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第76讲　以物质制备为载体的综合实验
复习要求　1.设计实验方案；2.正确选用实验装置；3.掌握控制实验条件的方法；4.预测或描述实验现象、分析或处理实验数据，得出合理结论；5.评价或改进实验方案。
考点一　无机物的制备
【知识梳理】
1.物质(固体物质)制备的三大原则
选择最 佳反应 途径 如用铝制取氢氧化铝: 2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑、Al2(SO4)3＋6Na[Al(OH)4]===8Al(OH)3↓＋3Na2SO4，当n(Al3＋)∶n[Al(OH)4]－＝1∶3时，Al(OH)3产率最高
选择最 佳原料 如实验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝，应选用氨水，而不能选用强碱(如氢氧化钠)溶液；用铜盐与碱溶液反应制取氢氧化铜，应选用氢氧化钠溶液，而不能选用氨水(氢氧化铜可溶解在氨水中)等
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，更要注意隔绝空气
2.气体制备综合实验的分析
分析 制备 流程
温度控 制目的 和方式 (1)控制低温的目的:减少某些反应物、产品分解或挥发，如H2O2、氨水等；防止某物质水解，避免副反应发生等。 (2)加热目的:增大反应速率或使平衡移动，加速溶解等。 (3)温度控制方式:水浴、油浴均匀加热；冰水冷却等
控制气 体流速 和用量 (1)用分液漏斗控制液体滴加的速度和用量。 (2)观察气泡，控制气流速度。如图甲，既能干燥气体，又能通过观察控制气泡逸出速率得到N2、H2的一定体积比的混合气体 (3)平衡气压。如图乙，用长玻璃管平衡气压，防止堵塞
小题对点过
辨认下列常见的气体发生装置，完成下列问题:
(1)①用氯化铵与消石灰制取氨气，化学方程式为________________，
选用装置:________(填字母，下同)。
②用浓氨水与碱石灰制取氨气，选用装置:________。
(2)①用碳酸钠与稀硫酸制取二氧化碳，选用装置:________。
②用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，选用装置:________。
(3)①用浓盐酸与二氧化锰制取氯气，化学方程式为________________，
选用装置:________。
②用漂白粉与浓盐酸制取少量氯气，化学方程式为________________，
选用装置:________。
(4)铜与浓硝酸反应制取二氧化氮，选用装置:________。
(5)实验室制取乙烯的装置，可以通过选用上面哪个装置进行改进 若橡皮塞最多只允许打两个孔，应如何改进所选实验装置:_______________
________________。
(6)上述B装置还能制取的气体有________________。
答案　(1)①2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　A　②C
(2)①C　②B或C
(3)①MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　D　②Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O　C　(4)C
(5)D，将分液漏斗换成温度计(或将烧瓶换成蒸馏烧瓶，将导气管换成温度计)
(6)H2或H2S(合理即可)
3.解答无机物制备试题的思维流程
明确 目的原理 首先认真审题，明确制备的物质及要求，弄清题目有哪些有用信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理
选择 仪器试剂 根据实验的目的和原理以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器，反应是否加热及温度是否控制在一定的范围内等，从而选择化学仪器和试剂
连接装置 分步操作 把上一步骤中的仪器进行组装、连接，按照既定的实验加入反应物进行物质的制备，注意反应条件的控制、副反应的发生、反应产物的提取等
提纯物质 计算产率 把制得的物质进行收集，如有需要，则进一步分离、提纯、称重，并计算产率
【知能通关】
1.(2025·河北卷)氢碘酸常用于合成碘化物。某化学兴趣小组用如图装置(夹持装置等略)制备氢碘酸。
步骤如下:
ⅰ.在A中加入150 mL H2O和127 g I2，快速搅拌，打开K1通入H2S，反应完成后，关闭K1，静置、过滤得滤液；
ⅱ.将滤液转移至B中，打开K2通入N2，接通冷凝水，加热保持微沸，直至H2S除尽；
ⅲ.继续加热蒸馏，C中收集沸点为125~127 ℃间的馏分，得到117 mL氢碘酸(密度为1.7 g·mL－1，HI质量分数为57%)。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称:________，通入H2S发生反应的化学方程式:________________。
(2)步骤ⅰ中快速搅拌的目的:__________(填序号)。
a.便于产物分离 b.防止暴沸
c.防止固体产物包覆碘
(3)步骤ⅰ中随着反应的进行，促进碘溶解的原因:________________(用离子方程式表示)。
(4)步骤ⅱ中的尾气常用________________(填化学式) 溶液吸收。
(5)步骤ⅱ实验开始时的操作顺序:先通入N2，再加热；步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序:_______________________________。
(6)列出本实验产率的计算表达式:________________。
(7)氢碘酸见光易分解，易被空气氧化，应保存在________________。
答案　(1)圆底烧瓶　H2S＋I2===2HI＋S　(2)c
(3)I2＋I－===　(4)NaOH(其他合理答案也可)
(5)先停止加热，再停止通入N2
(6)×100%
(7)棕色细口试剂瓶中
解析　(1)由题图中仪器A的构造特点可知，仪器A为圆底烧瓶。通入H2S后，H2S与I2反应生成HI，结合原子守恒、得失电子守恒可得该反应的化学方程式为H2S＋I2===2HI＋S。(2)由步骤ⅰ的操作可知，静置、过滤的目的是分离产物，与快速搅拌无关，a不符合题意；步骤ⅰ中未涉及加热，b不符合题意；由(1)可知，步骤ⅰ的反应中有硫单质生成，由于S不溶于水，会包裹溶液中的碘单质阻碍反应的发生，c符合题意。(3)I2可与溶液中的I－反应生成，从而增大碘单质的溶解度，反应的离子方程式为I2＋I－===。(4)步骤ⅱ中通入N2的目的是将步骤ⅰ滤液中的H2S排尽，H2S为酸性气体，可吸收H2S的试剂有碱性溶液(如氢氧化钠溶液、氨水)、金属盐溶液(如硫酸铜溶液、氯化锌溶液)、氧化性溶液(如铁盐溶液、双氧水)以及有机胺类溶剂(如二乙醇胺)等。(5)停止加热后，持续通入N2，可防止产物HI被空气氧化，待装置冷却后再停止通入N2，可将装置中残留的HI全部赶入C中。(6)由步骤ⅲ可知，实际得到117 mL氢碘酸，结合题给数据可知实际生成氢碘酸的物质的量n实际(HI)＝，由制备氢碘酸的反应方程式可得关系式I2~2HI，该反应中H2S过量，则理论产量由I2的添加量计算，则n理论(HI)＝2×＝1 mol，故实验的产率＝×100%＝×100%＝×100%。(7)为防止氢碘酸见光分解及被空气氧化，应将氢碘酸保存在棕色细口试剂瓶中。
2.(2025·山东淄博三模)氮化锶(Sr3N2)广泛用于光电材料领域。实验室先制取Sr，再根据反应3Sr＋N2Sr3N2，制备Sr3N2装置如下(加热和夹持装置略)。已知Sr3N2易水解；醋酸二氨合亚铜溶液可吸收CO，但易被O2氧化失去吸收能力；焦倍酚可吸收O2。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为________，装置B、D共同起到的作用是________________。
(2)检查装置气密性并加入药品，打开K1、K2、K3，装置A内发生反应的化学方程式为_______________________________。一段时间后，关闭K1、K2，用管式炉加热瓷舟，证明SrO被完全还原的实验现象是________________。 调整管式炉温度为680 ℃，打开K1、K2，制备Sr3N2图示装置存在一处缺陷，改进的方法是_______________________________。
