2020版化学新增分大一轮苏教（江苏）讲义：专题9化学实验基础及实验热点第30讲

第30讲　选做实验题的命题规律
热点一　常考的物质分离热点装置和方法

1.物质分离热点仪器及装置
(1)热点仪器


①三颈烧瓶是一种常用的化学玻璃仪器，它有三个口，可以同时加入多种反应物，或是加冷凝管、温度计、搅拌器等，常用于物质的制备、分离和提纯。
a.通常用于需要控制温度的化学反应，中间孔装搅拌棒，一个侧孔装温度计，另一个侧孔滴加反应物质。
b.物质的分离和提纯，三颈烧瓶的三颈中间孔可以插上回流管，右侧可插入温度计，左侧主要是用来添加药品。
②分液漏斗(滴液漏斗)，一般为向烧瓶(带磨口塞)中滴加液体，其中(a)能起到平衡气压的作用。
③冷凝管，注意进出水方向(下口进，上口出)。
④布氏漏斗是中间带有多孔瓷板的白色瓷质漏斗，适用于晶体或沉淀等固体与大量溶液分离的实验中，常用于抽滤。
⑤吸滤瓶，与布氏漏斗组成减压过滤装置，用于接收液体。
(2)热点组合装置
①蒸馏装置　　　　　　　　②过滤装置
　　
③减压过滤装置(如左下图)
为了加快过滤速度，得到较干燥的沉淀，可进行减压过滤(也称抽滤或吸滤)。
装置中抽气泵给吸滤瓶减压，造成瓶内与布氏漏斗液面上的压力差，从而加快过滤速度。吸滤瓶用于承接滤液。
布氏漏斗上有许多小孔，漏斗管插入单孔橡胶塞与吸滤瓶相接。
注意　布氏漏斗的颈口斜面应与吸滤瓶的支管口相对，以便于吸滤。
　　
④热过滤装置(如右上图)
⑤蒸发结晶装置　　　　　　　　⑥分液装置

⑦纸层析实验示意图　　　　⑧搅拌滴加回流反应装置

2.物质分离、提纯的思维方向
(1)固体混合物的分离、提纯
①溶解过滤法(如分离MnO2和KCl的混合物)。
②溶解结晶法(如分离KNO3和NaCl的固体混合物)。
③升华法(如分离I2、NaCl或NH4Cl、NaCl的混合物)。
④加热灼烧法(如除去Na2CO3中的NaHCO3)。
(2)气体的分离、提纯
①混合法：如用水洗法除去NO中的NO2、H2中的HCl等。
②加热法：如用灼热铜网除去N2中的O2。
③吸收法：如用碱石灰除去气体中的水蒸气，用Na2O2除去O2中的CO2等。
(3)液体的分离、提纯
①萃取法；②分液法；③沉淀法；④生成气体法(如NaCl溶液中的Na2CO3杂质用盐酸除去)；⑤氧化法或还原法(如FeCl3中的FeCl2用Cl2除去，FeCl2中的FeCl3用铁粉除去)；⑥转化法(如NaHCO3溶液中的Na2CO3用通CO2的方法除去)；⑦电解法(如稀硫酸中的盐酸可用电解法除去)等。
3.纸层析法的原理及实验操作
(1)基本原理
纸层析以滤纸为惰性支持物。滤纸纤维上的羟基具有亲水性，它所吸附的水作为固定相，不与水混溶的有机溶剂作为流动相。
样品中各组分在水或有机溶剂中的溶解能力不同，各组分在两相中有不同的分配现象。亲脂性强的成分在流动相中分配得多，随流动相移动的速度快；而亲水性强的成分在固定相中分配得多，随流动相移动的速度慢。
(2)应用举例——用纸层析法分离铁离子和铜离子
①纸层析法分离Fe3＋、Cu2＋的原理
Fe3＋、Cu2＋在滤纸上随丙酮等展开的速度不同，展开后两种离子的富集部分不同，从而达到分离的目的。
②Fe3＋、Cu2＋的显色反应
吸附有Fe3＋、Cu2＋的滤纸经氨薰后显色：Cu(OH)2能溶于过量氨水中，生成Cu(NH3)(呈深蓝色)；Fe(OH)3(呈红褐色)不溶于过量氨水中。Fe3＋、Cu2＋的显色是利用Fe(OH)3、Cu(NH3)的特征颜色。
Fe3＋遇氨水反应生成红褐色沉淀：
Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。
Cu2＋遇氨水反应生成深蓝色溶液：
Cu2＋＋4NH3·H2O===Cu(NH3)＋4H2O。
③操作步骤：
a.装置制作——裁纸
b.点样——点层析试样
c.配制展开剂
d.层析操作
e.显色反应

