第十章 第32讲.docx

1、第十章 第32讲热点一以“模拟工业生产”为载体的综合实验题化工流程的命题来源很广，与各个知识模块的结合点较多，因此分析工业生产化工流程题时，应将流程路线、试题设问和理论知识有机结合起来，它常常结合工艺流程考查基本化学实验问题，可以说它是无机框图题的创新。流程的呈现形式有操作流程；物质变化流程；装置流程。解题时首先要明确原料和产品(包括副产品)，即箭头进出方向，其次依据流程图分析反应原理，紧扣信息，搞清流程中每一步发生了什么反应知其然，弄清有关反应原理，明确目的(如沉淀反应、除杂、分离)知其所以然，最后联系储存的知识，有效地进行信息的利用，准确表述和工整书写。由于化工流程常与溶液的配制、物质的分

2、离及定量测定等基本操作有机结合起来，所以只有复习时牢固掌握实验基础知识，才能有效结合题中的信息，准确答题。典例剖析(2016四川理综，9)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl22H2O制备CuCl，并进行相关探究。【资料查阅】该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)请回答下列问题：(1)仪器X的名称是_。(2)实验操作的先后顺序是a_e(填操作的编号)。a检查装置的气密性后加入药品b熄灭酒精灯，冷却c在“气体入口”处通入干燥HCld点燃酒精灯，加热e停止通入HCl，然后通入N2(3)在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是_。(4)装置

3、D中发生的氧化还原反应的离子方程式是_。【探究反思】(5)反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质。根据资料信息分析：若杂质是CuCl2，则产生的原因是_。若杂质是CuO，则产生的原因是_。审题流程第1步：审题干信息，本题题干信息很简单，提取实验目的：用热分解CuCl22H2O晶体制取CuCl。第2步：(1)审“流程”，获取反应条件等有效信息：CuCl22H2O要在HCl气流中加热先脱结晶水，再继续加热使无水CuCl2分解，若不在HCl气流中加热，CuCl22H2O将会水解，最终产物为CuO。(2)审“装置图”，获取每个仪器的作用等有效信息：A为CuCl2

4、2H2O分解产生CuCl的装置，气体入口必须通入HCl气体；X干燥管中盛放的无水CuSO4检验分解产生的水蒸气；C中湿润的红色石蕊试纸检验HCl以及反应产生的Cl2；D为尾气处理装置，吸收HCl和Cl2。第3步，审问题信息：结合第1步、第2步提取的有效信息，结合题目提出的具体问题，联想已学过的知识，规范解答题目中的具体问题。如本题第(2)问，结合第2步中获取的流程信息的条件控制，必须先通HCl排尽空气，防止O2影响产品纯度，然后点燃酒精灯，在HCl气流中加热分解CuCl22H2O，最后在HCl气流中冷却生成CuCl，即可顺利选择操作顺序：acdbe。第(3)问，结合第2步获取的有效信息，知通入

5、C装置的气体有HCl和Cl2，再根据HCl和Cl2的性质，即可得出石蕊试纸“先变红后褪色”的实验结论。第(4)问中NaOH吸Cl2属于氧化还原反应，即可写离子方程式。第(5)问，结合流程信息，可知有CuCl2的原因，是分解不完全，肯定是“加热时间不够”；产生CuO肯定是CuCl22H2O发生水解，肯定是“HCl通入的量不足”。答案(1)干燥管(2)cdb(3)先变红后褪色(4)Cl22OH=ClClOH2O(5)加热时间不足或温度偏低通入HCl的量不足1(2016安徽皖南六校第一次联考)纳米碳酸钙广泛应用于橡胶、塑料、造纸、化学建材、油墨、涂料、密封胶与胶粘剂等行业。在浓CaCl2溶液中通入N

6、H3和CO2可以制得纳米级碳酸钙。某校学生实验小组设计如图所示装置制取该产品。D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉，图中夹持装置已略去。可选用的药品有a.石灰石b饱和氯化钙溶液c6 molL1盐酸d氯化铵固体e氢氧化钙固体(1)A中制备气体时，所需的药品是_(填字母)。(2)B中盛有_溶液，其作用是_。(3)写出制取氨气的化学方程式：_。(4)在实验过程中，向C中通入气体是有先后顺序的，应先通入的气体是_(写化学式)。(5)检验D出口处是否有氨气逸出的方法是_。(6)写出制纳米级碳酸钙的化学方程式：_。答案(1)ac(2)饱和NaHCO3除去CO2中的HCl(3)2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2

