②向上述锥形瓶中加入几滴________(填指示剂名称);
③逐滴加入浓度为cmol·L的Na2S2O3溶液,滴定至终点,记录数据,重复上述操作2次,得出三次平均消耗Na2S2O3溶液的体积为VmL,则CaO2·8H2O的质量分数为________________________(写出表达式即可)。(已知:I2+2S2O3===2I+S4O6) 答案 (1)dfebc(或cb)fegh (2)防止倒吸
△2++
(3)Ca(OH)2+2NH4Cl=====CaCl2+2NH3↑+2H2O 中和过氧化氢和Ca反应生成的H,促进反应进行(或使溶液呈碱性,减少CaO2·8H2O的溶解,或提高产品的产率等,其他合理答案均可) (4)分液漏斗 过滤 取最后一次洗涤液少量于试管中,先加入稀硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液,若不产生白色沉淀,说明沉淀已经洗涤干净;反之则说明未洗涤干净 (5)减少过氧化氢的分解,提高过氧化氢的利用率(或反应放热,温度低有利于提高产率) (6)淀粉溶液
108cV×10
-3
2-
-
2-
-1
a×100%
解析 (1)过氧化钙的制备过程中涉及装置的用途有:制取O2→除去H2O(g)→O2与钙在高温下反应制备过氧化钙→防止空气中的H2O(g)、CO2等进入装置,故仪器接口的连接顺序为dfebcfegh或dfecbfegh。(2)步骤③反应结束后,先熄灭酒精灯,待反应管冷却至室温后,停止通入气体,其目的是防止倒吸。(3)装置A中利用熟石灰与氯化铵共热制取氨气,发生反△2+应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4Cl=====CaCl2+2NH3↑+2H2O。在Ca和H2O2反应过程中,NH3溶于水生成NH3·H2O能中和过氧化氢和Ca反应生成的H,促进反应进行。(4)仪器C的名称为分液漏斗;反应结束后,经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO2·8H2O。检验CaO2·8H2O是否洗涤干净,可检验最后一次洗涤液中是否含有Cl,即加入稀硝酸、AgNO3溶液进行检验。(5)装置B中用冰水浴控制温度,其可能原因是温度低可减少过氧化氢的分解,提高过氧化氢的利用率或反应放热,温度低有利于提高产率。(6)②过氧化钙将KI氧化成I2,再利用
-
2+
+
cmol·L-1的Na2S2O3溶液滴定生成的I2,故可加入淀粉溶液作指示剂。③根据得失电子守恒
可得关系式: CaO2·8H2O~I2~2S2O3 216g2mol
2-
mgcV×10-3mol
108cV×10则有mg=108cV×10g,故产品中CaO2·8H2O的质量分数为×100%。
-3
-3
a题组二 有机物制备综合实验题
4.某化学兴趣小组设计实验制备苯甲酸异丙酯,其反应原理为
浓H2SO4
△
+H2O。用如图所示装置
6
进行实验:
物质的部分物理性质如表所示:
物质 苯甲酸 异丙醇 苯甲酸异丙酯
实验步骤:
步骤Ⅰ.在干燥的仪器a中加入38.1g苯甲酸、30mL异丙醇和15mL浓硫酸,再加入几粒沸石; 步骤Ⅱ.加热至70℃左右,保持恒温半小时;
步骤Ⅲ.将仪器a中液体进行如下所示操作得到粗产品:
相对分子质量 122 60 164 密度/ g·cm-3沸点/℃ 249 82 218 水溶性 微溶 易溶 不溶 1.27 0.79 1.17
步骤Ⅳ.将粗产品用图乙所示装置进行精制。 试回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中加入三种试剂的先后顺序一定错误的是________(填字母)。 A.异丙醇、苯甲酸、浓硫酸 B.浓硫酸、异丙醇、苯甲酸 C.异丙醇、浓硫酸、苯甲酸
(2)图甲中仪器a的名称为________________。加入的苯甲酸和异丙醇中,需过量的是________________,目的是________________。
(3)本实验一般采用水浴加热,因为温度过高会使产率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
7
(4)操作Ⅰ中第二次水洗的目的是_______________________________________________, 操作Ⅱ中加入无水硫酸镁的作用为________________________________________。 (5)步骤Ⅳ所用的装置中冷却水的进口为________(填字母),操作时应收集218℃的馏分,如果温度计水银球偏上,则收集的精制产品中可能混有的杂质为________(填物质名称)。 (6)如果得到的苯甲酸异丙酯的质量为40.930g,则该实验的产率为________%(结果保留2位有效数字)。 [思路点拨] 提
取
信
息
并
与
实
验
知
识
相
结
合
?一般都是将浓硫酸缓缓注入其他溶液中―→?解答第?1?问
?结合装置特点、可逆反应特点―→?解答第?2?问
?有机物特点,异丙醇的沸点82℃―→解答第?3?问
?分离提纯的方法及实验操作目的―→?解答第?4?问蒸馏实验原理―→解答第?5?问??产率计算方法―→解答第?6?问
类比乙酸乙酯制备实验试剂的添加顺序,
