2020版高考化学新增分大一轮复习第10章第32讲化学实验热点精讲义优习题(含解析)鲁科版.docx
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1、1第 32 讲 化学实验热点热点一 以“模拟无机物的工业制备”为载体的综合实验探究题解答物质制备试题的一般程序(1)认真阅读题干,提取有用信息,包括实验目的、反应条件、陌生物质的性质、陌生反应原理等。(2)仔细观察装置图(或框图),联想熟悉的实验,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。(3)通读问题,整合信息,把所有的问题进行综合分析,运用题给信息和化学基础知识做出正确答案。答案 (1)去除水中溶解氧 分液漏斗(2)Zn2Cr 3 =Zn2 2Cr 2 排除 c 中空气(3)c 中产生 H2使压强大于大气压 (冰浴)冷却 过滤(4
2、)敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触21(2018全国百强校高三一模)CuCl 晶体呈白色,熔点为 430,沸点为 1490,见光分解,露置于潮湿空气中易被氧化,难溶于水、稀盐酸、乙醇,易溶于浓盐酸生成 H3CuCl4,反应的化学方程式为:CuCl(s)3HCl(aq)= =H3CuCl4(aq)实验室用如图所示装置制取 CuCl,反应原理为:2Cu2 SO 28Cl 2H 2O=2CuCl SO 4H 34 24CuCl (aq)=CuCl(s)3Cl (aq)34(1)装置 A 中分液漏斗中的试剂应该是_。A稀硫酸 B98%的硫酸C65%的硫酸(2)装置 B 中反应结束后,取出混合物进行以
3、下操作,得到 CuCl 晶体。混 合 物 冷 却 倒 入 溶 有 SO2的 水 中 过 滤 洗 涤 干 燥 CuCl晶 体操作的目的是_;操作中宜选用的试剂是_。(3)实验室保存新制 CuCl 晶体的方法是_。(4)欲提纯某混有铜粉的 CuCl 晶体,请简述实验方案_。答案 (1)C (2)促进 CuCl 固体析出、防止 CuCl 被氧化乙醇、水 (3)避光、密封干燥保存 (4)将固体溶于浓盐酸后过滤,取滤液加入大量水,过滤,洗涤,干燥32(2018湖北 4 月调考)镁是 21 世纪最具应用前景的轻金属,工业制镁常用硅热还原法和电解法。(一)硅热还原法以白云石(主要成分为 CaCO3MgCO3
4、)为原料制备金属镁的工艺流程如图所示:(1)写出回转窑中煅烧 CaCO3MgCO3的化学方程式:_。(2)在混合器中,将煅烧得到的固体与还原制镁的催化剂萤石粉混合均匀,萤石粉碎的目的是_。(3)向冷却后的少量烧渣中加入盐酸,观察到有气体产生,写出真空高温还原炉中生成镁蒸气的化学方程式:_,还原炉抽成真空的目的是_。(二)电解法以 MgCl26H2O 为原料制备金属镁的工艺流程如图所示:MgCl26H2O MgCl2 MgCl 2 氯 化 氢 加 热 电 解 由 MgCl26H2O 制取 MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如图所示:(4)循环物质甲的名称是_。制取无水氯化镁必须在氯化氢存
5、在的条件下进行,原因是_;也可以加热亚硫酰氯(SOCl 2)与 MgCl26H2O 的混合物制取无水氯化镁,该反应的化学方程式为_。(5)装置 b 中填充的物质可能是_。(6)硅热还原法和电解法的共同缺点是_。答案 (1)CaCO 3MgCO3 CaOMgO2CO 2= = = = =高 温 (2)增大接触面积,提高催化效率(或提高反应速率)(3)2MgOSi SiO22Mg 防止生成的镁被氧化= = = = =高 温 4(4)盐酸 防止 MgCl2水解 MgCl 26H2O6SOCl 2 MgCl212HCl6SO 2= = = = = (5)无水氯化钙(或硅胶或五氧化二磷) (6)能耗高解
6、析 (3)向冷却后的少量烧渣中加入盐酸,观察到有气体产生,这说明铁没有参与还原氧化镁的反应。在高温下硅与氧化镁反应生成镁和二氧化硅,因此真空高温还原炉中生成镁蒸气的化学方程式为 2MgOSi SiO22Mg。镁是活泼金属,还原炉抽成真= = = = =高 温 空的目的是防止生成的镁被氧化。(4)制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行,原因是防止 MgCl2水解,通过加热 a 装置可产生 HCl,则循环物质甲为盐酸;加热亚硫酰氯(SOCl2)与 MgCl26H2O 的混合物制取无水氯化镁,根据原子守恒可知除 HCl 外还有 SO2生成,则该反应的化学方程式为MgCl26H2O6SOCl 2