1.不同物质的溶解度会随温度的变化而发生不同的变化，利用这一性质，我们可以将物质进行分离和提纯。工业上制取硝酸钾就是利用了该原理。请回答以下问题：
(1)下图是几种盐的溶解度曲线，下列说法正确的是________(填字母)。

A.40 ℃时，将35克食盐溶于100克水中，降温至0 ℃时，可析出氯化钠晶体
B.20 ℃时，硝酸钾饱和溶液的质量分数是31.6%
C.60 ℃时，200克水中溶解80克硫酸铜达饱和，当降温至30 ℃时，可析出30克硫酸铜晶体
D.30 ℃时，将35克硝酸钾和35克食盐同时溶于100克水中，蒸发时，先析出的是氯化钠
(2)分析上图曲线，KNO3和NaCl的溶解度随温度变化的关系是_____________________
___________________________________________________。
(3)下面是实验室用NaNO3和KCl制取KNO3的实验流程：

步骤②过滤使用了保温漏斗，如图1所示装置，其主要作用是_________________________
_______________________________________________。
步骤④减压过滤装置如图2所示，采用这种装置过滤的主要目的是__________________
______________________________________________________。
　　　　
图1　　　　　　　　　　　图2
答案　(1)D　(2)KNO3的溶解度随温度变化比较明显，而NaCl的溶解度随温度变化不够明显
(3)在热过滤时，防止KNO3结晶析出　过滤速度较快；可以得到比较干燥的固体

2.有人用氯化铁、硫酸铜混合溶液进行纸层析分离实验，实验装置如图所示。试回答下列问题。

(1)试管中所加展开剂的主要成分是________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)点层析试样是本实验的关键操作，进行这一操作时应注意__________________________
________________________________________________________________________。
(3)层析操作结束后应进行显色反应，若实验用氨水作为显色试剂，写出本实验中进行显色反应的操作方法：___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)显色反应后，可观察到___________________________________________________
________________________________________________________________________。
写出显色反应时所发生反应的离子方程式：________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)丙酮、6 mol·L－1盐酸
(2)原点直径控制在0.3～0.5 cm比较理想，用毛细管蘸取试样并在滤纸上点样
(3)用镊子取下滤纸条，放在盛有浓氨水的试剂瓶口处进行氨薰
(4)滤纸上端出现红棕色，红棕色下方出现蓝色
Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH，
Cu2＋＋4NH3·H2O===Cu(NH3)＋4H2O

(1)物质的分离与提纯的方法很多，如升华、蒸馏、萃取、重结晶、色谱分离、离子交换分离、膜分离技术等。纸层析法属于其中的色谱分离技术，是分离微量物质的常用方法之一。
(2)在分离或提纯操作中，应注意以下两点：①如果被分离的物质转变为其他物质，应设法将其恢复原状；②由于反应终点较难控制，为使离子沉淀完全，所加试剂常常是过量的，而由过量试剂引入的新杂质亦必须除尽。
(3)在理解纸层析法原理时，注意区分“固定相”“流动相”“分配”等概念。纸层析分离铁离子、铜离子的实验中，“固定相”是滤纸纤维上所吸附的水，“流动相”是作为展开剂的有机溶剂。
热点二　热点装置和方法在物质制备中的应用

物质制备的一般流程

应用举例：硫酸亚铁铵的制备流程


1.(2018·常州一中高三一模)超细Fe3O4粉体可制成磁流体，一种制备超细Fe3O4粉体的实验步骤如下：
①称取0.992 5 g FeCl3和1.194 g FeCl2·4H2O溶于30 mL 蒸馏水中。
②将溶液加入到三口烧瓶中(如图所示)，加热至60 ℃，强力搅拌。

