物质制备的综合实验-2026高三化学一轮复习讲与练

第55讲物质制备的综合实验

考试要求

1.掌握常见物质的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法等)。2.根据

化学实验目的和要求，能做到正确选用实验装置.；掌握控制实验条件的方法等。

考点一无机物制备的综合实验

必备知识整合♦强甚知

1.物质(固体物质)制备的三大原则

(1)选择最佳反应途径

如用铝制取氢氧化铝：2A1+3H2SO4=A12(SO4)3+3H2t、2A1+2NaOH+

6H2O==2Na[Al(OH)4]+3H2f、A12(SO4)3+6Na[Al(OH)4]==8A1(OH)3I+3Na2SO4,当

-

〃(AF+)：W{[A1(0H)4]}=1：3时,A1(OH)3产率最高。

(2)选择最佳原料

如实验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝，应选用氨水，而不能选用强碱(如氢氧

化钠)溶液；川铜盐与碱溶液反应制取氢氧化铜，应选用氢氧化钠溶液，而不能选用氨水(氢

氧化铜可溶解在氨水中)等。

(3)选择适宜操作方法

如实验室制备氢氧化亚铁时，因氢氧化亚铁在空气中极易与氧气、水反应生成氢氧化铁,

所以要注意隔绝空气。

2.物质制备实验的操作顺序

(1)实验操作顺序

加入液|

体试剂|

(2)加热操作先后顺序的选择

若气体制备实验需加热，应先加热气体发生装置，通入气体排出装置中的空气后，再给

实验中需要加热的物质加热。其目的是

①防止爆炸(如氢气还原氧化铜)；②保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的物

质反应。而完成实验后，熄灭酒精灯的顺序则相反。

(3)选用仪器及连接顺序

3.物质制备过程中反应条件的控制

(1)防变质：为了防止空气中的氧气、COz、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。

(2)防损失：易挥发的液体反应物，需在反应装置中加装冷凝回流装置，易挥发的液体产

物要及时冷凝。

(3)防分解：对于易分解的反应物或生成物需要进行降温处理，如采用冰水浴。

(4)注意防止倒吸的问题。

对点题组突破♦提能力

1.(2025•安徽合肥六校高三期中联考泗氯化锡(SnCL)常用作有机合成的催化剂，熔融的

金属锡与氯气反应可生成SnCL，实验室制备SnCL的装置(加热与夹持装置已省略)如图所示。

有关信息:

i.将金属锡熔融，通入干燥氯气进行反应，生成SnCL：

ii.无水SnCLi是无色易流动的液体，熔点为一33°C,沸点为114.1°C：

iii.SnCk易水解。

回答下列问题:

