正溴丁烷(CH3CH2CH2CH2Br)是一种重要的有机合成工业原料。在实验中可利用下图装置(加热或夹持装置省略)制备正溴丁烷。
制备时的化学反应方程式及有关数据如下:
NaBr+H2SO4=HBr+NaHSO4
C4H9OH+HBrC4H9Br+H2O
物质 | 相对分子质量 | 密度/g·cm-3 | 沸点/℃ | 水中溶解性 |
正丁醇 | 74 | 0.80 | 117.3 | 微溶 |
正溴丁烷 | 137 | 1.27 | 101.6 | 难溶 |
溴化氢 | 81 | --- | --- | 极易溶解 |
实验步骤:在装置A中加入2mL水,并小心加入28mL浓硫酸,混合均匀后冷却至室温。再依次加入18.5mL正丁醇和26g溴化钠,充分摇振后加入沸石,连接气体吸收装置C。将装置A置于石棉网上加热至沸腾,然后调节为小火使反应物保持平稳地回流。一段时间后停止加热,待反应液冷却后,拆去装置B,改为蒸馏装置,蒸出粗正溴丁烷。
请回答下列问题;
(1)仪器A的名称是________,仪器B的作用是________.操作中加入沸石的作用是________.
(2)装置C中盛装的液体是_______________,其作用是____________________.
(3)制备的粗产物正溴丁烷中往往含有水分、正丁醇等杂质,加入干燥剂出去水分后,再由下列操作中的___________制备纯净的正溴丁烷。
(4)若制备实验的“回流”过程中不采用“调节为小火”,仍采用大火加热回流,则会使产品产率偏_________(填“高”或“低”),试说出其中一种原因:_________________________.
(5)若最终得到13.6g纯净的正溴丁烷,则该实验的产率是_______________(保留三位有效数字)
【知识点】物质的制备综合实验 J5
【答案解析】(1)圆底烧瓶(1分) 冷却、回流(1分) 防止暴沸(1分)
(2)NaOH溶液(或其他合理答案,1分) 吸收逸出的HBr,防止其污染空气(1分)
(3)d(2分)
(4)低(1分) 大火,副反应多或产物逸出较多(合理答案即可,2分)
(5)49.6%(3分)
解析:(2)在此反应过程中生成了溴化氢气体,会对环境产生污染,故需用碱液进行吸收,装置中盛装的液体应为碱液。
(3)正溴丁烷中含有正丁醇杂质,这两种液体是相互溶解的有机物只能采用蒸馏的方法进行分离。
(4)如果采用大火加热回流时,在较高的温度下会发生很多其他的副反应,如浓硫酸在温度较高的情况下氧化性更强,可能会把乙醇等有机物氧化,正丁醇和正丁烷的沸点都比较低,易逸出等都会使产率降低。
(5)m (C4H9OH )= 18.5mL×0.80 g·cm-3=14.8g
n(C4H9OH )=0.2mol
C4H9OH+HBrC4H9Br+H2O
1mol 1mol
0.2mol 0.2mol
m (C4H9 Br )=27.4g
产率=13.6g/27.4g=49.6%
【思路点拨】本题考查了在化学实验中基本的化学实验仪器的使用,在试验中尾气吸收时吸收剂的选择,物质分离的方法,还考查到了实验误差的分析和产率的计算,本题的综合性较强。
科目:高中化学 来源: 题型:
某同学用如下图一所示的装置来探究CO2、SO2与澄清石灰水的反应,结果通入CO2可以看到先浑浊后澄清的现象,但通入SO2没有看到浑浊现象。经过思考分析后,该同学改用下图二的装置,将气体收集在注射器,缓慢地将气体一个气泡一个气泡地通入澄清石灰水中,都能看到石灰水先变浑浊再变澄清的现象,且通入SO2产生现象明显比通入CO2快。
(1)对比分析两组实验,你认为用图一装置实验时,通入SO2不能出现浑浊的原因可能是________________________________________________________________________。
(2)用图二装置实验时,以相同速率通入CO2或SO2,SO2产生浑浊、澄清的现象比CO2快的原因是_______________________________________________________________。
(3)用图一进行SO2与石灰水反应的实验时,从安全角度考虑装置应做何改进?_____________________________________________________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
化学“暖手袋”是充满过饱和醋酸钠溶液的密封塑胶袋,袋内置有一个合金片。当合金片轻微震动使溶质结晶,该过程放热。下列说法不正确的是
A. 彩色密封塑胶袋能造成白色污染
B.钠、氧化钠、氢氧化钠都能与醋酸反应得到醋酸钠
C.大多数合金比各成分金属硬度大,熔点低
D.任何物理变化和化学变化都伴随着能量的变化
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科目:高中化学 来源: 题型:
定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中,收集到气体VL(标准状况),向反应后的溶液中(存在Cu2+和SO42-)加入足量NaOH,产生蓝色沉淀,过滤,洗涤,灼烧,得到CuO12.0g,若上述气体为NO和NO2的混合物,且体积比为1﹕1,则V可能为( )
