課時跟蹤檢測 三十六 物質製備類實驗

2022-12-26 08:57:03 字數 3771 閱讀 8577

1.(2016·銀川模擬)氫化鋰(lih)在乾燥的空氣中能穩定存在,遇水或酸能夠引起燃燒。某活動小組準備使用下列裝置製備lih固體。

甲同學的實驗方案如下:

(1)儀器的組裝連線:上述儀器裝置介面的連線順序為加入藥品前首先要進行的實驗操作是不必寫出具體的操作方法);其中裝置b的作用是

(2)新增藥品:用鑷子從試劑瓶中取出一定量金屬鋰(固體石蠟密封),然後在甲苯中浸洗數次,該操作的目的是然後快速把鋰放入到石英管中。

(3)通入一段時間氫氣後加熱石英管,在加熱d處的石英管之前,必須進行的實驗操作是

(4)加熱一段時間後停止加熱,繼續通氫氣冷卻,然後取出lih,裝入氮封的瓶裡,儲存於暗處。採取上述操作的目的是為了避免lih與空氣中的水蒸氣接觸而發生危險。(反應方程式:

lih+h2o===lioh+h2↑),分析該反應原理,完成lih與無水乙醇反應的化學方程式

(5)準確稱量制得的產品0.174 g,在一定條件下與足量水反應後,共收集到氣體470.4 ml(已換算成標準狀況),則產品中lih與li的物質的量之比為

(6)乙同學對甲的實驗方案提出質疑,他認為未反應的h2不能直接排放,所以在最後連線了裝置e用來收集h2,請將e裝置補充完整。

解析:(1)a裝置生成的h2含有hcl和h2o,所以b裝置中的鹼石灰除去hcl和h2o,把純淨的h2通入d中製取lih,後面連線c,防止外界中的h2o進入,所以連線順序為:e接a,b接f,g接d或e接a,b接g,f接d;與氣體相關的實驗,在裝入藥品前首先要進行裝置氣密性的檢驗;a裝置生成的h2含有hcl和h2o,所以b裝置中的鹼石灰除去hcl和h2o,得到純淨的h2。

(2)石蠟是有機物,易溶於甲苯等有機溶劑中,所以固體石蠟密封的金屬鋰在甲苯中浸洗數次的目的是除去鋰表面的石蠟。

(3)必須是純淨的h2與li反應,如果還有空氣,h2與空氣的混合氣體有可能發生**,所以在加熱d處的石英管之前,必須進行的實驗操作是:收集c處排出的氣體並檢驗h2純度。

(4)分析lih+h2o===lioh+h2↑的反應原理,lih中的h元素為-1價,與h2o中+1價的h元素發生氧化還原反應生成h2,所以lih中的h元素也能與ch3ch2oh中—oh的h元素發生氧化還原反應,所以化學方程式為lih+ch3ch2oh===ch3ch2oli+h2↑。

(5)氣體的物質的量為0.470 4 l÷22.4 l·mol-1=0.

021 mol,設lih物質的量為x,li物質的量為y,根據質量可得8x+7y=0.174 g,根據氣體物質的量可得x+1/2y=0.021 mol,解得x=0.

02 mol,y=0.002 mol,所以產品中lih與li的物質的量之比為10∶1。

(6)利用排水法收集剩餘的h2,所以將e裝置補充完整為:

答案:(1)e接a,b接f,g接d 檢驗裝置的氣密性除去h2中的h2o和hcl

(2)除去鋰表面的石蠟

(3)收集c處排出的氣體並檢驗h2純度

(4)lih+ch3ch2oh===ch3ch2oli+h2↑ (5)10∶1

(6)如圖(見解析)

2.(2016·成都模擬)四氯化鈦是無色液體,沸點為136 ℃。它極易水解,遇空氣中的水蒸氣即產生「白煙」(ticl4+h2o===tiocl2+2hcl↑)。在650~850 ℃下,將氯氣通過二氧化鈦和炭粉的混合物可得到四氯化鈦和一種有毒氣體。

如圖是某科研小組製備ticl4的反應裝置,其主要操作步驟如下:

①連線好整套裝置,在通cl2前先通入co2氣體並持續一段時間;②當錐形瓶中ticl4的量不再增加時,停止加熱,從側管中改通co2氣體直到電爐中的瓷管冷卻為止;③將tio2、炭粉混合均勻後,裝入管式電爐中;④將電爐公升溫到800 ℃,一段時間後改通cl2,同時在冷凝管中通冷凝水。

試回答下列問題:

