某研究性学习小组为合成1-丁醇,查阅资料得知一条合成路线:
CO的制备原理:HCOOHCO↑+H2O,并设计出原料气的制备装置(如下图)
请填写下列空白:
(1)实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇,从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯。写出制备丙烯的化学方程式: 。
(2)若用以上装置制备干燥纯净的CO,装置中a的作用是 ,装置中b的作用是 ,c中盛装的试剂是 。
(3)制丙烯时,还产生少量SO2、CO2及水蒸气,该小组用以下试剂检验这四种气体,混合气体通过试剂的顺序是 (填序号)
①饱和Na2SO3溶液;②酸性KMnO4溶液;③石灰水;④无水CuSO4;⑤品红溶液
(4)正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品,为纯化1-丁醇,该小组查阅文献得知:①R—CHO+NaHSO3(饱和)RCH(OH)SO3Na↓;②沸点:乙醚34℃,
1-丁醇118℃,并设计出如下提纯路线:
试剂1为 ,操作2为 ,操作3为 。
(1)(CH3)2CHOHCH2=CHCH3↑+H2O;(2分)
(2)保证分液漏斗内外压强平衡,便于液体顺利流下。(2分)
作为安全瓶,防倒吸 (2分) NaOH溶液 (2分)
(3)④⑤①⑤③②(答④⑤①③②也给分)(2分)
(4)饱和NaHSO3溶液(2分) 萃取(2分) 蒸馏(2分)
解析试题分析:(1)氢气可用活泼金属锌与非氧化性酸盐酸通过置换反应制备,氧化性酸如硝酸和浓硫酸与锌反应不能产生氢气,方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;2-丙醇通过消去反应即到达丙烯,方程式为:(CH3)2CHOHCH2=CHCH3↑+H2O,故答案为:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;(CH3)2CHOHCH2=CHCH3↑+H2O;
(2)甲酸在浓硫酸的作用下通过加热脱水即生成CO,由于甲酸易挥发,产生的CO中必然会混有甲酸,所以在收集之前需要除去甲酸,可以利用NaOH溶液吸收甲酸.又因为甲酸易溶于水,所以必需防止液体倒流,即b的作用是防止倒吸,最后通过浓硫酸干燥CO.为了使产生的气体能顺利的从发生装置中排出,就必需保持压强一致,因此a的作用是保持恒压;若用以上装置制备氢气,就不再需要加热,所以此时发生装置中的玻璃仪器名称是分液漏斗和蒸馏烧瓶;氢气密度小于空气的,因此要收集干燥的氢气,就只能用向下排空气法,而不能用排水法收集;故答案为:恒压,防倒吸; NaOH溶液,浓H2SO4;分液漏斗、蒸馏烧瓶;;
(3)检验丙烯可以用酸性KMnO4溶液,检验SO2可以用酸性KMnO4溶液褪色、品红溶液或石灰水,检验CO2可以石灰水,检验水蒸气可以无水CuSO4,所以在检验这四种气体必需考虑试剂的选择和顺序.只要通过溶液,就会产生水蒸气,因此先检验水蒸气;然后检验SO2并在检验之后除去SO2,除SO2可以用饱和Na2SO3溶液,最后检验CO2和丙烯,因此顺序为④⑤①②③(或④⑤①③②),故答案为:④⑤①②③(或④⑤①③②);
(4)粗品中含有正丁醛,根据所给的信息利用饱和NaHSO3溶液形成沉淀,然后通过过滤即可除去;由于饱和NaHSO3溶液是过量的,所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇.因为1-丁醇和乙醚的沸点相差很大,因此可以利用蒸馏将其分离开.
故答案为:饱和NaHSO3溶液;过滤;萃取;蒸馏.
考点:本题考查有机物合成方案的设计,题目难度较大,综合性较强,答题时注意把握物质的分离、提纯方法,把握物质的性质的异同是解答该题的关键.
