专题16 物质制备实验综合 备战2020年高考化学分项突破易错题(解析版)
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1、1二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化,还可以作为贵金属的萃取剂。可由硫和氯气在100110 直接化合而成。实验室用以下装置制备S2Cl2并对尾气进行回收利用。已知S2Cl2的熔点:-77 ,沸点:137 ,S2Cl2遇水剧烈反应。(1)S2Cl2遇水会生成黄色单质、一种能使品红溶液褪色的气体化合物及酸雾,写出该反应的化学方程式_。(2)B中所装试剂名称为_。(3)A、B装置中的空气可以通过控制K2、K3来去除,具体方法为_。(4)装置E的作用是_,写出E中发生的氧化还原反应的化学方程式_。(5)实验时,D装置开始需要油浴加热一段时间,之后停止加热,仅需通入氯气即可。生成二氯化二硫的
2、反应为_ (填“放热”或“吸热”)反应。(6)该装置由于存在系统缺陷,使制得的二氯化二硫可能不纯,现需对该装置进行改进,则改进的方法为_。【答案】2S2Cl2+2H2O=SO2+3S+4HCl 浓硫酸 关闭K2打开K3,当B装置上方充满黄绿色气体时,关闭K3打开K2 吸收多余的氯气及氯化氢气体并获得漂白粉或漂粉精,防止污染环境 2Ca(OH)2+ 2Cl2= CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O 放热 在D与E之间加一个装有无水氯化钙或五氧化二磷或硅胶干燥管(或装有浓硫酸的洗气瓶) 【解析】(1)S2Cl2遇水会生成黄色单质S、一种能使品红褪色的气体SO2及HCl,结合电子守恒、原子守恒可
3、得此反应的化学方程式2S2Cl2+2H2O=SO2+3S+4HCl;故答案为:2S2Cl2+2H2O=SO2+3S+4HCl。(2)A中所制得氯气中含有水蒸汽,利用B中所装浓硫酸干燥氯气,防止S2Cl2水解,故答案为:浓硫酸。(3)装置内空气中有氧气,加热硫时要氧化硫,故通入N2的目的是排尽装置中的空气,防止硫加热时与氧气反应;关闭K2打开K3,当B装置上方充满黄绿色气体时,关闭K3打开K2,通过上述操作可将A、B装置中的空气去除;故答案为:关闭K2打开K3,当B装置上方充满黄绿色气体时,关闭K3打开K2。2磺酰氯(SO2Cl2)主要用作氯化剂或氯磺化剂,也用于制造医药品、染料、表面活性剂等,
4、熔、沸点分别为54.1和69.2。(1)SO2Cl2中S的化合价为_,SO2Cl2在潮湿空气中发生剧烈反应,散发出具有刺激性和腐蚀性的“发烟”,该反应的化学方程式为_。(2)拟用干燥的SO2和Cl2通入如图装置(省略夹持装置)制取磺酰氯。仪器A的名称为_,通水方向为_(填 “ab”或“ba”),装置B的作用是_。反应装置中的活性炭的作用可能为:_。若SO2和Cl2未经干燥,就通入装置中,也散发出具有刺激性和腐蚀性的“发烟”,该反应的化学方程式为_。滴定法测定磺酰氯的纯度:取1.800g产品,加入到100mL0.5000molL1NaOH溶液中加热充分水解,冷却后加蒸馏水准确稀释至250mL,取
5、25mL溶液于锥形瓶中,滴加2滴甲基橙,用0.1000molL1标准HCl溶液滴定至终点,重复实验三次取平均值,消耗10.00mL。 达到滴定终点的现象为_,产品的纯度为_。【答案】+6 SO2Cl22H2O=2HClH2SO4 球形冷凝管 ab 吸收多余SO2和Cl2,防止污染空气,防止空气中水蒸气进入三颈烧瓶,使SO2Cl2发生水解反应而变质 催化剂 SO2Cl22H2O=2HClH2SO4 滴定终点现象是滴加最后一滴HCl标准液,锥形瓶中溶液由黄色变为橙色,且30s内不恢复 75.00% SO2以还原性为主,Cl2具有强氧化性,在有水的情况下,发生SO2Cl22H2O=2HClH2SO4
6、;磺酰氯在氢氧化钠溶液中转化成NaCl和Na2SO4,用盐酸滴定的是过量的NaOH,甲基橙作指示剂,因此滴定终点现象是滴加最后一滴HCl标准液,锥形瓶中溶液由黄色变为橙色,且30s内不恢复;发生的反应是SO2Cl22H2O=2HClH2SO4、HOH=H2O,因此n(SO2Cl2)=1102mol,m(SO2Cl2)=1102mol135gmol1=1.35g,则产品的纯度为1.35g/1.800g100%=75.00%。3I.无水MgBr2可用作催化剂,实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如图所示(夹持装置省略)。已知:Mg和Br2反应剧烈放热;MgBr2具有强吸水性MgBr2