(1)盛放浓盐酸的仪器名称为分液漏斗。

(2)试剂X为饱和食盐水:装置B中盛放的试剂为无水CaCH合理即可)。

(3)装置A烧瓶中反应的还原产物为Mn2+,该反应离子方程式为2VnO亍+IOCI+I6H,

=2Mn"+5Cb1+8H。

(4)若实验所得SnQ4T因溶解了CL而略显黄色，则提纯SnCL的方法是改填字母)。

a.重结晶b.升华c.用NaOH溶液洗涤

d.过滤c.蒸储

(5)SnCL蒸气遇氨及水蒸气呈浓烟状，因而可制作烟幕弹，其反应的化学方程式为SnCL

+4NH+4H?O=Sn(OH，+4NH4CI。

解析：(2)浓盐酸易挥发，需将HCI除去(如不除去，SnC14中可能混有SnCk),故试剂X

为饱和食盐水；SnCL易水解，装置B中应盛放除水的中性或酸性干燥剂，故无水CaCb、硅

胶、P2O5等均可。(3)装置A中发生的反应是KMnCh与浓盐酸制备Cl2,离子方程式为2MnO7

+10Cr+16H+=2Mn2++5C12t+8H2O。(4)根据SnCL易水解的性质，重结晶法、用NaOH

溶液洗涤均不能用于提纯SnCL升华法和过滤法也不迂用于分离SnCL^Cb,根据SnCla

和CI2的沸点不同，可利用蒸播法提纯。(5)根据题干现象，SnCL先水解生成Sn(OH)4和HC1,

HC1再与氨气反应生成NH4C1,反应的化学方程式为SnCl4+4NH3+4H2O=Sn(OH)4+

4NH4C1O

2.(2024•河北示范性高中一模联考)亚硝酰硫酸(NOSOdI)主要用于染料、医疗领域。实

验室用如图装置(略去部分夹持装置)制备少量亚硝酰硫酸，并测定产品的纯度。

已知：i.NOSO4H是白色固体，遇水易分解为H2s0小HNCh和NO,溶于浓硫酸不发

生分解；

ii.实验室用浓硫酸、浓硝酸的混合液与SO2反应制备亚硝酰硫酸，原理为SO2+

HNO3=NOSO4H<,

(1)仪器M的名称为圆底烧瓶。

(2)用Na2sCh和70%HSO4在装置A中制取SO2气体时，发生反应的化学方程式为毡皿

+H2so.i—Na2s0/+S0?'+比0。

(3)按气流从左到右的顺序，上图中仪器的连接顺序为a-dcfcb-de(填仪器接口字母,

部分仪器可以重复使用)ff。

2KMnO4〜5Na2C2O4

2mol5mol

n\0.5mol/LX18X10-5L

则与Na2c2O4反应的KMnC）」的物质的量〃i=3.6X1（尸mol,KMnCh总的物质的量=

50.00X1（尸LX0.2000molL-1=

1XIO2mol,所以和NOSO4H反应的KMMh的物质的量“2=1X102mol-3.6XIO3mol

=6.4X10-3mol,根据化学方程式:

5N0S04H+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HN0a+2H2SO4

5mol2mol

n6.4X103mol

解得NOSO4H的物质的量“=1.6x10-2mol,则NOSO4H的质量加=2.032g,所以样品中

NOSO4H的她度为2032gM00%=81.28%。

2.5g

■思维建模

解答物质制备试题的思维流程

考点二有机物制备的综合实验

必备知识整合♦强甚础

1.有机物制备的常见操作

(I)加热：酒精灯的火焰温度一般在400〜500°C,乙酸乙酯的制取、石油的蒸储等实验

选用酒精灯加热，若温度要求更高，可选用酒精喷灯或电炉加热。除上述加热方式外还可以

根据加热的温度要求选择水浴、油浴、沙浴加热。

（2）冷凝回流：有机物易挥发，因此在反应中通常要采用冷凝回流装置，以减少有机物的

挥发，提高原料的利用率和产物的产率。如图1、图3中的冷凝管，图2中的长玻璃管B的

作用都是冷凝回流。

图1图3苯的澳化

（3）防暴沸：加沸石（碎瓷片），防止溶液暴沸，若开始忘加沸石（碎瓷片），需冷却后补加。

2.有机物制备的常见装置

3.提纯有机物的常用流程

制取的有机物中常含有一定量的杂质（无机物与有机物），提纯时可根据杂质与制得有机

物性质的差异设计实验进行分离提纯，常用的提纯流程如下:

水洗喊洗或盐洗f水洗一＞干燥-------蒸潞

除去水溶::除去在水中除去前除去水.利用有机物

性杂质（如:溶解性小一步引干燥有的沸点不同，

酸等）:

：（如Br2）或人的碱机物除去产品中

:残留的水溶（或盐）混有的不溶

:性杂质于水的有机

物杂质

对点题组突破♦提能力

1.(2024・九省联考江西卷)乙酸乙酯在工业上有非常重要的作用。采用乙醇氧化脱氢法制

备乙酸乙酯的反应原理及步骤如下：

2CH3CH2OH-^g^^CH3COOCH2CH3

I.将17.8mL50%H2SO4溶液加入50mL的三颈烧瓶中,冰盐浴条件下,加入10.7mL

乙醇。

II.将11.85gNa2Cr2O7溶于7.4mLH2O中，搅拌下逐滴加入三颈烧瓶中，反应温度控制

在20°C。当混合物的黏度变大时，将温度升高到35°C,继续反应。

IH.将反应得到的绿色乳浊液用等量水稀释，分液、收集上层清液、纯化、干燥。

M分储,收集73〜78七收分。

回答下列问题：

(1)步骤I中，使用冰盐浴(一25〜-10℃)的原因是因;(填字母)。

A.增强乙醇还原性

B.有利于降温

C.减少乙醇挥发

D.减少硫酸挥发

(2)步骤II中，升温到35℃的目的是加快反应速率,降低混■合物的黏度。

(3)步骤III中，上层清液中含有的主要杂质为CHCH9H、CHsCOOHo

(4)步骤III中，纯化操作步骤：先用饱和碳酸钠溶液洗涤,再用水洗涤。

(5)分储装置如图所示，玻璃仪器X的名称为直形冷凝管;指出装置(不含夹持、加热等

装置)中错误之处：温度计插到了液体中.直形冷凝管和烧瓶之间导管过长。

(6)相比于用浓硫酸催化乙酸和乙醇制备乙酸乙酯的方法，从反应条件角度评价该方法的

优点是反应条件温和.所用硫酸浓度小,原子利用率高。

(7)为实现含铭废液的再生利用，可在含CB酸性废液中加入KMnCb，写出该反应的离

子方程式：10C产+6MnO1+11凡0=5。：口04+6MM+22H。

解析：（1）步骤I为将17.8mL50%H2s04溶液加入50mL的三颈烧瓶中，冰盐浴条件下，

加入10.7mL乙醇，使用冰盐浴（一25〜-10℃）有利于降温，减少乙醇挥发，故答案选BC。

（2）由题可知，当混合物的黏度变大时，将温度升高到35'C,继续反应。温度升高后，分子

运动速度加快，黏性降低，有利于反应进行。（3）乙醇可被NazCnCh氧化为乙酸，根据反应

2cH3cH2OH-W^CH3coOCH2cH3可知，上层清液中含有的主要杂质为CH3cH20H

和CH3coOH。（4）纯化乙酸乙酯时，先使用饱和碳酸钠溶液洗，再使用水洗。（5）玻璃仪器X

的名称为直形冷凝管，该装置的错误之处有温度计插到了液体中，直形冷凝管和烧瓶之间导

管过长。（6）与浓硫酸催化。酸和乙醇制备乙酸乙酯的方法相比，题述方法反应条件温和，所

用硫酸浓度小，原子利用率高。（7）CN+酸性废液中加入KMnCU,该反应的离子方程式为IOCr3+

2++

+6MnOi+IIH2O=5Cr2O7+6Mn4-22H。

2.（2024・辽宁大连高三期末）苯乙酮不仅是重要的化工原料•，还是精细化学品，如农药、

医药、香料的中间体。—种制备苯乙酮的实验方法及相关信息如下。

I.反应原理：

()()

A1C1,

0+CH3C—O-C—CH

()

C-CH3+([H3c()()H。

已知：①苯乙酮能与氮化铝在无水条件下形成稳定的配合物；

②制备过程中存在副反应CH3coOH+AlCb--^CH；COOA1C12+HC1t。

II.相关数据:

密度/

物质沸点/℃相对分子质量溶解性

(g/cn?、20℃)

不溶于水，易溶于多数

苯乙酮2021.03120

有机溶剂

苯800.8878难溶于水

能溶于水，也能溶于乙

乙酸1181.0560

醇、乙醛等有机溶剂

遇水反应，溶于氯仿、

乙酸酊139.81.08102

乙醛和苯

in.实验步骤：

步骤1：合成

实验装置如图1,在三颈烧瓶中加入20gAic13和30mL苯，在不断搅拌的条件下通过

装置M慢慢滴加5.1mL乙酸酊和10mL苯的混合液，在70〜80℃下加热回流1小时.

无水CaQ,

回答下列问题：

(1)仪器A的名称：球形冷凝管。

(2)若将乙酸酥和苯的混合液一次性倒入三颈烧瓶，可能导致A(填字母)。

A.反应太剧烈B.液体太多搅不动

C.反应变缓慢

(3)反应中所使用的氯化铝会过量很多，原因是产物荣乙酮及乙龄均会消托氯化铝.导致

催化剂用量过大。

步骤2：分离提纯

(4)可通过如下步骤对粗产品提纯：

a.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。

b.水层用基萃取，萃取液并入有机层。

c.依次用5%NaOII溶液和水各20mL洗涤。

d.加入无水MgSCU固体。

c.过滤。

f.蒸储除去苯后，收集198〜202℃福分。

其中c操作的目的是除掉有机层中的有机物为皂酸；f操作中收集198〜202°C微分的最

佳加热方式为C（填字母）。

A.水浴B.酒精灯直接加热C.油浴

（5）本实验为收集产品用了减压蒸储装置（如图2）,其中毛细管的作用是防暴沸。经蒸储

后收集到4.8g纯净物，其产率是祖1%（保留三位有效数字）。

解析：（2）若将乙酸酥和苯的混合液一次性倒入三颈烧瓶中，可能导致反应太剧烈，不易

控制，故选A。（3）反应中所使用的氯化铝会过量很多，原因是产物苯乙酮及乙酸均会消耗氯

化铝，导致催化剂用量增大。（4）由相关数据可知，c操作中依次用5%NaOH溶液和水各20mL

洗涤，目的是除去有机层中含有的乙酸；f操作中妆集198〜202°C悟分的最佳加热方式为油

浴加热。（5）由题图2知，毛细管可以与外界空气连通，平衡压强，防止加热时溶液暴沸；40

mL苯的物质的量为4,mLX0.88g/mL%045moi,5.1mL乙酸酎的物质的量为

78g/mol

()

5.1mLX1.08g/mLQ+—

0.054inul根据

102g/inol

()

'+CH3C（）（）H

,可知苯是过量的，故理论上生成的苯乙酮为

0.054mol,质量为0.054molX120g/mol=6.48g,故产率为“用gx100%和74.1%。

6.48g

U思维建模k

解答有机物制备实验题的思维流程

高登真题演练明考向

1.(2024•浙江1月选考节选)H2s可用于合成光电材料。某兴趣小组用CaS与MgCL反

应制备液态FhS,实验装置如图，反应方程式为CaS+MgC12+2H2O=CaCL+Mg(OH)2+

H2sto

已知：①H2s的沸点是一61℃,有毒;

②装置A内产生的H：S气体中含有酸性气体杂质。

请回答:

