【題目】實驗室合成溴苯的裝置圖及有關(guān)數(shù)據(jù)如下,按下列合成步驟回答:
苯 | 溴 | 溴苯 | |
密度/g·cm-3 | 0.88 | 3.10 | 1.50 |
沸點/℃ | 80 | 59 | 156 |
水中溶解度 | 微溶 | 微溶 | 微溶 |
(1)實驗裝置中,儀器c的名稱為__________________,作用為__________。
(2)在a中加入15 mL無水苯和少量鐵屑,在b中小心加入4.0 mL液態(tài)溴,向a中滴入幾滴溴,有白霧產(chǎn)生,是因為生成了________氣體,繼續(xù)滴加至液溴滴完。寫出a中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________。
(3)液溴滴完后,經(jīng)過下列步驟分離提純:
①向a中加入10 mL水,然后過濾除去未反應(yīng)的鐵屑;
②濾液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗滌。NaOH溶液洗滌的作用__________;
③向分出的粗溴苯中加入少量的無水氯化鈣(一種干燥劑),靜置、過濾。加入無水氯化鈣的目的是__________________。
(4)經(jīng)以上分離操作后,粗溴苯中還含有的主要雜質(zhì)為______,要進一步提純,需進行的操作方法為________。
【答案】球形冷凝管 冷凝回流 HBr 2Fe+3Br2=2FeBr3,+Br2+HBr 除去未反應(yīng)的Br2 干燥溴苯 苯 蒸餾
【解析】
本題是利用苯和液溴在三溴化鐵作催化劑的條件下,在三頸燒瓶內(nèi)發(fā)生取代反應(yīng)制備溴苯,反應(yīng)過程中為防止液溴和苯的揮發(fā),提高原料利用率,用冷凝管進行冷凝回流,同時吸收生成的HBr氣體,以防止產(chǎn)生污染;反應(yīng)后的混合物通過過濾除去多余的鐵粉,然后用氫氧化鈉溶液洗去沒有反應(yīng)的溴及生成的HBr,經(jīng)無水氯化鈣干燥后,再進行蒸餾分離提純。
(1)根據(jù)儀器結(jié)構(gòu)可知:儀器c是球形冷凝管,使用裝置的目的是使揮發(fā)的溴和苯經(jīng)冷凝后重新回到反應(yīng)容器內(nèi),提高原料利用率;
(2)苯與液溴發(fā)生取代反應(yīng)產(chǎn)生溴苯和HBr,反應(yīng)生成HBr氣體遇水蒸氣形成白霧;裝置a中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe+3Br2=2FeBr3,+Br2+HBr;
(3)溴苯提純的方法是:①先水洗,把可溶物溶解在水中,然后過濾除去未反應(yīng)的鐵屑,②加NaOH溶液,發(fā)生反應(yīng):2NaOH+Br2=NaBr+NaBrO+H2O,使未反應(yīng)的Br2變成NaBr和NaBrO進入到水中;
③加無水氯化鈣作干燥劑,所以無水氯化鈣的作用是干燥溴苯;
(4)經(jīng)上述干燥后得到的溴苯中溶有少量未反應(yīng)的苯,苯和溴苯互溶,但二者的沸點不同,相對來說苯的沸點較低,所以采用蒸餾的方法進行分離。
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【題目】已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0。請回答下列問題:
(1)從影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素分析,要有利于NH3和SO3的生成,理論上應(yīng)采取的措施是_______。實際生產(chǎn)中采取的措施是_________。
(2)在合成氨的工業(yè)生產(chǎn)中,要分離出氨,目的是__________;而合成SO3的過程中,則不需要分離出SO3,原因是____________。
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【題目】高溫下,超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu)。晶體中氧的化合價部分為0價,部分為-2價。如圖為超氧化鉀晶體的一個晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元)。則下列說法正確的是( )
A. 超氧化鉀的化學(xué)式為KO2,每個晶胞含14個K+和13個O
B. 晶體中每個K+周圍有8個O,每個O周圍有8個K+
C. 晶體中與每個K+距離最近的K+有8個
D. 晶體中0價氧原子與-2價氧原子的數(shù)目比為3∶1
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【題目】CuCl晶體呈白色,熔點為430℃,沸點為1490℃,見光分解,露置于潮濕空氣中易被氧化,難溶于水、稀鹽酸、乙醇,易溶于濃鹽酸生成H3CuCl4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuCl(s)+3HCl(aq)H3CuCl4(aq).
