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文档简介
易错综合实验题题组
易错题型一无机物的制备实验
易错题型二有机物的制备实验
易错题型三物质的性质和化学反应探究实验
易错题型一无机物的制备实验
1.(2024·山东日照校际联考一模)叠氮化钠(NaN3)可用作汽车安全气囊的气体发生剂。某小组对叠氮化
钠的制备和产品纯度测定进行相关探究。
查阅资料:①叠氮化钠可以由氨基钠(NaNH2)和N2O为原料加热制得,其中N2O的制备反应为
8HCl2HNO34SnCl2N2O5H2O4SnCl4。
②氨基钠易氧化、易潮解;NaN3能与强酸反应生成HN3,HN3不稳定,易爆炸。
③N2O有强氧化性,不与酸、碱反应。
回答下列问题:
Ⅰ.制备NaN3
(1)按气流方向,仪器口的连接顺序为a→→h。
(2)装置B中有NH3生成,B中发生反应的化学方程式为。
(3)装置C的作用为。
(4)在装置E中将氮元素转化为对环境无污染的气体,同时生成SnO2∙xH2O沉淀,发生反应的化学方程式
为。
Ⅱ.用如图所示装置测定产品纯度
(5)仪器F的名称为,恒压分液漏斗中侧管q的作用除平衡气压,有利于液体顺利流下外,还
有。
(6)取10.0gNaN3样品与足量的NaClO反应(杂质不与NaClO溶液反应),利用如图装置测量所得氮气的体积,
初始时G、H两液面相平,G管的读数为V1mL充分反应后,恢复至室温,移动G使两液面再次相平,G
管读数为V2mL(其中V1>V2),则产品中NaN3的质量分数为%(本实验条件下气体摩尔体积为
1
VmLmol)。
【答案】(1)f→g→b→c→e→d
(2)2NaNH2+N2ONaN3+NaOH+NH3
Δ
(3)防止E中产生的水蒸气进入B装置内,引起NaNH2的水解
(4)SnCl2+N2O+(x+1)H2O=SnO2∙xH2O↓+N2+2HCl
(5)蒸馏烧瓶减少测定气体体积时的误差
1.3(VV)
(6)12
3Vm
【分析】叠氮化钠NaN3由氨基钠(NaNH2)和N2O为原料加热制得,其中N2O的制备反应为
8HCl2HNO34SnCl2N2O5H2O4SnCl4。A装置为N2O的制取装置,反应中随N2O一起挥发出硝
酸蒸气和水蒸气,而氨基钠遇水强烈水解,所以生成的气体应导入D装置内;然后将气体导入B装置内,
尾气中的N2O需使用SnCl2溶液吸收,但E中产生的水蒸气若进入B装置,会引起氨基钠水解,所以在B、
E装置间,应安装C装置,从而得出装置的连接顺序为ADBCE。
【解析】(1)由分析可知,装置的连接顺序为ADBCE,则按气流方向,仪器口的连接顺序为
a→f→g→b→c→e→d→h。
(2)装置B中有NH3生成,则B中发生反应的化学方程式为2NaNH2+N2ONaN3+NaOH+NH3。
Δ
(3)由分析可知,装置C的作用为:防止E中产生的水蒸气进入B装置内,引起NaNH2的水解。
(4)在装置E中将氮元素转化为对环境无污染的气体(N2),同时生成SnO2∙xH2O沉淀,发生反应的化学方
程式为:SnCl2+N2O+(x+1)H2O=SnO2∙xH2O↓+N2+2HCl。
(5)仪器F带有支管,则名称为蒸馏烧瓶,恒压分液漏斗流出多少体积的液体,蒸馏烧瓶内就有多少体积
的气体进入恒压分液漏斗,则侧管q的作用除平衡气压,有利于液体顺利流下外,还有:减少测定气体体
积时的误差。
(6)由反应可建立关系式:2NaN3——3N2,生成N2的体积为(V1-V2)mL,则产品中NaN3的质量分数为
(VV)103L2
1265g/mol1.3(VV)
112。
VmLmol3=
100%3Vm
10.0g
【点睛】NaN3样品与足量的NaClO反应的化学方程式为2NaN3+NaClO+H2O=NaCl+2NaOH+3N2↑。
2.(2024届·黑龙江哈尔滨·三模)羟基氧化铁(FeOOH)为淡黄色固体,简称铁黄,可作颜料。制备铁
黄的关键是先制备铁黄晶种,否则只能得到稀薄的、颜色暗淡的色浆,不具备颜料性能。实验室以硫酸亚
铁铵为主要原料制备铁黄的实验步骤如下:
Ⅰ.产品制备及产率计算
