明反应过程中产生CO2,写出产生(BiO)2CO3沉淀的化学方程式:

。

(3)加氨水调节pH为9有利于生成(BiO)2CO3沉淀的原因是(4)某研究小组探究温度对沉淀制备的影响,得到温度与所得沉淀产率的关系如图乙所示。结合图像分析,50℃时沉淀产率最高的原因是温度低于50℃时,BiOCl固体在水中的溶解度小,导致沉淀的产率降低;温度高于50℃时,

。

(5)若方法Ⅱ所得氧化铋(Bi2O3)产品的质量为2.56g,则氯氧化铋的转化率为(保留3位有效数字)。

解析:(1)由题干可知Bi与稀硝酸反应,生成的气体应该为NO,因此离子方程式为Bi+4H++NO3-Bi3++NO↑+2H2(2)由图可知仪器c的名称为分液漏斗;由题干信息可知,BiOCl与NH4HCO3反应有(BiO)2CO3和CO2生成,根据原子守恒得反应的化学方程式为2BiOCl+2NH4HCO3(BiO)2CO3+CO2↑+2NH4Cl+H2O。(3)氨水呈碱性,会与HCO3-反应产生大量的CO32-(4)当温度高于50℃时,会促进溶液中NH3·H2O分解,使溶液pH降低,从而不利于CO3(5)当得到产品质量为2.56g时,转化率α=2.56答案:(1)Bi+4H++NO3-Bi3++NO↑+2H2O方法Ⅰ中金属Bi与稀硝酸反应和硝酸铋在受热分解的过程中均会产生污染环境的氮氧化物(2)分液漏斗2BiOCl+2NH4HCO3(BiO)2CO3+CO2↑+2NH4Cl+H2O(3)氨水会与HCO3-反应生成CO32-(4)NH3·以化工流程为线索的无机物制备3.(2021·河北邯郸二模)[Cu(NH3)4]SO4·H2O常用作杀虫剂、媒染剂,某小组在实验室以铜为主要原料合成该物质的路线如图所示:已知:①[Cu(NH3)4]SO4·H2O为绛蓝色晶体,在溶液中存在以下电离(解离)过程:[Cu(NH3)4]SO4·H2O[Cu(NH3)4]2++SO42-+H[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3。②(NH4)2SO4和[Cu(NH3)4]SO4·H2O在水中均可溶,在乙醇中均难溶。若向[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇,会析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。请回答下列问题:(1)实验室用下图装置制备合成[Cu(NH3)4]SO4·H2O所需的CuSO4溶液。①仪器a的名称是;仪器d中发生反应的离子方程式是。②说明检验装置A气密性的方法:

。③装置B的加热方法为水浴加热,其优点是。(2)方案1的实验步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。该方案存在一定缺陷,因为根据该方案得到的产物晶体中往往含有(填化学式)杂质,其原因是

(从平衡移动的角度回答)。(3)方案2的实验步骤为向[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入适量(填试剂名称),过滤、洗涤、干燥。

(4)方案1、2中步骤均有过滤、洗涤、干燥。①过滤的主要目的是将固液混合物进行分离。中学化学中常见的固液混合物分离的操作有“普通过滤法”和“减压过滤法”等,操作示意图如图:减压过滤法相对于普通过滤法的优点为(填序号,下同)。

