(15分)三苯甲醇(C6H5)3C-OH是一种重要的化工原料和医药中间体。实验室合成三苯甲醇的实验装置如图所示。
已知:①过程中生成的中间物质格氏试剂易发生水解反应;
②部分相关物质的沸点如下:
物质 | 沸点/℃ |
三苯甲醇 | 380 |
乙醚 | 34.6 |
溴苯 | 156.2 |
③三苯甲醇的相对分子质量为260。
请回答下列问题:
(1)装置中玻璃仪器B的名称为 ;装有无水CaCl2的仪器A的作用是 。
(2)装置中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是 ;制取格氏试剂时要保持温度约为40℃,可以采用 加热方式。
(3)制得的三苯甲醇粗产品中含有乙醚、溴苯、氯化铵等杂质,可以设计如下提纯方案:
其中,操作①的名称是 ;洗涤液最好选用 (填字母序号)。
a.水 b.乙醚 c.乙醇 d.苯
检验产品已经洗涤干净的操作为 。
(4)纯度测定:称取2.60 g产品,配成乙醚溶液,加入足量金属钠(乙醚与钠不反应),充分反应后,测得生成的气体在标准状况下的体积为100.80 mL。则产品中三苯甲醇的质量分数为 。
(1)冷凝管(2分) 防止空气中的水蒸气进入装置,避免格氏试剂水解(2分);
(2)平衡压强,使漏斗内液体顺利滴下(2分);水浴(1分)(3)蒸馏或分馏(2分);a (1分)
取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成,则已经洗涤干净(2分)
(4)90%(3分)
【解析】
试题分析:(1)根据装置结构可知装置中玻璃仪器B的名称为冷凝管;由于过程中生成的中间物质格氏试剂易发生水解反应,而空气中含有水蒸气,所以装有无水CaCl2的仪器A的作用是防止空气中的水蒸气进入装置,避免格氏试剂水解。
(2)滴液漏斗能保持内外压强平衡,使漏斗中的液体顺利滴下,所以装置中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是平衡压强,使漏斗内液体顺利滴下;制取格氏试剂时要保持温度约为40℃,为了是溶液受热均匀,可以采用水浴加热方式。
(3)由于制得的三苯甲醇粗产品中含有乙醚、溴苯、氯化铵等杂质,所以首先是利用物质的沸点不同进行蒸馏,操作①的名称是蒸馏。三苯甲醇易溶在有机溶剂中,因此洗涤时为减少损失,洗涤液最好选用水,答案选a。由于含有氯化钙杂质,因此检验产品已经洗涤干净的操作为取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成,则已经洗涤干净。
(4)生成的气体在标准状况下的体积为100.80 mL,则氢气的物质的量是0.1008L÷22.4L/mol=0.0045mol,三苯甲醇的物质的量是0.0045mol×2=0.009mol,其质量是0.009mol×260g/mol=2.34g,所以产品中三苯甲醇的质量分数为。
考点:考查有机物制备实验方案设计与探究
科目:高中化学 来源:2014-2015学年浙江省宁波市高三一月化学试卷(解析版) 题型:选择题
在容积不变的密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2 SO3(g) △H<0。下列各图表示当其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,其中分析正确的是
A.图I表示温度对化学平衡的影响,且甲的温度较高
B.图Ⅱ表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响
C.图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
D.图Ⅳ中a、b、c三点中只有b点已经达到化学平衡状态
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年湖南省益阳市高三上学期期中考试化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列推断正确的是
A.SiO2是酸性氧化物,能与NaOH溶液反应
B.Na2O、Na2O2组成元素相同,与CO2反应产物也相同
C.CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
D.新制氯水显酸性,向其中滴加少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液呈红色
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年湖北省襄阳市高三1月调研理综化学试卷(解析版) 题型:实验题
(14分)3-丁酮酸乙酯在有机合成中用途极广,广泛用于药物合成,还用作食品的着香剂。其相对分子质量为130,常温下为无色液体,沸点181℃,受热温度超过95℃摄氏度时就会分解;易溶于水,与乙醇、乙酸乙酯等有机试剂以任意比混溶;实验室可用以乙酸乙酯和金属钠为原料制备。乙酸乙酯相对分子质量为88,常温下为无色易挥发液体,微溶于水,沸点77℃。
【反应原理】
【实验装置】
【实验步骤】
1.加热反应:向反应装置中加入32 mL(28.5g,0.32mol)乙酸乙酯、少量无水乙醇、1.6 g(0.07mol)切细的金属钠,微热回流1.5~3小时,直至金属钠消失。
2.产物后处理:冷却至室温,卸下冷凝管,将烧瓶浸在冷水浴中,在摇动下缓慢的加入32 mL 30%醋酸水溶液,使反应液分层。用分液漏斗分离出酯层。酯层用5%碳酸钠溶液洗涤,有机层放入干燥的锥形瓶中,加入无水碳酸钾至液体澄清。
