2024年高考化学一轮总复习 第9单元 第3讲　物质的制备实验 课件

这是一份2024年高考化学一轮总复习 第9单元 第3讲　物质的制备实验 课件，共60页。PPT课件主要包含了考点一无机物的制备，H2O，ZnSO4＋H2↑，NH3↑＋H2O，H2O＋5Cl2↑，圆底烧瓶，干燥气体，溶液沿毛细管上升，磷酸晶体，HCl等内容，欢迎下载使用。
第3讲　物质的制备实验
复习目标1．掌握常见物质的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法等)。2.根据化学实验目的和要求，能做到正确选用实验装置。3.掌握控制实验条件的方法等。
1．物质制备原则2．物质制备流程
3．气体发生装置(1)设计原则：根据制备原理(化学方程式)、反应物状态和反应所需条件、制取气体的量等因素来设计反应装置。(2)气体发生装置的基本类型
＋2NH3↑＋2H2O
NaHSO4＋HCl↑
2H＋＋Zn===H2↑＋Zn2＋
CaCl2＋CO2↑＋H2O
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
2KCl＋2MnCl2＋
Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑
4.气体净化装置(1)基本类型
(2)吸收剂的选择选择吸收剂应根据被提纯气体的性质和杂质的性质而确定，一般情况如下：①易溶于水的气体杂质可用水来吸收；②酸性杂质可用碱性物质吸收；③碱性杂质可用酸性物质吸收；④水为杂质时，可用干燥剂来吸收；⑤能与杂质发生反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。
5．尾气处理装置的选择(1)a装置用于吸收溶解或反应速率不是很快的气体。(2)b装置用于收集少量气体。(3)c、d装置用于吸收极易溶且溶解很快的气体，如HCl、HBr、NH3等；其中d装置吸收量少。(4)e装置用于处理难以吸收的可燃性气体，如H2、CO等。
1．涉气类制备实验的先后顺序(1)装配仪器时：先下后上，先左后右。(2)加入试剂时：先固后液。(3)实验开始时：先检查装置气密性，再加药品，后点酒精灯。(4)净化气体时：一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无味的气体，最后除水蒸气。(5)防倒吸实验：往往是最后停止加热或停止通气。(6)防氧化实验：往往是最后停止通气。
2．实验条件的控制(1)排气方法为了防止空气中的成分氧气、CO2、水蒸气干扰实验，常用其他稳定的气体(如氮气)排尽装置中的空气；有时也可充分利用反应产物气体(如氨气、氯气、二氧化硫)等排尽装置中的空气。(2)控制气体的流速及用量
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1，可观察气泡得到N2、H2的体积比约为1∶2的混合气。③用长玻璃管平衡气压，如图2，防堵塞。(3)压送液体根据装置的密封性，让反应生成气体或消耗气体，产生压强差，将液体压入或倒流入另一反应容器。(4)温度控制①控制低温的目的：减少某些反应物或产品分解，如H2O2、NH4HCO3等；减少某些反应物或产品挥发，如盐酸、氨水等；防止某些物质水解，避免副反应发生等。
②采取加热的目的：加快反应速率或使平衡移动，加速溶解等。③常考温度控制方式a．水浴加热：均匀加热，反应温度在100 ℃以下。b．油浴加热：均匀加热，反应温度100～260 ℃。c．冰水冷却：使某物质液化、降低产物的溶解度；减少其他副反应，提高产品纯度等。
1．(2022·湖北高考)高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸(熔点为42 ℃，易吸潮)可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到，纯化过程需要严格控制温度和水分，温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O(熔点为30 ℃)，高于100 ℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验装置如下(夹持装置略)：
回答下列问题：(1)A的名称是____________。B的进水口为______(填“a”或“b”)。(2)P2O5的作用是__________。(3)空气流入毛细管的主要作用是防止_____________________，还具有搅拌和加速水逸出的作用。(4)升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是___________________________________________。(5)磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向过饱和溶液中加入____________促进其结晶。
使溶液受热均匀；防止分子间脱水生成焦磷酸等
(6)过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为________(填标号)。A．＜20 ℃ B．30～35 ℃C．42～100 ℃(7)磷酸中少量的水极难除去的原因是__________________________。
磷酸可与水分子间形成氢键
解析空气通过氯化钙除水，经过安全瓶后通过浓硫酸除水，然后通过五氧化二磷，干燥的空气流入毛细管对烧瓶中的溶液进行搅拌，同时还具有加速水逸出和防止溶液沿毛细管上升的作用，将85%磷酸溶液进行减压蒸馏除水、结晶除杂得到纯磷酸。(6)纯磷酸纯化过程中，温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O(熔点为30 ℃)，高于100 ℃则发生分子间脱水生成焦磷酸，纯磷酸的熔点为42 ℃，因此过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为30～35 ℃。
