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[综合题专攻]　第7练　以物质制备为主的实验大题
1.(16分)(2024·河北，15)市售的溴(纯度99%)中含有少量的Cl2和I2，某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理，设计实验制备高纯度的溴。回答下列问题：
(1)装置如图(夹持装置等略)，将市售的溴滴入盛有浓CaBr2溶液的B中，水浴加热至不再有红棕色液体馏出。仪器C的名称为　　　　　　　　；CaBr2溶液的作用为　　　　　　　　；D中发生的主要反应的化学方程式为　　　　　　　　。
(2)将D中溶液转移至　　　　　　　　(填仪器名称)中，边加热边向其中滴加酸化的KMnO4溶液至出现红棕色气体，继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成I2的离子方程式为　　　　　　　　。
(3)利用图示相同装置，将R和K2Cr2O7固体混合均匀放入B中，D中加入冷的蒸馏水。由A向B中滴加适量浓H2SO4，水浴加热蒸馏。然后将D中的液体分液、干燥、蒸馏，得到高纯度的溴。D中蒸馏水的作用为　　　　　　　　和　　　　　　　　。
(4)为保证溴的纯度，步骤(3)中K2Cr2O7固体的用量按理论所需量的计算，若固体R质量为m克(以KBr计)，则需称取　　　　　　　　 g K2Cr2O7(M=294 g·mol-1)(用含m的代数式表示)。
(5)本实验所用钾盐试剂均经重结晶的方法纯化。其中趁热过滤的具体操作为漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，转移溶液时用　　　　　　　　　　　　　　　　，滤液沿烧杯壁流下。
2.(15分)(2024·新课标卷，28)吡咯类化合物在导电聚合物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应用。一种合成1-(4-甲氧基苯基)-2，5-二甲基吡咯(用吡咯X表示)的反应和方法如下：
实验装置如图所示，将100 mmol己-2，5-二酮(熔点：-5.5 ℃，密度：0.737 g·cm-3)与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点：57 ℃)放入①中，搅拌。
待反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体。加热至65 ℃，至固体溶解，加入脱色剂，回流20 min，趁热过滤。滤液静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析出。经过滤、洗涤、干燥得到产品。
回答下列问题：
(1)量取己-2，5-二酮应使用的仪器为　　　　　　　　(填名称)。
(2)仪器①用铁夹固定在③上，③的名称是　　　　　　　　；仪器②的名称是　　　　。
(3)“搅拌”的作用是　　　　　　　　。
(4)“加热”方式为　　　　　　　　。
(5)使用的“脱色剂”是　　　　　　　　。
(6)“趁热过滤”的目的是　　　　；用　　　　　　　　洗涤白色固体。
(7)若需进一步提纯产品，可采用的方法是　　　　　　　　。
1.(14分)(2024·安徽1月适应性测试)[Co(NH3)5Cl]Cl2(M=250.5 g·mol-1)是一种易溶于热水，难溶于乙醇的紫红色晶体。可通过如下实验步骤制备。
Ⅰ.将适量氯化铵溶于浓氨水中，搅拌下，分批次加入1.00 g研细的CoCl2·6H2O(M=238 g·mol-1)，得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀。
Ⅱ.边搅拌边慢慢滴入足量30% H2O2溶液，得到[Co(NH3)5H2O]Cl3溶液。
Ⅲ.慢慢注入适量浓盐酸，得到沉淀，水浴加热，冷却至室温，得到紫红色晶体，减压过滤。
Ⅳ.依次用不同试剂洗涤晶体，烘干，得到0.85 g产品。
(1)本实验涉及钴配合物的配体有　　　　　　　(填化学式)。
(2)本实验应在通风橱中进行，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)步骤Ⅰ中分批次加入研细的CoCl2·6H2O，原因是　　　　。
(4)步骤Ⅱ发生反应的离子方程式是　　　　　　　。
(5)步骤Ⅳ中使用的洗涤试剂有：①冷水　②乙醇　③冷的盐酸　④丙酮。试剂使用的先后顺序是①→__________→④(填序号)。
(6)已知：Co2++6NH3===[Co(NH3)6]2+　K=105.11；Co3++6NH3===[Co(NH3)6]3+　K=1035.2。则在水溶液中的稳定性：[Co(NH3)6]2+　　　　[Co(NH3)6]3+(填“大于”或“小于”)。
(7)本实验的产率最接近于　　　　(填标号)。
A.80% B.85% C.90% D.95%
2.(16分)(2024·邯郸调研)硫酸四氨合锌[ZnSO4·H2O]是一种重要的试剂，在工业上有重要的应用。某小组在实验室制备硫酸四氨合锌的步骤如下：
