（江苏专用）2019版高考化学一轮复习 专题10 化学实验 4 第三单元 重要物质的制备教案.doc

第三单元重要物质的制备1掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法)。2.能正确选用实验装置。3以上各部分知识与技能的综合应用。常见气体的制备 知识梳理一、实验室典型的气体发生装置二、气体收集方法收集方法排水法向上排空气法向下排空气法收集原理收集的气体不与水反应或难溶于水收集的气体密度比空气大，与空气密度相差较大，且不与空气中的成分发生反应收集的气体密度比空气小，与空气密度相差较大，且不与空气中的成分发生反应收集装置三、常见气体的实验室制备与收集气体反应原理发生装置图含有的杂质收集装置图O22KMnO4O2K2MnO4MnO2A或2KClO32KCl3O2A2H2O22H2OO2B H2OH2ZnH2SO4=ZnSO4H2BH2O或CO2CaCO32HCl=CaCl2CO2H2OBHCl、H2O(排饱和NaHCO3溶液法)或Cl2MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2OCHCl、H2O(排饱和食盐水法)或NH3Ca(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2OAH2O四、气体的净化1常见净化装置a装置为加热固态试剂除去气体杂质的装置，为防止固体“流动”，两端用石棉或玻璃棉堵住，但要使气流通畅。b装置一般盛液体试剂，用于洗气。c装置一般盛固体试剂，用于气体除杂和定量计算。2常见干燥剂干燥剂类型液态干燥剂固态干燥剂装置常见干燥剂浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)不可干燥的气体NH3、H2S、HBr、HI等NH3Cl2、H2S、HCl、SO2、CO2等五、尾气的处理1直接排空处理主要是针对无毒、无害气体的处理，如N2、O2、CO2等。2尾气处理装置(1)在水中溶解度较小的有毒气体，多数可通入盛有某种试剂的烧杯中被吸收除去(如图甲)，如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。(2)某些可燃性气体可用点燃(如图丙)或转化的方法除去，如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。(3)某些可燃性气体可以采用收集的方法除去(如图丁)，如CH4、C2H4、H2、CO等。(4)对于溶解度很大、吸收速率很快的气体，吸收时应防止倒吸，典型装置如图乙。常见的防倒吸装置还有如下改进装置(以NH3的吸收为例，未注明的液体为水)。自我检测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)用CaCO3和稀硫酸快速制CO2。()(2)用稀HNO3和锌粉快速制H2。()(3)可以加热分解NH4Cl、NH4HCO3等铵盐制NH3。()(4)用浓H2SO4干燥H2S、NH3等气体。()(5)用碱石灰干燥CO2、Cl2、SO2等气体。()(6)NO和NO2的收集方法相同。()解析：(1)因生成的CaSO4不溶于水覆盖在CaCO3表面阻止反应进一步进行，不可快速制CO2，错误；(2)反应不生成氢气，生成NO，错误；(3)NH4Cl分解生成HCl和NH3，冷却后又生成NH4Cl，错误；(4)浓硫酸具有强氧化性不能干燥还原性气体如H2S，还具有酸性不能干燥碱性气体如NH3，错误；(5)碱石灰不能干燥CO2、Cl2、SO2等酸性气体，错误；(6)NO只能用排水法收集，NO2只能用向上排空气法收集，错误。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2(2018保定一模)据下图所示的实验装置回答问题：(1)实验室用高锰酸钾制取比较干燥的氧气应选用的发生装置是_，收集装置为_。(2)实验室用双氧水制取并收集较纯的氧气时应选用的发生装置是_，收集装置为_。(3)实验室用氯化铵与熟石灰两种固体加热制取氨气时应选用的发生装置为_，收集装置为_。答案：(1)AD(2)BC(3)AE(1)气体制备实验，在连接实验装置后，添加药品前要进行装置的气密性检查。(2)实验室制取氨气，除用氯化铵和消石灰加热外，还可用浓氨水制取：直接加热浓氨水使NH3挥发出来；将浓氨水滴入固体碱性干燥剂(生石灰、固体氢氧化钠或碱石灰等)中。(3)实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制氯气时，一定要加热。(2017高考全国卷，10，6分)实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是() A、中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液B管式炉加热前，用试管在处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度C结束反应时，先关闭活塞K，再停止加热D装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气解析装置Q是启普发生器，是氢气的发生装置，装置排列顺序是氢气发生装置安全瓶除去HCl、O2装置除去H2S装置干燥氢气装置氢气还原氧化钨装置尾气处理装置。