2025版新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第1章認(rèn)識化學(xué)科學(xué)第2節(jié)素養(yǎng)提升2以含氯化合物的制備為實驗?zāi)康牡木C合實驗學(xué)案魯科版

PAGE5-素養(yǎng)提升2以含氯化合物的制備為試驗?zāi)康牡木C合試驗氣體制備試驗組合裝置的連接依次一般為eq\x(氣體發(fā)生)→eq\x(除雜)→eq\x(干燥)→eq\x(主體試驗)→eq\x(尾氣處理)以氯氣的制備為例：(1)氣體發(fā)生裝置：依據(jù)試驗原理選擇合適裝置，如用MnO2和濃鹽酸加熱制取氯氣，應(yīng)選用“固體＋液體eq\o(→,\s\up10(△))氣體”的裝置，如下圖1所示；如選用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣，應(yīng)選用“固體＋液體→氣體”的裝置，如下圖2所示。圖1圖2(2)干燥與除雜：用濃鹽酸與固體反應(yīng)制備得到的Cl2中會混有HCl和H2O(g)，可使氣體先通過飽和食鹽水除去HCl，再通過濃硫酸除去水蒸氣。(3)尾氣處理：未反應(yīng)的Cl2可用NaOH溶液汲取。(4)取用或制取易吸水、潮解、水解的物質(zhì)如FeCl3、AlCl3等：試驗中通入的氯氣必需干燥，還應(yīng)留意防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入導(dǎo)致產(chǎn)物潮解、水解等。(5)試驗過程依次：裝置選擇與連接→氣密性檢驗→裝固體藥品→加液體藥品→起先試驗(按程序)→拆卸儀器→氣體處理等。組裝試驗儀器應(yīng)依據(jù)從下往上、從左往右的依次，拆卸儀器的依次與組裝儀器的依次相反。制取Cl2裝置的組裝依次：把鐵架臺放在試驗臺上，在鐵架臺上放置酒精燈，依據(jù)酒精燈的高度，確定鐵圈的高度，在鐵圈上放置石棉網(wǎng)，固定圓底燒瓶，在圓底燒瓶上插上帶有分液漏斗和導(dǎo)氣管的雙孔塞。(6)加熱操作：主體試驗加熱前一般應(yīng)先通Cl2趕走空氣，再點燃酒精燈，以保證產(chǎn)品純度。熄滅酒精燈時，一般按“先點燃的后熄滅”原則。1．某探討性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用MnO2、濃鹽酸反應(yīng)來制取干燥的氯氣并驗證其有無漂白性，所用裝置(數(shù)量可滿意須要，不含制氣裝置)如下。下列說法正確的是()A．按氣流流淌的先后依次，裝置連接依次依次為d→a→c→b→eB．按氣流流淌的先后依次，裝置連接依次依次為dabaeC．裝置e的主要用途是制備NaClOD．若試驗中用到裝置c且布條褪色，則說明潮濕的氯氣有漂白性B解析：為確定氯氣有無漂白性，須要進(jìn)入裝置b的氯氣中不含HCl及水蒸氣，故應(yīng)先用飽和食鹽水除去HCl，再用濃硫酸除去水，為防止裝置e中的水蒸氣進(jìn)入裝置b中，在裝置b、e之間還應(yīng)加一個裝置a，尾氣用NaOH溶液汲取，A、C兩項錯誤，B項正確；本試驗不須要裝置c，且由裝置b中現(xiàn)象可推斷Cl2無漂白性，潮濕有色布條褪色是因為氯氣與水反應(yīng)生成的HClO具有漂白性，D項錯誤。2．(雙選)二氯化二硫(S2Cl2，沸點137.1℃)是一種黃紅色液體，溶于CCl4、二硫化碳等，遇水分解為硫、二氧化硫、氯化氫，超過100℃起先分解，300℃分解完全，可用作橡膠的低溫硫化劑和粘結(jié)劑。二氯化二硫可由二硫化碳(沸點為46.5℃)與Cl2在95～100℃制備，同時有CCl4(沸點為76.8℃)生成，試驗裝置如下：下列說法正確的是()A．③、⑥中依次可盛放濃硫酸、堿石灰B．試驗中需用酒精燈對④進(jìn)行干脆加熱C．試驗過程中⑤冷凝回流的主要物質(zhì)是S2Cl2D．