7、+3C2H5OC2H5MgBr23C2H5OC2H5。主要步骤如下:步骤1:三颈烧瓶中装入10g镁屑和150mL无水乙醚;装置C中加入15mL液溴;步骤2:缓慢通入干燥的氩气,直至溴完全导入三颈烧瓶中;步骤3:反应完毕后恢复至室温,过滤除去镁,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品;步骤4:常温下用CCl4溶解粗品,冷却至0,析岀晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160分解得无水MgBr2产品。请回答下列问题(1)仪器A的名称是_。B的作用为_。(2)下列有关步骤4的说法正确的是_(填选项字母)A.可用75%的乙醇代替CCl4溶解粗品B.加热至160的
8、主要目的是除去CCl4C.洗涤晶体可选用0的CCl4D.该步骤只除去了可能残留的溴(3)若将装置C改为装置D,可能会导致的后果是_。(4)为测定产品的纯度,可用EDTA(简写为Y4)标准溶液滴定,以铬黑T(简写为In)为指示剂。已知Mg2+与铬黑T和EDTA均能形成配合物,且EDTA与Mg2+配合更稳定:物质颜色物质颜色Y4-无色MgY2-无色In纯蓝色MgIn-酒红色反应的离子方程式为Mg2+Y4=MgY2滴定终点的现象为_。测定前,先称取0.2500g无水MgBr2产品,溶解后,加入2滴铬黑T试液作指示剂,用0.0500molL1的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液25.00
9、mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是_(用质量分数表示)。.化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作环保型阻燃材料,受热时按如下化学方程式分解:2Mg5Al3(OH)19(H2O)4=27H2O+10MgO+3Al2O3。(5)写出该化合物作阻燃剂的两条依据:_。(6)MgO可溶于NH4Cl的水溶液,用离子方程式表示其原理:_。【答案】干燥管 冷凝回流溴和乙醚 C 会将液溴快速压入三颈烧瓶,反应过快大量放热而存在安全隐患 滴入最后一滴EDTA标准液时,溶液由酒红色变为纯蓝色,且半分钟内保持不变 92% 分解反应是吸热反应,使环境温度降低;生成的氧化镁、氧化铝附着表面隔绝空气;水蒸气稀释
10、空气 来源:设样品中MgBr2的物质的量为xmol Mg2+Y4=MgY21 1 X 0.05molL1 0.025LX=0.00125molMgBr2产品的纯度是 (5) 2Mg5Al3(OH)19(H2O)4=27H2O+10MgO+3Al2O3,反应是吸热反应,使环境温度降低;生成的氧化镁、氧化铝附着表面隔绝空气;水蒸气稀释空气,所以Mg5Al3(OH)19(H2O)4作阻燃剂;(6)MgO与NH4Cl溶液反应生成氯化镁、氨水,反应离子方程式是。4FeCl2是一种常用的还原剂、媒染剂。某化学小组同学在实验室里用如下两种方法来制备无水FeCl2。有关物质的性质如下:C6H5Cl(氯苯)C6
11、H4Cl2(二氯苯)来源:Z*xx*k.ComFeCl3FeCl2溶解性不溶于水,易溶于苯、乙醇不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯,易溶于乙醇,易吸水熔点/-4553易升华沸点/132173请回答下列问题:(1)利用反应2FeCl3+ C6H5Cl2FeCl2+ C6H4Cl2+HCl制取无水FeCl2并测定FeCl3的转化率。按上图装置,在三颈烧瓶中放入32.5g无水氯化铁和过量的氯苯。打开K1、K2,关闭K3,通一段时间H2后关闭K2,控制三颈烧瓶内反应温度在128-139,反应一段时间。反应完成后打开K2再通氢气一段时间。仪器a的名称是_,装置B中盛装的试剂是_。反应后再通入H2的目
12、的是_。冷却实验装置,将三颈烧瓶内物质倒出,经过滤、用苯洗涤、干燥后,得到粗产品,回收滤液中C6H5Cl的操作方法是_。反应后将锥形瓶中溶液配成250mL溶液,取25.00mL所配溶液,用0.4molL-1NaOH溶液滴定,消耗NaOH溶液23.60mL,则氯化铁的转化率为_。(2)打开K1、K3,关闭K2,通氢气与氯化铁反应制取无水FeCl2。写出反应的化学方程式_。实验制得FeCl2后并防止氧化的操作是_。请指出该制备方法的缺点_。【答案】球形冷凝管 无水CaCl2(或硅胶、P2O5) 将反应器中的HCl气体全部排入到锥形瓶内,使其被充分吸收 蒸馏滤液,并收集132的馏分 94.4% H2
13、+2FeCl32FeCl2 + 2HCl 先熄灭酒精灯,再继续通入氢气一段时间 氯化铁易升华,转化率低;导管易堵塞 由题中表格所给数据可知,C6H5Cl的沸点为132,C6H4Cl2的沸点为173,利用沸点不同回收滤液中C6H5Cl可采用蒸馏法,即蒸馏滤液,收集132的馏分,故答案为:蒸馏滤液,并收集132的馏分;NaOH与HCl按1:1完全反应,则标准NaOH溶液滴定的盐酸的物质的量 = 0.4 molL-123.6010-3 L = 9.4410-3 mol,则锥形瓶中盐酸的物质的量=9.4410-3 mol = 9.4410-2 mol,再根据已知关系式2FeCl31HCl可知,消耗的F