A.过滤速度相对较快B.能过滤胶体类混合物C.得到的固体物质相对比较干燥②下列最适合在“洗涤”步骤中作为洗涤液的是。

A.蒸馏水B.乙醇与水的混合液C.饱和(NH4)2SO4溶液解析:(1)①仪器a为分液漏斗;仪器d中,铜单质在酸性条件下被O2氧化为Cu2+,相应的离子方程式为2Cu+O2+4H+2Cu2++2H2O。②检验装置A的气密性,应关闭分液漏斗活塞,塞紧锥形瓶塞子,打开止水夹k,将导管一端浸入水中,双手捂住锥形瓶,若观察到导管口有气泡冒出,松开手后导管中形成一段稳定的水柱,说明装置A的气密性良好。③由于水具有较大的比热容,加热或冷却过程中温度的变化较为缓慢,所以水浴加热具有易于控制温度,且能够使被加热物质均匀受热的优点。(2)该方案存在明显缺陷,因为得到的产物晶体中往往含有Cu(OH)2或Cu2(OH)2SO4杂质,其原因是在蒸发浓缩过程中NH3挥发,平衡[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3向右移动,Cu2+发生水解生成Cu(OH)2或Cu2(OH)2SO4。(3)根据题给信息②可知,加入的试剂应为乙醇。(4)①减压过滤可加快过滤速度,并使沉淀比较干燥,因为胶状沉淀易穿透滤纸,沉淀颗粒太小易在滤纸上形成一层密实的沉淀,溶液不易透过,所以减压过滤不宜过滤胶状沉淀和颗粒太小的沉淀,A、C项正确。②[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体可溶于水,难溶于乙醇,所以可选用乙醇和水的混合液,不能选用蒸馏水;若用饱和硫酸铵溶液洗涤,则会在[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体表面残留有硫酸铵杂质,达不到洗涤的目的。答案:(1)①分液漏斗2Cu+O2+4H+2Cu2++2H2O②关闭分液漏斗活塞,塞紧锥形瓶塞子,打开止水夹k,将导管一端浸入水中,双手捂住锥形瓶,若观察到导管口有气泡冒出,松开手后导管中形成一段稳定的水柱,说明装置A的气密性良好③受热均匀,易于控制加热温度(2)Cu(OH)2或Cu2(OH)2SO4蒸发浓缩过程中NH3挥发,平衡[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3向右移动,Cu2+发生水解生成Cu(OH)2或Cu2(OH)2SO4(3)乙醇(4)①AC②B实验现象、操作、目的、作用答题模板1.现象类答题要素现象描述要全面:看到的、听到的、触摸到的、闻到的现象描述要准确:指明产生这种现象的部位按“现象+结论”模式描述,忌现象和结论不分、由理论推现象、指出具体生成物的名称答题模板溶液中:颜色由××变成××;液面上升(或下降);溶液变浑浊;生成××色沉淀;产生大量气泡等。固体:固体表面产生大量气泡;逐渐溶解;颜色由××变成××等。气体:生成××色××味气体;气体由××色变成××色等2.操作类(1)气密性检查:形成密闭体系→通过操作改变压强→观察实验现象→得出结论。(2)判断沉淀是否完全的操作:静置,向上层清液中继续滴加少量沉淀剂,若无沉淀产生,则证明已沉淀完全。(3)判断沉淀是否洗净的操作:取少量最后一次洗涤液,滴加××,若没有××现象出现,证明沉淀已经洗净。(4)从溶液中得到晶体的操作:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤(包括水洗、冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥;或蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥。(5)蒸发结晶的操作:将溶液转移到蒸发皿中,加热并用玻璃棒不断搅拌,待有大量晶体出现时停止加热,利用余热蒸干剩余水分。(6)滴定终点溶液颜色变化的判断:滴加最后一滴溶液时,溶液由××色变为××色,且半分钟内不恢复原来的颜色。3.目的、作用类(1)恒压滴液漏斗上的支管的作用:保证反应容器(一般为圆底烧瓶)内压强与恒压滴液漏斗内压强相等(平衡压强),使恒压滴液漏斗内的液体顺利滴下。(2)沉淀用乙醇洗涤的目的:减小固体的溶解损失;除去固体表面吸附的杂质;乙醇挥发带走水分,使固体快速干燥。(3)冷凝回流的作用及目的:防止××蒸气逸出而脱离反应体系,提高××物质的转化率。(4)“趁热过滤”的目的:防止降温过程中杂质析出,提高产品的纯度。(5)减压蒸馏(减压蒸发)的目的:减小压强,使液体沸点降低,防止××物质(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)受热分解。有机物的制备实验探究1.有机物制备实验的常用装置(1)反应装置:有机物易挥发,常采用冷凝回流装置减少有机物的挥发,提高原料的利用率和产物的产率。下列图1、图3中的球形冷凝管和图2中的长玻璃导管均起到冷凝回流作用。(2)蒸馏装置:利用有机物沸点的不同,用蒸馏方法可以实现分离。(1)温度计水银球的位置:若要控制反应温度,应插入反应液中;若要选择收集某温度下的馏分,则应放在支管口附近。(2)冷凝管的选择:球形冷凝管只能用于冷凝回流,直形冷凝管既能用于冷凝回流,又能用于冷凝收集馏分。(3)冷凝管的进出水方向:下进上出。(4)加热方法的选择①酒精灯加热:酒精灯的火焰温度一般在400～500℃,所以需要温度不太高的实验都可用酒精灯加热。②水浴加热:水浴加热的温度不超过100℃。(5)防暴沸:加碎瓷片(或沸石),防止溶液暴沸,若开始忘加碎瓷片(或沸石),需冷却后补加。2.提纯有机物的常用方法有机制备实验有反应物转化率低、副反应多等特点,制得的产物中常混有杂质,根据目标产物与杂质的性质差异,可用如下方法分离提纯:如苯与液溴发生取代反应后,产物为棕褐色,混合物中含有目标产物溴苯,有机杂质苯,无机杂质Br2、FeBr3、HBr等,提纯溴苯可用如图工艺流程:[典例示范](2022·江西景德镇月考)常温下对甲基苯甲醚为无色液体,实验室制备对甲基苯甲醚的反应原理为+CH3OH+H2O,反应装置(夹持及加热装置已略)如图所示,部分物质的相关性质如下表所示。物质甲醇对甲基苯酚对甲基苯甲醚沸点/℃64.7202174密度/(g/cm3)0.791.020.969水溶性易溶难溶不溶产物制备:先在甲装置的圆底烧瓶中加入几粒碎瓷片,再依次加入10.8g对甲基苯酚、10mL甲醇,最后加入2mL浓硫酸,控制反应温度为60℃进行反应。产物提纯:①将反应混合液冷却后加入足量饱和碳酸钠溶液,充分反应后转移至分液漏斗中,静置分液;②将有机层转移至乙装置的蒸馏烧瓶中,加热,控制温度为100℃进行蒸馏,待蒸馏结束后,向蒸馏烧瓶内剩余液体中加入足量无水氯化钙,然后趁热过滤,并将所得液体再次进行蒸馏,收集174℃时的馏分,蒸馏结束后,称量第二次蒸馏所得馏分为7.32g。回答下列问题:(1)仪器A的名称为。

