
?制備類實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)題
非選擇題(共15題)
1.堿式氯化銅是重要的無(wú)機(jī)殺菌劑,是一種綠色或墨綠色結(jié)晶性粉末,難溶于水,溶于稀酸和氨水,在空氣中十分穩(wěn)定。
Ⅰ.模擬制備堿式氯化銅。向CuCl2溶液中通入NH3和HCl,調(diào)節(jié)pH至5.0~5.5,控制反應(yīng)溫度于70~80℃,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(部分夾持裝置已省略)。
(1)儀器X的名稱是___________,其主要作用有導(dǎo)氣、___________。
(2)實(shí)驗(yàn)室利用裝置A制NH3,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________。
(3)反應(yīng)過(guò)程中,在三頸燒瓶?jī)?nèi)除觀察到溶液藍(lán)綠色褪去,還可能觀察到的現(xiàn)象有___________。
Ⅱ.無(wú)水堿式氯化銅組成的測(cè)定。稱取產(chǎn)品4.29 g,加硝酸溶解,并加水定容至200 mL,得到待測(cè)液。
(4)銅的測(cè)定:取20.00 mL待測(cè)液,經(jīng)測(cè)定Cu2+濃度為0.2 mol·L-1.則稱取的樣品中 n(Cu2+)=___________mol。
(5)采用沉淀滴定法測(cè)定氯:用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的AgNO3(已知:AgSCN是一種難溶于水的白色固體),實(shí)驗(yàn)如下圖:
①滴定時(shí),應(yīng)選用下列哪種物質(zhì)作為指示劑___________(填標(biāo)號(hào))。
a.FeSO4 b.Fe(NO3)3 c.FeCl3
②重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作三次,消耗NH4SCN溶液的體積平均為10.00 mL。則稱取的樣品中n(Cl-)=___________mol。
(6)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推知無(wú)水堿式氯化銅的化學(xué)式為_(kāi)__________。
2.間氯苯甲醛是重要的有機(jī)化工產(chǎn)品,沸點(diǎn)213.5℃,密度。實(shí)驗(yàn)室制取間氯苯甲醛的反應(yīng)原理為:
實(shí)驗(yàn)操作如下:
1)向溶劑二氯乙烷中加催化劑,再滴加10.2mL苯甲醛,加熱(39~40℃)、攪拌。
2)通入干燥氯氣反應(yīng),獲得粗產(chǎn)品。
3)粗產(chǎn)品經(jīng)萃取、干燥、減壓蒸餾,得到間氯苯甲醛8.5mL。
實(shí)驗(yàn)裝置如下:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)儀器A的名稱是______。
(2)儀器B的進(jìn)水口是______(填“a”或“b”)。
(3)滴液漏斗外側(cè)的玻璃導(dǎo)管的作用為_(kāi)_____。
(4)三組平行實(shí)驗(yàn)中苯甲醛轉(zhuǎn)化率和選擇性隨時(shí)間的變化關(guān)系如下表:
反應(yīng)時(shí)間(min)
20
30
40
轉(zhuǎn)化率(%)
76.32
89.62
93.00
選擇性(%)
89.70
88.24
75.19
其他條件不變時(shí),反應(yīng)(氯化)的最佳時(shí)長(zhǎng)為_(kāi)_____分鐘。隨著反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng),選擇性下降的原因是______。
3.丙炔酸甲酯(CH≡C—COOCH3)是一種重要的有機(jī)化工原料,沸點(diǎn)為103~105℃,在酸或堿存在的條件下能發(fā)生水解。實(shí)驗(yàn)室制備少量丙炔酸甲酯的反應(yīng)為:CH≡C—COOH + CH3OH CH≡C—COOCH3+H2O
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟1:在反應(yīng)瓶中加入14g丙炔酸、50mL甲醇和2mL濃硫酸,攪拌,加熱回流一段時(shí)間。
步驟2:蒸出過(guò)量的甲醇(裝置如圖)。
步驟3:反應(yīng)液冷卻后,依次用飽和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗滌。分離出有機(jī)相。
步驟4:有機(jī)相經(jīng)干燥、過(guò)濾、蒸餾,得丙炔酸甲酯10.08g。
回答下列問(wèn)題:
(1)步驟2的圖中所示的裝置中儀器A的名稱是_______;蒸餾燒瓶中加入碎瓷片的目的是_______。
(2)步驟3中用5%Na2CO3溶液洗滌,主要除去的物質(zhì)是_______;分離出有機(jī)相的操作名稱為_(kāi)______。
(3)步驟4中干燥有機(jī)相時(shí),可選擇下列干燥劑中的_______(填編號(hào))。
A.P2O5 B.堿石灰 C.無(wú)水硫酸鈉
(4)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為_(kāi)______;若在進(jìn)行蒸餾收集產(chǎn)品時(shí),從100℃便開(kāi)始收集餾分,會(huì)使實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率偏_______(填“高”或“低”)。
(5)丙炔酸甲酯(CH≡C—COOCH3)的含“—C≡C—”和“—COO—R”(R在此可以是氫原子也可以是烴基)官能團(tuán)的同分異構(gòu)體有_______種,任寫出其中一種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______。
4.亞硝酸鈉(NaNO2)被稱為工業(yè)鹽,在漂白、電鍍等方面應(yīng)用廣泛。以木炭、濃硝酸、水和銅為原料制備亞硝酸鈉的裝置如圖所示:
?