(1)仪器X的名称是㈣底烧瓶。

(2)完善虚框内的装置排序：A-*B-*E-*C-*D-*F-*Go

(3)下列干燥剂，可用于装置C中的是品。

A.氢氧化钾

B.五氧化二磷

C.氯化钙

D.碱石灰

(4)装置G中汞的两个作用是①平衡气压；②逶封。

(5)下列说法正确的是△%<>

A.该实验操作须在通风橱中进行

B.装置D的主要作用是预冷却H2s

C.加入的MgCb固体，可使MgCL溶液保持饱和，有利于平稳持续产生H2s

D.该实验产生的尾气可用硝酸吸收

解析：(2)制备气体的装置包括发生装置、除杂装置、收集装置和尾气处理装置，产生的

气体先通过NaHS溶液除去酸性气体杂质，然后进行干燥，由于不能骤冷，要逐步冷却，所

以B连E.E连C.C连D,D连F0(3)H?S是酸性气体,不可以用碱性干燥剂，所以不可以

用氢氧化钾和碱石灰，故选BC。(4)装置G中汞的两个作用是①平衡气压；②液封。(5)H2s

有毒，该实验操作须在通风橱中进行，故A正确；气体不能腺冷，装置D的主要作用是预冷

却HzS,故B正确：加入的MgCL固体，可使MgCL溶液保持饱和，有利于平稳持续产生

H2S,故C正确；该实脸产生的尾气不可用硝酸吸收，而酸的氧化性虽然可以把H2s氧化为

硫单质，但是稀硝酸产生的NO或者浓硝酸产生的NO?会污染空气，故D错误。

2.(202小甘肃卷)某兴趣小组设计了利用MnCh和H2s。3生成MnS2O6,再与Na2c。3反

应制备Na2s206。比0的方案：

11

.通入至饱和

SO?加入Mn()2

适量水------；~；-----控---制温度’

冰水浴

低于10℃

m滴入饱和

1.挣止通入S()2_Na2c(力溶液一过滤V

-2.滴人饱和“取滤液一

Ba(()H)2溶液

Na2s2。6・2H2()

(1)采用如图所示装置制备SO2，仪渊a的名称为恒压滴液漏斗;步骤I中采用冰水浴是

为了

增大so2的溶解度，增大ibsth的浓度,同时为步骤n提供低温。

（2）步骤11应分数次加入MnO2，原因是防止过多的MnO?与H?SCh反应生成MnSCh,同

时防止反应太快,放热太多,不利于控制温度低于10

（3）步骤III滴加饱和Ba（OH）2溶液的H的是除去过量的SO?（或HfOa）。

（4）步骤IV生成MnCQ；沉淀，判断MM+已沉淀完全的操作是静置.向上层清液中继续滴

加几滴饱和Na2c03溶液,若不再产生沉淀,说明Mn，已沉淀完全。

（5）将步骤V中正确操作或现象的标号埴入相应括号中。

D）-（A）-（E）一四

A.蒸发皿中出现少量晶体

B.使用漏斗趁热过滤

C.利用蒸发皿余热使溶液蒸干

D.用玻璃棒不断搅拌

E.等待蒸发皿冷却

解析：步骤II中Mn6与H2s。3在低于1（）℃时反应生成MnS2t>6,反应的化学方程式为

MnO2+2H2SO3=MnS2O6+2H2O,步骤川中滴加饱和Ba（OH）2溶液除去过量的SCh（或

H2so3）,步骤IV中滴入饱和Na2c03溶液发生反应MnSzOe+Na2co3=MnCO3I4-Na2S2O6,

经过滤得到Na2s2O6溶液，步骤V中Na2s2。6溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干