(2)向甲装置的圆底烧瓶中加入碎瓷片的目的是;制备实验中采用的加热方式是,其优点是。(3)产物提纯时,向反应混合液中加入足量饱和碳酸钠溶液的主要目的是;产物提纯时,先控制温度为100℃进行蒸馏的目的是。(4)加入足量无水氯化钙的目的是

。

(5)对甲基苯甲醚的产率为%。

解析:(1)甲装置为制备装置,原料甲醇沸点较低,易挥发,需冷凝回流,冷凝回流用球形冷凝管。(2)向甲装置中加入碎瓷片或沸石的目的是防暴沸;制备时的反应温度为60℃,应采用水浴加热的方式,其优点是使反应液受热均匀,易于控制加热温度。(3)根据反应原理知,该制备反应为可逆反应,反应后的混合液中除了产物对甲基苯甲醚,还含有杂质甲醇、对甲基苯酚、硫酸、水,向反应混合液中加入足量饱和碳酸钠溶液,与反应混合液中的硫酸充分反应,然后通过分液除去无机杂质、甲醇,剩余的有机层中含有水、甲醇、对甲基苯酚、对甲基苯甲醚,将有机层转移至乙装置中进行蒸馏,根据题表沸点数据,先控制温度为100℃,可蒸出有机层中的甲醇和大部分水,得到对甲基苯酚和对甲基苯甲醚及少量水的混合液。(4)无水氯化钙属于干燥剂,能吸收水,所以加入足量无水氯化钙,可除去混合液中少量的水。(5)对甲基苯酚的物质的量为10.8g108g/mol=0.1mol,10mL甲醇的物质的量为10答案:(1)球形冷凝管(2)防暴沸水浴加热使反应液受热均匀,易于控制加热温度(3)除去反应混合液中的硫酸蒸出反应混合物中的甲醇和大部分水(4)除去混合液中少量的水(或干燥有机相)(5)60解答有机物制备题的思维模型1.(2021·河南郑州三模)苯乙酮既可用于制香皂和香烟,也可用作纤维素酯和树脂等的溶剂。实验室以苯和乙酐为原料制备苯乙酮:++CH3COOH,制备过程中还有CH3COOH+AlCl3CH3COOAlCl2+HCl↑等副反应发生,实验装置如图,相关物质的沸点见下表。物质苯苯乙酮乙酸乙酐沸点/℃80.1202117.9139.8实验步骤如下:步骤1:在三颈烧瓶中按一定配比将苯和研碎的无水氯化铝粉末充分混合后,在搅拌下缓慢滴加乙酐。乙酐滴加完后,升温至70～80℃,保温反应一段时间,冷却。步骤2:冷却后将反应物倒入含盐酸的冰水中,然后分出苯层。苯层依次用水、5%氢氧化钠溶液和水洗涤。步骤3:向洗涤的有机相中加入适量无水MgSO4固体,放置一段时间后进行分离步骤4:常压蒸馏有机相,且收集相应馏分。回答下列问题:(1)步骤4中常压蒸馏有机相,且收集相应馏分,用到下列仪器的名称是。