7、O2NH3(4)NH3(5)将湿润的红色石蕊试纸放在D出口处，若试纸变蓝，则证明有氨气逸出；若试纸不变蓝，则证明没有氨气逸出(答案合理即可)(6)CaCl2CO2H2O2NH3=2NH4ClCaCO3解析(1)由图可知，A制备的气体为CO2，所以选择药品为石灰石和6 molL1盐酸。(2)制出的CO2中不能有HCl，否则会在C中与NH3反应，除去HCl应该用饱和NaHCO3溶液。(4)NH3的溶解度大于CO2，所以先通入NH3使溶液呈碱性，CO2才能被充分的吸收参与反应。(5)检验NH3时将湿润的红色石蕊试纸放在D出口处，若试纸变蓝，则证明有氨气逸出；如果试纸不变蓝，则证明没有氨气逸出。2实验

8、室中以粗铜粉(含杂质Fe)为原料，制备铜的氯化物的流程如下：请按要求回答下列问题：(1)现用如图所示的实验仪器和药品来制备纯净、干燥的Cl2并与粗铜粉反应(铁架台和加热装置等省略)。按气流方向连接各仪器接口，正确的顺序是a_。实验中硬质玻璃管加热前要进行一步重要操作，该操作是_。反应时，盛放粗铜粉的硬质玻璃管中的现象是_。(2)上述流程中，所得固体需要加稀盐酸溶解，其目的是_；溶液可加试剂X用于调节pH以除去杂质，X最好选用下列试剂中的_(填字母)。aCu bNH3H2OcCuO dCu2(OH)2CO3eH2S(3)向溶液中通入一定量的SO2，加热一段时间后生成CuCl白色沉淀，写出该反应的

9、离子方程式：_。答案(1)dehifgb(f、g可调换顺序)通入一段时间的Cl2，使装置中充满黄绿色的气体(排出装置中的空气)产生大量棕黄色的烟(2)防止CuCl2和FeCl3水解cd(3)SO22H2O2Cu22Cl2CuClSO4H解析(1)要利用图中所给实验仪器和药品来制备纯净、干燥的Cl2并与粗铜粉反应，首先要找到Cl2的发生装置(A)，然后将制得的Cl2净化(除去HCl，用装置C)、干燥(用装置E)，并使其与粗铜粉反应(用装置D)，最后进行尾气吸收(用装置B)。按气流方向连接各仪器接口，正确的顺序是adehifgb(f、g可调换顺序)。实验中硬质玻璃管加热前要通入一段时间的Cl2，使

10、装置中充满黄绿色的气体，以防止O2与铜粉反应。Cl2与Cu反应生成棕黄色的CuCl2固体小颗粒，故盛放粗铜粉的硬质玻璃管中的现象是产生大量棕黄色的烟。(2)题给流程中，所得固体是CuCl2和FeCl3的混合物，加稀盐酸而不加水溶解，是为了防止CuCl2和FeCl3水解；向溶液中加入试剂X用于调节溶液的pH以除去Fe3，故X最好是能与H反应、但不与Cu2反应且不引入新杂质的试剂，题给选项中符合要求的有CuO和Cu2(OH)2CO3。(3)向溶液(CuCl2溶液)中通入一定量的SO2，加热一段时间后生成CuCl白色沉淀，该过程中发生SO2还原Cu2的反应，SO2被氧化为SO。3TiO2既是制备其他

11、含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。(1)实验室利用反应TiO2(s)CCl4(g) TiCl4(g)CO2(g)，在无水无氧条件下制备TiCl4，实验装置示意图如下：有关物质性质如下表：物质熔点/沸点/其他CCl42376与TiCl4互溶TiCl425136遇潮湿空气产生白雾仪器A的名称是_。装置E中的试剂是_。反应开始前依次进行如下操作：组装仪器、_、加装药品、通N2一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括：停止通N2熄灭酒精灯冷却至室温。正确的顺序为_(填序号)。欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是_。(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)

12、制备TiO2的有关反应包括：酸溶FeTiO3(s)2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)TiOSO4(aq)2H2O(l)水解TiOSO4(aq)2H2O(l) H2TiO3(s)H2SO4(aq)简要工艺流程如下：试剂A为_(填化学符号)。钛液需冷却至70 左右，若温度过高会导致产品TiO2收率降低，原因是_。取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微红色，说明H2TiO3中存在的杂质离子是_。这种H2TiO3即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO2也会发黄，发黄的杂质是_(填化学式)。答案(1)干燥管浓硫酸检验装置气密性分馏(或蒸馏)(2