①制备晶种:称取放入三颈烧瓶中,加入去离子水,恒温水浴加热至
7.0gNH42FeSO426H2O15mL
20~25℃,搅拌溶解,慢慢滴加2mol/LNaOH溶液,用pH试纸检验至溶液pH为4~4.5,停止加碱,观察
到出现沉淀并伴随沉淀颜色变化。
②氧化过程:称取足量KClO3,加入上述溶液,于80~85℃恒温水浴中进行氧化。氧化过程中,边搅拌边
不断滴加NaOH溶液至pH为4~4.5时,停止加热。
③洗涤、干燥:用去离子水洗涤生成的固体,抽滤,弃去母液,得到淡黄色固体。将其转入蒸发皿中,在
水浴加热条件下烘干,称量,计算产率。
回答下列问题:
(1)用pH试纸检验溶液pH的操作为。
(2)①中观察到沉淀的颜色变为色时,证明已经成功制备晶种。
(3)②氧化过程中,发生反应的离子方程式为。
(4)抽滤装置如图,仪器c的作用为,和普通过滤相比,抽滤的优点有过滤速度更快
和。
Ⅱ.产品纯度测定
铁黄纯度可以通过产品的耗酸量确定。
已知:323,3不与稀溶液反应。
Fe3C2O4FeC2O43FeC2O43NaOH
(5)铁黄溶于H2SO4标准液的离子方程式为。
、
(6)H2SO4标准液和NaOH标准液浓度均为0.1000mol/L,消耗两溶液的体积依次为V1mLV2mL,计算铁黄
的纯度为(列出计算式,不需化简)。
(7)若Na2C2O4溶液过量,会使测定结果(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。(已知草酸的电离平衡
常数:K5.9102,K6.4105
a1a2)
【答案】(1)用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液点在干燥的pH试纸上,待颜色稳定后与标准比色卡对比读数
(2)淡黄
2
(3)6Fe12OHClO36FeOOHCl3H2O
(4)防止倒吸得到的沉淀更干燥
3
(5)FeOOH3HFe2H2O
3132
0.1000V1100.1000V21089
(6)23
100%
W
(7)无影响
【分析】铁黄溶于硫酸转化为3+,加入,发生反应323,由于3
II.FeNa2C2O4Fe3C2O4FeC2O43FeC2O43
不与稀NaOH溶液反应,所以用NaOH滴定剩余的酸,从而计算出溶解铁黄的硫酸的量,最终计算出铁黄
的含量。据此分析作答。
【解析】(1)用pH试纸检验溶液pH的操作为:用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液点在干燥的pH试纸上,
待颜色稳定后与标准比色卡对比读数;
(2)已知羟基氧化铁(FeOOH)为淡黄色固体,所以①中观察到沉淀的颜色变为淡黄色时,证明已经成功制
备晶种;
2+
(3)碱性条件下,KClO3将Fe氧化为FeOOH,所以②氧化过程中发生反应的离子方程式为
2
6Fe12OHClO36FeOOHCl3H2O;
(4)根据抽滤装置图,仪器c是安全瓶,防止倒吸;抽滤是指一种操作,其原理与普通的常压过滤相同,
相比普通过滤,此方法过滤速度快,沉淀抽得较干,有时候还可以过滤掉气体,并能达到快速干燥产品的
作用;
3+3
(5)铁黄溶于H2SO4标准液生成Fe和水,反应的离子方程式为:FeOOH3HFe2H2O;
、
(6)H2SO4标准液和NaOH标准液浓度均为0.1000mol/L,消耗两溶液的体积依次为V1mLV2mL,则与
1
铁黄反应的硫酸的物质的量为(0.1000V1030.1000V103)mol,根据
122
3
FeOOH3HFe2H2O的系数关系,铁黄的纯度为
3132
0.1000V1100.1000V210mol89g/mol
23;
100%
Wg
2+
(7)若Na2C2O4溶液过量,会引入过量C2O4,而NaOH滴定的是剩余酸的含量,而这些H均来自于硫酸
标准液,所以消耗的NaOH的量不会发生任何变化,因此Na2C2O4溶液过量,不会对实验结果造成影响。
3.(2024·广西·二模)亚硝酰氯的化学式为NOCl,主要用于合成洗涤剂、触媒,也可用作有机合成中