Zn2HCl=ZnCl2H2、ZnS2HCl=ZnCl2H2S，用装置Q制得的氢气中含有H2S、O2、HCl、H2O等杂质，由于酸性高锰酸钾溶液氧化氯化氢生成氯气，所以，应先用焦性没食子酸溶液吸收氧气，同时除去氯化氢(易溶于水)，再用酸性高锰酸钾溶液吸收硫化氢，最后用浓硫酸干燥，试剂盛放顺序依次为焦性没食子酸溶液、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸，A项错误；加热WO3之前，要确保排尽装置内的空气，因为H2在空气中的浓度达到一定范围时，加热易发生爆炸，通过检验氢气的纯度判断空气是否排尽，B项正确；类似氢气还原氧化铜，实验完毕后，先停止加热，再继续通入氢气一段时间，C项错误；装置Q不能加热，适合块状固体与液体在常温下反应，而实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制氯气需要加热，且二氧化锰是粉末状固体，故不能用装置Q制备氯气，D项错误。答案B下列关于气体制备的说法不正确的是()A用碳酸钠粉末可以制备CO2B用铁片和稀H2SO4反应制取H2时，为加快产生H2的速率可改用浓H2SO4C加热分解NH4HCO3固体，将所得的气体进行适当处理可获得NH3D用KMnO4固体和用KClO3固体制备O2的装置完全相同解析：选B。选项A，Na2CO3粉末可以与稀硫酸等反应制备CO2；选项B，Fe在浓H2SO4中发生钝化，不能得到大量的H2；选项C，加热NH4HCO3得到CO2、NH3、H2O的混合气体，将混合气体通过碱石灰除去CO2和H2O即可得到NH3；选项D，用KMnO4固体和KClO3固体制备O2都属于“固固加热”型，其装置完全相同。有关气体制备实验装置的解题思路 常见气体的制备1草酸晶体(H2C2O42H2O)100 开始失水，101.5 熔化，150 左右分解产生H2O、CO和CO2。用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该选择的气体发生装置是(图中加热装置已略去)()解析：选D。草酸晶体加热过程中有水生成，不能利用A、B装置，否则生成的水冷凝后会使仪器炸裂；因草酸晶体在101.5 熔化，在试管中会流到管口而发生堵塞，不能利用C装置。2下列制备和收集气体的实验装置合理的是()解析：选D。A中大试管的管口应略向下倾斜，且收集气体的试管口应放一团棉花；B中NO很容易被空气中的氧气氧化，所以采用B装置得不到NO；C中氢气的密度比空气小，所以集气瓶中的进气导管应比出气导管要短；D装置合理。气体的净化与尾气处理3有关图示装置的叙述不正确的是()A装置可用于吸收实验中多余的少量SO2B装置可用于收集H2、NH3、Cl2、NO2等C装置中X为苯，可用于吸收氨气或氯化氢D装置可用于收集NH3，并吸收多余的NH3解析：选C。SO2和NaOH溶液会发生反应，故用NaOH溶液吸收SO2可以防止污染，A选项正确。装置中如果气体从长导管通入，只能收集密度比空气大且不能与空气中的成分发生反应的气体，此时可以收集Cl2、NO2等；如果从短导管通入，只能收集密度比空气小且不能与空气中的成分发生反应的气体，此时可以收集H2、NH3等，B选项正确。装置中如果X为苯，因为苯的密度比水的小，故苯应该在上层，C选项错误。装置中先用盛有碱石灰的干燥管除去氨气中的水蒸气，然后用排空气法收集NH3，最后用防倒吸的装置吸收多余的NH3，D选项正确。4请回答下列实验室中制取气体的有关问题。(1)下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。装置B、C、D的作用分别是B_；C_；D_。(2)在实验室欲制取适量NO气体。下图中最适合完成该实验的简易装置是_(填序号)。根据所选的装置完成下表(不需要的可不填)：应加入的物质所起的作用ABCD简单描述应观察到的实验现象：_。解析：(1)KMnO4与浓盐酸发生反应2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O。装置B采用向上排空气法收集Cl2，装置C起安全瓶作用，防止D中的液体倒吸进入B中。Cl2具有毒性，装置D中NaOH溶液用于吸收多余的Cl2，防止污染环境。(2)实验室制取NO气体通常用铜与稀硝酸反应：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。由于NO易与空气中的O2反应生成NO2，不宜用排空气法收集NO气体，应用排水法收集NO，故装置和错误。装置和比较，更简单，A中Cu与稀硝酸反应生成NO气体，B中盛满水，用排水法收集NO。