燥得到Na2s2CV2H2O。（1）根据仪器a的特点知，仪器a为恒压滴液漏斗：步骤I中采用冰水

浴是为了增大SCh的溶解度，增大H2sCh的浓度，同时为步骤II提供低温。（2）由于Mr。？具

有氧化性，S02（或H2SO3）具有还原性，步骤H应分数次加入MnCh,防止过多的MrOz与

H2s。3反应生成MnSCU,同时防止反应太快，放热太多，不利于控制温度低于10°C。（3）步

臊川中滴加饱和Ba（OH）2溶液的目的是除去过量的SCh（或H2so口，防止后续反应中S0?（或

H2s03）与Na2cO3溶液反应，增加饱和Na2cCh溶液的用量，并使产品中混有杂质。（4）步骤

IV中生成MnCCh沉淀，判断M/+已沉淀完全的操作是静置，向上层清液中继续滴加几滴饱

和Na2c03溶液，若不再产生沉淀，说明Mn?-已沉淀完全。（5）步腺V的正确操作或现象为将

滤液倒入蒸发皿中一用酒精灯加热一用玻璃棒不断搅拌一蒸发皿中出现少量晶体f停止加热

一等待蒸发皿冷却一过滤、洗涤、干燥得到Na2s2O62HQ,依次填入D、A、E。

3.（2024•辽宁卷）某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化，设计实验

方案如下：

I.向50mL烧瓶中分别加入5.7mL乙酸（100mmol）,8.8mL乙醇（15（）mmol）、1.4g

NaHSCU固体及4〜6滴1%。甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。

II.加热回流50min后，反应液由蓝色变为紫色，变色硅胶由蓝色变为粉红色，停止加

热。

HL冷却后，向烧瓶中缓慢加入饱和Na2cCh溶液至无CO?逸出，分离出有机相。

IV.洗涤有机相后，加入无水MgS04,过滤。

V.蒸锚滤液，收集73〜78°。微分，得无色液体6.60g,色谱检测纯度为98.0%。

回答下列问题：

（DNaHSOa在反应中起催化剂、吸水剂作用,用其代替浓硫酸的优点是不产生有毒气体

二氧化硫（合理即可）（答出一条即可）。

（2）甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程c变色硅胶吸水，除指示反应进程外，

还可吸妆生成的水.使平衙正向移动,提高乙酸乙酯的产率。

（3）使用小孔冷凝柱承载，而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是AD（填字母）。

A.无须分离

B.增大该反应平衡常数

C.起到沸石作用，防止暴沸

D.不影响甲基紫指示反应进程

（4）下列仪器中，分离行机相和洗涤有机相时均需使用的是分液漏斗（填名称）。

（5）该实验乙酸乙酯的产率为乱泌（精确至O.l%）o

（6）若改用C2Hsi'OH代为反应物进行反应，质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值

应为生（精确至1）。

解析：（1）该实脸可实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化，用浓硫酸时，浓硫酸的

作用是作催化剂和吸水剂，所以NaHSCh在反应中起催化剂和吸水剂的作用：浓硫酸还具有

强氧化性和脱水性，用浓硫酸在加热条件下反应时，可能发生副反应，且浓硫酸的还原产物

二氧化硫是有毒气体，所以用其代替浓硫酸的优点是副产物少，可绿色制备乙酸乙酯，不产

生有毒气体二氧化硫等。（2）变色硅胶吸水，除指示反应进程外，还可吸收反应时生成的水，

使平衡正向移动，提高乙酸乙酯的产率。（3）若向反应液也直接加入变色硅胶，则反应后需要

过滤出硅胶，而使用小孔冷凝柱承载则无须分离，A正确；反应的平衡常数只与温度有关，

使用小孔冷凝柱承载不能增大该反应平衡常数，B错误：小孔冷凝柱并没有投入溶液中，不

能起到沸石作用，不能防止暴沸，C错误：由步骤II可知，若向反应液中直接加入变色珪胶，

则变色硅胶由蓝色变为粉红色，会影响观察反应液由蓝色变为紫色，所以使用小孔冷凝柱承

载不影响甲基紫指示反应进程，D正确。（4）用水洗涤有机相，然后用分液法分离有机物和水，

需使用分液漏斗。（5）由反应CH3coOH+CH3cH20H吧攀4cH3coOC2H5+H2O可知，100

mmol乙酸与150mmol乙醇反应时，理论上可获得的乙酸乙酯的质量为0.1molX88g/mol=

8.8g,则该实脸乙酸乙酯的产率为6.6°gX98.O%xioo%=73.5%。（6）若改用C2H5第OH作为

8.8g

NaHSO

反应物进行反应，则CH3coOH+CH3cH2^OH—=e4CH3coi80c2H5+H2O,生成的乙酸乙

酯的摩尔质量为90g/mol,所以质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为90o

4.（2024•新课标卷）此咯类化合物在导电聚合物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应

用。一种合成1-（4-甲氧基苯基）-2,5-二甲基毗咯（用毗咯X表示）的反应和方法如下：

己-2,5・二酮4-甲氧基苯胺毗咯X

实验装置如图所示，将lOOmmol己-2,5-二酮（熔点：一5.5C,密度：0.737gcnr3）

与100mmol4-甲氯基苯胺（熔点：57℃）放入①中，搅拌。待反应完成后，加入50%的乙

醇溶液，析出浅棕色固体。加热至65℃,至固体溶解，加入脱色剂，回流20min,趁热过

滤。滤液静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析出。经过滤、洗涤、干燥得到产品。

回答下列问题：

（1）量取己-2,5-二酮应使用的仪器为量筒（合理即可）（填名称）。

（2）仪器①用铁夹固定在③上，③的名称是铁架台;仪器②的名称是环形冷凝管。

（3）“搅拌”的作用是使固液充分接触,加快反应速率。

（4）“加热”方式为水落加热。

（5）使用的“脱色剂”是活性炭。

（6）"趁热过滤”的目的是除去不溶性杂质,防止产品结晶损失,提高产率:用50%的乙

醇溶液洗涤白色固体。

（7）若需进一步提纯产品，可采用的方法是重结品。

解析：（1）己-2,5-二酮的摩尔质量为114g•moH,根据题中所给数据可知，所需已-2,

5-二阴的体积为10°X",gmol-165cm』15.5mL,根据实际体积选用对应规格

的量筒。（2）仪器③为铁架台；仪器②用于冷凝回流，为球形冷凝管。（3）己-2,5-二酮的熔点

为-5.5C,常温下为液体，4-甲氧基苯胺的熔点为57°C,常温下为固体，搅拌可使固液反

应物充分接触，加快反应速率。（4）由题给信息“加热至65C”可知，应用水浴加热，这样

便于控制温度，且受热更均匀。（5）“脱色剂”的作用是吸附反应过程中产生的有色物质，结

合题中信息，加入脱色剂后回流，趁热过滤，保留滤液，即脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂

