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4.溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如图:按下列合成步骤回答问题:
溴苯
密度/g•cm-30.883.101.50
沸点/°C8059156
水中溶解度微溶微溶[来微溶
(1)在a中加入15mL无水苯和少量铁屑.在b中小心加入4.0mL液态溴.向a中滴入几滴溴.回答下列问题:
①装置c为球形冷凝管,冷凝水的水流方向为下进上出(填“上进下出”或“下进上出”).
②写出在a中发生的化学反应方程式2Fe+3Br2=2FeBr3、、C6H6+Br2$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$C6H5Br+HBr.
③装置d中NaOH溶液的作用是吸收HBr和Br2
(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
Ⅰ向a中加入10mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
Ⅱ滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤.
Ⅲ向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤.
回答下列问题:
①纯溴苯为无色油状液体,而a中得到的粗产品呈褐色,则粗产品中溶解的主要杂质是Br2(填化学式).
②用10%的NaOH溶液洗涤的目的是除去溴苯中溶解的杂质,该杂质为Br2(填化学式).
③加入氯化钙的目的是干燥.
(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为,要进一步提纯,下列操作中必须的是C(填入正确选项前的字母).
A.重结晶     B.过滤      C.蒸馏      D.萃取
(4)在该实验中,a的容积最适合的是B(填入正确选项前的字母).
A.25mL      B.50mL     C.250mL     D.500mL.

分析 (1)①根据采用逆流的冷凝效果好判断冷凝水的水流方向;
②根据题意,a中有铁粉、液溴和苯,铁和溴 反应生成溴化铁,在溴化铁作催化剂的条件下,溴与苯反应生成溴苯;
③苯的卤代反应是放热反应,液溴易挥发,所以尾气中有HBr及挥发出的Br2,用氢氧化钠溶液吸收,防止污染大气;
(2)①根据制取溴苯的反应可知,粗产品呈褐色,主要是制得的溴苯中含有单质溴;
②单质溴能与NaOH溶液反应生成NaBr和NaBrO溶于水中,而溴苯不与NaOH溶液反应,也微溶于水,可以通过分液进行分离;
③经过水洗分液分离后得到的粗溴苯,因溴苯微溶于水,故粗溴苯中仍有少量水份,加入的氯化钙有吸水性,可综合考虑氯化钙的作用;
(3)根据分离出的粗溴苯中含有未反应的苯,分离互溶的液体,利用沸点不同,可采用蒸馏的方法进行分离;
(4)根据制取溴苯所加的液体的体积以及溶液的体积一般不超容器的$\frac{2}{3}$,不少于$\frac{1}{3}$来解答.

解答 解:(1)①根据采用逆流的冷凝效果好可知,冷凝水的水流方向为下进上出,
故答案为:下进上出;
②根据题意,a中有铁粉、液溴和苯,铁和溴 反应生成溴化铁,在溴化铁作催化剂的条件下,溴与苯反应生成溴苯,反应的方程式为2Fe+3Br2=2FeBr3、C6H6+Br2$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$ C6H5Br+HBr,
故答案为:2Fe+3Br2=2FeBr3、C6H6+Br2$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$ C6H5Br+HBr;
③苯的卤代反应是放热反应,液溴易挥发,所以尾气中有HBr及挥发出的Br2,用氢氧化钠溶液吸收,防止污染大气,所以d的作用是吸收HBr和Br2
故答案为:吸收HBr和Br2
(2)①根据制取溴苯的反应可知,粗产品呈褐色,主要是制得的溴苯中含有单质溴,
故答案为:Br2
②单质溴能与NaOH溶液反应生成NaBr和NaBrO溶于水中,而溴苯不与NaOH溶液反应,也微溶于水,可以通过分液进行分离,所以氢氧化钠的作用是洗去少量的溴,
故答案为:Br2
③经过水洗分液分离后得到的粗溴苯,因溴苯微溶于水,故粗溴苯中仍有少量水份,加入的氯化钙有吸水性,所以氯化钙的作用是干燥,
故答案为:干燥;
(3)反应后得到的溴苯中溶有少量未反应的苯,苯和溴苯互溶,但苯的沸点低,所以采用蒸馏的方法进行分离,溴苯留在母液中,
故答案为:苯;C;
(4)操作过程中,先在a中加入15mL无水苯,在b中小心加入4.0mL液态溴,最后向a中加入10mL水,共约30mL,所以a的容积最适合的是50mL,
故答案为:B.