③30 min后，不断搅拌下缓慢滴加1 mol·L－1 NaOH溶液至pH约为11。
④加入0.25 g 柠檬酸三钠，升温至80 ℃，恒温搅拌1 h，然后冷却至室温。
⑤从液体(胶体)中分离出超细Fe3O4粗品。
⑥用少量蒸馏水和乙醇反复洗涤，60 ℃真空干燥2 h。
(1)步骤②中强力搅拌的目的是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)步骤③中的实验现象为______________________________________________________；
发生反应的离子方程式为_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤④中加入柠檬酸三钠的作用是__________________________________________。
(4)步骤⑤中分离出超细Fe3O4粗品的方法是______________________________________
________________________________________________________________________。
(5)用蒸馏水洗涤后，再用乙醇洗涤的目的是_________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)使FeCl3与FeCl2溶液充分混匀
(2)混合液逐渐由橙红色变为黑色　Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－Fe3O4(胶体)＋4H2O
(3)使Fe3O4颗粒不团聚
(4)瓶底加入一小块磁铁，静置，倾去上层清液
(5)除去粒子表面的水，并使其快速干燥
解析　(1)步骤②中强力搅拌的目的是使FeCl3与FeCl2溶液充分混匀。
(2)步骤③中产生四氧化三铁胶体，则实验现象为混合液逐渐由橙红色变为黑色，反应的离子方程式为Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－Fe3O4(胶体)＋4H2O。
(3)胶体溶液会发生聚沉，则步骤④中加入柠檬酸三钠的作用是使Fe3O4颗粒不团聚。
(4)四氧化三铁具有磁性，则步骤⑤中分离出超细Fe3O4粗品的方法是在瓶底加入一小块磁铁，静置，倾去上层清液。
(5)乙醇和水互溶，且易挥发，则用蒸馏水洗涤后，再用乙醇洗涤的目的是除去粒子表面的水，并使其快速干燥。
2.(2018·苏州高三模拟)4,7-二甲基香豆素(熔点：132.6 ℃)是一种重要的香料。由间甲苯酚为原料合成4,7-二甲基香豆素的反应如下：
＋CH3COCH2COOC2H5＋C2H5OH＋H2O
(4,7-二甲基香豆素)
实验装置图如下：

主要实验步骤：
步骤1：向装置a中加入60 mL浓硫酸，并冷却至0 ℃以下，搅拌下滴入间甲苯酚30 mL(0.29 mol)和乙酰乙酸乙酯26.4 mL(0.21 mol)的混合物。
步骤2：保持10 ℃，搅拌12 h，反应完全后，将其倒入冰水混合物中，然后抽滤、水洗得粗产品。
步骤3：粗产品用乙醇溶解并重结晶，得白色针状晶体并烘干，称得产品质量为33.0 g。
(1)简述装置b中将活塞上下部分连通的目的是___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)装置c的名称为________，与过滤相比，抽滤的优点是________________。
(3)浓硫酸需要冷却至0 ℃以下的原因是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)反应需要搅拌12 h，其原因是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)本次实验产率为________。
答案　(1)平衡容器内气压，使漏斗中液体顺利流下
(2)吸滤瓶　加快过滤速率
(3)防止浓H2SO4将有机物氧化或炭化
(4)使反应物充分接触反应，提高反应产率
(5)89.3%
解析　(1)装置b中将活塞上下部分连通，起到平衡容器内气压，使漏斗中液体顺利流下的作用。
(2)根据图示，装置c的名称是吸滤瓶，吸滤瓶内压强小于大气压，水流速变快，加快过滤速率。
(3)浓硫酸具有脱水性、强氧化性，浓硫酸需要冷却至0 ℃ 以下是为了防止浓H2SO4将有机物氧化或炭化。
(4)反应需要搅拌12 h，使反应物充分接触反应，提高反应产率。
(5)根据反应方程式，0.21 mol乙酰乙酸乙酯理论上生成4,7-二甲基香豆素的物质的量为
0.21 mol，实验产率＝×100%≈89.3%。
3.(2018·苏州高三二模)环己烯是一种重要的化工原料，实验室常用下列反应制备环己烯：
＋H2O
环己醇、环己烯的部分物理性质见下表：
物质
沸点(℃)
密度(g·cm－3,20 ℃)
溶解性
环己醇
161.1(97.8)*
0.962 4
能溶于水
环己烯
83(70.8)*
0.808 5
不溶于水

*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物中有机物的质量分数。
Ⅰ.制备环己烯粗品。实验中将环己醇与浓硫酸混合加入烧瓶中，按图所示装置，油浴加热，蒸馏约1 h，收集馏分，得到主要含环己烯和水的混合物。

Ⅱ.环己烯的提纯。主要操作有
A.向馏出液中加入精盐至饱和；
B.加入3～4 mL 5% Na2CO3溶液；
C.静置，分液；
D.加入无水CaCl2固体；
E.蒸馏
回答下列问题：
(1)油浴加热过程中，温度控制在90 ℃以下，蒸馏温度不宜过高的原因是________________
________________________________________________________。
(2)蒸馏不能彻底分离环己烯和水的原因是________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)加入精盐至饱和的目的是_____________________________________________________。
(4)加入3～4 mL 5% Na2CO3溶液的作用是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(5)加入无水CaCl2固体的作用是______________________________________________。
(6)利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己烯，环己烯分子中有________种不同环境的氢原子。
答案　(1)减少未反应的环己醇蒸出
(2)环己烯和水形成具有固定组成的混合物一起被蒸出
(3)增加水层的密度，有利于分层
(4)中和产品中混有的微量的酸
(5)除去有机物中少量的水
(6)3
解析　(1)根据题意，油浴温度过高可能有未反应的环己醇蒸出，因此加热过程中，温度应控制在90 ℃以下，尽可能减少环己醇被蒸出。
(2)环己烯和水形成具有固定组成的混合物一起被蒸出，使得蒸馏不能彻底分离环己烯和水的混合物。
(3)加入精盐至饱和，可以增加水层的密度，有利于环己烯和水溶液分层。
(4)馏出液可能还有少量的酸，加入3～4 mL 5% Na2CO3溶液可以除去产品中混有的微量的酸。
(5)无水CaCl2固体是常见的干燥剂，加入无水CaCl2固体可以除去有机物中少量的水。
(6)环己烯的结构简式为，分子中有3种()不同环境的氢原子。

