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简答题

碘化钠是实验室中常用的分析试剂,工业上用铁屑还原法制备NaI的流程如图:

请回答下列问题:

(1)判断反应①中碘是否反应完全的方法是______

(2)操作I的名称是______

(3)反应①的离子方程式为______

(4)反应②中NaIO3被Fe单质还原为NaI,同时生成Fe(OH)3,该反应的化学方程式是______;在该反应中若有99g NaIO3被还原,则转移电子的物质的量为______mol.

正确答案

解:由制备流程可知,碘与NaOH溶液反应生成NaI、NaIO3,加入Fe与NaIO3发生氧化还原反应生成NaI、氢氧化铁,操作I为过滤,固体为氢氧化铁,②过滤后溶液中主要含NaI,分离、提纯得到NaI,

(1)淀粉遇碘变蓝,反应后加淀粉无现象即可说明反应结束,则判断反应①中碘是否反应完全的方法为取少量反应后的溶液于试管中,滴入几滴淀粉溶液,若溶液未变蓝,则证明碘已反应完全;反之,碘未反应完全,(或取少量反应后的溶液于试管中,滴入几滴CCl4,振荡、静置,若下层液体呈无色,证明碘已反应完全;若下层液体呈紫红色,证明碘未反应完全),

故答案为:取少量反应后的溶液于试管中,滴入几滴淀粉溶液,若溶液未变蓝,则证明碘已反应完全;反之,碘未反应完全,(或取少量反应后的溶液于试管中,滴入几滴CCl4,振荡、静置,若下层液体呈无色,证明碘已反应完全;若下层液体呈紫红色,证明碘未反应完全);

(2)由上述分析可知,操作I为过滤,故答案为:过滤;          

(3)反应①的离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O,故答案为:3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O;

(4)反应②的化学方程式是2Fe+NaIO3+3H2O=2Fe(OH)3↓+NaI,若有99g NaIO3被还原,转移电子为×[(+5)-(-1)]=3mol,

故答案为:2Fe+NaIO3+3H2O=2Fe(OH)3+NaI;3.

解析

解:由制备流程可知,碘与NaOH溶液反应生成NaI、NaIO3,加入Fe与NaIO3发生氧化还原反应生成NaI、氢氧化铁,操作I为过滤,固体为氢氧化铁,②过滤后溶液中主要含NaI,分离、提纯得到NaI,

(1)淀粉遇碘变蓝,反应后加淀粉无现象即可说明反应结束,则判断反应①中碘是否反应完全的方法为取少量反应后的溶液于试管中,滴入几滴淀粉溶液,若溶液未变蓝,则证明碘已反应完全;反之,碘未反应完全,(或取少量反应后的溶液于试管中,滴入几滴CCl4,振荡、静置,若下层液体呈无色,证明碘已反应完全;若下层液体呈紫红色,证明碘未反应完全),

故答案为:取少量反应后的溶液于试管中,滴入几滴淀粉溶液,若溶液未变蓝,则证明碘已反应完全;反之,碘未反应完全,(或取少量反应后的溶液于试管中,滴入几滴CCl4,振荡、静置,若下层液体呈无色,证明碘已反应完全;若下层液体呈紫红色,证明碘未反应完全);

(2)由上述分析可知,操作I为过滤,故答案为:过滤;          

(3)反应①的离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O,故答案为:3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O;

(4)反应②的化学方程式是2Fe+NaIO3+3H2O=2Fe(OH)3↓+NaI,若有99g NaIO3被还原,转移电子为×[(+5)-(-1)]=3mol,

故答案为:2Fe+NaIO3+3H2O=2Fe(OH)3+NaI;3.

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简答题

某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图1),以环己醇制备环己烯

已知:

(1)制备粗品

将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入l mL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品.

①A中碎瓷片的作用是______,导管B除了导气外还具有的作用是______

②试管C置于冰水浴中的目的是______

(2)制备精品

①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等.加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在______

层(填“上”或“下”),分液后用______ (填入编号)洗涤.

a.KMnO4溶液      b.稀H2SO4   c.Na2CO3溶液

②再将环己烯按图2装置蒸馏,冷却水从______(填“f”或“g”)口进入.