用減壓分餾法從④中所得液體分別出S2Cl2AD解析：二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成的氯氣中混有氯化氫和水蒸氣，在與二硫化碳反應(yīng)之前須要除雜，應(yīng)當(dāng)先除氯化氫，再干燥，因此③中盛放濃硫酸，干燥Cl2，⑥中可放置堿石灰汲取氯氣，同時可以防止外界水蒸氣進(jìn)入裝置，故A正確；燒瓶不能干脆加熱，須要墊上石棉網(wǎng)，故B錯誤；依據(jù)題意，反應(yīng)過程中會同時生成四氯化碳(沸點為76.8℃)，因此試驗過程中⑤冷凝回流的主要物質(zhì)是四氯化碳，故C錯誤；四氯化碳的沸點較低，二氯化二硫(沸點137.1℃)較高，可以用減壓分餾法從④中所得液體分別出S2Cl2，故D正確。3．四氯化鈦(TiCl4)極易水解，遇空氣中的水蒸氣即產(chǎn)生“白煙”，常用作煙幕彈。其熔點為－25℃，沸點為136.4℃。某試驗小組設(shè)計如下裝置(部分加熱和夾持裝置省略)，用Cl2與炭粉、TiO2制備TiCl4。下列說法不正確的是()A．②中應(yīng)盛裝飽和食鹽水B．冷凝管有冷凝、回流和導(dǎo)氣的作用C．反應(yīng)結(jié)束時，應(yīng)先停止③處的加熱，后停止①處的加熱D．該設(shè)計存在不足，如④、⑤之間缺少防止水蒸氣進(jìn)入④的裝置A解析：已知四氯化鈦極易水解，遇空氣中的水蒸氣即產(chǎn)生“白煙”，而制得的氯氣中混有水蒸氣，所以②中應(yīng)盛裝濃硫酸，故A錯誤；TiCl4的熔、沸點較低，制得的TiCl4應(yīng)經(jīng)過冷凝處理，則該裝置中冷凝管具有冷凝、回流和導(dǎo)氣的作用，故B正確；反應(yīng)結(jié)束時，應(yīng)先停止③處加熱，后停止①處加熱，可以使制得的TiCl4在氯氣氛圍中冷卻，防止空氣進(jìn)入裝置中使TiCl4變質(zhì)，故C正確；因四氯化鈦極易水解，所以應(yīng)在裝置④和⑤之間增加一個防止水蒸氣進(jìn)入④的裝置，故D正確。4．三氯化碘(ICl3)在藥物合成中用途特別廣泛。已知ICl3的熔點為33℃，沸點為73℃，有吸濕性，遇水易水解。某小組同學(xué)用下列裝置制取ICl3(部分夾持和加熱裝置省略)。(1)依據(jù)氣流方向連接接口依次為a→______________________。裝置A中導(dǎo)管m的作用是_______________________________。(2)裝置C用于除雜，同時作為平安瓶，能監(jiān)測試驗進(jìn)行時后續(xù)裝置是否發(fā)生堵塞，若發(fā)生堵塞，C中的現(xiàn)象為________________。(3)氯氣與單質(zhì)碘需在溫度稍低于70℃下反應(yīng)，則裝置E相宜的加熱方式為________。裝置E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________。(4)該裝置存在的明顯缺陷是____________________________。解析：(1)在裝置A中用濃鹽酸與MnO2混合加熱制取Cl2，濃鹽酸易揮發(fā)，制取的氯氣中會含有氯化氫、水蒸氣等雜質(zhì)，通過裝置C除去HCl雜質(zhì)，再通過裝置B干燥，得到干燥、純凈的氯氣，然后在裝置E中氯氣與碘單質(zhì)反應(yīng)制得ICl3；為防止ICl3潮解，在E后面連接盛有干燥劑的裝置D，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E裝置，故依據(jù)氣流方向連接裝置接口依次為a→d→e→b→c→g→h→f，其中接口b與c、g與h可互換。在裝置A中導(dǎo)管m可使分液漏斗中的液體上下壓強(qiáng)一樣，這樣分液漏斗中的濃鹽酸可以順當(dāng)?shù)蜗隆?2)裝置C也是平安瓶，監(jiān)測試驗進(jìn)行時B中是否發(fā)生堵塞，若裝置B發(fā)生堵塞，則C中氣體壓強(qiáng)增大，液體會進(jìn)入長頸漏斗中，使錐形瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升。