1.(2018·江苏，22)3,4-亚甲二氧基苯甲酸是一种用途广泛的有机合成中间体，微溶于水，实验室可用KMnO4氧化3,4-亚甲二氧基苯甲醛制备，其反应方程式为

实验步骤如下：
步骤1：向反应瓶中加入3,4-亚甲二氧基苯甲醛和水，快速搅拌，于70～80 ℃滴加KMnO4溶液。反应结束后，加入KOH溶液至碱性。
步骤2：趁热过滤，洗涤滤饼，合并滤液和洗涤液。
步骤3：对合并后的溶液进行处理。
步骤4：抽滤，洗涤，干燥，得3,4-亚甲二氧基苯甲酸固体。
(1)步骤1中，反应结束后，若观察到反应液呈紫红色，需向溶液中滴加NaHSO3溶液，HSO转化为________(填化学式)；加入KOH溶液至碱性的目的是____________________________
________________________________________________________________________。
(2)步骤2中，趁热过滤除去的物质是__________(填化学式)。
(3)步骤3中，处理合并后溶液的实验操作为______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)步骤4中，抽滤所用的装置包括________、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。
答案　(1)SO　将反应生成的酸转化为可溶性的盐
(2)MnO2
(3)向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀
(4)布氏漏斗
解析　(1)反应液呈紫红色，说明溶液中含有高锰酸钾，HSO能被高锰酸钾氧化生成SO。由题意知，3,4-亚甲二氧基苯甲酸微溶于水，因此加入氢氧化钾溶液至碱性可使之转化为可溶于水的盐。(2)由题给反应方程式可知，该反应生成物中有二氧化锰，因此趁热过滤除去的物质是二氧化锰。(3)过滤后溶液的主要成分是3,4-亚甲二氧基苯甲酸钾，因此要加入强酸使之转化为3,4-亚甲二氧基苯甲酸，即向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀。(4)抽滤所需要的装置有布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵，因此缺少的装置为布氏漏斗。
2.[2017·江苏，21(B)]1-溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为71 ℃，密度为1.36 g·cm－3。实验室制备少量1-溴丙烷的主要步骤如下：
步骤1：在仪器A中加入搅拌磁子、12 g正丙醇及20 mL水，冰水冷却下缓慢加入28 mL浓H2SO4；冷却至室温，搅拌下加入24 g NaBr。
步骤2：如图所示搭建实验装置，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。

步骤3：将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。
步骤4：将分出的有机相转入分液漏斗，依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得1-溴丙烷。
(1)仪器A的名称是________；加入搅拌磁子的目的是搅拌和________。
(2)反应时生成的主要有机副产物有2-溴丙烷和________。
(3)步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是_________________
______________________________________________________________。
(4)步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是______________________________
_________________________。
(5)步骤4中用5% Na2CO3溶液洗涤有机相的操作：向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3溶液，振荡，____________________________________，静置，分液。
答案　(1)蒸馏烧瓶　防止暴沸　(2)丙烯、正丙醚
(3)减少1-溴丙烷的挥发　(4)减少HBr挥发　
(5)将分液漏斗下口向上倾斜，打开活塞排出气体
解析　(2)浓H2SO4存在条件下，正丙醇可能发生消去反应生成丙烯，也可能分子间脱水生成正丙醚。(3)冰水降低温度，减少1-溴丙烷的挥发。(4)因正丙醇与HBr反应生成1-溴丙烷，HBr易挥发，缓慢加热，以减少HBr的挥发。
3.(2016·江苏，21B)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的抗氧化剂，在空气中、受热时均易分解。实验室制备少量Na2S2O5的方法：在不断搅拌下，控制反应温度在40 ℃左右，向Na2CO3过饱和溶液中通入SO2，实验装置如下图所示。

