硝基苯是重要的精細(xì)化工原料,是醫(yī)藥和染料的中間體,還可做有機(jī)溶劑。制備硝基苯的過程如下:①配制混酸:組裝如下圖反應(yīng)裝置。
取100 mL燒杯,用20 mL濃硫酸與濃硝酸18 mL配制混和酸,加入漏斗中。把18 mL苯加入三頸燒瓶中。
②向室溫下的苯中逐滴加入混酸,邊滴邊攪拌,混和均勻。
③在50-60℃下發(fā)生反應(yīng),直至反應(yīng)結(jié)束。
④除去混和酸后,粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和10%Na2CO3溶液洗滌,最后再用蒸餾水洗滌得到粗產(chǎn)品。
已知(1)
(2)可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下
物質(zhì) | 熔點/℃ | 沸點/℃ | 密度(20 ℃) / g·cm-3 | 溶解性 |
苯 | 5.5 | 80 | 0.88 | 微溶于水 |
硝基苯 | 5.7 | 210.9 | 1.205 | 難溶于水 |
1,3-二硝基苯 | 89 | 301 | 1.57 | 微溶于水 |
濃硝酸 | 83 | 1.4 | 易溶于水 | |
濃硫酸 | 338 | 1.84 | 易溶于水 |
(1)濃硝酸
(2)可以保持漏斗內(nèi)壓強(qiáng)與發(fā)生器內(nèi)壓強(qiáng)相等,使漏斗內(nèi)液體能順利流下
(3)冷凝管(球形冷凝管或直行冷凝管均可)
(4)上 分液
(5)取最后一次洗滌液,向溶液中加入氯化鈣,無沉淀生成,說明已洗凈。
(6) 氯化鈣
解析試題分析:(1)由于濃硫酸的密度比濃硝酸的大,當(dāng)濃硫酸遇水時放出大量的熱,所以配置混酸應(yīng)將濃硫酸加入到濃硝酸中,也就是先在燒杯中先加入濃硝酸。(2)由于在反應(yīng)的過程中不斷加熱,會產(chǎn)生大量的氣體,這對于液體的加入很不利。若采用恒壓滴液漏斗滴加,可以保持漏斗內(nèi)壓強(qiáng)與發(fā)生器內(nèi)壓強(qiáng)相等,使漏斗內(nèi)液體能順利流下。(3)在實驗的過程中苯、硝酸會因為加熱而氣化,導(dǎo)致物質(zhì)的浪費與環(huán)境污染,所以在裝置中長玻璃管可以起到冷凝、降溫使物質(zhì)回流的作用。因此可用冷凝管等冷凝裝置代替。(4)反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)生的硝基苯、1,3-二硝基苯都不溶解于水的液體,密度比酸的混合溶液小。所以反應(yīng)結(jié)束后產(chǎn)品在液體的上層,分離互不相溶的兩層液體的方法是分液。(5)對于得到的粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和10%Na2CO3溶液洗滌,最后再用蒸餾水洗滌。如果洗滌干凈,則洗滌液中不含有CO32-。所以檢驗液體已洗凈的方法是取最后一次洗滌液,向溶液中加入氯化鈣,若無沉淀生成,說明已洗凈。(6)為了得到更純凈的硝基苯,使之不含有水,可以先向液體中加入有吸水干燥作用的無水CaCl2,除去水,然后蒸餾。就得到了產(chǎn)品。
考點:考查重要的精細(xì)化工原料硝基苯的制取過程中涉及的物質(zhì)的混合、混合物的分離、物質(zhì)的洗滌、檢驗等實驗操作等知識。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
資料顯示:鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。某同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案探究反應(yīng)原理并驗證產(chǎn)物。
(1)提出假設(shè)
實驗Ⅰ:用砂紙擦去鎂條表面氧化膜,將其放入盛有適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的試管中,迅速反應(yīng),產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物,溶液由淺紅變紅。
該同學(xué)對反應(yīng)中產(chǎn)生的白色不溶物做出如下猜測:
猜測1:白色不溶物可能為________;
猜測2:白色不溶物可能為MgCO3;
猜測3:白色不溶物可能是堿式碳酸鎂[xMgCO3·yMg(OH)2]。
(2)設(shè)計定性實驗確定產(chǎn)物并驗證猜測:
實驗序號 | 實驗 | 實驗現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
實驗Ⅱ | 將實驗Ⅰ中收 集到的氣體點燃 | 能安靜燃燒、產(chǎn) 生淡藍(lán)色火焰 | 氣體成分為 __①__ |
實驗Ⅲ | 取實驗Ⅰ中的白 色不溶物,洗滌, 加入足量__②__ | __③__ | 白色不溶物可能含有MgCO3 |
實驗Ⅳ | 取實驗Ⅰ中的澄 清液,向其中加入 少量CaCl2稀溶液 | 產(chǎn)生白色沉淀 | 溶液中存在__④__ |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