的固体，所以可以选用活性炭作脱色剂。（6）由题给信息可知，产品毗咯X为白色固体，加热

至65c可溶解在50%的乙醇溶液中，所以需趁热过滤，使产品尽可能多地进入滤液，防止

产品结晶损失，提高产率；由加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体（即含杂质的产品）可

知，常温下产品不溶于50%的乙醇溶液，所以为减少溶解损失，洗涤时可用50%的乙醇:容液。

（7）由产品的分高提纯过程明知，若需进一步提纯，可采用的方法为重结晶。

课时作业55

（总分：60分）

非选择题（共60分）

1.（12分）（2025・湖北武汉高三期中）在有机化学中,硫酰氯（SO2c12）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

C12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）+C12（g）=SO2Cl2（I）NH

=-97.3kJ-mol）,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，熔点为-54.1C,沸点为69.1°C,在潮湿空气中“发烟”；100℃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"

回答卜列问题：

⑴装置丙中作为反应容器的仪器的名称为三颈烧瓶,装置丙中球形冷凝管的作用是冷凝

回流硫酰氯、导气:控制两种反应物体积大致相等的操作是调节甲、戊装装中的活塞.使乙、

丁导管口冒出气泡的速度相等。

（2）装置戊上方分液漏斗中最好选用下列试剂：B（填字母）。

A.蒸饱水B.饱和食盐水

C.浓氢氧化钠溶液D.6.0molL」盐酸

（3）若缺少装置己，生成的硫酰氯（SO202）可能会变质，其化学方程式是SO£L+

2H?O=H2so4+2HC1。

（4）氯磺酸（CISO3H）加热分解，也能制得硫酰氯：2CIS03H=£=SO202+H2s04,分离两

种产物的方法是蒸锵。

（5）长期储存的硫酰氯会发黄，可能的原因是硫酰氯长期放置分解：SO202=SO2-Cb.

产生少量的氯气溶解在其中而显黄色（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896mL（标准状况下），最后经过分离提纯得到4.05g纯

净的硫酰氯，则硫酰氯的产率为9。

解析：（1）根据题中装直图可知，装置丙中作为反应容器的仪器的名称为三颈烧瓶，装直

丙中球形冷凝管的作用是冷凝回流硫酰氯、导气；调节甲、戊装置中的活寒，使乙、丁导管

口冒出气泡的速度相等来控制两种反应物体积大致相等。（2）氯气不溶于饱和食盐水，所以装

置戊上方分液漏斗中最好选用饱和食盐水。（3）若缺少装置己，生成的琉酰氯（SO2CI2）可能会

与空气中的水蒸气发生反应而变质，反应的化学方程式为SO2CI2+2H2O=H2SO4+2HC10

（4）硫酰氯和H2sO4两种液体互溶，沸点相差较大，可以采用蒸馅进行分离。（5）由题目信息可

以知道硫酰氯长期放置会发生分解：SO2C12=SO2+C12,产生少量的氯气溶解在其中而显黄

色。（6）根据SO?和Cb反应的化学方程式可以得到〃（SO2cl2）=〃（。2）=°896L=0.04mol,

22.4L/mol

所以理论上生成的m（S02Cl2）=0.04molX135g/mol=5.4g,硫酰氯的产率为5g义1。％=

5.4g

75%O

2.（12分）（2024,河北石家庄高三期末）实验室以乙烯和氯气在二氯乙烷介质中进行氯

化生成1，2-二氯乙烷（沸点：83.5°C）,所用到的装置如卜所示，且可以重兔使用。请回答

下列问题：

（1）按气流方向写出装置的连接顺序：a—fbTe—cd-cf-cf-b。

（2）利用甲装置制备氯气，所用试剂为（填化学式）和浓盐酸，浓盐酸在反应中

体现的性质为还原性和酸性。

（3）利用乙装置制备乙端气体，所用试剂为乙醇和浓硫酸，二者混合的操作为先向圆底烧

瓶中加入乙醇，边振荡边逐滴加入浓硫酸,浓硫酸的作用为催化剂和脱水剂,进入丙装置前，

应将气体先后通过NaOH鑫波和浓硫酸试剂中洗气,得到干燥纯净的乙烯。

⑷丙装置的仪器名称为三颈烧瓶,发生主要反应的化学方程式：CH2=Q0+

Cb^CICH2cH20。

（5）上述制备方法得到的粗产品，加碱闪蒸除去酸性物质及部分高沸物，用水洗涤至中性,

共沸脱水，加入氯化钙，经蒸搐操作得成品。

(6)检验1,2・二氯乙烷中氯原子的操作为取少量成品于试取中.加入NaOH溶液并加热.