答案：(1)向上排空气收集氯气作安全瓶，防止D中的液体倒吸进入试管B中吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境(2)应加入的物质所起的作用A铜屑和稀硝酸制取NO气体B水排水法收集NO气体C主要是接收B中排出的水D反应开始时，A中铜表面出现无色小气泡，反应速率逐渐加快；A中上部空间由无色逐渐变为浅红棕色，随着反应的进行又逐渐变为无色；A中的液体由无色变为浅蓝色；B中的水面逐渐下降，水逐渐流入烧杯C中气体制备试剂的选择和仪器的装配(1)试剂的选择以实验室常用药品为原料，依据造气原理，选择方便、经济、安全的试剂，尽量做到有适宜的反应速率，且所得气体比较纯净。例如：用锌粒与酸制取氢气，一般选择稀硫酸，而不用稀盐酸。原因是盐酸是挥发性酸，用其制取的氢气中常混有HCl气体。(2)仪器的装配装配仪器的原则：在装配仪器时，应从下而上，从左至右，先装好后固定；先检查装置的气密性再加入试剂；加入试剂时，先固后液；实验开始时，先验纯，再点燃酒精灯；连接导管时，对于洗气装置应“长”进“短”出，球形干燥管应“大”进“小”出；先净化后干燥。 重要有机物的制备 知识梳理一、实验室制乙酸乙酯(详见本书专题9第二单元考点1)二、实验室制溴苯1实验装置2反应原理3注意事项(1)添加药品前先检查装置的气密性。(2)冷凝管下口进水，上口出水。三、实验室制硝基苯1实验装置2反应原理3注意事项(1)先将浓硝酸和浓硫酸混合均匀，冷却到50 以下，然后在不断振荡下，逐滴加入苯，并注意避免使混合物的温度超过60 。(2)水浴温度：5060 。(3)长导管作用：冷凝回流。(1)溴苯、硝基苯的密度均比水大，均不溶于水。(2)溴苯反应的条件是液溴、苯、铁粉。 自我检测乙醇的沸点是78 ，能与水以任意比混溶，易与氯化钙结合生成配合物。乙醚的沸点为34.6 ，难溶于水，乙醚极易燃烧。实验室制乙醚的反应原理是2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3(乙醚)H2O。实验步骤：.乙醚的制备在分液漏斗中加入2 mL 95%的乙醇，在一干燥的三颈烧瓶中放入12 mL 95%的乙醇，在冷水浴中的冷却下边摇动边缓慢加入12 mL浓硫酸，使混合均匀，并加入2粒沸石。实验装置如下图：将反应瓶放在电热套上加热，使温度迅速地上升到140 ，开始由分液漏斗慢慢滴加乙醇，控制流速并保持温度在135140 之间。待乙醇加完后，继续反应10 min，直到温度上升到160 止。关闭热源，停止反应。.乙醚的精制将馏出物倒入分液漏斗中，依次用8 mL 15% NaOH溶液、8 mL饱和食盐水洗涤，最后再用8 mL饱和氯化钙溶液洗涤2次，充分静置后分液。将乙醚倒入干燥的锥形瓶中，用块状无水氯化钙干燥。待乙醚干燥后，加入到蒸馏装置中用热水浴蒸馏，收集3338 的馏分。请根据上述信息，完成下列问题：(1)乙醚的制备和精制过程中都需要使用沸石，其作用是_，如果实验中忘记加沸石，需要怎么处理？_。(2)乙醚的制备和精制过程中都需要使用温度计，其水银球位置是否相同？_(填“是”或“否”)，原因是_。(3)仪器C的名称为_。(4)如果温度太高，将会发生副反应，产物是_。(5)精制乙醚中，加入15% NaOH溶液的作用是_，加入饱和氯化钙溶液的作用是_。解析：(2)制备乙醚，应控制反应液的温度(140 )；精制乙醚，应测量乙醚蒸气的温度。(4)CH3CH2OHCH2=CH2H2O。(5)NaOH可以中和酸，除去酸性杂质；乙醚不溶于水，而乙醇和水可以以任意比例互溶，且乙醇易与氯化钙结合生成配合物，故用饱和氯化钙溶液可除去乙醇。答案：(1)防止暴沸停止加热，冷却后补加沸石(2)否制备要控制反应液的温度，水银球要放在反应液里，蒸馏要测馏分的温度，水银球要放在蒸馏烧瓶支管口处(3)冷凝管(4)乙烯(5)除去酸性杂质除乙醇(2018石家庄模拟)实验室制备1，2二溴乙烷的反应原理如下：CH3CH2OHCH2=CH2H2OCH2=CH2Br2BrCH2CH2Br可能存在的主要副反应有乙醇在浓硫酸的存在下在140 脱水生成乙醚。用少量的溴和足量的乙醇制备1，2二溴乙烷的装置如图所示：有关数据列表如下：乙醇1，2二溴乙烷乙醚状态无色液体无色液体无色液体密度/gcm30.792.20.71沸点/78.513234.6熔点/1309116回答下列问题：(1)在此制备实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170 左右，其最主要的目的是_；a引发反应b加快反应速率c防止乙醇挥发 d减少副产物乙醚生成(2)在装置C中应加入_，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体；a水 b浓硫酸c氢氧化钠溶液 d饱和碳酸氢钠溶液(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是_；(4)将1，2二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在_(填“上”或“下”)层；(5)若产物中有少量未反应的Br2，最好用_洗涤除去；a水 b氢氧化钠溶液c碘化钠溶液 d乙醇(6)若产物中有少量副产物乙醚，可用_的方法除去；(7)反应过程中应用冷水冷却装置D，其主要目的是_；但又不能过度冷却(如用冰水)，其原因是_。