在仪器X内加入1.5 g ZnSO 4、2.5 g尿素[CO(NH2)2过量]和5.0 mL乙二醇(HOCH2CH2OH)及适量蒸馏水，油浴加热，控制温度在120 ℃以下回流。加热时溶液澄清，继续反应半小时有固体析出，再反应半小时，冷却，抽滤，用无水乙醇洗涤沉淀数次，在95 ℃下烘干产品。回答下列问题：
(1)尿素所含元素中，基态N原子的轨道表示式为　　　　；尿素易溶于水的原因是　　　　　　　。
(2)仪器X的名称是　　　　；冷凝管进水口是　　　　(填“a”或“b”)。
(3)尿素与水反应的化学方程式为　　　　；乙二醇的作用是　　　　。
(4)加热“回流”时温度不宜高于120 ℃，其原因是　　　　　　　。
(5)烘干产品时宜选择的加热方式为　　　　(填字母)。
a.酒精灯直接加热
b.沙浴
c.水浴加热
(6)用乙醇洗涤产品，而不用水洗涤，利用了乙醇的性质是　　　　　　　。
(7)若最终得到1.976 g ZnSO4·H2O，则产率为　　　　(保留3位有效数字)。
3.(12分)(2024·江西上饶统考模拟)草酸(H2C2O4)又名乙二酸，是一种有机酸，易溶于水，广泛存在于植物源食品中。
(1)在浓硫酸催化作用下，用硝酸氧化葡萄糖可制取草酸，实验装置如图所示：
①仪器A的名称为　　　　　。
②葡萄糖溶液可由淀粉水解得到。水解方程式为　　　　　　　，
该实验中证明淀粉已经完全水解的实验操作及现象是　　　　　　　。
③55~60 ℃时，装置B中生成H2C2O4，同时生成NO。要将8.1 g淀粉完全水解后的淀粉水解液完全转化为草酸，理论上消耗2 mol·L-1HNO3溶液的体积为　　　　　 mL。
④该实验中催化剂浓硫酸用量过多，会导致草酸产率减少，原因是　　　　　　　。
(2)草酸铁铵是一种常用的金属着色剂，制得的草酸铁铵晶体中往往会混有少量草酸。为测定Fe·3H2O(M=428 g·mol-1)的含量，进行下列实验：称取样品9.46 g，加稀硫酸溶解后，配成100 mL溶液。取20.00 mL配制的溶液，用浓度为0.200 0 mol·L-1的KMnO4溶液滴定至终点时消耗KMnO4溶液28.00 mL。
①用KMnO4标准溶液进行滴定应使用　　　　　(填“酸式”或“碱式”)滴定管。
②通过计算，样品中Fe·3H2O的质量为　　　　　g。
4.(13分)(2024·吉林统考模拟)肉桂酸是一种重要的有机合成中间体，被广泛应用于制备药物、食品添加剂等精细化学品。实验室利用苯甲醛和乙酸酐无水环境下合成肉桂酸的原理及部分试剂物理常数如下。
名称 性状 比重 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解度
苯甲醛 无色油状液体 1.044 -26 179 微溶于水
乙酸酐 无色透明液体 1.082 -73 140 与水缓慢反应生成乙酸
肉桂酸 白色晶体 1.248 135 300 难溶于冷水，可溶于热水，易溶于乙醇
某实验小组采用如下装置制备肉桂酸，实验步骤如下，按要求回答下列问题。
①在装置1三颈烧瓶中放入1.5 mL(0.015 mol)新蒸馏过的苯甲醛、4 mL(0.036 mol)新蒸馏过的乙酸酐以及2.2 g(0.016 mol)研细的无水碳酸钾，160~170 ℃回流30 min。
②反应结束稍冷，加入10 mL温水，改用装置2利用水蒸气蒸馏出未反应完的苯甲醛。
③将烧瓶冷却，加入10 mL 10%氢氧化钾溶液溶解肉桂酸，加热煮沸后加入少量活性炭脱色，趁热抽滤。
④将滤液冷却后，搅拌并用浓盐酸酸化，冷却后抽滤，洗涤沉淀，抽干获得粗产品1.5 g。
(1)仪器a的名称是　　　　　，与仪器b　　　　　(填“能”或“不能”)互换。
(2)步骤①中加热方式可以采用　　　　；a的上口连接盛有CaCl2固体的干燥管，目的是　　　　。
(3)装置2中水蒸气发生器为　　　　　　　(填“1”或“2”)，判断水蒸气蒸馏操作结束的实验现象为　　　　。
(4)步骤④中可采用　　　　　洗涤沉淀，加入浓盐酸酸化的目的是　　　　　。
(5)该实验中肉桂酸的产率约为　　　　　%(保留两位有效数字)。
5.(14分)(2024·黑龙江高三模拟)三氯三(四氢呋喃)合铬(Ⅲ)[CrCl3(THF)3]可催化烯烃加聚，制备的方法如下：
已知：①CrCl3易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化。
②COCl2气体有毒，遇水发生水解产生两种酸性气体。
③CrCl3(THF)3摩尔质量为374.5 g·mol-1。
④四氢呋喃(THF)结构简式：，为常见的有机溶剂，沸点66 ℃，易燃。
Ⅰ.制备无水CrCl3
某化学小组用Cr2O3和CCl4(沸点76.8 ℃)在高温下制备无水CrCl3，同时生成COCl2气体，实验装置如图所示：
(1)装置乙名称为　　　　　；装置D中粗导管的作用是　　　　　　　　　　　　　。
(2)实验装置合理的连接顺序为A→C→F→　　　　　→D→　　　　　→B(填字母，可重复使用)。
(3)尾气处理时发生反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
Ⅱ.合成CrCl3(THF)3
实验室在非水体系中合成CrCl3(THF)3原理为CrCl3+3THFCrCl3(THF)3。
实验操作：
