高考熱點(diǎn)題型與考點(diǎn)專練化學(xué)13化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合題

13.化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合題1.三氯化氮是一種黃色油狀液體,可用于漂白和殺菌。已知:NCl3熔點(diǎn)為40℃,沸點(diǎn)為70℃,95℃以上易爆炸,在弱酸性溶液中穩(wěn)定,在熱水中易水解,遇堿則迅速反應(yīng)。在實(shí)驗(yàn)室可用Cl2和NH4Cl溶液反應(yīng)制取NCl3,所用儀器如圖(忽略部分夾持裝置):回答下列問題:(1)根據(jù)氣流方向,各儀器的連接順序?yàn)閍接b,c接f,g接d。

(2)若用裝置A制取氯氣,則試劑X可選用ACD

(填字母);D中儀器的名稱為直形冷凝管。

A.KMnO4 B.MnO2C.Ca(ClO)2 D.KClO3(3)實(shí)驗(yàn)過程中,在B中蒸餾燒瓶內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是溶液中有黃色油狀液體出現(xiàn),反應(yīng)生成的NCl3遇熱水易水解,反應(yīng)液有漂白性,寫出NCl3水解的化學(xué)方程式:NCl3+3H2O3HClO+NH3↑。

(4)NCl3純度測定:NCl3的制取是可逆反應(yīng),根據(jù)反應(yīng)NCl3+4HCl===NH4Cl+3Cl2↑,利用間接碘量法測定氯氣的量即可測定NCl3的純度。實(shí)驗(yàn)步驟:ⅰ.準(zhǔn)確稱量C中的產(chǎn)物0.4g置于三頸燒瓶中,加入10mL足量濃鹽酸,使用磁力攪拌器攪拌,并鼓入氮?dú)狻＂?將混合氣通入200mL0.1mol·L1KI溶液中,待試管中無色液體變成黃色,停止鼓入氮?dú)?溶液體積變化忽略不計(jì))。ⅲ.量取20.00mL吸收液,加入淀粉指示劑,用0.1mol·L1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定,滴定至終點(diǎn)時消耗Na2S2O3溶液18.00mL。(已知:反應(yīng)原理為I2+2Na2S2O3===Na2S4O6+2NaI)①確定滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為滴入最后半滴標(biāo)準(zhǔn)液后,溶液中藍(lán)色褪去且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色。

②NCl3的純度為90.4%(保留三位有效數(shù)字)。

2.糠酸(相對分子質(zhì)量為112,熔點(diǎn)133℃,沸點(diǎn)231℃,在熱水中溶解度較大,微溶于冷水)和糠醇(熔點(diǎn)29℃,沸點(diǎn)171℃)均為重要的化工中間體,工業(yè)上可利用糠醛(沸點(diǎn)161.7℃,易被氧化)發(fā)生歧化反應(yīng)制取這兩種物質(zhì)(該反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)),反應(yīng)原理如下2+NaOH++HCl+NaCl實(shí)驗(yàn)步驟:步驟1:向三頸燒瓶中加入8.2mL(約0.2mol)新蒸餾的糠醛。通過儀器A向三頸燒瓶中緩慢滴加8mL33%的NaOH溶液。攪拌并保持反應(yīng)溫度為8~12℃,回流20min,得到粗產(chǎn)品。步驟2:將粗產(chǎn)品倒入盛有10mL水的燒杯中,然后將液體轉(zhuǎn)移至分液漏斗中,用乙醚萃取4次,分液得到水層和醚層。步驟3:向水層中分批滴加25%的鹽酸,調(diào)至溶液的pH=3,冷卻、結(jié)晶、抽濾、冷水洗滌,得到糠酸粗品;向醚層中加入無水碳酸鉀干燥,過濾除掉碳酸鉀后,分離乙醚(乙醚的沸點(diǎn)為34.6℃)和糠醇。(1)儀器A的名稱為恒壓滴液漏斗。與直形冷凝管相比,使用儀器B的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)管與冷卻水的接觸面積更大,冷凝效果更好。

(2)該反應(yīng)必須嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度為8~12℃,實(shí)驗(yàn)中采用了哪些保障措施緩慢滴加NaOH溶液,采用冰水浴給反應(yīng)裝置降溫。

(3)步驟3中分離乙醚和糠醇的實(shí)驗(yàn)操作為蒸餾。

(4)步驟3中洗滌粗糠酸用冷水的原因是減少產(chǎn)品因溶解而造成的損失,進(jìn)一步將粗糠酸提純,應(yīng)采用的方法是重結(jié)晶。

(5)取1.120g提純后的糠酸樣品,配成100mL溶液,準(zhǔn)確量取20.00mL于錐形瓶中,加入幾滴酚酞溶液,用0.0800mol·L1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,平行滴定三次,平均消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液24.00mL?？匪岬募兌葹?6.0%。該中和滴定實(shí)驗(yàn)中,若其他實(shí)驗(yàn)操作均正確,則下列實(shí)驗(yàn)操作造成測得的糠酸的純度比實(shí)際偏低的是D(填字母)。

