高中化学 加练 第十四章　微题型134　无机物制备综合实验

微题型134无机物制备综合实验1.(16分)(2025·南昌模拟)某学习小组在实验室模拟工业制备硫氰化钾(KSCN)。实验装置如图：已知：①CS2不溶于水，比水重；NH3不溶于CS2；②三颈烧瓶内盛放CS2、水和催化剂。实验步骤如下：(1)图D装置中装KOH溶液的仪器名称：。

(2)制备NH4SCN溶液：CS2+3NH3NH4SCN+NH4HS(该反应比较缓慢)。①实验前经检验，装置的气密性良好。②实验开始时打开K1，加热装置A、D，使A中产生的气体缓缓通入D中，至CS2消失。则装置A中发生反应的化学方程式是；装置C的作用是；进入三颈烧瓶内的导气管口必须没入下层CS2液体，目的是。

(3)制备KSCN溶液：熄灭A处的酒精灯，关闭K1，移开水浴，将装置D继续加热至105℃，当NH4HS完全分解后(NH4HSH2S↑+3NH3↑)，打开K2，再缓缓滴加入适量的KOH溶液，发生反应：NH4SCN+KOH=KSCN+NH3↑+H2O。甲同学认为：实验中滴加相同浓度的K2CO3溶液比KOH溶液更好，理由是

。

制备硫氰化钾晶体：先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂，再减压蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到硫氰化钾晶体。(4)装置E用来吸收尾气，防止污染环境，吸收NH3生成无色无味气体的离子方程式为(铬元素被还原为Cr3+)。

(5)若将装置E中的酸性重铬酸钾溶液替换成酸性硫酸铁溶液，过滤装置E中吸收尾气后的悬浊液，得到滤液X。现取少量滤液X进行如图所示的探究实验。已知：Ag++SCN-=AgSCN↓(白色)。①试管b中产生银镜的原因是(用离子方程式表示)。

②观察到试管c中出现上述实验现象后，用力振荡试管c，又观察到溶液红色褪去且白色沉淀增多，结合平衡移动的知识解释其原因：。

答案(1)分液漏斗(2)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O观察气泡流速，以便控制加热温度使反应物充分接触，防止发生倒吸(3)K2CO3溶液碱性弱于KOH，且与NH4SCN反应产生更多气体(4)2NH3+Cr2O72-+8H+=2Cr3++N2↑+7H2O(5)①Fe2++Ag+Ag↓+Fe3+②红色溶液中存在平衡：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，用力振荡，发生反应：Ag++SCN-=AgSCN↓，白色沉淀增多，c(SCN-)减小，上述平衡逆向移动，溶液红色褪去解析装置A为实验室制取氨气的装置，其反应为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O；装置B为干燥装置，盛放碱石灰吸收水分；装置C用于观察气体速度，便于控制反应；装置D为反应装置，用于制备KSCN；装置E为尾气处理，吸收氨气等尾气。(2)由装置A制取氨气，方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O；根据题目信息可知，氨气与CS2须在有催化剂和水浴加热情况下才能反应，所以装置C的作用是观察气泡流速，以便控制加热温度；CS2不溶于水，比水重，可以防止发生倒吸，使反应物充分接触，提高原料利用率。(3)碳酸根离子水解，溶液显碱性，并且相同浓度的碳酸钾和氢氧化钾溶液，前者碱性小，碳酸钾与硫氰化铵共热反应时，能生成二氧化碳和氨气，有利于残留在装置中的气体排出，并且与NH4SCN反应可以产生更多气体。(5)①滤液X的主要溶质为Fe2(SO4)3、FeSO4、(NH4)2SO4，试管b中产生银镜是因为Fe2+将Ag+还原为Ag，反应的离子方程式为Fe2++Ag+Ag+Fe3+。2.(18分)(2025·安徽六安模拟预测)某小组探究Cu(phen)2ClO4(高氯酸二邻菲罗啉合亚铜)的合成方法：实验一：Cu(CH3CN)4ClO4(高氯酸四乙腈合亚铜)的制备实验流程：实验二：Cu(phen)2ClO4(高氯酸二邻菲罗啉合亚铜)的制备反应的化学方程式：Cu(CH3CN)4ClO4+2phenCu(phen)2ClO4+4CH3CN。实验步骤：按如图所示组合装置→检查气密性→关闭滴液漏斗活塞→“惰性气体保护”→将32.75gCu(CH3CN)4ClO4溶于10mL乙腈，通过滴液漏斗加入三颈烧瓶→将足量的邻菲罗啉的乙腈溶液通过滴液漏斗加入三颈烧瓶→搅拌20min→通过滴液漏斗滴加新蒸馏的无水乙醚→过滤、干燥→称量得到产品44.5g。已知：①Cu(ClO4)2·6H2O(六水合高氯酸铜)为蓝绿色晶体；②Cu+的配合物通常为无色，易被氧化；③CH3CN(乙腈)沸点81.6℃，与水混溶，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂；④phen为邻菲罗啉()。请回答：(1)步骤Ⅰ：取14g碱式碳酸铜加少量水湿润，搅拌下小心滴加高氯酸至固体几乎完全溶解。若加入太多水，弊端是。