①填装反应物：称取4.755 g(0.03 mol)无水CrCl3和0.20 g锌粉放入滤纸套筒内，双颈烧瓶中加入100 mL无水THF(四氢呋喃，过量)。
②合成CrCl3(THF)3：先通入一段时间N2后，然后在球形冷凝管中通入冷却水，加热THF至沸腾，THF蒸气通过联接管进入提取管中，在冷凝管中冷凝回流到滤纸套筒中进行反应，当滤纸套筒中的液面高于虹吸管最高处时，发生虹吸现象，滤纸套筒中的液体流入双颈烧瓶，从而实现了THF与CrCl3的连续反应及产物的连续萃取。
③分离CrCl3(THF)3：回流2.5 h，再通入N2冷却至室温。取下双颈烧瓶，在通风橱中蒸发THF至有较多固体析出，冷却、抽滤、干燥称量，得产品3.745 g。
(4)球形冷凝管进水口是　　　　　(填“a”或“b”)。
(5)该反应不能使用明火加热的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)CrCl3(THF)3在THF中能否溶解　　　　　(填“能”或“否”)。
(7)已知Cr(Ⅱ)对该反应有催化作用，推断加入Zn粉发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　。
(8)产品产率为　　　　　(结果保留3位有效数字)。
答案精析
真题演练
1.(1)直形冷凝管　除去市售的溴中少量的Cl2
Br2+K2C2O42KBr+2CO2↑　(2)蒸发皿
2Mn+10I-+16H+2Mn2++ 5I2+8H2O
(3)液封　降低温度　(4)m　(5)玻璃棒引流，玻璃棒下端靠在三层滤纸处
解析　(1)仪器C为直形冷凝管；市售的溴(纯度99%)中含有少量的Cl2 和I2，Cl2 可与CaBr2发生氧化还原反应而除去；水浴加热时，Br2、I2蒸发进入装置D中，分别与K2C2O4发生氧化还原反应，由于I2少量，故主要反应的化学方程式为Br2+K2C2O42KBr+2CO2↑。(2)将D中溶液转移至蒸发皿中，边加热边向其中滴加酸化的KMnO4溶液至出现红棕色气体(Br2)，因为I-的还原性强于Br-，说明KMnO4已将KI全部氧化，发生反应的离子方程式为2Mn+10I-+16H+2Mn2++5I2+8H2O；KBr几乎未被氧化，继续加热将溶液蒸干所得固体R的主要成分为KBr。(3)密度：Br2>H2O，D中冷的蒸馏水起到液封的作用，同时冷的蒸馏水温度较低，均可减少溴的挥发。(4)m g KBr固体的物质的量为 mol，根据得失电子守恒可得关系式：6KBr~6e-~K2Cr2O7，则理论上需要K2Cr2O7的物质的量为× mol，实际所需称取K2Cr2O7的质量为× mol××294 g·mol-1=m g。
2.(1)酸式滴定管　(2)铁架台　球形冷凝管　(3)使固液充分接触，加快反应速率　(4)水浴加热　(5)活性炭　(6)防止产品结晶损失，提高产率　50%的乙醇溶液　(7)重结晶
解析　在制备吡咯X的过程中，利用球形冷凝管进行冷凝回流提高原料利用率，通过搅拌来提高反应速率，反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体(即含杂质的产品)，加热至65 ℃，至固体溶解，加入脱色剂(脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体，如活性炭)，回流20 min，趁热过滤，使产品尽可能多地进入滤液，滤液静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析出，经过滤、洗涤、干燥得到产品。
(1)己-2，5-二酮的熔点：-5.5 ℃，可知常温下该物质为液体，摩尔质量为114 g·mol-1，根据题中所给数据可知，所需己-2，5-二酮的体积为≈15.47 cm3=15.47 mL，又因为酮类对橡胶有腐蚀性，所以选用酸式滴定管量取己-2，5-二酮。(3)己-2，5-二酮常温下为液体，4-甲氧基苯胺的熔点为57 ℃，常温下为固体，搅拌可使固液反应物充分接触，加快反应速率。(4)由题给信息“加热至65 ℃”可知，应用水浴加热，这样便于控制温度，且受热更均匀。(5)“脱色剂”的作用是吸附反应过程中产生的有色物质，结合题中信息，加入脱色剂后回流，趁热过滤，保留滤液，即脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体，所以可以选用活性炭作脱色剂。(6)由“加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体”可知，常温下产品不溶于50%的乙醇溶液；“加热至65 ℃，至固体溶解”，所以需趁热过滤，使产品尽可能多地进入滤液，防止产品结晶损失，提高产率。为减少溶解损失，洗涤时可用50%的乙醇溶液。(7)由产品的分离提纯过程可知，若需进一步提纯，可采用的方法为重结晶。
模拟预测
1.(1)NH3、Cl-、H2O　(2)需要使用浓氨水、浓盐酸这种有毒易挥发的物质　(3)控制化学反应进行的速率，避免其反应过快　(4)2[Co(NH3)6]Cl2+H2O2+2N===2[Co(NH3)5H2O]3++4NH3+4Cl-　(5)③→②　(6)小于
(7)A