(1)實驗室用如圖1所示裝置制取CuCl,反應(yīng)原理為:
2Cu2++SO2+8Cl﹣+2H2O═2CuCl43﹣+SO+4H+
CuCl43﹣(aq)CuCl(s)+3Cl﹣(aq)
①裝置C的作用是_____.
②裝置B中反應(yīng)結(jié)束后,取出混合物進行如圖所示操作,得到CuCl晶體.
混合物CuCl晶體
操作ⅱ的主要目的是_____
操作ⅳ中最好選用的試劑是_____.
③實驗室保存新制CuCl晶體的方法是_____.
④欲提純某混有銅粉的CuCl晶體,請簡述實驗方案:_____.
(2)某同學(xué)利用如圖2所示裝置,測定高爐煤氣中CO、CO2、N2和O2的百分組成.
已知:
i.CuCl的鹽酸溶液能吸收CO形成Cu(CO)ClH2O.
ii.保險粉(Na2S2O4)和KOH的混合溶液能吸收氧氣.
①D、F洗氣瓶中宜盛放的試劑分別是_____、_____.
②寫出保險粉和KOH的混合溶液吸收O2的離子方程式:_____.
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【題目】一種磁性材料的磨削廢料(含鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)約21%)主要成分是鐵鎳合金,還含有銅、鈣、鎂、硅的氧化物。由該廢料制備純度較高的氫氧化鎳,工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)合金中的鎳難溶于稀硫酸,“酸溶”時除了加入稀硫酸,還要邊攪拌邊緩慢加入稀硝酸,反應(yīng)有N2生成。寫出金屬鎳溶解的離子方程式________________________。
(2)“除鐵”時H2O2的作用是____________________,為了證明添加的H2O2已足量,應(yīng)選擇的試劑是____________________(填“鐵氰化鉀”或“硫氰化鉀”)溶液。黃鈉鐵礬[NaxFey(SO4)m(OH)n]具有沉淀顆粒大、沉淀速率快、容易過濾等特點,則x∶y∶m∶n=1∶3∶2∶________。
(3)“除銅”時,反應(yīng)的離子方程式為_________________________,若用Na2S或Na2S2O3代替H2S除銅,優(yōu)點是__________________________。
(4)已知除雜過程在陶瓷容器中進行,NaF的實際用量為理論用量的1.1倍,用量不宜過大的原因是_______________________________。
(5)100kg廢料經(jīng)上述工藝制得Ni(OH)2固體的質(zhì)量為31kg,則鎳回收率的計算式為_______。
(6)鎳氫電池已成為混合動力汽車的主要電池類型,其工作原理如下:M+Ni(OH)2HM+NiOOH(式中M為儲氫合金)。寫出電池放電過程中正極的電極反應(yīng)式________。
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【題目】已知:
1.冠心平F是降血脂、降膽固醇的藥物,它的一條合成路線如下:
(1)A為一元羧酸,8.8g A與足量NaHCO3溶液反應(yīng)生成2.24L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),A的分子式為_____________________________________________。
(2)寫出符合A分子式的所有甲酸酯的結(jié)構(gòu)簡式:_____________________。
(3)B是氯代羧酸,其核磁共振氫譜有兩個峰,寫出BC的反應(yīng)方程式:
__________________________________________________________。
(4)C+EF的反應(yīng)類型為________________________。
(5)寫出A和F的結(jié)構(gòu)簡式:
A______________________; F__________________________。
(6)D的苯環(huán)上有兩種氫,它所含官能團的名稱為___________________;寫出a、b所代表的試劑:a ______________,b___________。
Ⅱ.按如下路線,由C可合成高聚物H:
(7)CG的反應(yīng)類型為_____________________。
(8)寫出GH的反應(yīng)方程式:_______________________。
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【題目】浙江大學(xué)成功研制出能在數(shù)分鐘之內(nèi)將電量充滿的Li-SOCl2電池,該電池是迄今具有最高能量比的電池其成本只有傳統(tǒng)鋰電池的一半。若電解液為LiAlCl4﹣SOCl2,電池的總反應(yīng)為:4Li+2SOCl24LiCl+S+SO2。下列說法不正確的是( )