2．(2022·湖南高考)某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O，并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案：可选用试剂：NaCl晶体、BaS溶液、浓H2SO4、稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸馏水。步骤1.BaCl2·2H2O的制备按如图所示装置进行实验，得到BaCl2溶液，经一系列步骤获得BaCl2·2H2O产品。
步骤2.产品中BaCl2·2H2O的含量测定①称取产品0.5000 g，用100 mL水溶解，酸化，加热至近沸；②在不断搅拌下，向①所得溶液逐滴加入热的0.100 ml·L－1 H2SO4溶液；③沉淀完全后，60 ℃水浴40分钟，经过滤、洗涤、烘干等步骤，称量白色固体，质量为0.4660 g。回答下列问题：(1) Ⅰ是制取________气体的装置，在试剂a过量并微热时，发生主要反应的化学方程式为____________________________________。
(2)Ⅱ中b仪器的作用是_________；Ⅲ中的试剂应选用__________。(3)在沉淀过程中，某同学在加入一定量热的H2SO4溶液后，认为沉淀已经完全，判断沉淀已完全的方法是___________________________________________________________________________________。(4)沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液，原因是_________________。(5)在过滤操作中，下列仪器不需要用到的是________(填名称)。(6)产品中BaCl2·2H2O的质量分数为________(保留三位有效数字)。
静置，取上层清液于一洁净试管中，继续滴加硫酸溶液，无白色沉淀生成，则已沉淀完全
微专题　有关沉淀的洗涤操作与规范解答
1．洗涤沉淀的目的(1)若滤渣是所需的物质，洗涤的目的是除去其表面的可溶性杂质，得到更纯净的沉淀物。(2)若滤液是所需的物质，洗涤的目的是洗涤过滤所得到的滤渣，把有用的物质如目标产物尽可能洗出来。2．常用洗涤剂(1)蒸馏水：主要适用于除去沉淀吸附的可溶性杂质。(2)冷水：除去沉淀表面的可溶性杂质，降低沉淀在水中的溶解度而减少沉淀损失。
(3)沉淀的饱和溶液：减小沉淀的溶解。(4)有机溶剂(酒精、乙醚等)：适用于易溶于水的固体，既减少了固体溶解，又利用有机溶剂的挥发性，除去固体表面的水分，产品易干燥。3．三套答题模板(1)检验沉淀是否完全的答题模板静置，取上层清液→加沉淀剂→有无沉淀→结论(2)沉淀洗涤的答题模板注洗涤液(沿玻璃棒向漏斗中注入洗涤液)→标准(使洗涤液完全浸没沉淀或晶体)→重复(待洗涤液流尽后，重复操作2～3次)
(3)检验沉淀是否洗净的答题模板取样(取少量最后一次洗涤液于一洁净的试管中)→加试剂[加入××试剂(必要时加热，如检验 )]→现象(不产生××沉淀、溶液不变××色或不产生××气体)→结论(说明沉淀已经洗涤干净)
1．氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如下：提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。回答下列问题：反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是_______________________________________________________________________________________________________________。
取少量最后一次洗涤液于试管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净
2．食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。粗食盐常含有少量K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、 等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：提供的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳。选择最好的试剂洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，洗涤的操作为______________________________________________________________________________________。
沿玻璃棒向漏斗中注入75%乙醇，使溶液完全浸没NaCl晶体，待溶液流尽后，重复操作2～3次
4．(2022·辽宁省大连市高三期末模拟)制备M(Cu2SO3·CuSO3·2H2O)实验装置如下图所示：(1)实验室用70%硫酸与亚硫酸钠粉末在常温下制备SO2。上图A处的气体发生装置可从下图装置中选择，最合适的是________(填字母)。
(2)装置D中的试剂是____________________________。(3)实验完毕冷却至室温后，从锥形瓶中分离产品的操作包括：________、水洗、乙醇洗、常温干燥，得产品Cu2SO3·CuSO3·2H2O。检验产品已水洗完全的操作是_________________________________________________________________________________________________________________________。
