適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考化學一輪總復習第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在有機化學中有很廣泛的應用。試驗室制備干燥的AlCl3的裝置如下:回答下列問題:(1)確定裝置氣密性良好后,滴入濃鹽酸直至;起先點燃酒精燈。

(2)裝置A中生成Cl2的離子方程式為

。

(3)試劑X為,裝置B中長頸漏斗的作用是,

裝置I的作用是。

(4)當制備好AlCl3后,停止加熱,關閉漏斗活塞,接下來的操作是。

(5)請設計一個測定無水AlCl3產率的方案:

。

2.(2024·浙江北侖中學段考)三氯氧磷(POCl3)是一種重要的化工原料,常作為半導體摻雜劑及光導纖維原料。在試驗室利用PCl3、SO2、Cl2在60~65℃時反應制備POCl3和SOCl2,所用試驗裝置和相關物質的性質如下所示(氣體制備裝置、夾持、加熱及攪拌裝置略):相關性質如表:物質熔點/℃沸點/℃其他PCl3-93.676.1遇水猛烈水解,易與O2反應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題:(1)氯氣可由重鉻酸鉀與濃鹽酸反應制備,該反應的離子方程式為。

(2)A、B裝置中的試劑分別是、。

(3)裝置C中發(fā)生反應的化學方程式為

。

(4)反應裝置的虛線框中未畫出的儀器最好選用(填儀器名稱);裝置E的作用是

。

(5)反應結束后應接受(填操作名稱)提純POCl3產品。

(6)測定某摻雜劑中POCl3的含量(雜質不參與反應):精確稱取5.000g樣品在水解瓶中搖動至完全水解,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,用力振蕩。加入少量NH4Fe(SO4)2,用0.1000mol·L-1KSCN標準溶液滴定,消耗KSCN標準溶液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說明滴定到達終點的試驗現(xiàn)象為

。

②產品中POCl3的質量分數約為(保留三位有效數字)。

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

,

反應的離子方程式為。

Ⅱ.用下圖所示裝置進行試驗(夾持儀器已省略),制備CuCl。請回答下列問題:(1)試驗操作的先后依次是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.點燃酒精燈,加熱e.停止通入HCl,然后通入N2(2)在試驗過程中,視察到C中試紙的顏色變更是先變紅后褪色。通過C中的現(xiàn)象,確定可以證明新制氯水具有的性質有(填字母)。

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

[探究反思](4)反應結束后,取出CuCl產品進行試驗,發(fā)覺其中含有少量的CuCl2或CuO雜質,依據資料信息分析:若雜質是CuCl2,則產生的緣由是

。

若雜質是CuO,則產生的緣由是

。

4.(2024·浙江當湖高級中學段考)TiCl4是制備金屬鈦的重要中間體。某小組同學利用如下裝置在試驗室制備TiCl4(夾持裝置略去)。已知:TiCl4易揮發(fā),高溫時能與O2反應,不與HCl反應,其他相關信息如下表所示:物質熔點/℃沸點/℃密度/(g·cm-3)水溶性TiCl4-24136.41.7易水解生成白色沉淀,能溶于有機溶劑CCl4-2376.81.6難溶于水回答下列問題:(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)生反應的離子方程式為

。

(3)在通入Cl2前,先打開開關k,從側管持續(xù)通入一段時間的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,該反應的化學方程式為。

(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)利用如圖裝置測定所得TiCl4的純度:取wg產品加入燒瓶,向平安漏斗中加入適量蒸餾水,待TiCl4充分反應后,將燒瓶和漏斗中的液體一并轉入錐形瓶中,滴加幾滴0.1mol·L-1K2CrO4溶液作指示劑,用cmol·L-1AgNO3標準溶液滴定至終點,消耗標準溶液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平安漏斗在本試驗中的作用除加水外,還有

;

②滴定終點的推斷方法是

;

