【题目】某化学兴趣小组设计的制取溴苯的实验装置如下图所示:
装置A是酸式滴定管,分液漏斗中是苯和液溴的混合物,打开分液漏斗的活塞,使混合物滴在铁丝上(酸式滴定管活塞关闭)。请回答下列问题:
(1)A选用酸式滴定管而不用碱式滴定管的原因是___________________。
(2)A中反应的化学方程式是________________。
(3)垂直于A的导气管要做得长一些,是为了_________________。
(4)实验结束时,打开A下端的活塞,让反应液流入B中,充分振荡,目的是______________,反应的化学方程式是___________________。
(5)C中盛放四氯化碳的作用是_______________。
(6)能证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,可向试管D中加入硝酸银溶液,若产生淡黄色沉淀,则能证明。另一种验证的方法是向试管D中加入_____________,现象是________________。
【答案】碱式滴定管的橡皮管,容易被苯和液溴腐蚀 +Br2+HBr 使挥发逸出的苯和溴蒸气冷凝回流到A中 除去溴苯中溶解的溴 Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O 除去溴化氢气体中的溴蒸气 石蕊溶液 溶液变红色
【解析】
(1)碱式滴定管在结构中有橡胶管能被溴腐蚀;
(2)苯可以和溴发生取代反应;
(3)长导管除了导气,还起冷凝回流的作用;
(4)溴能与氢氧化钠反应而溴苯不能;
(5)CCl4 能溶解溴,不能溶解溴化氢;
(6)如果苯和液溴发生的是取代反应,则有HBr生成,如果发生的是加成反应,则无HBr生成,因此要证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,只需检验有无HBr生成,可以通过检验Br-或H+的方法验证。
(1)橡皮管属有机物且含碳碳双键,苯和液溴都会腐蚀橡皮管,而酸式滴定管是玻璃结构,不会受到腐蚀,故选用酸式滴定管,故答案为:碱式滴定管的橡皮管,容易被苯和液溴腐蚀;
(2)苯和液溴在铁作用下发生取代反应生成溴苯和溴化氢,反应方程式为+Br2+HBr,故答案为:+Br2+HBr;
(3)由于该反应放热,且苯和溴两种反应物的沸点都较低,导气管做得长一些利于散热,起冷凝的作用,使挥发逸出的苯和溴蒸气冷凝回流到A中,故答案为:使挥发逸出的苯和溴蒸气冷凝回流到A中;
(4)氯气与NaOH溶液的反应为Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O,因此Br2与NaOH溶液反应的化学方程式为Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O,由此可知实验结束时,打开A下端的活塞,让反应液流入B中,充分振荡,可以除去溶于溴苯中的溴,故答案为:除去溴苯中溶解的溴,Br2+2NaOH═NaBr+NaBrO+H2O;
(5)C中盛放四氯化碳能溶解溴,不能溶解溴化氢,故答案为:除去溴化氢气体中的溴蒸气;
(6)如果苯和液溴发生的是取代反应,则有HBr生成,如果发生的是加成反应,则无HBr生成,因此要证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,只需检验有无HBr生成,可以通过检验Br-或H+的方法验证,可以向试管D中加入硝酸银溶液,若产生淡黄色沉淀,则能证明;另一种验证的方法是向试管D中加入石蕊试液,若溶液变红色,则能证明,故答案为:石蕊试液;溶液变红色。
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【题目】温室效应是由于大气里温室气体(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的。回答下列问题:
(1)利用CO2可以制取甲醇,有关化学反应如下:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g ) ΔH1=-178 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH3=-483.6 kJ·mol-1
已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键 | C—C | C—H | H—H | C—O | H—O |
键能/kJ·mol-1 | 348 | 413 | 436 | 358 | 463 |
由此计算断开1 mol CO需要吸收____________kJ的能量。
(2)甲烷燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示:通入a气体的电极是原电池的______极(填“正”或“负”),其电极反应式为______。
(3)如图是用甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)实现铁上镀铜,则b处通入的是____(填“CH4”或“O2”),电解前,U形管的铜电极、铁电极的质量相等,电解2min后,取出铜电极、铁电极,洗净、烘干、称量,质量差为12.8g,在通电过程中,电路中通过的电子为_____mol,消耗标准状况下CH4______mL.