间体。其熔点-64.5℃,沸点-5.5℃,易水解。某实验小组用以下实验来探究亚硝酰氯的制备。回答下列问题:
(1)文献中记载可利用浓盐酸和NaNO2浓溶液反应制取少量的NOCl,装置如下图所示,
①NOCl的晶体类型为。
②用仪器X代替分液漏斗的优点是。
③装置B中盛放无水CaCl2的仪器名称为,装置C的作用是。
(2)亚硝酰氯也可以用NO与Cl2混合制取。
①实验室用铜和稀硝酸反应来制备NO,标准状况下1.92gCu完全反应理论上可产生LNO。
②选用如下图所示的部分装置,用二氧化锰制备一瓶纯净且干燥的氯气,各玻璃导管接口连接顺序为
→d→c→g(气流方向从左至右,每组仪器最多使用一次)。实验室用二氧化锰制备氯气的离子方程式
为。
③NO与Cl2制取实验过程中“先通入Cl2,待反应装置中充满黄绿色气体时,再将NO缓缓通入”,此操作的
目的是。
【答案】(1)分子晶体平衡气压,便于浓盐酸顺利滴入双颈烧瓶中(球形)干燥管冷却
并收集NOCl
2
(2)0.448b→e→f→i→hMnO24H2ClMnCl22H2O排尽装置中的空气,防
止NO被O2氧化
【分析】装置A中浓盐酸和NaNO2浓溶液反应制取少量的NOCl,用B装置干燥NOCl,C装置冷凝收集
NOCl,E装置吸收尾气,D装置可以防止E中的水进入C,以此解答。
【解析】(1)①NOCl的熔沸点较低,符合分子晶体的特点,NOCl的晶体类型为分子晶体;
②X为恒压分液漏斗,用恒压分液漏斗代替分液漏斗的优点是:平衡气压,便于浓盐酸顺利滴入双颈烧瓶
中;
③装置B中盛放无水c的仪器名称为(球形)干燥管;装置C的作用是冷却并收集NOCl。
(2)①实验室用铜和稀硝酸反应来制备NO,方程式为:3Cu+8HNO3═3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,1.92gCu
1.92g
的物质的量为=0.03mol,理论上可产生0.02molNO,标况下的体积为0.02mol×22.4L/mol=0.448L;
64g/mol
②浓盐酸与MnO2共热反应制得Cl2,制得的Cl2中混有挥发出的氯化氢气体,将气体通过盛有饱和食盐水
的洗气瓶除去极易溶于水的氯化氢气体,再将气体通过盛有五氧化二磷的干燥管,干燥氯气,因氯气密度
比空气大,应用向上排空气法收集氯气,因氯气有毒,应用氢氧化钠溶液吸收氯气,防止污染空气,则制
备一瓶干燥、纯净的氯气,各玻璃导管接口连接顺序为:b→e→f→i→h→d→c→g。实验室用二氧化锰制备
2
氯气的离子方程式为MnO24H2ClMnCl22H2O;
③NO与Cl2制取实验过程中“先通入Cl2,待反应装置中充满黄绿色气体时,再将NO缓缓通入”,此操作的
目的是排尽装置中的空气,防止NO被O2氧化。
4.(2024·山东德州一中、二中联考一模)实验室用SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中来制备
Na2S2O35H2O并测定所得产品纯度。
已知:①Na2S2O35H2O易溶于水,难溶于乙醇,温度高于50℃易失去结晶水。
22
②S2O3酸性条件下易发生反应:S2O32HSSO2H2O。
实验步骤:
Ⅰ.Na2S2O3的制备:装置B产生的SO2缓慢的通入装置C中nNa2S:nNa2CO32:1的混合溶液,加热并
搅拌至溶液pH约为7时,停止通入SO2,停止搅拌和加热得混合溶液。
Ⅱ.产品分离提纯:将C中混合溶液,经操作(a)、过滤、洗涤、干燥,得到Na2S2O35H2O粗产品。
Ⅲ.产品纯度测定:取mg产品配制成200mL溶液,取出20.00mL置于锥形瓶中,加入淀粉溶液作指示剂,
1
用nmolL的碘标准溶液滴定至终点,发生反应:2Na2S2O3I22NaINa2S4O6,滴定三次平均消耗碘溶
液xmL,计算样品中Na2S2O35H2O纯度。
请回答:
(1)装置C的名称为.
(2)制取Na2S2O3的反应的化学方程式为;C中反应结束时混合溶液pH过高或过低将导
致Na2S2O3产率降低,原因是.
(3)Ⅱ为产品的分离提纯
①操作(a)为,为减少产品损失,粗产品可以用洗涤。
②从下图选出Ⅱ中可能使用到的仪器.
