【题目】实验室合成溴苯的装置图及有关数据如下,按下列合成步骤回答:
苯 | 溴 | 溴苯 | |
密度/g·cm-3 | 0.88 | 3.10 | 1.50 |
沸点/℃ | 80 | 59 | 156 |
水中溶解度 | 微溶 | 微溶 | 微溶 |
(1)实验装置中,仪器c的名称为__________________,作用为__________。
(2)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑,在b中小心加入4.0 mL液态溴,向a中滴入几滴溴,有白雾产生,是因为生成了________气体,继续滴加至液溴滴完。写出a中发生反应的化学方程式:__________________。
(3)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用__________;
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙(一种干燥剂),静置、过滤。加入无水氯化钙的目的是__________________。
(4)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为______,要进一步提纯,需进行的操作方法为________。
【答案】球形冷凝管 冷凝回流 HBr 2Fe+3Br2=2FeBr3,+Br2+HBr 除去未反应的Br2 干燥溴苯 苯 蒸馏
【解析】
本题是利用苯和液溴在三溴化铁作催化剂的条件下,在三颈烧瓶内发生取代反应制备溴苯,反应过程中为防止液溴和苯的挥发,提高原料利用率,用冷凝管进行冷凝回流,同时吸收生成的HBr气体,以防止产生污染;反应后的混合物通过过滤除去多余的铁粉,然后用氢氧化钠溶液洗去没有反应的溴及生成的HBr,经无水氯化钙干燥后,再进行蒸馏分离提纯。
(1)根据仪器结构可知:仪器c是球形冷凝管,使用装置的目的是使挥发的溴和苯经冷凝后重新回到反应容器内,提高原料利用率;
(2)苯与液溴发生取代反应产生溴苯和HBr,反应生成HBr气体遇水蒸气形成白雾;装置a中发生反应的化学方程式为2Fe+3Br2=2FeBr3,+Br2+HBr;
(3)溴苯提纯的方法是:①先水洗,把可溶物溶解在水中,然后过滤除去未反应的铁屑,②加NaOH溶液,发生反应:2NaOH+Br2=NaBr+NaBrO+H2O,使未反应的Br2变成NaBr和NaBrO进入到水中;
③加无水氯化钙作干燥剂,所以无水氯化钙的作用是干燥溴苯;
(4)经上述干燥后得到的溴苯中溶有少量未反应的苯,苯和溴苯互溶,但二者的沸点不同,相对来说苯的沸点较低,所以采用蒸馏的方法进行分离。
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【题目】已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0。请回答下列问题:
(1)从影响化学反应速率和化学平衡的因素分析,要有利于NH3和SO3的生成,理论上应采取的措施是_______。实际生产中采取的措施是_________。
(2)在合成氨的工业生产中,要分离出氨,目的是__________;而合成SO3的过程中,则不需要分离出SO3,原因是____________。
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【题目】高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价部分为0价,部分为-2价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列说法正确的是( )
A. 超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含14个K+和13个O
B. 晶体中每个K+周围有8个O,每个O周围有8个K+
C. 晶体中与每个K+距离最近的K+有8个
D. 晶体中0价氧原子与-2价氧原子的数目比为3∶1
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【题目】CuCl晶体呈白色,熔点为430℃,沸点为1490℃,见光分解,露置于潮湿空气中易被氧化,难溶于水、稀盐酸、乙醇,易溶于浓盐酸生成H3CuCl4,反应的化学方程式为CuCl(s)+3HCl(aq)H3CuCl4(aq).
(1)实验室用如图1所示装置制取CuCl,反应原理为:
2Cu2++SO2+8Cl﹣+2H2O═2CuCl43﹣+SO+4H+
CuCl43﹣(aq)CuCl(s)+3Cl﹣(aq)
①装置C的作用是_____.
②装置B中反应结束后,取出混合物进行如图所示操作,得到CuCl晶体.
混合物CuCl晶体
操作ⅱ的主要目的是_____
操作ⅳ中最好选用的试剂是_____.
③实验室保存新制CuCl晶体的方法是_____.
④欲提纯某混有铜粉的CuCl晶体,请简述实验方案:_____.
(2)某同学利用如图2所示装置,测定高炉煤气中CO、CO2、N2和O2的百分组成.
已知:
i.CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成Cu(CO)ClH2O.
ii.保险粉(Na2S2O4)和KOH的混合溶液能吸收氧气.
①D、F洗气瓶中宜盛放的试剂分别是_____、_____.
②写出保险粉和KOH的混合溶液吸收O2的离子方程式:_____.
