適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第4章非金屬及其化合物微專題六重要含氯化合物制備探究新人教版

微專題(六)重要含氯化合物制備探究1.(2024·江蘇高三百校二聯(lián))AlCl3在有機(jī)化學(xué)中有很廣泛的應(yīng)用。試驗(yàn)室制備干燥的AlCl3的裝置如下:回答下列問(wèn)題:(1)確定裝置氣密性良好后,滴入濃鹽酸直至;起先點(diǎn)燃酒精燈。

(2)裝置A中生成Cl2的離子方程式為

。

(3)試劑X為,裝置B中長(zhǎng)頸漏斗的作用是,

裝置I的作用是。

(4)當(dāng)制備好AlCl3后,停止加熱,關(guān)閉漏斗活塞,接下來(lái)的操作是。

(5)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定無(wú)水AlCl3產(chǎn)率的方案:

。

2.(2024·浙江北侖中學(xué)段考)三氯氧磷(POCl3)是一種重要的化工原料,常作為半導(dǎo)體摻雜劑及光導(dǎo)纖維原料。在試驗(yàn)室利用PCl3、SO2、Cl2在60~65℃時(shí)反應(yīng)制備POCl3和SOCl2,所用試驗(yàn)裝置和相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)如下所示(氣體制備裝置、夾持、加熱及攪拌裝置略):相關(guān)性質(zhì)如表:物質(zhì)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃其他PCl3-93.676.1遇水猛烈水解,易與O2反應(yīng)POCl31.25105.8遇水猛烈水解,能溶于PCl3SOCl2-10578.8遇水猛烈水解,受熱易分解回答下列問(wèn)題:(1)氯氣可由重鉻酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制備,該反應(yīng)的離子方程式為。

(2)A、B裝置中的試劑分別是、。

(3)裝置C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(4)反應(yīng)裝置的虛線框中未畫(huà)出的儀器最好選用(填儀器名稱);裝置E的作用是

。

(5)反應(yīng)結(jié)束后應(yīng)接受(填操作名稱)提純POCl3產(chǎn)品。

(6)測(cè)定某摻雜劑中POCl3的含量(雜質(zhì)不參與反應(yīng)):精確稱取5.000g樣品在水解瓶中搖動(dòng)至完全水解,將水解液配成250mL溶液,取25.00mL置于錐形瓶中,加入0.4000mol·L-1的AgNO3溶液25.00mL,再加少許硝基苯防止AgCl參與后續(xù)反應(yīng),用力振蕩。加入少量NH4Fe(SO4)2,用0.1000mol·L-1KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,消耗KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液22.00mL。[已知:AgCl和AgSCN均犯難溶于水的白色固體,Ag3PO4可溶于硝酸,M(POCl3)=153.5g·mol-1]①說(shuō)明滴定到達(dá)終點(diǎn)的試驗(yàn)現(xiàn)象為

。

②產(chǎn)品中POCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為(保留三位有效數(shù)字)。

3.(2024·浙江義烏中學(xué)月考)CuCl廣泛應(yīng)用于化工和印染等行業(yè)。某探討性學(xué)習(xí)小組模擬熱分解CuCl2·2H2O制備CuCl,并進(jìn)行相關(guān)探究。[資料查閱][試驗(yàn)探究]Ⅰ.氯氣的制備試驗(yàn)室用二氧化錳和濃鹽酸制氯氣選用上述裝置(填“A”或“B”),檢驗(yàn)裝置氣密性的操作:

,

反應(yīng)的離子方程式為。

Ⅱ.用下圖所示裝置進(jìn)行試驗(yàn)(夾持儀器已省略),制備CuCl。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)試驗(yàn)操作的先后依次是a→→e(填字母)。

a.檢查裝置的氣密性后加入藥品b.熄滅酒精燈,冷卻c.在“氣體入口”處通入干燥HCld.點(diǎn)燃酒精燈,加熱e.停止通入HCl,然后通入N2(2)在試驗(yàn)過(guò)程中,視察到C中試紙的顏色變更是先變紅后褪色。通過(guò)C中的現(xiàn)象,確定可以證明新制氯水具有的性質(zhì)有(填字母)。

A.酸性 B.漂白性C.酸性、漂白性 D.前面性質(zhì)均無(wú)法證明(3)裝置D中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式是。

[探究反思](4)反應(yīng)結(jié)束后,取出CuCl產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn),發(fā)覺(jué)其中含有少量的CuCl2或CuO雜質(zhì),依據(jù)資料信息分析:若雜質(zhì)是CuCl2,則產(chǎn)生的緣由是