已知:室溫下,①2NO+Na2O2=2NaNO2;
②3NaNO2+3HCl=3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O;
③酸性條件下,NO或NO2-都能與MnO4-反應(yīng)生成NO3-和Mn2+。
請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題:
(1)檢查完該裝置的氣密性,裝入藥品后,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前通入一段時(shí)間氣體Ar,然后關(guān)閉彈簧夾,再滴加濃硝酸,加熱控制B中導(dǎo)管均勻地產(chǎn)生氣泡。上述操作的作用是___。
(2)B中觀察到的主要現(xiàn)象是___;
(3)A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__;
(4)D裝置中反應(yīng)的離子方程式___;
(5)預(yù)測(cè)C中反應(yīng)開(kāi)始階段,固體產(chǎn)物除NaNO2外,還含有的副產(chǎn)物有Na2CO3和___。為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物,應(yīng)在B、C裝置間增加裝置E,則E中盛放的試劑名稱為_(kāi)__。
(6)利用改進(jìn)后的裝置,將3.12gNa2O2完全轉(zhuǎn)化成為NaNO2,理論上至少需要木炭___g。
5.已知溴乙烷(C2H5Br)是無(wú)色液體,沸點(diǎn)38.4℃,密度比水大,難溶于水,可溶于多種有機(jī)溶劑。在溴乙烷與NaOH乙醇溶液的消去反應(yīng)中可以觀察到有氣體生成。有人設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置,用KMnO4酸性溶液是否褪色來(lái)檢驗(yàn)生成的氣體是否是乙烯。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)儀器a的名稱為_(kāi)_________。
(2)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢測(cè)裝置A的氣密性。方法如下:關(guān)閉止水夾c,由儀器a向儀器b中加水,若______________________________,則證明裝置A不漏氣。
(3)儀器b中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________。
(4)反應(yīng)開(kāi)始一段時(shí)間后,在裝置B底部析出了較多的油狀液體,若想減少油狀液體的析出,可對(duì)裝置A作何改進(jìn)?__________________________________________________
(5)裝置A中產(chǎn)生的氣體通入裝置C之前要先通過(guò)裝置B,裝置B的作用為_(kāi)_________________。
(6)檢驗(yàn)乙烯除用KMnO4酸性溶液外還可選用的試劑有__________,此時(shí),是否還有必要將氣體先通過(guò)裝置B?__________(填“是”或“否”)。
6.單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì)),粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450~500℃),四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實(shí)驗(yàn)室制備四氯化硅的裝置示意圖。
相關(guān)信息如下:
a.四氯化硅接觸水會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng);
b.硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物;
c.有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見(jiàn)下表:
物質(zhì)
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸點(diǎn)/℃
57.7
12.8
-
315
-
熔點(diǎn)/℃
-70.0
-107.2
-
-
-
升華溫度/℃
-
-
180
300
162
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式___________,D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________。
(2)A中g(shù)管的作用是___________,裝置C中的試劑是___________,作用是___________。
(3)裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是___________。
(4)過(guò)量的氯氣可以用石灰乳來(lái)處理,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。
7.隨著科學(xué)的發(fā)展,可逐步合成很多重要的化工產(chǎn)品,如用作照相定影劑的硫代硫酸鈉(俗稱大蘇打);用于填充汽車安全氣囊的疊氮化鈉(NaN3)。某化學(xué)興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體和NaN3。
I.制備硫代硫酸鈉晶體。
查閱資料:Na2S2O3易溶于水,向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(省略?shī)A持裝置):
(1)B、D兩裝置的作用是_______。
(2)Na2S2O3在空氣中易被氧化而變質(zhì),請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)Na2S2O3晶體中是否含有Na2SO4_______。
II.實(shí)驗(yàn)室利用如圖裝置(省略?shī)A持裝置)模擬工業(yè)級(jí)NaN3的制備。
已知:2NaNH2+N2ONaN3+NaOH+NH3
(3)裝置B中盛放的藥品為_(kāi)______。
(4)實(shí)驗(yàn)中使用油浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是_______。
(5)氨氣與熔融的鈉反應(yīng)生成NaNH2的化學(xué)方程式為_(kāi)______。
(6)N2O可由NH4NO3(熔點(diǎn)為169.6℃)在240°C下分解制得,應(yīng)選擇的氣體發(fā)生裝置是_______。
8.Ⅷ族元素鐵及其化合物性質(zhì)多樣,大多發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
(1)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是水處理過(guò)程中使用的一種新型凈水劑,它的氧化性比高錳酸鉀強(qiáng),其本身在反應(yīng)中被還原為Fe3+。請(qǐng)配平如下制取高鐵酸鈉的化學(xué)方程式,并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目:_______。
_______Fe(NO3)3 +_______NaOH +_______Cl2 →_______Na2FeO4+_______NaNO3+_______NaCl +_______H2O
(2)在如圖所示的裝置中,用NaOH溶液、鐵粉、稀H2SO4等試劑制備氫氧化亞鐵。
①儀器a的名稱是_______。
②關(guān)閉K3,打開(kāi)K1和K2,向儀器c中加入適量稀硫酸,關(guān)閉K2,寫出裝置c中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_______。同時(shí)c中有氣體產(chǎn)生,該氣體的作用是_______。
③當(dāng)儀器b中產(chǎn)生均勻氣泡后的操作是_______。寫出儀器c、d中可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象_______。