当溶液pH约为4时，停止反应，在20 ℃左右静置结晶。生成Na2S2O5的化学方程式为
2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
(1)SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3和CO2，其离子方程式为____________________
_________________________________________。
(2)装置Y的作用是____________________________________________________________。
(3)析出固体的反应液经减压抽滤、洗涤、25～30 ℃干燥，可获得Na2S2O5固体。
①组成减压抽滤装置的主要仪器是布氏漏斗、________和抽气泵。
②依次用饱和SO2水溶液、无水乙醇洗涤Na2S2O5固体，用饱和SO2水溶液洗涤的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)实验制得的Na2S2O5固体中含有一定量的Na2SO3 和Na2SO4，其可能的原因是__________________________________________________________________________。
答案　(1)2SO2＋CO＋H2O===2HSO＋CO2
(2)防止倒吸
(3)①吸滤瓶　②洗去表面杂质，减少Na2S2O5在水中的溶解
(4)在制备过程中Na2S2O5分解生成Na2SO3，Na2SO3易被氧化生成Na2SO4
解析　(1)反应物为SO2、CO，生成物为HSO和CO2，用水配平。(2)Y为空集气瓶，短进长出，为安全瓶，防倒吸。(3)①抽滤装置主要由布氏漏斗、吸滤瓶和抽气泵组成。②用饱和SO2水溶液洗涤的目的是洗去表面杂质，减少Na2S2O5在水中的溶解。(4)Na2S2O5分解生成Na2SO3和SO2，Na2SO3易被氧化生成Na2SO4。

1.(2018·徐州市高三考前模拟检测)己二酸是合成尼龙－66的主要原料之一。实验室合成己二酸的原理、有关数据如下：

物质
密度(20 ℃)
熔点
沸点
溶解性
环己醇
0.962 g·cm－3
25.9 ℃
160.8 ℃
20 ℃时，在水中溶解度为3.6 g，可混溶于乙醇、苯
己二酸
1.360 g·cm－3
152 ℃
337.5 ℃
在水中的溶解度：15 ℃时1.44 g，25 ℃时2.3 g。易溶于乙醇，不溶于苯

步骤Ⅰ：在如图装置的三颈烧瓶中加入16 mL 50%的硝酸，再加入1～2粒沸石，滴液漏斗中盛放有5.4 mL环己醇。

步骤Ⅱ：水浴加热三颈烧瓶至50 ℃左右，移去水浴，缓慢滴加5～6滴环己醇，摇动三颈烧瓶，观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩下的环己醇，维持反应温度在60～65 ℃之间。
步骤Ⅲ：当环己醇全部加入后，将混合物用80～90 ℃水浴加热约10 min(注意控制温度)，直至无红棕色气体生成为止。
步骤Ⅳ：趁热将反应液倒入烧杯中，放入冰水浴中冷却，析出晶体后抽滤、洗涤、干燥、称重。
请回答下列问题：
(1)装置b的名称为________；滴液漏斗的细支管a的作用是____________________________
____________________________________________。
(2)NaOH溶液的作用为__________________________________________________________；
实验中，先将温度由室温升至50 ℃左右，再慢慢控制在60～65 ℃之间，最后控制在80～90 ℃，目的是____________________________________________________________。
(3)抽滤操作结束时先后进行的操作是______________________________________________。
(4)为了除去可能的杂质和减少产品损失，可分别用冰水或________洗涤晶体。
答案　(1)球形冷凝管　平衡滴液漏斗与三颈烧瓶内的气压，使环己醇能够顺利流下　(2)吸收NO2和NO　减少硝酸的分解　(3)先断开吸滤瓶与抽气泵的连接，后关闭抽气泵　(4)苯
解析　(1)装置图中仪器b为球形冷凝管，滴液漏斗的细支管a的作用是平衡滴液漏斗与三颈烧瓶内压强，便于环己醇顺利流下。(2)NaOH溶液的作用是吸收NO2和NO，防止污染空气，由于硝酸易分解，实验中，先将温度由室温升至50 ℃左右，再慢慢控制在60～65 ℃之间，最后控制在80～90 ℃。(4)因己二酸的溶解度随温度变化较大，先用冰水洗涤，有利于结晶析出，因为己二酸不溶于苯，而环己醇易溶于苯，要减小因洗涤导致的损失，可以用苯洗涤。
2.(2018·南京高三一模)实验室用镁还原硝基苯制取反式偶氮苯。实验原理如下：
2＋4Mg＋8CH3OH―→＋4Mg(OCH3)2＋4H2O
已知：①Mg(OCH3)2在水中极易水解。
②反式偶氮苯产品在紫外线照射后部分转化为顺式偶氮苯。
(1)在反应装置中，加入原料及溶剂，搅拌下加热回流。反应加入的镁条应用砂纸打磨干净的原因是________________________________________________________________________。
(2)反应结束后将反应液倒入冰水中，用乙酸中和至中性，即有反式偶氮苯粗产品析出，抽滤，滤渣用95%乙醇水溶液重结晶提纯。
①为了得到较大颗粒的晶体，加入乙酸时需要________(填“缓慢加入”或“快速加入”)。
②烧杯中的反式偶氮苯转入布氏漏斗时，杯壁上往往还粘有少量晶体，需选用液体将杯壁上的晶体冲洗下来后转入布氏漏斗，下列液体最合适的是____________________。
A.冰水 B.饱和NaCl溶液
C.95%乙醇水溶液 D.滤液
③抽滤完毕，应先断开________________之间的橡皮管，以防倒吸。
④重结晶操作包括“加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥”。上述重结晶过程中的________操作除去了不溶性杂质。
(3)薄层色谱分析中，极性弱的物质在溶剂中扩散更快。某同学采用薄层色谱分析所得偶氮苯，实验开始时和展开后的斑点如图所示，则反式偶氮苯比顺式偶氮苯的分子极性________(填“强”或“弱”)。