。

若雜質(zhì)是CuO,則產(chǎn)生的緣由是

。

4.(2024·浙江當(dāng)湖高級(jí)中學(xué)段考)TiCl4是制備金屬鈦的重要中間體。某小組同學(xué)利用如下裝置在試驗(yàn)室制備TiCl4(夾持裝置略去)。已知:TiCl4易揮發(fā),高溫時(shí)能與O2反應(yīng),不與HCl反應(yīng),其他相關(guān)信息如下表所示:物質(zhì)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃密度/(g·cm-3)水溶性TiCl4-24136.41.7易水解生成白色沉淀,能溶于有機(jī)溶劑CCl4-2376.81.6難溶于水回答下列問(wèn)題:(1)A裝置儀器b的名稱是,

E裝置中的試劑是。

(2)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。

(3)在通入Cl2前,先打開(kāi)開(kāi)關(guān)k,從側(cè)管持續(xù)通入一段時(shí)間的CO2氣體的目的是。

(4)裝置C中除生成TiCl4外,還生成一種氣態(tài)不成鹽氧化物,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(5)制得的TiCl4中常含有少量CCl4,從混合液中分別出TiCl4操作的名稱是。

(6)利用如圖裝置測(cè)定所得TiCl4的純度:取wg產(chǎn)品加入燒瓶,向平安漏斗中加入適量蒸餾水,待TiCl4充分反應(yīng)后,將燒瓶和漏斗中的液體一并轉(zhuǎn)入錐形瓶中,滴加幾滴0.1mol·L-1K2CrO4溶液作指示劑,用cmol·L-1AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL。已知:常溫下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12,Ag2CrO4呈磚紅色,TiCl4+(2+n)H2OTiO2·nH2O↓+4HCl。①平安漏斗在本試驗(yàn)中的作用除加水外,還有

;

②滴定終點(diǎn)的推斷方法是

;