NaOH溶液(其他合理答案也可)
取最后一次洗涤液少许于试管中，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无沉淀生成，则产品已水洗完全(也可检验最后一次洗涤液中的H＋)
一、有机物制备实验中的常用操作1．加热：酒精灯的火焰温度一般在400～500 ℃，乙酸乙酯的制取、石油的分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。如图1、图3中的冷凝管，图2中的长玻璃管B的作用都是冷凝回流。
3．防暴沸：加沸石(碎瓷片)，防止溶液暴沸，若开始忘加沸石(碎瓷片)，需停止加热冷却后补加。二、提纯有机物的常用流程制取的有机物中常含有一定量的杂质(无机物与有机物)，提纯时可根据杂质与制得的有机物性质的差异设计实验进行分离提纯，常用的提纯流程如下：
例如：精制溴苯(含Br2、HBr、FeBr3、 杂质)的工艺流程：
1．1，2­二氯乙烷是一种广泛使用的有机溶剂、黏合剂，其沸点为83.5 ℃，熔点为－35 ℃。如图为实验室中制备1，2­二氯乙烷的装置，加热和夹持装置已略去。装置A中无水乙醇的密度约为0.8 g·mL－1，该反应需要控制在170 ℃左右进行。
(1)装置A中还缺少的一种必需实验仪器是________，使用冷凝管的目的是_____________________________________________________。装置A中发生的主要反应的化学方程式为___________________________________。(2)装置B中插入玻璃管的作用是_______________________________________________。
导出生成的乙烯气体；使乙醇冷凝回流，提高原料的利用率
平衡气压，防倒吸并监控实验过程中导管是否堵塞
(3)实验时若温度控制不好，A中三颈烧瓶内会产生某种刺激性气味的气体，为吸收该气体在装置B中应加入的最佳试剂为________(填字母序号)。A．高锰酸钾溶液 B．浓硫酸C．氢氧化钠溶液D．饱和碳酸氢钠溶液为检验该气体已完全除去，C中盛放的试剂为_______________________(填试剂名称)。
品红溶液(答案合理即可)
(4)D中a、c两个导气管进入仪器中的长度不同，其优点是____________________________。从绿色化学角度考虑，对导气管b的进一步处理方法是____________________________________________________________________。(5)实验结束后收集得到a g 1，2­二氯乙烷，则乙醇的利用率为________。
有利于Cl2、C2H4充分混合反应　
将导气管b逸出的Cl2通入到NaOH溶液中，防止尾气污染环境(答案合理即可)
解析由实验目的及装置图知，装置A用于乙醇和浓硫酸加热制乙烯，装置B中盛装NaOH溶液，用于除去乙烯中可能混有的CO2、SO2，装置C用于检验SO2是否除尽，可盛装品红溶液，装置D中乙烯与由装置E提供的氯气发生加成反应生成1，2­二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)。(4)由于乙烯和氯气的密度不同，其中氯气的密度较大，乙烯的密度较小，则D中Cl2用较短导气管c，C2H4用较长导气管a，更有利于Cl2和C2H4充分混合反应；因氯气有毒，为防止污染环境，可将从导气管b逸出的Cl2通入到NaOH溶液中进行吸收。
平衡气压，使液体能够顺利流下；防止氯化亚砜接触到空气中的水蒸气发生水解
受热均匀，便于控制温度
球形冷凝管与冷却水的接触面积大，冷却效率高，利于冷凝回流
碱石灰(或CaO或固体NaOH)
(5)阿司匹林的沸点高于邻乙酰水杨酰氯的原因可能是_______________________。(6)反应温度适宜选取70 ℃的原因是_________________________________________________；除去过量SOCl2宜采用________方法。
阿司匹林分子间存在氢键
温度较低，反应速率较慢；温度较高，SOCl2易挥发
有机制备实验题的解题模板
微专题　物质的组成、产率、纯度计算
1．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)热重分析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间产物的组成、热稳定性、热分解情况等信息。
2．定量实验数据的处理方法(1)看数据是否符合测量仪器的精度特点，如用托盘天平测得质量的精度为0.1 g，若精度值超过了这个范围，说明所得数据是无效的。(2)看数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要舍去。(3)看反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用。(4)看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下得出的数据才能进行比较、运算。(5)看数据测量过程是否规范、合理，错误和违反测量规则的数据需要舍去。
(2)常用的计算方法——关系式法关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中，利用该法可以减少不必要的中间运算过程，避免计算错误，并能迅速准确地获得结果。一步反应可以直接找出反应物与目标产物的关系；在多步反应中，若第一步反应的产物，是下一步反应的反应物，可以根据化学方程式将该物质作为“中介”，找出已知物质和所求物质之间量的关系。
4．物质组成计算的常用方法