(3)测定Sr3N2样品纯度:称取m g Sr3N2样品，滴加足量蒸馏水，将产生的气体全部蒸出，用200.00 mL 1.000 mol·L－1的盐酸标准溶液完全吸收(忽略溶液体积变化)，量取20.00 mL吸收液，用1.000 mol·L－1 NaOH标准溶液滴定过剩的盐酸，达滴定终点平均消耗NaOH标准溶液V mL。则滴定时选用的指示剂为________，样品中Sr3N2的质量分数为________。若读数时，滴定前平视，滴定后俯视，测定结果会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
答案　(1)蒸馏烧瓶　干燥吸水，防止Sr3N2水解
(2)NH4Cl＋NaNO2===NaCl＋N2＋2H2O　D装置中无气泡逸出　装置D和E之间加一个盛有焦倍酚溶液的洗气瓶
(3)甲基橙　×100%　偏大
解析　实验室制取氮化锶的原理为3Sr＋N2Sr3N2，先用装置A制取N2排除装置中的空气，再用装置C制取Sr单质，装置B是干燥装置，装置C中发生反应制取氮化锶，装置D吸收水分，防止氮化锶水解，装置E醋酸二氨合亚铜溶液可吸收CO，但易被O2氧化失去吸收能力；焦倍酚可吸收O2，据此解答。(1)仪器a带支管，名称是蒸馏烧瓶；已知Sr3N2易水解，装置B、D共同起到的作用是吸收水分，防止Sr3N2水解；(2)装置A制取氮气，发生反应的化学方程式为NH4Cl＋NaNO2===NaCl＋N2＋2H2O；装置C中碳粉还原SrO，化学方程式为C＋SrOSr＋CO↑，由于不清楚固体颜色，则需要从气体角度考虑，故证明SrO被完全还原的实验现象是D装置中无气泡逸出；由已知条件可知，醋酸二氨合亚铜溶液可吸收CO，但易被O2氧化失去吸收能力，焦倍酚可吸收O2，故需要在装置D和E之间加一个盛有焦倍酚溶液的洗气瓶，确保生成的CO可被醋酸二氨合亚铜溶液吸收；(3)Sr3N2水解的方程式为Sr3N2＋6H2O===3Sr(OH)2＋2NH3↑；用过量盐酸吸收生成的氨气，得到HCl、NH4Cl混合溶液，用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，则滴定终点溶液呈酸性，选择甲基橙做指示剂；n(NH3)＝0.02 L×1 mol·L－1－V×10－3，则n(Sr3N2)＝×(20×10－3 L×1 mol·L－1－1×V×10－3)× mol，样品中Sr3N2的质量分数为×100%＝×100%；若读数时，滴定前平视，滴定后俯视，标准液读数偏小，即V偏小，则测定结果偏大。
考点二　有机物的制备
【知识梳理】
1.加热和冷凝回流
(1)加热
酒精灯的火焰温度一般在400~500 ℃，乙酸乙酯的制取、石油的蒸馏等实验选用酒精灯加热，若温度要求更高，可选用酒精喷灯或电炉加热。除上述加热方式外还可以根据加热的温度要求选择水浴、油浴、沙浴加热。
(2)冷凝回流
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，提高原料的利用率和产物的产率。
(3)防暴沸:加沸石(或碎瓷片)，防止溶液暴沸；若开始忘加沸石(或碎瓷片)，需冷却后补加。
2.常见有机物分离提纯的方法
(1)分液:用于分离两种互不相溶(密度也不同)的液体。
(2)蒸馏:用于分离沸点不同的互溶液体。分馏的原理与此相同。
(3)洗气:用于除去气体混合物中的杂质，如乙烷中的乙烯可通过溴水洗气除去。
(4)萃取分液:如分离溴水中的溴和水，可用四氯化碳或苯进行萃取，然后分液。
3.提纯有机物的常见流程
小题对点过
精制溴苯(含Br2、HBr、FeBr3、杂质)的工艺流程如下，请回答下列问题:
(1)①的作用是________________。
(2)②的作用是________________。
(3)③的作用是________________。
(4)④的作用是________________。
(5)⑤的作用是________________。
答案　(1)除去FeBr3、HBr水溶性杂质　(2)除去溴　(3)除去前一步引入的氢氧化钠和反应生成的溴化钠　(4)除水　(5)除去苯
4.有机物制备实验题的解题流程
根据题给信息，初步判定物质性质 有机物制备通常会以表格的形式给出信息，表格中的信息主要是有机化合物的密度、沸点和在水中的溶解性，在分析这些数据时要多进行横向和纵向比较，密度主要是与水比较，沸点主要是表中各物质的比较，溶解性主要是判断某物质在某溶剂中是溶还是不溶。根据这些数据可准确选择分离、提纯的方法
注意仪器名称和作用 所给的装置图中有一些不常见的仪器，要明确这些仪器的作用
关注有机反应条件 大多数有机反应副反应较多，且为可逆反应，因此设计有机物制备实验方案时，要注意控制反应条件，尽可能选择步骤少、副产物少的反应；由于副产物多，所以需要进行除杂、净化。另外，若为两种有机物参加的可逆反应，应考虑多加一些廉价的有机物，以提高另一种有机物的转化率和生成物的产率
【知能通关】
1.(2025·山东卷)如下不饱和聚酯可用于制备玻璃钢。
实验室制备该聚酯的相关信息和装置示意图如下(加热及夹持装置略):
原料 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃
顺丁烯二酸酐 52.6 202.2
邻苯二甲酸酐 130.8 295.0
丙－1，2－二醇 －60.0 187.6
实验过程:
①在装置A中加入上述三种原料，缓慢通入N2。搅拌下加热，两种酸酐分别与丙－1，2－二醇发生醇解反应，主要生成和。然后逐步升温至190~200 ℃，醇解产物发生缩聚反应生成聚酯。
②缩聚反应后期，每隔一段时间从装置A中取样并测量其酸值，直至酸值达到聚合度要求(酸值:中和1克样品所消耗KOH的毫克数)。
回答下列问题:
(1)理论上，原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(丙－1，2－二醇)＝________。
(2)装置B的作用是________________；仪器C的名称是________；反应过程中，应保持温度计2示数处于一定范围，合理的是________(填标号)。
A.55~60 ℃ B.100~105 ℃
C.190~195 ℃
(3)为测定酸值，取a g样品配制250.00 mL溶液，移取 25.00 mL溶液，用c mol·L－1 KOH－乙醇标准溶液滴定至终点，重复实验，数据如下:
序号 1 2 3 4 5
滴定前读数/mL 0.00 24.98 0.00 0.00 0.00
滴定后读数/mL 24.98 49.78 24.10 25.00 25.02
应舍弃的数据为________(填序号)；测得该样品的酸值为________(用含a、c的代数式表示)。若测得酸值高于聚合度要求，可采取的措施为________ (填标号)。
A.立即停止加热
B.排出装置D内的液体
C.增大N2的流速
(4)实验中未另加催化剂的原因是_______________________________。
答案　(1)1∶1∶2　(2)冷凝回流　直形冷凝管　B
(3)2、3　 mg·g－1　C
(4)反应过程中生成酸，实现了自催化(或防止反应速率过快，避免聚合度超过要求)
解析　(1)按照如图中“”的位置断键，单体分别为顺丁烯二酸酐、丙－1，2－二醇、邻苯二甲酸酐、丙－1，2－二醇，则理论上，原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(丙－1，2－二醇)＝1∶1∶2。(2)装置B是空气冷凝管，作用是冷凝回流；仪器C的名称是直形冷凝管；根据已知信息，反应过程中醇解产物生成聚酯时有H2O产生，为提高反应产率，需使产生的水以H2O(g)形式逸出，故应保持温度计2示数高于水的沸点且低于反应物沸点，则合理的温度范围为100~105 ℃，B正确。(3)5次实验分别消耗KOH－乙醇标准溶液的体积为24.98 mL、24.80 mL、24.10 mL、25.00 mL、25.02 mL，其中第2、3次数据误差较大，应舍去；取其余三次的平均值，消耗标准溶液的体积为25.00 mL。a g样品消耗KOH的质量为c mol·L－1×25.00×10－3 L××56 g·mol－1＝14c g＝14 000c mg，则该样品的酸值为 mg·g－1；随着反应的进行，样品中—COOH减少，酸值应降低，若测得酸值高于聚合度要求，应增大N2的流速，促进反应的进行。(4)该实验的反应过程中，酸酐与醇发生醇解反应时，生成了羧酸官能团，实现了自催化，故反应中无需另加催化剂。
2.(2025·山西三模)已知配合物[CoSaLen]能模拟金属蛋白的载氧功能，具有还原性。科技工作者用水杨醛与乙二胺反应生成的配体与醋酸钴反应合成配合物[CoSaLen]的反应原理如下:
步骤1:在仪器A中加入1.6 mL水杨醛和乙醇，在搅拌的作用下加0.75 mL乙二胺，反应4~5 min。然后通入N2并缓慢滴加醋酸钴溶液，加热回流。合成装置如下图所示。
步骤2:回流1 h，沉淀转化为暗红色晶体。
步骤3:充分冷却后将溶液过滤、洗涤并干燥，得到配合物[CoSaLen]。
回答下列问题:
(1)配合物[CoSaLen]中，Co元素的化合价为________，Co元素的配位数为________。