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【题目】铁、钴、镍等金属及其化合物在科学研究和工业生产中应用十分广泛。回答下列问题:
(1)铁、钴、镍的基态原子核外未成对电子数最多的是_________。
(2)酞菁钴分子的结构简式如图所示,中心离子为钴离子,酞钴分子中与钴离子通过配位键结合的氮原子的编号是_______(填1、2、3、4),三种非金属原子的电负性由大到小的顺序为_______(用相应的元素符号表示);氮原子的杂化轨道类型为________。
(3)Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x,晶体属于_______(填晶体类型),若配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=________。
(4)NiO、FeO的晶体结构类型与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点NiO______FeO(填“>”“<”或“=”),原因是_________。
(5)NiAs的晶胞结构如图所示:①镍离子的配位数为_________。
②若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体密度为pg·cm-3,则该晶胞中最近的Ni2+之间的距离为________cm。(写出计算表达式)
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【题目】煤气中主要的含硫杂质有H2S以及CS2、COS等有机硫,煤气燃烧后含硫杂质会转化成SO2从而引起大气污染。煤气中H2S的脱除程度已成为其洁净度的一个重要指标,脱除煤气中H2S的方法有干法脱硫和湿法脱硫,其中湿法脱硫的原理是利用Na2CO3溶液吸收H2S生成NaHS,再进一步被空气氧化成Na2S2O3。
请回答下列问题:
(1)①Na2S2O3的化学名称为___________。
(2)脱除煤气中COS的方法有Br2的KOH溶液氧化法、H2还原法以及水解法等。
①COS的分子结构与CO2相似,COS的电子式为_____________。
②Br2的KOH溶液将COS氧化为硫酸盐和碳酸盐的离子方程式为___________________;增大压强,COS的转化率_____________(填“提高”、“不变”或“降低”)。
③已知断裂1mol化学键所需的能量如下:
化学键 | H—H | C═O | C═S | H—S | |
E/kJmol-1 | 436 | 745 | 577 | 339 | 1072 |
H2还原COS发生的反应为H2(g)+COS(g) ═H2S(g)+CO(g),该反应的ΔH=________kJ·mol-1。
④用活性α—Al2O3催化COS水解的反应为COS(g)+ H2 O(g) CO2(g)+ H2S (g) ΔH<0,相同投料比、相同流量且在催化剂表面停留相同时间时,在相同的时间内测得不同温度下COS的转化率(未达平衡)如图1所示;某温度下,COS的平衡转化率与的关系如图2所示。
由图1可知,催化剂活性最大时对应的温度约为_______;由图2可知,P点时平衡常数K=____________(保留2位有效数字)。
(3)回收处理燃煤烟气中SO2的方法之一是用氨水先将SO2转化为NH4HSO3,再通入空气将其氧化成(NH4)2SO4。能提高燃煤烟气中SO2去除率的措施有__________(填字母)。
a.增大氨水浓度 b.增大燃煤烟气的流速 c.升高温度 d.增大压强
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【题目】已知:X(g)+2Y(g)3Z(g) △H=-a kJ.mol-1(a>0)。下列说法不正确的是
A. 升高反应温度,逆反应速率增大,正反应速率增大
B. 达到化学平衡状态时,X、Y、Z的质量不再发生变化
C. 达到化学平衡状态时,反应放出的总热量可达akJ
D. X和Y充分反应生成Z的物质的量不可能达到3 mol
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【题目】二氧化氮在火箭燃料中可用作氧化剂,在亚硝基法生严流酸甲可用作催化剂,但直接将二氧化氮排放会造成环境污染。已知反应CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) + 2H2O(g) ,起始时向体积为V的恒容密闭容器中通人2mol CH4和3mol NO2,测得CH4.、N2、H2O的物质的量浓度与时间的关系如图所示。
(1)容器体积V=_______L。
(2)图中表示H2O的物质的量浓度与时间关系的是曲线___________. (填“甲”“乙"或"丙")。
(3)0 ~5min内,用N2表示的化学反应速率为____________________mol·L-1·min-1。
(4)a、b、c三点中达到平衡的点是______。 达到平衡时, NO2的转化率是___________ (物质平衡转化=转化的物质的量/起始的物质的量×100%)。
(5)a点时,c(CO2) =__________mol·L-1(保留两位小数) ,n( CH4):n(NO2) =_________________。
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【题目】设NA为阿伏加德罗常数的值。关于常温下pH=2的H2C2O4溶液,下列说法正确的是( )
A. 1L溶液中的H+数目为0.02NA
B. 加入NaHC2O4固体,溶液酸性增强
C. c(H+)-c(OH-)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)
D. 加水稀释,溶液中所有离子浓度均减小
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【题目】高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强,无二次污染,工业上是先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,使高铁酸钾析出。
(1)干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4+6Na2O2═2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,该反应中的还原剂是____,每生成l mol Na2FeO4转移__mol电子。
(2)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、ClO﹣、OH﹣、FeO42﹣、Cl﹣、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式:________。
②若反应过程中转移了0.3mol电子,则还原产物的物质的量为______mol。
(3)将SO2通入含1mol氯酸的溶液中,可生成一种强酸和一种氧化物,并有6.02×1023个电子转移,则该反应的化学方程式为________。
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【题目】(1)有① 、、;②H2、D2、T2;③石墨、金刚石;④、、;四组微粒或物质。互为同位素的是________(填编号,下同),互为同素异形体的是_________。
(2)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N≡N、1 mol N—H键分别需要吸收的能量为436kJ、946k J、391k J。则由氢气和氮气反应生成1 mol NH3需要__________(填“放出”或“吸收”)___________kJ能量。
(3)控制和治理SO2是减少酸雨的有效途径,有学者设想以如图所示装置用电化学原理将他们转化为重要化工原料。若A为SO2,B为O2,C为H2SO4。则负极是 ______ (填“A”或“B”),负极反应式为 ______________ 。
(4)已知由甲烷CH4和氧气构成的燃料电池,电解质溶液为KOH溶液时,负极通入的气体为_______,(填化学式),负极反应式为______________
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