(3)已知 SO2+2Fe3++2H2O=4H++SO+2Fe2+。向2支試管中各加入5 mL1 mol?L?1 FeCl3溶液,若直接通入SO2至飽和,1小時(shí)后,溶液逐漸變?yōu)闇\綠色;若先滴加2滴濃鹽酸,再通入SO2至飽和,幾分鐘后,溶液由黃色變?yōu)闇\綠色。由此可知:促使該氧化還原反應(yīng)快速發(fā)生,可采取的措施是_______。
9.工業(yè)上,向500℃左右的鐵屑中通入Cl2生產(chǎn)無(wú)水氯化鐵。已知:FeCl3熔點(diǎn)306℃、沸點(diǎn)316℃,易溶于水且有強(qiáng)烈的吸水性,能吸收空氣里的水分而潮解。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè),制備無(wú)水FeCl3的裝置如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__。
(2)裝置B中的試劑是___。
(3)觀察到時(shí)___(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象),再點(diǎn)燃裝置C處的酒精燈進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(4)裝置C中玻璃絲的作用是___。
(5)裝置E中發(fā)生反應(yīng)的主要離子方程式為_(kāi)__。
(6)裝置D和E可用裝置F代替,則裝置F中的試劑是___。
10.1942年,我國(guó)化工專家侯德榜以NaCl、NH3、CO2等為原料先制得NaHCO3,進(jìn)而生產(chǎn)出純堿,他的“侯氏制堿法”為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3;
NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl;
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(1)“侯氏制堿法”把合成氨和純堿兩種產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn),請(qǐng)寫出工業(yè)合成氨的化學(xué)反應(yīng)方程式_____。
(2)碳酸氫銨與飽和食鹽水反應(yīng),能析出碳酸氫鈉晶體的原因是______。
a.碳酸氫鈉難溶于水
b.碳酸氫鈉受熱易分解
c.碳酸氫鈉的溶解度相對(duì)較小,所以在溶液中首先結(jié)晶析出
(3)某探究活動(dòng)小組根據(jù)上述制堿原理,欲制備碳酸氫鈉,同學(xué)們按各自設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
第一位同學(xué):將二氧化碳?xì)怏w通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(圖中夾持、固定用的儀器未畫出)。
請(qǐng)回答:
①寫出甲中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______。
②乙裝置中的試劑是______。
③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,分離出NaHCO3晶體的操作是______(填分離操作的名稱)。
(4)第二位同學(xué):用圖中戊裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(其它裝置未畫出)。
①為提高二氧化碳在此反應(yīng)溶液中被吸收的程度,實(shí)驗(yàn)時(shí),須先從a管通入______氣體,再?gòu)腷管中通入______氣體。
②裝置c中的試劑為_(kāi)_____(選填字母)。
e.堿石灰 f.濃硫酸 g.無(wú)水氯化鈣
③若該同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),所用飽和食鹽水中含NaCl的質(zhì)量為5.85g,實(shí)驗(yàn)后得到干燥的NaHCO3晶體的質(zhì)量為5.04g,則NaHCO3的產(chǎn)率為_(kāi)_____。
11.硫酸亞鐵()是一種用途廣泛的化工原料,工業(yè)上常用廢鐵屑和稀硫酸制備。
實(shí)驗(yàn)室通過(guò)圖7裝置模擬其制備過(guò)程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前需檢查整套裝置的______。裝置甲中儀器A的名稱是______,鐵和稀硫酸反應(yīng)后所得溶液呈______色。
(2)常溫下廢鐵屑和稀硫酸反應(yīng)較慢,而直接加熱時(shí)溫度過(guò)高又可能產(chǎn)生等副產(chǎn)物,因此,采用水浴加熱,并使用過(guò)量的將可能產(chǎn)生的還原成。還原的離子方程式為_(kāi)_____________。
(3)為驗(yàn)證反應(yīng)后A中溶液是否含,取A中少量溶液快速冷卻后,迅速滴入幾滴溶液,溶液顏色無(wú)明顯變化,說(shuō)明A中溶液__________(填“含有”或“不含”)。
(4)廢鐵屑中含有硫化物雜質(zhì),故反應(yīng)中會(huì)生成少量的氣體。因此,裝置乙中溶液的主要作用是______,裝置丙中集氣瓶收集到的氣體主要是________。
(5)將廢鐵屑(單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%,雜質(zhì)為和)與的溶液充分反應(yīng),的理論產(chǎn)量為_(kāi)___
12.二氧化氯(ClO2)是一種高效消毒劑,易溶于水,沸點(diǎn)為11.0℃,極易爆炸。在干燥空氣稀釋條件下,用干燥的氯氣與固體亞氯酸鈉制備二氧化氯,裝置如圖:
(1)儀器a的名稱為_(kāi)____________,裝置A中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________。
(2)試劑X是_______________________。
(3)裝置D中冰水的主要作用是___________。裝置D內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________。
(4)裝置E中主要反應(yīng)的離子方程式為:____________________________。
(5)已知NaClO2飽和溶液在不同溫度時(shí)析出的晶體情況如下表。
溫度
<38℃
38℃~60℃
>60℃
析出晶體
NaClO2·3H2O
NaClO2
分解成NaClO3和NaCl
利用NaClO2溶液制得NaClO2晶體的操作步驟: 55℃蒸發(fā)結(jié)晶、_________、38~60℃的溫水洗滌、低于60℃干燥。
(6)工業(yè)上也常用以下方法制備ClO2。
①酸性條件下雙氧水與NaClO3反應(yīng),則反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________。
②如圖所示為直接電解氯酸鈉、自動(dòng)催化循環(huán)制備高純ClO2的實(shí)驗(yàn)。則陰極電極反應(yīng)式為_(kāi)___________。
13.葡萄糖酸鈣是一種可促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。葡萄糖酸鈣可通過(guò)以下反應(yīng)制得:
C6H12O6(葡萄糖)+Br2+H2O→C6H12O7(葡萄糖酸)+2HBr
2C6H12O7(葡萄糖酸)+CaCO3→Ca(C6H11O7)2(葡萄糖酸鈣)+H2O+CO2↑
相關(guān)物質(zhì)的溶解性見(jiàn)下表:
實(shí)驗(yàn)流程如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)第①步中溴水氧化葡萄糖時(shí),甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示裝置。
①你認(rèn)為缺少的儀器是__。
②甲同學(xué)在尾氣吸收裝置中使用倒立漏斗的目的是__。
(2)第②步CaCO3固體過(guò)量,其目的是__。
(3)本實(shí)驗(yàn)中___(填“能”或“不能”)用CaCl2替代CaCO3,理由是__。
(4)第③步“某種操作”名稱是__。
(5)第④步加入乙醇的作用是__。
(6)第⑥步中洗滌操作主要是除去沉淀表面可能含有的溴化鈣,洗滌劑最合適的是__(填標(biāo)號(hào))。
A.冷水 B.熱水 C.乙醇 D.乙醇—水混合溶液