(2)仪器B的名称是________，该仪器的优点是 ________________。
(3)合成配合物[CoSaLen]反应时，得到的另一产物的名称是________。
(4)仪器A中加入乙醇的作用是________________。
(5)向仪器A中通入N2的作用是________________。
(6)回流结束后进行如下操作:①关闭冷凝水　②停止通氮气　③停止加热。正确的操作顺序为________(填标号)。
(7)装置D的作用是________________。
答案　(1)＋2　4
(2)恒压滴液漏斗　平衡气压，使醋酸钴溶液顺利滴下
(3)乙酸或醋酸
(4)作为溶剂，使水杨醛和乙二胺溶解充分(合理即可)
(5)排尽装置中的空气，防止配合物[CoSaLen]被O2氧化而变质
(6)③①②
(7)液封，防止外界空气进入三颈烧瓶中
解析　(1)由于中心Co原子和两个O原子形成共价键，和两个N原子形成配位键，配位键不影响中心原子Co的价态，所以配合物[CoSaLen]中，Co元素的化合价为＋2价，Co元素的配位数为4；(2)由仪器构造可知，仪器B的名称是恒压滴液漏斗，该仪器的优点是平衡气压，使醋酸钴溶液顺利滴下；(3)水杨醛与乙二胺反应生成的配体与醋酸钴反应合成配合物[CoSaLen]，得到的另一产物是CH3COOH，其名称是乙酸或醋酸；(4)乙醇是常用的有机溶剂，根据“相似相溶”原理，水杨醛与乙二胺均能溶于乙醇，则仪器A中加入乙醇的作用是作为溶剂，使水杨醛和乙二胺溶解充分接触反应(合理即可)；(5)配合物[CoSaLen]具有还原性，易被氧化，所以向仪器A中通入N2的作用是排尽装置中的空气，防止配合物[CoSaLen]被O2氧化而变质；(6)回流结束后，为防止倒吸，应继续通入氮气， 则先停止加热，然后关闭冷凝水，最后停止通氮气，因此正确的操作顺序为③①②；(7)配合物[CoSaLen]具有还原性，易被氧化，装置D用水液封，防止外界空气进入三颈烧瓶中，避免配合物[CoSaLen]被O2氧化，则装置D的作用是液封，防止外界空气进入三颈烧瓶中。
我的收获
知识建构 感悟笔记
1.方法规律:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 　　 2.盲点误区:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 　　
分层训练　提升考能
1.(2025·陕晋青宁卷)某实验室制备糖精钴[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O，并测定其结晶水含量。
已知:Sac－表示糖精根离子，其摩尔质量为182 g·mol－1；糖精钴的溶解度在热水中较大，在冷水中较小；丙酮沸点为56 ℃，与水互溶。
CoCl2·6H2O＋2NaSac·2H2O===[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O＋(6－x)H2O＋2NaCl
(一)制备
Ⅰ.称取1.0 g CoCl2·6H2O，加入18 mL蒸馏水，搅拌溶解，得溶液1。
Ⅱ.称取2.6 g(稍过量)糖精钠(NaSac·2H2O)，加入10 mL蒸馏水，加热搅拌，得溶液2。
Ⅲ.将溶液2加入接近沸腾的溶液1中，反应3分钟后停止加热，静置，冷却结晶。
Ⅳ.过滤，依次用三种不同试剂洗涤晶体，晾干得产品。
回答下列问题:
(1)Ⅰ和Ⅱ中除烧杯外，还需用到的玻璃仪器有________(写出两种)。
(2)Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时，可将烧杯置于________中，以使大量晶体析出。
(3)Ⅳ中用①丙酮、②冷水、③冷的1%NaSac溶液洗涤晶体，正确顺序为________。
A.①③② B.③②①
C.②①③
(4)Ⅳ中为了确认氯离子已经洗净，取水洗时的最后一次滤液于试管中，_______________
(将实验操作、现象和结论补充完整)。
(5)与本实验安全注意事项有关的图标有________。
(二)结晶水含量测定
EDTA和Co2＋形成1∶1配合物。准确称取m g 糖精钴产品于锥形瓶中，加蒸馏水，加热溶解，再加入缓冲溶液和指示剂，在50~60 ℃下，用c mol·L－1 的EDTA标准溶液滴定。
(6)下列操作的正确顺序为________(用字母排序)。
a.用标准溶液润洗滴定管
b.加入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL处
c.检查滴定管是否漏水并清洗
d.赶出气泡，调节液面，准确记录读数
(7)滴定终点时消耗标准溶液V mL，则产品
[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O中x的测定值为________(用含m、c、V的代数式表示)；若滴定前滴定管尖嘴处无气泡，滴定后有气泡，会导致x的测定值________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
答案　(1)玻璃棒、量筒、胶头滴管、酒精灯(写出两种即可)　(2)冰水　(3)B　(4)加入硝酸酸化的AgNO3溶液，没有白色沉淀生成，说明氯离子已经洗净　(5)ABC　(6)c→a→b→d
(7)(或－27.5)　偏高
解析　(1)Ⅰ和Ⅱ步骤中，在烧杯中搅拌溶解固体需要用到玻璃棒，量取10 mL或18 mL蒸馏水需要用到量筒，量取蒸馏水定容时需要使用胶头滴管，加热时需要用到酒精灯。(2)根据已知信息“糖精钴的溶解度在热水中较大，在冷水中较小”，故Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时，可将烧杯置于冰水中，以使大量晶体析出。(3)Ⅳ中洗涤时先用③冷的1%NaSac溶液洗涤晶体以除去晶体表面的可溶性杂质并减少其溶解损失，再用②冷水洗涤以除去晶体表面的NaSac，最后用①丙酮洗涤晶体以除去晶体表面的水，丙酮沸点较低，便于晾干，故B正确。(4)Ⅳ中为了确认氯离子已经洗净，可取水洗时的最后一次滤液于试管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，没有白色沉淀生成，说明氯离子已经洗净。(5)实验步骤Ⅲ中“将溶液2加入接近沸腾的溶液1中”，为防止液体飞溅造成伤害，需要佩戴护目镜(A)、防止热烫(C)，钴离子是重金属离子，实验完毕应注意洗手(B)。故与本实验安全注意事项有关的图标有ABC。(6)将c mol·L－1的EDTA标准溶液装入滴定管进行滴定操作时，需先检查滴定管是否漏水，并用水清洗，然后用标准溶液润洗滴定管，防止标准溶液被稀释，之后加入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL处，最后赶出气泡，调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下，准确记录初始读数。故顺序是c→a→b→d。(7)根据“EDTA和Co2＋形成1∶1配合物”可知，n{[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O}＝n(EDTA)＝c mol·L－1×V×10－3 L＝cV×10－3 mol＝，解得x＝－27.5。若滴定前滴定管尖嘴处无气泡，滴定后有气泡，则滴定终点时读数偏小，读取的标准溶液的体积偏小，结合x的计算式可知，V偏小会导致x的测定值偏高。
2.(2025·云南卷)三氟甲基亚磺酸锂(Mr＝140)是我国科学家通过人工智能设计开发的一种锂离子电池补锂剂，其合成原理如下:
＋Na2SO3M
实验步骤如下:
Ⅰ.向A中加入3.5 g NaHCO3、5.2 g Na2SO3和20.0 mL蒸馏水，搅拌下逐滴加入2.1 mL (3.3 g)三氟甲磺酰氯(Mr＝168.5)，有气泡产生(装置如图，夹持及加热装置省略)。80 ℃下反应3 h后，减压蒸除溶剂得浅黄色固体。
Ⅱ.向上述所得固体中加入10.0 mL四氢呋喃(THF)，充分搅拌后，加入无水Na2SO4，振荡，抽滤、洗涤。将所得滤液减压蒸除THF，得黏稠状固体。加入适量乙醇进行重结晶。
Ⅲ.将所得三氟甲基亚磺酸钠和3.0 mL THF加入圆底烧瓶中，搅拌溶解后逐滴加入足量浓盐酸，析出白色固体。抽滤、洗涤。
Ⅳ.将滤液转入圆底烧瓶中，加入2.0 mL蒸馏水和过量LiOH。室温搅拌反应1 h后，减压蒸除溶剂，得粗产品。加入适量乙醇进行重结晶，得产品1.1 g。
已知:THF是一种有机溶剂，与水任意比互溶。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为________，冷凝管中冷却水应从________(填“b”或“c”)口通入。
(2)步骤Ⅰ反应中有气泡产生，其主要成分为________。