解析　氯化铵、浓氨水、CoCl2·6H2O反应得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀，加入足量30%H2O2溶液，发生反应2[Co(NH3)6]Cl2+H2O2+2N===2[Co(NH3)5H2O]3++4NH3+4Cl-，得到[Co(NH3)5H2O]Cl3溶液，再加入适量浓盐酸，存在[Co(NH3)5H2O]3++3Cl-[Co(NH3)5Cl]Cl2+H2O，有利于[Co(NH3)5Cl]Cl2沉淀的形成。(5)紫红色晶体先用冷水洗去表面杂质，再用冷的盐酸洗涤，使得[Co(NH3)5H2O]3++3Cl-[Co(NH3)5Cl]Cl2+H2O平衡正向移动，减少产物损失，再用乙醇洗去冷的盐酸，最后用丙酮洗去乙醇。(6)Co3+与NH3反应的K更大，反应进行的更彻底，在水溶液中[Co(NH3)6]3+更稳定。(7)根据钴原子守恒，本实验的产率为≈80.76%，选A。
2.(1)　尿素能与水形成分子间氢键　(2)三颈烧瓶　a　(3)CO+H2O2NH3↑+CO2↑　作溶剂　(4)温度过高，氨挥发快，损失反应物；Zn2+水解生成Zn(OH)2(或其他合理答案)　(5)c　(6)极性弱(或极性弱于水等其他合理答案)　(7)85.9%
3.(1)①恒压滴液漏斗　②(淀粉)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖)　取水解液少许于试管中，向试管中加入碘水，溶液不变蓝色　③150　④浓硫酸具有强氧化性，会将部分有机物氧化成CO2；浓硫酸具有脱水性，会使部分有机物脱水碳化(或其他合理答案)　(2)①酸式　②8.56
解析　(1)③由题意可知，装置A中发生的反应为在浓硫酸催化下，葡萄糖与稀硝酸反应生成草酸、一氧化氮和水，反应的化学方程式为C6H12O6(葡萄糖)+6HNO3(稀)===3H2C2O4+6NO↑+6H2O，分析可得关系式：(C6H10O5)n~nC6H12O6~6nHNO3，则将8.1 g淀粉完全水解后的水解液完全转化为草酸，理论上消耗2 mol·L-1硝酸溶液的体积为×103 mL·L-1=150 mL。(2)②设草酸的物质的量为a mol，草酸铁铵晶体的物质的量为b mol，由样品的质量可得90a+428b=9.46，由得失电子数目守恒可得5H2C2O4~2，由20.00 mL溶液消耗28.00 mL 0.200 0 mol·L-1的高锰酸钾溶液可得：a+3b=0.200 0×0.028×5×，解联立方程可得a=0.01、b=0.02，则9.46 g样品中草酸铁铵晶体的质量为0.02 mol×428 g·mol-1=8.56 g。
4.(1)球形冷凝管　不能　(2)油浴加热　防止空气中的水蒸气进入反应体系　(3)1　冷凝管中流出液体澄清透明不再含有有机物的油滴　(4)冷水　将肉桂酸钾转化为肉桂酸沉淀　(5)68
5. (1)长颈漏斗　防止CrCl3冷凝为固体后发生堵塞　(2)E　C　(3)COCl2+4OH-===+2Cl-+2H2O　(4)a　(5)THF易挥发，易燃，遇明火可能发生爆炸　(6)能　(7)Zn+2CrCl3===2CrCl2+ZnCl2　(8)33.3%
解析　Ⅰ.制备无水CrCl3的过程为利用A装置产生N2，通入浓硫酸中进行干燥，继续通入F中，在热水浴的作用下将气态CCl4带出，进入E中制备CrCl3，反应在高温下进行，CrCl3以气态形式生成，在D中进行冷凝收集，再通入浓硫酸，防止右边的水蒸气进入D中，最后用B装置吸收产生的COCl2气体。
Ⅱ.根据装置图分析，首先在圆底烧瓶中加入无水四氢呋喃，在纸质反应管加入无水CrCl3和锌粉，开始加热四氢呋喃，蒸气通过联接管进入提取管，在冷凝管中冷凝回流到纸质反应管中进行反应，从而生成产物。
(6)由实验步骤③中实验原理可知，四氢呋喃在双颈烧瓶和纸质反应器中循环，只有CrCl3不溶于四氢呋喃，CrCl3(THF)3溶于四氢呋喃方能实现四氢呋喃与CrCl3的连续反应及产物的连续萃取，故CrCl3(THF)3能溶于THF。
(8)由题目中的信息可知如下对应关系式：
x=11.235 g，产率为×100%≈33.3%。(共56张PPT)
[综合题专攻]
专题三　第7练　
以物质制备为主的实验大题
真题演练
模拟预测
内容索引
1.(2024·河北，15)市售的溴(纯度99%)中含有少量的Cl2和I2，某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理，设计实验制备高纯度的溴。回答下列问题：
(1)装置如图(夹持装置等略)，将市
售的溴滴入盛有浓CaBr2溶液的B中，
水浴加热至不再有红棕色液体馏出。
仪器C的名称为　　　　 ；CaBr2
溶液的作用为__________________
　　　　；D中发生的主要反应的
化学方程式为　　　　　　　 　。
直形冷凝管
除去市售的溴中少
量的Cl2
Br2+K2C2O4 2KBr+2CO2↑
1
2
真题演练
PART ONE
仪器C为直形冷凝管；市售的溴(纯度99%)中含有少量的Cl2 和I2，Cl2 可与CaBr2发生氧化还原反应而除
去；水浴加热时，Br2、I2蒸发进入
装置D中，分别与K2C2O4发生氧化
还原反应，由于I2少量，故主要反
应的化学方程式为Br2+K2C2O4