13、)Fe温度过高会导致TiOSO4提前水解，产生H2TiO3沉淀Fe2Fe2O3解析(1)制取TiCl4需要在无水无氧的环境中进行，实验中用N2排出装置内的空气，干燥管A中盛有的试剂是为了除去空气中的O2和水蒸气。E中应盛有浓硫酸，防止空气中的水蒸气进入装置，使TiCl4发生水解，反应前，先组装仪器、检查装置的气密性，再装入药品。反应后，应先熄灭酒精灯，待装置冷却至室温，再停止通入N2。D中的液态混合物为生成的TiCl4和挥发出的CCl4，由表中信息可知，二者互溶但沸点相差较大，可采取分馏(或蒸馏)的方法予以分离。(2)钛铁矿中含有Fe2O3、SiO2等杂质，用硫酸溶解时，溶液中生成Fe2(SO

14、4)3，则钛液中含有TiOSO4、FeSO4和Fe2(SO4)3，加入试剂A后，结晶、过滤得到的是FeSO47H2O，所以试剂A是铁粉，把Fe3还原为Fe2；由于TiOSO4容易水解，若温度过高，则会有较多的TiOSO4水解为固体H2TiO3，过滤后混入FeSO47H2O中，导致TiO2产率降低。先加KSCN溶液无现象，加H2O2后出现红色，说明存在Fe2；经加热后Fe2被氧化为Fe2O3而使产品发黄。热点二有机物的制备与基本操作的融合把握三个关键，突破有机物制备实验1把握制备过程2盘点常用仪器3熟悉常考问题(1)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

15、利用率和产物的产率。(2)有机反应通常都是可逆反应，且易发生副反应，因此常使某种价格较低的反应物过量，以提高另一反应物的转化率和产物的产率，同时在实验中需要控制反应条件，以减少副反应的发生。(3)根据产品与杂质的性质特点选择合适的分离提纯方法，如蒸馏、分液等。典例剖析醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：可能用到的有关数据如下：相对分子质量密度/gcm3沸点/溶解性环己醇1000.961 8161微溶于水环己烯820.810 283难溶于水合成反应：在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物

16、的温度不超过90 。分离提纯：反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。回答下列问题：(1)装置b的名称是_。(2)加入碎瓷片的作用是_；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是_(填字母，下同)。A立即补加 B冷却后补加 C不需补加 D重新配料(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为_。(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并_；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的_(填“上口倒出”或“下口放出”)。(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_。(6)在环己烯粗产物蒸馏过程

17、中，不可能用到的仪器有_。A圆底烧瓶 B温度计 C吸滤瓶D球形冷凝管 E接收器(7)本实验所得到的环己烯产率是_。A41% B50% C61% D70%审题流程有机物制备实验一般包括制备过程和提纯过程。本题给出了详细的实验过程，可对题干信息解读如下：制备过程提纯过程醇脱水是合成烯烃的常用方法制备原理；20 g环己醇反应物用量，用于计算；碎瓷片防止暴沸；冷却搅拌下，加入浓硫酸浓硫酸溶解放热；通入冷却水，产物冷却产物呈液态，利于分离；缓慢加热反应开始；馏出物的温度不超过90 产物环己烯的沸点为83 ，环己醇的沸点为161 ，可分离出环己烯粗产物用5%碳酸钠溶液洗涤除去少量的酸；粗产物用水洗使粗产物

18、中的无机物进入水层；分离得到较纯的环己烯；加入无水氯化钙干燥产品(环己烯)；蒸馏得到纯净的环己烯(除去环己醇)；10 g环己烯产物量，用于计算解析(1)装置b为直形冷凝管，可用于冷凝回流。(2)加入碎瓷片的作用是防止有机物在加热时发生暴沸。如果在加热时发现忘记加碎瓷片，这时必须停止加热，待冷却后补加碎瓷片。(3)醇分子间最容易发生脱水反应生成醚类化合物。(4)分液漏斗在使用前必须要检漏。实验生成环己烯的密度比水的要小，所以环己烯应从上口倒出。(5)加入无水氯化钙的目的：除去水(作干燥剂)和除去环己醇(因为乙醇可以和氯化钙反应，类比推知，环己醇和氯化钙也可以反应)。(6)观察题中实验装置图知蒸馏

