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15.实验室用少量的溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如图所示:

有关数据列表如下:
    乙醇1,2-二溴乙烷    乙醚
    状态  无色液体   无色液体  无色液体
密度/g•cm-3    0.79    2.2    0.71
  沸点/℃    78.5    132    34.6
  熔点/℃    一l30    9-1l6
回答下列问题:
(1)写出该实验过程中发生的所有主要反应的化学方程式CH3CH2OH $→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O、CH2=CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br.
(2)在此制各实验中,要尽可能迅速地把反应温度170℃左右,其最主要目的是d.(填正确选项前的字母,下同)
a.引发反应   b.加快反应速度    c.防止乙醇挥发      d.减少副产物乙醚生成
(3)在装置C中应加入c,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体.
a.水        b.浓硫酸        c.氢氧化钠溶液       d.饱和碳酸氢钠溶液
(4)判断该制备反应已经结束的最简单方法是溴的颜色完全褪去(填实验现象).
(5)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在下层
(6)若产物中有少量未反应的Br2,最好用b洗涤除去.
a.水       b.氢氧化钠溶液   c.碘化钠溶液         d.乙醇
(7)若产物中有少量副产物乙醚.可用蒸馏的方法除去.
(8)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是冷却可避免溴的大量挥发;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是产品1,2-二溴乙烷的熔点(凝固点)低,过度冷却会凝固而堵塞导管.

分析 (1)三颈烧瓶A中发生反应是乙醇在浓硫酸的作用下加热到170℃产生乙烯;乙烯分子含有C=C双键,能与溴发生加成反应,D中发生乙烯与溴单质反应生成1,2-二溴乙烷;
(2)乙醇在浓硫酸140℃的条件下,发生分子内脱水生成乙醚;
(3)浓硫酸具有强氧化性,将乙醇氧化成二氧化碳,自身被还原成二氧化硫,二氧化碳;生成的酸性气体为SO2、CO2可以和氢氧化钠反应;
(4)乙烯和溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷为无色;
(5)1,2-二溴乙烷和水不互溶,1,2-二溴乙烷密度比水大;
(6)因Br2能与NaOH溶液反应,且1,2-二溴乙烷与水互不相溶,所以用氢氧化钠溶液吸收Br2,采用的仪器是分液漏斗.
(7)1,2-二溴乙烷与乙醚的沸点不同,两者均为有机物,互溶,用蒸馏的方法将它们分离;
(8)溴易挥发,冷却防止溴大量挥发;1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃),过度冷却会使其凝固而使气路堵塞.

解答 解:(1)三颈烧瓶A中发生反应是乙醇在浓硫酸的作用下发生分子内脱水制取乙烯,乙醇发生了消去反应,反应方程式为:CH3CH2OH $→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O,乙烯含有不饱和键C=C双键,能卤素单质发生加成反应,D中乙烯和溴加成生成1,2-二溴乙烷,反应为:CH2=CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br,
故答案为:CH3CH2OH $→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O、CH2=CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br;
(2)乙醇在浓硫酸140℃的条件下,发生分子内脱水生成乙醚,可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是:减少副产物乙醚生成;
故答案为:d;
(3)浓硫酸具有脱水性、吸水性和强氧化性,能氧化乙醇,CH3CH2OH+4H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4SO2↑+CO2↑+7H2O+C,可能生成的酸性气体为二氧化硫、二氧化碳,二氧化碳在水中溶解度小,高锰酸钾不能吸收二氧化碳,浓硫酸既不能吸收二氧化碳,也不能吸收二氧化硫,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O,
故答案为:c;
(4)乙烯和溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷为无色,D中溴颜色完全褪去说明反应已经结束,
故答案为:溴的颜色完全褪去;
(5)1,2-二溴乙烷和水不互溶,1,2-二溴乙烷密度比水大,有机层在下层,
故答案为:下;
(6)a.溴更易溶液1,2-二溴乙烷,用水无法除去溴,故a错误;
b.常温下Br2和氢氧化钠发生反应:2NaOH+Br2═NaBr+NaBrO+H2O,再分液除去,故b正确;
c.NaI与溴反应生成碘,碘与1,2-二溴乙烷互溶,不能分离,故c错误;
d.酒精与1,2-二溴乙烷互溶,不能除去混有的溴,故d错误,
故答案为:b.
(7)1,2-二溴乙烷与乙醚的沸点不同,两者均为有机物,互溶,用蒸馏的方法将它们分离,
故答案为:蒸馏;
(8)溴在常温下,易挥发,乙烯与溴反应时放热,溴更易挥发,冷却可避免溴的大量挥发,但1,2-二溴乙烷的凝固点9℃较低,不能过度冷却,过度冷却会使其凝固而使气路堵塞,导致B中长导管内液面上升,
故答案为:冷却可避免溴的大量挥发;产品1,2-二溴乙烷的熔点(凝固点)低,过度冷却会凝固而堵塞导管.