(3)步骤Ⅱ中第一次洗涤的目的是_______________________________。
(4)步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式为_______________________________，判断加入浓盐酸已足量的方法为_______________________________。
(5)步骤Ⅳ中加入蒸馏水的作用是_______________________________。
(6)三氟甲基亚磺酸锂的产率为_______________________________(列出计算式即可)。
答案　(1)三颈烧瓶　b　(2)二氧化碳
(3)将吸附在滤渣上的产品尽可能全部转入滤液中，提高产率
(4)＋HCl＋NaCl　取少量上层清液于小试管中，滴加浓盐酸，若无白色沉淀，则浓盐酸已足量
(5)作为溶剂，溶解后加快反应速率
(6)×100%
解析　(1)由图可知，A为三颈烧瓶，中间为冷凝管，为了提高冷凝效果，冷却水从b口通入，c口流出；(2)向A中加入3.5 g NaHCO3、5.2 g Na2SO3和20.0 mL蒸馏水，搅拌下逐滴加入2.1 mL(3.3 g)三氟甲磺酰氯(Mr＝168.5)，生成了三氟甲基亚磺酸钠，硫酸钠和氯化氢，碳酸氢钠与氯化氢反应生成二氧化碳，所以有气泡产生；(3)A中反应生成了三氟甲基亚磺酸钠，硫酸钠和氯化氢等，上述所得固体中加入10.0 mL四氢呋喃(THF)，充分搅拌后，加入无水Na2SO4，可促进硫酸钠结晶析出，振荡，抽滤除去硫酸钠等固体、洗涤，洗涤可将吸附在滤渣上的产品尽可能全部转入滤液中，提高产率；(4)将所得三氟甲基亚磺酸钠和3.0 mL THF加入圆底烧瓶中，搅拌溶解后逐滴加入足量浓盐酸，发生的化学方程式为＋HCl＋NaCl，析出白色固体，所以判断加入盐酸已足量的方法为取少量上层清液于小试管中，滴加浓盐酸，若无白色沉淀，则浓盐酸已足量；(5)将滤液转入圆底烧瓶中，加入2.0 mL蒸馏水和过量LiOH，水可作为溶剂，溶解后加快反应速率；(6)已知向A中加入3.5 g NaHCO3、5.2 g Na2SO3，2.1 mL(3.3 g)三氟甲磺酰氯(Mr＝168.5)，三氟甲磺酰氯量不足，以三氟甲磺酰氯计算理论产量，列计算式为×100%。
3.(2024·全国甲卷)CO(NH2)2·H2O2(俗称过氧化脲)是一种消毒剂，实验室中可用尿素与过氧化氢制取，反应方程式如下:
CO(NH2)2＋H2O2===CO(NH2)2·H2O2
(一)过氧化脲的合成
烧杯中分别加入25 mL 30% H2O2(ρ＝1.11 g·cm－3)、40 mL蒸馏水和12.0 g尿素，搅拌溶解。30 ℃下反应40 min，冷却结晶、过滤、干燥，得白色针状晶体9.4 g。
(二)过氧化脲性质检测
Ⅰ.过氧化脲溶液用稀H2SO4酸化后，滴加KMnO4溶液，紫红色消失。
Ⅱ.过氧化脲溶液用稀H2SO4酸化后，加入KI溶液和四氯化碳，振荡，静置。
(三)产品纯度测定
溶液配制:称取一定量产品，用蒸馏水溶解后配制成100 mL溶液。
滴定分析:量取25.00 mL过氧化脲溶液至锥形瓶中，加入一定量稀H2SO4，用准确浓度的KMnO4溶液滴定至微红色，记录滴定体积，计算纯度。
回答下列问题:
(1)过滤中使用到的玻璃仪器有_______________________________(写出两种即可)。
(2)过氧化脲的产率为________________。
(3)性质检测Ⅱ中的现象为_______________________________。性质检测Ⅰ和Ⅱ分别说明过氧化脲具有的性质是________________。
(4)如图为“溶液配制”的部分过程，操作a应重复3次，目的是__________________________，
定容后还需要的操作为_______________________________。
(5)“滴定分析”步骤中，下列操作错误的是________(填标号)。
A.KMnO4溶液置于酸式滴定管中
B.用量筒量取25.00 mL过氧化脲溶液
C.滴定近终点时，用洗瓶冲洗锥形瓶内壁
D.锥形瓶内溶液变色后，立即记录滴定管液面刻度
答案　(1)漏斗、烧杯、玻璃棒(任写两种即可)
(2)50%　(3)溶液分层，下层四氯化碳层呈紫色　还原性、氧化性　(4)将玻璃棒和烧杯中残留的溶质全部转移至容量瓶中　盖好瓶塞，反复上下颠倒容量瓶，将溶液混合均匀　(5)BD
解析　(1)过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。(2)根据题给数据计算可得，H2O2过量，故用尿素的量来计算理论上生成过氧化脲的量，n[CO(NH2)2]＝0.2 mol，故理论上生成的过氧化脲为0.2 mol，质量为0.2×94 g＝18.8 g，故过氧化脲的产率为×100%＝50%。(3)过氧化脲能将I－氧化为I2，I2进入CCl4层呈紫色，CCl4密度比水大，故CCl4位于下层。由检测Ⅰ的现象可知，过氧化脲能使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现出过氧化脲的还原性，由检测Ⅱ可知，过氧化脲可将碘离子氧化为碘单质，体现出过氧化脲的氧化性。(4)操作a为洗涤玻璃棒和烧杯并将洗涤液转移至容量瓶中，重复三次是为了将残留物全部转移至容量瓶中。定容后要将溶液混合均匀，具体操作为左手食指按住塞子，其余手指拿住瓶颈标线以上部分，右手托住瓶底，将瓶倒转并摇动，再倒转过来，上下倒置如此反复多次，使溶液充分混合均匀。(5)KMnO4具有强氧化性，能腐蚀橡胶管，故需盛放在酸式滴定管中，A正确；量筒读数只能精确到小数点后l位，故不能用量筒量取25.00 mL溶液，B错误；临近终点时，冲洗锥形瓶内壁可减小滴定误差，C正确；锥形瓶变色后要等30 s溶液颜色不变才可记录滴定管液面刻度，D错误。
4.(2024·黑吉辽卷)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化，设计实验方案如下:
Ⅰ.向50 mL烧瓶中分别加入5.7 mL乙酸(100 mmol)、8.8 mL乙醇(150 mmol)、1.4 g NaHSO4固体及4~6滴1‰甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
Ⅱ.加热回流50 min后，反应液由蓝色变为紫色，变色硅胶由蓝色变为粉红色，停止加热。
Ⅲ.冷却后，向烧瓶中缓慢加入饱和Na2CO3溶液至无CO2逸出，分离出有机相。
Ⅳ.洗涤有机相后，加入无水MgSO4，过滤。
Ⅴ.蒸馏滤液，收集73~78 ℃馏分，得无色液体6.60 g，色谱检测纯度为98.0%。
回答下列问题:
(1)NaHSO4在反应中起_______________作用，用其代替浓硫酸的优点是_______________
________________(答出一条即可)。
(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水，除指示反应进程外，还可_______________________________。
(3)使用小孔冷凝柱承载，而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是________(填标号)。
A.无需分离
B.增大该反应平衡常数
C.起到沸石作用，防止暴沸
D.不影响甲基紫指示反应进程
(4)下列仪器中，分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是________(填名称)。
(5)该实验乙酸乙酯的产率为________(精确到0.1%)。
(6)若改用C2OH作为反应物进行反应，质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为________(精确至1)。
答案　(1)催化剂　NaHSO4无强氧化性，操作安全；副产物少，无有毒气体SO2产生(答出一条即可)
(2)促使反应正向进行，提高乙酸乙酯的产率
(3)AD　(4)分液漏斗　(5)73.5%　(6)90
解析　(1)乙酸和乙醇在浓硫酸催化和加热条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水，该实验中用NaHSO4代替浓H2SO4，起催化剂作用。NaHSO4无强氧化性，实验操作更安全；浓硫酸具有强氧化性，可与乙醇反应生成SO2等副产物，用NaHSO4代替浓硫酸，减少副产物的产生。(2)变色硅胶吸水，除指示反应进程外，还可使酯化反应正向进行，提高乙酸乙酯产率。(3)变色硅胶在小孔板上方，无需分离，A项正确；平衡常数只与温度有关，故B项错误；变色硅胶没有加入溶液中，不能防止暴沸，C项错误；根据反应液由蓝色变为紫色、变色硅胶由蓝色变为粉红色，知变色硅胶与甲基紫不接触才不影响甲基紫指示反应进程，D项正确。(4)分离和洗涤有机相均需用到的仪器为分液漏斗。(5)由于乙醇过量，故根据乙酸的量计算乙酸乙酯的理论产量为100×10－3 mol×88 g·mol－1＝8.8 g，则乙酸乙酯的产率为×100%＝73.5%。(6)若改用C2OH作为反应物进行反应，根据“酸脱羟基醇脱氢”知，生成的乙酸乙酯为CH3CO18OC2H5，其相对分子质量为90，则质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值为90。(共75张PPT)