解析(2)根据题中提示，选碱来吸收酸性气体；(3)制备反应是溴与乙烯的反应，明显的现象是溴的颜色完全褪去；(4)1，2二溴乙烷的密度大于水，因而在下层；(5)溴在水中溶解度小，不能用水除溴，碘化钠与溴反应生成碘会溶解在1，2二溴乙烷中，不能用碘化钠溶液除溴，乙醇与1，2二溴乙烷混溶，不能用乙醇除溴；(6)根据表中数据，乙醚沸点低，可通过蒸馏除去(不能用蒸发，乙醚易燃不能散发到空气中，且蒸发会导致1，2二溴乙烷挥发到空气中)；(7)溴易挥发，冷却可减少挥发，但如果用冰水冷却会使1，2二溴乙烷凝固而堵塞导管。答案(1)d(2)c(3)溴的颜色完全褪去(4)下(5)b(6)蒸馏(7)避免溴大量挥发1，2二溴乙烷的熔点低，过度冷却会凝固而堵塞导管根据上述例题回答下列问题：(1)安全瓶B在实验中有多重作用。其一可以检查实验进行时装置D中导管是否发生堵塞，请写出发生堵塞时安全瓶B中的现象：_；如果实验时装置D中导管堵塞，你认为可能的原因是_；安全瓶B还可以起到的作用是_。(2)某学生在做此实验时，使用一定量的液溴，当溴全部褪色时，所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量，比正确情况下超过许多，如果装置的气密性没有问题，试分析可能的原因：_ (写出两条即可)。答案：(1)安全瓶B中长直玻璃管内液柱上升过度冷却，产品1，2二溴乙烷在装置D中导管口凝固防止倒吸(2)浓硫酸将部分乙醇氧化；发生副反应生成乙醚；乙醇挥发；乙烯流速过快，未完全发生加成反应(写出两条即可)物质制备的基本思路(1)明确物质制备原理：进行物质制备实验设计前必须先认真审题，明确要制备的物质，弄清题目有哪些新信息，综合学过的知识，通过类比、分析、迁移，从而明确制备原理。(2)选择实验仪器与实验试剂：根据制备的物质的性质、需要的反应条件，选择合理的实验仪器和试剂。例如：制备的物质具有强烈的腐蚀性，就不能选用橡胶管连接实验仪器；若反应条件是加热，且温度不超过100 ，就可以选择水浴加热装置。 (3)设计物质制备步骤：根据物质制备的原理以及所选用的实验仪器和试剂，设计出合理的实验装置和实验操作步骤，实验步骤应完整、简明。考生应该具备识别典型的实验仪器装置图的能力，这是评价实验方案的能力之一。(4)检验制备物质的纯度：采用可行的方法对制备的物质进行检验，确定实验是否成功。重要有机物的制备1乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下：相对分子质量密度/(gcm3)沸点/水中溶解性异戊醇880.812 3131微溶乙酸601.049 2118溶乙酸异戊酯1300.867 0142难溶实验步骤：在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和23片碎瓷片。开始缓慢加热A，回流50 min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO4固体，静置片刻，过滤除去MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集140143 馏分，得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题：(1)仪器B的名称是_。(2)在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是_，第二次水洗的主要目的是_。(3)在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后_(填标号)。a直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出b直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出c先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出d先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出(4)本实验中加入过量乙酸的目的是_。(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是_。(6)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是_(填标号)。(7)本实验的产率是_(填标号)。a30%b40%c60% d90%(8)在进行蒸馏操作时，若从130 便开始收集馏分，会使实验的产率偏_(填“高”或“低”) ，其原因是_。解析：(1)仪器B是球形冷凝管，起冷凝回流作用。(2)第一次水洗，主要除去大部分硫酸和醋酸，第二次水洗除去NaHCO3杂质。(3)乙酸异戊酯的密度小于水，在水层上方。分液时先将水层从分液漏斗下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出。(4)该反应为可逆反应，加入过量乙酸，能够提高异戊醇的转化率。(5)加入无水MgSO4固体的目的是除去混合物中的少量水分。