(1)正確的操作順序為(填序號

(2)c裝置中的反應的化學方程式為

(3)b中的試劑為________;其作用是

(4)d裝置的作用是

(5)乾燥管中無水cacl2的作用是

(6)從環境保護的角度,提出乙個優化方案

解析:由題意四氯化鈦極易水解,故應首先用惰性氣體(這裡指co2)排盡裝置中的空氣,且制得的氯氣應先經過乾燥,即b中應盛裝濃硫酸,且制得的四氯化鈦應採取保護措施,避免與空氣中的水蒸氣反應,故在冷凝管後連線了無水氯化鈣;在650 ℃~850 ℃下發生反應生成四氯化鈦和一氧化碳,在d裝置中被冷卻並收集,尾氣中含有沒反應的氯氣以及一氧化碳,故裝置最後還需要新增處理一氧化碳的裝置。由上分析可得正確的操作順序應為③①④②。

答案:(1)③①④② (2)tio2+2cl2+2c650~850 ℃,ticl4+2co (3)濃硫酸乾燥氯氣 (4)冷凝四氯化鈦

(5)防止e中的水蒸氣進入d中使ticl4水解

(6)在尾氣出口處加一點燃的酒精燈或增加一尾氣處理裝置

3.某實驗小組用下圖所示的裝置製備一硝基甲苯(包括鄰硝基甲苯和對硝基甲苯):

實驗步驟:①配製濃硫酸與濃硝酸(體積比按1∶3)的混合物(即混酸)40 ml;②在三頸瓶中加入13 g甲苯(易揮發);③按圖所示裝好藥品,並裝好其他儀器;④向三頸瓶裡加入混酸,並不斷攪拌(磁力攪拌器已略去);⑤控制溫度約為50 ℃,反應大約10 min,三頸瓶底有大量淡黃色油狀液體出現;⑥分離出一硝基甲苯,經提純最終得到純淨的一硝基甲苯共15 g。

可能用到的有關資料如下:

請回答下列問題:

(1)實驗前需要先在三頸瓶中加入少許目的是

(2)冷凝管的作用是冷卻水從冷凝管的________(填「a」或「b」)端進入。

(3)儀器a的名稱是________,在使用之前必須進行的操作是________。

(4)分離產品的方案如下:

操作1的名稱是________;操作2必需的玻璃儀器有酒精燈、溫度計、錐形瓶、牛角管(接液管)和

(5)本實驗中一硝基甲苯的產率為________。

a.77.5%        b.68.7%

c.62.3d.53.0%

解析:(2)甲苯易揮發,冷凝管可使揮發出的甲苯冷凝回流,從而提高了反應物的利用率。(4)題中涉及的有機物不溶於水而無機物溶於水,所以分離有機混合物和無機混合物的方法是分液。

產品1、2的沸點不同,可用蒸餾的方法進行分離。(5)13 g甲苯理論上可生成×137 g一硝基甲苯,故產率為×100%=77.5%。

答案:(1)碎瓷片(或沸石) 防止暴沸 (2)冷凝回流 a (3)分液漏斗檢漏 (4)分液蒸餾燒瓶冷凝管 (5)a

4.(2016·南京模擬)以冶鋁的廢棄物鋁灰為原料製取超細α氧化鋁,既降低環境汙染又可提高鋁資源的利用率。已知鋁灰的主要成分為al2o3(含少量雜質sio2、feo、fe2o3),其製備實驗流程如下:

(1)鋁灰中氧化鋁與硫酸反應的化學方程式為

(2)圖中「濾渣」的主要成分為________(填化學式)。

(3)加30%的h2o2溶液發生的離子反應方程式為

(4)煅燒硫酸鋁銨晶體,發生的主要反應為:

4[nh4al(so4)2·12h2o] 2al2o3+2nh3↑+n2↑+5so3↑+3so2↑+53h2o,將產生的氣體通過下圖所示的裝置。

①集氣瓶中收集到的氣體是填化學式)。

②足量飽和nahso3溶液吸收的物質除大部分h2o(g)外還有________(填化學式)。

③kmno4溶液褪色(mno被還原為mn2+),發生的離子反應方程式為

解析:(1)氧化鋁與硫酸反應生成硫酸鋁和水。(2)氧化鋁、氧化亞鐵、氧化鐵都能與硫酸反應,生成可溶性物質,只有二氧化矽不與稀硫酸反應,過濾後得到的濾渣為二氧化矽。

(3)在酸性條件下,h2o2具有強氧化性,可以把fe2+氧化為fe3+,同時有水生成。(4)nh3極易溶於水,so3與飽和亞硫酸氫鈉溶液反應生成so2,進入kmno4溶液中的氣體是so2與n2,kmno4具有強氧化性,把so2氧化為so,同時本身被還原為mn2+,所以集氣瓶中最終收集到的氣體是n2。

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