19、过程中不可能用到吸滤瓶及球形冷凝管。(7)加入20 g环己醇的物质的量为0.2 mol，理论上生成环己烯的物质的量为0.2 mol，环己烯的质量为0.2 mol82 gmol116.4 g，实际得到环己烯的质量为10 g，则产率为100%61%。答案(1)直形冷凝管(2)防止暴沸B(3) (4)检漏上口倒出(5)干燥(或除水除醇)(6)CD(7)C11,2二溴乙烷可作抗爆剂的添加剂。如图为实验室制备1,2二溴乙烷的装置图，图中分液漏斗和烧瓶a中分别装有浓H2SO4和无水乙醇，d装置试管中装有液溴。已知：CH3CH2OHCH2=CH2H2O2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3H2O相关数

20、据列表如下：乙醇1,2二溴乙烷乙醚溴状态无色液体无色液体无色液体红棕色液体密度/gcm30.792.180.713.10沸点/78.5131.434.658.8熔点/114.39.79116.27.2水溶性混溶难溶微溶可溶(1)实验中应迅速将温度升高到170 左右的原因是_。(2)安全瓶b在实验中有多重作用。其一可以检查实验进行中d装置中导管是否发生堵塞，请写出发生堵塞时瓶b中的现象：_；如果实验时d装置中导管堵塞，你认为可能的原因是_；安全瓶b还可以起到的作用是_。(3)容器c、e中都盛有NaOH溶液，c中NaOH溶液的作用是_。(4)某学生在做此实验时，使用一定量的液溴，当溴全部褪色时，所

21、消耗乙醇和浓硫酸混合液的量，比正确情况下超过许多，如果装置的气密性没有问题，试分析可能的原因：_(写出两条即可)。(5)除去产物中少量未反应的Br2后，还含有的主要杂质为_，要进一步提纯，下列操作中必需的是_(填字母)。A重结晶 B过滤 C萃取 D蒸馏(6)实验中也可以撤去d装置中盛冰水的烧杯，改为将冷水直接加入到d装置的试管中，则此时冷水除了能起到冷却1,2二溴乙烷的作用外，还可以起到的作用是_。解题导引结合实验原理分析可能发生的副反应分析1,2二溴乙烷的性质挖掘已知表格中的信息答案(1)减少副产物乙醚生成(2)b中长直玻璃管内液柱上升过度冷却，产品1,2二溴乙烷在装置d中凝固防止倒吸(3)

22、吸收乙烯气体中含有的CO2、SO2等酸性气体(4)浓硫酸将部分乙醇氧化；发生副反应生成乙醚；乙醇挥发；乙烯流速过快，未完全发生加成反应(写出两条即可)(5)乙醚D(6)液封Br2及1,2二溴乙烷解析(1)该实验需用乙烯作反应物，而当温度为140 时乙醇在浓硫酸作用下会生成副产物乙醚，所以应迅速将温度升高到170 。(2)当d装置中导管发生堵塞时，气体流动不畅，安全瓶b中压强增大，导致安全瓶b中长直玻璃管内液柱上升。由于1,2二溴乙烷的熔点为9.79 ，如果d装置烧杯中冰水温度过低，1,2二溴乙烷凝固，d装置导管中发生堵塞。因此安全瓶b还可以起到防倒吸的作用。(3)浓硫酸与乙醇能发生氧化还原反应

23、，因而有SO2、CO2等酸性气体生成，容器c内NaOH溶液可将其除去。(4)实验时所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量比正常情况下多，可从浓硫酸与部分乙醇发生氧化还原反应、乙烯气流过快难以被液溴全部吸收、加热温度控制不当造成部分乙醇挥发、发生其他副反应等方面分析。(5)除去产物中少量未反应的Br2后，还含有的主要杂质是乙醚，根据表中数据知1,2二溴乙烷的沸点与乙醚的沸点相差较大，可用蒸馏的方法进行分离。(6)直接将冷水加入d装置的试管中，此时冷水会起到液封的作用。2某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置用环己醇制备环己烯，装置如图所示。已知：。密度/gcm3熔点/沸点/溶解性环己醇0.9625161能溶于水环己烯0.8110383难溶于水(1)制备粗品将12.5 mL