高中化学一轮复习讲义解析版物质制备及定量分析综合.docx

1、高中化学一轮复习讲义解析版物质制备及定量分析综合物质制备及定量分析综合【学习目标】1.常见物质的制备方法2.无机工业流程题的解题方法感知高考1.2020浙江1月选考，30碘化锂(LiI)在能源、医学等领域有重要应用，某兴趣小组制备LiI3H2O和LiI，流程如下：已知：a.LiI3H2O在7580 转变成LiI2H2O，80120 转变成LiIH2O，300 以上转变成无水LiI。b.LiI易溶于水，溶解度随温度升高而增大。c.LiI在空气中受热易被氧化。请回答：(1)步骤，调pH7，为避免引入新的杂质，适宜加入的试剂为_。(2)步骤，包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等多步操作。下列说

2、法正确的是_。A.为得到较大的LiI3H2O晶体颗粒，宜用冰水浴快速冷却结晶B.为加快过滤速度，得到较干燥的晶体，可进行抽滤C.宜用热水洗涤D.可在80 鼓风干燥(3)步骤，脱水方案为：将所得LiI3H2O置入坩埚中，300 加热，得LiI样品。用沉淀滴定法分别测定所得LiI3H2O、LiI样品纯度，测定过程如下：称取一定量样品，溶解，定容于容量瓶，将容量瓶中的溶液倒入烧杯，用移液管定量移取烧杯中的溶液加入锥形瓶，调pH6，用滴定管中的AgNO3标准溶液滴定至终点，根据消耗的AgNO3标准溶液体积计算，得LiI3H2O、LiI的纯度分别为99.96%、95.38%。LiI纯度偏低。上述测定过程

3、提及的下列仪器，在使用前一定不能润洗的是_。A.容量瓶 B.烧杯 C.锥形瓶 D.滴定管测定过程中使用到移液管，选出其正确操作并按序列出字母：蒸馏水洗涤待转移溶液润洗()()()()洗净，放回管架。a.移液管尖与锥形瓶内壁接触，边吹气边放液b.放液完毕，停留数秒，取出移液管c.移液管尖与锥形瓶内壁接触，松开食指放液d.洗耳球吸溶液至移液管标线以上，食指堵住管口e.放液完毕，抖动数下，取出移液管f.放液至凹液面最低处与移液管标线相切，按紧管口LiI纯度偏低，可能的主要杂质是_。(4)步骤，采用改进的实验方案(装置如图)，可以提高LiI纯度。设备X的名称是_。请说明采用该方案可以提高LiI纯度的理

4、由_。【答案】(1)LiOH(2)B(3)ACdfcbLi2O(4)抽气泵抽除空气，避免LiI被氧化；减压，有利脱水【解析】(1)步骤加入氢碘酸至pH3，Li2CO3与HI反应生成CO2和LiI，步骤，调pH7，为避免引入新的杂质，适宜加入LiOH。(2)一般过饱和度增加，所得晶体较细。当溶液快速冷却时，达到的过饱和程度较高，所得晶体较细，缓慢冷却常得到较粗大的颗粒，故A项错误；抽滤时过滤和洗涤速度快，液体和固体分离比较完全，滤出的固体容易干燥，故B项正确；由已知信息LiI易溶于水，溶解度随温度升高而增大，所以不宜用热水洗涤，故C项错误；当温度超过80时，LiI3H2O能失水转变成LiI2H2

5、O，故D项错误。答案选B。(3)容量瓶、锥形瓶一定不能润洗，否则造成误差，因润洗后内壁粘有溶质。已知LiI在空气中受热易被氧化，实验得到的LiI纯度偏低，可能被氧化生成了Li2O。(4)因LiI在空气中易被氧化，所以LiI3H2O在300 加热脱水时，要避免与空气的接触，所以改进的实验方案用抽气泵抽除空气，避免LiI被氧化；同时减压，有利于脱水。2. 2020新课标苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸，其反应原理简示如下：+KMnO4+ MnO2+HCl+KCl名称相对分子质量熔点/沸点/密度/(gmL1)溶解性甲苯9295110.60.867不溶于水，易溶于乙醇苯甲酸1221