科目:高中化学 来源: 题型:实验题
(12分)氯酸钾热分解是实验室制取氧气的一种方法,某探究小组查阅资料得知,氯酸钾在不同条件下分解结果如下:
实验 | 反应体系 | 第一放热峰温度(℃) | 第二放热峰温度(℃) |
l | KC1O3 | 400(无气体放出) | 480(有少量气体放出) |
2 | KC1O3+MnO2 | 350(有大量气体放出) | |
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
将产生的气体接触湿润的淀粉碘化钾试纸 | | 假设l正确 |
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| | 假设2正确 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某研究小组在实验室中用铜粉(含铁粉5%以上)制取胆矾(CuSO4·5H2O)并检验其纯度,限选试剂:3 mol·L-1H2SO4溶液、浓硝酸、3%H2O2溶液、0.2 mol·L-1NaOH溶液、20% KSCN溶液、BaCl2溶液。有关物质溶解度如下表(单位g/100 g H2O):
温度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
CuSO4 | 14.3 | 20.7 | 28.5 | 40.0 | 55.0 | 75.4 |
Cu(NO3)2 | 81.8 | 124.8 | 163.1 | 181.8 | 207.8 | 247.3 |
实验步骤 | 预期现象 |
步骤1:除铁。将铜粉置于烧杯中,__________________ | _______________________ |
步骤2:溶解。将步骤1得到的铜粉置于烧杯中, __________________________ | _______________________ |
步骤3:结晶。将步骤2所得溶液蒸发浓缩至液面有晶膜出现,冷却至室温,过滤得粗产品 | |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
实验室用粗锌与稀硫酸反应制取氢气,利用氢气还原氧化铜来测定铜的相对原子质量。实验装置如下:
(1)在启普发生器中纯锌与稀硫酸反应过于缓慢,可采取的加快速率的措施是①适当增大硫酸的浓度,②_______________________。
(2)用纯度不高的锌(粗锌)制取氢气,反应速率快,但制得的氢气因含H2S等还原性杂质而有难闻的气味,CuSO4洗气瓶中观察到的现象是_______________,是否可以将CuSO4溶液换成浓硫酸_________(答“是”或“否”) ;理由是__________________________。
(3)有同学发现粗锌与稀硫酸反应一段时间后,锌粒表面变黑,于是收集了少量该黑色固体,验证黑色固体含铁元素的简单化学方法_________________________________________。
(4)实验中得到的数据有:小瓷皿的质量mg,小瓷皿加样品的质量n g,反应后小瓷皿加固体的质量w g,已知氧的相对原子质量为16,则铜的相对原子质量是____________(用含m、n、w的代数式表示)。
(5)某次实验中测定结果明显偏大,可能的原因是________(选填编号)。
a.未充分冷却即停止通氢气 b.氧化铜样品中含有氯化铵杂质
c.反应后固体中有少量Cu2O d.氢气不干燥有少量水分
(6)由于启普发生器药品用量较多,利用下列仪器装配一套有启普发生器功能的简易装置,你选择____________(选填编号) (支撑仪器、橡皮塞、导气管略)。
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
黄铁矿(FeS2)燃烧产生的SO2通过下列工艺过程既能制得H2SO4,又能制得H2。
(1)该过程中能循环利用的物质为 。
(2)在该过程中,使用膜反应器及时分离出HI分解产生的H2,目的是 (用平衡移动的原理解释)。
(3)某研究性学习小组欲探究SO2能否与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀,进行如下实验。已知浓硫酸的沸点为338℃,加热时酒灯火焰的温度为400℃~500℃。
①甲同学用装置I进行实验,发现BaCl2溶液中出现白色沉淀,且白色沉淀不溶于盐酸,请解释生成该白色沉淀的可能原因 (用离子方程式表示)。