3.蒸出未反应的乙酸乙酯:将反应液在常压下蒸馏至100℃。然后改用减压蒸馏,得到产品2.0g。
回答下列问题:
(1)从反应原理看,无水乙醇的作用是 。
(2)反应装置中加干燥管是为了 。两个装置中冷凝管的作用 (填“相同”或“不相同”),冷却水进水口分别为 和 (填图中的字母)。
(3)产物后处理中,滴加稀醋酸的目的是 ,稀醋酸不能加多了,原因是 。用分液漏斗分离出酯层的操作叫 。碳酸钠溶液洗涤的目的是 。加碳酸钾的目的是 。
(4)采用减压蒸馏的原因是 。
(5)本实验所得到的3-丁酮酸乙酯产率是 (填正确答案标号)。
A.10% B.22% C.19% D.40%
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年湖北省襄阳市高三1月调研理综化学试卷(解析版) 题型:选择题
化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关,下列说法正确的是
A.处理废水时加入明矾作为消毒剂可以除去水中的杂质
B.为防止中秋月饼等富脂食品氧化变质,常在包装中放入生石灰
C.金属汞一旦洒落在地面或桌面时,必须尽可能收集,并深埋处理
D.高铁车厢大部分材料采用铝合金,因铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀能力强
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年湖北省武汉市武昌区高三元月调考理综化学试卷(解析版) 题型:选择题
X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素。其形成的小分子化合物Y2X2、Z2X4、X2W2中,分子内各原子最外层电子都满足稳定结构。下列说法正确的是
A.X、Y、Z、W的原子半径的大小关系为:W > Y > Z > X
B.在Y2X2、Z2X4、X2W2的一个分子中,所含的共用电子对数相等
C.X、Y、Z、W四种元素可形成化学式为X7Y2ZW2的化合物
D.与元素Y、Z相比,元素W形成的简单氢化物最稳定,是因为其分子间存在氢键
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年河北省高三12月月考化学试卷(解析版) 题型:填空题
(共13分)I(7分)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子、Al2Cl7—和AlCl4—组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。
(1)钢制品应接电源的 极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为 。若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为 。
(2)为测定镀层厚度,用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应转移6 mol电子时,所得还原产物的物质的量为 mol。
(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有 。
a.KCl b.KClO3 c.MnO2 d.Mg
取少量铝热反应所得到的固体混合物,将其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液无明显现象, (填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是 (用离子方程式说明)。
II(6分)燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。
(4)美国Simons等科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法,其装置为用铂作为电极,加入电解质溶液中,其电池反应为 4NH3+3O2=2N2+6H2O
写出该燃料电池的正极反应式
(5)以天然气(假设杂质不参与反应)为原料的燃料电池示意图如图所示。
①放电时,负极的电极反应式为:
②假设装置中盛装100.0 mL 3.0 mol·L—1 KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下体积为8960 mL。放电完毕后,电解质溶液中各离子浓度的大小关系为:
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年河北省高三12月月考化学试卷(解析版) 题型:选择题
将BaO2放入密闭的真空容器中,反应2BaO2(s) 2BaO(s)+O2(g)达到平衡。保持温度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡,下列说法不正确的是
A.平衡常数不变 B.BaO量不变
C.氧气压强不变 D.BaO2量增加
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年北京市高一上学期期中考试化学试卷(解析版) 题型:选择题
已知:乙酸乙酯(C4H8O2)通常是无色液体,不溶于饱和碳酸钠溶液,密度小于1g·mL-1,要从饱和碳酸钠溶液与乙酸乙酯的混合物里将乙酸乙酯分离出来,试判断下列分离方法中最合理的是
A.蒸馏 B.分液 C.过滤 D.蒸发
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