③收集产品时,控制的温度应在______左右,实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是______

a.蒸馏时从70℃开始收集产品

b.环己醇实际用量多了

c.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出

(3)以下区分环己烯精品和粗品的方法,合理的是______

a.用酸性高锰酸钾溶液        b.用金属钠       c.测定沸点     d.用FeCl3溶液

(4)若用环己烯经两步反应合成1,3-环己二烯 (),试写出该两步反应对应的化学方程

____________

正确答案

解:(1)①根据制乙烯实验的知识,发生装置A中碎瓷片的作用是防止暴沸,由于生成的环己烯的沸点为83℃,要得到液态环己烯,导管B除了导气外还具有冷凝作用,便于环己烯冷凝.故答案为:防止暴沸;冷凝;

②冰水浴的目的是降低环己烯蒸气的温度,使其液化,故答案为:防止环己烯挥发.

(2)①环己烯是烃类,不溶于氯化钠溶液,且密度比水小,振荡、静置、分层后环己烯在上层,由于分液后环己烯粗品中还含有少量的酸和环己醇,联想:制备乙酸乙酯提纯产物时用c(饱和Na2CO3溶液)洗涤可除去酸;故答案为:上层;c;

②蒸馏装置要有冷凝管,为了增加冷凝效果,冷却水的方向应该和蒸汽的流向相反,冷却水从下口(g)进入,故答案为:g;

③根据表中数据可知,馏分环己烯的沸点为83℃,故收集产品应控制温度在83℃左右;

a、蒸馏时从70℃开始收集产品,提前收集,产品中混有杂质,实际产量高于理论产量,故a错误;

b、环己醇实际用量多了,制取的环己烯的物质的量增大,实验制得的环己烯精品质量高于理论产量,故b错误;

c、若粗产品中混有环己醇,导致测定消耗的环己醇量增大,制得的环己烯精品质量低于理论产量,故c正确,故选c;

故答案为:83℃;c;

(3)区别粗品与精品可加入金属钠,观察是否有气体产生,若无气体,则是精品,另外根据混合物没有固定的沸点,而纯净物有固定的沸点,通过测定环己烯粗品和环己烯精品的沸点,也可判断产品的纯度,故答案为:bc;

(4)环己烯先与氯气发生加成反应,再与氢氧化钠的混合溶液混合加热,利用卤代烃的消去反应最后可得1,3-环己二烯,发生反应的化学方程式为

环己烯和水发生加成反应生成环己醇,化学方程式为,故答案为:

解析

解:(1)①根据制乙烯实验的知识,发生装置A中碎瓷片的作用是防止暴沸,由于生成的环己烯的沸点为83℃,要得到液态环己烯,导管B除了导气外还具有冷凝作用,便于环己烯冷凝.故答案为:防止暴沸;冷凝;

②冰水浴的目的是降低环己烯蒸气的温度,使其液化,故答案为:防止环己烯挥发.

(2)①环己烯是烃类,不溶于氯化钠溶液,且密度比水小,振荡、静置、分层后环己烯在上层,由于分液后环己烯粗品中还含有少量的酸和环己醇,联想:制备乙酸乙酯提纯产物时用c(饱和Na2CO3溶液)洗涤可除去酸;故答案为:上层;c;

②蒸馏装置要有冷凝管,为了增加冷凝效果,冷却水的方向应该和蒸汽的流向相反,冷却水从下口(g)进入,故答案为:g;

③根据表中数据可知,馏分环己烯的沸点为83℃,故收集产品应控制温度在83℃左右;

a、蒸馏时从70℃开始收集产品,提前收集,产品中混有杂质,实际产量高于理论产量,故a错误;

b、环己醇实际用量多了,制取的环己烯的物质的量增大,实验制得的环己烯精品质量高于理论产量,故b错误;

c、若粗产品中混有环己醇,导致测定消耗的环己醇量增大,制得的环己烯精品质量低于理论产量,故c正确,故选c;

故答案为:83℃;c;

(3)区别粗品与精品可加入金属钠,观察是否有气体产生,若无气体,则是精品,另外根据混合物没有固定的沸点,而纯净物有固定的沸点,通过测定环己烯粗品和环己烯精品的沸点,也可判断产品的纯度,故答案为:bc;