1．(2022·山东高考)实验室利用FeCl2·4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知SOCl2沸点为76 ℃，遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题：
A项，样品中含少量FeO杂质，溶于稀硫酸后生成Fe2＋，导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积V偏大，使n的测量值偏小；B项，样品与SOCl2反应时失水不充分，则m2偏大，使n的测量值偏小；C项，实验Ⅰ称重后，样品发生了潮解，Fe2＋的质量不变，消耗的K2Cr2O7溶液的体积V不变，使n的测量值不变；D项，滴定达到终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成，导致读取的K2Cr2O7溶液的体积V偏小，使n的测量值偏大。(3)组装蒸馏装置对TiCl4、CCl4混合物进行蒸馏提纯，按由下而上、从左到右的顺序组装，安装顺序为①⑨⑧，然后连接冷凝管，蒸馏装置中应选择直形冷凝管⑥，接着连接尾接管⑩，TiCl4极易水解，为防止外界水蒸气进入，最后连接③⑤，安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤；由于TiCl4、CCl4分子结构相似，TiCl4的相对分子质量大于CCl4，TiCl4的范德华力较大，其沸点高于CCl4，故先蒸出的物质为CCl4。
2．三草酸合铁(Ⅲ)酸钾{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}为亮绿色晶体，易溶于水而难溶于乙醇等有机溶剂。某实验小组对三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备及纯度测定进行探究。(1)制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾粗品步骤Ⅰ.向FeC2O4固体中加入饱和K2C2O4溶液，水浴加热，缓慢滴入足量5% H2O2溶液，并不断搅拌，观察到有红褐色沉淀产生。步骤Ⅱ.将Ⅰ中所得体系煮沸，并分批加入饱和H2C2O4溶液，红褐色沉淀溶解，体系变为亮绿色透明溶液。步骤Ⅲ.向Ⅱ中所得溶液中加入95%乙醇，经结晶、过滤、干燥制得粗品。
①步骤Ⅰ中除产生红褐色沉淀外，还生成K3[Fe(C2O4)3]，则该反应的化学方程式为______________________________________________________________。②步骤Ⅱ中“煮沸”的目的为___________________________。③步骤Ⅲ中加入乙醇的作用为______________________________________________。(2)测定粗品纯度步骤ⅰ.准确称取m g粗品，加硫酸酸化后，用c1 ml·L－1 KMnO4标准液滴定至终点，消耗标准液体积为V1 mL。
防止过量的H2O2氧化H2C2O4
降低K3[Fe(C2O4)3]的溶解度，利于后
步骤ⅱ.向步骤ⅰ滴定后的溶液中加入适当过量的Cu粉和适量稀H2SO4并振荡，加热至沸腾，过滤除去过量Cu粉；用稀H2SO4洗涤锥形瓶和沉淀，将洗涤液与滤液合并，用c1 ml·L－1 KMnO4标准液滴定至终点，消耗标准液体积为V2 mL。①步骤ⅰ中达到滴定终点的现象为__________________________________________________________________________。②产品中K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(已知Mr＝491)的质量分数为______________；步骤ⅰ中达到滴定终点时仰视读取滴定管读数，测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。③步骤ⅱ中，“洗涤锥形瓶和沉淀”的目的为___________________________________。
①滴入最后半滴标准液时，溶液呈浅红色(粉红色、浅紫色均可)且半分钟不褪色
使Fe2＋完全参加反应，减小实验误差
1．(2022·全国乙卷节选)二草酸合铜(Ⅱ)酸钾(K2[Cu(C2O4)2])可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤：Ⅰ.取已知浓度的CuSO4溶液，搅拌下滴加足量NaOH溶液，产生浅蓝色沉淀。加热，沉淀转变成黑色，过滤。Ⅱ.向草酸(H2C2O4)溶液中加入适量K2CO3固体，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80～85 ℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁热过滤。Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体，进行表征和分析。
回答下列问题：(1)长期存放的CuSO4·5H2O中，会出现少量白色固体，原因是________________________________________。(2)Ⅰ中的黑色沉淀是__________(写化学式)。(3)Ⅱ中原料配比为n(H2C2O4)∶n(K2CO3)＝1.5∶1，写出反应的化学方程式___________________________________________________。(4)Ⅱ中，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，加入K2CO3应采取________________的方法。(5)Ⅲ中应采用________进行加热。(6)Ⅳ中“一系列操作”包括______________________。
CuSO4·5H2O风化失去结晶水生成无水硫酸铜
3H2C2O4＋2K2CO3===2KHC2O4＋K2C2O4＋2H2O＋2CO2↑