大单元六　有机综合和实验综合
第二单元　实验综合
第76讲　以物质制备为载体的综合实验
1.设计实验方案；2.正确选用实验装置；3.掌握控制实验条件的方法；4.预测或描述实验现象、分析或处理实验数据，得出合理结论；5.评价或改进实验方案。
复习要求
考点一　无机物的制备
考点二　有机物的制备
目
录
CONTENTS
分层训练　提升考能
考点一
无机物的制备
知识梳理
知能通关
1.物质(固体物质)制备的三大原则
选择最 佳反应 途径 如用铝制取氢氧化铝:
2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑、2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑、Al2(SO4)3+6Na[Al(OH)4]===8Al(OH)3↓+3Na2SO4，当n(Al3+)∶n[Al(OH)4]-＝1∶3时，Al(OH)3产率最高
选择最 佳原料 如实验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝，应选用氨水，而不能选用强碱(如氢氧化钠)溶液；用铜盐与碱溶液反应制取氢氧化铜，应选用氢氧化钠溶液，而不能选用氨水(氢氧化铜可溶解在氨水中)等
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，更要注意隔绝空气
2.气体制备综合实验的分析
分析 制备 流程
温度控 制目的 和方式 (1)控制低温的目的:减少某些反应物、产品分解或挥发，如H2O2、氨水等；防止某物质水解，避免副反应发生等。
(2)加热目的:增大反应速率或使平衡移动，加速溶解等。
(3)温度控制方式:水浴、油浴均匀加热；冰水冷却等
控制气 体流速 和用量 (1)用分液漏斗控制液体滴加的速度和用量。
(2)观察气泡，控制气流速度。如图甲，既能干燥气体，又能通过观察控制气泡逸出速率得到N2、H2的一定体积比的混合气体


(3)平衡气压。如图乙，用长玻璃管平衡气压，防止堵塞
辨认下列常见的气体发生装置，完成下列问题:
小题对点过
(1)①用氯化铵与消石灰制取氨气，化学方程式为
__________________________________________________________，
选用装置:________(填字母，下同)。
②用浓氨水与碱石灰制取氨气，选用装置:________。
(2)①用碳酸钠与稀硫酸制取二氧化碳，选用装置:________。
②用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，选用装置:________。
A
C
C
B或C
(3)①用浓盐酸与二氧化锰制取氯气，化学方程式为
____________________________________________________，
选用装置:________。
②用漂白粉与浓盐酸制取少量氯气，化学方程式为
_____________________________________________________，
选用装置:________。
(4)铜与浓硝酸反应制取二氧化氮，选用装置:________。
D
Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
C
C
(5)实验室制取乙烯的装置，可以通过选用上面哪个装置进行改进 若橡皮塞最多只允许打两个孔，应如何改进所选实验装置:
___________________________________________________________________。
(6)上述B装置还能制取的气体有___________________。
D，将分液漏斗换成温度计(或将烧瓶换成蒸馏烧瓶，将导气管换成温度计)
H2或H2S(合理即可)
3.解答无机物制备试题的思维流程
明确 目的原理 首先认真审题，明确制备的物质及要求，弄清题目有哪些有用信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理
选择 仪器试剂 根据实验的目的和原理以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器，反应是否加热及温度是否控制在一定的范围内等，从而选择化学仪器和试剂
连接装置 分步操作 把上一步骤中的仪器进行组装、连接，按照既定的实验加入反应物进行物质的制备，注意反应条件的控制、副反应的发生、反应产物的提取等
提纯物质 计算产率 把制得的物质进行收集，如有需要，则进一步分离、提纯、称重，并计算产率
1.(2025·河北卷)氢碘酸常用于合成碘化物。某化学兴趣小组用如图装置(夹持装置等略)制备氢碘酸。
步骤如下:
ⅰ.在A中加入150 mL H2O和127 g I2，快速搅拌，打开K1通入H2S，反应完成后，关闭K1，静置、过滤得滤液；
ⅱ.将滤液转移至B中，打开K2通入N2，接通冷凝水，加热保持微沸，直至H2S除尽；
ⅲ.继续加热蒸馏，C中收集沸点为125~127 ℃间的馏分，得到117 mL氢碘酸(密度为1.7 g·mL-1，HI质量分数为57%)。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称:__________，通入H2S发生反应的化学方程式:______________。
(2)步骤ⅰ中快速搅拌的目的:__________(填序号)。
a.便于产物分离 b.防止暴沸
c.防止固体产物包覆碘
(3)步骤ⅰ中随着反应的进行，促进碘溶解的原因:________________(用离子方程式表示)。
(4)步骤ⅱ中的尾气常用__________________________(填化学式) 溶液吸收。
圆底烧瓶
H2S+I2===2HI+S
c
I2+I-===
NaOH(其他合理答案也可)
解析　(1)由题图中仪器A的构造特点可知，仪器A为圆底烧瓶。通入H2S后，H2S与I2反应生成HI，结合原子守恒、得失电子守恒可得该反应的化学方程式为H2S+I2===2HI+S。(2)由步骤ⅰ的操作可知，静置、过滤的目的是分离产物，与快速搅拌无关，a不符合题意；步骤ⅰ中未涉及加热，b不符合题意；由(1)可知，步骤ⅰ的反应中有硫单质生成，由于S不溶于水，会包裹溶液中的碘单质阻碍反应的发生，c符合题意。(3)I2可与溶液中的I-反应生成，从而增大碘单质的溶解度，反应的离子方程式为I2+I-===。(4)步骤ⅱ中通入N2的目的是将步骤ⅰ滤液中的H2S排尽，H2S为酸性气体，可吸收H2S的试剂有碱性溶液(如氢氧化钠溶液、氨水)、金属盐溶液(如硫酸铜溶液、氯化锌溶液)、氧化性溶液(如铁盐溶液、双氧水)以及有机胺类溶剂(如二乙醇胺)等。
(5)步骤ⅱ实验开始时的操作顺序:先通入N2，再加热；步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序:_______________________________。
(6)列出本实验产率的计算表达式:____________________。
(7)氢碘酸见光易分解，易被空气氧化，应保存在____________________。
先停止加热，再停止通入N2
×100%
棕色细口试剂瓶中
解析　(5)停止加热后，持续通入N2，可防止产物HI被空气氧化，待装置冷却后再停止通入N2，可将装置中残留的HI全部赶入C中。(6)由步骤ⅲ可知，实际得到117 mL氢碘酸，结合题给数据可知实际生成氢碘酸的物质的量n实际(HI)＝，由制备氢碘酸的反应方程式可得关系式I2~2HI，该反应中H2S过量，则理论产量由I2的添加量计算，则n理论(HI)＝2×＝1 mol，故实验的产率＝ ×100%＝×100%＝ ×100%。(7)为防止氢碘酸见光分解及被空气氧化，应将氢碘酸保存在棕色细口试剂瓶中。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_____________，装置B、D共同起到的作用是_______________________________。