点评 本题考查制备实验方案的设计,为高频考点,把握制备实验原理、混合物分离提纯实验等为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,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:解答题

5.新型纳米材料a-Fe粉末具有超强磁性,可用作高密度磁记录的介质和高效催化剂等.某校化学小组学生利用如图所示装置进行探究实验,已知该校实验室的酒精灯火焰的温度约为500℃.
【查阅资料】在不同温度下,a-Fe粉末与水蒸气反应的固体产物不同;温度低于570℃时,生成FeO,高于570℃时,生成Fe3O4
【探究一】
(1)甲同学用如左图装置进行a-Fe粉末与水蒸气的反应,湿棉花的作用是提供水蒸气作为反应物;写出该反应的化学方程式:Fe+H2O(g)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+H2
【探究二】
乙同学用如右图装置进行a-Fe粉末与水蒸气反应并验证产物.
(2)实验前必须对整套装置进行的操作是检查气密性;试管a中的物质是水
(3)水槽中的试管里收集的气体是氢气;如果要点燃该气体,必须进行的操作是验纯;
【探究三】乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分,进行了下列实验:
实验步骤实验操作实验现象
取少量反应后的黑色粉末X,加入少量盐酸,微热黑色粉末逐渐溶解,溶液呈浅绿色;产生少量气泡
向实验I中得到的溶液滴加2滴KSCN溶液,振荡溶液没有出现红色
(4)实验现象不能确定是否存在Fe3O4,主要原因是2Fe3++Fe=3Fe2+(用离子方程式表示).
【探究反思】
(5)乙同学称取5.60gFe粉,用右图的装置反应一段时候后,停止加热.在干燥器中冷却后,称得6.88g.取冷却后的固体物质与足量FeCl3溶液充分反应,测定消耗FeCl3物质的量,最终确定产物的成分.若此装置中Fe粉与水蒸气反应的产物为Fe3O4,则消耗FeCl3的物质的量应为0.08mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

6.小明在做“研究温度对反应速率的影响”实验时,他取了两只试管,均加入4mL 0.01mol/L的KMnO4酸性溶液和2mL 0.1mol/L  H2C2O4(乙二酸,又名草酸,是二元弱酸)溶液,振荡,A试管置于热水中,B试管置于凉水中,记录溶液褪色所需的时间.
①需要用硫酸来酸化KMnO4溶液(填字母)A.硫酸  B.盐酸  C.硝酸
褪色所需时间tA<tB(填“>”、“=”或“<”).
②写出该反应的离子方程式5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O.
(2)实验室有瓶混有泥沙的乙二酸样品,小明利用这个反应的原理来测定其含量,具体操作为:
①配制250mL溶液:准确称量5.0g乙二酸样品,配成250mL溶液.
②滴定:准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中,加少量酸酸化,将0.1000mol/LKMnO4溶液装入酸式(填“酸式”或“碱式”)滴定管,进行滴定操作.
当反应中生成的锰离子具有催化作用,所以随后褪色会加快,当滴入最后一滴高锰酸钾溶液,锥形瓶内的颜色恰好变成紫红色且半分钟不变化,证明达到滴定终点.
③计算:再重复上述操作2次,记录实验数据如下:
序号滴定前读数(mL)滴定后读数(mL)
10.0020.10
21.0020.90
30.0021.10
已知H2C2O4的相对分子质量为90,则此样品的纯度为90.00%.
④误差分析:下列操作会导致测定结果偏高的是ACD.
A.未用标准浓度的酸性KMnO4溶液润洗滴定管
B.滴定前锥形瓶有少量水
C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
D.不小心将少量酸性KMnO4溶液滴在锥形瓶外
E.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

3.现代传感信息技术在化学实验中有广泛的应用.