2．(2022·辽宁高考)H2O2作为绿色氧化剂应用广泛，氢醌法制备H2O2原理及装置如下：
已知：H2O、HX等杂质易使Ni催化剂中毒。回答下列问题：(1)A中反应的离子方程式为______________________。(2)装置B应为________(填序号)。(3)检查装置气密性并加入药品，所有活塞处于关闭状态。开始制备时，打开活塞______，控温45 ℃。一段时间后，仅保持活塞b打开，抽出残留气体。随后关闭活塞b，打开活塞________，继续反应一段时间。关闭电源和活塞，过滤三颈烧瓶中混合物，加水萃取，分液，减压蒸馏，得产品。
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
(4)装置F的作用为____________________________________。(5)反应过程中，控温45 ℃的原因为__________________________________________________。(6)氢醌法制备H2O2总反应的化学方程式为___________________。(7)取2.50 g产品，加蒸馏水定容至100 mL摇匀，取20.00 mL于锥形瓶中，用0.0500 ml·L－1酸性KMnO4标准溶液滴定。平行滴定三次，消耗标准溶液体积分别为19.98 mL、20.90 mL、20.02 mL。假设其他杂质不干扰结果，产品中H2O2质量分数为__________。
防止外界水蒸气进入C中使催化剂中毒
适当升温加快反应速率，同时防止温度过高H2O2分解
3．(2022·海南高考)磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备(NH4)2HPO4，装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。回答问题：(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)制备氨气的化学方程式为_________________________________________。(2)现有浓H3PO4质量分数为85%，密度为1.7 g·mL－1。若实验需100 mL 1.7 ml·L－1的H3PO4溶液，则需浓H3PO4________mL(保留一位小数)。
(3)装置中活塞K2的作用为______________。实验过程中，当出现________现象时，应及时关闭K1，打开K2。(4)当溶液pH为8.0～9.0时，停止通NH3，即可制得(NH4)2HPO4溶液。若继续通入NH3，当pH＞10.0时，溶液中OH－、________和________(填离子符号)浓度明显增加。(5)若本实验不选用pH传感器，还可选用________作指示剂，当溶液颜色由________变为________时，停止通NH3。
4．(2021·全国乙卷)氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示)：
Ⅰ.将浓H2SO4、NaNO3、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中，剧烈搅拌下，分批缓慢加入KMnO4粉末，塞好瓶口。Ⅱ.转至油浴中，35 ℃搅拌1小时，缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98 ℃并保持1小时。Ⅲ.转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸馏水，而后滴加H2O2至悬浊液由紫色变为土黄色。Ⅳ.离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。Ⅵ.冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。
回答下列问题：(1)装置图中，仪器a、c的名称分别是_________、________，仪器b的进水口是________(填字母)。(2)步骤Ⅰ中，需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴，原因是_______________________。(3)步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是____________________________________。(4)步骤Ⅲ中，H2O2的作用是__________________________________________(以离子方程式表示)。
反应放热，防止反应过快
反应温度接近水的沸点，油浴更易控温
(5)步骤Ⅳ中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在 来判断。检测的方法是__________________________________________。(6)步骤Ⅴ可用pH试纸检测来判断Cl－是否洗净，其理由是_________________________________________________________________________________________________________________。
取少量洗出液，滴加BaCl2，看是否有白色沉淀生成
步骤Ⅳ用稀盐酸洗涤沉淀，步骤Ⅴ洗涤过量的盐酸，洗涤液中存在c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，当接近中性时，可认为Cl－洗净
5．(2020·全国卷Ⅱ)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：