(2)检查装置气密性并加入药品，打开K1、K2、K3，装置A内发生反应的化学方程式为_______________________________。一段时间后，关闭K1、K2，用管式炉加热瓷舟，证明SrO被完全还原的实验现象是___________________。调整管式炉温度为680 ℃，打开K1、K2，制备Sr3N2图示装置存在一处缺陷，改进的方法是_______________________________________________。
蒸馏烧瓶
干燥吸水，防止Sr3N2水解
NH4Cl+NaNO2===NaCl+N2+2H2O
D装置中无气泡逸出
装置D和E之间加一个盛有焦倍酚溶液的洗气瓶
(3)测定Sr3N2样品纯度:称取m g Sr3N2样品，滴加足量蒸馏水，将产生的气体全部蒸出，用200.00 mL 1.000 mol·L-1的盐酸标准溶液完全吸收(忽略溶液体积变化)，量取20.00 mL吸收液，用1.000 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定过剩的盐酸，达滴定终点平均消耗NaOH标准溶液V mL。则滴定时选用的指示剂为________，
样品中Sr3N2的质量分数为__________________________。若读数时，滴定前平视，滴定后俯视，测定结果会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
甲基橙
×100%
偏大
解析　(3)Sr3N2水解的方程式为Sr3N2+6H2O===3Sr(OH)2+2NH3↑；用过量盐酸吸收生成的氨气，得到HCl、NH4Cl混合溶液，用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，则滴定终点溶液呈酸性，选择甲基橙做指示剂；n(NH3)＝0.02 L× 1 mol·L-1 -V×10-3，则n(Sr3N2)＝×(20×10-3 L×1 mol·L-1-1×V×10-3)× mol，样品中Sr3N2的质量分数为×100%＝×100%；若读数时，滴定前平视，滴定后俯视，标准液读数偏小，即V偏小，则测定结果偏大。
考点二
有机物的制备
知识梳理
知能通关
1.加热和冷凝回流
(1)加热
酒精灯的火焰温度一般在400~500 ℃，乙酸乙酯的制取、石油的蒸馏等实验选用酒精灯加热，若温度要求更高，可选用酒精喷灯或电炉加热。除上述加热方式外还可以根据加热的温度要求选择水浴、油浴、沙浴加热。
(2)冷凝回流
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，提高原料的利用率和产物的产率。
(3)防暴沸:加沸石(或碎瓷片)，防止溶液暴沸；若开始忘加沸石(或碎瓷片)，需冷却后补加。
2.常见有机物分离提纯的方法
(1)分液:用于分离两种互不相溶(密度也不同)的液体。
(2)蒸馏:用于分离沸点不同的互溶液体。分馏的原理与此相同。
(3)洗气:用于除去气体混合物中的杂质，如乙烷中的乙烯可通过溴水洗气除去。
(4)萃取分液:如分离溴水中的溴和水，可用四氯化碳或苯进行萃取，然后分液。
3.提纯有机物的常见流程
(1)①的作用是________________________________________________。
(2)②的作用是________________________________________________。
(3)③的作用是________________________________________________。
(4)④的作用是________________________________________________。
(5)⑤的作用是________________________________________________。
除去FeBr3、HBr水溶性杂质
小题对点过
除去溴
除去前一步引入的氢氧化钠和反应生成的溴化钠
除水
除去苯
4.有机物制备实验题的解题流程
根据题给信息，初步判定物质性质 有机物制备通常会以表格的形式给出信息，表格中的信息主要是有机化合物的密度、沸点和在水中的溶解性，在分析这些数据时要多进行横向和纵向比较，密度主要是与水比较，沸点主要是表中各物质的比较，溶解性主要是判断某物质在某溶剂中是溶还是不溶。根据这些数据可准确选择分离、提纯的方法
注意仪器名称和作用 所给的装置图中有一些不常见的仪器，要明确这些仪器的作用
关注有机反应条件 大多数有机反应副反应较多，且为可逆反应，因此设计有机物制备实验方案时，要注意控制反应条件，尽可能选择步骤少、副产物少的反应；由于副产物多，所以需要进行除杂、净化。另外，若为两种有机物参加的可逆反应，应考虑多加一些廉价的有机物，以提高另一种有机物的转化率和生成物的产率
1.(2025·山东卷)如下不饱和聚酯可用于制备玻璃钢。
实验室制备该聚酯的相关信息和装置示意图如下(加热及夹持装置略):
原料 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃
顺丁烯二酸酐 52.6 202.2
邻苯二甲酸酐 130.8 295.0
丙-1，2-二醇 -60.0 187.6
②缩聚反应后期，每隔一段时间从装置A中取样并测量其酸值，直至酸值达到聚合度要求(酸值:中和1克样品所消耗KOH的毫克数)。
回答下列问题:
(1)理论上，原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(丙-1，2-二醇)＝________。
(2)装置B的作用是________________；仪器C的名称是______________；反应过程中，应保持温度计2示数处于一定范围，合理的是________(填标号)。
A.55~60 ℃ B.100~105 ℃
C.190~195 ℃
1∶1∶2
冷凝回流
直形冷凝管
B
(3)为测定酸值，取a g样品配制250.00 mL溶液，移取 25.00 mL溶液，用c mol·L-1 KOH-乙醇标准溶液滴定至终点，重复实验，数据如下:
应舍弃的数据为________(填序号)；
测得该样品的酸值为_______________
(用含a、c的代数式表示)。若测得酸
值高于聚合度要求，可采取的措施为________ (填标号)。
A.立即停止加热 B.排出装置D内的液体 C.增大N2的流速
(4)实验中未另加催化剂的原因是______________________________________ ___________________________________________________________________。
2、3
序号 1 2 3 4 5
滴定前读数/mL 0.00 24.98 0.00 0.00 0.00
滴定后读数/mL 24.98 49.78 24.10 25.00 25.02
mg·g-1
C
反应过程中生成酸，实现了自催化(或防止
反应速率过快，避免聚合度超过要求)
解析　(3)5次实验分别消耗KOH-乙醇标准溶液的体积为24.98 mL、24.80 mL、24.10 mL、25.00 mL、25.02 mL，其中第2、3次数据误差较大，应舍去；取其余三次的平均值，消耗标准溶液的体积为25.00 mL。a g样品消耗KOH的质量为c mol·L-1×25.00×10-3 L××56 g·mol-1＝14c g＝14 000c mg，则该样品的酸值为 mg·g-1；随着反应的进行，样品中—COOH减少，酸值应降低，若测得酸值高于聚合度要求，应增大N2的流速，促进反应的进行。(4)该实验的反应过程中，酸酐与醇发生醇解反应时，生成了羧酸官能团，实现了自催化，故反应中无需另加催化剂。
2.(2025·山西三模)已知配合物[CoSaLen]能模拟金属蛋白的载氧功能，具有还原性。科技工作者用水杨醛与乙二胺反应生成的配体与醋酸钴反应合成配合物[CoSaLen]的反应原理如下:
步骤1:在仪器A中加入1.6 mL水杨醛和乙醇，在搅拌的作用下加0.75 mL乙二胺，反应4~5 min。然后通入N2并缓慢滴加醋酸钴溶液，加热回流。合成装置如下图所示。
步骤2:回流1 h，沉淀转化为暗红色晶体。
步骤3:充分冷却后将溶液过滤、洗涤并干燥，得到配合物[CoSaLen]。
回答下列问题:
(1)配合物[CoSaLen]中，Co元素的化合价为______，Co元素的配位数为______。
(2)仪器B的名称是_____________，该仪器的优点是 ____________________________。
(3)合成配合物[CoSaLen]反应时，得到的另一产物的名称是_____________。
(4)仪器A中加入乙醇的作用是___________________________________________。
(5)向仪器A中通入N2的作用是
______________________________________________________________。
(6)回流结束后进行如下操作:①关闭冷凝水　②停止通氮气　③停止加热。正确的操作顺序为________(填标号)。