答案 (1)B (2)三颈烧瓶(或三口烧瓶) 异丙醇 有利于酯化反应向正反应方向进行,提高苯甲酸的转化率 (3)减小 (4)除去残留的碳酸钠 除去残留的水 (5)g 苯甲酸 (6)80 解析 (6)38.1g苯甲酸的物质的量为
-3
38.1g
-1≈0.312mol,30mL异丙醇的物质的量为
122g·mol
30 mL×0.79 g·cm
=0.395 mol,异丙醇过量,所以苯甲酸异丙酯的理论产量为0.312mol× -1
60 g·mol40.930g-1
164g·mol=51.168g,则产率为×100%≈80%。
51.168g
5.醋酸亚铬水合物{[Cr(CH3COO)2]2·2H2O,相对分子质量为376}是一种深红色晶体,不溶于冷水,是常用的氧气吸收剂。实验室中以锌粒、三氯化铬溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物,其装置如图所示,且仪器2中预先加入锌粒。已知二价铬不稳定,极易被氧气氧化,不与锌反应。制备过程中发生的相关反应如下:
8
Zn(s)+2HCl(aq)===ZnCl2(aq)+H2(g) 2CrCl3(aq)+Zn(s)===2CrCl2(aq)+ZnCl2(aq)
2Cr(aq)+4CH3COO(aq)+2H2O(l)===[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(s) 请回答下列问题:
(1)仪器1的名称是________。
(2)往仪器2中加盐酸和三氯化铬溶液的顺序最好是______________(填字母);目的是________________________________。 A.盐酸和三氯化铬溶液同时加入 B.先加三氯化铬溶液一段时间后再加盐酸 C.先加盐酸一段时间后再加三氯化铬溶液
(3)为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合,应关闭止水夹________(填“A”或“B”,下同),打开止水夹________。
(4)本实验中锌粒要过量,其原因除了让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3中与CH3COONa溶液反应外,另一个作用是__________________________________。
(5)已知其他反应物足量,实验时取用的CrCl3溶液中含溶质9.51 g,取用的醋酸钠溶液为1.5L 0.1mol·L;实验后得干燥纯净的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O9.48g,则该实验所得产品的产率为________(不考虑溶解的醋酸亚铬水合物)。 [思路分析]
(1)实验过程分析:①Cr不稳定,极易被O2氧化,让锌粒与盐酸先反应产生H2,把装置2和3中的空气赶出,避免生成的Cr被氧化;②还有一个作用是利用生成氢气,使装置内气压增大,将CrCl2溶液压入装置3中与CH3COONa溶液顺利混合;③装置2中锌粒要过量,除了让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3与CH3COONa溶液反应外,另一个作用是:过量的锌与CrCl3充分反应得到CrCl2。(2)产率计算:题目中给了CrCl3的质量和CH3COONa的物质的量,注意CH3COONa是过量的,根据元素守恒即可算出[Cr(CH3COO)2]2·2H2O的量。
答案 (1)分液漏斗 (2)C 让锌粒与盐酸先反应产生H2,把装置2和3中的空气赶出,避免生成的亚铬离子被氧化 (3)B A (4)使锌与CrCl3充分反应得到CrCl2 (5)84.0%
2+
2+
-1
2+
-
9
考向突破二 性质探究类综合实验题
1.题型特点
该类题型以探究物质未知的性质,主要包括酸碱性、氧化性、还原性、热稳定性等以及可能发生的反应为主要目的。在性质探究实验中主要考查试剂的选择、装置仪器的规范、步骤优化、实验设计、现象的探究和结论的评价等综合分析能力。
2.研究物质性质的基本方法和程序
3.注意事项
(1)若探究影响性质的因素,首先应确定变量,其次是“定多变一”,即其他因素不变,只改变一种因素,看这种因素与探究的问题存在怎样的关系。 (2)多角度辩证地看问题。
①研究反应物中各微粒的性质(即内因)。
②研究反应条件的影响(温度、浓度、环境中的其他物质)。
1.(2016·全国卷Ⅱ,28)某班同学用如下实验探究Fe、Fe的性质。回答下列问题: (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol·L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是__________________________________________________。 (2)甲组同学取2mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_______________________。 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是______________ __________________________________________________________。
2+
-1
2+
3+
10