某小组用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理(图1).
(1)关闭a,将吸有2mL水的胶头滴管塞紧颈口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈瓶内气压变化曲线(图2).图2中D点时喷泉最剧烈.
(2)从三颈瓶中量取25.00mL氨水至锥形瓶中,加入甲基橙做指示剂;用0.0500mol•L-1HCl滴定.终点时溶液颜色由黄色变为橙色,用pH计采集数据、电脑绘制滴定曲线如图3.
(3)据图,计算氨水的浓度为0.0450mol•L-1;比较当VHCI=17.50ml时溶液中离子浓度大小关系c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+).
(4)关于该滴定实验的说法中,正确的是BCD.
A.锥形瓶中有少量蒸馏水导致测定结果偏低
B.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失测得氨水的浓度偏高
C.酸式滴定管未用盐酸润洗会导致测得氨水的浓度偏高
D.滴定终点时俯视读数会导致测得氨水的浓度偏低.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

10.某学生中和滴定实验的过程如下:(1)取一支碱式滴定管;(2)用蒸馏水洗净;(3)即加入待测的NaOH溶液;(4)记录液面刻度读数;(5)用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液;(6)置于未经标准酸液润洗的洁净的锥形瓶中;(7)加入适量蒸馏水;(8)加入酚酞试液两滴;(9)滴定时,边滴边振荡;(10)边注视滴定管内液面的变化;(11)当小心滴到溶液由无色变为粉红色时,即停止滴定;(12)记录液面刻度读数;(13)根据滴定管的两次读数得出NaOH溶液体积为22mL,指出上述实验过程中错误之处(用序号表示)(3)、(10)、(11)、(13).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.我国的“神舟”系列宇宙飞船不仅在太空首次实现手动交会对接,还实现宇航员在“天宫一号”内的实验操作.“神舟”系列火箭用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料,四氧化二氮做氧化剂,生成水、氮气和二氧化碳.
①写出反应的化学方程式C2H8N2+2N2O4$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$3N2+2CO2+4H2O;
②该反应是放热反应(填“放热”或“吸热”),反应物的总能量大于生成物的总能量(填“大于”“小于”或“等于”)

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯.有关物质的相关数据如下表:
化合物相对分
子质量
密度
/(g•cm-3
沸点/℃溶解度
/(g/100g水)
正丁醇740.80118.09
冰醋酸601.045118.1互溶
乙酸正丁酯1160.882126.10.7
操作如下:
①在50mL圆底烧瓶中,加入18.5mL正丁醇和13.4mL冰醋酸,3~4滴浓硫酸,投入沸石.安装分水器(作用:实验过程中不断分离除去反应生成的水)及回流冷凝管.
②将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中,水洗,10% Na2CO3洗涤,再水洗,最后转移至锥形瓶,干燥.
③将干燥后的乙酸正丁酯滤入烧瓶中,常压蒸馏,收集馏分,得15.1g乙酸正丁酯.
请回答有关问题:
(1)冷水应该从冷凝管a(填“a”或“b”)端管口通入.
(2)进行分液操作时,使用的漏斗是C(填选项).

(3)仪器A中乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯的化学方程为CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O.
(4)步骤①“不断分离除去反应生成的水”的目的是使用分水器分离出水,使平衡正向移动,提高反应产率.
(5)步骤②中用10% Na2CO3溶液洗涤有机层,该步操作的目的是除去产品中含有的乙酸等杂质.
(6)乙酸正丁酯的产率为65%.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.请根据化学学科中的基本理论,回答下列问题:

(1)纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂.火法还原CuO可制得Cu2O.已知:1克C(s)燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ;Cu2O(s)与O2(g)反应的能量变化如图1所示;请写出用足量炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式2CuO(s)+C(s)=CO(g)+Cu2O(s)△H=+35.6kJ•mol-1
(2)在加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时生成N2和H2O.该反应的化学方程式为4Cu(OH)2+N2H4=2Cu2O+N2+6H2O
(3)某兴趣小组同学以纳米级Cu2O催化光解水蒸气并探究外界条件对化学平衡的影响.
①在体积均为1L,温度分别为T1、T2的A、B两密闭容器中都加入纳米级Cu2O并通人0.1mol水蒸气,反应:2H2O(g)?2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ•mol-1经测定A、B两容器在反应过程中发生如图2所示变化,则A、B两容器反应的温度T1>T2(填“<”、“=”或“>”),该过程中A容器至少需要吸收能量16.1kJ.
②当该反应处于平衡状态时,下列既能增大反应速率,又能增大H2O(g)分解率的措施是(填序号)B.
A.向平衡混合物中充入Ar      B.升高反应的温度
C.增大反应体系的压强         D.向平衡混合物中充人O2
(4)25℃时,H2SO3?HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2mol/L,则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=1.0×10-12mol/L.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

5.有甲、乙两醋酸稀溶液,测得甲的pH=a,乙的pH=a+1.下列推断中正确的是(  )
A.物质的量浓度c(甲)=10c(乙)
B.甲中由水电离产生的H+的物质的量浓度和乙的相等
C.中和等物质的量浓度等体积的NaOH溶液需甲、乙两酸的体积V(乙)>10V(甲)
D.甲中的c(OH-)为乙中c(OH-)的10倍

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