(7)装置D的作用是____________________________________。
+2
4
恒压滴液漏斗
平衡气压，使醋酸钴溶液顺利滴下
乙酸或醋酸
作为溶剂，使水杨醛和乙二胺溶解充分(合理即可)
排尽装置中的空气，防止配合物[CoSaLen]被O2氧化而变质
③①②
液封，防止外界空气进入三颈烧瓶中
解析　(1)由于中心Co原子和两个O原子形成共价键，和两个N原子形成配位键，配位键不影响中心原子Co的价态，所以配合物[CoSaLen]中，Co元素的化合价为+2价，Co元素的配位数为4；(2)由仪器构造可知，仪器B的名称是恒压滴液漏斗，该仪器的优点是平衡气压，使醋酸钴溶液顺利滴下；(3)水杨醛与乙二胺反应生成的配体与醋酸钴反应合成配合物[CoSaLen]，得到的另一产物是CH3COOH，其名称是乙酸或醋酸；(4)乙醇是常用的有机溶剂，根据“相似相溶”原理，水杨醛与乙二胺均能溶于乙醇，则仪器A中加入乙醇的作用是作为溶剂，使水杨醛和乙二胺溶解充分接触反应(合理即可)；(5)配合物[CoSaLen]具有还原性，易被氧化，所以向仪器A中通入N2的作用是排尽装置中的空气，防止配合物[CoSaLen]被O2氧化而变质；(6)回流结束后，为防止倒吸，应继续通入氮气， 则先停止加热，然后关闭冷凝水，最后停止通氮气，因此正确的操作顺序为③①②；(7)配合物[CoSaLen]具有还原性，易被氧化，装置D用水液封，防止外界空气进入三颈烧瓶中，避免配合物[CoSaLen]被O2氧化，则装置D的作用是液封，防止外界空气进入三颈烧瓶中。
分层训练 提升考能
1.(2025·陕晋青宁卷)某实验室制备糖精钴[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O，并测定其结晶水含量。
已知:Sac-表示糖精根离子，其摩尔质量为182 g·mol-1；糖精钴的溶解度在热水中较大，在冷水中较小；丙酮沸点为56 ℃，与水互溶。
CoCl2·6H2O+2NaSac·2H2O===[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O+(6-x)H2O+2NaCl
(一)制备
Ⅰ.称取1.0 g CoCl2·6H2O，加入18 mL蒸馏水，搅拌溶解，得溶液1。
Ⅱ.称取2.6 g(稍过量)糖精钠(NaSac·2H2O)，加入10 mL蒸馏水，加热搅拌，得溶液2。
Ⅲ.将溶液2加入接近沸腾的溶液1中，反应3分钟后停止加热，静置，冷却结晶。
Ⅳ.过滤，依次用三种不同试剂洗涤晶体，晾干得产品。
回答下列问题:
(1)Ⅰ和Ⅱ中除烧杯外，还需用到的玻璃仪器有____________________________ _______________________________(写出两种)。
(2)Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时，可将烧杯置于________中，以使大量晶体析出。
(3)Ⅳ中用①丙酮、②冷水、③冷的1%NaSac溶液洗涤晶体，正确顺序为______。
A.①③② B.③②① C.②①③
玻璃棒、量筒、胶头滴管、
酒精灯(写出两种即可)
冰水
B
解析　(1)Ⅰ和Ⅱ步骤中，在烧杯中搅拌溶解固体需要用到玻璃棒，量取10 mL或18 mL蒸馏水需要用到量筒，量取蒸馏水定容时需要使用胶头滴管，加热时需要用到酒精灯。(2)根据已知信息“糖精钴的溶解度在热水中较大，在冷水中较小”，故Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时，可将烧杯置于冰水中，以使大量晶体析出。(3)Ⅳ中洗涤时先用③冷的1%NaSac溶液洗涤晶体以除去晶体表面的可溶性杂质并减少其溶解损失，再用②冷水洗涤以除去晶体表面的NaSac，最后用①丙酮洗涤晶体以除去晶体表面的水，丙酮沸点较低，便于晾干，故B正确。
(4)Ⅳ中为了确认氯离子已经洗净，取水洗时的最后一次滤液于试管中，____________________________________________________________________ (将实验操作、现象和结论补充完整)。
(5)与本实验安全注意事项有关的图标有________。
加入硝酸酸化的AgNO3溶液，没有白色沉淀生成，说明氯离子已经洗净
ABC
解析　(4)Ⅳ中为了确认氯离子已经洗净，可取水洗时的最后一次滤液于试管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，没有白色沉淀生成，说明氯离子已经洗净。(5)实验步骤Ⅲ中“将溶液2加入接近沸腾的溶液1中”，为防止液体飞溅造成伤害，需要佩戴护目镜(A)、防止热烫(C)，钴离子是重金属离子，实验完毕应注意洗手(B)。故与本实验安全注意事项有关的图标有ABC。
(二)结晶水含量测定
EDTA和Co2+形成1∶1配合物。准确称取m g 糖精钴产品于锥形瓶中，加蒸馏水，加热溶解，再加入缓冲溶液和指示剂，在50~60 ℃下，用c mol·L-1 的EDTA标准溶液滴定。
(6)下列操作的正确顺序为_____________(用字母排序)。
a.用标准溶液润洗滴定管
b.加入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL处
c.检查滴定管是否漏水并清洗
d.赶出气泡，调节液面，准确记录读数
c→a→b→d
解析　(6)将c mol·L-1的EDTA标准溶液装入滴定管进行滴定操作时，需先检查滴定管是否漏水，并用水清洗，然后用标准溶液润洗滴定管，防止标准溶液被稀释，之后加入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL处，最后赶出气泡，调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下，准确记录初始读数。故顺序是c→a→b→d。
(7)滴定终点时消耗标准溶液V mL，则产品[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O中x的测定值
为_____________________(用含m、c、V的代数式表示)；若滴定前滴定管尖嘴处无气泡，滴定后有气泡，会导致x的测定值________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(或-27.5)
偏高
解析　(7)根据“EDTA和Co2+形成1∶1配合物”可知，n{[Co(Sac)2(H2O)4]·xH2O}＝n(EDTA)＝c mol·L-1×V×10-3 L＝cV×10-3 mol＝，解得x＝-27.5。若滴定前滴定管尖嘴处无气泡，滴定后有气泡，则滴定终点时读数偏小，读取的标准溶液的体积偏小，结合x的计算式可知，V偏小会导致x的测定值偏高。
2.(2025·云南卷)三氟甲基亚磺酸锂(Mr＝140)是我国科学家通过人工智能设计开发的一种锂离子电池补锂剂，其合成原理如下:
实验步骤如下:
Ⅰ.向A中加入3.5 g NaHCO3、5.2 g Na2SO3和20.0 mL蒸馏水，搅拌下逐滴加入2.1 mL (3.3 g)三氟甲磺酰氯(Mr＝168.5)，有气泡产生(装置如图，夹持及加热装置省略)。80 ℃下反应3 h后，减压蒸除溶剂得浅黄色固体。
Ⅱ.向上述所得固体中加入10.0 mL四氢呋喃(THF)，充分搅拌后，加入无水Na2SO4，振荡，抽滤、洗涤。将所得滤液减压蒸除THF，得黏稠状固体。加入适量乙醇进行重结晶。
Ⅲ.将所得三氟甲基亚磺酸钠和3.0 mL THF加入圆底烧瓶中，搅拌溶解后逐滴加入足量浓盐酸，析出白色固体。抽滤、洗涤。
Ⅳ.将滤液转入圆底烧瓶中，加入2.0 mL蒸馏水和过量LiOH。室温搅拌反应1 h后，减压蒸除溶剂，得粗产品。加入适量乙醇进行重结晶，得产品1.1 g。
已知:THF是一种有机溶剂，与水任意比互溶。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为__________，冷凝管中冷却水应从________(填“b”或“c”)口通入。
(2)步骤Ⅰ反应中有气泡产生，其主要成分为__________。
(3)步骤Ⅱ中第一次洗涤的目的是
_____________________________________________________________________。
三颈烧瓶
b
二氧化碳
将吸附在滤渣上的产品尽可能全部转入滤液中，提高产率
解析　(1)由图可知，A为三颈烧瓶，中间为冷凝管，为了提高冷凝效果，冷却水从b口通入，c口流出；(2)向A中加入3.5 g NaHCO3、5.2 g Na2SO3和20.0 mL蒸馏水，搅拌下逐滴加入2.1 mL(3.3 g)三氟甲磺酰氯(Mr＝168.5)，生成了三氟甲基亚磺酸钠，硫酸钠和氯化氢，碳酸氢钠与氯化氢反应生成二氧化碳，所以有气泡产生；(3)A中反应生成了三氟甲基亚磺酸钠，硫酸钠和氯化氢等，上述所得固体中加入10.0 mL四氢呋喃(THF)，充分搅拌后，加入无水Na2SO4，可促进硫酸钠结晶析出，振荡，抽滤除去硫酸钠等固体、洗涤，洗涤可将吸附在滤渣上的产品尽可能全部转入滤液中，提高产率；