2KBr+2CO2↑。
1
2
(2)将D中溶液转移至　　　　(填仪器名称)中，边加热边向其中滴加酸化的KMnO4溶液至出现红棕色气体，继续加热将溶液蒸干得固体R。该过
程中生成I2的离子方程式为　　　　　　 　　。
蒸发皿
2Mn+10I-+16H+ 2Mn2++ 5I2+8H2O
1
2
将D中溶液转移至蒸发皿中，边加热边向其中滴加酸化的KMnO4溶液至出现红棕色气体(Br2)，因为I-的还原性强于Br-，说明KMnO4已将KI全部氧化，发生反应的离子方程式
为2Mn+10I-+16H+ 2Mn2++
5I2+8H2O；KBr几乎未被氧化，继
续加热将溶液蒸干所得固体R的主
要成分为KBr。
1
2
密度：Br2>H2O，D中冷的蒸馏水起到液封的作用，同时冷的蒸馏水温度较低，均可减少溴的挥发。
(3)利用图示相同装置，将R和K2Cr2O7固体混合均匀放入B中，D中加入冷的蒸馏水。由A向B中滴加适量浓H2SO4，水浴加热蒸馏。然后将D中的液体分液、干燥、蒸馏，得到高纯度的溴。D中蒸馏水的作用为_____和　　　 　。
液封
1
2
降低温度
(4)为保证溴的纯度，步骤(3)中K2Cr2O7固体的用量按理论所需量的计算，若固体R质量为m克(以KBr计)，则需称取
　　　 g K2Cr2O7(M=294 g·mol-1)(用含m的代数式表示)。
1
2
m
m g KBr固体的物质的量为 mol，根据得失电子守恒可得关系式：6KBr~6e-~K2Cr2O7，则理论上需要
K2Cr2O7的物质的量为× mol，
实际所需称取K2Cr2O7的质量为
× mol××294 g·mol-1=m g。
1
2
(5)本实验所用钾盐试剂均经重结晶的方法纯化。其中趁热过滤的具体操作为漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，转移溶液时用______________________________
　　　　　，滤液沿烧杯壁流下。
1
2
玻璃棒引流，玻璃棒下端靠在三
层滤纸处
2.(2024·新课标卷，28)吡咯类化合物在导电聚合物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应用。一种合成1-(4-甲氧基苯基)-2，5-二甲基吡咯(用吡咯X表示)的反应和方法如下：
实验装置如图所示，将100 mmol己-2，5-二酮(熔点：-5.5 ℃，密度：0.737 g·cm-3)与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点：57 ℃)放入①中，搅拌。
1
2
待反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体。加热至65 ℃，至固体溶解，加入脱色剂，回流20 min，趁热过滤。滤液静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析出。经过滤、洗涤、干燥得到产品。
回答下列问题：
(1)量取己-2，5-二酮应使用的仪器为　　　　　　(填名称)。
1
2
酸式滴定管
在制备吡咯X的过程中，利用球形冷凝管进行冷凝回流提高原料利用率，通过搅拌来提高反应速率，反应完成后，加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体(即含杂质的产品)，加热至65 ℃，至固体溶解，加入脱色剂(脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体，如活性炭)，回流20 min，趁热过滤，使产品尽可能多地进入滤液，滤液静置至室温，冰水浴冷却，有大量白色固体析出，经过滤、洗涤、干燥得到产品。
1
2
己-2，5-二酮的熔点：-5.5 ℃，可知常温下该物质为液体，摩尔质量为114 g·mol-1，根据题中所给数据可知，所需己-2，5-二酮的体积为≈15.47 cm3=15.47 mL，又因为酮类对橡胶有腐蚀性，所以选用酸式滴定管量取己-2，5-二酮。
1
2
(2)仪器①用铁夹固定在③上，③的名称是　　　　；仪器②的名称是　　　 　。
(3)“搅拌”的作用是　 　　　　　　　。
1
2
铁架台
球形冷凝管
使固液充分接触，加快反应速率
己-2，5-二酮常温下为液体，4-甲氧基苯胺的熔点为57 ℃，常温下为固体，搅拌可使固液反应物充分接触，加快反应速率。
1
2
由题给信息“加热至65 ℃”可知，应用水浴加热，这样便于控制温度，且受热更均匀。
(4)“加热”方式为　　　　　。
1
2
水浴加热
“脱色剂”的作用是吸附反应过程中产生的有色物质，结合题中信息，加入脱色剂后回流，趁热过滤，保留滤液，即脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体，所以可以选用活性炭作脱色剂。
(5)使用的“脱色剂”是　　　　　。
活性炭
1
2
(6)“趁热过滤”的目的是　　 　　；用_________
　　 　洗涤白色固体。
防止产品结晶损失，提高产率
1
2
50%的乙
醇溶液
由“加入50%的乙醇溶液，析出浅棕色固体”可知，常温下产品不溶于50%的乙醇溶液；“加热至65 ℃，至固体溶解”，所以需趁热过滤，使产品尽可能多地进入滤液，防止产品结晶损失，提高产率。为减少溶解损失，洗涤时可用50%的乙醇溶液。