(6)蒸馏操作中，需要测定馏分的温度，所以温度计水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处，b和c中温度计位置均正确，但c中的冷凝装置为球形冷凝管，它一般用作反应装置，主要用于冷凝回流，使反应更彻底，故只有b项正确。(7)据可知，4.4 g异戊醇完全反应消耗3.0 g乙酸，故乙酸有剩余，生成乙酸异戊酯的理论产量为6.5 g，故该反应的产率为100%60%。(8)异戊醇的沸点为131 ，蒸馏时，若从130 开始收集馏分，将会有一部分未反应的异戊醇被蒸出，使产率偏高。答案：(1)球形冷凝管(2)洗掉大部分硫酸和醋酸洗掉碳酸氢钠(3)d(4)提高异戊醇的转化率(5)干燥(6)b(7)c(8)高会收集少量未反应的异戊醇2(2018郑州高三质量预测)苯甲酸是一种重要的化工原料。实验室合成苯甲酸的装置示意图原理及有关数据(夹持及加热装置略)如下：原理：名称性状熔点()沸点()密度(g/mL)溶解性水乙醇甲苯无色液体，易燃易挥发95110.60.866 9不溶互溶苯甲酸白色片状或针状晶体112.4(100 左右升华)2481.265 9微溶易溶苯甲酸在水中的溶解度：温度/41875溶解度/g0.20.32.2某学习小组在实验室制备、分离、提纯苯甲酸，并测定所得样品的纯度，步骤如下：.制备苯甲酸在三口瓶中加入2.7 mL甲苯、100 mL水和23片碎瓷片，开动电动搅拌器，a中通入流动水，在石棉网上加热至沸腾，然后分批加入8.5 g 高锰酸钾，继续搅拌约45 h，直到甲苯层几乎消失、回流液不再出现油珠，停止加热和搅拌，静置。.分离提纯在反应混合物中加入一定量草酸(H2C2O4)充分反应，过滤、洗涤，将滤液放在冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化，苯甲酸全部析出后减压过滤，将沉淀物用少量冷水洗涤，挤压去水分后放在沸水浴中干燥，得到粗产品。.测定纯度称取m g 产品，配成100 mL乙醇溶液，移取25.00 mL溶液于锥形瓶，滴加23滴酚酞，然后用标准KOH溶液滴定。请回答下列问题：(1)装置a的作用为_。(2)甲苯被高锰酸钾氧化的原理为KMnO4MnO2H2O_请完成并配平该化学方程式。(3)分离提纯过程中加入的草酸是一种二元弱酸，反应过程中有酸式盐和无色气体生成。加入草酸的作用是_，请用离子方程式表示反应原理：_。(4)产品减压过滤时用冷水洗涤的原因是_。(5)选用下列_操作，可以将粗产品进一步提纯(选填字母)。A溶于水后过滤B溶于乙醇后蒸馏C用甲苯萃取后分液 D升华(6)测定纯度步骤中，滴定终点溶液的颜色变化是_。 若m1.200 g，滴定时用去 0.120 0 mol L1标准KOH溶液20.00 mL，则所得产品中苯甲酸的质量分数为_。解析：(1)装置a用于冷却甲苯，防止挥发，并回流到反应容器中，减少实验误差。(2)氧化还原反应的化学方程式配平的关键是化合价的变化，甲基中的碳元素为3价，被氧化成羧基变成3价，锰元素由7价变成4价，所缺少的物质，一般化合价无变化，可以最后根据质量守恒定律来完成。(3)草酸是二元弱酸，但具有很强的还原性，可以将过量的高锰酸钾还原成二氧化锰而形成沉淀除去，发生的反应为2MnO3H2C2O4=2MnO22HCO4CO22H2O。(4)由题干表格中数据可知，苯甲酸微溶于冷水，所以用冷水洗涤可以减少产品的损失。(5)由于苯甲酸的熔点为112.4 ，而在100 时容易升华，所以可以对固体升高温度，让其升华进一步提纯，所以选择D。(6)苯甲酸的乙醇溶液是酸性溶液，滴加酚酞呈无色，然后滴加KOH溶液，滴定终点溶液呈碱性，溶液由无色变成浅红色，且半分钟内不褪色，根据苯甲酸为一元酸，与KOH等物质的量反应，可以求算出苯甲酸的物质的量，进而求出苯甲酸的质量，最后求出苯甲酸的质量分数。答案：(1)冷凝回流，防止甲苯的挥发而降低产品产率(2)121211KOH(3)将过量的高锰酸钾转化为二氧化锰，以便过滤除去2MnO3H2C2O4=2MnO22HCO4CO22H2O(4)苯甲酸在冷水中的溶解度较小，用冷水洗涤可以减少产品的损失(5)D(6)溶液由无色变浅红色，且半分钟内不褪色97.6%解答“重要有机物的制备”实验题时，应注意以下3个方面的问题：(1)原料的选择与处理。制备一种物质，首先应根据目标产物的组成去寻找原料，原料的来源要经济、易得、安全。(2)反应原理和途径的确定。根据原料确定反应原理，要求考虑环保、节约等因素，找出最佳制备途径。制备途径一般包括中间产物的制取、粗产品的制得及粗产品的精制等几个部分。选择途径时应注意杂质少易除去、步骤少产率高、副反应少好控制、污染少可循环、易提纯好分离等特点。(3)产品的分离提纯。根据产品的性质特点选择合适的分离提纯方案。 其他物质的制备 知识梳理1选择最佳反应途径(1)用铜制取硫酸铜(填化学方程式，下同)2CuO22CuO、CuOH2SO4(稀)=CuSO4H2O。(2)用铜制取硝酸铜2CuO22CuO、CuO2HNO3(稀)=Cu(NO3)2H2O。