A.放電時,負極反應(yīng)式為:Li – e- = Li+
B.若用該電池作為外接電源電鍍銅,當(dāng)陰極質(zhì)量增加64 g時,理論上將消耗14g Li
C.放電時,電解液中Li+向負極遷移
D.充電時,陽極反應(yīng)式為:4Cl﹣+S+SO2﹣4e﹣=2SOCl2
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【題目】草酸晶體的組成可表示為H2C2O4·xH2O。實驗室常用其加熱分解制取CO氣體,反應(yīng)方程式為:H2C2O4·xH2OCO↑+CO2↑+(x+1)H2O。下圖為分解草酸晶體,用干燥純凈的CO還原CuO制取Cu,并收集CO的實驗裝置(略去鐵架臺、鐵夾等支撐加持裝置),回答下列問題。
(1)實驗過程中涉及到如下操作:①點燃A處的酒精燈 ②熄滅A處的酒精燈 ③點燃D處的酒精燈 ④熄滅D處的酒精燈。點燃D處酒精燈前必須要進行的操作名稱是__________。這4步操作由先到后的順序為______________(填序號)。
(2)A裝置為加熱分解草酸的裝置,指出該裝置一處錯誤:_______________________,B和F裝置中盛放的試劑相同,其中溶質(zhì)是__________ (填化學(xué)式),E裝置的作用是__________。
(3)用酸性高錳酸鉀溶液滴定草酸晶體,求x的值。
實驗步驟:準(zhǔn)確稱取1.08g 草酸晶體,配成100mL溶液;取出20.00mL于錐形瓶中,再向瓶中加入足量稀H2SO4;用0.0500mol/L酸性高錳酸鉀溶液滴定,滴定至終點時消耗高錳酸鉀溶液16.00mL。滴定時,所發(fā)生的反應(yīng)為:2MnO4-+5H2C2O4+6H+= 10 CO2↑+2Mn2++8H2O。
①配制草酸溶液除需要膠頭滴管、燒杯,還一定需要的玻璃儀器有_____________。
②x=________。
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【題目】某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計實驗探究銅的常見化學(xué)性質(zhì),過程設(shè)計如下所示
(提出猜想)
問題1:在周期表中,銅與鋁的位置很靠近,銅不如鋁活潑,氫氧化鋁具有兩性。那么,氫氧化銅也具有兩性嗎?
問題2:鐵和銅都有變價,一般情況下,正二價鐵的穩(wěn)定性小于正三價鐵的穩(wěn)定性。那么,正一價銅的穩(wěn)定性也小于正二價銅的穩(wěn)定性嗎?
問題3:氧化銅具有氧化性,能被H2、CO還原。那么,氧化銅也能被氮的某種氣態(tài)氫化物還原嗎?
(實驗探究)
I.解決問題1
(1)需用到的藥品除1mol L-1 CuSO4溶液、稀硫酸外,還需_________(填試劑的化學(xué)式)溶液。
(2)用膽礬晶體配制1molL-1 CuSO4溶液250mL,選用的儀器除燒杯、托盤天平、藥匙、玻璃棒、膠頭滴管、量簡外,還有________(填儀器名稱)。
(3)為達到實驗?zāi)康,你認為應(yīng)進行哪些相關(guān)實驗?
實驗內(nèi)容和步驟:①_________;②_______________。
Ⅱ.解決問題2
取一定量制得的氫氧化銅固體,于坩堝中灼燒,當(dāng)溫度達到80~100℃時得到黑色固體粉末;繼續(xù)加熱至1000℃以上,黑色粉末全部變成紅色粉末氧化亞銅;取適量紅色氧化亞銅粉末于潔浄試管中,加入過量的稀硫酸(或鹽酸),得到藍色溶液,同時觀察到試管底部還有紅色固體存在。根據(jù)以上實驗現(xiàn)象回答冋題:
(1)寫出氧化亞銅與稀硫酸(或鹽酸)反應(yīng)的離子方程式:_____________。
(2)從實驗Ⅱ可得出的結(jié)論是_______________________。
Ⅲ.解決問題3
設(shè)計如下裝置(夾持裝置未畫出):
當(dāng)?shù)哪撤N氣態(tài)氫化物(X)緩緩?fù)ㄟ^灼熱的氧化銅時,觀察到氧化銅由黑色變成了紅色,無水CuSO4變成了藍色,生成物中還有一種無污染的單質(zhì)氣體Y;將X通入灼熱的CuO燃燒管完全反應(yīng)后,消耗0.01molX,測得B裝置增重0.36g,并收集到0.28g單質(zhì)氣體Y。
(1)X氣體的摩爾質(zhì)量是_________________。
(2)C裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。
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