(2)锥形瓶中的导管不插入液面以下的原因是

。

(3)实验装置中冷凝管的主要作用是,干燥管的作用是。(4)乙酐滴加完后,升温至70～80℃的目的是

(答出两点)。(5)步骤2中用5%氢氧化钠溶液洗涤的目的是

。(6)步骤3中加入无水MgSO4固体的作用是,分离操作的名称是。

解析:(1)常压蒸馏要用蒸馏烧瓶、锥形瓶(收集馏出物)。(2)因反应生成的CH3COOH与AlCl3在加热条件下反应产生极易溶于水的HCl,若导管插入液面以下会产生倒吸。(3)冷凝管的作用是冷凝回流,充分利用苯和乙酐;该反应要保持无水,所以干燥管的作用是防止外界水蒸气进入三颈烧瓶中。(4)乙酐滴加完后,升温至70～80℃的目的是提高反应速率,缩短反应时间,防止苯大量挥发。(5)步骤2中的苯层含有醋酸等酸性物质,即用5%氢氧化钠溶液洗涤的目的是洗去醋酸等酸性物质。(6)无水MgSO4可以用来除去有机相中的水(或干燥有机相),有机相是液体,硫酸镁吸水后还是固体,所以用过滤的方法分离。答案:(1)蒸馏烧瓶、锥形瓶(2)反应产生极易溶于水的HCl,若导管插入液面以下会产生倒吸(3)冷凝回流防止外界水蒸气进入三颈烧瓶中(4)提高反应速率,缩短反应时间,防止苯大量挥发(任写两点即可)(5)洗去醋酸等酸性物质(6)除去有机相中的水(或干燥有机相)过滤2.醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应为+H2O,实验装置如图:可能用到的有关数据见下表:物质相对分子质量密度/(g·cm-3)沸点/℃溶解性环己醇1000.9618161微溶于水环己烯820.810283难溶于水合成反应:在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅拌下慢慢加入1mL浓硫酸。b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90℃。分离提纯:将反应粗产物倒入分液漏斗中,分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g。回答下列问题:(1)装置b的名称是。

(2)加入碎瓷片的作用是;如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应该采取的正确操作是(填字母)。

A.立即补加 B.冷却后补加C.不需补加 D.重新配料(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为。(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的(填“上口倒出”或“下口放出”)。(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是。

解析:(1)装置b为直形冷凝管,可用于冷凝馏分。(2)加入碎瓷片的作用是防止有机物在加热时发生暴沸。如果在加热时发现忘记加碎瓷片,这时必须停止加热,待冷却后补加碎瓷片。(3)醇分子间容易发生脱水反应生成醚类化合物。(4)分液漏斗在使用前必须要检漏。实验生成的环己烯的密度比水的要小,所以环己烯应从上口倒出。(5)加入无水氯化钙的目的是除去水(作干燥剂)和除去环己醇(因为乙醇可以和氯化钙反应,类比推知,环己醇和氯化钙也可以反应)。答案:(1)直形冷凝管(2)防止暴沸B(3)(4)检漏上口倒出(5)干燥(或除水除醇)表格中信息的利用密度:主要与水比较,以确定分液时有机层的位置;计算加入原料的量,确定哪种反应物过量,以方便计算产率。沸点:主要用于物质之间的比较,以确定蒸馏温度。溶解性:主要用于判断是否溶于水或某种有机溶剂,以确定萃取试剂,判断杂质等注意仪器的作用所给装置图中常有一些不常见的仪器,要明确这些仪器的作用,如索氏提取器、分水器、安全漏斗、球形分液漏斗等分离除杂过程中试剂的作用用碳酸钠、碳酸氢钠等无机试剂洗涤:“中和”酸等;将某些组分转化为易溶于水的物质,便于分液除去;降低某些成分的溶解度等。水洗:除去易溶于水的物质。无水氯化钙:干燥除水(对应学生用书第281～282页)1.(2021·山东卷,18)六氯化钨(WCl6)可用作有机合成催化剂,熔点为283℃,沸点为340℃,易溶于CS2,极易水解。实验室中,先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W)再制备WCl6,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:(1)检查装置气密性并加入WO3。先通N2,其目的是;一段时间后,加热管式炉,改通H2,对B处逸出的H2进行后续处理。仪器A的名称为,证明WO3已被完全还原的现象是。

(2)WO3完全还原后,进行的操作为①冷却,停止通H2;②以干燥的接收装置替换E;③在B处加装盛有碱石灰的干燥管;④……;⑤加热,通Cl2;⑥……。碱石灰的作用是;操作④是,目的是。

(3)利用碘量法测定WCl6产品纯度,实验如下:①称量:将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中,盖紧称重为m1g;开盖并计时1min,盖紧称重为m2g;再开盖加入待测样品并计时1min,盖紧称重为m3g,则样品质量为g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。

②滴定:先将WCl6转化为可溶的Na2WO4,通过IO3-离子交换柱发生反应:WO42-+Ba(IO3)2BaWO4+2IO3-;交换结束后,向所得含IO3-的溶液中加入适量酸化的KI溶液,发生反应:IO3-+5I-+6H+3I2+3H2O;反应完全后,用Na2S2O3标准溶液滴定,发生反应:I2+2S2O32-2I-+S4O62-。滴定达终点时消耗cmol·L-1的Na2S2O3溶液VmL,则样品中WCl6(摩尔质量为Mg·mol-1)的质量分数为解析:(1)用H2还原WO3制备W,装置中不能有空气,所以先通N2,其目的是排除装置中的空气;由仪器构造可知仪器A的名称为直形冷凝管;反应过程中有水生成,则当WO3已被完全还原的现象是不再有水凝结。(2)由信息可知WCl6极易水解,W与Cl2反应制取WCl6时,要在B处加装盛有碱石灰的干燥管,防止空气中的水蒸气进入E中,所以碱石灰的作用一是吸收多余氯气,防止污染空气,二是防止空气中的水蒸气进入E;在操作⑤加热,通Cl2之前,装置中有多余的H2,需要除去,所以操作④是再次通入N2,目的是排除装置中的H2。(3)①根据题意分析,称量时加入足量的CS2,盖紧称重为m1g,由于CS2易挥发,开盖时要挥发出来,称量的质量要减少,开盖并计时1min,盖紧称重m2g,则挥发出的CS2的质量为(m1-m2)g,再开盖加入待测样品并计时1min,又挥发出(m1-m2)g的CS2,盖紧称重为m3g,则样品质量为m3g+2(m1-m2)g-m1g=(m3+m1-2m2)g。②滴定时,根据关系式:WO42-～2IO3-～6I2～12S2O32-,样品中n(WCl6)=n(WO42-)=112n(S2O32-)=112cV×10-3mol,m(WCl6)=112cV×10-3mol×Mg·mol-1=cVM12000g,则样品中WCl6答案:(1)排除装置中的空气直形冷凝管不再有水凝结(2)吸收Cl2;防止水蒸气进入E通入N2排除装置中的H2(3)①m3+m1-2m2②cVM1202.(2020·山东卷,20节选)某同学利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如图所示(夹持装置略):已知:锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:3MnO42-+2H2O2MnO4-回答下列问题:(1)装置A中a的作用是;装置C中的试剂为;装置A中制备Cl2的化学方程式为。