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【题目】一种磁性材料的磨削废料(含镍质量分数约21%)主要成分是铁镍合金,还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备纯度较高的氢氧化镍,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)合金中的镍难溶于稀硫酸,“酸溶”时除了加入稀硫酸,还要边搅拌边缓慢加入稀硝酸,反应有N2生成。写出金属镍溶解的离子方程式________________________。
(2)“除铁”时H2O2的作用是____________________,为了证明添加的H2O2已足量,应选择的试剂是____________________(填“铁氰化钾”或“硫氰化钾”)溶液。黄钠铁矾[NaxFey(SO4)m(OH)n]具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点,则x∶y∶m∶n=1∶3∶2∶________。
(3)“除铜”时,反应的离子方程式为_________________________,若用Na2S或Na2S2O3代替H2S除铜,优点是__________________________。
(4)已知除杂过程在陶瓷容器中进行,NaF的实际用量为理论用量的1.1倍,用量不宜过大的原因是_______________________________。
(5)100kg废料经上述工艺制得Ni(OH)2固体的质量为31kg,则镍回收率的计算式为_______。
(6)镍氢电池已成为混合动力汽车的主要电池类型,其工作原理如下:M+Ni(OH)2HM+NiOOH(式中M为储氢合金)。写出电池放电过程中正极的电极反应式________。
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【题目】已知:
1.冠心平F是降血脂、降胆固醇的药物,它的一条合成路线如下:
(1)A为一元羧酸,8.8g A与足量NaHCO3溶液反应生成2.24L CO2(标准状况),A的分子式为_____________________________________________。
(2)写出符合A分子式的所有甲酸酯的结构简式:_____________________。
(3)B是氯代羧酸,其核磁共振氢谱有两个峰,写出BC的反应方程式:
__________________________________________________________。
(4)C+EF的反应类型为________________________。
(5)写出A和F的结构简式:
A______________________; F__________________________。
(6)D的苯环上有两种氢,它所含官能团的名称为___________________;写出a、b所代表的试剂:a ______________,b___________。
Ⅱ.按如下路线,由C可合成高聚物H:
(7)CG的反应类型为_____________________。
(8)写出GH的反应方程式:_______________________。
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【题目】浙江大学成功研制出能在数分钟之内将电量充满的Li-SOCl2电池,该电池是迄今具有最高能量比的电池其成本只有传统锂电池的一半。若电解液为LiAlCl4﹣SOCl2,电池的总反应为:4Li+2SOCl24LiCl+S+SO2。下列说法不正确的是( )
A.放电时,负极反应式为:Li – e- = Li+
B.若用该电池作为外接电源电镀铜,当阴极质量增加64 g时,理论上将消耗14g Li
C.放电时,电解液中Li+向负极迁移
D.充电时,阳极反应式为:4Cl﹣+S+SO2﹣4e﹣=2SOCl2
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【题目】草酸晶体的组成可表示为H2C2O4·xH2O。实验室常用其加热分解制取CO气体,反应方程式为:H2C2O4·xH2OCO↑+CO2↑+(x+1)H2O。下图为分解草酸晶体,用干燥纯净的CO还原CuO制取Cu,并收集CO的实验装置(略去铁架台、铁夹等支撑加持装置),回答下列问题。
(1)实验过程中涉及到如下操作:①点燃A处的酒精灯 ②熄灭A处的酒精灯 ③点燃D处的酒精灯 ④熄灭D处的酒精灯。点燃D处酒精灯前必须要进行的操作名称是__________。这4步操作由先到后的顺序为______________(填序号)。
(2)A装置为加热分解草酸的装置,指出该装置一处错误:_______________________,B和F装置中盛放的试剂相同,其中溶质是__________ (填化学式),E装置的作用是__________。
(3)用酸性高锰酸钾溶液滴定草酸晶体,求x的值。
实验步骤:准确称取1.08g 草酸晶体,配成100mL溶液;取出20.00mL于锥形瓶中,再向瓶中加入足量稀H2SO4;用0.0500mol/L酸性高锰酸钾溶液滴定,滴定至终点时消耗高锰酸钾溶液16.00mL。滴定时,所发生的反应为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+= 10 CO2↑+2Mn2++8H2O。
①配制草酸溶液除需要胶头滴管、烧杯,还一定需要的玻璃仪器有_____________。
②x=________。
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【题目】某化学研究性学习小组设计实验探究铜的常见化学性质,过程设计如下所示
(提出猜想)
问题1:在周期表中,铜与铝的位置很靠近,铜不如铝活泼,氢氧化铝具有两性。那么,氢氧化铜也具有两性吗?
问题2:铁和铜都有变价,一般情况下,正二价铁的稳定性小于正三价铁的稳定性。那么,正一价铜的稳定性也小于正二价铜的稳定性吗?
问题3:氧化铜具有氧化性,能被H2、CO还原。那么,氧化铜也能被氮的某种气态氢化物还原吗?
(实验探究)
I.解决问题1
(1)需用到的药品除1mol L-1 CuSO4溶液、稀硫酸外,还需_________(填试剂的化学式)溶液。
(2)用胆矾晶体配制1molL-1 CuSO4溶液250mL,选用的仪器除烧杯、托盘天平、药匙、玻璃棒、胶头滴管、量简外,还有________(填仪器名称)。
(3)为达到实验目的,你认为应进行哪些相关实验?
实验内容和步骤:①_________;②_______________。
Ⅱ.解决问题2
取一定量制得的氢氧化铜固体,于坩埚中灼烧,当温度达到80~100℃时得到黑色固体粉末;继续加热至1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜;取适量红色氧化亚铜粉末于洁浄试管中,加入过量的稀硫酸(或盐酸),得到蓝色溶液,同时观察到试管底部还有红色固体存在。根据以上实验现象回答冋题:
(1)写出氧化亚铜与稀硫酸(或盐酸)反应的离子方程式:_____________。
(2)从实验Ⅱ可得出的结论是_______________________。
Ⅲ.解决问题3
设计如下装置(夹持装置未画出):
当氮的某种气态氢化物(X)缓缓通过灼热的氧化铜时,观察到氧化铜由黑色变成了红色,无水CuSO4变成了蓝色,生成物中还有一种无污染的单质气体Y;将X通入灼热的CuO燃烧管完全反应后,消耗0.01molX,测得B装置增重0.36g,并收集到0.28g单质气体Y。
(1)X气体的摩尔质量是_________________。
(2)C装置中发生反应的化学方程式为__________________________。
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