14.亞硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、醫(yī)藥等工業(yè)。實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置(夾持裝置略)制備少量NOSO4H,并測(cè)定產(chǎn)品的純度。已知:NOSO4H遇水分解,但溶于濃硫酸而不分解。
(1)裝置A制取SO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__。
(2)裝置B中濃HNO3與SO2在濃H2SO4作用下反應(yīng)制得NOSO4H。
①裝置B應(yīng)該使用的是___(填“冷水”或“溫水”)浴。
②開(kāi)始反應(yīng)緩慢,待生成少量NOSO4H后,溫度變化不大,但反應(yīng)速度明顯加快,其原因是__。
(3)該實(shí)驗(yàn)裝置存在可能導(dǎo)致NOSO4H產(chǎn)量降低的缺陷是__。
(4)測(cè)定亞硝酰硫酸的純度:
準(zhǔn)確稱取1.380g產(chǎn)品放入250mL的碘量瓶中,加入0.1000mol·L-1、60.00mL的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液和10mL25%H2SO4溶液,然后搖勻。用0.2500mol·L-1草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,消耗草酸鈉溶液的體積為20.00mL。
已知:2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4
①配平:__MnO4-+__C2O42-+__=__Mn2++__+__H2O
②滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為_(kāi)_。
③亞硝酰硫酸的純度=__。[M(NOSO4H)=127g·mol-1]
15.對(duì)羥基苯甲醛(PHBA)是合成香料、藥品等的重要有機(jī)中間體。實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)對(duì)甲基苯酚液相催化氧化法(甲醇為溶劑)制備PHBA,其反應(yīng)原理和部分裝置圖如下:
實(shí)驗(yàn)步驟:
①向裝置1中依次加入固體NaOH和無(wú)水甲醇,充分?jǐn)嚢韬蠹尤?.32g對(duì)甲基苯酚,待充分混合后加入1g催化劑。調(diào)控溫度至70℃,在攪拌條件下通入O2,反應(yīng)5小時(shí)。
②反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,過(guò)濾反應(yīng)液。所得濾液用鹽酸酸化至pH=6,轉(zhuǎn)移至蒸餾燒瓶中加熱蒸發(fā),一段時(shí)間后冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾,濾渣為PHBA粗產(chǎn)品,粗產(chǎn)品經(jīng)重結(jié)晶后制得PHBA純品4.00g。
回答下列問(wèn)題:
(1)儀器X的名稱是___________,裝置1采用的加熱方式是___________。
(2)制取的化學(xué)方程式為_(kāi)__________,NaOH的作用是___________。
(3)裝置2中的進(jìn)水口為_(kāi)__________(填“A”或“B”),加熱蒸發(fā)的目的是___________。
(4)溶劑的種類會(huì)影響重結(jié)晶的效果,溶劑對(duì)純化結(jié)果的影響如圖所示。重結(jié)晶時(shí)選用的最佳溶劑是___________。
(5)本實(shí)驗(yàn)中PHBA的產(chǎn)率為_(kāi)__________(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))。
參考答案
1.球形干燥管 防倒吸 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 溶液中有大量墨綠色固體產(chǎn)生,三頸燒瓶中有白煙 0.04 b 0.02 Cu2(OH)3Cl
【分析】
用氯化銨和氫氧化鈣在加熱條件下反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水,由于氨氣極易溶于水,因此通入到溶液時(shí)要注意防倒吸,用濃硫酸和氯化鈉反應(yīng)制得HCl,向CuCl2溶液中通入NH3和HCl,控制反應(yīng)得到堿式氯化銅。
【詳解】
(1)儀器X的名稱是球形干燥管,氨氣極易溶于水,因此球形干燥管主要作用有導(dǎo)氣、防倒吸;故答案為:球形干燥管;防倒吸。
(2)實(shí)驗(yàn)室利用裝置A制NH3,主要是用NH4Cl和Ca(OH)2加熱反應(yīng)制得氨氣,其化學(xué)方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O;故答案為:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(3)反應(yīng)過(guò)程中,在三頸燒瓶?jī)?nèi)除觀察到溶液藍(lán)綠色褪去,還可能觀察到的現(xiàn)象有溶液中有大量墨綠色固體產(chǎn)生,三頸燒瓶中有白煙,主要是氨氣和HCl反應(yīng)生成;故答案為:溶液中有大量墨綠色固體產(chǎn)生,三頸燒瓶中有白煙。
(4)銅的測(cè)定:取20.00 mL待測(cè)液,經(jīng)測(cè)定Cu2+濃度為0.2 mol·L-1.則稱取的樣品中 n(Cu2+)=0.2 mol·L-1.×0.2L=0.04mol;故答案為:0.04。
(5)①過(guò)量硝酸銀將氯離子沉淀,剩余的銀離子用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,因此滴定時(shí),不能添加氯離子,硫氰根離子與鐵離子顯紅色,因此應(yīng)選用Fe(NO3)3作為指示劑即b;故答案為:b。
②重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作三次,消耗NH4SCN溶液的體積平均為10.00 mL。則稱取的樣品中n(Cl-)=(0.1mol?L?1×30×10?3?0.1mol?L?1×10×10?3) ×10=0.02mol;故答案為:0.02。
(6)根據(jù)前面分析,產(chǎn)品4.29 g里含n(Cu2+)=0.04mol,n(Cl-)= 0.02mol,n(OH-)= ,可推知無(wú)水堿式氯化銅的化學(xué)式為Cu2(OH)3Cl;故答案為:Cu2(OH)3Cl。
2.三頸燒瓶(三口燒瓶) b 平衡儀器A、C內(nèi)氣壓,使C內(nèi)液體能順利流下 30 發(fā)生副反應(yīng),間氯苯甲醛轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)(間氯苯甲醛進(jìn)一步氯化)
【分析】
依據(jù)有機(jī)物的制備原理,考察儀器裝置的使用以及表格的識(shí)別應(yīng)用。
【詳解】
(1)儀器A為三頸燒瓶;
(2)冷凝水的方向?yàn)橄逻M(jìn)上出,故為b;
(3) 滴液漏斗外側(cè)的玻璃導(dǎo)管的作用為平衡儀器A、C內(nèi)氣壓,使C內(nèi)液體能順利流下;
(4)30min時(shí)苯甲醛轉(zhuǎn)化率和選擇性均比較高,隨著反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng),選擇性下降的原因發(fā)生副反應(yīng),間氯苯甲醛轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)(間氯苯甲醛進(jìn)一步氯化)。
3.(直形)冷凝管 防止暴沸 丙炔酸(或) 分液 C 60% 高 5
【分析】
丙炔酸、甲醇和濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成丙炔酸甲酯,加熱回流一段時(shí)間后,加熱蒸出甲醇,將反應(yīng)液冷卻后加入飽和飽和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗滌,用分液法分離出有機(jī)相,經(jīng)干燥后蒸餾得到丙炔酸甲酯。
【詳解】
(1)步驟2的圖中所示的裝置中儀器A的名稱是(直形)冷凝管;蒸餾燒瓶中加入碎瓷片的目的是防止液體加熱時(shí)發(fā)生暴沸;故答案為:(直形)冷凝管;防止暴沸。