点评 本题主要考查了溴苯的制取实验、物质的分离提纯等,清楚制备的原理是解答的关键,题目难度中等.

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科目:高中化学 来源:2017届江苏省高三上学期月考一化学试卷(解析版) 题型:选择题

在100℃时,将0.40mol二氧化氮气体充入2L密闭容器中,每隔一段时间对该容器内的得到数据如下

时间(s)

0

20

40

60

80

n(NO2)/mol

0.40

n1

0.26

n3

n4

n(N2O4)/mol

0.00

0.05

n2

0.08

0.08

下列说法中正确的是

A.反应开始20s内以二氧化氮表示的平均反应速率为0.00125mol·L-1·s-

B.80s时混合气体的颜色与60s时相同,比40s时的颜色深

C.80s时向容器中加入0.32mol氦气,同时将容器扩大为4L,则平衡将不移动

D.若起始投料为0.20molN2O4,相同条件下达平衡,则各组分含量与原平衡体系对应相等

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

15.工业上利用含有一定浓度的I2和CuSO4溶液的工业废水制备饲料添加剂Ca(IO32,其具体生产流程如下:

已知:①Ca(IO32微溶于水,可溶于硝酸; ②Ksp(CuI)=1.1×10-12,Ksp(Cu2S)=2.5×10-48
③氧化性强弱顺序为:HNO3>IO3->H2O2
(1)“还原”过程中发生的主要反应化学方程式为:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI,则此反应中每得到1mol的还原产物,转移的电子数目约为6.02×1023个.
(2)在还原过程通常伴随有CuI生成,此时再加入足量的Na2S的化学反应方程式2CuI+Na2S=Cu2S+2NaI_;充分反应后再过滤并将所得滤渣与足量的浓硝酸混合加热,此时反应的离子方程式为Cu2S+12H ++10NO3- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2++SO42-+10NO2↑+6H2O.
(3)在氧化过程中通常应先加入一定量的H2O2再加入少量的浓硝酸,而不直接加入足量的浓硝酸的目的是可以减少生成污染空气的氮的氧化物.
(4)加入的石灰乳在溶液中发生反应可得到Ca(IO32,此时需要调节溶液pH至中性而不是酸性或碱性的原因是在酸性溶液中,Ca(IO32部分溶解在硝酸;在碱性溶液中,可能会混有少量微溶的Ca(OH)2 造成产品不纯.
(5)Ca(IO32也可用电化学氧化法制取:先充分电解KI溶液,然后在电解后的溶液中加入一定量的CaCl2溶液,最后过滤得到Ca(IO32.写出电解时阳极发生的电极反应式3H2O+I--6e-=IO3-+6H+
用该方法制取Ca(IO32,每1kg碘化钾理论上可生产纯度为88.8%Ca(IO32的质量为1.32 kg(计算结果保留3位有效数字).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O,实验室可用如下装置(略去部分加持仪器)模拟生成过程.

烧瓶C中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+H2S(aq)   (Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)    (Ⅱ)
S(s)+Na2SO3(aq)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3(aq)    (Ⅲ)
(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注,若液柱高度保持不变,则整个装置气密性良好.装置D的作用是防止倒吸,装置E中为NaOH溶液.
(2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2:1.
(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择c(填序号).
a.蒸馏水                     b.饱和NaHSO3溶液
c.饱和Na2SO3溶液              d.饱和NaHCO3溶液
已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是控制滴加硫酸的速度.
(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质.利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作,现象和结论:取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层清液(或过滤,取滤液),滴入几滴BaCl2溶液,
若产生白色沉淀则说明产品中含有Na2SO4,若没有产生白色沉淀则说明产品中不含Na2SO4
已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解:S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