7、MgCl212HCl6SO 2。(5)装置 b 的作用是干燥氯= = = = = 化氢,故可能是无水氯化钙(或硅胶或五氧化二磷)。(6)两种方法下发生的反应都需要在高温下进行,因此共同缺点是能耗高。3(2019海南质检)三氯化硼的熔点为107.3,沸点为 12.5,易水解生成硼酸和氯化氢,可用于制造高纯硼、有机合成催化剂等。实验室制取三氯化硼的原理为:B2O33C3Cl 2 2BCl33CO= = = = = (1)甲组同学拟用下列装置制取纯净干燥的氯气(不用收集)。装置 B 中盛放的试剂是_,装置 C 的作用是_。装置 A 中发生反应的离子方程式为_。(2)乙组同学选用甲组实验中的装置 A、
8、B、C 和下列装置(装置可重复使用)制取 BCl3并验证反应中有 CO 生成。5乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为ABC_FDI。实验开始时,先通入干燥 N2的目的是_。能证明反应中有 CO 生成的现象是_。答案 (1)饱和食盐水 干燥氯气 2MnO 16H 10Cl =2Mn2 5Cl 28H 2O 4(2)G E H J H 排除装置中的空气装置 F 中黑色粉末变为红色,装置 D 中澄清石灰水变浑浊热点二 有机物的制备与基本操作的融合把握三个关键,突破有机物制备实验1把握制备过程2盘点常用仪器3熟悉常考问题6(1)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
9、,提高原料的利用率和产物的产率。(2)有机反应通常都是可逆反应,且易发生副反应,因此常使某种价格较低的反应物过量,以提高另一反应物的转化率和产物的产率,同时在实验中需要控制反应条件,以减少副反应的发生。(3)根据产品与杂质的性质特点选择合适的分离提纯方法,如蒸馏、分液等。(4)产率计算公式产率 100%实 际 产 量理 论 产 量典例剖析 醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置如下:可能用到的有关数据如下:相对分子质量密度/ gcm3沸点/ 溶解性环己醇 100 0.9618 161 微溶于水环己烯 82 0.8102 83 难溶于水合成反应:在 a 中加入 20g 环己
10、醇和 2 小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入 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: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瓷片,应该采取的正确操作是_(填字母)。7A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_
11、(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_。(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有_(填字母,下同)。A圆底烧瓶 B温度计 C吸滤瓶D球形冷凝管 E接收器(7)本实验所得到的环己烯产率是_。A41%B50%C61%D70%审题流程 有机物制备实验一般包括制备过程和提纯过程。本题给出了详细的实验过程,可对题干信息解读如下:制备过程 提纯过程醇脱水是合成烯烃的常用方法制备原理;20g 环己醇反应物用量,用于计算;碎瓷片防止暴沸;冷却搅拌下,加入浓硫酸浓硫酸溶解放热;通入冷却水,产物冷却产物呈液态,利于分离;缓慢加热反应开始;馏出物的温度不超过 90产
12、物环己烯的沸点为 83,环己醇的沸点为 161,可分离出环己烯粗产物用 5%碳酸钠溶液洗涤除去少量的酸;粗产物用水洗使粗产物中的无机物进入水层;分离得到较纯的环己烯;加入无水氯化钙干燥产品(环己烯);蒸馏得到纯净的环己烯(除去环己醇);10g 环己烯产物量,用于计算解析 (1)装置 b 为直形冷凝管,可用于冷凝回流。(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)醇分子间最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
13、目的:除去水(做干燥剂)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)。(6)观察题中实验装置图知蒸馏过程中不可能用到吸滤瓶及球形冷凝管。(7)20g 环己醇的物质的量为 0.2mol,理论上生成环己烯的物质的量为 0.2mol,20g100gmol 1环己烯的质量为 0.2mol82gmol1 16.4g,实际得到环己烯的质量为 10g,则产率为8100%61%。10g16.4g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) (6)CD (7)C1叔丁基苯 是重要的精细化工中间体,实验室可以以苯和氯代叔丁烷ClC(