(2)上述装置存在一处缺陷,会导致KMnO4产率降低,改进的方法是。(3)KMnO4常作氧化还原滴定的氧化剂,滴定时应将KMnO4溶液加入(填“酸式”或“碱式”)滴定管中;在规格为50.00mL的滴定管中,若KMnO4溶液起始读数为15.00mL,此时滴定管中KMnO4溶液的实际体积为(填字母)。

A.15.00mL B.35.00mLC.大于35.00mL D.小于15.00mL解析:(1)装置A中a的作用是平衡气压,使浓盐酸能够顺利滴下。该实验过程中有毒性较大的氯气参与反应,故装置C中盛放NaOH溶液,用于吸收有毒气体氯气,防止其逸出污染空气。酸性条件下,ClO-与Cl-发生氧化还原反应(归中反应)生成氯气,故装置A中制备Cl2的化学方程式是Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+2H2O。(2)盐酸具有挥发性,则用浓盐酸制备的Cl2中含有HCl杂质,该杂质进入装置B中会使溶液碱性减弱,而溶液碱性减弱时MnO42-易发生歧化反应生成MnO4-和MnO2,又因为HCl还可还原装置B中生成的KMnO4,导致产物损失,改进的方法是在装置A和装置B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶,以除去Cl2中的HCl杂质。(3)KMnO4具有强氧化性,可腐蚀橡胶管,因此KMnO答案:(1)平衡气压,使浓盐酸顺利滴下NaOH溶液Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+2H2O(2)在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶(3)酸式C3.(2021·全国乙卷,27)氧化石墨烯具有稳定的网状结构,在能源、材料等领域有着重要的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示):Ⅰ.将浓H2SO4、NaNO3、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中。剧烈搅拌下,分批缓慢加入KMnO4粉末,塞好瓶口。Ⅱ.转至油浴中,35℃搅拌1小时,缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98℃并保持1小时。Ⅲ.转移至大烧杯中,静置冷却至室温。加入大量蒸馏水,而后滴加H2O2至悬浊液由紫色变为土黄色。Ⅳ.离心分离,稀盐酸洗涤沉淀。Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。Ⅵ.冷冻干燥,得到土黄色的氧化石墨烯。回答下列问题:(1)装置图中,仪器a、c的名称分别是、,仪器b的进水口是(填字母)。

(2)步骤Ⅰ中,需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴,原因是。(3)步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴,不使用热水浴,原因是。(4)步骤Ⅲ中,H2O2的作用是(以离子方程式表示)。

(5)步骤Ⅳ中,洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在SO42-(6)步骤Ⅴ可用pH试纸检测来判断Cl-是否洗净,其理由是。

解析:(1)由图中仪器构造可知,a的仪器名称为滴液漏斗,c的仪器名称为三颈烧瓶;仪器b为球形冷凝管,起冷凝回流作用,为了冷凝效果更好,冷却水要从d口进,e口出。(2)反应为放热反应,为控制反应速率,避免反应过于剧烈,需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴。(3)油浴和水浴相比,由于油的比热容较水的小,油浴控制温度更加灵敏和精确,该实验反应温度接近水的沸点,故不采用热水浴,而采用油浴。(4)由滴加H2O2后发生的现象可知,加入H2O2的目的是除去过量的KMnO4,则反应的离子方程式为2MnO4-+5H2O2+6H+2Mn2++5O2↑+8H2(5)该实验中为判断洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在SO42-(6)步骤Ⅳ用稀盐酸洗涤沉淀,步骤Ⅴ洗涤过量的盐酸,H+与Cl-电离平衡,洗出液接近中性时,可认为Cl-洗净。答案:(1)滴液漏斗三颈烧瓶d(2)反应放热,防止反应过快(3)反应温度接近水的沸点,油浴更易控温(4)2MnO4-+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑(5)取少量洗出液,滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若没有白色沉淀生成说明洗涤完成(6)H+与Cl-电离平衡,洗出液接近中性时,可认为Cl-题号知识易中难无机物的制备实验探究1,2,36有机物的制备实验探究45非选择题1.(2021·湖南永州二模)实验室利用SO2合成硫酰氯(SO2Cl2),并对H2SO3和HClO的酸性强弱进行探究。Ⅰ.已知SO2Cl2的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,在空气中遇水蒸气发生剧烈反应,并产生大量白雾,100℃以上分解生成SO2和Cl2。实验室合成SO2Cl2的原理:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)ΔH<0,实验装置如图所示(夹持仪器已省略),请回答下列问题:(1)装置A中的试剂是。