(3)因水浴加熱能簡便限制加熱的溫度，且能使反應(yīng)裝置受熱勻稱，又因為氯氣與單質(zhì)碘需在溫度稍低于70℃下反應(yīng)，故應(yīng)實行水浴加熱的方式；在裝置E中Cl2與I2在低于70℃下發(fā)生反應(yīng)：3Cl2＋I(xiàn)2eq\o(=,\s\up10(水浴加熱),\s\do15(<70℃))2ICl3。(4)Cl2是有毒氣體，通過盛有無水氯化鈣的干燥管只能汲取水分，不能汲取氯氣，這樣就會造成大氣污染，故該裝置的缺陷是缺少尾氣處理裝置。答案：(1)d→e→b→c→g→h→f(接口b與c、g與h可互換)使?jié)恹}酸順當(dāng)?shù)蜗?2)錐形瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升(3)水浴加熱3Cl2＋I(xiàn)2eq\o(=,\s\up10(水浴加熱),\s\do15(<70℃))2ICl3(4)缺少尾氣處理裝置5．ClO2是一種優(yōu)良的消毒劑，常將其制成NaClO2固體以便運輸和貯存。過氧化氫法制備NaClO2固體的試驗裝置如下圖所示。已知：①2NaClO3＋H2O2＋H2SO4=2ClO2↑＋O2↑＋Na2SO4＋2H2O，2ClO2＋H2O2＋2NaOH=2NaClO2＋O2↑＋2H2O；②ClO2的熔點為－59℃、沸點為11℃，濃度過高時易發(fā)生分解；③H2O2的沸點為150℃。(1)儀器B的作用是_____________________________________，儀器A的作用是________________，冰水浴冷卻的目的是________(寫兩條)。(2)該裝置的不完善之處是_______________________________。(3)空氣流速過快或過慢，均降低NaClO2的產(chǎn)率，試說明其緣由：_________________________________________________________。(4)Cl－存在時會催化ClO2的生成。反應(yīng)起先時在三頸燒瓶中加入少量鹽酸，ClO2的生成速率大大提高，并產(chǎn)生微量氯氣。該過程可能經(jīng)兩步完成，請將其補充完整：①_____________________(用離子方程式表示)，②H2O2＋Cl2=2Cl－＋O2＋2H＋。(5)NaClO2純度的測定：①精確稱取所得NaClO2樣品10.00g于燒杯中，加入適量蒸餾水和過量的碘化鉀晶體，再滴入適量的稀硫酸，充分反應(yīng)(ClOeq\o\al(－,2)的還原產(chǎn)物為Cl－)，將所得混合液配成250mL待測溶液；②取25.00mL待測溶液，用2.000mol·L－1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6))，以淀粉溶液做指示劑，達(dá)到滴定終點時的現(xiàn)象為____________________，重復(fù)滴定3次，測得Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均用量為20.00mL。則該樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。解析：(5)由反應(yīng)ClOeq\o\al(－,2)＋4I－＋4H＋=2H2O＋2I2＋Cl－、I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)，可得關(guān)系式ClOeq\o\al(－,2)～2I2～4S2Oeq\o\al(2－,3)，n(NaClO2)＝eq\f(1,4)n(S2Oeq\o\al(2－,3))＝eq\f(1,4)×2.000mol·L－1×20.00×10－3L＝0.01000mol，因為配制250mL待測溶液，取25.00mL進(jìn)行試驗，所以樣品中NaClO2的質(zhì)量為0.01000mol×90.5g·mol－1×eq\f(250mL,25.00mL)＝9.050g，則該樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.050g÷10.00g×100%＝90.5%。答案：(1)使漏斗內(nèi)液體可以