14、CH 3)3为原料,在无水 AlCl3催化下加热制得。相关物质的物理常数和物理性质如表:物质相对分子质量密度/(gcm3 )熔点/ 沸点/ 溶解性苯 78 0.88 5.5 80.1难溶于水,易溶于乙醇氯代叔丁烷 92.5 1.8426 51.6难溶于水,可溶于苯叔丁基苯 134 0.8758 169难溶于水,易溶于苯叔丁基苯的制取原理为: ClC(CH 3)3 HCl 无 水 AlCl3 实验室制取叔丁基苯的装置如图所示(加热和夹持仪器略去)实验步骤:在三口烧瓶中加入 120mL 的苯和适量无水 AlCl3,由恒压滴液漏斗滴加氯代叔丁烷 15mL,控制温度反应一段时间。将反应后的混合物依次用
15、稀盐酸、2%Na 2CO3溶液和 H2O 洗涤分离,在所得产物中加入少量无水 MgSO4固体,静置、过滤,先常压蒸馏,再减压蒸馏收集馏分,得叔丁基苯 30g。9(1)仪器 a 的名称为_,和普通分液漏斗相比,使用恒压滴液漏斗的优点是_。(2)洗涤操作中,水洗的目的是_;无水硫酸镁的作用是_。(3)常压蒸馏时,最低控制温度为_。(4)该实验中叔丁基苯的产率为_。(小数点后保留两位数字)答案 (1)球形冷凝管 可以使液体顺利滴下(2)洗掉 Na2CO3等(或洗掉可溶性无机物) 吸水(或干燥)(3)80.1(4)74.63%解析 (1)仪器 a 的名称为球形冷凝管;使用恒压滴液漏斗的优点是可以使液体
16、顺利滴下。(2)水洗的目的是洗掉 Na2CO3等(或洗掉可溶性无机物);无水硫酸镁的作用是吸水(或干燥)。(3)常压蒸馏的目的是除去苯、氯代叔丁烷,由表中数据可知,应控制最低温度为 80.1 。(4)苯的物质的量为 1.35 mol,氯代叔丁烷的物质的量为120 mL0.88 gmL 178 gmol 10.30 mol,由制取原理可知苯过量,则理论上生成 n(叔丁基苯)15 mL1.84 gmL 192.5 gmol 1 n(氯代叔丁烷)0.30 mol,理论上生成叔丁基苯的质量为 0.30 mol134 gmol1 40.20 g,故叔丁基苯的产率为 100%74.63%。3040.202
17、(2018江西九所重点中学联考)二茂铁可用作燃料的节能消烟剂、抗爆剂等。实验室制备二茂铁装置示意图如图一所示。已知:.二茂铁熔点是 173,在 100时开始升华;沸点是 249。.制备二茂铁的反应原理是:2KOHFeCl 22C 5H6=Fe(C5H5)22KCl2H 2O。实验步骤为:10在三颈烧瓶中加入 25g 粉末状的 KOH,并从仪器 a 中加入 60mL 无水乙醚到烧瓶中,充分搅拌,同时通氮气约 10min;再从仪器 a 滴入 5.5mL 新蒸馏的环戊二烯(C 5H6,密度为 0.95gcm3 ),搅拌;将 6.5g 无水 FeCl2与(CH 3)2SO(二甲亚砜,作溶剂)配成的溶液
18、 25mL 装入仪器 a 中,慢慢滴入仪器 c 中,45min 滴完,继续搅拌 45min;再从仪器 a 加入 25mL 无水乙醚搅拌;将 c 中的液体转入分液漏斗中,依次用盐酸、水各洗涤两次,分液得橙黄色溶液;蒸发橙黄色溶液,得二茂铁粗产品。回答下列问题:(1)仪器 a 的名称是_。(2)步骤中通入氮气的目的是_。(3)仪器 c 的适宜容积为_(填序号)。100mL250mL500mL(4)步骤用盐酸洗涤的目的是_。(5)步骤是二茂铁粗产品的提纯,该过程在图二装置中进行,其操作名称为_;该操作中棉花的作用是_。(6)为了确认得到的是二茂铁,还需要进行的一项简单实验是_;若最终制得纯净的二茂铁
19、 4.3g,则该实验的产率为_(保留三位有效数字)。答案 (1)恒压滴液漏斗(2)排尽装置中的空气,防止 Fe2 被氧化(3)(4)除去多余的 KOH(5)升华 防止二茂铁挥发进入空气中(6)测定所得固体的熔点 58.4%解析 (2)Fe 2 具有还原性,能被氧气氧化,通入氮气的目的是排尽装置中的空气,防止Fe2 被氧化。(3)根据实验,加入仪器 c 中的液体体积总和为(605.52525) mL115.5 mL,因此选用 250 mL 的三颈烧瓶。(4)根据制备二茂铁的化学方程式以及所给的 KOH、氯化亚铁、环戊二烯的量可知,加入的 KOH 应是过量的,因此步骤中加入盐酸的目的是除去多余的
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