1
2
由产品的分离提纯过程可知，若需进一步提纯，可采用的方法为重结晶。
(7)若需进一步提纯产品，可采用的方法是　　 　。
1
2
重结晶
1.(2024·安徽1月适应性测试)[Co(NH3)5Cl]Cl2(M=250.5 g·mol-1)是一种易溶于热水，难溶于乙醇的紫红色晶体。可通过如下实验步骤制备。
Ⅰ.将适量氯化铵溶于浓氨水中，搅拌下，分批次加入1.00 g研细的CoCl2·6H2O(M=238 g·mol-1)，得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀。
Ⅱ.边搅拌边慢慢滴入足量30% H2O2溶液，得到[Co(NH3)5H2O]Cl3溶液。
Ⅲ.慢慢注入适量浓盐酸，得到沉淀，水浴加热，冷却至室温，得到紫红色晶体，减压过滤。
Ⅳ.依次用不同试剂洗涤晶体，烘干，得到0.85 g产品。
1
2
3
4
5
模拟预测
PART TWO
(1)本实验涉及钴配合物的配体有　 　　　　　　(填化学式)。
(2)本实验应在通风橱中进行，原因是______________________________
　　　　　　　。
(3)步骤Ⅰ中分批次加入研细的CoCl2·6H2O，原因是__________________
　　 　　。
(4)步骤Ⅱ发生反应的离子方程式是________________________________
　　　　　 　　。
(5)步骤Ⅳ中使用的洗涤试剂有：①冷水　②乙醇　③冷的盐酸　④丙酮。试剂使用的先后顺序是①→__________→④(填序号)。
1
2
3
4
5
NH3、Cl-、H2O
需要使用浓氨水、浓盐酸这种有毒
易挥发的物质
速率，避免其反应过快
控制化学反应进行的
2[Co(NH3)6]Cl2+H2O2+2N===
2[Co(NH3)5H2O]3++4NH3+4Cl-
③→②
氯化铵、浓氨水、CoCl2·6H2O反应得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀，加入足量30%H2O2溶液，发生反应2[Co(NH3)6]Cl2+H2O2+2N===
2[Co(NH3)5H2O]3++4NH3+4Cl-，得到[Co(NH3)5H2O]Cl3溶液，再加入适量浓盐酸，存在[Co(NH3)5H2O]3++3Cl- [Co(NH3)5Cl]Cl2+H2O，有利于[Co(NH3)5Cl]Cl2沉淀的形成。
紫红色晶体先用冷水洗去表面杂质，再用冷的盐酸洗涤，使得[Co(NH3)5H2O]3++3Cl- [Co(NH3)5Cl]Cl2+H2O平衡正向移动，减少产物损失，再用乙醇洗去冷的盐酸，最后用丙酮洗去乙醇。
1
2
3
4
5
(6)已知：Co2++6NH3===[Co(NH3)6]2+　K=105.11；Co3++6NH3===
[Co(NH3)6]3+　K=1035.2。则在水溶液中的稳定性：[Co(NH3)6]2+
　　　　[Co(NH3)6]3+(填“大于”或“小于”)。
1
2
3
4
5
小于
Co3+与NH3反应的K更大，反应进行的更彻底，在水溶液中[Co(NH3)6]3+
更稳定。
(7)本实验的产率最接近于　　　　(填标号)。
A.80% B.85% C.90% D.95%
1
2
3
4
5
A
根据钴原子守恒，本实验的产率为≈80.76%，选A。
2.(2024·邯郸调研)硫酸四氨合锌[ZnSO4·H2O]是一种重要的试剂，在工业上有重要的应用。某小组在实验室制备硫酸四氨合锌的步骤如下：
在仪器X内加入1.5 g ZnSO 4、2.5 g尿素[CO(NH2)2过量]和5.0 mL乙二醇(HOCH2CH2OH)及适量蒸馏水，油浴加热，控
制温度在120 ℃以下回流。加热时溶液澄清，
继续反应半小时有固体析出，再反应半小时，
冷却，抽滤，用无水乙醇洗涤沉淀数次，在95 ℃
下烘干产品。回答下列问题：
1
2
3
4
5
(1)尿素所含元素中，基态N原子的轨道表示式为
　　　 ；尿素易溶于水的
原因是　　　　　　 　。
(2)仪器X的名称是　 　　　 ；冷凝管进水口是
　　　(填“a”或“b”)。
(3)尿素与水反应的化学方程式为　　　 　；
乙二醇的作用是　　　　。
1
2
3
4
5
尿素能与水形成分子间氢键
三颈烧瓶
a
CO+H2O 2NH3↑+CO2↑
作溶剂
(4)加热“回流”时温度不宜高于120 ℃，其原因
是________________________________________
_____________________________。
(5)烘干产品时宜选择的加热方式为　　(填字母)。
a.酒精灯直接加热
b.沙浴
c.水浴加热
1
2
3
4
5
温度过高，氨挥发快，损失反应物；Zn2+水解生成Zn(OH)2(或其他合理答案)
c
(6)用乙醇洗涤产品，而不用水洗涤，利用了乙醇
的性质是　 　　　　　 　。
1
2
3
4
5
极性弱(或极性弱于水等其他合理答案)
尿素[CO(NH2)2，过量]和5.0 mL乙二醇(HOCH2CH2OH)及适量蒸馏水，发生反应生成氨，氨水过量与ZnSO4作用生成ZnSO4·H2O，固体析出冷却、抽滤，用无水乙醇(减少产品损失)洗涤，烘干得产品。
