搜索
【能力展示】能力展示1．(2011·新课标Ⅰ卷)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。请回答下列问题：(1)请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为(填仪器接口的字母编号)。(2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞(请按正确的顺序填入下列步骤的字母)。A.加热反应一段时间B.收集气体并检验其纯度C.关闭分液漏斗活塞D.停止加热，充分冷却(3)实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色，该同学据此判断，上述实验确有CaH2生成。①写出CaH2与水反应的化学方程式：。②该同学的判断不正确，原因是。(4)请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象：。(5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是。〖答案〗(1)i®e，f®d，c®j(或k)，k(或j)®a(2)BADC(3)①CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑②金属钙与水反应也有类似现象(4)取适量氢化钙，在加热条件下与干燥的氧气反应，将反应气相产物通过装有无水硫酸铜的干燥管，观察到白色变为蓝色；取钙做类似实验，观察不到白色变为蓝色(5)氢化钙是固体，携带方便〖解析〗(1)钙属于极活泼的金属，极易与水反应生成氢氧化钙和氢气，而制备的氢气中会混有水蒸气和氯化氢气体，所以在与钙化合之前需要除杂和干燥，分别选用的试剂是氢氧化钠和浓硫酸；同时为防止空气中水蒸气进入，最后还需要连接干燥管，所以正确的顺序为i→e，f→d，c→j(或k)，k(或j)→a。(2)由于不纯氢气加热时可以跟氧气反应，也有可能会发生爆炸，所以应该先收集一部分气体并检验其纯度；反应结束后还需要使氢化钙在氢气的氛围中冷却，所以应该最后关闭分液漏斗活塞，因此正确的顺序为BADC。(3)氢化钙中H显-1价，极易与水反应生成氢氧化钙和氢气，化学方程式为CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑；因为金属钙与水反应也会生成氢氧化钙和氢气，同样会出现上述现象，所以该同学的判断不正确。(4)由于氢化钙中含有氢元素，因此氢化钙的燃烧产物有水，而钙的燃烧产物中无水，所以可以利用无水硫酸铜进行检验其燃烧产物中有无水鉴别。(5)氢气是气体，不方便携带；而氢化钙是固体，便于携带。2．(2012·新课标Ⅰ卷)溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：苯溴溴苯密度/g·cm-30.883.101.50沸点/℃8059156水中溶解度微溶微溶微溶按下列合成步骤回答问题：(1)在a中加入15mL无水苯和少量铁屑，在b中小心加入4.0mL液态溴。向a中滴入几滴溴，有白色烟雾产生，是因为生成了气体，继续滴加至液溴滴完，装置d的作用是。(2)液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：①向a中加入10mL水，然后除去未反应的铁屑。②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤，NaOH溶液洗涤的作用是。③向分出的粗苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。加入氯化钙的目的是。(3)经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为，要进一步提纯，下列操作中必需的是(填字母)。A.重结晶B.过滤C.蒸馏D.萃取(4)在该实验中，a的容积最适合的是(填字母)。A.25mLB.50mLC.250mLD.500mL〖答案〗(1)HBr吸收HBr和Br2(2)②除去HBr和未反应的Br2③干燥(3)苯C(4)B〖解析〗因为Cl、Br属于同一主族，所以此题应联系氯及其化合物的性质，再结合反应+Br2进行分析。(1)由HCl遇空气有白雾出现，可知HBr遇空气也有白雾出现。(2)溴苯中含有Br2、HBr、苯等杂质，所以加入氢氧化钠溶液的作用是把Br2、HBr变成易溶于水而不易溶于有机物的盐，再经水洗可除去。(3)溴苯与苯互溶且沸点相差较大，用蒸馏方法分离。(4)烧瓶作反应器时，加入液体体积不能超过其容积的12，所以选择B较合适。3．(2013·新课标Ⅰ卷)醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：+H2O可能用到的有关数据如下：相对分子质量密度/g·cm-3沸点/℃溶解性环己醇1000.9618161微溶于水环己烯820.810283难溶于水合成反应：在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1mL浓硫酸。b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90oC。分离提纯：反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g。(1)装置b的名称是。(2)加入碎瓷片的作用是；如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，应该采取的正确操作是(填字母)。A.立即补加B.冷却后补加C.不需补加D.重新配料(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为。(4)分液漏斗在使用前必须清洗干净并。在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的(填“上口倒出”或“下口倒出”)。(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是。(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有(填字母)。A.圆底烧瓶B.温度计C.吸滤瓶D.环形冷凝管E.接收器(7)本实验所得到的环己烯产率是(填字母)。A.41%B.50%C.61%D.70%〖答案〗(1)直形冷凝管(2)防止暴沸B(3)(4)检漏上口倒出(5)干燥环己烯(6)CD(7)C〖解析〗(2)加热过程中若忘了加碎瓷片，须停止加热，待反应液冷却后再打开瓶塞加入。(3)类比实验室制乙烯的反应，可以得出最可能的副反应就是醇分子间脱水生成醚。(4)分液漏斗使用前需检漏；分液时密度大的从分液漏斗的下端放出，待下层液体放完，关闭活塞，密度小的液体从上口倒出。(5)无水氯化钙是常用的干燥剂，可以除去产品中的水分。