(4)Ⅲ为氧化还原滴定法测定样品中Na2S2O35H2O的纯度
①滴定终点的现象是.
②样品中Na2S2O35H2O的纯度为.
【答案】(1)三颈烧瓶(三口烧瓶)
、
(2)4SO2Na2CO32Na2S3Na2S2O3CO2pH过高,Na2CO3Na2S反应不充分;pH过低,导致
Na2S2O3转化为S和SO2
(3)蒸发浓缩、冷却结晶乙醇ABDEH
496nx
(4)滴入最后半滴碘标准溶液后溶液由无色变蓝色,且半分钟内不恢复原色%
m
【分析】在装置B中浓硫酸与Na2SO3反应制备SO2,经过单向阀通入三颈烧瓶内,在合适pH环境下,SO2
与Na2CO3、Na2S发生反应得到Na2S2O3混合液,再经分离、提纯得粗产品,用滴定实验测定其纯度。
【解析】(1)由图构造可知,装置C是三颈烧瓶;
(2)SO2具有氧化性,Na2S具有还原性,在Na2CO3溶液环境下发生氧化还原反应生成Na2S2O3和CO2,
其化学方程式为:4SO2+Na2CO3+2Na2S=3Na2S2O3+CO2,C中反应结束时混合溶液pH过高导致Na2CO3、
Na2S反应不充分;pH过低,导致Na2S2O3转化为S和SO2;
(3)①从C中反应后混合溶液中提纯Na2S2O35H2O的操作为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
由于Na2S2O35H2O难溶于乙醇,所以可以用乙醇洗涤粗产品;
②蒸发浓缩、冷却结晶需要AE,过滤和洗涤需要ABD,干燥需要H,所以Ⅱ中可能使用到的仪器为:ABDEH;
(4)①淀粉作指示剂,遇碘变蓝色,所以滴定终点的现象是最后一滴碘标准溶液滴入后,溶液由无色变成
蓝色,且半分钟内不恢复原色;
②20.00mL粗产品溶液中含n(Na2S2O35H2O)2n(I2)2n0.001xmol0.002nxmol,所以样品中
100.002nx248g496nx
NaSO5HO的纯度为:100%%。
2232mgm
.(2024·山东济南一模)CoNHClCl是一种易溶于热水,微溶于冷水,难溶于乙醇的紫红色晶体,
5352
可利用下图装置制备。
2
2+
已知:①Co在溶液中较稳定,CoNH具有较强还原性;CoNH3H2OCl3为深红色晶体;
365
1012
②KspAgCl1.5610,KspAgSCN1.010。
具体实验步骤如下:
I.在锥形瓶中,将12.5gNH4Cl溶于50mL水中,加热至沸,加入25.0g研细的CoCl2·6H2O晶体,溶解得
到混合溶液;
Ⅱ.将上述混合液倒入仪器A中,用冰水浴冷却,利用仪器B分批次加入75mL试剂X,并充分搅拌,无沉
淀析出;
Ⅲ.再利用仪器C逐滴加入20mL试剂Y,水浴加热至50~60℃,不断搅拌溶液,直到气泡终止放出,溶
液变为深红色;
Ⅳ.再换另一个仪器C慢慢注入75mL浓盐酸,50~60℃水浴加热20min,再用冰水浴冷却至室温,便有大
量紫红色晶体析出,最后转移至布氏漏斗中减压过滤;
Ⅴ.依次用不同试剂洗涤晶体,再将晶体转移至烘箱中干燥1小时,最终得到mg产品。
回答下列问题:
(1)研细CoCl2·6H2O晶体的仪器名称为,仪器D中的试剂为。
(2)步骤Ⅱ、步骤Ⅲ中使用试剂X和试剂Y分别为、(填标号),步骤Ⅱ中75mL试剂
X需分批次滴加的目的是。
①浓氨水②NaOH溶液③KMnO4溶液④30%双氧水
(3)写出步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式。
(4)步骤Ⅴ中使用的洗涤试剂有冰水、乙醇、冷的盐酸,洗涤剂使用的先后顺序是冰水、。
最终获得产品会含少量杂质CoNHClCl或CoNHCl,产品组成可表示为CoNHClCl,
(5)3423633xyz
通过测定z值可进一步测定产品纯度,进行如下实验:
-1
实验Ⅰ:称取一定质量的产品溶解后,加入几滴K2CrO4溶液作指示剂,用cmol·LAgNO3标准溶液滴定达终
点时,消耗V1mL。
-1
实验Ⅱ:另取相同质量的产品,加入V2mL稍过量cmol·LAgNO3标准溶液,加热至沸使钴配合物分解,加