乙醇极性弱，可防止产物的溶解，减少物质在洗涤过程中的损耗。
(7)若最终得到1.976 g ZnSO4·H2O，则产
率为　　　　(保留3位有效数字)。
1
2
3
4
5
85.9%
n(ZnSO4)=n[ZnSO4·H2O]=
×100%≈85.9%。
3.(2024·江西上饶统考模拟)草酸(H2C2O4)又名乙二酸，是一种有机酸，易溶于水，广泛存在于植物源食品中。
(1)在浓硫酸催化作用下，用硝酸
氧化葡萄糖可制取草酸，实验装
置如图所示：
①仪器A的名称为　　　　 　。
1
2
3
4
5
恒压滴液漏斗
②葡萄糖溶液可由淀粉水解得到。
水解方程式为_________________
_________________________， 该
实验中证明淀粉已经完全水解的实
验操作及现象是________________
_____________________________________。
1
2
3
4
5
管中，向试管中加入碘水，溶液不变蓝色
取水解液少许于试
(淀粉)+
nH2O nC6H12O6(葡萄糖)　
③55~60 ℃时，装置B中生成H2C2O4，同时生成NO。要将8.1 g淀粉完全水解后的淀粉水解液完全转化为草酸，理论上消耗2 mol·L-1HNO3溶液的体积为　　　 mL。
1
2
3
4
5
150
由题意可知，装置A中发生的反应为在浓硫酸催化下，葡萄糖与稀硝酸反应生成草酸、一氧化氮和水，反应的化学方程式为C6H12O6(葡萄糖)+6HNO3(稀)===3H2C2O4+6NO↑+6H2O，分析可得关系式：(C6H10O5)n
~nC6H12O6~6nHNO3，则将8.1 g
淀粉完全水解后的水解液完全转
化为草酸，理论上消耗2 mol·L-1
硝酸溶液的体积为
×103 mL·L-1=150 mL。
1
2
3
4
5
④该实验中催化剂浓硫酸用量过多，会导致草酸产率减少，原因是_____
___________________________________________________________________________________________________。
浓硫
酸具有强氧化性，会将部分有机物氧化成CO2；浓硫酸具有脱水性，会使部分有机物脱水碳化(或其他合理答案)
1
2
3
4
5
(2)草酸铁铵是一种常用的金属着色剂，制得的草酸铁铵晶体中往往会混有少量草酸。为测定Fe·3H2O(M=428 g·mol-1)的含量，进行下列实验：称取样品9.46 g，加稀硫酸溶解后，配成100 mL溶液。取20.00 mL配制的溶液，用浓度为0.200 0 mol·L-1的KMnO4溶液滴定至终点时消耗KMnO4溶液28.00 mL。
①用KMnO4标准溶液进行滴定应使
用　　　 (填“酸式”或“碱式”)
滴定管。
②通过计算，样品中Fe·
3H2O的质量为　 　g。
8.56
1
2
3
4
5
酸式
设草酸的物质的量为a mol，草酸铁铵晶体的物质的量为b mol，由样品的质量可得90a+428b=9.46，由得失电子数目守恒可得5H2C2O4~2，由20.00 mL溶液消耗28.00 mL 0.200 0 mol·L-1的高锰酸钾溶液可得：a+3b=0.200 0×0.028×5×，
解联立方程可得a=0.01、b=0.02，
则9.46 g样品中草酸铁铵晶体
的质量为0.02 mol×428 g·mol-1
=8.56 g。
1
2
3
4
5
4.(2024·吉林统考模拟)肉桂酸是一种重要的有机合成中间体，被广泛应用于制备药物、食品添加剂等精细化学品。实验室利用苯甲醛和乙酸酐无水环境下合成肉桂酸的原理及部分试剂物理常数如下。
名称 性状 比重 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解度
苯甲醛 无色油状液体 1.044 -26 179 微溶于水
乙酸酐 无色透明液体 1.082 -73 140 与水缓慢反应生成乙酸
肉桂酸 白色晶体 1.248 135 300 难溶于冷水，可溶于热水，易溶于乙醇
1
2
3
4
5
某实验小组采用如下装置制备肉桂酸，实验步骤如下，按要求回答下列问题。
1
2
3
4
5
①在装置1三颈烧瓶中放入1.5 mL(0.015 mol)新蒸馏过的苯甲醛、4 mL
(0.036 mol)新蒸馏过的乙酸酐以及2.2 g(0.016 mol)研细的无水碳酸钾，160~170 ℃回流30 min。
②反应结束稍冷，加入10 mL温水，改用装置2利用水蒸气蒸馏出未反应完的苯甲醛。
③将烧瓶冷却，加入10 mL
10%氢氧化钾溶液溶解肉桂
酸，加热煮沸后加入少量活
性炭脱色，趁热抽滤。
④将滤液冷却后，搅拌并用
浓盐酸酸化，冷却后抽滤，洗涤沉淀，抽干获得粗产品1.5 g。
1
2
3
4
5
(1)仪器a的名称是　 　　　　 ，
与仪器b　　　(填“能”或“不
能”)互换。
球形冷凝管
不能
仪器a为球形冷凝管，与仪器b不能互换，因为球形冷凝管不能用于蒸馏装置，会导致馏分在冷凝管中残留；而球形冷凝管用于冷凝回流时由于内管接触面积较小，回流效果也不好。
1
2
3
4
5
(2)步骤①中加热方式可以采用