答案　(1)除去镁条表面的氧化物
(2)①缓慢加入　②D　③抽气泵和安全瓶　④趁热过滤
(3)弱
解析　(1)反应加入的镁条应用砂纸打磨干净的原因是除去镁条表面的氧化物。(2)①结晶速度慢可得到较大颗粒的晶体，故应缓慢加入乙酸。②因为滤液是饱和溶液，冲洗时不会使晶体溶解，同时又不会带入杂质，故答案为D。③抽滤完毕，应先断开抽气泵和安全瓶。④趁热过滤可以除去不溶性杂质，冷却结晶、抽滤可以除去可溶性杂质。(3)极性弱的物质，在溶剂中扩散更快，根据图可知展开后顺式偶氮苯较多，扩散较慢，则反式偶氮苯比顺式偶氮苯的分子极性弱。
3.(2018·苏州高三三模)无患子皂苷是化妆品及生物洗涤剂的良好原料。从无患子果皮中提取无患子皂苷的实验步骤如下：
步骤1：连接如图Ⅰ所示的装置(固定及加热类仪器省略)，将20 g无患子果皮置于索氏提取管中，圆底烧瓶中加入一定量80%的酒精，保持在90 ℃加热4小时。
步骤2：将图Ⅰ装置中的提取液减压过滤，除去无患子果皮残渣。并将所得滤液蒸馏，乙醇完全蒸出后得到固体粗提物。
步骤3：用正丁醇反复萃取固体粗提物，合并萃取液，并将所得萃取液蒸馏，正丁醇完全蒸出后得到固体无患子皂苷样品。
步骤4：将无患子皂苷样品真空干燥。

(1)步骤1实验装置中冷凝管的作用是______________。保持在90 ℃加热所需用到的玻璃仪器除酒精灯外，还有________________。
(2)图Ⅱ所示的减压过滤装置存在的问题是___________________、______________________。
若过滤时发现有大量滤渣掉落，可能的原因是_________________________________。
(3)步骤4中采用真空干燥而不直接烘干的原因可能是____________________________。
(4)实验中可以循环利用的物质是_________________________________________________。
答案　(1)将乙醇冷凝回流　烧杯、温度计
(2)布氏漏斗下端的斜切面应正对支管　安全瓶中导管应左短右长　滤纸损坏(或滤纸未贴紧漏斗底部)
(3)加快干燥的速度、防止无患子皂苷在高温下分解、防止无患子皂苷被氧化(答案合理即可)
(4)乙醇、正丁醇
解析　(1)步骤1实验装置中冷凝管的作用是将乙醇冷凝回流，提高原料的利用率；保持在90 ℃加热，要用水浴加热，所需用到的玻璃仪器除酒精灯外，还有烧杯、温度计。(2)图Ⅱ所示的减压过滤装置存在的问题是布氏漏斗下端的斜切面应正对支管，减小抽滤时气体流动的阻力；安全瓶中导管应左短右长，否则达不到防止倒吸的作用；若过滤时发现有大量滤渣掉落，可能的原因是滤纸损坏(或滤纸未贴紧漏斗底部)，应重新过滤。(3)步骤4中采用真空干燥而不直接烘干的原因可能是加快干燥的速度、防止无患子皂苷在高温下分解、防止无患子皂苷被氧化。(4)实验中可以循环利用的物质是乙醇、正丁醇。
4.(2019·南京调研)2-叔丁基对苯二酚是一种重要的食品抗氧剂，现以对苯二酚、叔丁醇为原料，一定条件下经Freidel－Crafts 烷基化反应合成。原理如下：