(3)用铝制取氢氧化铝2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2Al2(SO4)36NaAlO212H2O=8Al(OH)33Na2SO4当n(Al3)n(AlO)13时，Al(OH)3产率最高。2选择最佳原料如用氯化铝溶液制氢氧化铝应选用氨水作反应物：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。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。其制备方法如下：(1)亚铁盐需新制(用足量铁与稀硫酸反应)。(2)将所用氢氧化钠溶液煮沸以驱尽O2。(3)使用长滴管吸入氢氧化钠溶液后末端伸入FeSO4溶液液面下，慢慢挤压乳胶头使氢氧化钠与氯化亚铁接触。(2016高考四川卷)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl22H2O制备CuCl，并进行相关探究。【资料查阅】【实验探究】该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略)。请回答下列问题：(1)仪器X的名称是_。(2)实验操作的先后顺序是a_e(填操作的编号)。a检查装置的气密性后加入药品b熄灭酒精灯，冷却c在“气体入口”处通入干燥HCld点燃酒精灯，加热e停止通入HCl，然后通入N2(3)在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是_。(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是_。【探究反思】(5)反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质，根据资料信息分析：若杂质是CuCl2，则产生的原因是_。若杂质是CuO，则产生的原因是_。解析(1)仪器X的名称为干燥管。(2)实验操作中应先通氯化氢气体，再点燃酒精灯，反应结束后，先熄灭酒精灯，再停止通入氯化氢气体，故实验操作的先后顺序为acdbe。(3)实验过程中，由于通入氯化氢气体，多余的氯化氢气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；又由于反应过程中产生氯气，氯气与水反应生成的HClO能漂白试纸而使试纸褪色。(4)装置D中发生的氧化还原反应为氯气与氢氧化钠溶液的反应，离子方程式为Cl22OH=ClClOH2O。(5)由于加热时间不足或温度偏低，CuCl22H2O失去结晶水后生成CuCl2，CuCl2没有完全分解；通入的氯化氢气体不足，反应过程中CuCl2水解生成Cu2(OH)2Cl2，Cu2(OH)2Cl2分解而生成CuO。答案(1)干燥管(2)cdb(3)先变红，后褪色(4)Cl22OH=ClOClH2O(5)加热时间不足或温度偏低通入HCl的量不足其他物质的制备(2016高考全国卷，26，14分)过氧化钙微溶于水，溶于酸，可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题：(一)碳酸钙的制备(1)步骤加入氨水的目的是_。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于_。(2)如图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是_(填标号)。a漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b玻璃棒用作引流c将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁d滤纸边缘高出漏斗e用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度(二)过氧化钙的制备CaCO3滤液白色结晶(3)步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈_性(填“酸”“碱”或“中”)。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是_。(4)步骤中反应的化学方程式为_，该反应需要在冰浴下进行，原因是_。(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_。(6)制备过氧化钙的另一种方法是将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是_，产品的缺点是_。解析：(1)含有少量铁的氧化物的石灰石与盐酸反应后得到CaCl2和含铁的盐的混合溶液，加入H2O2的目的是将Fe2氧化为Fe3，便于沉降铁元素，加入氨水调节溶液pH使Fe3生成Fe(OH)3沉淀。根据题目信息可知，小火煮沸能使Fe(OH)3沉淀颗粒长大，Fe(OH)3沉淀颗粒长大有利于过滤时尽可能除去铁元素。(2)过滤操作过程中，漏斗末端颈尖应紧靠烧杯内壁，玻璃棒应紧靠三层滤纸处，用玻璃棒引流时烧杯应紧靠玻璃棒，滤纸应紧贴漏斗内壁，滤纸边缘应低于漏斗边缘，液体液面应低于滤纸边缘，不能搅拌液体，故选项a、d、e符合题意。