(4)环己烯先与氯气发生加成反应,再与氢氧化钠的混合溶液混合加热,利用卤代烃的消去反应最后可得1,3-环己二烯,发生反应的化学方程式为

环己烯和水发生加成反应生成环己醇,化学方程式为,故答案为:

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简答题

(2016春•淮安校级月考)四碘化锡是一种橙红色结晶,熔点为144.5℃,沸点为364℃,不溶于冷水,溶于醇、苯、氯仿等,遇水易水解,常用作分析试剂和有机合成试剂.实验室制备四碘化锡的主要步骤如下:

步骤1:在干燥的圆底烧瓶中加入少量碎锡箔和稍过量的I2,再加入30mL冰醋酸和30mL醋酸酐[(CH3CO)2O].实验装置如图所示,组装好后用煤气灯加热至沸腾约1-1.5h,至反应完成;

步骤2:冷却结晶,过滤得到四碘化锡粗品;

步骤3:粗品中加入30mL氯仿,水浴加热回流溶解后,趁热过滤;

步骤4:将滤液倒入蒸发皿中,置于通风橱内,待氯仿全部挥发后得到四碘化锡晶体.

回答下列问题:

(1)图中仪器a的名称为______;冷却水从接口______(填“b”或“c”)进入.

(2)仪器a上连接装有无水CaCl2的干燥管的目的是______;锡箔需剪碎的目的是______;加入醋酸酐的目的是______

(3)烧瓶中发生反应的化学方程式为______;单质碘需过量的主要目的是______

(4)反应已到终点的现象是______

(5)步骤3和步骤4的目的是______

正确答案

解:(1)仪器a的名称为冷凝管,冷凝水下进上出;从b进入,故答案为:冷凝管;b;

(2)装有无水CaCl2的干燥管可吸收空气中的水蒸气,防止空气中水蒸气进入反应器中;锡箔需剪碎增大与I2的接触面;醋酸酐能与水反应,防止四碘化锡水解,故答案为:防止空气中水蒸气进入反应器中;增大与I2的接触面,加快反应速率;除去体系中的水,防止四碘化锡水解;

(3)锡与碘反应生成四碘化锡,Sn+2I2SnI4,单质碘过量可使锡反应完全,故答案为:Sn+2I2SnI4;防止锡屑混入四碘化锡晶体中;

(4)紫红色的碘蒸气消失,溶液颜色由紫红色变成橙红色,溶液中生成四碘化锡为橙红色,故答案为:紫红色的碘蒸气消失,溶液颜色由紫红色变成橙红色;

(5)醋酸易溶于氯仿,除掉在职,提纯SnI4产品,故答案为:提纯SnI4产品.

解析

解:(1)仪器a的名称为冷凝管,冷凝水下进上出;从b进入,故答案为:冷凝管;b;

(2)装有无水CaCl2的干燥管可吸收空气中的水蒸气,防止空气中水蒸气进入反应器中;锡箔需剪碎增大与I2的接触面;醋酸酐能与水反应,防止四碘化锡水解,故答案为:防止空气中水蒸气进入反应器中;增大与I2的接触面,加快反应速率;除去体系中的水,防止四碘化锡水解;

(3)锡与碘反应生成四碘化锡,Sn+2I2SnI4,单质碘过量可使锡反应完全,故答案为:Sn+2I2SnI4;防止锡屑混入四碘化锡晶体中;

(4)紫红色的碘蒸气消失,溶液颜色由紫红色变成橙红色,溶液中生成四碘化锡为橙红色,故答案为:紫红色的碘蒸气消失,溶液颜色由紫红色变成橙红色;

(5)醋酸易溶于氯仿,除掉在职,提纯SnI4产品,故答案为:提纯SnI4产品.

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填空题

如图是实验室制备1,2-二溴乙烷并进行一系列相关实验的装置(加热及夹持设备已略).