③產品的純度為(用含w、c和V的代數式表示)。

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)充溢整個裝置(2)ClO3-+5Cl-+6H+3H2O+3Cl(3)無水CaCl2平衡氣壓,以防發(fā)生堵塞防止J中的水蒸氣進入裝置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)精確稱取鋁粉的質量,然后稱量D、E、F、G、H的總質量,反應后再次稱量D、E、F、G、H的總質量,反應前后質量之差為參與反應的氯氣的質量,從而得到生成的無水氯化鋁的質量解析(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)充溢整個裝置,然后起先點燃酒精燈。(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為無水CaCl2,裝置B中的長頸漏斗與空氣相通,其作用是平衡氣壓,以防發(fā)生堵塞,生成的氯化鋁應當避開和水蒸氣接觸,則裝置I的作用是防止J中的水蒸氣進入裝置H。(4)當制備好AlCl3后,停止加熱,關閉漏斗活塞,為防止裝置A中接著產生氯氣,接下來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,則測定無水AlCl2.答案(1)Cr2O72-+14H++6Cl-2Cr3++3Cl2↑(2)飽和食鹽水P2O5或無水氯化鈣(3)PCl3+SO2+Cl2POCl3+SOCl2(4)(球形)冷凝管干燥SO2,通過視察產生氣泡的速率限制通入氣體的速率(5)蒸餾(6)①當最終半滴KSCN標準液滴入錐形瓶中,溶液顏色由淺黃色變?yōu)榧t色,且半分鐘內紅色不褪去②79.8%解析本題考查PCl3、SO2、Cl2在60~65℃時反應制備POCl3和SOCl2的試驗,依據題表信息,本試驗必需在無水條件下反應,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都可以通過視察產生氣泡的速率限制通入氣體的流速,D用無水CaCl2防止空氣中的水蒸氣進入,用球形冷凝管進行冷凝回流,使PCl3充分反應,提高產率。(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,能將反應物和生成物充分冷凝回流,增加產率,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,且限制產生氣泡的速率以限制反應速率,所以E的作用是干燥SO2,通過視察產生氣泡的速率限制通入氣體的流速。(5)POCl3和SOCl2的沸點不同,所以提純POCl3的操作是蒸餾。(6)①用KSCN滴定過量的硝酸銀,用NH4Fe(SO4)2作指示劑,當硝酸銀反應完后,KSCN和NH4Fe(SO4)2中的三價鐵反應,溶液顯紅色,故滴定終點的現(xiàn)象是:當最終半滴KSCN標準液滴入錐形瓶中,溶液由淺黃色變?yōu)榧t色,且半分鐘內不復原。②依據條件可知:AgNO3的總物質的量為0.4000mol·L-1×0.025L=0.01mol,KSCN的物質的量為0.1000mol·L-1×0.022L=0.0022mol,SCN-反應的Ag+為0.0022mol,Cl-反應的Ag+為0.01mol-0.0022mol=0.0078mol,Cl-的物質的量是0.0078mol,依據元素守恒則25.00mL水解液中POCl3物質的量是0.0078mol×13=0.0026mol,則5.000g樣品中POCl3物質的量是0.0026mol×250mL25.00mL=0.026mol,產品中POCl3的質量分數為0.026mol×3.答案Ⅰ.A封閉a處導氣管,打開分液漏斗旋塞,向漏斗中加蒸餾水,一段時間后,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,制備過程中,需在HCl氣流中加熱,防止生成CuO,同時為了防止產品被空氣中氧氣氧化,故先通HCl,再加熱,試驗結束時,應先停止加熱,再停止通HCl,故操作依次為a→c→d→b→e。(2)由資料知,CuCl2分解產生Cl2,Cl2遇到潮濕的石蕊試紙,與水反應生成HCl和HClO,HClO有漂白性,試紙變色后又褪色,由于試驗過程中通HCl氣體,故試紙變紅不能說明新制氯水中含有HCl,故此處選B。(3)裝置D為尾氣處理裝置,吸取Cl2,對應離子方程式為Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(4)由資料知,CuCl2在300℃以上才分解成CuCl,若產品中含有CuCl2,可能緣由是加熱時間不足或溫度偏低;若含有CuO,則可能緣由是HCl通入量不足,導致部分原料轉化為Cu2(OH)2Cl2,加熱分解產生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(4)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO(5)蒸餾(6)①液封,吸取揮發(fā)的HCl氣體②當加入最終半滴AgNO3標準溶液時,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,要求制備和收集過程無水,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,目的是除去未反應的Cl2。(1)E裝置中的試劑是濃硫酸,防止F中的水蒸氣進入D裝置中,使TiCl4水解。(3)TiCl4高溫時能與O2反應,在通入Cl2前,從側管持續(xù)通入一段時間CO2的目的是解除裝置中的空氣