2026版高考化学第一轮真题演练第九章有机化学基础第54讲物质制备的综合实验探究.docx

第54讲 物质制备的综合实验探究1.(2023·湖北卷，8,3分)实验室用以下装置(夹持和水浴加热装置略)制备乙酸异戊酯(沸点142 ℃)，实验中利用环己烷—水的共沸体系(沸点69 ℃)带出水分已知体系中沸点最低的有机物是环己烷(沸点81 ℃)，其反应原理：下列说法错误的是(　　)A．以共沸体系带水促使反应正向进行B．反应时水浴温度需严格控制在69 ℃C．接收瓶中会出现分层现象D．根据带出水的体积可估算反应进度[答案]　B[解析]　以共沸体系带水即移走生成物水，促使反应正向进行，A项正确；因为反应体系中沸点最低的有机物环己烷的沸点是81 ℃，同时要使共沸体系温度达到69 ℃，则水浴温度要控制在69～81 ℃之间，B项错误；环己烷难溶于水，且密度小于水，所以蒸出物中环己烷和水会分层，且环己烷在上层，C项正确；根据酯化反应的化学计量数关系，利用带出水的体积可估算反应进度，D项正确2．(2024·全国甲卷，27,14分)CO(NH2)2·H2O2(俗称过氧化脲)是一种消毒剂，实验室中可用尿素与过氧化氢制取，反应方程式如下：CO(NH2)2＋H2O2===CO(NH2)2·H2O2(一)过氧化脲的合成烧杯中分别加入25 mL 30% H2O2(ρ＝1.11 g·cm－3)、40 mL蒸馏水和12.0 g尿素，搅拌溶解。

30 ℃下反应40 min，冷却结晶、过滤、干燥，得白色针状晶体9.4 g二)过氧化脲性质检测Ⅰ.过氧化脲溶液用稀H2SO4酸化后，滴加KMnO4溶液，紫红色消失Ⅱ.过氧化脲溶液用稀H2SO4酸化后，加入KI溶液和四氯化碳，振荡，静置三)产品纯度测定溶液配制：称取一定量产品，用蒸馏水溶解后配制成100 mL溶液滴定分析：量取25.00 mL过氧化脲溶液至锥形瓶中，加入一定量稀H2SO4，用准确浓度的KMnO4溶液滴定至微红色，记录滴定体积，计算纯度回答下列问题：(1)过滤中使用到的玻璃仪器有________(写出两种即可)2)过氧化脲的产率为________3)性质检测Ⅱ中的现象为____________________________________________________________________________________________________________________________________________性质检测Ⅰ和Ⅱ分别说明过氧化脲具有的性质是________________4)下图为“溶液配制”的部分过程，操作a应重复3次，目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，定容后还需要的操作为________________。

5)“滴定分析”步骤中，下列操作错误的是________(填标号)A．KMnO4溶液置于酸式滴定管中B．用量筒量取25.00 mL过氧化脲溶液C．滴定近终点时，用洗瓶冲洗锥形瓶内壁D．锥形瓶内溶液变色后，立即记录滴定管液面刻度(6)以下操作导致过氧化脲纯度测定结果偏低的是________(填标号)A．容量瓶中液面超过刻度线B．滴定管水洗后未用KMnO4溶液润洗C．摇动锥形瓶时KMnO4溶液滴到锥形瓶外D．滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失[答案]　(1)烧杯、漏斗、玻璃棒(任写两种)(2)50%(3)液体分层，下层呈紫红色，上层无色　还原性、氧化性(4)防止溶质损失导致所配溶液浓度偏低　盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀，装瓶(5)BD　(6)A[解析]　(2)根据题给反应物的加入量，计算得尿素为0.2 mol，H2O2过量，则过氧化脲的理论产量为0.2 mol×94 g·mol－1＝18.8 g，实际产量为9.4 g，故产率为×100%＝50%3)过氧化脲中“H2O2”的O元素为－1价，既可将KMnO4溶液中的MnO还原为Mn2＋，又可将KI溶液中的I－氧化为I2，体现了其还原性和氧化性。