阿司匹林可由水楊酸與乙酸酐作用制得。其制備原理如下:
阿司匹林(乙酰水楊酸)的鈉鹽易溶于水。阿司匹林可按如下步驟制取和純化:
步驟1:在干燥的50 mL圓底燒瓶中加入2 g水楊酸、5 mL乙酸酐和5滴濃硫酸,振蕩使水楊酸全部溶解。
步驟2:按圖所示裝置裝配好儀器,通水,在水浴上加熱回流5~10 min,控制水浴溫度在85~90 ℃。
步驟3:反應(yīng)結(jié)束后,取下反應(yīng)瓶,冷卻,再放入冰水中冷卻、結(jié)晶、抽濾、冷水洗滌2~3次,繼續(xù)抽濾得粗產(chǎn)物。
步驟4:將粗產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至150 mL燒杯中,在攪拌下加入25 mL飽和碳酸氫鈉溶液,充分?jǐn)嚢,然后過濾。
步驟5:將濾液倒入10 mL 4 mol·L-1鹽酸,攪拌,將燒杯置于冰浴中冷卻,使結(jié)晶完全。抽濾,再用冷水洗滌2~3次。
(1)步驟1濃硫酸的作用可能是________。
(2)步驟2中,冷凝管通水,水應(yīng)從________口進(jìn)(填“a”或“b”)。
(3)步驟3抽濾時,有時濾紙會穿孔,避免濾紙穿孔的措施是______________________________________________________________。
(4)步驟4發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________;過濾得到的固體為________。
(5)取幾粒步驟5獲得的晶體加入盛有5 mL水的試管中,加入1~2滴1%三氯化鐵溶液,發(fā)現(xiàn)溶液變紫色,可采用________方法,進(jìn)一步純化晶體。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
亞硝酸鈉被稱為工業(yè)鹽,在漂白、電鍍等方面應(yīng)用廣泛。以木炭、濃硝酸、水和銅為原料生成的一氧化氮與過氧化鈉反應(yīng)制備亞硝酸鈉的裝置如下圖所示(部分夾持裝置略)。
已知:室溫下,①2NO+Na2O2→2NaNO2 ②3NaNO2+3HCl→3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O;
③酸性條件下,NO或NO2–都能與MnO4–反應(yīng)生成NO3–和Mn2+
完成下列填空:
(1)寫出濃硝酸與木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(2)B中觀察到的主要現(xiàn)象是 ,D裝置的作用是 。
(3)檢驗C中產(chǎn)物有亞硝酸鈉的方法是 。
(4)經(jīng)檢驗C產(chǎn)物中除亞硝酸鈉外還含有副產(chǎn)物碳酸鈉和 ,為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物應(yīng)在B、C裝置間增加裝置E,畫出E并注明E中盛放的藥品名稱 。
(5)寫出檢驗C產(chǎn)物中是否含碳酸鈉的方法 。
(6)將1.56g過氧化鈉完全轉(zhuǎn)化成為亞硝酸鈉,理論上至少需要木炭 g。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效氧化劑、漂白劑。已知:NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO2·3H2O,高于38℃時析出晶體是NaClO2,高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl。利用下圖所示裝置制備亞氯酸鈉。
完成下列填空:
(1)裝置②中產(chǎn)生ClO2的化學(xué)方程式為 。裝置③的作用是 。
(2)從裝置④反應(yīng)后的溶液獲得NaClO2晶體的操作步驟為:
①減壓,55℃蒸發(fā)結(jié)晶;② ;③ ;④低于60℃干燥,得到成品。
(3)準(zhǔn)確稱取所得亞氯酸鈉樣品10g于燒杯中,加入適量蒸餾水和過量的碘化鉀晶體,再滴入適量的稀硫酸,充分反應(yīng)(ClO2-+ 4I-+4H+ →2H2O+2I2+Cl-)。將所得混合液配成250mL待測溶液。配制待測液需用到的定量玻璃儀器是 ;
(4)取25.00mL待測液,用2.0 mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定(I2 +2S2O32-→2I-+S4O62-),以淀粉溶液做指示劑,達(dá)到滴定終點時的現(xiàn)象為 。重復(fù)滴定2次,測得Na2S2O3溶液平均值為20.00 mL。該樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。
(5)通過分析說明裝置①在本實驗中的作用 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
某小組設(shè)計如圖裝置(部分夾持裝置已略去),以探究潮濕的Cl2與Na2CO3反應(yīng)得到固體物質(zhì)的成分。
(1)A中制取Cl2的離子方程式_______________________________________.