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 ml)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容量瓶中定容。每次移取25.00 mL溶液，用0.01000 ml·L－1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)。A．100 mL B．250 mLC．500 mL D．1000 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_______________________________________。
无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化
(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，可能出现的结果是_________________。
除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气
(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)。A．70% B．60% C．50% D．40%(7)若要得到纯度更高的苯甲酸，可通过在水中________的方法提纯。
课时作业建议用时：40分钟
(1)装置B的名称_________。(2)实验过程中，先点燃①处煤气灯，待____________________，再点燃②处煤气灯。(3)可在________装置中(填装置代号)收集到SnCl4，图中标示的冷凝水方向________(填“正确”或“错误”)。(4)装置I的作用是__________________________、__________________________________。(5)若缺少C装置，则产物中可能出现SnCl2，则产生SnCl2的原因是_______________________(用化学方程式解释)。(6)SnCl2易被氧化，配制SnCl2水溶液常需加入________(填化学式)。
尾气处理，防止Cl2污染环境
防止空气中水蒸气进入H瓶使产物水解
Sn＋2HCl===SnCl2＋H2↑
解析实验中利用浓盐酸与二氧化锰加热反应制取氯气，该反应在B装置中进行，产生的氯气通过盛有饱和食盐水的C装置除去HCl，再通过盛有浓硫酸的D装置干燥氯气，干燥的氯气通入盛有Sn的E装置中加热得到SnCl4，根据SnCl4熔、沸点信息可知其常温下为液态，在加热条件下以气态形式生成，经冷凝管冷凝成液态在H装置中收集，过量的氯气通过装有碱石灰的I装置除去，同时也可以防止空气中的水蒸气进入H装置中。
2．环己酮是重要化工原料，是制造尼龙的主要中间体，也是重要的工业溶剂，实验室利用如下反应原理和实验装置(部分夹持装置略去)制备环己酮：
有关物质的物理性质见下表。
(*表示括号中的数据是该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点)实验中通过装置B将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有10 mL环己醇的A中，在55～65 ℃进行反应。反应完成后，加入适量水；蒸馏，收集95～100 ℃的馏分，得到主要含环己酮粗品和水的混合物。(1)装置D的名称是____________________。(2)酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的ΔH＜0，反应剧烈将导致体系温度迅速上升，副反应增多。简述滴加酸性Na2Cr2O7溶液的方法：_________________________________________________；A中发生反应的离子方程式为__________________________________。
冷凝管(或直形冷凝管)
打开分液漏斗上的玻璃塞，拧开下端的活塞，缓慢滴加
(3)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作：a．蒸馏、除去乙醚后，收集151～156 ℃馏分b．水层用乙醚(乙醚沸点为34.6 ℃，易燃烧)萃取，萃取液并入有机层c．过滤d．往液体中加入NaCl固体至饱和，静置，分液e．加入无水MgSO4固体，除去有机物中少量的水
①上述提纯步骤的正确顺序是____________。②d中往液体中加入NaCl固体的目的是_________________________________________________。③上述操作c、d中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外，还需要的玻璃仪器有________________。(4)恢复至室温时，分离得到纯产品体积为8 mL，则环己酮的产率为________(保留三位有效数字)。
降低环己酮的溶解度，增加水层的密度，有利于分层
3．(2022·辽宁协作校高三上学期期末考试)乳酸亚铁晶体([CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O，Mr＝288)是常用的补铁剂，溶于水成绿色透明液体。乳酸亚铁可由乳酸与FeCO3反应制得。Ⅰ.制备碳酸亚铁(FeCO3)(1)仪器B的名称是_________。(2)利用如图所示装置进行实验，进行以下两步操作：第一步：将分液漏斗上端玻璃塞旋转至合适位置，打开活塞1、3，关闭活塞2，反应一段时间；
第二步：关闭活塞3，打开活塞2，发现C中有白色沉淀和气体生成。①第一步骤的目的是_____________________________________________________。②C中反应生成白色沉淀的离子方程式是______________________________________。③仪器C中的混合物经过滤、洗涤后得到FeCO3沉淀，检验其是否洗净的方法是________________________________________________________________________________________________________。(填操作、现象和结论)