14、eCl3的物质的量 = 29.4410-2 mol = 0.1888 mol,故FeCl3的转化率 = 100% = 100% = 94.4%,故答案为:94.4%;(2)氢气与氯化铁反应时,氢气作为还原剂,还原氯化铁为氯化亚铁,其反应的方程式可表示为:H2+2FeCl32FeCl2 + 2HCl,故答案为:H2+2FeCl32FeCl2 + 2HCl;实验通过氢气与FeCl3反应制得FeCl2后,为防止FeCl2被氧化,先熄灭酒精灯,再继续通入氢气一段时间,以排尽装置中的空气,故答案为:先熄灭酒精灯,继续通入氢气一段时间;根据表中数据可知,因氯化亚铁易升华,则用加热的方法制备氯化亚铁,会导致
15、转化率降低,且导管易堵塞,故答案为:氯化铁易升华,转化率低;导管易堵塞。5亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和消毒剂,它在酸性条件下生成NaCl并放出ClO2,ClO2有类似Cl2的性质。某兴趣小组探究亚氯酸钠的制备与性质。制备亚氯酸钠关闭止水夹,打开止水夹,从进气口通入足量ClO2,充分反应。(1)仪器a的名称为_,仪器b的作用是_。(2)装置A中生成NaClO2的离子方程式为_。(3)若从装置A反应后的溶液中获得NaClO2晶体,则主要操作有减压蒸发浓缩、_、_、洗涤、干燥等。探究亚氯酸钠的性质停止通ClO2气体,再通入空气一段时间后,关闭止水夹,打开止水夹,向A中滴入稀硫酸。(4
16、)开始时A中反应缓慢,稍后产生气体的速率急剧加快,请解释可能的原因_。(5)B中现象为_ 。产生该现象的离子方程式为_。(6)实验完成后,为防止装置中滞留的有毒气体污染空气,可以进行的操作是:再次打开止水夹,_。【答案】烧瓶(圆底烧瓶) 防止倒吸 2ClO22OHH2O22ClO2H2OO2 降温结晶 过滤 NaClO2与H2SO4反应生成的Cl对反应起催化作用 溶液变蓝色 2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O 从进气口通入一段时间的空气 【解析】 ( 1 )根据仪器a的特点,仪器a为圆底烧瓶,仪器b为干燥管,因此仪器b的作用是防止倒吸; (2 )根据实验步骤,装置A中加入
17、NaOH、H2O2和ClO2 ,产物是NaClO2 ,Cl的化合价降低,即ClO2作氧化剂,H2O2作还原剂, H2O2的氧化产物是O2,因此有ClO2 + H2O2+OH-ClO2 - +O2 + H2O,根据化合价升降法进行配平,得出仪器A中发生离子反应方程式为2ClO2+ 2OH- +H2O2=2ClO2- +H2O+O2;6氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3,另含少量杂质FeCO3和SiO2等)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:(1)酸溶时,MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为_。(2)滤渣1的化学式为_。(3
18、)写出流程中“氧化”的离子方程式为_。(4)调节pH时,使用pH试纸的具体操作是取一小块pH试纸放在洁净的玻璃片上,_;滤渣2中除了过量的MgO外,还含有的物质是_。(5)高温煅烧过程中,同时存在以下反应:2MgSO4C2MgO2SO2CO2;MgSO4CMgOSO2CO;MgSO43C高温MgOS3CO。利用下图装置对煅烧产生的气体进行连续分别吸收或收集(其中S蒸气在A管中沉积)。D中收集的气体是_(填化学式)。B中盛放的溶液是_(填下列选项的字母编号)。aNaOH溶液 bNa2CO3溶液 c稀硝酸 d酸性KMnO4溶液【答案】MgCO32H+Mg2+CO2H2O SiO2 2Fe2+2H+
19、H2O22Fe3+2H2O 用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测溶液点在试纸的中部,再与比色卡对照得出读数 Fe(OH)3 CO d (5)根据方程式可知煅烧得到的气体主要有SO2、CO2、CO、S,产生的气体进行分步吸收或收集,所以通过A使硫蒸气冷凝下来,再通过B装置高锰酸钾溶液吸收二氧化硫,通过C中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳,最后剩余一氧化碳气体在D中收集;CO难溶于水,D中收集的气体可以是CO;装置B吸收二氧化硫,由于二氧化碳、二氧化硫均与氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液反应,稀硝酸能把二氧化硫氧化,但同时生成NO气体,所以B中盛放的溶液选择KMnO4溶液吸收二氧化硫,故答案为d。7制备纯净的液态无水四氯
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