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3.为探究苯与溴的取代反应,甲用下图装置Ⅰ进行如下实验:

将一定量的苯和溴放在烧瓶中,同时加入少量铁屑做催化剂,3~5分钟后发现滴有AgNO3的锥形瓶中有浅黄色的沉淀生成,即证明苯与溴发生了取代反应.
(1)装置Ⅰ中①的化学方程式为2Fe+3Br2═2FeBr3.②中离子方程式为Br-+Ag+═AgBr↓.
(2)①中长导管的作用是导气兼冷凝回流.
(3)烧瓶中生成的红褐色油状液滴的成分是与Br2,要想得到纯净的产物,可用NaOH溶液试剂洗涤.洗涤后分离粗产品应使用的仪器是分液漏斗.
(4)甲做实验时,乙观察到烧瓶中液体沸腾并有红棕色气体从导管中逸出,提出必须先除去红棕色气体,才能验证锥形瓶中的产物.原因是挥发出的溴蒸气也能与硝酸银溶液反应产生AgBr浅黄色沉淀.
(5)乙同学设计如图所示装置Ⅱ,并用下列某些试剂完成该实验.可选用的试剂是:苯;液溴;浓硫酸;氢氧化钠溶液;硝酸银溶液;四氯化碳.a的作用是防止倒吸安全装置.b中的试剂是苯或四氯化碳.比较两套装置,装置Ⅱ的主要优点是防止倒吸、可以控制反应进行程度.

分析 (1)溴与铁反应生成溴化铁,苯和液溴在溴化铁的催化作用下生成溴苯和溴化氢;溴离子与银离子生成了溴化银沉淀;
(2)长导管让挥发出来的溴单质冷凝,防止对产物的干扰;
(3)反应生成的溴苯和溴互溶呈红褐色油状液滴,可用NaOH溶液试剂洗涤,让反应生成溶于水的物质,再进行分液;
(4)验证先首先要除杂,否则挥发出的溴蒸气也能与硝酸银溶液反应产生AgBr浅黄色沉淀;
(5)支管是短进短出a的作用是防止倒吸安全装置;b中要除去Br2,b中试剂为苯或四氯化碳,装置Ⅱ的主要优点是①防止倒吸;②可以控制反应进行程度;③避免杂质干扰;④防止污染空气.

解答 解:(1)因溴与铁反应生成溴化铁:2Fe+3Br2 ═2FeBr3,苯和液溴在溴化铁的催化作用下生成溴苯和溴化氢:;②中反应的离子方程式为Br-+Ag+═AgBr↓,
故答案为:2Fe+3Br2═2FeBr3;Br-+Ag+═AgBr↓;
(2)反应为放热反应,长导管让挥发出来的溴单质冷凝,防止对产物的干扰,即长导管的作用为导气,冷凝回流,
故答案为:导气兼冷凝回流;
(3)反应生成的溴苯和溴互溶呈红褐色油状液滴,可用NaOH溶液试剂洗涤,让反应生成溶于水的物质,再进行分液,
故答案为:与Br2;分液漏斗;
(4)验证先首先要除杂,否则挥发出的溴蒸气也能与硝酸银溶液反应产生AgBr浅黄色沉淀,
故答案为:挥发出的溴蒸气也能与硝酸银溶液反应产生AgBr浅黄色沉淀;
(5)从图上信息可知,支管是短进短出a的作用是防止倒吸安全装置.b中要除去Br2,试剂为苯或四氯化碳.根据以上分析,装置Ⅱ的主要优点是①防止倒吸;②可以控制反应进行程度;③避免杂质干扰;④防止污染空气,
故答案为:防止倒吸安全装置;苯或四氯化碳;防止倒吸、可以控制反应进行程度.

点评 本题主要考查了苯的性质实验,为高频考点,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,掌握反应的原理、各物质的性质以及操作的方法是解题的关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

7.下列能正确表示热化学方程式中△H的含义的是(  )
A.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)═BaSO4(s)+2H2O(l)△H(中和热)
B.$\frac{1}{2}$H2SO4(浓)+NaOH(aq)═$\frac{1}{2}$Na2SO4(aq)+H2O(l)△H(中和热)
C.2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H (燃烧热)
D.CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H(燃烧热)

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是(  )
A.58.5g NaCl含有NA个分子
B.1mol N2和3mol H2充分反应,有6NA电子转移
C.标准状况下,22.4LCHCl3含有分子数为NA
D.46g NO2和N2O4混合气体含有的原子数为3NA

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.纳米ZnO在催化、医药及橡胶等新材料方面有广阔的应用前景,下面是制备纳米ZnO的相关工艺流程,试回答有关问题:

已知:Ksp[Zn(OH)2]=4.5×10-17,且Zn(OH)2具有两性.
(1)试剂A是氨水,试剂B是Ba(OH)2,步骤I生成BaSO4的离子方程式是Ba2++SO42-=BaSO4↓.
(2)步骤II中,pH应调节至c(填序号).
a.3~5        b.5       c.8~9         d.12~14
(3)步骤II中“回流”时必须用到下列仪器中的d(填序号).
a.分液漏斗   b.温度计  c.空气冷凝管  d.球形冷凝管
(4)已知,在实验室中用200mL 0.25mol/L ZnSO4溶液与50mL 8mol/L的试剂A
反应,则加入固体试剂B的质量为8.6g(计算结果保留小数点后一位).
(5)步骤II在加热回流的同时,要蒸出氨气(填物质名称),该物质可循环使用.
(6)纳米ZnO也可以用以下流程制备(其中反应②生成了两种碳的化合物).
书写相关的化学方程式①H2C2O4+ZnCl2+2H2O=ZnC2O4•2H2O+2HCl,②ZnC2O4•2H2O=ZnO+CO↑+CO2↑+2H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.工业上以软锰矿(主要成分MnO2)为原料,通过液相法生产KMnO4.即在碱性条件下用氧气氧化MnO2得到K2MnO4,分离后得到的K2MnO4,再用惰性材料为电极电解K2MnO4溶液得到KMnO4,其生产工艺简略如下:
(1)反应器中反应的化学方程式为4KOH+2MnO2+O2=2K2MnO4+2H2O.
(2)生产过程中最好使用含MnO280%以上的富矿,因为MnO2含量最低的贫矿中Al、Si的氧化物含量较高,会导致KOH消耗量偏高 (填“偏高”或“偏低”).
(3)电解槽中总的离子反应方程式为2MnO42-+2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2MnO4-+2OH-+H2↑.
(4)在传统工艺中得到K2MnO4后,向其中通入适量CO2反应生成黑色固体、KMnO4等,反应的化学反应方程式为3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2+2K2CO3
上述反应中氧化剂与还原剂的质量比为1:2.与该传统工艺相比,电解法的优势是产率更高、KOH循环利用.
(5)用高锰酸钾测定草酸结晶水合物的纯度:称草酸晶体样品0.500g溶于水配制成100ml溶液,取出20.00ml用0.0200mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定(杂质不反应),至溶液呈浅粉红色且半分钟内不褪去,消耗KMnO4溶液14.80mL,则该草酸晶体的纯度为93.2%.(结果保留3位有效数字)(已知该草酸结晶水合物H2C2O4•2H2O的相对分子质量为126)

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.某研究小组利用乳酸钙和FeCl2为原料生产乳酸亚铁([CH3CH(OH) COO]2Fe•3H2O) 和医用二水合氯化钙晶体(CaCl2•2H2O的质量分数为97.3%~99.3%),制备流程如下:

(1)实验室常用两种方案制备FeCl2,写出原子利用率为100%的反应的化学方程式Fe+2FeCl3=3FeCl2;在FeCl2溶液中需要加铁粉
(2)制备乳酸亚铁晶体是向乳酸钙溶液中加入过量的FeCl2溶液,写出该反应的化学方程式[CH3CH(OH)COO]2Ca+FeCl2+3H2O$\frac{\underline{\;60-70℃\;}}{\;}$[CH3CH(OH)COO]2Fe•3H2O↓+CaCl2
(3)操作1、操作2、操作3依次为过滤、蒸馏、蒸发浓缩、冷却结晶.
(4)向“滤液a冶中先加H2O2溶液,作用是将亚铁离子氧化为铁离子.然后再调节溶液的 pH 约为5,目的是使铁离子形成氢氧化铁沉淀而除去.
(5)向“滤液b”加盐酸的目的是调节溶液至中性或除去多余的氢氧化钙.
(6)为测定样品中CaCl2•2H2O的含量,称取0.7600g样品并配成250mL 溶液,各取该溶液 25.00mL,分别置于三个锥形瓶中,用0.05000mol•L-1AgNO3溶液进行三次滴定,消耗AgNO3溶液的平均体积为20.39mL.计算样品中CaCl2•2H2O的质量分数为98.60%.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

15.苯甲酸甲酯是重要的化工原料,某化学兴趣小组仿照实验室制乙酸乙酯的原理以苯甲酸(C6H5COOH)和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯.有关数据如表:
相对分子质量熔点/℃沸点/℃密度/(g.cm-3水溶性
苯甲酸122122.42491.2659微溶
甲醇32-9764.60.792互溶
苯甲酸甲酯136-12.3196.61.0888不溶
Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品 在圆底烧瓶中加入12.2g苯甲酸和20mL甲醇,再小心加入3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒碎瓷片,在圆底烧瓶上连接冷凝回流装置后,小心加热2小时,得苯甲酸甲酯粗产品. 回答下列问题:
(1)实验中,应选择(如图1)B(填序号)作为冷凝回流装置,该仪器的名称为球形冷凝管.
(2)使用过量甲醇的原因是甲醇沸点低,损失大;甲醇过量可以提高苯甲酸的利用率.
Ⅱ.粗产品的精制 苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等,现拟用下列流程图2进行精制.
(3)饱和碳酸钠溶液的作用是除去苯甲酸甲酯中的杂质苯甲酸,溶解甲醇,降低苯甲酸甲酯溶解度,操作a的名称为分液.
(4)由于有机层和水层的密度比较接近,兴趣小组的同学无法直接判断有机层在上层还是下层,请你设计简单易行的方案,简述实验方法,可能的现象及结论从分液漏斗下口放出少量液体,置于试管中,加入适量水,振荡、静置,若液体分层,则有机层在下层,若液体不分层,则有机层在上层.
(5)该实验中制得苯甲酸甲酯8.30g,则苯甲酸甲酯的产率为61.0%.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.H2和 I2在一定条件下能发生反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g)△H=-a kJ/mol
已知:(a、b、c均大于零) 下列说法不正确的是(  )
A.反应物的总能量高于生成物的总能量
B.断开 1 mol H-H 键和1 mol I-I键所需能量大于断开 2 mol H-I键所需能量
C.断开 2 mol H-I键所需能量约为(c+b+a) kJ
D.向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2,充分反应后放出的热量小于 2a kJ

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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

13.下列说法正确的是(  )
A.电子从3s能级跃迁到3p能级形成的光谱是发射光谱
B.白磷(P4)分子是正四面体结构,故分子中的键角为109°28′
C.NO2- 中心原子采取sp2杂化,分子空间构型为“V”形
D.原子晶体熔点不一定比金属晶体高,分子晶体熔点不一定比金属晶体低

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