(2)通入一定量潮濕的Cl2反應(yīng)后,經(jīng)檢測,D中只有Cl2O一種氣體,C中只含一種氯鹽外,同時含有NaHCO3等,某同學(xué)對C中所得固體殘渣的成分進(jìn)行探究。
①提出合理假設(shè)。
假設(shè)1:存在兩種成分:NaHCO3和_____________________________;
假設(shè)2:存在三種成分:NaHCO3和_____________________________。
②設(shè)計方案,進(jìn)行實驗。寫出實驗步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。
限選實驗試劑和儀器:蒸餾水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、試管、小燒杯。
(3)已知C中有0.1 mol Cl2參加反應(yīng)。若假設(shè)一成立,可推知C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
研究性學(xué)習(xí)小組對某硫酸亞鐵晶體(FeSO4?xH2O)熱分解研究,該小組同學(xué)稱取ag硫酸亞鐵晶體樣品按圖1高溫加熱,使其完全分解,對所得產(chǎn)物進(jìn)行探究,并通過稱量裝置B質(zhì)量測出x的值。
(1)裝置B中硫酸銅粉末變藍(lán),質(zhì)量增加12.6g,說明產(chǎn)物中有水,裝置C中高錳酸鉀溶液褪色,說明產(chǎn)物中還有 。
(2)實驗中要持續(xù)通入氮氣,否則測出的x會 (填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
(3)硫酸亞鐵晶體完全分解后裝置A中還殘留紅棕色固體Fe2O3。
(4)從理論上分析得出硫酸亞鐵分解還生成另一物質(zhì)SO3,寫出FeSO4分解的化學(xué)方程式 。
(5)裝置D球形干燥管的作用 。
(6)某研究所利用SDTQ600熱分析儀對硫酸亞鐵晶體(FeSO4?xH2O)進(jìn)行熱分解,獲得相關(guān)數(shù)據(jù),繪制成固體質(zhì)量——分解溫度的關(guān)系圖如圖2,根據(jù)圖2中有關(guān)數(shù)據(jù),可計算出FeSO4?xH2O中的x= 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
Ⅰ某化學(xué)活動小組設(shè)計如下圖所示(部分夾持裝置已略去)實驗裝置,以探究潮濕的Cl2與干燥Na2CO3 固體反應(yīng)得到的固體物質(zhì)的成分。
已知:通入一定量的氯氣后,測得D中只有一種常溫下為黃紅色的氣體,其為含氯氧化物?梢源_定的是C中固體含有NaHCO3 ,且含氯的鹽只有一種,F(xiàn)對C的成分進(jìn)行猜想和探究。
(1)提出合理猜想:若已知C中有0.1molCl2恰好和10.6克Na2CO3固體完全反應(yīng)。則C中有Cl2參與反應(yīng)的化學(xué)方程式可能 。
(2)①提出合理假設(shè)。
假設(shè)1:存在兩種成分:NaHCO3和 ;
假設(shè)2:存在三種成分:NaHCO3和 、 。
②設(shè)計合理方案對C固體中的未知成分進(jìn)行探究。請寫出實驗步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論(可不填滿)。
限選實驗試劑和儀器:蒸餾水、稀HNO3、Ba(OH)2溶液、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、試管、小燒杯。
實驗步驟 | 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 |
步驟1:取少量C中固體樣品于試管中,加入足量蒸餾水,充分振蕩至固體完全溶解,然后將所得溶液分裝A、B兩支試管中。 | |
步驟2: | |
步驟3: | |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
實驗室制備氨基甲酸銨(NH2COONH4)的反應(yīng)如下:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s),該反應(yīng)在干燥條件下僅生成氨基甲酸銨,若有水存在則生成碳酸銨或碳酸氫銨。
(1)該反應(yīng)在一定條件下能夠自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)的ΔH 0。(填大于、小于或等于)
(2)寫出生成碳酸氫銨的化學(xué)方程式 。
(3)按下圖裝置進(jìn)行如下實驗:
步驟1:檢查裝置氣密性。
步驟2:在相應(yīng)儀器中裝入藥品,其中在三頸燒瓶中加入足量的氫氧化鈉固體,恒壓滴液漏斗中裝入濃氨水。
步驟3:滴加濃氨水并攪拌,調(diào)節(jié)反應(yīng)速率,在反應(yīng)器中得到產(chǎn)品
……
①干燥管中盛放的藥品是 。
②對比碳酸鹽和酸反應(yīng)制CO2,該實驗利用干冰升華產(chǎn)生CO2氣體的優(yōu)點有 。
③以恒壓滴液漏斗代替分液漏斗的目的是 。
④反應(yīng)后期隨著CO2氣流減慢,導(dǎo)致反應(yīng)物比例不當(dāng),可采取的相應(yīng)措施是 。
(4)有同學(xué)認(rèn)為該實驗裝置存在安全問題,請問可能面臨的安全問題是 。
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