待充■分反应后冷却.加入硝酸酸化.再加入硝酸银溶液.若有白色沉淀产生.则证明本氯原

子存在。

解析：(1)甲装置制备氯气，先后用丁装置盛装的饱和食盐水和浓硫酸除去氯气中混有的

氯化氢及水；用乙装置制备乙烯气体，先后用氢氧化钠溶液和浓硫酸除去乙燥中混有的酸性

气体和水，制得的氯气与乙饰同时通入丙装置中反应制取1,2-二氯乙烷，根据分析程装置

的连接顺序为a-fe-fb-cd-ef-ef-b。(2)高镒酸钾与浓盐酸反应制备CL时不需要加热，

反应的离子方程式为2MnOi+16H++10Q-=2MR+5Q2f+8H2O,盐酸在反应中表现还

原性和酸性。(3)乙醇和浓琉酸混合的操作为先向圆底烧瓶中加入乙醇，边振荡边逐滴加入浓

硫酸：浓硫酸在制备乙烯时作催化剂和脱水剂。制取乙烯时，可能会有副反应发生，生成CO2、

SO?杂质气体,可通过NaOH溶液除去,水蒸气可通过浓硫歌除去.因此气体进入丙装置前.

先后通过NaOH溶液和浓硫酸。(4)丙装置的仪器名称为三颈烧瓶，乙烁和氯气发生加成反应，

反应的化学方程式为CH2=CH2+C12--<1CH2CH2C1O(5)1,2-二氯乙烷(沸点：83.5℃)

在常温下是液体，共沸脱水后加入氯化钙进一步干燥，所得混合物经蒸馅后可得成品。(6)检

验1,2-二氯乙烷中的氯原子的操作为取少量成品于试管中，加入NaOH溶液并加热，待充

分反应后冷却，加入硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，若有白色沉淀产生，则证明有氯原子存