(2)步驟3中用5%Na2CO3溶液洗滌,主要是丙炔酸(或)與碳酸鈉溶液反應(yīng),因此主要除去的物質(zhì)是丙炔酸(或);由于丙炔酸甲酯不溶于水,因此分離出有機(jī)相的操作名稱為分液;故答案為:丙炔酸(或);分液。
(3)丙炔酸甲酯在酸堿條件下發(fā)生水解,步驟4中干燥有機(jī)相時(shí),P2O5與水反應(yīng)升恒磷酸,會(huì)使丙炔酸甲酯發(fā)生水解,堿石灰溶于水,會(huì)促進(jìn)丙炔酸甲酯水解,因此只能用無(wú)水硫酸鈉,故C符合題意。
(4)根據(jù)~CH≡C—COOCH3,14g丙炔酸得到CH≡C—COOCH3質(zhì)量為,因此本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為;若在進(jìn)行蒸餾收集產(chǎn)品時(shí),從100℃便開(kāi)始收集餾分,則收集到的餾分產(chǎn)物質(zhì)量增大,因此會(huì)使實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率偏高;故答案為:60%;高。
(5)丙炔酸甲酯(CH≡C—COOCH3)的含“—C≡C—”和“—COO—R”(R在此可以是氫原子也可以是烴基)官能團(tuán)的同分異構(gòu)體有HC≡CCH2COOH、CH3C≡CCOOH、HCOOCH2C≡CH、HCOOC≡CCH3、CH3COOC≡CH共5種,任寫出其中一種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式HC≡CCH2COOH;故答案為:5;HC≡CCH2COOH。
4.排盡空氣,防止生成的NO被O2氧化 紅棕色氣體消失,銅片溶解,溶液變藍(lán),導(dǎo)管口有無(wú)色氣泡冒出 C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O 3MnO4-+5NO+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O NaOH 堿石灰 0.48
【分析】
A中濃硝酸和碳在加熱的條件下發(fā)生反應(yīng)生成二氧化氮、二氧化碳和水,裝置B中是A裝置生成的二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮,硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅,一氧化氮和水;裝置C中過(guò)氧化鈉吸收一氧化氮反應(yīng)生成亞硝酸鈉,最后通過(guò)酸性高錳酸鉀溶液除去剩余一氧化氮,防止污染空氣,
(1)一氧化氮容易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化氮;
(2)A中濃硝酸和碳在加熱的條件下發(fā)生反應(yīng)生成二氧化氮、二氧化碳和水,二氧化氮在B中與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮,硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅和一氧化氮,據(jù)此描述反應(yīng)現(xiàn)象;
(3)A中濃硝酸和碳在加熱的條件下發(fā)生反應(yīng)生成二氧化氮、二氧化碳和水;
(4)酸性條件下高錳酸鉀氧化一氧化氮為硝酸鹽,本身被還原為錳離子,可除去未反應(yīng)的NO,防止污染空氣;
(5)一氧化氮中混有二氧化碳和水蒸汽,二氧化碳和過(guò)氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣,水與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉,為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物,應(yīng)除去二氧化碳和水蒸氣;
(6)根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)①C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O,②3NO2+H2O=2HNO3+NO;③2NO+Na2O2→2NaNO2進(jìn)行計(jì)算。
【詳解】
(1)A中濃硝酸和碳在加熱的條件下發(fā)生反應(yīng)生成二氧化氮、二氧化碳和水,裝置B中是A裝置生成的二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮,硝酸和銅反應(yīng)生成一氧化氮,一氧化氮易被空氣中的氧氣氧化,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前通入一段時(shí)間氣體Ar,可排盡裝置內(nèi)的空氣,防止生成的NO被O2氧化;
故答案為:排盡空氣,防止生成的NO被O2氧化;
(2)A中濃硝酸和碳在加熱的條件下發(fā)生反應(yīng)生成二氧化氮、二氧化碳和水,二氧化氮在B中與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮,硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅和一氧化氮,所以B中觀察到的主要現(xiàn)象是:紅棕色氣體消失,銅片溶解,溶液變藍(lán),導(dǎo)管口有無(wú)色氣泡冒出;
故答案為:紅棕色氣體消失,銅片溶解,溶液變藍(lán),導(dǎo)管口有無(wú)色氣泡冒出;
(3)A中濃硝酸和碳在加熱的條件下發(fā)生反應(yīng)生成二氧化氮、二氧化碳和水,化學(xué)方程式為:C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O;
故答案為:C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(4)D裝置中高錳酸鉀能除去未反應(yīng)的NO,防止污染空氣,高錳酸鉀能氧化一氧化氮生成硝酸根,本身被還原為二價(jià)錳離子,離子方程式:3MnO4-+5NO+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O;
故答案為:3MnO4-+5NO+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O;
(5)因?yàn)橐谎趸谢煊卸趸己退羝趸己瓦^(guò)氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣,水與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉,故C產(chǎn)物中除亞硝酸鈉外,還含有副產(chǎn)物碳酸鈉和氫氧化鈉,為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物,應(yīng)在B、C裝置間增加盛有堿石灰的裝置E,堿石灰能夠吸收二氧化碳和水蒸氣;
故答案為:NaOH;堿石灰;
(6),根據(jù)2NO+Na2O2=2NaNO2知,0.04mol過(guò)氧化鈉完全反應(yīng),需要0.08molNO,設(shè)參加反應(yīng)的碳為x mol,根據(jù)C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O;知生成4x molNO2,根據(jù)3NO2+H2O=2HNO3+NO可知4x molNO2與水反應(yīng)生成4xmol×=xnmol硝酸和xmolNO,再根據(jù)3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,硝酸與銅反應(yīng)生成的NO為xmol×=xmol,所以xmol+xmol=2xmol=0.08mol,得x=0.04mol,則C的質(zhì)量=12g/mol×0.04mol=0.48g,
故答案為:0.48。
5.分液漏斗 分液漏斗中液面始終高于圓底燒瓶中的液面(或分液漏斗中液體不能順利流下) CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O 將伸出燒瓶外的導(dǎo)管換成長(zhǎng)導(dǎo)管 除去揮發(fā)出來(lái)的乙醇 溴水或溴的四氯化碳溶液 否
【分析】
(1)根據(jù)儀器構(gòu)造及用途作答;
(2)根據(jù)分液漏斗的構(gòu)造利用液封法檢查裝置的氣密性;