6、22.4(100左右开始升华)248微溶于冷水，易溶于乙醇、热水实验步骤：(1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g(约0.03 mol)高锰酸钾，慢慢开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。(2)停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，并将反应混合物趁热过滤，用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水浴上干燥。称量，粗产品为1.0 g。(3)纯度测定：称取0. 122 g粗产品，配成乙醇溶液，于100 mL容量瓶

7、中定容。每次移取25. 00 mL溶液，用0.01000 molL1的KOH标准溶液滴定，三次滴定平均消耗21. 50 mL的KOH标准溶液。回答下列问题：(1)根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶的最适宜规格为_(填标号)。A100 mL B250 mL C500 mL D1000 mL(2)在反应装置中应选用_冷凝管(填“直形”或“球形”)，当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成，其判断理由是_。(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是_；该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理，请用反应的离子方程式表达其原理_。(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是_。(5)干燥苯甲酸晶体时，若温度过高

8、，可能出现的结果是_。(6)本实验制备的苯甲酸的纯度为_；据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于_(填标号)。A70% B60% C50% D40%(7)若要得到纯度更高的苯甲酸，可通过在水中_的方法提纯。【答案】 (1). B (2). 球形 (3). 无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化 (4). 除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气 (5). 2+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O (6). MnO2 (7). 苯甲酸升华而损失 (8). 86.0 (9). C (10). 重结晶【解析】（1）加热液体，所盛液体的体积不超过三颈烧瓶的一半，三颈烧瓶中已经加

9、入100m的水，1.5mL甲苯，4.8g高锰酸钾，应选用250mL的三颈烧瓶，故答案为：B；（2）为增加冷凝效果，在反应装置中宜选用球形冷凝管，当回流液中不再出现油珠时，说明反应已经完成，因为：没有油珠说明不溶于水的甲苯已经完全被氧化；故答案为：球形；没有油珠说明不溶于水的甲苯已经完全被氧化；（3）高锰酸钾具有强氧化性，能将Cl-氧化。加入适量的饱和亚硫酸氢钠溶液是为了除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气；该步骤亦可用草酸处理，生成二氧化碳和锰盐，离子方程式为：5H2C2O42MnO46H=2Mn210CO28H2O；故答案为：除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气；5H

10、2C2O42MnO46H=2Mn210CO28H2O；（4）由信息甲苯用高锰酸钾氧化时生成苯甲酸钾和二氧化锰，“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是：MnO2，故答案为：MnO2；（5）苯甲酸100时易升华，干燥苯甲酸时，若温度过高，苯甲酸升华而损失；故答案为：苯甲酸升华而损失；（6）由关系式C6H5COOHKOH得，苯甲酸的纯度为： 100%=86.0%；1.5mL甲苯理论上可得到苯甲酸的质量： =1.72g，产品的产率为 100%=50%；故答案为：86.0%；C；（7）提纯苯甲酸可用重结晶的方法。故答案为：重结晶。32019北京理综，26 化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚

11、的含量(废水中不含干扰测定的物质)。.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a molL1 KBrO3标准溶液；.取V1 mL上述溶液，加入过量KBr，加H2SO4酸化，溶液颜色呈棕黄色；.向所得溶液中加入V2 mL废水；.向中加入过量KI；.用b molL1 Na2S2O3标准溶液滴定中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴定至终点，共消耗Na2S2O3溶液V3 mL。已知：I22Na2S2O3=2NaINa2S4O6Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色(1)中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和_。(2)中发生反应的离子方程式是_。(3)中发生反应的化学方程式是

12、_。(4)中加KI前，溶液颜色须为黄色，原因是_。(5)KI与KBrO3物质的量关系为n(KI)6n(KBrO3)时，KI一定过量，理由是_。(6)中滴定至终点的现象是_。(7)废水中苯酚的含量为_ gL1(苯酚摩尔质量：94 gmol1)。(8)由于Br2具有_性质，中反应须在密闭容器中进行，否则会造成测定结果偏高。【答案】(1)容量瓶(2)BrO5Br6H=3Br23H2O(3) 3Br23HBr(4)Br2过量，保证苯酚完全反应(5)反应物用量存在关系：KBrO33Br26KI，若无苯酚时，消耗KI物质的量是KBrO3物质的量的6倍，因有苯酚消耗Br2，所以当n(KI)6n(KBrO3)