　　　 　 ；a的上口连接盛有
CaCl2固体的干燥管，目的是
__________________________
________。
油浴加热
防止空气中的水蒸气进入反
步骤①加热需要控制温度160~170 ℃，故采用油浴加热。
1
2
3
4
5
应体系
(3)装置2中水蒸气发生器为____(填“1”或“2”)，判断水蒸气蒸馏操作结束的实验现象为_____________________________________________。
1
装置2中的水蒸气产生装置为1，由于苯甲醛是无色油状液体，所以当冷凝管中流出液体澄清透明不再含有有机物的油滴即可说明蒸馏完成。
1
2
3
4
5
冷凝管中流出液体澄清透明不再含有有机物的油滴
(4)步骤④中可采用　　　洗涤沉淀，加入浓盐酸酸化的目的是________
　　　 　　。
冷水
肉桂酸晶体难溶于冷水，故可以用冷水洗涤晶体。
钾转化为肉桂酸沉淀
将肉桂酸
1
2
3
4
5
(5)该实验中肉桂酸的产率约为　　　%(保留两位有效数字)。
68
1
2
3
4
5
根据反应原理： ，肉
桂酸的理论物质的量等
于苯甲醛的物质的量，
即为0.015 mol，质量为
0.015 mol×148 g·mol-1
=2.22 g，产率为×
100%≈68%。
1
2
3
4
5
Ⅰ.制备无水CrCl3
某化学小组用Cr2O3和CCl4(沸点76.8 ℃)在高温下制备无水CrCl3，同时生成COCl2气体，实验装置如图所示：
5.(2024·黑龙江高三模拟)三氯三(四氢呋喃)合铬(Ⅲ)[CrCl3(THF)3]可催化烯烃加聚，制备的方法如下：
已知：①CrCl3易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化。
②COCl2气体有毒，遇水发生水解产生两种酸性气体。
③CrCl3(THF)3摩尔质量为374.5 g·mol-1。
④四氢呋喃(THF)结构简式： ，为常见的有机溶剂，沸点66 ℃，易燃。
1
2
3
4
5
(1)装置乙名称为　　　　　；装置D中粗导管的作用是_______________
　　　　　 　　。
(2)实验装置合理的连接顺序为A→C→F→　　→D→　　→B(填字母，可重复使用)。
(3)尾气处理时发生反应的离子方程式：______________________________。
长颈漏斗
防止CrCl3冷凝为
固体后发生堵塞
E
C
COCl2+4OH-===+2Cl-+2H2O
1
2
3
4
5
制备无水CrCl3的过程为利用A装置产生N2，通入浓硫酸中进行干燥，继续通入F中，在热水浴的作用下将气态CCl4带出，进入E中制备CrCl3，反应在高温下进行，CrCl3以气态形式生成，在D中进行冷凝收集，再通入浓硫酸，防止右边的水蒸气进入D中，最后用B装置吸收产生的COCl2气体。
1
2
3
4
5
Ⅱ.合成CrCl3(THF)3
实验室在非水体系中合成CrCl3(THF)3原
理为CrCl3+3THF CrCl3(THF)3。
实验操作：
①填装反应物：称取4.755 g(0.03 mol)无
水CrCl3和0.20 g锌粉放入滤纸套筒内，
双颈烧瓶中加入100 mL无水THF(四氢呋
喃，过量)。
1
2
3
4
5
②合成CrCl3(THF)3：先通入一段时间N2后，然后在球形冷凝管中通入冷却水，加热THF至沸腾，THF蒸气通过联接管
进入提取管中，在冷凝管中冷凝回流到
滤纸套筒中进行反应，当滤纸套筒中的
液面高于虹吸管最高处时，发生虹吸现
象，滤纸套筒中的液体流入双颈烧瓶，
从而实现了THF与CrCl3的连续反应及产
物的连续萃取。
③分离CrCl3(THF)3：回流2.5 h，再通入
N2冷却至室温。取下双颈烧瓶，在通风
橱中蒸发THF至有较多固体析出，冷却、抽滤、干燥称量，得产品3.745 g。
1
2
3
4
5
(4)球形冷凝管进水口是　 (填“a”或“b”)。
(5)该反应不能使用明火加热的原因是_____________________________
_________。
(6)CrCl3(THF)3在THF中能否溶解__
(填“能”或“否”)。
1
2
3
4
5
a
THF易挥发，易燃，遇明火可能发生爆炸
能
根据装置图分析，首先在圆底烧瓶中加入无
水四氢呋喃，在纸质反应管加入无水CrCl3和
锌粉，开始加热四氢呋喃，蒸气通过联接管
进入提取管，在冷凝管中冷凝回流到纸质反
应管中进行反应，从而生成产物。
由实验步骤③中实验原理可知，四氢呋喃在
双颈烧瓶和纸质反应器中循环，只有CrCl3不
溶于四氢呋喃，CrCl3(THF)3溶于四氢呋喃方
能实现四氢呋喃与CrCl3的连续反应及产物的
连续萃取，故CrCl3(THF)3能溶于THF。
1
2
3
4
5
(7)已知Cr(Ⅱ)对该反应有催化作用，推断加入Zn粉发生反应的化学方程式为　　　　　 　　　　 。
(8)产品产率为　　　(结果保留3位有效数字)。
1
2
3
4
5
Zn+2CrCl3===2CrCl2+ZnCl2
33.3%
由题目中的信息可知如下对应关系式：
x=11.235 g，产率为×100%
≈33.3%。
1
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