(6)在蒸馏操作中不需要吸滤瓶和环形冷凝管。(7)C6H12O~C6H101008220gm(C6H10)m(C6H10)=16.4g，环己烯产率=10g16.4g×100%=61%4．(2014·新课标Ⅰ卷)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有橡胶的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应装置示意图和有关信息如下：相对分子质量密度/g·cm-3沸点/℃水中溶解度异戊醇880.8123131微溶乙酸601.0492118溶乙酸异戊酯1300.8670142难溶实验步骤：在A中加入4.4g的异戊醇、6.0g的乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片，开始缓慢加热A，回流50min，反应液冷至室温后，倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤，分出的产物加入少量无水硫酸镁固体，静置片刻，过滤除去硫酸镁固体，进行蒸馏纯化，收集140~143℃馏分，得乙酸异戊酯3.9g。回答下列问题：(1)装置B的名称是。(2)在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是；第二次水洗的主要目的是。(3)在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后(填字母)。a.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出b.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出c.先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出d.先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出(4)本实验中加入过量乙酸的目的是。(5)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是。(6)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是(填字母)。abcd(7)本实验的产率是(填字母)。a.30%b.40%c.60%d.90%(8)在进行蒸馏操作时，若从130℃开始收集馏分，产率偏(填“高”或“低”)，原因是。〖答案〗(1)球形冷凝管(2)洗掉大部分浓硫酸和醋酸洗掉碳酸氢钠(3)d(4)提高异戊醇的转化率(5)干燥(6)b(7)c(8)高会收集到少量未反应的异戊醇〖解析〗(1)仪器B是球形冷凝管。(2)第一次水洗主要是洗去浓硫酸和过量的乙酸；饱和NaHCO3可以除去残留的乙酸，第二次水洗则主要是洗去NaHCO3。(3)乙酸异戊酯密度比水小与水分层，分液时下层必须从下口放出，待下层液体放完关闭活塞，上层液体从上口倒出，d正确。(4)由于乙酸的沸点最低，所以会有较多的乙酸挥发损耗，加入过量的乙酸能提高异戊醇的转化率。(5)无水MgSO4有较快的吸水性，且不与乙酸异戊酯反应，可以吸收水，便于下一步的蒸馏。(6)蒸馏时温度计的水银球应该放在蒸馏烧瓶的支管口处，a、d错；冷凝管应该用直形冷凝管，若用球形冷凝管，冷凝的液体不能全部流下，球形冷凝管一般用于有机物制备的回流，b正确。(7)n(乙酸)=-16.0g60gmol=0.1mol，n(异戊醇)=-14.4g88gmol=0.05mol，乙酸过量，则按异戊醇计算，理论上可以生成乙酸异戊酯6.5g，则产率为3.9g6.5g×100%=60%。(8)会使产率偏高，溶于乙酸异戊酯的异戊醇会进入到产品中。5．(2015·新课标Ⅰ卷)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1=5.4×1-20，K2=5.4×10-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。回答下列问题：(1)甲组同学按照如上图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是，由此可知草酸晶体分解的产物中有。装置B的主要作用是。(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、。装置H反应管中盛有的物质是。②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是。(3)设计实验证明：①草酸的酸性比碳酸的强：。②草酸为二元酸：。〖答案〗(1)有气泡产生，澄清石灰水变浑浊CO2冷凝(水、草酸等)，防止草酸进入C装置生成草酸钙沉淀，干扰二氧化碳的检验(2)①F、D、G、H、DCuO(氧化铜)②H中的黑色粉末变成红色，H前的装置D中的澄清石灰水不变浑浊，H后的装置D中的澄清石灰水变浑浊(3)①向1mol·L-1NaHCO3溶液中加入1mol·L-1草酸溶液，若产生大量气泡则说明草酸的酸性比碳酸强②将浓度均为0.1mol·L-1的草酸和氢氧化钠溶液等体积混合，测反应后的溶液的pH，若溶液呈酸性，则说明草酸是二元酸〖解析〗(1)根据题干信息，草酸晶体(H2C2O4·2H2O)受热脱水、升华，170℃以上分解，结合装置图中澄清石灰水，可知生成物中有CO2，实验现象是澄清石灰水变浑浊；装置B的主要作用是冷凝(水、草酸等)，防止草酸进入C装置生成草酸钙沉淀，干扰二氧化碳的检验。(2)①要检验草酸晶体分解的产物中含有CO，首先要用浓的氢氧化钠溶液除去生成的CO2，再用澄清石灰水检验二氧化碳是否除尽，利用CO的还原性以及生成的产物是CO2检验CO，装置连接的顺序是A、B、F、D、G、H、D；装置H反应管中盛有的物质是CuO(氧化铜)。②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是：H中的黑色粉末变成红色，H前的装置D中的澄清石灰水不变浑浊，H后的装置D中的澄清石灰水变浑浊。(3)①要证明草酸的酸性比碳酸的强，利用强酸制弱酸原理，向1mol·L-1NaHCO3溶液中加入1mol·L-1草酸溶液，若产生大量气泡则说明草酸的酸性比碳酸强。②要证明草酸为二元酸，只要证明草酸氢钠溶液呈酸性即可。【考题分析】年份试题知识点分值2011第28题仪器连接顺序、实验步骤、化学方程式的书写、实验评价及其设计15分2012第28题产物判断、试剂的作用、实验操作、仪器的选择14分2013第26题仪器名称、试剂的作用、实验操作、副产物的判断、仪器的选择、产率的计算14分2014第26题仪器名称、实验操作、试剂的作用、仪器的选择、产率的计算、误差分析13分2015第26题实验仪器的连接、实验现象、产物判断、装置的作用、实验设计14分【备考策略】从上表中不难看出，在全国近五年的高考中，化学综合实验研究主要考查仪器的名称、仪器的连接顺序