(2)活性炭的作用是。

(3)在冰水浴中制备SO2Cl2的原因是

。

(4)为了测定SO2Cl2产品纯度(杂质不参与反应),称取agSO2Cl2产品于锥形瓶中,加入足量蒸馏水,充分反应。用cmol·L-1AgNO3溶液滴定反应后的溶液,滴几滴K2CrO4溶液做指示剂,当生成Ag2CrO4砖红色沉淀时,认为溶液中Cl-沉淀完全,此时消耗AgNO3溶液的体积为VmL。①用棕色滴定管盛装AgNO3溶液,其原因是。②该SO2Cl2产品的纯度为。Ⅱ.(5)选用下面的装置探究酸性:H2SO3>HClO,其连接顺序为A→。能证明H2SO3的酸性强于HClO的实验现象为

。

解析:Ⅰ.(1)装置A中的试剂用于干燥二氧化硫,故选用酸性或中性的固体干燥剂。(2)从影响反应的条件推出:活性炭的可能作用是催化剂。(3)已知:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)ΔH<0,SO2Cl2的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,100℃以上分解生成SO2和Cl2,故在冰水浴中制备SO2Cl2。(4)①用棕色滴定管盛装AgNO3溶液,其原因是AgNO3见光易分解。②由质量守恒定律知:SO2Cl2～2Cl-～2AgNO3135g2molag·φ(SO2Cl2)cmol/L·VmL·10-3L/mLSO2Cl2产品的纯度φ(SO2Cl2)=135cVⅡ.(5)装置A制备二氧化硫,由于盐酸易挥发,制备的二氧化硫中混有HCl,用饱和的亚硫酸氢钠除去HCl,再通过碳酸氢钠溶液,可以验证亚硫酸酸性比碳酸强,用酸性高锰酸钾溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫,用品红溶液检验二氧化碳中二氧化硫是否除尽,再通入漂白粉溶液中,则装置连接顺序为A→C→B→E→D→F。HClO具有强氧化性,SO2具有还原性,不能利用SO2与次氯酸钙直接反应判断亚硫酸与次氯酸的酸性强弱,先验证亚硫酸酸性比碳酸强,再结合碳酸酸性比HClO强进行判断,能证明H2SO3的酸性强于HClO的实验现象为装置D中品红不褪色,装置F中产生白色沉淀。答案:(1)P2O5(或无水CaCl2、硅胶等)(2)催化剂(3)反应放热,且SO2Cl2沸点低,冰水浴有利于生成和收集SO2Cl2(4)①AgNO3见光易分解②135cV2.(2021·山东日照三模)FeCl2是重要的媒染剂和污水处理剂。某校化学探究团队查阅有关资料,在实验室中用氯苯消氯法制备无水FeCl2,原理为C6H5Cl+2FeCl32FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑,装置如图所示(夹持装置已略去)。已知:Ⅰ.FeCl2、FeCl3不溶于氯苯、二氯苯;Ⅱ.C6H5Cl、C6H4Cl2互溶,不溶于水;沸点分别为132℃、173℃。回答下列问题:(1)仪器a的名称为,该仪器(填“能”或“不能”)用于石油的分馏。

(2)该团队用3.25gFeCl3与过量氯苯反应,实验结束后将三颈烧瓶中的物质倒出,过滤、洗涤、干燥后得到粗产品,回收滤液中氯苯的方法为(填操作名称)。

(3)经讨论后,分为甲、乙两组用不同方法测定FeCl3的转化率。①甲组:用0.40mol·L-1NaOH标准液滴定锥形瓶内的溶液,可选用的指示剂为;若终点时消耗18.50mLNaOH标准液,则FeCl3的转化率为%。

②乙组:将粗产品制成250mL溶液,取出25.00mL,用0.0200mol·L-1标准KMnO4溶液滴定(已知:本实验条件下,Cl-不参与反应;KMnO4还原产物为Mn2+)。达到滴定终点时的现象为,经平行实验测得平均消耗标准液16.00mL,则甲组测定结果(填“高于”或“低于”)乙组测定结果。