13、时，KI一定过量(6)溶液蓝色恰好消失，且半分钟内不恢复原色(7)(8)易挥发【解析】(1)配制一定浓度的溶液需要用容量瓶进行定容。(2)中Br与BrO在酸性条件下发生氧化还原反应生成Br2、H2O，离子方程式为5BrBrO6H=3Br23H2O。(3)废水中含有苯酚，苯酚与Br2发生取代反应生成三溴苯酚，化学方程式为3Br23HBr。(4)本实验的目的是测定经处理后的废水中的苯酚含量，苯酚需完全反应，剩余的Br2可通过滴定原理测定，所以在加入KI之前，溶液颜色须为黄色，以确保Br2过量，苯酚完全反应。(5)根据得失电子守恒，当n(KI)n(KBrO3)61时，KI恰好与步骤中生成的Br2完全

14、反应，而步骤中苯酚会消耗Br2，所以当n(KI)6n(KBrO3)时，KI一定过量。(6)滴定时用淀粉作指示剂，当达到滴定终点时，溶液蓝色恰好消失，且半分钟内不恢复原色。(7)结合题意可知，生成Br2的物质的量3aV1103 mol，与KI反应消耗n(Br2) mol，则与C6H5OH反应的n(Br2)3aV1103 mol mol，废水中苯酚的含量 gL1。(8)Br2具有挥发性，故中反应须在密闭容器中进行，否则会造成测定结果偏高。核心知识1无机制备流程图题思维主线(1)规律：主线主产品，分支副产品，回头为循环(2)读流程图箭头：箭头进入的是投料(反应物)、出去的是主产物或副产物(生成物)。

15、三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环。2无机制备流程题中表述性词汇“八大答题方向”化工生产流程和综合实验题中经常会出现一些表述性词语，这些表述性词语就是隐性信息，它可以暗示我们所应考虑的答题角度。常见的有：(1)“控制较低温度”常考虑物质的挥发、物质的不稳定性和物质的转化等。(2)“加过量试剂”常考虑反应完全或增大转化率、产率等。(3)“能否加其他物质”常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯度。(4)“在空气中或在其他气体中”主要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。(5)“判断沉淀是否洗净”常取少量最后一次洗涤液于试管中，向

16、其中滴加某试剂，以检验其中的某种离子。(6)“检验某物质的设计方案”通常取少量某液体于试管中，加入另一试剂产生某现象，然后得出结论。(7)“控制pH”常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。(8)“用某些有机试剂清洗”降低物质溶解度有利于产品析出；洗涤沉淀：减少损耗和提高利用率等。注：常用的控制反应条件的方法(见专题35 物质的性质探究化学反应条件控制“核心知识”)常用的分离方法(见专题34物质的分离、提纯“核心知识”)3有机物制备流程图题思维主线及常用仪器装置（1）把握制备过程 （2）盘点常用仪器及装置 常用仪器三颈烧瓶是一种常用的化学玻璃仪器，它有三个口，可以同时加入多种反应物，或是加冷凝

17、管、温度计、搅拌器等，常用于物质的制备、分离和提纯。a通常用于需要控制温度的化学反应，中间孔装搅拌杆，一个侧孔装温度计，另一个滴加反应物料。b物质的分离和提纯，三颈烧瓶的三颈中间孔可以插上回流管，右侧可插入温度计，左侧主要是用来添加药品。分液漏斗(滴液漏斗)，一般为向烧瓶中滴加液体，其中(a)能起到平衡气压的作用。冷凝管，注意进出水方向(下口进，上口出)。 常用装置蒸馏装置蒸馏、冷凝装置的创新应用图2、图3，由于冷凝管竖立，使液体混合物能冷凝回流，若以此容器作反应容器，可使反应物循环利用，提高反应物的转化率。搅拌滴加回流反应装置(如图4)高考真题中常出现的实验装置【教材回扣】阿司匹林的合成（1