②乙同学认为甲同学的装置不完善,设计了改进装置II进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检查)。
a.打开弹簧夹通入N2,一段时间后关闭弹簧夹;b.滴加一定量浓硫酸,加热A,一段时间后C中未见沉淀生成。操作a的目的是 ,装置B中的剂是 。
③丙同学取乙实验后的C中溶液少许,滴加一种无色溶液,产生不溶于盐酸的白色沉淀,丙同学滴加的试剂可能是 (填字母编号)。
a.NaOH溶液 b.H2O2溶液 c.新制氯水 d.酸性KmnO4溶液
④装置D中与导管连接的是硬质玻璃管,则装置D的作用是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
无水AlCl3是一种重要的有机合成催化剂,该物质在183℃时升华,遇潮湿空气即产生大量白雾。某中学化学兴趣小组拟利用中学常见仪器设计实验制备无水AlCl3,实验装置如下图所示。
请回答下列问题:
(1)制备实验开始时,先检查装置的气密性,接下来的操作依次是 。
a.加入MnO2粉末 b.点燃A中酒精灯 c.加入浓盐酸 d.点燃D处酒精灯
(2)写出A装置中发生反应的化学方程式: 。
(3)装置B和C中的试剂分别是 。
(4)甲同学认为F和G可以用一种仪器替代,且加入一种药品即可达到相同效果。这种药品可以是 。
(5)E中得到少量白色粉末,打开软木塞后可明显观察到锥形瓶中有白雾生成,用化学方程式表示其原因 。
(6)制备过程中随着盐酸的浓度下降,氯气的制取反应会停止。为测定残余液中盐酸的浓度,某同学量取残余液10.00mL,加水稀释到250.00mL。然后从中取出20.00mL,用0.1000mol·L-1的NaOH标准溶液进行滴定,终点时消耗NaOH溶液24.00mL。则该残余液体中盐酸的浓度为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
无水氯化铝是有机化工常用催化剂,其外观为白色固体,178℃时升华,极易潮解,遇水后会发热并产生白雾。实验室用如下装置制备少量无水氯化铝,其反应原理为: 2Al+ 6HCl(g) → 2A1Cl3 + 3H2。
完成下列填空:
(1)写出烧瓶中(B处)发生反应的化学方程式:_____________
(2)C中盛有的试剂为_____。进行实验时应先点燃_____(选填“B”或“D”)处酒精灯。
(3)用粗短导管连接D、E的目的是_______ (选填序号)。
a.防堵塞 b.防倒吸 c.平衡气压 d.冷凝回流
E瓶的作用是_______。
(4)F中盛有碱石灰,其目的是_______(选填序号)。
a.吸收HCl b.吸收Cl2 c.吸收CO2 d.吸收H2O
(5)将D中固体改为市售氯化铝(AlCl3·6H2O)也能进行无水氯化铝的制备,此时通入HCl气体的目的是_______。若实验条件控制不当,最终得到的物质是碱式氯化铝[化学式为Al2(OH)nCl(6-n)],且质量是原市售氯化铝的40%,则可推算n的值为_______。
(6)有人建议将上述装置A、B中的试剂改为浓盐酸和二氧化锰,其余装置和试剂均不变, 也能制备无水AlCl3。事实证明这样做比较危险,请简述理由_______
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科目:高中化学 来源: 题型:单选题
下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是( )
| 实验操作 | 现象 | 解释或结论 |
A | 向溶液X中先滴加稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液 | 出现白色沉淀 | 溶液X中一定含有SO42- |
B | 等体积pH=3的HA和HB两种酸分别与足量的锌反应,排水法收集气体 | HA放出的氢气多且反应速率快 | HB酸性比HA强 |
C | 在镁、铝为电极,氢氧化钠为电解质的原电池装置中 | 镁表面有气泡 | 金属活动性:Al>Mg |
D | 向1 mL 1%的NaOH溶液中加入2 mL 2%的CuSO4溶液,振荡后加入0.5 mL有机物Y加热 | 未出现砖红色沉淀 | Y中不含有醛基 |
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