(3)加入盐酸至溶液中尚有少量CaCO3，说明盐酸不足，但产生的CO2溶解在水中形成H2CO3，此时溶液呈酸性。CO2在溶液中存在会影响产品的纯度，CO2属于挥发性气体，加热能使其从溶液中逸出。(4)CaCl2与H2O2发生复分解反应生成CaO2：CaCl2H2O2=CaO22HCl，HCl再与NH3H2O反应生成NH4Cl和H2O，总反应为CaCl2H2O22NH3H2O=CaO22NH4Cl2H2O。H2O2受热易分解，所以反应需在冰浴中进行。(5)结晶用蒸馏水洗涤后吸附有H2O，结晶不溶于CH3CH2OH，而H2O溶于CH3CH2OH，所以用CH3CH2OH洗涤可除去结晶表面的水分。(6)石灰石煅烧后的CaO直接与H2O2反应得到CaO2，其优点在于工艺简单、操作方便。由于所得CaO中杂质较多，得到的CaO2纯度较低。答案：(1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀过滤分离(2)ade(3)酸除去溶液中的CO2(4)CaCl22NH3H2OH2O26H2O=CaO28H2O2NH4Cl(或CaCl22NH3H2OH2O2=CaO22NH4Cl2H2O)温度过高时双氧水易分解(5)去除结晶表面水分(6)工艺简单、操作方便纯度较低解答物质制备类试题的一般程序第一，认真阅读题干，抽取有用信息；第二，仔细观察装置图(或框图)，找出每件仪器(或步骤)与熟悉的某一实验相似的地方，分析每件仪器中所装药品的作用；第三，通读问题，整合信息作出答案。 课后达标检测一、选择题1(2018通扬泰淮四市高三模拟)下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质，其中能达到实验目的的是()A用装置甲制取氨气B用装置乙除去氨气中的水蒸气C用装置丙验证氨气具有还原性D用装置丁吸收尾气解析：选C。A项，NH3的溶解度较大，不加热，NH3不会从溶液中逸出，错误；B项，NH3显碱性，会被浓H2SO4吸收，故不可用浓H2SO4作干燥剂，错误；C项，发生的反应为3CuO2NH33CuN23H2O，反应中NH3作还原剂，正确；D项，NH3通入溶液中，首先接触的是水，故会发生倒吸，错误。2(2018济南高三检测)如图是制备和收集气体的实验装置，该装置可用于()A用H2O2溶液与MnO2制取O2B用MnO2和浓盐酸制取Cl2C用生石灰和浓氨水制取NH3D用铜片与浓硫酸制取SO2解析：选A。该装置属于固体和液体混合不加热制气体型，且生成的气体不溶于水，故选A。3用如图装置进行实验，将液体A逐滴加入到盛有固体B的烧瓶中，下列叙述正确的是()A若A为盐酸，B为MnO2，C中盛有品红溶液，则C中溶液褪色B若A为醋酸，B为贝壳，C中盛有澄清石灰水，则C中溶液出现浑浊C若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛有AlCl3溶液，则C中先产生白色沉淀后沉淀溶解D上述实验中仪器D可以用长玻璃导管代替解析：选B。本装置为固液不加热装置，A项不发生反应；B项生成CO2气体，使澄清石灰水变浑浊；C项产生NH3，溶于水生成NH3H2O，与AlCl3溶液反应生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3沉淀不与NH3H2O反应；D项仪器D起防倒吸的作用，不能换作长玻璃导管。4下列物质的制备合理的是()将氯化铝溶液与硫化钾溶液混合后过滤来制备硫化铝将过量的铁与氯气加热反应制备氯化亚铁在配制FeSO4溶液时常向其中加入一定量铁粉和稀硫酸铜先氧化成氧化铜，再与稀硫酸反应来制取硫酸铜用氧化钙与浓氨水反应制取氨气ABC D全部解析：选C。中Al3与S2会发生水解相互促进反应生成Al(OH)3和H2S，得不到Al2S3；中无论Fe过量与否均生成FeCl3；中加入铁粉是防止Fe2被氧化，加入稀H2SO4是抑制Fe2的水解；中符合绿色化学的思想，减少了污染；中方法不用加热，操作简便。5(2018吉林高三检测)用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是()解析：选C。铜与浓硝酸反应的产物是NO2，其密度比空气的大，因此应利用向上排空气法收集NO2气体，导气管应长进短出，这样才能将装置中的空气排尽，且吸收装置能防止倒吸，只有C项符合。6为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体，从下图中选择合适的装置并连接，合理的是()Aaadde BbbddgCccddg Dddccf解析：选C。由盐酸和大理石制得的CO2气体中混有HCl和H2O，HCl可用饱和碳酸氢钠溶液除去，H2O可用浓硫酸吸收。由于CO2气体能溶于水，因此不能用排水法收集，考虑到CO2气体的密度比空气大，故用向上排空气法收集，综合以上几点可得选项C正确。7(2016高考上海卷)下列气体的制备和性质实验中，由现象得出的结论错误的是()选项试剂试纸或试液现象结论A浓氨水、生石灰红色石蕊试纸变蓝NH3为碱性气体B浓盐酸、浓硫酸pH试纸变红HCl为酸性气体C浓盐酸、二氧化锰淀粉碘化钾试液变蓝Cl2具有氧化性D亚硫酸钠、硫酸品红试液褪色SO2具有还原性解析：选D。