(2)步骤Ⅳ：加热回流结束的标志是。

(3)步骤Ⅵ：最适宜的干燥方法是(填字母)。

A.烘箱烘干 B.低温风干C.真空干燥 D.滤纸吸干(4)(4分)实验二“惰性气体保护”需用惰性气体充分置换空气，可通过反复抽真空、通氮气来实现。请从下列操作中选择合适的操作并排序(需要用到下列所有操作)：关闭K1→→→→→(填字母)→重复以上操作3次→关闭真空泵

a.打开K1 b.打开K2c.关闭K2 d.抽真空e.通氮气(5)下列说法不正确的是(填字母)。

A.步骤Ⅲ应“浓缩”至溶液表面出现晶膜B.步骤Ⅳ中加热回流的主要目的是将分解出的结晶水蒸发脱离体系C.步骤Ⅴ中“系列操作”为冷却结晶、过滤、洗涤D.实验二通过滴液漏斗投料过程可能有空气进入装置，应在通风橱内进行(6)(6分)计算本实验Cu(phen)2ClO4的产率是(保留两位有效数字)；实验方案不采用邻菲罗啉直接与高氯酸亚铜反应制备产物，而是先制得高氯酸四乙腈合亚铜。请结合物质的溶解性推测原因：

。

答案(1)减缓反应速率、延长蒸发结晶时间(2)溶液蓝绿色褪去(3)C(4)b→d→c→a→e(5)BCD(6)85%CuClO4(高氯酸亚铜)在有机溶剂(如乙腈)中的溶解度较低，直接与邻菲罗啉反应效率低下；而Cu(CH3CN)4ClO4(高氯酸四乙腈合亚铜)在有机溶剂(如乙腈)中溶解度较高，利于反应解析(2)Cu(ClO4)2·6H2O(六水合高氯酸铜)是一种蓝绿色晶体，溶于水呈蓝绿色，步骤Ⅳ加热回流即冷凝回流乙腈，让反应完全即全部转化为高氯酸四乙氰合亚铜，亚铜离子在溶液中呈无色，故结束的标志是溶液蓝绿色褪去。(3)Cu+的配合物易被氧化，步骤Ⅵ最适宜的干燥方法是真空干燥，防止配合物被氧化。(5)步骤Ⅲ应“浓缩”至溶液表面出现晶膜时，停止加热，A正确；步骤Ⅳ中加热回流的主要目的是使反应物充分反应，B错误；步骤Ⅴ中“系列操作”为过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，C错误；恒压滴液漏斗与外界不连通，实验二通过滴液漏斗投料过程不可能有空气进入装置，不需要在通风橱内进行，D错误。(6)由题干反应的化学方程式可知，32.75gCu(CH3CN)4ClO4溶于10mL乙腈，与足量的邻菲罗啉反应后生成Cu(phen)2ClO4的理论质量为32.75g327.5×523.5=52.35g，故产率=44.5g52.35g×3.(16分)(2025·郑州一模)氨基磺酸(H2NSO3H)是一种无味、无毒的固体强酸，可用于制备金属清洗剂等，微溶于乙醇，260℃时分解，溶于水时存在反应：H2O+H2NSO3H=NH4HSO4。实验室用羟胺(NH2OH)和SO2反应制备氨基磺酸。已知：NH2OH性质不稳定，室温下吸收水蒸气和CO2时迅速分解，加热时爆炸。实验室常用亚硫酸钠粉末与75%硫酸制备SO2，根据下列装置回答相关问题：(1)仪器X名称为。

(2)气流从左至右，导管接口连接顺序为a→(装置可以重复使用)。

(3)实验过程中，先旋开(填“A”或“C”)装置的分液漏斗活塞，后旋开另一个活塞，其目的是。

(4)可以替代D装置的是(填字母，下同)。

a.盛装饱和食盐水的洗气瓶b.盛装品红溶液的洗气瓶c.盛装碱石灰的U形管d.盛装五氧化二磷的U形管(5)下列说法正确的是。

a.C装置应采用热水浴控制温度b.本实验应在通风橱中进行c.实验完毕后，采用分液操作分离C装置中的混合物d.A装置中用饱和亚硫酸钠溶液替代亚硫酸钠粉末可以加快化学反应速率(6)产品纯度测定。取wg氨基磺酸溶于蒸馏水配制成100mL溶液，准确量取25.00mL配制溶液于锥形瓶中，滴加几滴甲基橙溶液，用cmol·L-1标准NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液的体积为VmL。产品纯度为(用含w、c、V的代数式表示)。若选用酚酞溶液作指示剂，测得结果(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

答案(1)三颈烧瓶(2)f→g→d→e→f→g→b(3)A将装置中的空气排尽(4)d(5)b(6)38.8cVw解析(2)依题意，必须先制备干燥的二氧化硫，否则产品会混有杂质硫酸氢铵。用氢氧化钠溶液吸收尾气，要防止氢氧化钠溶液中的水蒸气进入装置C，故导管接口顺序为a→f→g→d→e→f→g→b。(3)装置C中反应之前要排尽装置内CO2、水蒸气，即先旋开装置A中分液漏斗活塞，利用SO2将装置中空气排尽。(4)装置D中浓硫酸用于干燥SO2，吸收水，可选择装有五氧化二磷的U形管来替代装置D，a、b不能吸收水，c与SO2反应，故选d。(5)依题意，羟胺加热时会发生爆炸，a项错误；本实验有SO2