③某检测机构对粗产品进行测定,经数据分析测得FeCl3的转化率为79.95%。与乙组和检测机构的测定结果对比,若无操作失误,甲组产生较大误差可能的原因为。

解析:(1)图中仪器a为球形冷凝管,石油的分离是通过蒸馏实现的,蒸馏时使用直形冷凝管,不能使用球形冷凝管。(2)根据氯苯和二氯苯的沸点可知,分离两者可用蒸馏的方法。(3)①锥形瓶中主要成分为HCl,酸碱中和滴定时,强碱滴定酸用酚酞作指示剂;根据反应HCl+NaOHNaCl+H2O和C6H5Cl+2FeCl32FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑,可建立关系式2FeCl3～NaOH,消耗的氢氧化钠的物质的量为n(NaOH)=(0.4×18.5×10-3)mol=7.4×10-3mol,即实际转化的氯化铁为n(FeCl3)=2n(NaOH)=2×7.4×10-3mol=1.48×10-2mol,m(FeCl3)=1.48×10-2×162.5g,氯化铁的转化率为1.48×10②用高锰酸钾溶液滴定时,终点现象为溶液变为浅紫色,且30秒内不恢复到原来的颜色;滴定时的反应为5Fe2++MnO4-+8H+Mn2++5Fe3++4H2O,可建立关系式5FeCl3～MnO4-,消耗的高锰酸钾的物质的量为n(KMnO4)=(0.02×16×10-3)mol=3.2×10-4mol,则氯化铁的物质的量为n(FeCl3)=5n(MnO4-)=5×3.2×10-4×10mol=1.6×10-2mol,质量为m(FeCl3)=1.6×10-2③甲组误差较大的原因可能为产生的HCl气体未全部溶于水。答案:(1)球形冷凝管不能(2)蒸馏(3)①酚酞74②溶液变为浅紫色,且30秒内不恢复到原来的颜色低于③产生的HCl没有完全被锥形瓶中的水吸收3.(2021·广东梅州二模)高纯MnCO3是广泛用于电子行业的强磁性材料。MnCO3为白色粉末,难溶于水和乙醇,在潮湿环境下易被氧化,温度高于100℃开始分解。实验室以MnO2为原料制备MnCO3。(1)制备MnSO4溶液:①主要反应装置如图,缓缓通入经N2稀释的SO2气体,三颈烧瓶中反应的化学方程式为。反应过程中,为使SO2尽可能转化完全,在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下,可采取的合理措施有(写出一点)。

②已知实验室制取SO2可采用:Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O。选择下表中部分装置与上图装置相连制备MnSO4溶液,应选择的装置有。

abcdef③若用空气代替N2进行实验,缺点是。(酸性环境下Mn2+不易被氧化)

(2)制备MnCO3固体:实验步骤:①向MnSO4溶液中边搅拌边加入饱和NH4HCO3溶液生成MnCO3沉淀,反应结束后过滤;②……;③在70～80℃下烘干得到纯净、干燥的MnCO3固体。步骤①需控制溶液的酸碱性,若碱性过强,MnCO3粗产品中将混有(填化学式)。步骤②的操作是洗涤沉淀和检验沉淀是否洗涤干净,则需要用到的试剂有。

解析:(1)①SO2与MnO2作用生成MnSO4,反应生成MnSO4的化学方程式为SO2+MnO2MnSO4,为加快反应速率,可采取的合理措施有控制适当的温度;缓慢通入混合气体;使用多孔球泡。②制备二氧化硫的反应不需要加热,b装置制备二氧化硫,氮气与二氧化硫通过e装置混合,在反应装置中生成MnSO4,利用f装置进行尾气处理,防止尾气中二氧化硫污染空气,故选abef。③若用空气代替N2进行实验,氧气能与亚硫酸反应生成硫酸,二氧化硫利用率降低。(2)步骤①若碱性过强,Mn2+直接和OH-结合生成Mn(OH)2沉淀。根据题意,先用蒸馏水洗涤,用盐酸酸化的BaCl2溶液验证洗涤是否干净,再用乙醇洗涤,所以所需试剂是水、盐酸酸化的BaCl2溶液、乙醇。答案:(1)①SO2+MnO2MnSO4控制适当的温度或缓慢通入混合气体或使用多孔球泡(任写一点即可)②abef③空气中的O2能氧化H2SO3,使SO2利用率下降(2)Mn(OH)2水、盐酸酸化的BaCl2溶液、乙醇4.(2021·河北保定二模)1,2-二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)是重要的有机化工原料,不溶于水,易溶于有机溶剂,沸点83.6℃,碱性条件下水解程度较大。实验室采用“乙烯液相直接氯化法”制备1,2-二氯乙烷,相关反应原理为C2H5OHCH2CH2↑+H2OCl2(g)+CH2CH2(g)CH2ClCH2Cl(l)ΔH<0实验装置如图:请回答下列问题:(1)写出甲装置发生反应的化学方程式:。(2)按实验原理将装置戊、己、庚连接起来,d→→→→→a(按接口顺序连接)。

