专题10课时5物质的制备与合成.docx
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专题10课时5物质的制备与合成
课后限时训练
(时间:
45分钟)
学考、必考强化
1.为制备干燥、纯净的CO2,将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个吸收装置,两个装置应依次装入( )
A.饱和NaHCO3溶液;碱石灰
B.饱和NaHCO3溶液;浓硫酸
C.浓硫酸;饱和NaHCO3溶液
D.饱和Na2CO3溶液;稀硫酸
解析 用大理石和盐酸反应制得的CO2中,含有少量HCl气体可用饱和NaHCO3溶液吸收除去;干燥CO2可用浓硫酸或无水CaCl2固体作干燥剂,不能用碱石灰作干燥剂。
答案 B
2.关于下列各装置图的叙述中,正确的是( )
A.装置①是洗气装置,除去氯气中的氯化氢
B.实验室用装置②制取氨气
C.装置③可用于制备氢氧化亚铁并观察其颜色
D.装置④中X若为四氯化碳,可用于吸收氨气,并防止倒吸
解析 装置①作洗气装置时,导气管应长进短出;制取氨气时的试剂不能只用NH4Cl,因为加热时NH4Cl分解生成的HCl和NH3在试管口处反应重新生成NH4Cl;制备Fe(OH)2时,胶头滴管要伸入到液面以下;由于NH3在CCl4中溶解度很小,可以防止倒吸。
答案 D
3.以下各种尾气吸收装置中,不适合于吸收HCl气体,而且不能防止倒吸的是( )
解析 B项中,倒置漏斗伸入液面以下,不能起到防倒吸的作用。
答案 B
4.(2016·浙江省常山一中高二月考)某研究性学习小组在实验室用如图所示装置探究氮氧化物气体与烧碱溶液的反应。
实验过程中将胶头滴管中的液体挤入烧瓶。
碱液可快速、充分吸收产生的氮氧化物气体。
下列叙述正确的是( )
A.若将A与B连接,打开止水夹,则广口瓶中长导管口有气泡产生
B.若将A与C连接,打开止水夹,水沿导管由广口瓶进入烧瓶中
C.无论A连接B还是C,打开止水夹,均无明显现象
D.若将NaOH溶液换为水,可以用这套装置验证氨气易溶于水
解析 A与B连接,打开止水夹,水沿导管由广口瓶进入烧瓶中,若将A与C连接,打开止水夹,则广口瓶中长导管口有气泡产生,A、B、C错误;氨气溶解于水也可以形成负压,应用该装置可以验证,D正确。
答案 D
5.(2016·浙江省丽水模拟)用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是( )
A.用图Ⅰ所示装置吸收尾气中的二氧化硫
B.用图Ⅱ所示装置配制100mL0.100mol·L-1稀硫酸
C.用图Ⅲ所示装置除去溴苯中少量的溴
D.用图Ⅳ所示装置制取并收集氨气
解析 A项干燥管球部有较大空间,能防止倒吸,正确。
B项浓硫酸稀释时具有显著热效应,错误。
C项溴和溴苯均能溶于CCl4,错误。
D项氨气密度比空气小,应采取向下排空气法,错误。
答案 A
6.下列实验装置正确的是( )
解析 A项是实验室制取氯气的装置;B项收集氧气应该“长进短出”;C项氯化铵固体分解生成氨气和氯化氢,氨气和氯化氢在试管口又化合成氯化铵固体,得不到氨气,甚至可能会堵塞导管;D项浸有稀硫酸的棉花团不能吸收SO2,应改为“浸有NaOH溶液的棉花团”。
答案 A
7.下列实验方案正确且能达到相应实验预期目的且安全的是( )
解析 A项,对天然水加热,使水变成水蒸气进入到盛冷水的烧杯中,水蒸气遇冷变成小水滴,即为蒸馏水,正确;B项,二氧化氮可以和水反应,不能用排水法来收集,错误;C项,二氧化锰和稀盐酸不反应,所以不能获得氯气,要和浓盐酸在加热条件下才能反应,验证实验不能发生,错误;D项,对固体物质加热时,试管口要略向下倾斜,防止水倒流,炸裂试管,错误。
答案 A
8.贝诺酯是由阿司匹林、扑热息痛经化学法拼合制备的解热镇痛抗炎药,其合成反应式(反应条件略去)如下:
下列叙述错误的是( )
A.FeCl3溶液可区别阿司匹林和扑热息痛
B.1mol阿司匹林最多可消耗2molNaOH
C.常温下贝诺酯在水中的溶解度小于扑热息痛
D.C6H7NO是扑热息痛发生类似脂水解反应的产物
解析 A项,扑热息痛含有酚羟基,而阿司匹林没有,而酚羟基可以与FeCl3可发生显色反应,正确。
B项,阿司匹林中酯水解生成的酚还要继续与NaOH反应,故1mol阿司匹林可消耗3molNaOH,错误。
C项,贝诺酯中有两个酯基,这些均为憎水基,故其溶解度小,正确。
D项,扑热息痛的水解产物之一为:
,其化学式为C6H7NO,正确。
答案 B