A.蒸餾水洗凈后,未用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗堿式滴定管B.指示劑酚酞溶液滴加過多(酚酞是一種弱酸)C.錐形瓶內(nèi)壁用蒸餾水洗凈后,再用配制好的糠酸樣品溶液潤洗2~3次,將潤洗液倒掉,再裝入20.00mL糠酸樣品溶液,進(jìn)行中和滴定D.滴定前仰視堿式滴定管液面讀數(shù),滴定后俯視堿式滴定管液面讀數(shù)3.硼氫化鈉(NaBH4)是一種潛在儲氫劑,在有機(jī)合成中也被稱為“萬能還原劑”。實(shí)驗(yàn)室制備、提純、分析NaBH4純度的步驟如下,請結(jié)合信息回答問題。物質(zhì)NaBH4NaHCH3ONa性質(zhì)固體,可溶于異丙胺或水,常溫下與水緩慢反應(yīng),與酸劇烈反應(yīng),強(qiáng)堿環(huán)境下能穩(wěn)定存在固體,強(qiáng)還原性,與水劇烈反應(yīng)產(chǎn)生H2固體,難溶于異丙胺,常溫下與水劇烈反應(yīng)Ⅰ.NaBH4的制備先打開K2,向裝置中鼓入N2,然后升溫到110℃左右,打開磁力攪拌器快速攪拌,將熔化的Na快速分散到石蠟油中,然后升溫到200℃,關(guān)閉K2,打開K1通入H2,充分反應(yīng)后制得NaH。然后升溫到240℃,持續(xù)攪拌下通入N2,打開K3向三頸燒瓶中滴入硼酸三甲酯[B(OCH3)3,沸點(diǎn)為68℃],充分反應(yīng)后,降溫后離心分離得到NaBH4和CH3ONa的固體混合物。(1)寫出NaH與B(OCH3)3的化學(xué)方程式:4NaH+B(OCH3)3NaBH4+3CH3ONa。

(2)下列說法正確的是AB(填字母)。

A.鼓入N2可以防止Na、NaH、NaBH4等被氧化B.攪拌并將Na分散到石蠟油中可以加快H2與鈉的反應(yīng)速率C.取200℃時的產(chǎn)物加入水中,觀察是否有H2產(chǎn)生,從而判斷NaH中是否含有NaD.快速滴入B(OCH3)3有利于提高其轉(zhuǎn)化率Ⅱ.NaBH4的提純(3)NaBH4可采用索氏提取法提純,其裝置如圖2所示。實(shí)驗(yàn)時將NaBH4和CH3ONa的固體混合物放入濾紙?zhí)淄?中,燒瓶中異丙胺(熔點(diǎn):101℃,沸點(diǎn):33℃)受熱蒸發(fā),蒸氣沿導(dǎo)管2(填“2”或“3”)上升至球形冷凝管,冷凝后滴入濾紙?zhí)淄?中,再經(jīng)導(dǎo)管3(填“2”或“3”)返回?zé)?從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)萃取。當(dāng)萃取完全后,NaBH4在圓底燒瓶(填“圓底燒瓶”或“索氏提取器”)中。

(4)分離異丙胺和NaBH4并回收溶劑的方法是蒸餾。

Ⅲ.NaBH4的純度分析步驟1:取9.00gNaBH4產(chǎn)品(雜質(zhì)不參與反應(yīng)),將產(chǎn)品溶于X1溶液后配成200mL溶液,取2.00mL置于碘量瓶中,加入30.00mL0.1000mol·L1KIO3溶液充分反應(yīng)。(反應(yīng)方程式為3NaBH4+4KIO3===3NaBO2+4KI+6H2O)步驟2:向步驟1所得溶液中加入過量的KI溶液,用溶液X2調(diào)節(jié)pH,使過量KIO3轉(zhuǎn)化為I2,冷卻后暗處放置數(shù)分鐘。步驟3:向步驟2所得溶液中加緩沖溶液X3調(diào)pH約為5.0,加入幾滴淀粉指示劑,用0.2000mol·L1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為18.00mL。(反應(yīng)方程式為I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6)(5)X1溶液為B,X2溶液為A,緩沖溶液X3為D。(填序號)[已知:Ka(CH3COOH)=1.0×105,Kb(NH3·H2O