倒出有机层,D错误。
5.(2020·漳州高三模拟)铅霜(醋酸铅)是一种中药,具有解毒敛疮、坠痰镇惊之功效,其制备方法为将醋酸放入瓷皿,投入氧化铅,微温使之溶化,以三层细纱布趁热滤去渣滓,放冷,即得醋酸铅结晶,如需精制,可将结晶溶于同等量的沸汤,滴醋少许,过七层细纱布;清液放冷,即得纯净铅霜。上述制备过程中没有涉及的操作是( )
A.萃取 C.过滤
B.溶解 D.重结晶
解析:选A。根据题干信息可知,涉及的操作有溶解、过滤、重结晶,没有涉及的操作是萃取。
物质制备类综合实验
1.题型剖析
(1)无机物制备题的常考方向
(2)有机物制备题的常考问题
涉及有机物制备的综合实验,重点考查物质分离中的蒸馏、分液操作,反应条件的控制,产率的计算等问题。
2.制备实验方案设计的原则
(1)无机物制备实验方案应遵循下列原则 ①原料廉价易得,用料最省即原料利用率高。 ②所选用的实验装置或仪器不复杂。
③实验操作简便安全,对环境不造成污染或污染较小。 (2)有机物制备实验方案应遵循下列原则 ①原料廉价易得,用料最省。
②副反应、副产品少,反应时间短,产品易分离提纯。 ③反应实验步骤少,实验操作方便安全。
(3)仪器装置的选择要根据反应物的状态和反应条件。
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3.有气体参与的制备实验的注意事项 (1)操作顺序问题
与气体有关的实验操作顺序:装置选择与连接→气密性检查→装入固体药品→加液体药品→按程序进行实验→拆卸仪器。
(2)加热操作的要求
①使用可燃性气体(如H2、CO、CH4等),先用原料气排尽系统内的空气,再点燃酒精灯加热,以防止爆炸。
②制备一些易与空气中的成分发生反应的物质(如H2还原CuO的实验),反应结束时,应先熄灭酒精灯,继续通原料气至试管冷却。
(3)尾气处理的方法
有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或点燃的方法,不能直接排放。 (4)特殊实验装置
①制备在空气中易吸水、潮解以及水解的物质(如Al2S3、AlCl3、FeCl3等),往往在装置的末端再接一个干燥装置,以防止空气中的水蒸气进入。
②用液体吸收气体,若气体溶解度较大,要加防倒吸装置。 ③若制备物质易被空气中的氧气氧化,应加排空气装置。 4.有机物的制备 (1)实验流程
(2)装置特点
①有机化合物的制备通常要用到多口的烧瓶、冷凝管(直形、球形)等中学不常见实验仪器。不过只是其形状不同,作用与我们学过的基本仪器相同。
②几种有机制备实验常见的装置与仪器
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③常用操作:蒸馏,冷凝回流,分液。
角度一 无机物的制备
1.(2019·高考全国卷Ⅰ)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是________________。
(2)步骤②需要加热的目的是________________,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是________。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为________(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 分批加入H2O2,同时为了________________,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有________________________________________________, 经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________。
解析:(1)除去铁屑表面油污的方法是用热纯碱溶液清洗铁屑,再用水洗。(2)铁与稀硫酸反应时加热,可提高反应速率。温度低于水的沸点,可以用热水浴加热,受热均匀且便于控制。含少量硫化物的铁屑与稀硫酸反应有H2S生成。氢气不与碱溶液反应,而硫化氢能与碱溶液反应,而H2S在水中溶解度小,故氢气中混有的硫化氢用烧碱溶液除去,又因为硫化
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氢与碱反应较快,容易引起倒吸,C装置倒置漏斗能防倒吸,故宜选择C装置吸收硫化氢。(3)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,加入足量双氧水的目的是将Fe全部氧化为Fe,发生反应为2Fe+H2O2 +2H===2Fe+2H2O,从生成物看,又不引入杂质。铁离子对双氧水分解起催化作用,分批加入双氧水,避免反应过快、放出热量较多,减少双氧水分解,以免造成氧化剂损失;铁离子易水解,保持溶液呈强酸性,避免铁离子发生水解反应生成氢氧化铁。(4)步骤⑤是要从溶液中得到硫酸铁铵晶体,故实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)。(5)失重5.6%是质量分数,设结晶水合物的化学式为NH4Fe(SO4)2·xH2O,由题意1.5×18知=5.6%,解得x=12。 266+18x答案:(1)碱煮水洗 (2)加快反应 热水浴 C (3)将Fe全部氧化为Fe;不引入杂质 防止Fe水解 (4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤) (5)NH4Fe(SO4)2·12H2O
2.(2018·高考全国卷Ⅰ)醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌做还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题:
3+
2+
3+
2+
+
3+
2+
3+
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是__________________________。仪器a的名称是________。
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置。打开K1、K2,关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为________________________。
②同时c中有气体产生,该气体的作用是______________________________________。 (3)打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是_____________________;d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是________、________、洗涤、干燥。
(4)指出装置d可能存在的缺点:_________________________________________。
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解析:(1)审题时抓住醋酸亚铬“在气体分析中用作氧气吸收剂”,这暗示醋酸亚铬具有强还原性,易被氧气氧化,故该实验中使用的蒸馏水必须去除溶解氧。(2)①依题意可知,c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,主要是由于锌与铬离子反应生成亚铬离子和锌离子,即Zn+2Cr===Zn+2Cr。②c中产生的气体为氢气,该气体主要用于排尽装置内的空气,避免O2氧化Cr。(3)c中有氢气产生,打开K3,关闭K1和K2后,c中压强大于外界压强,从而将c中溶液压入醋酸钠溶液中。析出并分离产品的操作是冷却、过滤、洗涤、干燥。(4)观察d装置,可发现其与空气相通,这会导致生成的醋酸亚铬被O2氧化。
答案:(1)去除水中溶解氧 分液(或滴液)漏斗 (2)①Zn+2Cr===Zn+2Cr ②排除c中空气 (3)c中产生H2使压强大于大气压 (冰浴)冷却 过滤
(4)敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触 角度二 有机物的制备
3.(2019·高考全国卷Ⅲ)乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下:
3+
2+
2+
2+
3+
2+
2+
+CH3COOH
熔点/℃ 相对密度/(g·cm) 相对分子质量 -3水杨酸 157~159 1.44 138 醋酸酐 -72~-74 1.10 102 乙酰水杨酸 135~138 1.35 180 实验过程:在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6.9 g及醋酸酐10 mL,充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加0.5 mL浓硫酸后加热,维持瓶内温度在70 ℃左右,充分反应。稍冷后进行如下操作。
①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中,析出固体,过滤。 ②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液,溶解、过滤。 ③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。 ④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。 回答下列问题:
(1)该合成反应中应采用________加热(填标号)。
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