步骤Ⅰ：连接如图所示装置。
步骤Ⅱ：向三颈烧瓶中加入4.0 g 对苯二酚，15 mL 浓磷酸，15 mL甲苯，启动搅拌器，油浴加热混合液至90 ℃。从仪器a缓慢滴加 3.5 mL叔丁醇，使反应温度维持在 90～95 ℃，并继续搅拌15 min 至固体完全溶解。
步骤Ⅲ：停止搅拌，撤去热浴，趁热转移反应液至分液漏斗中，将分液后的有机层转移到三颈烧瓶中，加入 45 mL水进行水蒸气蒸馏，至无油状物蒸出为止。
步骤Ⅳ：把残留的混合物趁热抽滤，滤液静置后有白色晶体析出，最后用冷水浴充分冷却，抽滤，晶体用少量冷水洗涤两次，压紧、抽干。
(1)图中仪器a的名称为____________；仪器b的作用是_________________________。
(2)步骤Ⅱ中所加入的物质中，有一种物质是催化剂，其化学式为________。
(3)已知：叔丁醇熔点是 25～26 ℃，常温下是固体。实验时加入叔丁醇的方法是_________________________________________________________________________。
(4)制备过程应严格控制反应温度在90～95 ℃，其原因是______________________________。
(5)2-叔丁基对苯二酚粗产品久置会变红，其原因是_______________________________。
答案　(1)滴液漏斗　冷凝回流，提高原料的利用率，减少环境污染
(2)H3PO4
(3)先用热水温热熔化，并趁热从a处滴加
(4)若温度过低，则反应的速率太慢；若温度过高，则反应会有二取代或多取代的副产物生成
(5)2-叔丁基对苯二酚部分被氧化成红色的物质
解析　(1)根据图示，图中仪器a为滴液漏斗；仪器b是冷凝管，作用是冷凝回流，提高原料的利用率，减少环境污染。
(2)根据反应方程式可知，步骤Ⅱ中所加入的物质中，磷酸是催化剂。
(3)叔丁醇熔点是25～26 ℃，常温下是固体。实验时加入叔丁醇，需要先用热水温热熔化，并趁热从a处滴加。
(4)若温度过低，则反应的速率太慢；若温度过高，则反应会有二取代或多取代的副产物生成，因此制备过程应严格控制反应温度在90～95 ℃。
(5)2-叔丁基对苯二酚具有酚的性质，容易被氧气氧化，使得粗产品久置会变红。
5.氯化亚铜是重要的铜盐系列化工产品，广泛应用于石油化工、有机合成等行业。CuCl晶体呈白色，微溶于水，不溶于稀盐酸和乙醇，露置于潮湿空气中易水解氧化为绿色的[Cu 2(OH)3Cl]，见光易分解。某研究小组以CuCl2(含少量Fe2＋)粗品为原料制取CuCl，设计的合成路线如下：

已知：①在较高的盐酸浓度下，Fe3＋能溶解于甲基异丁基甲酮。
②CuCl 在溶液中存在：
CuCl(s) ＋2Cl－(aq)[CuCl3]2－(aq)。
请回答：
(1)下列叙述正确的是________。
A.CuCl2原料中含有的Fe2＋等杂质经氧化、萃取几乎都在有机相中被除去
B.加入萃取剂后，混合物转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，如图用力振荡
C.经几次振荡并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层
D.用浓盐酸洗涤分液后的有机相时，需在分液漏斗中进行
(2)上述合成路线中，SO2通入混合液的实验装置如下图所示：