③產(chǎn)品的純度為(用含w、c和V的代數(shù)式表示)。

微專題(六)重要含氯化合物制備探究1.答案(1)黃綠色氣體(或氯氣)充溢整個(gè)裝置(2)ClO3-+5Cl-+6H+3H2O+3Cl(3)無(wú)水CaCl2平衡氣壓,以防發(fā)生堵塞防止J中的水蒸氣進(jìn)入裝置H(4)將盛有碳酸鈣顆粒的玻璃管插入含有鹽酸的溶液中(5)精確稱取鋁粉的質(zhì)量,然后稱量D、E、F、G、H的總質(zhì)量,反應(yīng)后再次稱量D、E、F、G、H的總質(zhì)量,反應(yīng)前后質(zhì)量之差為參與反應(yīng)的氯氣的質(zhì)量,從而得到生成的無(wú)水氯化鋁的質(zhì)量解析(1)確定裝置氣密性良好后,由于須要排盡裝置中的空氣,防止生成氧化鋁,則滴入濃鹽酸直至黃綠色氣體(或氯氣)充溢整個(gè)裝置,然后起先點(diǎn)燃酒精燈。(2)裝置A中氯酸鉀氧化濃鹽酸生成Cl2的離子方程式為ClO3-+5Cl-+6H+3H2O+3Cl2↑。(3)裝置C干燥氯氣,則試劑X為無(wú)水CaCl2,裝置B中的長(zhǎng)頸漏斗與空氣相通,其作用是平衡氣壓,以防發(fā)生堵塞,生成的氯化鋁應(yīng)當(dāng)避開(kāi)和水蒸氣接觸,則裝置I的作用是防止J中的水蒸氣進(jìn)入裝置H。(4)當(dāng)制備好AlCl3后,停止加熱,關(guān)閉漏斗活塞,為防止裝置A中接著產(chǎn)生氯氣,接下來(lái)的操作是將盛有碳酸鈣顆粒的玻璃管插入含有鹽酸的溶液中。(5)由于生成的氯化鋁分布在D、E、F、G、H中,則測(cè)定無(wú)水AlCl2.答案(1)Cr2O72-+14H++6Cl-2Cr3++3Cl2↑(2)飽和食鹽水P2O5或無(wú)水氯化鈣(3)PCl3+SO2+Cl2POCl3+SOCl2(4)(球形)冷凝管干燥SO2,通過(guò)視察產(chǎn)生氣泡的速率限制通入氣體的速率(5)蒸餾(6)①當(dāng)最終半滴KSCN標(biāo)準(zhǔn)液滴入錐形瓶中,溶液顏色由淺黃色變?yōu)榧t色,且半分鐘內(nèi)紅色不褪去②79.8%解析本題考查PCl3、SO2、Cl2在60~65℃時(shí)反應(yīng)制備POCl3和SOCl2的試驗(yàn),依據(jù)題表信息,本試驗(yàn)必需在無(wú)水條件下反應(yīng),所以裝置A用飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫,B用P2O5或無(wú)水CaCl2除去氯氣中的水蒸氣,E用濃硫酸除去二氧化硫中的水蒸氣,且A和E都可以通過(guò)視察產(chǎn)生氣泡的速率限制通入氣體的流速,D用無(wú)水CaCl2防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入,用球形冷凝管進(jìn)行冷凝回流,使PCl3充分反應(yīng),提高產(chǎn)率。(2)A裝置用飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫,B裝置用P2O5或無(wú)水CaCl2除去氯氣中的水蒸氣,所以A、B裝置中的試劑分別是飽和食鹽水、P2O5或無(wú)水CaCl2。(3)由題意可知裝置C中二氧化硫、氯氣和三氯化磷反應(yīng)生成POCl3和SOCl2,方程式為PCl3+SO2+Cl2POCl3+SOCl2。(4)球形冷凝管與直形冷凝管最大區(qū)分是球形冷凝管接觸面積大,冷凝效果更好,能將反應(yīng)物和生成物充分冷凝回流,增加產(chǎn)率,所以虛線框中用球形冷凝管;裝置E用濃硫酸除去二氧化硫中的水蒸氣,且限制產(chǎn)生氣泡的速率以限制反應(yīng)速率,所以E的作用是干燥SO2,通過(guò)視察產(chǎn)生氣泡的速率限制通入氣體的流速。(5)POCl3和SOCl2的沸點(diǎn)不同,所以提純POCl3的操作是蒸餾。(6)①用KSCN滴定過(guò)量的硝酸銀,用NH4Fe(SO4)2作指示劑,當(dāng)硝酸銀反應(yīng)完后,KSCN和NH4Fe(SO4)2中的三價(jià)鐵反應(yīng),溶液顯紅色,故滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是:當(dāng)最終半滴KSCN標(biāo)準(zhǔn)液滴入錐形瓶中,溶液由淺黃色變?yōu)榧t色,且半分鐘內(nèi)不復(fù)原。②依據(jù)條件可知:AgNO3的總物質(zhì)的量為0.4000mol·L-1×0.025L=0.01mol,KSCN的物質(zhì)的量為0.1000mol·L-1×0.022L=0.0022mol,SCN-反應(yīng)的Ag+為0.0022mol,Cl-反應(yīng)的Ag+為0.01mol-0.0022mol=0.0078mol,Cl-的物質(zhì)的量是0.0078mol,依據(jù)元素守恒則25.00mL水解液中POCl3物質(zhì)的量是0.0078mol×13=0.0026mol,則5.000g樣品中POCl3物質(zhì)的量是0.0026mol×250mL25.00mL=0.026mol,產(chǎn)品中POCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.026mol×3.答案Ⅰ.A封閉a處導(dǎo)氣管,打開(kāi)分液漏斗旋塞,向漏斗中加蒸餾水,一段時(shí)間后,漏斗下端水不再滴落,并形成一段液柱,證明該裝置氣密性良好MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2OⅡ.(1)c→d→b(2)B(3)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O(4)加熱時(shí)間不足或溫度偏低通入HCl的量不足解析Ⅱ.(1)由所給資料信息知,制備過(guò)程中,需在HCl氣流中加熱,防止生成CuO,同時(shí)為了防止產(chǎn)品被空氣中氧氣氧化,故先通HCl,再加熱,試驗(yàn)結(jié)束時(shí),應(yīng)先停止加熱,再停止通HCl,故操作依次為a→c→d→b→e。(2)由資料知,CuCl2分解產(chǎn)生Cl2,Cl2遇到潮濕的石蕊試紙,與水反應(yīng)生成HCl和HClO,HClO有漂白性,試紙變色后又褪色,由于試驗(yàn)過(guò)程中通HCl氣體,故試紙變紅不能說(shuō)明新制氯水中含有HCl,故此處選B。(3)裝置D為尾氣處理裝置,吸取Cl2,對(duì)應(yīng)離子方程式為Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(4)由資料知,CuCl2在300℃以上才分解成CuCl,若產(chǎn)品中含有CuCl2,可能緣由是加熱時(shí)間不足或溫度偏低;若含有CuO,則可能緣由是HCl通入量不足,導(dǎo)致部分原料轉(zhuǎn)化為Cu2(OH)2Cl2,加熱分解產(chǎn)生CuO。4.答案(1)蒸餾燒瓶濃硫酸(2)2MnO4-+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H(3)解除裝置中的空氣,防止TiCl4和O2反應(yīng)(4)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO(5)蒸餾(6)①液封,吸取揮發(fā)的HCl氣體②當(dāng)加入最終半滴AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),恰好出現(xiàn)磚紅色沉淀,且半分鐘不消逝③0.19cV4解析A為制備Cl2的裝置,C、D分別為制備、收集TiCl4的裝置,因TiCl4易水解,要求制備和收集過(guò)程無(wú)水,故在C前、D后都要加干燥裝置,所以B、E中試劑為濃硫酸;F中盛放NaOH溶液,目的是除去未反應(yīng)的Cl2。(1)E裝置中的試劑是濃硫酸,防止F中的水蒸氣進(jìn)入D裝置中,使TiCl4水解。(3)TiCl4高溫時(shí)能與O2反應(yīng),在通入Cl2前,從側(cè)管持續(xù)通入一段時(shí)間CO2的目的是解除裝置中的空氣