19.对叔丁基苯酚()工业用途广泛,可用于生产油溶性酚醛树脂、稳定剂和香料等.实验室以苯酚、叔丁基氯[(CH33CCl]等为原料制备对叔丁基苯酚.实验步骤如下:
步骤l:组装仪器,用量筒量取2.2mL叔丁基氯(过量),称取1.6g苯酚,搅拌使苯酚完全溶解,并装入滴液漏斗.
步骤2:向X中加入少量无水AlCl3固体作催化剂,打开滴液漏斗旋塞,迅速有气体放出.
步骤3:反应缓和后,向X中加入8mL水和1mL浓盐酸,即有白色固体析出.
步骤4:抽滤得到白色固体,洗涤,得到粗产物,用石油醚重结晶,得对叔丁基苯酚1.8g.
(1)仪器X的名称为三颈(口)烧瓶.
(2)步骤2中发生主要反应的化学方程式为
(3)图中倒扣漏斗的作用是防止倒吸.苯酚有腐蚀性,若其溶液沾到皮肤上可用酒精洗涤.
(4)下列仪器在使用前必须检查是否漏液的是BCD(填选项字母).
A.量筒     B.容量瓶       C.滴定管      D.分液漏斗      E.长颈漏斗
(5)本实验中,对叔丁基苯酚的产率为70.5%.(请保留三位有效数字)

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

9.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59℃,沸点为11.0℃,易溶于水.
工业上用潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得,某学生拟用左下图所示装置模拟工业制取并收集ClO2

(1)A中反应产物有K2CO3、ClO2和CO2等,请写出该反应的化学方程式:2KClO3+H2C2O4$\frac{\underline{\;60℃\;}}{\;}$K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O
(2)A必须添加温度控制装置,除酒精灯外,还需要的玻璃仪器有烧杯、温度计;B也必须添加温度控制装置,应该是冰水浴(选填“冰水浴”或“热水浴”)装置.
(3)反应后在装置C中可得NaClO2溶液.已知NaClO2饱和溶液中在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2•3H2O,在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2.根据右上图所示的NaClO2的溶解度曲线,请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2的操作步骤:
①蒸发结晶;②趁热过滤;③洗涤;④干燥.
(4)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液.为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了下列实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00mL,稀释成100.00mL试样;量取V1 mL试样加入到锥形瓶中;
步骤2:调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,静置片刻;
步骤3:加入淀粉指示剂,用c mol•L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL.(已知2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI)
①滴定过程中,至少须进行两次平行测定的原因是减小实验误差,滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色.
②原ClO2溶液的浓度为$\frac{135C{V}_{2}}{{V}_{1}}$g/L(用步骤中的字母代数式表示).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

16.CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂.一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2•6H2O的工艺流程如图1:

已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:0.01mol/L)
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2
开始沉淀2.77.67.64.07.7
完全沉淀3.79.69.25.29.8
③CoCl2•6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶水生成无水氯化钴.
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O.
(2)写出NaClO3发生反应的主要离子方程式ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时,可能会生成有毒气体,写出生成该有毒气体的离子方程式ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O.
(3)“加Na2CO3调pH至a”,过滤所得到的沉淀成分为Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)“操作1”中包含3个基本实验操作,它们依次是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤.制得的CoCl2•6H2O在烘干时需减压烘干的原因是降低烘干温度,防止产品分解.
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图2.向“滤液”中加入萃取剂的目的是除去溶液中的Mn2+;其使用的最佳pH范围是B.
A.2.0~2.5    B.3.0~3.5     C.4.0~4.5    D.5.0~5.5.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料,可用于制芯片和太阳能电池等.以下是工业上制取纯硅的一种方法.

请回答下列问题(各元素用相应的元素符号表示):
(1)在上述生产过程中,属于置换反应的有①②③(填反应代号).
(2)写出反应③的化学方程式SiHCl3+H2$\frac{\underline{\;1357K\;}}{\;}$Si+3HCl.
(3)化合物W的用途很广,通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂,可作肥皂的填充剂,是天然水的软化剂.将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1 373~1 623K反应,生成化合物W,其化学方程式是SiO2+Na2CO3$\frac{\underline{\;1373-1623K\;}}{\;}$Na2SiO3+CO2
(4)A、B、C三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是CO2(填化学式);分别通入W溶液中能得到白色沉淀的气体是CO2和HCl(填化学式).
(5)工业上合成氨的原料H2的制法是先把焦炭与水蒸气反应生成水煤气,再提纯水煤气得到纯净的H2,提纯水煤气得到纯净的H2的化学方程式为CO+H2O(g)$\frac{\underline{\;催化剂1073K\;}}{\;}$CO2+H2、CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.下列溶液中导电性最强的是(  )
A.1 L 0.1 mol/L醋酸B.0.1 L 0.1 mol/L H3PO4溶液
C.0.5 L 0.1 mol/L盐酸D.2 L 0.1 mol/L H2SO3溶液

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