使红色石蕊试纸变蓝，说明NH3的水溶液呈碱性，故NH3为碱性气体，A项结论正确。pH试纸变红，说明HCl的水溶液呈酸性，HCl是酸性气体，B项结论正确。淀粉碘化钾试液变蓝，是由于有碘单质生成：Cl22KI=2KClI2，该反应中Cl2表现出氧化性，C项结论正确。二氧化硫使品红溶液褪色是由于其具有漂白性，与其还原性无关，D项结论错误。8下列有关装置进行的实验，能达到实验目的的是()A用图1所示装置除去HCl中含有的少量Cl2B用图2所示装置蒸发FeCl3溶液制备无水FeCl3C用图3所示装置可以完成“喷泉”实验D用图4所示装置制取并收集干燥纯净的NH3解析：选C。A项，Cl2在饱和食盐水中溶解度很小，但HCl易溶，错误；B项，因FeCl3水解生成Fe(OH)3和HCl，而HCl易挥发，所以无法得到无水FeCl3，错误；C项，Cl2被浓NaOH溶液吸收，形成负压喷泉，正确；D项，不能用向上排空气法收集NH3，错误。二、非选择题9下表是实验室制备气体的有关内容：编号实验内容实验原理气体发生装置制备氧气H2O2O2制备氨气NH4ClNH3制备氯气HClCl2(1)上述气体中从实验原理看，必须选择合适的氧化剂才能实现的是_(填气体化学式，下同)；明显不同于其他两种气体的是_。(2)根据表中所列实验原理，从下列装置中选择合适的气体发生装置，将其编号填入上表中的空格中。(3)某学习小组设计了如下图实验，将氯气依次通过下列装置以验证氯气的性质：通入氯气后，A中的现象是_，整套实验装置存在的明显缺陷是_。C装置中发生反应的离子方程式为_。请你帮该小组同学设计一个实验，证明洗气瓶B中的Na2SO3已被氧化(简述实验步骤)：_。解析：(1)根据实验原理中给予的物质，HCl中Cl元素化合价升高作还原剂，所以用HCl制取Cl2时需要加氧化剂，而由H2O2制O2的反应中H2O2自身发生氧化还原反应，不需加氧化剂；制取氧气和氯气发生氧化还原反应，制取氨气不发生氧化还原反应。(2)根据反应物的状态和反应条件选择装置。(3)氯气和碘化钾发生置换反应生成碘单质，碘单质遇淀粉变蓝色；氯气有毒不能直接排入空气中，所以应该有尾气处理装置。氯气能氧化二价铁离子生成三价铁离子，同时生成氯离子：2Fe2Cl2=2Fe32Cl。证明Na2SO3已被氧化，实际上是检验SO的存在：取少量溶液置于洁净的试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明Na2SO3已被氧化。答案：(1)Cl2NH3(2)编号气体发生装置(或)(3)溶液变蓝色缺少尾气吸收装置2Fe2Cl2=2Fe32Cl取少量溶液置于洁净的试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明Na2SO3已被氧化10正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。发生的反应如下：CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO反应物和产物的相关数据列表如下：沸点/密度/(gcm3)水中溶解性正丁醇117.20.810 9微溶正丁醛75.70.801 7微溶实验步骤如下：将6.0 g Na2Cr2O7放入100 mL烧杯中，加30 mL水溶解，再缓慢加入5 mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0 g正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸气出现时，开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为9095 ，在E中收集90 以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集7577 馏分，产量2.0 g。(1)实验中，能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，说明理由：_。(2)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时，水在_(填“上”或“下”)层。(3)反应温度应保持在9095 ，其原因是_。(4)本实验中，正丁醛的产率为_%。解析：(1)将浓硫酸加入到Na2Cr2O7溶液中，相当于稀释浓硫酸，将顺序颠倒后易引起浓硫酸因局部放出过多的热量而沸腾迸溅。(2)根据表中所给数据可知，正丁醛的密度比水的小，故水在下层。(3)由表中所给数据可知，在该温度下，生成的正丁醛能变为气体而蒸出，且此温度低于正丁醇的沸点，蒸出的正丁醇很少，此温度可同时避免正丁醛被进一步氧化， 从而提高了产品的纯度。(4)正丁醛的产率为100%51%。答案：(1)不能，易迸溅(2)下(3)既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化(4)5111(2018武汉高三模拟)乳酸亚铁晶体(