4)操作a为洗涤和转移洗涤液，需要重复3次，防止烧杯和玻璃棒上残留溶质5)KMnO4溶液有强氧化性，应置于酸式滴定管中，A项正确；量筒的精确度达不到0.01 mL,25.00 mL过氧化脲溶液应用酸式滴定管量取，B项错误；滴定近终点时，滴加半滴KMnO4溶液至锥形瓶内壁上之后，需用洗瓶冲洗锥形瓶内壁，C项正确；锥形瓶内溶液变色后，半分钟内颜色不恢复，才可记录滴定管液面刻度，D项错误6)A项，容量瓶中配制的是过氧化脲溶液，液面超过刻度线，将导致溶液浓度偏低，则滴定时消耗的KMnO4溶液体积偏小，使测定结果偏低B项，滴定管水洗后未用KMnO4溶液润洗，会导致滴定管盛装的KMnO4溶液被稀释，滴定时消耗的KMnO4溶液体积偏大，使测定结果偏高C项，KMnO4溶液滴到锥形瓶外，会导致滴定时消耗的KMnO4溶液体积偏大，使测定结果偏高D项，滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失，会导致消耗KMnO4溶液体积的读数偏大，使测定结果偏高3．(2024·湖南卷，15,14分)亚铜配合物广泛用作催化剂实验室制备[Cu(CH3CN)4]ClO4的反应原理如下：Cu(ClO4)2·6H2O＋Cu＋8CH3CN===2[Cu(CH3CN)4]ClO4＋6H2O实验步骤如下：分别称取3.71 g Cu(ClO4)2·6H2O和0.76 g Cu粉置于100 mL乙腈(CH3CN)中反应，回流装置图和蒸馏装置图(加热、夹持等装置略)如下：已知：①乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂；②相关物质的信息如下：化合物[Cu(CH3CN)4]ClO4Cu(ClO4)2·6H2O相对分子质量327.5371在乙腈中颜色无色蓝色回答下列问题：(1)下列与实验有关的图标表示排风的是________(填标号)。

2)装置Ⅰ中仪器M的名称为________________3)装置Ⅰ中反应完全的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________4)装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________5)[Cu(CH3CN)4]ClO4不能由步骤c直接获得，而是先蒸馏至接近饱和，再经步骤d冷却结晶获得这样处理的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

6)为了使母液中的[Cu(CH3CN)4]ClO4结晶，步骤e中向母液中加入的最佳溶剂是________(填标号)A．水　　　 B．乙醇　　　C．乙醚(7)合并步骤d和e所得的产物，总质量为5.32 g，则总收率为________(用百分数表示，保留一位小数)[答案]　(1)D　(2)球形冷凝管(3)烧瓶内蓝色消失(4)提供保护气，防止＋1价铜被氧化(5)防止直接蒸馏时，乙腈完全挥发，导致产物分解(6)C　(7)81.2%[解析]　(1)A、B、C、D、E的图标分别代表护目镜、明火、热烫、排风和洗手，故选D3)3.71 g Cu(ClO4)2·6H2O的物质的量为0.01 mol,0.76 g Cu的物质的量约为0.012 mol，根据反应原理可知，加入的Cu稍过量由已知信息可知，发生反应前溶液呈蓝色，生成物在乙腈中为无色，故当烧瓶内蓝色消失可说明反应完全4)＋1价铜易被氧化，所以需要通入氮气保护6)乙醚为非极性溶剂，向溶液中加入乙醚，可降低产品的溶解度7)起始加入3.71 g Cu(ClO4)2·6H2O(0.01 mol)和0.76 g Cu(约为0.012 mol)，理论上可制得0.02 mol产品(6.55 g)故总收率＝＝×100%≈81.2%。

本讲要点速记：1．物质制备实验思维模型制备环节反应装置的选取，反应条件的控制(控温、调节pH等)分离提纯环节方法的选择，仪器的名称、用法，操作的注意事项，具体做法的目的验纯环节针对杂质，取样，加水溶解，加检验试剂，观察现象，得出结论(定性检验)测纯环节针对产品，设计纯度测定方案(定量测定)精纯环节方法的选择及实验方案的设计注意：①若反应物或生成物易与空气中的成分反应，应增加排空气装置，反应开始前先将装置内的空气排尽②制备在空气中易吸水或易水解的物质(如Al2S3、AlCl3等)时，应在制备装置或收集装置的后方接一个干燥装置，防止空气中的水蒸气进入③用液体吸收气体时，若气体的溶解度较大，应增加防倒吸装置2．制备实验方案的评价科学性、可行性视角①原理是否正确、可行②操作是否安全、合理③步骤是否简单、方便④实验效果是否明显绿色化学视角①反应原料是否易得、安全、无毒②反应速率是否合适③原料利用率以及产率是否较高④合成过程是否造成环境污染安全性视角①净化、吸收气体及停止加热时要防倒吸②进行某些易燃易爆实验时要防爆炸、防氧化、防吸水规范性视角①为减少易挥发液体反应物的损失和充分利用原料，可在反应装置上加装冷凝回流装置(如长玻璃管、冷凝管等)②易挥发液体产物(导出时可为蒸气)需及时冷却③仪器拆卸与组装顺序相反，按照从右向左、从高到低的顺序拆卸④其他，如实验操作顺序、试剂加入顺序等。