①装置D的作用是________________________________________________________。
②C中反应的离子方程式为_______________________________________________________。
(3)上述合成路线中，向混合液中加入大量去氧水的目的是______________________
________________________________________________________________________。
(4)上述合成路线中，一系列操作包括：抽滤、洗涤、干燥。干燥时应注意密封、________________________________________________________________________。
(5)现称取1.200 g产品，用硫酸酸化的硫酸铁溶解，并稀释成250 mL。每次用移液管移取
25.00 mL溶液于锥形瓶中，用0.010 00 mol·L－1 KMnO4溶液滴定平均消耗24.00 mL。
①用移液管吸取25.00 mL溶液后，把溶液转移到锥形瓶中的具体操作为_________________
___________________________________________________________________________。
②产品中CuCl的纯度为________(本实验条件下，Cl－难于被MnO氧化)。
答案　(1)AD
(2)①吸收尾气，防止污染环境　②2Cu2＋＋SO2＋2H2O＋6Cl－===2[CuCl3]2－＋SO＋4H＋
(3)使平衡CuCl(s) ＋ 2Cl－(aq)[CuCl3]2－(aq)逆向移动，生成CuCl沉淀
(4)避光
(5)①将移液管垂直放入稍倾斜的锥形瓶中，使管尖与锥形瓶内壁接触，松开食指使溶液全部流出，数秒后，取出移液管　②99.50%
解析　(1)由①在较高的盐酸浓度下，Fe3＋能溶解于甲基异丁基甲酮可知，Fe2＋等杂质经氧化、萃取几乎都在有机相中被除去，故A正确；加入萃取剂后，混合物转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，用力反复倒转振荡，故B错误；经几次振荡并放气后，将分液漏斗置于铁架台上静置待液体分层，故C错误；用浓盐酸洗涤分液后的有机相时，需要分液，需在分液漏斗中进行，故D正确。
(2)①二氧化硫有毒，需要用氢氧化钠吸收尾气，装置D的作用是吸收尾气，防止污染环境。
②C中Cu2＋与SO2发生氧化还原反应生成[CuCl3]2－和SO，反应的离子方程式为2Cu2＋＋SO2＋2H2O＋6Cl－===2[CuCl3]2－＋SO＋4H＋。
(3)向混合液中加入大量去氧水减小浓度，使平衡CuCl(s)＋2Cl－(aq)[CuCl3]2－(aq)逆向移动，生成CuCl沉淀。
(4)根据题意，CuCl(s)见光易分解，干燥CuCl(s)时应注意密封、避光。
(5) ①用移液管移取25.00 mL溶液的操作是将移液管垂直放入稍倾斜的锥形瓶中，使管尖与锥形瓶内壁接触，松开食指使溶液全部流出，数秒后，取出移液管。
②根据关系式
5CuCl　～　 KMnO4
497.5 g 1 mol
x g 0.010 00 mol·L－1×0.024 L
x＝0.119 4
CuCl的纯度为×100%＝99.50%。
6.某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.50%的ZnS和12.8%的CuS及少量的Fe3O4。某同学用15.0 g该废催化剂为原料，回收锌和铜。采用的实验方案如下：

已知：①ZnS与稀硫酸反应时，化合价不变；
②CuS既不溶解于稀硫酸，也不与稀硫酸反应。
回答下列问题：
(1)在下列装置中，第一次浸出必须用________(填字母，下同)，第二次浸出应选用________。第二次浸出时，加热温度不宜过高的原因是_______________________________________。

(2)滤液1中含有Fe2＋，请根据提供的试剂进行检验，则检验方法为________________________________________________________________________。
(提供的试剂：稀盐酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水)
(3)将滤液1、滤液2蒸发浓缩至_______________________________________________时，
停止加热，然后冷却结晶得到相应的粗产品。
(4)若滤渣2中含有淡黄色固体，写出第二次浸出的化学方程式：_______________________。
(5)某同学在实验完成之后，得到1.50 g CuSO4·5H2O，则铜的回收率为________。
答案　(1)D　A　温度过高H2O2易分解
(2)取少量滤液1，滴加高锰酸钾溶液，若褪色，则证明有Fe2＋
(3)溶液表面出现一层晶膜
(4)CuS＋H2O2＋H2SO4CuSO4 ＋S＋ 2H2O
(5)30.0%
解析　(1)根据题目化学工艺流程知，第一次浸出发生反应：ZnO＋H2SO4===ZnSO4＋H2O、ZnS＋H2SO4===ZnSO4＋H2S↑、Fe3O4＋4H2SO4===FeSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O。有有毒气体生成，必须用氢氧化钠溶液进行尾气处理，选D装置，第二次浸出时发生：CuS＋H2O2＋H2SO4CuSO4＋S＋2H2O，不产生有毒气体，可选用A装置；温度过高H2O2易分解，所以加热温度不宜过高。
(2)滤液1中含有Fe3＋、Fe2＋，加入的试剂只能与Fe2＋反应，所以检验滤液1中含有Fe2＋方法为取少量滤液1，滴加高锰酸钾溶液，若褪色，则证明有Fe2＋。
(3)由溶液获得结晶水合物的方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，则将滤液1、滤液2蒸发浓缩至溶液表面出现一层晶膜时，停止加热，然后冷却结晶得到相应的粗产品。
(4)废催化剂中加入稀硫酸，SiO2和CuS与稀硫酸不反应，所以滤渣1中有SiO2和CuS，淡黄色固体是硫，所以CuS与H2O2、硫酸反应生成硫酸铜、S和水，反应的化学方程式为CuS＋H2O2＋H2SO4CuSO4＋S＋2H2O。
(5)废催化剂中Cu的物质的量为15.0 g×12.8%÷96 g·mol－1＝0.02 mol,1.50 g CuSO4·5H2O中Cu的物质的量为1.50 g÷250 g·mol－1＝0.006 mol，则铜的回收率为0.006 mol÷0.02 mol×100%＝30.0%。