18、）原理(CH3CO)2OCH3COOH水杨酸 乙酸酐 乙酰水杨酸 乙酸（2）实验方案实验流程实验操作及现象组装仪器乙酰水杨酸的合成向150 mL干燥锥形瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和5滴浓硫酸，振荡，待其溶解后置于8590水浴中加热510 min(如图)，取出，冷却至室温，即有乙酰水杨酸晶体析出(如未出现结晶，可以用玻璃棒摩擦瓶壁或将锥形瓶置于冰水中冷却，促使晶体析出)。向锥形瓶中加50 mL水，继续在冰水浴中冷却使其结晶完全抽滤制得乙酰水杨酸粗产品减压过滤，用滤液淋洗锥形瓶，直至所有晶体被收集到布氏漏斗中。抽滤时用少量冷水洗涤结晶几次，继续抽滤，尽量将溶剂抽干。然后将粗产物转移至表面

19、皿上，在空气中风干乙酰水杨酸的提纯将粗产品置于100 mL烧杯中，搅拌并缓慢加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌23 min，直到没有二氧化碳气体产生为止。过滤，少量的水杨酸聚合物留在沉淀中，用510 mL蒸馏水洗涤沉淀，合并滤液，不断搅拌。慢慢加入15 mL 4 molL1盐酸，将烧杯置于冰水中冷却，即有晶体析出。抽滤，用冷水洗涤晶体12次，再抽干水分水杨酸杂质的检出取少量乙酰水杨酸晶体，加入盛有3 mL蒸馏水的试管中，加12滴1%氯化铁溶液，观察有无颜色变化(为增加水杨酸和乙酰水杨酸在水中的溶解度，可加入乙醇或甲醇)4定量测定的常用方法(1)沉淀法先将某种成分转化为沉淀，然后称量

20、纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。(2)测气体体积法对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。量气装置的设计：下列装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的量气装置。(3)测气体质量法将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。(4)滴定法利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相应数据后再进行相关计算。(5)热重法只要物质受热时发生质量变化，都可以用热重法来研究物质的组成。热重法是在控制温度的条件下，测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可能产生的中

21、间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。5定量测定实验中常用的计算方法关系式法关系式法是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间“物质的量”的关系表示出来，把多步计算简化成一步完成。正确提取关系式的关键：根据化学方程式，找出作为中介的物质，并确定最初反应物、中介物质、最终生成物之间物质的量的关系。如用Na2S2O3滴定法测水中溶氧量，经过如下三步反应，O22Mn(OH)2=2MnO(OH)2MnO(OH)22I4H=Mn2I23H2O2Na2S2O3I2=Na2S4O62NaI因此水中溶氧量与Na2S2

22、O3之间的关系为O22MnO(OH)22I24Na2S2O3(中介物质) (中介物质)【教材回扣】镀锌铁皮锌镀层厚度的测定化学实验设计出的方法应该是化学原理正确，实验操作简单易行，测定结果有一定精确度。有一块镀锌薄铁片，为了测定其镀锌层的厚度，甲乙两学生提出了以下两种方案：甲：使镀锌铁皮表面的镀锌层跟酸反应，而铁不反应，通过测量生成的氢气的量，计算出混合物中的锌的质量。进一步求得镀锌层的厚度。乙：使镀锌铁皮表面的镀锌层跟酸反应，而铁不反应，求出反应掉的锌的质量。进一步求得镀锌层的厚度。(1)你认为哪一种方法更切实可行？为什么？(2)为了测定镀锌层的厚度，按选定的方案考虑，需要测定哪些实验数据？

23、(3)根据选定的方案设计下列实验步骤：用尺子量出镀锌薄铁片长与宽分别为5 cm、5 cm。在电子天平上称得镀锌铁片的质量为m1。将镀锌铁片放入烧杯，然后小心加入约40 mL盐酸(过量)。反应时用玻璃棒小心搅动镀锌铁片，当_，迅速将盐酸倒入另一烧杯，用镊子将留下的铁片取出，立即用自来水冲洗掉附着的酸液。将铁片放在石棉网上用酒精灯火焰烘干(小心，温度不宜过高)，冷却后，在电子天平上称量m2。(4)实验是否缺少必要的步骤？如果缺少，写出应补充的实验步骤：_。这些步骤的目的是_。(5)写出镀锌铁片的镀锌层厚度的计算公式：_，计算公式中要用到的而题目没给出的数据用表示，其意义是_。【答案】(1)乙更切实