(4)步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式为____________________________________，判断加入浓盐酸已足量的方法为________________________________________
___________________________________。
取少量上层清液于小试管中，滴加浓盐酸，
若无白色沉淀，则浓盐酸已足量
(5)步骤Ⅳ中加入蒸馏水的作用是_______________________________。
(6)三氟甲基亚磺酸锂的产率为_________________________(列出计算式即可)。
作为溶剂，溶解后加快反应速率
×100%
(5)将滤液转入圆底烧瓶中，加入2.0 mL蒸馏水和过量LiOH，水可作为溶剂，溶解后加快反应速率；(6)已知向A中加入3.5 g NaHCO3、5.2 g Na2SO3，2.1 mL (3.3 g)三氟甲磺酰氯(Mr＝168.5)，三氟甲磺酰氯量不足，以三氟甲磺酰氯计算理论产量，列计算式为×100%。
3.(2024·全国甲卷)CO(NH2)2·H2O2(俗称过氧化脲)是一种消毒剂，实验室中可用尿素与过氧化氢制取，反应方程式如下:
CO(NH2)2+H2O2===CO(NH2)2·H2O2
(一)过氧化脲的合成
烧杯中分别加入25 mL 30% H2O2(ρ＝1.11 g·cm-3)、40 mL蒸馏水和12.0 g尿素，搅拌溶解。30 ℃下反应40 min，冷却结晶、过滤、干燥，得白色针状晶体9.4 g。
(二)过氧化脲性质检测
Ⅰ.过氧化脲溶液用稀H2SO4酸化后，滴加KMnO4溶液，紫红色消失。
Ⅱ.过氧化脲溶液用稀H2SO4酸化后，加入KI溶液和四氯化碳，振荡，静置。
(三)产品纯度测定
溶液配制:称取一定量产品，用蒸馏水溶解后配制成100 mL溶液。
滴定分析:量取25.00 mL过氧化脲溶液至锥形瓶中，加入一定量稀H2SO4，用准确浓度的KMnO4溶液滴定至微红色，记录滴定体积，计算纯度。
回答下列问题:
(1)过滤中使用到的玻璃仪器有_________________________________(写出两种即可)。
(2)过氧化脲的产率为________________。
(3)性质检测Ⅱ中的现象为_______________________________。性质检测Ⅰ和Ⅱ分别说明过氧化脲具有的性质是________________。
漏斗、烧杯、玻璃棒(任写两种即可)
50%
溶液分层，下层四氯化碳层呈紫色
还原性、氧化性
解析　(1)过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。(2)根据题给数据计算可得，H2O2过量，故用尿素的量来计算理论上生成过氧化脲的量，n[CO(NH2)2]＝0.2 mol，故理论上生成的过氧化脲为0.2 mol，质量为0.2×94 g＝18.8 g，故过氧化脲的产率为×100%＝50%。(3)过氧化脲能将I-氧化为I2，I2进入CCl4层呈紫色，CCl4密度比水大，故CCl4位于下层。由检测Ⅰ的现象可知，过氧化脲能使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现出过氧化脲的还原性，由检测Ⅱ可知，过氧化脲可将碘离子氧化为碘单质，体现出过氧化脲的氧化性。
(4)如图为“溶液配制”的部分过程，操作a应重复3次，目的是_______________________________________________，定容后还需要的操作为_________________________________________________。
将玻璃棒和烧杯中残留的溶质全部转移至容量瓶中
盖好瓶塞，反复上下颠倒容量瓶，将溶液混合均匀
解析　(4)操作a为洗涤玻璃棒和烧杯并将洗涤液转移至容量瓶中，重复三次是为了将残留物全部转移至容量瓶中。定容后要将溶液混合均匀，具体操作为左手食指按住塞子，其余手指拿住瓶颈标线以上部分，右手托住瓶底，将瓶倒转并摇动，再倒转过来，上下倒置如此反复多次，使溶液充分混合均匀。
(5)“滴定分析”步骤中，下列操作错误的是________(填标号)。
A.KMnO4溶液置于酸式滴定管中
B.用量筒量取25.00 mL过氧化脲溶液
C.滴定近终点时，用洗瓶冲洗锥形瓶内壁
D.锥形瓶内溶液变色后，立即记录滴定管液面刻度
BD
解析　(5)KMnO4具有强氧化性，能腐蚀橡胶管，故需盛放在酸式滴定管中，A正确；量筒读数只能精确到小数点后l位，故不能用量筒量取25.00 mL溶液，B错误；临近终点时，冲洗锥形瓶内壁可减小滴定误差，C正确；锥形瓶变色后要等30 s溶液颜色不变才可记录滴定管液面刻度，D错误。
4.(2024·黑吉辽卷)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化，设计实验方案如下:
Ⅰ.向50 mL烧瓶中分别加入5.7 mL乙酸(100 mmol)、8.8 mL乙醇(150 mmol)、1.4 g NaHSO4固体及4~6滴1‰甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
Ⅱ.加热回流50 min后，反应液由蓝色变为紫色，变色硅胶由蓝色变为粉红色，停止加热。
Ⅲ.冷却后，向烧瓶中缓慢加入饱和Na2CO3溶液至无CO2逸出，分离出有机相。
Ⅳ.洗涤有机相后，加入无水MgSO4，过滤。
Ⅴ.蒸馏滤液，收集73~78 ℃馏分，得无色液体6.60 g，色谱检测纯度为98.0%。
回答下列问题:
(1)NaHSO4在反应中起_______________作用，用其代替浓硫酸的优点是_______________________________________________________(答出一条即可)。
(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水，除指示反应进程外，还可_______________________________。
(3)使用小孔冷凝柱承载，而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是________ (填标号)。
A.无需分离 B.增大该反应平衡常数
C.起到沸石作用，防止暴沸 D.不影响甲基紫指示反应进程
催化剂
NaHSO4无强氧化性，操作安全；副产物少，无有毒气体SO2产生
促使反应正向进行，提高乙酸乙酯的产率
AD
解析　(1)乙酸和乙醇在浓硫酸催化和加热条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水，该实验中用NaHSO4代替浓H2SO4，起催化剂作用。NaHSO4无强氧化性，实验操作更安全；浓硫酸具有强氧化性，可与乙醇反应生成SO2等副产物，用NaHSO4代替浓硫酸，减少副产物的产生。(2)变色硅胶吸水，除指示反应进程外，还可使酯化反应正向进行，提高乙酸乙酯产率。(3)变色硅胶在小孔板上方，无需分离，A项正确；平衡常数只与温度有关，故B项错误；变色硅胶没有加入溶液中，不能防止暴沸，C项错误；根据反应液由蓝色变为紫色、变色硅胶由蓝色变为粉红色，知变色硅胶与甲基紫不接触才不影响甲基紫指示反应进程，D项正确。
(4)下列仪器中，分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是__________(填名称)。
(5)该实验乙酸乙酯的产率为________(精确到0.1%)。
(6)若改用C2OH作为反应物进行反应，质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为________(精确至1)。
分液漏斗
73.5%
90
解析　(4)分离和洗涤有机相均需用到的仪器为分液漏斗。(5)由于乙醇过量，故根据乙酸的量计算乙酸乙酯的理论产量为100×10-3 mol×88 g·mol-1＝8.8 g，则乙酸乙酯的产率为×100%＝73.5%。(6)若改用C2OH作为反应物进行反应，根据“酸脱羟基醇脱氢”知，生成的乙酸乙酯为CH3CO18OC2H5，其相对分子质量为90，则质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值为90。
Thanks！
本
讲
内
容
结
束

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