利用生成的氢气排尽装置内的空气，防止二价铁被氧化
取少量最后一次洗涤液于试管中，加入过量稀盐酸酸化，滴加一定量的BaCl2溶液，若无白色浑浊出现，则洗涤干净
④从产品纯度角度指出该实验装置中存在的缺陷：_______________________________________________________________________。Ⅱ.制备乳酸亚铁晶体和定量测量(3)制备乳酸亚铁晶体。将制得的FeCO3加入到乳酸溶液中，加入少量铁粉，在70 ℃下搅拌使反应充分进行，一段时间后，经过分离提纯操作，从所得溶液中得到乳酸亚铁晶体。写出生成乳酸亚铁的主要离子方程式：__________________________________________________________________。
实验装置最后应该液封，防止空气中的氧气进入C中而氧化产品使其纯度降低
FeCO3＋2CH3CH(OH)COOH===Fe2＋＋2CH3CH(OH)COO－＋H2O＋CO2↑
4．碳化铝(Al4C3)用于冶金及催化剂，可由两种单质在高温下直接化合来制备，产物中含有大量氮化铝(AlN)和少量Al2O3。已知：①AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑；②Al4C3与水接触，会很快放出易燃气体甲烷，并生成氢氧化铝。为测定某Al4C3样品的含量，设计如下实验方案：取一定量的样品，选择以下装置测定样品中Al4C3的纯度(夹持仪器已略去)。
(1)写出Al4C3与过量氢氧化钠溶液反应的化学方程式：_______________________________________。(2)测定样品中Al4C3的纯度可以选择上图装置中的A、________、C。(3)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先________________，再加入实验药品，打开分液漏斗活塞，滴加NaOH浓溶液至不再产生气体，关闭分液漏斗活塞，待装置恢复到室温后，上下调节量气管使左右液面相平，然后读数。(4)若要选择D装置，则D装置中所装试剂是________，作用是_________________，装置中球形干燥管的作用是________。
Al4C3＋4NaOH＋4H2O===4NaAlO2＋3CH4↑
(5)为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是________(填字母)。A．CCl4 　　　B．H2O 　　　　　C. (6)①若样品中含铝元素的质量是13.5 g，滴加100 mL氢氧化钠溶液，样品完全溶解且氢氧化钠也恰好完全反应，则所加氢氧化钠溶液的物质的量浓度为____________。②若将a处橡胶管用弹簧夹夹住，其他操作均同上(样品完全反应)，则最终测定的结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
亚硝酰氯(NOCl，熔点：－64.5 ℃，沸点：－5.5 ℃)具有刺鼻恶臭味，易溶于浓硫酸，遇水剧烈水解，是有机合成中的重要试剂。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成，其制备装置如图所示：
(1)图甲中装置用于制备纯净干燥的原料气，补充下表中装置Ⅱ的作用。
除去氯气中的HCl气体
除去NO气体中的NO2气体
(2)图乙对应装置用于制备NOCl。①装置连接顺序为a→______________(按气流自左向右方向，用小写字母表示)。②装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步干燥NO、Cl2外，另一个作用是___________________________________________________________________________________________。③如果将装置Ⅳ中浓硫酸合并到装置Ⅴ中，撤除装置Ⅳ，直接将NO、Cl2通入装置Ⅴ中，会造成的不良后果是___________________________________________________。
通过观察气泡冒出的速率从而调节两种气体的流速(或通过观察气泡冒出的速率从而控制两种气体的量)
NO与Cl2反应生成的NOCl易溶于浓硫酸，降低NOCl产率
④有人认为装置Ⅷ中氢氧化钠溶液只能吸收氯气和NOCl。不能吸收NO，经过查阅资料发现用高锰酸钾溶液可以吸收NO气体，因此，在装置Ⅷ氢氧化钠溶液中加入高锰酸钾，能与NO反应产生黑色沉淀。该反应的离子方程式是______________________________。(3)制得的NOCl中可能含有少量N2O4杂质，为测定产品纯度进行如下实验：称取3.325 g样品溶于50.00 mL NaOH溶液中，加入几滴K2CrO4溶液作指示剂，用足量硝酸酸化的0.80 ml/L AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液50.00 mL。①判断达到滴定终点的现象是__________________________________________________________________(Ag2CrO4为砖红色沉淀)。
滴入最后半滴标准液时，溶液中产生砖红色沉淀，且半分钟内沉淀不消失
②写出NOCl与NaOH溶液反应的化学方程式：_____________________________________。③样品的纯度(质量分数)为________%(计算结果保留一位小数)。
NOCl＋2NaOH===NaNO2＋NaCl＋H2O