入硝基苯静置、分层,将白色沉淀完全包裹,再加入几滴溶液作指示剂,用-1标准
FeNO33cmol·LKSCN
溶液滴定剩余的AgNO3,达终点时消耗V3mL。
计算x(用V1、V2和V3表示);若实验Ⅱ中加入硝基苯的量太少,会导致y值(填“偏
大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)研钵CaCl2或P2O5
(2)①④控制化学反应进行的速率,避免其反应过快;提高浓氨水的利用率
23
(3)
2CoNH36H2O22NH42CoNH35H2O4NH3
(4)冷的盐酸、乙醇
3V1
(5)3偏小
V2V3
2
2
【分析】在NH4Cl和CoCl2混合溶液中加入浓氨水,发生反应Co6NH·HO=CoNH6HO(碱
32362
23
性过强会生成钴的氢氧化物),再用H2O2氧化CoNH,可得CoNHHO,反应方程式为:
36352
23
2CoNHHO2NH2CoNHHO4NH,再加入浓盐酸,使得反应
362243523
32
CoNHHOClCoNHClHO,平衡正向移动,冷却后可得到CoNHClCl晶体。
352352352
【解析】(1)研细CoCl2·6H2O晶体的仪器名称为:研钵;D装置的作用是用于吸收生成的NH3防止其污
染环境,因此D中试剂为:CaCl2或P2O5;
(2)由分析得步骤Ⅱ、步骤Ⅲ中使用试剂X为浓氨水,试剂Y分别为30%双氧水;步骤Ⅱ中75mL试剂X
需分批次滴加的目的是:控制化学反应进行的速率,避免其反应过快;提高浓氨水的利用率;
23
(3)步骤Ⅲ用H2O2氧化CoNH,可得CoNHHO,反应方程式为:
36352
23
2CoNHHO2NH2CoNHHO4NH;
362243523
()由于CoNHClCl是一种易溶于热水,微溶于冷水,难溶于乙醇的晶体,因此洗涤时,先用冷水
4352
32
洗去表面杂质,再用冷的盐酸洗涤,使反应CoNHHOClCoNHClHO平衡正向移
352352
动,减少产物损失,再用乙醇洗去冷的盐酸;
()配合物CoNHClCl中钴的配位数为,即,且化合价代数和为,即,由实验可
53xyz6x+y=60y+z=3Ⅰ
--3
知,溶液中Cl的物质的量为10cV1mol,实验Ⅱ中KSCN标准溶液滴定剩余的AgNO3的离子方程式为:
-3
AgSCNAgSCN,即剩余的AgNO3的物质的量为10cV3mol,由题意得,产品中氯元素存在形式均
---3-3-3-3
为Cl,与Cl反应的AgNO3的物质的量为10c(V2-V3),y:z=[10c(V2-V3)-10cV1]:10cV1=(V2-V3-
x+y=6
3V13V13V1
V1):V1,可得方程组y+z=3,解得x=3+,y=3-,z=;由于AgCl和
V2-V3V2-V3V2-V3
yVVV
231
zV1
>
AgSCN的组成和结构相似,且KspAgClKspAgSCN,若实验Ⅱ中加入硝基苯的量太少,AgCl沉淀会与
-
SCN接触,出现沉淀的转化,使得V3偏大,y值偏小。
6.(2024·山东聊城一模)三氯氧磷(POCl3)俗名磷酰氯,可用作半导体掺杂剂及光导纤维原料,是能
推进中国半导体产业链发展壮大的一种重要的化工原料。工业上可以直接氧化PCl3制备POCl3。某兴趣小组
模拟该工艺设计实验装置如下(某些夹持装置、加热装置已略去):
部分物质的性质如下表:
熔点/℃沸点/℃其他
PCl3-11275.5易水解,遇O2生成POCl3缓慢通入氧气POCl3产率较高
POCl32105.3易水解,能溶于PCl3
(1)制备POCl3时进行操作:(ⅰ)连接仪器,检查装置气密性;(ⅱ)……,至C中白磷消失;(ⅲ)……,
控制C装置反应温度在60℃~65℃,最终制得POCl3产品。操作(ⅱ)为,步骤(ⅲ)控制温度60℃~65℃,
其主要目的是。该实验装置存在一处明显的设计缺陷,改进方法是。
(2)已知电负性O>Cl>P,POCl3在过量NaOH溶液中发生反应的离子方程式为。
(3)通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素的含量,实验步骤如下:
①取mg产品于锥形瓶中,加入足量NaOH溶液,待完全反应后加稀硝酸至溶液显酸性;
1
②向锥形瓶中加入0.1000molL的AgNO3溶液50.00mL,使Cl完全沉淀;
③向其中加入2mL硝基苯,用力摇动使沉淀表面被有机物覆盖;
④加入做指示剂用1溶液滴定过量至终点,记下所用体积为。
NH4FeSO42cmolLNH4SCNAgVmL
标志滴定终点的现象是,Cl元素的质量分数为(用含m、c、V的表达式表示),步骤①若不
加入稀硝酸,所测Cl元素含量将会(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)打开K1、K2关闭K3、K4加快反应速率,防止PCl3汽化在球形冷凝管上端连接一个
装有碱石灰的干燥管
3
(2)POCl36OHPO43Cl3H2O
5cV35.5103
(3)滴入最后半滴标准液,溶液变为浅红色,且30s内不褪色100%或
m
3.555cV
%偏大
m
【分析】
装置A由浓盐酸和氯酸钾反应制备氯气,氯气被浓硫酸干燥后进入装置C,在装置C中和白磷反应生成产
品,以此解题。
【解析】(1)仪器气密性检查,没有问题后,可以开始实验,使氯气进入装置C,则操作(ⅱ)为:打开K1、
K2关闭K3、K4;根据题中信息可知,PCl3沸点较低,则控制温度60℃~65℃,其主要目的是:加快反应
速率,防止PCl3汽化;该实验过程使用了有毒的氯气,需要尾气处理装置,则改进方法是:在球形冷凝管
上端连接一个装有碱石灰的干燥管;
(2)根据题给信息可知,POCl3易水解,且电负性O>Cl>P,则POCl3中P为+5价,其水解方程式为:
POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl,则POCl3在过量NaOH溶液中发生反应的离子方程式为:
3
POCl36OHPO43Cl3H2O;
−1+3+−
(3)用cmol⋅LNH4SCN溶液滴定过量Ag至终点,当滴定达到终点时NH4SCN过量,Fe与SCN反应
溶液会变红色,半分钟内不褪色,即可确定滴定终点;故答案为:滴入最后半滴标准液,溶液变为浅红色,
+
且30s内不褪色;用cmol/LNH4SCN溶液滴定过量Ag至终点,记下所用体积VmL,则过量Ag+的物质
的量为cV×10-3mol,与Cl-反应的Ag+的物质的量为0.1000mol/L0.05L-cV10-3mol=5-cV10-3mol,Cl元
(5-cV)10-3mol35.5g/mol(5-cV)35.510-3
素的质量分数为100%=100%;步骤①若不加入稀硝酸,则
mgm
其中过量的氢氧化钠可以和硝酸银反应生成沉淀,则被消耗的硝酸银偏多,则所测Cl元素含量将会偏大。
.(2024届·青海西宁·三模)亚硝酸钙CaNO可用作化学合成反应中的催化剂、氧化剂、中间体
722
等。实验室根据反应利用如下装置制备亚硝酸钙(加热及夹持装置略)。
2NOCaO2CaNO22
已知:酸性K2Cr2O7溶液能将NO氧化为NO3。
回答下列问题:
(1)检查装置气密性,加入相应的试剂。先通N2,其目的是。通N2后进行的操作为(i)打开管式
炉,对瓷舟进行加热;(ii)……;(iii)打开K3,使稀硝酸滴入三颈烧瓶中;(iv)关闭K3,打开K1,
通入N2。操作(ii)是。
(2)仪器a的名称为,装置D中盛装的试剂是(填名称),装置E的作用是。
制备的产品样品中含有杂质,通过下列方法可测定产品的纯度:称量样品溶于
(3)CaNO22CaNO32mg
水,加Na2SO4固体,充分振荡,过滤后将溶液转移到250mL容量瓶,配制溶液,取25mL溶液进行以下操
作:
煮沸时发生反应:;还原时加入1的标准
“”NO2NH4N22H2O“NO3”10mL0.1molLNH42FeSO42
212
液,“滴定剩余Fe”时消耗0.1000molL的K2Cr2O7标准溶液VmL。“滴定剩余Fe”过程中发生反应的离
子方程式为,样品中的纯度为(用含、的式子表示)。
CaNO22mV
【答案】(1)排净空气关闭K1
(2)恒压分液漏斗浓硫酸吸收尾气NO
223316.453V