(3)溴乙烷與NaOH醇溶液發(fā)生消去反應(yīng);
(4)油狀液體為溴乙烷蒸氣液化的結(jié)果;
(5)乙醇易溶于水,據(jù)此解答;
(6)根據(jù)乙烯的不飽和性,能與Br2發(fā)生加成反應(yīng)作答。
【詳解】
(1)儀器a的名稱為分液漏斗,
故答案為分液漏斗;
(2)關(guān)閉止水夾c,由儀器a向儀器b中加水,若分液漏斗中液面始終高于圓底燒瓶中的液面,而不下落,則證明裝置A不漏氣,
故答案為分液漏斗中液面始終高于圓底燒瓶中的液面(或分液漏斗中液體不能順利流下);
(3)鹵代烴在堿性醇溶液加熱條件下發(fā)生了消去反應(yīng),生成不飽和烯烴,反應(yīng)為故答案為;
(4)若出現(xiàn)了較多的油狀液體,則說(shuō)明溴乙烷蒸氣冷卻液化的較多,為減少油狀液體的析出,可采取將伸出燒瓶外的導(dǎo)管換成長(zhǎng)導(dǎo)管的措施,
故答案為將伸出燒瓶外的導(dǎo)管換成長(zhǎng)導(dǎo)管;
(5)B中的水用于吸收揮發(fā)出來(lái)的乙醇,目的是防止乙醇和高錳酸鉀反應(yīng),干擾實(shí)驗(yàn),
故答案為除去揮發(fā)出來(lái)的乙醇;
(6)檢驗(yàn)乙烯除用KMnO4酸性溶液外還可選用的試劑為溴水或溴的四氯化碳溶液;乙烯也能使溴水或者溴的四氯化碳溶液褪色,因裝置B中盛裝的是水,目的是防止乙醇和高錳酸鉀反應(yīng),而溴與乙醇不反應(yīng),所以無(wú)須用裝置B,
故答案為溴水或溴的四氯化碳溶液;否。
6.MnO2+4HCl(濃)MnCl2+C12↑+2H2O 2Cl2+SiSiCl4 平衡氣壓 濃硫酸 干燥氯氣 四氯化硅沸點(diǎn)低,需冷凝收集 )2C12+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
【分析】
依據(jù)題中信息可知A為氯氣發(fā)生裝置,B、C為氯氣的凈化裝置,D中發(fā)生反應(yīng)2Cl2+SiSiCl4,生成的四氯化硅用E收集,四氯化硅接觸水會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),裝置F中為干燥劑,可防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E中,B中為飽和食鹽水將氯化氫氣體除去,C應(yīng)為濃硫酸除水,由表中數(shù)據(jù)可知四氯化硅沸點(diǎn)較低,用冷卻液可得到液態(tài)四氯化硅。
【詳解】
(1)裝置A用于制備氯氣,實(shí)驗(yàn)室利用濃鹽酸和二氧化錳加熱制備氯氣,則其中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+C12↑+2H2O;D中是Si與氯氣在加熱條件下反應(yīng)生成四氯化硅,則D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2+SiSiCl4。
(2)A中g(shù)管可以使分液漏斗和圓底燒瓶壓強(qiáng)相等,便于液體順利流下;生成的氯氣中混有氯化氫和水蒸氣,首先利用飽和食鹽水除去氯化氫,最后干燥氯氣,則裝置C中的試劑是濃硫酸,作用是干燥氯氣。
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知四氯化硅沸點(diǎn)低,因此裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是冷凝收集四氯化硅。
(4)過(guò)量的氯氣可以用石灰乳來(lái)處理,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2C12+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
7.防倒吸 取少量固體溶于水,加入氯化鋇溶液,若生成沉淀,則含有硫酸鈉 堿石灰 油浴可以在210~220oC下進(jìn)行,水浴不能達(dá)到這樣的溫度 2Na+2NH3=2NaNH2+H2 D
【詳解】
I.(1) BD為安全瓶,BD作用是防止倒吸,故答案為:防倒吸;
(2) Na2S2O3在空氣中易被氧化而變質(zhì)是否生成Na2SO4,取取少量固體溶于水,加入氯化鋇溶液,若生成沉淀,則含有硫酸鈉,故答案為:取少量固體溶于水,加入氯化鋇溶液,若生成沉淀,則含有硫酸鈉;
II.(3) 生成的氨氣中含有水蒸氣,需要干燥,則裝置B中盛放的藥品為堿石灰,故答案為:堿石灰;
(4) 由于制備NaN3的反應(yīng)需要在210~?220°C下進(jìn)行,水浴不能達(dá)到這樣的溫度,所以實(shí)驗(yàn)中使用油浴而不用水浴,故答案為:油浴可以在210~220oC下進(jìn)行,水浴不能達(dá)到這樣的溫度;
(5) 氨氣與熔融的鈉反應(yīng)生成NaNH2 ,根據(jù)原子守恒可知還有氫氣生成,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na+2NH3=2NaNH2+H2,故答案為:2Na+2NH3=2NaNH2+H2;
(6) N2O可由NH4NO4(熔點(diǎn)為169.6°C)在240°C下分解制得,由于在該溫度下硝酸銨已熔化,同時(shí)為避免液體倒流引起試管炸裂因此選擇的氣體發(fā)生裝置是裝置D,故答案為:D。
8. 分液漏斗 Fe+2H+=Fe2++H2↑ 趕走空氣中的O2,提供H2還原性氛圍 關(guān)閉K1,打開(kāi)K2、K3 C中液體進(jìn)入d中,d產(chǎn)生白色沉淀 增大溶液的酸性
【分析】
氫氧化亞鐵具有還原性,很容易被空氣中氧氣氧化為氫氧化鐵,為了制得Fe(OH)2沉淀,在制取過(guò)程中要避免和空氣接觸,該實(shí)驗(yàn)中:在儀器c中實(shí)施鐵和硫酸反應(yīng),利用反應(yīng)中生成的氫氣趕走空氣,在還原性氛圍中,將c中生成的硫酸亞鐵溶液排入d中,和氫氧化鈉溶液反應(yīng)制備白色的Fe(OH)2沉淀。
【詳解】
(1) 反應(yīng)中,F(xiàn)e(NO3)3 是還原劑,鐵元素化合價(jià)從+3升高到+6,升3,Cl2是氧化劑,氯元素化合價(jià)從0降低到-1,降低了1,按得失電子數(shù)守恒、元素質(zhì)量守恒得配平的化學(xué)方程式為:2Fe(NO3)3 +16NaOH +3Cl2 =2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl +8H2O,則電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目:或者。
(2) ①由構(gòu)造知,儀器a的名稱是分液漏斗。
②裝置c中鐵屑與稀H2SO4反應(yīng)生成硫酸亞鐵溶液和氫氣,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Fe+2H+=Fe2++H2↑。氫氧化亞鐵能夠被空氣中氧氣氧化為氫氧化鐵,為了制得Fe(OH)2沉淀,在制取過(guò)程中要避免和空氣接觸,故反應(yīng)中生成的氫氣的作用是:趕走空氣,提供還原性氛圍。
③為了制得Fe(OH)2沉淀,在儀器b中產(chǎn)生均勻氣泡后,需要利用生成氫氣的壓強(qiáng)將c中生成的硫酸亞鐵溶液排入d,和氫氧化鈉溶液中反應(yīng)制備白色的Fe(OH)2沉淀,故操作是關(guān)閉K1,打開(kāi)K2、K3,則c、d中可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:c中液體進(jìn)入d中,d產(chǎn)生白色沉淀。
(3)由實(shí)驗(yàn)可知,其余條件均相同時(shí),容易中氫離子濃度大、酸性強(qiáng)則反應(yīng)速率快,由此可知:促使該氧化還原反應(yīng)快速發(fā)生,可采取的措施是增大溶液的酸性。
9.2MnO+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 濃硫酸 裝置C中充滿黃綠色的氣體 防止FeCl3堵塞玻璃導(dǎo)管 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 堿石灰
【分析】
本實(shí)驗(yàn)利用高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)在無(wú)加熱情況下制氯氣,制取的氯氣經(jīng)B中濃硫酸干燥后,通入C與鐵反應(yīng),C中的玻璃絲是防止堵塞,D中干燥劑可防止防止水蒸氣進(jìn)人裝置C,最后氯氣有毒,要用氫氧化鈉溶液吸收;
【詳解】