A.9.0L B.13.5L C.15.7L D.16.8L
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科目:高中化学 来源: 题型:
A是一取代芳香化合物,相对分子质量为136,分子中只含碳、氢、氧,其中氧的含量为23.5%。实验表明: A的芳环侧链上只含一个官能团;A和NaOH溶液反应后酸化可以得到E(C7H6O2)和F。
(1)A、E、F的结构简式。
(2)A和NaOH溶液反应、酸化的实验装置如下:
写出A与NaOH溶液反应的化学反应方程式 。
写出实验装置中M的名称和作用 。
(3)A有多种同分异构体,符合下列条件的结构共有 种,
①可以发生银镜反应 ②属于芳香族化合物,不具备其它环状结构
③可以与氢氧化钠溶液反应 ④不能与FeCl3发生显色反应
请写出其中核磁共振氢谱有5个吸收峰的A的结构的结构简式:
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科目:高中化学 来源: 题型:
按如图所示装置进行铁和水蒸气反应的实验。
(1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是: ;
(2)为检验生成的气体产物,需从下图选择必要的装置,其正确的连接顺序为(用接口字母表示)a— ,描述能证明气体产物的实验现象_ ;
(3)停止反应,待装置冷却后,取出反应过的铁粉混合物,加入过量的稀硫酸充分反应。过滤。简述检验所得滤液中Fe3+的操作方法: ;
(4)经检验上述滤液中不含Fe3+,这不能说明铁粉与水蒸气反应所得产物中不含+3价的铁。原因是(用化学方程式说明): ;
(5)某同学利用上述滤液制取白色的Fe(OH)2沉淀,向滤液中加入NaOH溶液后,观察到生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
①沉淀由白色变为红褐色的化学方程式是: ;
②为了得到白色的Fe(OH)2沉淀,并尽可能使沉淀长时间保持白色,有同学设计如下图所示的装置:通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是________(填序号)。
A.电源中的a为正极,b为负极 B.可以用NaCl溶液作为电解液
C.A、B两端都必须用铁作电极 D.阴极发生的反应是2H++2e-===H2↑
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科目:高中化学 来源: 题型:
亚硝酸钠被称为工业盐,在漂白、电镀等方面应用广泛。以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如下图所示(部分夹持装置略)。
已知:室温下,①2NO+Na2O2 == 2NaNO2
②3NaNO2+3HCl == 3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O;
③酸性条件下,NO或NO2– 都能与MnO4–反应生成NO3– 和Mn2+
完成下列填空:
(1)写出浓硝酸与木炭反应的化学方程式 。
(2)B中观察到的主要现象是有无色气体产生和 ,D装置的作用是 。
(3)检验C中产物有亚硝酸钠的方法是 。
(4)经检验C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠,为避免产生这些副产物应在B、C装置间增加装置,则该装置中盛放的药品名称 。
(5)将1.56g过氧化钠完全转化成为亚硝酸钠,理论上至少需要木炭 g。
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科目:高中化学 来源: 题型:
美国“海狼”潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)作载热介质,有关说法不正确的是( )
A.合金的熔点一般比组分金属低
B.铝钠合金若投入一定量的水中可得无色溶液,则n(Al)≤n(Na)
C.铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中,会有氢氧化铜沉淀也可能有铜析出
D.若m g不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中,放出的H2越多,则铝的质量分数越小
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科目:高中化学 来源: 题型:
下列混合物的除杂方法与发生反应的类型均正确的是
混合物 | 加入试剂或方法 | 反应类型 | |
A | 除去O2中的CO | 通入炽热的CuO中 | 化合反应 |
B | 除去CO2中的HCl | 通入饱和NaHCO3溶液中 | 中和反应 |
C | 除去CaCO3中的Na2CO3 | 溶解、加入BaCl2溶液 | 复分解反应 |
D | 除去NaCl中的Na2CO3 | 加入适量盐酸、蒸发 | 复分解反应 |
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