在U

3.(12分)(2025•八省联考陕西卷)纳米BaTiCh可用于光电催化。某实验小组以钛酸

四丁酯［Ti(OBu)4,Bu代表正丁基；液体］为钛源，采用以下方法制备粒径小于20nm的BaTiOj

(反应装置如图，夹持等装置略)。

已知：Ba(OH)2-8H2O+Ti(OBu)4=BaTiOj+4BuOH+7H2O。

I.在三颈烧瓶中加入8.8mmolBa(OH)2-8H2O,20mL二缩三乙二醇、少量表面活性剂,

搅拌均匀后，采用合适方式加入8.0mmolTi(OBu)4和20mL氨水。

n.l604c回流反应3h,冷却至室温,得到溶胶。

III.向H所得溶胶中加入100mL蒸馄水，得到纳米粒子聚集体，离心分离后，沉淀经洗

涤、干燥，得1.4gBaTiQ；粉末。

回答下列问题：

(1)仪器a的名称为球才冷凝管,反应溶剂为二缩三乙二醇,加热方式为迪逢。反应结束

时，应先停止加热(填“力口热”或“通冷凝水”)。

(2)检验步骤II所得溶胶属广胶体的实验操作与现象为用一束强光照射步骤II所得溶胶，

垂直光的方向看到一条光亮的“通路”。

(3)离心分离可将沉淀紧密聚集在离心管底部(如图所示)。将离心后的沉淀和清液分开

的方法是将沉淀上部的清殖统统倒入另一■器中.使沉淀物与济液,分离°

瓯

防

液

z)w淀

(4)本实验的BaTQ产率为75%(保留两位有效数字)。

(5)为了测定BaTiCh的晶体结构，通常使用的仪器是X射线衍射仪。

解析：(1)仪器a为球形冷凝管，起到冷凝、回流，提高原料利用率的作用：二缩三乙二

醇作溶剂，温度高于100℃,常采用油浴加热，反应结束时，应先停止加热，继续通冷凝水

让装气冷却°(2)捡险步.骤II所得溶胶属于胶体的实脍操竹：用一束强光照射步骤II所得溶胶,

垂直光的方向看到一条光亮的“通路”。(3)离心分离可将沉淀紧密聚集在离心管底部，可将

沉淀上部的清液缓缓倒入另一容器中，使沉淀物与清液分离。(4)加入8.8mmolBa(OH)2-8H2O

和8.0mmolTi(OBu)4发生反应，Ti(0Bu)4少量，理论上生成BaTiCh的物质的量为8.0mmol,

BaTiCh产率为，148,X100%比75%。(5)通常使用X射线衍射仪测定

8.0XIO,molx233gmol-1

BaTiCh的晶体结构。

4.(12分)(2024•河韦周口高三期末)三甲基钱［Ga(CH3)3］是一种重要的半导体材料前

驱体。实验室以钱镁合金(Ga2Mg5)、碘甲烷(CH3I)等为原料制备Ga(CFh)3，实验主要装置和

步骤如下：

a

尾气处理、念宣

向三颈烧瓶中加入保镁合金、碘甲烷和乙酸(用Eno表示)，加热(55"C)并搅拌30min。

蒸出低沸点有机物后减压蒸储，收集Ga(CH3%Et2。。向Ga(CH3)3-Et2。中逐滴滴加三正辛胺

(用NR3表示)，室温下搅拌2〜3h,并用真空泵不断抽出EtzO蒸气，Ga(CH3)3-NR3o

将Ga(CH3)3NR3置于真空中加热，蒸出Ga(CH3)3o

已知：①常温下，Ga(CH3)3为无色透明的液体，易ZS解，在空气中易自燃。

②相关物质的沸点信息如下表：

物质Ga(CH3)3CH31Et2ONR3

沸点/'C55.840.334.5365.8

回答下列问题：

⑴仪器a的名称是(球形)冷凝管:制备Ga(CH3)3时，需在真空中加热的原因是应正

Ga(CHH与空气中的H2O、Ch反应。

(2)三颈烧瓶中除生成Ga(CH3)3-Et2。外，还有MgL和CH3Mgi生成，该反应的化学方程

式为8CH31+2Et2O+Ga2Mg5=

2Ga(CH3)3Et2O+3Mgb+2CH3MgI。

(3)用真空泵不断抽出Et2O蒸气，有利于GaCHMNRa生成的理由是Ga(CH6EbO+

NR；=Ga(CH；)vNR；+EtQ,将乙型蒸气抽出,使平衡正向移动(用平衡移动原理解释)；

与直接分解Ga(CH3)3,Et2。制备Ga(C%)3相比，采用“NK配体交换”工艺制备的产品纯度

更高的原因是NR,与Ga(CHM的沸点相差更大,易于分离。

(4)测定Ga(CH3)3产品的纯度。取〃?gGa(CH3)3样品于锥形瓶中，加入HmLcmol-L”盐

酸，至不再产生气泡[Ga(CH3)3+3HCl=GaCb+3CH41],加入2滴甲基橙,用cimolL」

NaOH溶液滴定剩余盐酸，消耗NaOH溶液的体积为力mL,则Ga(CH3)3的质量分数为

11.5(#/一口匕)%(用含=八%、c、5的代数式表示)：若滴定达终点时发现滴定管尖嘴内

3m

有气泡生成，则测定结果鱼豆(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

解析：(1)仪器a的名祢是(球形)冷凝管，已知Ga(CH3)3易水解，在空气中易自燃，制

备Ga(CH3)3时，需在真空中加热的原因是防止Ga(CH3)3与空气中的H2O、O2反应。(2)三颈

烧瓶中碘甲烷(CH3I)和乙醛(EtzO)及Ga2Mgs反应除生成Ga(CH3)3Et2O外，还有Mgb和

CHsMgl生成，该反应的化学方程式为8cH3l+2Et2O+Ga2Mg5=2Ga(CH3)3・Et2O+3Mgb+

2cH3MgI。(3)Ga(CH3)3Et2O与NR3反应生成Ga(CH3)3NR3和Et2O蒸气存在转化平衡：

Ga(CH3)3Et2O+NR3F=iGa(CH3)3NR3+Et2O,用真空泵不断抽出Et?。蒸气，减少乙装蒸气

浓度，使平衡正向移动，有利于Ga(CH3)3，NR3生成；Ga(CH3)3・EsO与NR3反应生成

Ga(CH3)3NR3和EtzO,由题表可知NR3与Ga(CH3)3的沸点相差更大,易于分离，所以用“NR3

配体交换”工艺能制备纯度更高的Ga(CH3)3°(4)NaOH与HC1按物质的量之比为1：1反应，

与Ga(CH3)3反应的w(HCl)=KXIO3LXcmol-L'-riXlO^LXcimol-L1=(cK-ciKi)XIO-3

mol,盐酸与Ga(CH3)3反应的化学方程式为Ga(CH3)3+3HCl=GaCh+3cH4t,样品中

「「"厂口\i-1/口「1、_9'一©力)X10".旌口中「厂/\i—(c>—a%)X10'

7?[Ga(CH3)3]—M(HCI)—mol,样次中w[Ga(Cri3)3]—

333

,0115X(cr-c,r，)

molX115gmol-=1g,则Ga(CH3)3的质量分数为)xio。％

33/w

=11.5X(c'-ci")%；若湎定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成，测定的NaOH溶液体

3机

积偏小，则与Ga(CH3)3反应的HQ的物质的量偏多，计算得Ga(CH3)3的质量偏大，则测定

结果偏高。

5.(12分)(2024•安徽黄山二模)2-滨戊二酸二甲酯(相对分子质量为239)是某抗癌

药物的重要中间体，其制备的反应原理如图所示：

soci

HOOCCOOH2

ciLOH

制备装置如图所示(夹持装置已略去):

拌器

电动搅

温

度

计