(1)高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制氯氣的離子方程式為:;
(2)裝置B是除去氯氣中的水蒸氣,故其中的試劑是濃硫酸;
(3)當(dāng)裝置C中充滿黃綠色的氣體時(shí),說(shuō)明裝置中的空氣已除干凈,故可以點(diǎn)燃裝置C處的酒精燈進(jìn)行實(shí)驗(yàn);
(4)FeCl3遇冷會(huì)凝結(jié)成固體,裝置C中玻璃絲的作用是防止FeCl3堵塞玻璃導(dǎo)管。
(5)裝置E是用NaOH溶液除去尾氣中的Cl2,故其離子方程式為;
(6)裝置D是防止水蒸氣進(jìn)人裝置C,裝置E是除去尾氣中的Cl2,堿石灰可以同時(shí)替代兩者的作用。
10.N2+3H22NH3 c CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ 飽和碳酸氫鈉 過(guò)濾 NH3(氨) CO2(二氧化碳) g 60%
【分析】
⑴工業(yè)合成氨是氫氣和氮?dú)夥磻?yīng)生成氨氣。
⑵碳酸氫銨、氯化鈉易溶于水,因碳酸氫鈉的溶解度相對(duì)較小。
⑶①甲中發(fā)生反應(yīng)是碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水;②乙裝置中主要是除掉揮發(fā)出的HCl雜質(zhì);③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,從溶液中分離出NaHCO3晶體。
⑷①為提高二氧化碳在此反應(yīng)溶液中被吸收的程度,實(shí)驗(yàn)時(shí),先通入氨氣形成飽和溶液,氨氣極易溶于水,要注意防倒吸,再通入二氧化碳?xì)怏w反應(yīng);②裝置c目的是除去雜質(zhì),堿石灰不能除掉氨氣,濃硫酸是液體,不能裝在干燥管中,無(wú)水氯化鈣與氨氣反應(yīng);③先根據(jù)NaCl~NaHCO3,得到理論生成NaHCO3質(zhì)量,再計(jì)算NaHCO3的產(chǎn)率。
【詳解】
⑴工業(yè)合成氨是氫氣和氮?dú)夥磻?yīng)生成氨氣,其化學(xué)反應(yīng)方程式N2+3H22NH3;故答案為:N2+3H22NH3。
⑵碳酸氫銨、氯化鈉易溶于水,因碳酸氫鈉的溶解度相對(duì)較小,因此碳酸氫銨與飽和食鹽水反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨,溶液中析出碳酸氫鈉;故答案為:c。
⑶①甲中發(fā)生反應(yīng)是碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水,其離子方程式CaCO3+ 2H+ = Ca2++H2O+CO2↑;故答案為:CaCO3+2H+ = Ca2++H2O+CO2↑。
②乙裝置中主要是除掉揮發(fā)出的HCl雜質(zhì),因此用飽和碳酸氫鈉溶液除HCl;故答案為:飽和碳酸氫鈉。
③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,從溶液中分離出NaHCO3晶體,因此分離出NaHCO3晶體的操作是過(guò)濾;故答案為:過(guò)濾。
⑷①為提高二氧化碳在此反應(yīng)溶液中被吸收的程度,實(shí)驗(yàn)時(shí),先通入氨氣形成飽和溶液,氨氣極易溶于水,要注意防倒吸,再通入二氧化碳?xì)怏w反應(yīng),因此先從a管通入NH3氣體,再?gòu)腷管中通入CO2氣體;故答案為:NH3(氨);CO2(二氧化碳)。
②裝置c目的是除去雜質(zhì),堿石灰不能除掉氨氣,濃硫酸是液體,不能裝在干燥管中,無(wú)水氯化鈣與氨氣反應(yīng),因此c中的試劑為無(wú)水氯化鈣;故答案為:g。
③若該同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),所用飽和食鹽水中含NaCl的質(zhì)量為5.85g,根據(jù)NaCl~NaHCO3,得到理論生成NaHCO3質(zhì)量為,實(shí)驗(yàn)后得到干燥的NaHCO3晶體的質(zhì)量為5.04g,則NaHCO3的產(chǎn)率為;故答案為:60%。
11.氣密性 長(zhǎng)頸漏斗 淺綠 Fe + 2Fe3+=3Fe2+ 不含 吸收H2S 氫氣 9.12
【分析】
根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)裝置分析相關(guān)反應(yīng)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法分析解答;
【詳解】
(1)該實(shí)驗(yàn)中有氫氣生成,所以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前需檢查整套裝置的氣密性;根據(jù)圖示儀器構(gòu)造分析,裝置甲中儀器A的名稱是長(zhǎng)頸漏斗;鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,所得溶液呈淺綠色,故答案為:氣密性;長(zhǎng)頸漏斗;淺綠;
(2)還原生成Fe2+,離子方程式為Fe + 2Fe3+=3Fe2+,故答案為:Fe + 2Fe3+=3Fe2+;
(3)Fe3+結(jié)合SCN-會(huì)生成紅色物質(zhì),溶液顏色無(wú)明顯變化,說(shuō)明A中溶液不含,故答案為:不含;
(4)氣體呈酸性,裝置乙中溶液的主要作用是吸收H2S,裝置丙中集氣瓶收集到的氣體主要是反應(yīng)生成的氫氣,故答案為:吸收H2S,氫氣;
(5)廢鐵屑中單質(zhì)鐵的物質(zhì)的量為n(Fe)=,n(H2SO4)=0.02L×3.0mol/L=0.06mol,根據(jù)反應(yīng)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑得,硫酸不足,則m(FeSO4)=152g/mol×0.06mol=9.12g,故答案為:9.12。
12.分液漏斗 MnO2 + 4H+ + 2Cl- Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O 飽和食鹽水 冷凝二氧化氯 Cl2 + 2NaClO2 =2 ClO2 + NaCl 2OH- + Cl2 = ClO- +Cl- + H2O 趁熱過(guò)濾 H2O2 + 2H++ 2ClO3-= 2ClO2 + 2H2O + O2↑ ClO2 + e- = ClO2-
【分析】
(1)看圖得出儀器a的名稱,裝置A是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣、氯化錳和水。
(2)試劑X是除掉HCl氣體。
(3)二氧化氯(ClO2)沸點(diǎn)為11.0℃,因此得裝置D中冰水的主要作用,裝置D內(nèi)發(fā)生反應(yīng)是氯氣與固體亞氯酸鈉生成二氧化氯。
(4)裝置E中主要是氯氣的尾氣處理。
(5)由于<38℃是以NaClO2·3H2O晶體,操作要注意不能低于38℃。
(6)①H2O2 、H+與ClO3-反應(yīng)得到ClO2。
②左邊為ClO2反應(yīng)生成ClO2-,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)。
【詳解】
(1)儀器a的名稱為分液漏斗,裝置A是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣、氯化錳和水,其反應(yīng)的離子方程式為MnO2 + 4H+ + 2Cl- Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O;故答案為:分液漏斗;MnO2 + 4H+ + 2Cl- Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O。
(2)試劑X是除掉HCl氣體,因此用飽和食鹽水;故答案為:飽和食鹽水。
(3)二氧化氯(ClO2)沸點(diǎn)為11.0℃,因此裝置D中冰水的主要作用是冷凝二氧化氯。裝置D內(nèi)發(fā)生反應(yīng)是氯氣與固體亞氯酸鈉生成二氧化氯,其化學(xué)方程式為Cl2 + 2NaClO2 =2 ClO2 + NaCl;故答案為:冷凝二氧化氯;Cl2 + 2NaClO2 =2 ClO2 + NaCl。
(4)裝置E中主要是氯氣的尾氣處理,其反應(yīng)的離子方程式為:2OH- + Cl2 = ClO- +Cl- + H2O;故答案為:2OH- + Cl2 = ClO- +Cl- + H2O。