9.(2012·浙江理综)下列说法正确的是( )
A.在“镀锌铁皮的镀层厚度的测定”实验中,将镀锌铁皮放入稀硫酸,待产生氢气的速率突然减小,可以判断锌镀层已反应完全
B.在“火柴头中氯元素的检验”实验中,摘下几根未燃过的火柴头,将其浸于水中,稍后取少量溶液于试管中,滴加硝酸银溶液和稀硝酸后,即可判断氯元素的存在
C.在“硫酸亚铁铵的制备”实验中,为了得到硫酸亚铁铵晶体,应小火加热蒸发皿,直到有大量晶体析出时停止加热
D.受强酸或强碱腐蚀致伤时,应先用大量水冲洗,再用2%醋酸溶液或饱和硼酸溶液洗,最后用水冲洗,并视情况作进一步处理
解析 A选项,产生的氢气速率突然减小,说明已经无法构成原电池,锌镀层完全反应,正确;B选项,滴加硝酸银溶液和稀硝酸,不能使KClO3中的氯元素转化为Cl-,必须加入亚硝酸钠溶液,把氯酸钾还原为氯化钾,才会有白色沉淀生成,说明有氯元素,错误;C选项,浓缩至有大量晶体析出,硫酸亚铁铵晶体会失水或分解,亚铁离子加热过程中易被氧化,错误;D选项,受酸腐蚀应涂碳酸氢钠溶液(或稀氨水、肥皂水),错误。
答案 A
10.4,7二甲基香豆素(熔点132.6℃)是一种重要的香料,广泛分布于植物界中,以间甲苯酚为原料的合成反应如下:
实验装置图如下:
主要实验步骤:
步骤1.向三颈烧瓶中加入60mL浓硫酸,并冷却至0℃以下,边搅拌边滴入间甲苯酚30mL(0.29mol)和乙酰乙酸乙酯26.4mL(0.21mol)的混合物。
步骤2.保持在10℃下,搅拌12h,反应完全后,将其倒入冰水混合物中,然后抽滤、水洗得粗品。
步骤3.粗品用乙醇溶解并重结晶,得白色针状晶体并烘干,称得产品质量为33.0g。
(1)图中仪器名称:
a ,b 。
(2)浓H2SO4需要冷却至0℃以下的原因是_____________________________
___________________________________________________________________。
(3)反应需要搅拌12h,其原因是______________________________________
___________________________________________________________________。
(4)确定最终产品是4,7二甲基香豆素的实验或方法是___________________
___________________________________________________________________。
(5)本次实验产率为 。
解析
(1)a为恒压滴液漏斗,b为吸滤瓶。
(2)浓硫酸具有强氧化性,可以将有机物氧化和炭化,为防止发生上述现象,故将浓硫酸冷却至0℃以下。
(3)搅拌可使反应物充分接触,提高反应速率。
(5)4,7二甲基香豆素的分子式为C11H12O2,相对分子质量为176。
根据反应方程式和反应物的量可知,间甲苯酚过量,应以乙酰乙酸乙酯为标准计算,理论上应生成0.21mol4,7二甲基香豆素,其质量为36.96g,实际上生成33.0g产品,本实验产率为33.0÷36.96×100%≈89%。
答案
(1)恒压滴液漏斗 吸滤瓶
(2)防止浓硫酸将有机物氧化和炭化
(3)使反应物充分接触反应,提高反应产率
(4)测量熔点或测定其红外(紫外)光谱(及核磁共振氢谱)等 (5)89%
选考提升
11.实验室向40mL硫酸亚铁溶液(浓度约为4.0mol/L)中加入过量硫酸铵来制取摩尔盐[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O],其流程如下:
请回答下列问题:
(1)摩尔盐的溶解度随温度变化并不大,采用冷却结晶回收率不高,有人建议直接采用蒸发结晶,你认为是否合理?
;并给出你的理由___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)若降温过程中未见摩尔盐晶体析出,可以 促使结晶出现。
(3)下图所示为减压过滤装置,回答有关问题。
①写出图中A、B、C三种仪器的名称,A__________________;
B ;C 。
②该装置图有几处错误,请指出错误 ; (写出两处即可)。
(4)过滤是一种常见的物质分离方法,下列实验方法也可用于物质分离的是 。
a.分液 b.蒸馏 c.盐析 d.滴定 e.洗气
f.纸层析
(5)另取等量硫酸亚铁溶液,用1mol/L的酸性高锰酸钾溶液进行滴定:
①滴定终点的现象为 ,滴定原理为 (用离子反应方程式表示)。
②滴定过程中可能用到下列哪些仪器?