(3)丁装置中长玻璃导管B的作用是,先装入1,2-二氯乙烷液体,其作用是,以促进气体间的接触,更容易使物质发生反应。

(4)制乙烯采用甘油浴加热,该加热方式的优点是。(5)制得的1,2-二氯乙烷中溶解有Cl2、乙烯,逐出其中的Cl2和乙烯采用的方法是。

(6)有同学提出该装置存在缺陷,你认为是。(7)产品纯度的测定:量取5.00mL逐出Cl2和乙烯后的产品,产品密度为1.2g·mL-1,加足量稀NaOH溶液,加热充分反应:CH2ClCH2Cl+2NaOHCH2OHCH2OH+2NaCl。所得溶液先用稀硝酸中和至酸性,然后加入1.000mol·L-1的AgNO3标准溶液至不再产生沉淀,沉降后过滤、洗涤、低温干燥、称量,得到14.35g白色固体,则产品中1,2-二氯乙烷的纯度为。

解析:甲装置是二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气,经饱和食盐水除去氯化氢气体,浓硫酸除去水蒸气,进入丁装置,己装置是乙醇在五氧化二磷和加热条件下反应生成乙烯和水,乙醇挥发,产物经过戊装置除去乙醇,再经过庚装置的浓硫酸除去水,进入丁装置,与氯气反应制得1,2-二氯乙烷,所以连接方式为d→b→c→f→e→a。(1)甲装置是二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)根据分析可知连接方式为d→b→c→f→e→a。(3)CH2ClCH2Cl沸点较低,在反应时易挥发,可用丁装置中长玻璃导管B来冷凝回流,同时B也可以排出多余的气体,平衡气压;先装入1,2-二氯乙烷液体,其作用是溶解Cl2和乙烯,促进气体反应物间的接触。(4)采用甘油浴加热方式的优点是受热更均匀,温度更易控制。(5)制得的1,2-二氯乙烷中溶解有Cl2、乙烯,逐出Cl2和乙烯采用的方法是适当加热,既可以逐出杂质气体又不会引入新的杂质且操作简单。(6)尾气中有残留的Cl2,氯气有毒,需要尾气处理,而实验装置中没有尾气处理装置。(7)5.00mL逐出Cl2和乙烯后的产品,密度为1.2g·mL-1,质量为1.2g·mL-1×5.00mL=6.00g,加足量稀NaOH溶液,加热充分反应:CH2ClCH2Cl+2NaOHCH2OHCH2OH+2NaCl。所得溶液先用稀硝酸中和至酸性,然后加入1.000mol·L-1的AgNO3标准溶液至不再产生沉淀,沉降后过滤、洗涤、低温干燥、称量,得到14.35g白色固体是氯化银,物质的量为n=mM=14.35g143.5g·答案:(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑(2)bcfe(3)冷凝回流、导气(或平衡压强)溶解Cl2和乙烯(4)受热更均匀,温度更易控制(5)适当加热(6)没有尾气处理装置(7)82.50%5.(2021·四川成都三模)2-硝基-1,3-苯二酚是重要的医药中间体。实验室常以间苯二酚为原料,经磺化、硝化、去磺酸基三步合成:部分物质相关性质如下表:名称相对分子质量性状熔点/℃水溶性(常温)间苯二酚110白色针状晶体110.7易溶2-硝基-1,3-苯二酚155橘红色针状晶体87.8难溶制备过程如下:第一步:磺化。称取77.0g间苯二酚,碾成粉末放入烧瓶中,慢慢加入适量浓硫酸并不断搅拌,控制温度在一定范围内搅拌15min(如图1)。第二步:硝化。待磺化反应结束后将烧瓶置于冷水中,充分冷却后加入“混酸”,控制温度继续搅拌15min。第三步:蒸馏。将硝化反应混合物的稀释液转移到圆底烧瓶B中,然后用如图2所示装置进行水蒸气蒸馏(水蒸气蒸馏可使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的),收集馏出物,得到2-硝基-1,3-苯二酚粗品。请回答下列问题:(1)图1中仪器a的名称是;磺化步骤中控制温度最合适的范围为(填字母,下同)。

A.30～60℃ B.60～65℃C.65～70℃ D.70～100℃(2)已知:酚羟基邻、对位的氢原子比较活泼,均易被取代。请分析第一步磺化引入磺酸基基团(—SO3H)的作用是。(3)硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是

。

(4)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,被提纯物质必须具备的条件正确的是。

A.具有较低的熔点B.不溶或难溶于水,便于最后分离C.难挥发性D.在沸腾下与水不发生化学反应(5)下列说法正确的是。

A.直形冷凝管内壁中可能会有红色晶体析出B.反应一段时间后,停止蒸馏,先熄灭酒精灯,再打开K,最后停止通冷凝水C.烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大引起事故,又能防止压强过小引起倒吸(6)蒸馏所得2-硝基-1,3-苯二酚中仍含少量杂质,可用少量乙醇水混合剂洗涤。请设