(3)Cr2O76Fe14H2Cr6Fe7H2O1%
3m
【分析】检查装置气密性,加入相应的试剂,因为NO易被空气中氧气氧化,故先通入氮气排净空气,打
开管式炉,对瓷舟进行加热,关闭K1,打开K3,使稀硝酸滴入三颈烧瓶中;NO经干燥后与CaO2反应生成
CaNO,防止中水蒸气进入,中盛有浓硫酸,最后用酸性溶液氧化。
22ECDK2Cr2O7NO
【解析】()利用制备,易被空气中氧气氧化,故先通入氮气排净空气;制备前需
1NOCaNO22NONO
关闭K1;
(2)仪器a是恒压分液漏斗;防止E中水蒸气进入C,D中盛有浓硫酸;酸性K2Cr2O7溶液能将NO氧化
为NO3,作用是吸收尾气NO;
2233
(3)Cr2O7将Fe氧化为Fe,本身被还原为Cr,“还原NO3”时加入硫酸,溶液呈酸性,故离子方程式
223322
为Cr2O76Fe14H2Cr6Fe7H2O;根据Cr2O7~6Fe,可求剩余
234
nFe0.1V106mol6V10mol,则还原NO3消耗的
23442
nFe0.110106V10mol106V10mol,则依据NO3~3Fe,可求25mL溶液中
13
141106V1053V10
nNO3106V10mol,即mg样品中nCaNO10molmol,
332233
53V10316453V16.4
即CaNO2的纯度为1100%1%。
23m3m
8.(2024·山东青岛一模)三氯化硼可用于有机反应催化剂、电子工业等。其熔点为-107℃,沸点为12.5℃,
易水解。模拟工业以B2O3、木炭和氯气为原料制备三氯化硼的装置如图所示(夹持装置略)。
实验步骤:
(ⅰ)连接仪器,检验装置的气密性,盛装药品;打开K1,通一段时间N2;
(ⅱ)关闭K1,加入适量浓盐酸,接通冷凝装置,加热管式炉;
(ⅲ)待反应结束,停止加热,打开K1,再通一段时间N2.
回答下列问题:
(1)仪器甲的名称为,试剂X为,F处碱石灰的作用是。
(2)装置D的产物中含有极性的二元化合物分子,则该反应的化学方程式为;判断该反应结束的实验现
象是。
(3)反应结束后通入N2的目的是;图示装置存在的缺陷是。
(4)已知AgSCN是一种白色沉淀且KspAgSCN<KspAgCl。BCl3产率的测定方法如下(不考虑杂质的反应):
①mgB2O3与足量木炭、氯气反应,取产品的20%于水解瓶中完全水解,稀释至100.00mL。
-1
②取10.00mL该溶液于锥形瓶中,加入V1mLc1mol⋅LAgNO3溶液,加入适量硝基苯,用力摇动,将沉淀
表面完全覆盖。
③以溶液为指示剂,用⋅-1标准溶液滴定过量溶液,消耗标准溶液。
NH4FeSO42c2molLKSCNAgNO3V2mL
判断滴定终点的现象是;实验所得产品的产率是,若未加硝基苯,则测定结果将(填“偏大”、
“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)三颈烧瓶饱和食盐水处理尾气中的氯气,防止空气中的水蒸气进入E中
(2)B2O3+3Cl2+3C2BCl3+3CO冷凝管中不再有液体流下
(3)将装置内的残留气体全部排出,防止污染空气陷为缺少CO处理装置
175(cV-cV)
(4)滴入最后半滴标准液,溶液由无色变为红色,且半分钟不褪色1122%偏小
3m
【分析】
A为制备氯气的装置,该方法制备的氯气中有HCl和水蒸气杂质,需要依次通过饱和食盐水和浓硫酸除去,
D为反应装置,F为尾气处理装置且可防止空气中的水蒸气进入E中;整个过程中需要注意三氯化硼熔点为
-107℃,沸点为12.5℃,易水解。
【解析】(1)甲指向的是三颈烧瓶,用高锰酸钾和浓盐酸制备的氯气中有HCl、和水蒸气杂质,需要先通
过饱和食盐水除去HCl气体,则X为饱和食盐水;氯气有毒,F处的碱石灰能处理尾气中的氯气,且三氯
化硼易水解,碱石灰能防止空气中的水蒸气进入E中;
(2)D中产生的除了三氯化硼外还有二元极性化合物为CO,则方程式为B2O3+3Cl2+3C2BCl3+3CO,目
标产物经冷凝后呈液态,则反应结束的实验现象是冷凝管中不再有液体流下;
(3)氯气和CO有毒,反应结束后通入N2将装置内的残留气体全部排出,防止污染空气;因为D中生成