(6)滴定至终点耗用高锰酸钾溶液40mL,若实验最后得到摩尔盐晶体为58.8g,则本次实验的产率为 。
答案
(1)不合理 有两个原因:
若蒸发结晶,会有硫酸铵杂质;会失去部分或全部结晶水
(2)用玻璃棒小心摩擦烧杯壁(或向其中投入晶种)
(3)①A布式漏斗 B吸滤瓶 C安全瓶 ②布式漏斗颈口斜面应与吸滤瓶的支管口相对 安全瓶的长管和短管连接顺序错误 (4)abcef
(5)①最后一滴高锰酸钾溶液颜色不褪去(或溶液变红半分钟内不褪色) 5Fe2++MnO
+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O ②AB (6)75%
12.硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]又称摩尔盐。
某兴趣小组为了制备硫酸亚铁铵,上网查阅到硫酸铵、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵三种盐的溶解度(单位为g/100g水)如下表:
温度/℃
10
20
30
40
50
70
(NH4)2SO4
73.0
75.4
78.0
81.0
84.5
91.9
FeSO4·7H2O
40.0
48.0
60.0
73.3
-
-
(NH4)2SO4·
FeSO4·6H2O
18.1
21.2
24.5
27.9
-
-
(1)制备晶体。
该兴趣小组设计了制取少量摩尔盐的流程如下:
试回答下列问题:
①步骤3中进行“趁热快速过滤”,可采取的措施是 (写出1种),趁热过滤的目的是 ;
②步骤4中加热浓缩至 时为止;
③)步骤4中析出的晶体不含(NH4)2SO4、FeSO4的原因是 ,理论上制得的摩尔盐的质量为 。
(2)纯度分析。
为了测定产品中Fe3+杂质含量,进行下列定量分析:
①配制Fe3+浓度为1.0mg/mL的标准溶液100mL。
称取 mg高纯度的硫酸铁铵(NH4)Fe(SO4)2·12H2O,加2.00mL经处理的去离子水,振荡溶解后,加入2mol·L-1HBr溶液1mL和1mol·L-1KSCN溶液0.5mL,加水制成100mL溶液。
配制过程中必须用到的定量仪器为 (选填编号)。
a.精确度为0.001g的电子天平
b.精确度为0.1mg的电子天平
c.100mL容量瓶
d.酸式滴定管
e.10mL量筒
②将上述溶液稀释为浓度分别为0.2、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0(单位:
mg/L)的溶液。
分别测定不同浓度溶液对光的吸收程度,并将测定结果绘制成曲线如下。
③取该兴趣小组所得的硫酸亚铁铵产品,按步骤①配得产品溶液10mL,稀释至100mL,然后按步骤②的方法进行测定,两次测定所得的吸光度分别为0.490、0.510,则该兴趣小组所配产品硫酸亚铁铵溶液中所含Fe3+浓度为 mg/L。
解析
(1)①因为FeSO4在低温时溶解度较小,应采用趁热过滤,如果不趁热过滤就会有FeSO4·7H2O晶体析出,过滤时会出现漏斗堵塞现象。
②加热浓缩至液体表面出现晶膜,停止加热,冷却使晶体析出;③从题中溶解度表中得出在相同温度下,(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的溶解度比(NH4)2SO4、FeSO4都要小,摩尔盐先析出;据Fe~(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,而M[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]=392g·mol-1,得出生成晶体的质量为m[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]=7(m1-m2)g。
(2)①在Fe3+浓度为1.0mg/mL的标准溶液100mL中,m(Fe3+)=1.0mg/mL×100mL=100.0mg,依据关系式Fe3+~(NH4)Fe(SO4)2·12H2O得出,m[(NH4)Fe(SO4)2·12H2O]=860.7mg。
称取860.7mg晶体需精确度为0.1mg的电子天平,配制100mL溶液,需100mL容量瓶,即选bc。
③两次测定所得的吸光度分别为0.490、0.510,取其平均值为0.500,从吸光度可以出浓度为7mg/L,又因配得产品溶液10mL,稀释至100mL,故原产品硫酸亚铁铵溶液中所含Fe3+浓度为70mg/L。
答案
(1)①将漏斗置于沸水中预热后进行快速热过滤(或使用保温漏斗) 防止FeSO4·7H2O晶体析出 ②液体表面出现晶膜 ③在相同温度下,(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的溶解度比(NH4)2SO4、FeSO4都要小 7(m1-m2)g
(2)①860.7 bc ③70
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- 专题 10 课时 物质 制备 合成