(5)利用NaClO2溶液制得NaClO2晶體的操作步驟:由于<38℃是以NaClO2·3H2O晶體,因此55℃蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾、38~60℃的溫水洗滌、低于60℃干燥;故答案為:趁熱過(guò)濾。
(6)①酸性條件下雙氧水與NaClO3反應(yīng),則反應(yīng)的離子方程式為H2O2 + 2H++ 2ClO3-= 2ClO2 + 2H2O + O2↑。
②如圖所示為直接電解氯酸鈉、自動(dòng)催化循環(huán)制備高純ClO2的實(shí)驗(yàn)。左邊為ClO2反應(yīng)生成ClO2-,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),其為陰極,其電極反應(yīng)式為ClO2 + e- = ClO2-;故答案為:ClO2 + e- = ClO2-。
13.溫度計(jì) 防止倒吸 使葡萄糖酸充分反應(yīng),提高葡萄糖酸的轉(zhuǎn)化率 不能 氯化鈣與葡萄糖酸不反應(yīng) 趁熱過(guò)濾 降低葡萄糖酸鈣的溶解度,有利于其析出 D
【分析】
葡萄糖中加入3%的溴水并且加熱,發(fā)生反應(yīng)C6H12O6(葡萄糖)+Br2+H2O→C6H12O7(葡萄糖酸)+2HBr,得到葡萄糖酸和HBr,加入過(guò)量碳酸鈣并加熱,發(fā)生反應(yīng)2C6H12O7(葡萄糖酸)+CaCO3→(C6H11O7)2?Ca?(葡萄糖酸鈣)+H2O+CO2、CaCO3+2HBr=CaBr2+CO2↑+H2O,趁熱過(guò)濾,然后加入乙醇得到葡萄糖酸鈣懸濁液,過(guò)濾、洗滌、干燥得到葡萄糖酸鈣,據(jù)此進(jìn)行分析。
【詳解】
(1)①根據(jù)流程可知溴水氧化葡萄糖時(shí)需要控制溫度為55℃,所以還需要溫度計(jì);
②倒置的漏斗可以起到防止倒吸的作用;
(2)CaCO3固體需有剩余,可使葡萄糖酸充分反應(yīng),提高葡萄糖酸的轉(zhuǎn)化率,符合強(qiáng)酸制弱酸原理,以確保葡萄糖酸完全轉(zhuǎn)化為鈣鹽;
(3)鹽酸為強(qiáng)酸,酸性比葡萄糖酸強(qiáng),氯化鈣不能與葡萄糖酸直接反應(yīng)得到葡萄糖酸鈣,所以不宜用CaCl2替代CaCO3;
(4)根據(jù)表格中葡萄糖酸鈣的溶解度與溫度可知葡萄糖酸鈣冷卻后會(huì)結(jié)晶析出,應(yīng)趁熱過(guò)濾;
(5)葡萄糖酸鈣在乙醇中的溶解度是微溶,可降低葡萄糖酸鈣在溶劑中的溶解度,有利于葡萄糖酸鈣的析出;
(6)利用水可以將無(wú)機(jī)雜質(zhì)溶解除掉,同時(shí)利用葡萄糖酸鈣在乙醇中的微溶,減少葡萄糖酸鈣的損失,所以應(yīng)選“乙醇—水的混合溶液”進(jìn)行洗滌。
14.Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑ 冷水 生成的NOSO4H作為該反應(yīng)的催化劑 C裝置中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入B中使NOSO4H水解 2 5 16H+ 2 10CO2↑ 8 溶液恰好由粉紅色變?yōu)闊o(wú)色,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù) 92.02%
【分析】
該實(shí)驗(yàn)中A裝置制取SO2,實(shí)驗(yàn)室常用濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫,裝置B中濃HNO3與SO2在濃H2SO4作用下反應(yīng)制得NOSO4H,為減少濃硝酸的揮發(fā),應(yīng)盡量降低體系溫度,裝置C處理未反應(yīng)的二氧化硫和揮發(fā)出的HNO3。
【詳解】
(1)實(shí)驗(yàn)室利用亞硫酸鈉和濃硫酸反應(yīng)制取SO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,故答案為:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)①為減少濃硝酸的揮發(fā),應(yīng)盡量降低體系溫度,故使用冷水浴,故答案為:冷水;
②影響反應(yīng)速率的主要因素有濃度、溫度、催化劑,該反應(yīng)中溫度變化不大,而濃度隨反應(yīng)進(jìn)行會(huì)減小,所以可以使速率加快的因素只能是催化劑,故答案為:生成的NOSO4H作為該反應(yīng)的催化劑;
(3)NOSO4H遇水分解,裝置C中的水蒸氣有可能進(jìn)入B使NOSO4H水解導(dǎo)致產(chǎn)率降低,故答案為:C裝置中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入B中使NOSO4H水解;
(4))①酸溶液中高錳酸鉀和草酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成二氧化碳,錳元素化合價(jià)+7價(jià)降低到+2價(jià),電子轉(zhuǎn)移5e-,碳元素化合價(jià)+3價(jià)變化為+4價(jià),電子轉(zhuǎn)移e-,電子守恒、原子守恒、電荷守恒配平得到離子方程式:2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,故答案為:2;5;16H+;2;10CO2;8;
②用0.2500mol?L-1草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的高錳酸鉀溶液,溶液顏色變化是紫紅色變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘不變說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn),故答案為:溶液恰好由紫紅色變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘不恢復(fù);
③根據(jù)反應(yīng)2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知存在數(shù)量關(guān)系:2MnO4-~5C2O42-,所以剩余的n(MnO4-)==0.002mol,則與NOSO4H反應(yīng)的n(MnO4-)=0.1000mol·L-1×0.060L-0.002mol=0.004mol,根據(jù)反應(yīng)2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4可知存在數(shù)量關(guān)系2KMnO4~5NOSO4H,所以n(NOSO4H)=0.004mol=0.01mol,所以亞硝酰硫酸的純度=,故答案為:92.02%。
【點(diǎn)睛】
實(shí)驗(yàn)室制取二氧化硫用濃硫酸而不用稀硫酸為了防止二氧化硫溶于水;影響反應(yīng)速率的主要因素有濃度、溫度、催化劑(壓強(qiáng)是否影響速率還是要看壓強(qiáng)的改變是否改變了濃度),所以當(dāng)速率發(fā)生變化時(shí)先從這三個(gè)方面考慮。
15.球形冷凝管 水浴加熱 +NaOH+O2 +2H2O 保護(hù)羥基不被氧化 A 將鹽酸揮發(fā)和多余的水份,便于結(jié)晶 甲苯 81.97%
【詳解】
(1)根據(jù)圖中信息得到儀器X的名稱是球形冷凝管,裝置1調(diào)控溫度至70℃,因此采用的加熱方式是水浴加熱;故答案為:球形冷凝管;水浴加熱。
(2) 對(duì)甲基苯酚液相催化氧化法(甲醇為溶劑),因此制取的化學(xué)方程式為+NaOH+O2 +2H2O,氧氣具有氧化性,NaOH主要和酚羥基反應(yīng)生成酚鈉,保護(hù)羥基不被氧氣氧化,故答案為:+NaOH+O2 +2H2O;保護(hù)羥基不被氧化。
(3)冷凝水的方向是“下進(jìn)上出”,因此裝置2中的進(jìn)水口為A,由于所得濾液用鹽酸酸化至pH=6,因此加熱蒸發(fā)的目的是將鹽酸揮發(fā)和多余的水份,便于結(jié)晶;故答案為:A;將鹽酸揮發(fā)和多余的水份,便于結(jié)晶。
(4)根據(jù)圖中信息,回收率和純度得到重結(jié)晶時(shí)選用的最佳溶劑是甲苯;故答案為:甲苯。
(5)根據(jù)~,4.32g對(duì)甲基苯酚理論上得到PHBA質(zhì)量為,本實(shí)驗(yàn)中PHBA的產(chǎn)率為;故答案為:81.97%。
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