物有CO,而CO有毒,该装置的缺陷为缺少CO处理装置;
(4)达到滴定终点时过量的SCN-与指示剂电离出的Fe3+生成红色物质,则终点现象为:滴入最后半滴标准
B2O3~2BCl3
235m47
液,溶液由无色变为红色,且半分钟不褪色;根据B守恒有70g235g,x==m,滴定溶液中过
7014
mgxg
-3-3
量的硝酸银物质的量为:10c2V2mol,则10.00mL溶液中氯离子的物质的量为10(c1V1-c2V2)mol,则产
10(-3cV-cV)mol100mL
1122117.5g/mol20%
175(cV-cV)
品的产率为:310mL100%1122%;
235m
g3m
70
KspAgSCN<KspAgCl,若未加硝基苯会导致原本部分AgCl转化为AgSCN,导致计算过量硝酸银偏大,
从而导致计算溶液中氯离子浓度偏小,最终导致测得结果偏小。
易错题型二有机物的制备实验
9.(2024届·湖北黄冈·三模)三氯甲苯()可用于制取农药、染料等有机物,可利用
甲苯的取代反应进行制备。
有关物质性质如下:
物质熔点/℃沸点/℃密度/g·cm3摩尔质量/g·mol1
甲苯-94.9110.60.8792
三氯甲苯-7.5219.01.36195.5
实验步骤:
如图组装实验仪器,检验装置气密性后将138.0mL甲苯加入N中,__________,加热至100~110℃后通氯
气反应1h。
回答下列问题:
(1)仪器N的名称是;M的作用为。
(2)将甲苯加入三颈烧瓶后的操作是。
(3)实验时,现象表示瞬时氯气足量,氯气的通入速率恰当。
(4)该实验采用(填“水浴”或“油浴”)加热,球形干燥管中的试剂是(填名称)。
(5)反应结束后,混合溶液用(选择溶液并按先后顺序排序,试剂可重复使用)洗涤、干燥得粗产
品。
①蒸馏水②饱和Na2CO3溶液③饱和NH4Cl溶液
(6)粗产品经蒸馏后得138.0g三氯甲苯。该反应的产率最接近于。
A.30%B.50%C.70%
【答案】(1)三颈烧瓶(或三口烧瓶)冷凝回流、导气
(2)打开冷凝水
(3)溶液呈黄绿色
(4)油浴碱石灰
(5)①②①
(6)B
【分析】该实验用甲苯和氯气作为原料,反应后产生三氯甲苯,得到的产品经过洗涤和干燥后得到粗产品,
进一步纯化需要蒸馏。
【解析】(1)仪器N的名称是三颈烧瓶(或三口烧瓶),M为球形冷凝管,作用为:冷凝回流甲苯、导出
Cl2和HCl,故答案为:三颈烧瓶(或三口烧瓶);冷凝回流、导气。
(2)将甲苯加入三颈烧瓶后的操作是打开冷凝水,进行反应,故答案为:打开冷凝水。
(3)氯气为黄绿色气体,因此当实验时溶液呈黄绿色表示瞬时氯气足量,故答案为:溶液呈黄绿色。
(4)题中是加热至100~110℃后,因此采用油浴,球形干燥管的作用是吸收多余的氯气和氯化氢,因此为
碱石灰,故答案为:油浴;碱石灰。
(5)反应结束后,混合溶液中含有未反应完的甲苯、生成的三氯甲苯、部分溶于有机溶剂未反应的氯气、
氯化氢,加入碳酸钠溶液消耗产生的氯化氢、氯气,因此先进行水洗,再加入碳酸钠溶液,最后再水洗,
故答案为:①②①。
0.87138.0
(6)甲苯与氯气以1:3发生反应生成三氯甲苯,因此加入138.0mL甲苯即n(甲苯)1.305mol,
92
理论上生成三氯甲苯为1.305mol,即m(三氯甲苯)1.305mol195.5g/mol=255.1275g,则产率为
138.0g
100%54%,接近于50%,故答案为:B。
255.1275g
10.(2024届·新疆乌鲁木齐·三模)双水杨醛缩乙二胺合钴(Ⅱ)具有可逆载能力,能模拟金属蛋白的载原
理,用于有机催化氧化反应,其结构简式为:。先将双水杨醛缩乙二胺合钴(Ⅱ)置丁
氧气中至吸氧饱和制得载氧样品,再将100g载氧样品置于惰性气体环境中加热,使其吸收的氧气完全释放,
用Winkler法测定该样品的载氧量(吸收氧气的量)。Winkler法实验的原理如下:
2
Mn2OHMnOH2
4MnOH2O22H2O4MnOH3
2
2MnOH32I6H
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