24、可行。甲方案中产生的气体的量很少，装置较复杂，测定气体的体积误差较大；而乙方案操作相对简便，精确度较高。(2)镀锌薄铁片的质量和表面积以及反应后镀锌薄铁片的质量。(3)反应速度突然减小时(4)重复上述步操作恒重(5) cm锌的密度【解析】(1)实验操作要求取材容易、操作简单、精确度高。因此方案乙更切实可行。(2)根据乙方案，可先测得镀锌薄铁片在反应前后的质量，其质量差即铁片表面的锌的质量。由于锌覆盖在铁片的两个表面，铁片侧面的表面积可以忽略不计。因此必须测定镀锌薄铁片的表面积。(3)镀锌铁片放入烧杯中与盐酸反应时，由于锌比铁活泼，锌和盐酸反应速率远大于铁和盐酸反应的速率。当锌消耗完时，产生氢气

25、的速率会突然变小。(4)为了恒重，应该反复操作步。(5)m1m2为铁片两个表面上锌的质量，锌的质量除以锌的密度得到锌的体积V，锌的体积V等于锌的表面积(552 cm2)乘以厚度，因此锌的厚度等于 cm cm。变式再现1.某工厂用六水合氯化镁和粗石灰制取的氢氧化镁含有少量氢氧化铁杂质，通过如下流程进行提纯精制，获得阻燃剂氢氧化镁。下列说法错误的是()A.步骤中分离操作的名称是过滤，Mg(OH)2可以作阻燃剂是因为它分解需要吸收大量的热B.步骤中的反应式：3Fe(OH)3S2O2OH=3Fe(OH)22SO4H2OC.步骤中保险粉是作还原剂D.从步骤 中可知OH和EDTA共存时，Fe2更易和EDT

26、A结合，生成可溶性化合物【答案】B【解析】A.分离固体和液体的混合物利用过滤的方法，氢氧化镁受热分解是吸热反应，可作阻燃剂，故A不符合题意；B.该离子方程式中电子转移不守恒，正确离子方程式为：6Fe(OH)3S2O2OH =6Fe(OH)22SO4H2O ，故B符合题意；C.步骤保险粉中S元素的化合价升高，做还原剂，故C不符合题意；D.步骤中氢氧化亚铁中的亚铁离子与EDTA结合进入溶液，故D不符合题意。2.锌灰是炼锌厂的烟道灰，含ZnO 35%以上， 还含有少量的氧化锰(MnO)、氧化铜、铁的氧化物和不溶于酸的杂质， 工业上常用酸浸法回收ZnSO47H2O。已知 ZnSO47H2O 晶体易溶于

27、水， 难溶于酒精， 某兴趣小组实验室模拟回收 ZnSO47H2O 晶体， 流程如下：请回答：(1)分析步骤中的操作和原理， 回答下列问题：可以采用加入_来调节pH值；该过滤时采用减压过滤， 操作过程中是否可以使用滤纸并说明理由_；酸性 KMnO4溶液将溶液中的 Fe2氧化，生成两种沉淀；同时，过量的高锰酸钾在微酸性的条件能自动分解生成MnO2沉淀。试写出在该环境下，KMnO4溶液氧化 Fe2的离子反应方程式_。若用稀硝酸做氧化剂，除了产物中可能含有Zn(NO3)2 外， 还可能的缺点是：_；(2)在整个实验过程中， 下列说法正确的是_。A.滤渣 B 的主要成分为CuB.为了检验滤液 B 中是否含有铁元素， 可选择 KSCN 溶液进行测定C.步骤进行洗涤时，可以选择酒精作为洗涤剂，对晶体洗涤 12 次D.步骤溶液冷却时，若未见晶体析出，可用玻璃棒轻轻地摩擦器壁【答案】 (1)ZnO不可以，因为滤液B中含有KMnO4溶液，具有强氧化性，会腐蚀滤纸，此时可以用玻璃砂漏斗代替布氏漏斗MnO3Fe27H2O=MnO23Fe(OH)35H产生氮氧化合物污染环境(2)BCD【解析】(1)用ZnO来调节溶液的pH不会增加新杂质，同时降低了酸性。该过滤时采用减压过滤， 操作过程因为滤液B中含有KMnO4溶液，具有强