有关数据列表如下:

请完成下列填空:

(1)A中药品为1:3的无水乙醇和浓硫酸混合液,写出制备乙烯的化学反应方程式:______

(2)气体发生装置使用连通滴液漏斗的原因______

(3)请写出C装置中的离子反应方程式______

(4)装置D中品红溶液的作用是______

(5)反应过程中应用冷水冷却装置E,其主要目的是______;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是______

(6)学生发现反应结束时,无水乙醇消耗量大大超过理论值,其原因是______

(7)有学生提出,装置F中可改用足量的四氯化碳液体吸收多余的气体,其原因是______

正确答案

CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O

使连通滴液漏斗里的溶液容易滴下

SO2+2OH-=SO32-+H2O、CO2+2OH-=CO32-+H2O

验证二氧化硫是否被除尽

减少液溴挥发

1,2-二溴乙烷易凝结成固体而发生堵塞

乙醇挥发、副反应发生或反应太剧烈

乙烯和液溴均易溶于四氯化碳

解析

解:(1)乙醇在浓硫酸作催化剂加热170℃时生成乙烯,其反应方程式为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,故答案为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;

(2)连通滴液漏斗使上下容器中的压强相同,液体容易流下,所以气体发生装置使用连通滴液漏斗的原因使连通滴液漏斗里的溶液容易滴下;

故答案为:使连通滴液漏斗里的溶液容易滴下;

(3)用氢氧化钠溶液吸收SO2和CO2气体发生反应的离子方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O、CO2+2OH-=CO32-+H2O,故答案为:SO2+2OH-=SO32-+H2O、CO2+2OH-=CO32-+H2O;

(4)无水乙醇和浓硫酸混合液制备乙烯时,会有副产物二氧化硫生成,而二氧化硫能使品红褪色,所以用品红溶液检验二氧化硫是否被氢氧化钠吸收完全,

故答案为:验证二氧化硫是否被除尽;

(5)液溴易挥发,反应过程中应用冷水冷却装置E,能减少液溴挥发;由表中数据可知1,2-二溴乙烷的熔点为9℃,如用冰水冷却时温度太低,1,2-二溴乙烷会凝结为固体,从而导致导管堵塞,故答案为:减少液溴挥发;1,2-二溴乙烷易凝结成固体而发生堵塞;

(6)乙醇在浓硫酸作催化剂作用下会有乙醚等副产物生成,反应太剧烈时乙醇部分挥发;故答案为:乙醇挥发、副反应发生或反应太剧烈;

(7)实验中尾气的成分是乙烯和溴,二者都易溶于四氯化碳,所以能用四氯化碳液体吸收多余的气体;故答案为:乙烯和液溴均易溶于四氯化碳.

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简答题

氮化铝(AIN)是一种新型无机材料,广泛应用于集成电路生产领域.某化学研究小组利用氮气、氧化铝和活性炭制取氮化铝,设计如图甲所示的实验装置.

试回答:

(1)实验中用饱和NaNO2与NH4Cl溶液制取氮气的化学方程式为______

(2)装置中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A的作用是______(填写序号).

a.防止NaNO2饱和溶液蒸发   b.保证实验装置不漏气    c.使NaNO2 饱和溶液容易滴下

(3)按图连接好实验装置,检查装置气密性的方法是______

(4)化学研究小组的装置存在严重问题,请说明改进的办法______

(5)反应结束后,某同学用图乙所示装置进行实验来测定氮化铝样 品的质量分数(实验中导管体积忽略不计).已知:氮化铝和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氨气.

①广口瓶中的试剂X最好选用______(填写序号).

a.汽油        b.酒精       c.植物油     d.CCl4

②广口瓶中的液体没有装满(上方留有空间),则实验测得NH3的体积将______(填“偏大”、“偏小”、“不变”).

③若实验中称取氮化铝样品的质量为10.0g,测得氨气的体积为3.36L(标准状况),则样品中AlN的质量分数为______

正确答案

解:(1)饱和NaNO2与 NH4Cl溶液反应生成氯化钠、氮气和水,故答案为:NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O;

(2)装置中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A具有平衡气压的作用,这样可以保证NaNO2饱和溶液容易滴下,故选c;

(3)关闭分液漏斗开关,使装置处于密闭体系,将导管一端浸入水中,用手紧握锥形瓶外壁,由于热胀冷缩,锥形瓶内气体受热膨胀,如果导管口有气泡冒出,说明气密性良好,否则装置漏气,故答案为:在干燥管D末端连接一导管,将导管插入烧杯中的液面下,用酒精灯微热蒸馏烧瓶,导管口有气泡冒出,撤掉酒精灯一段时间,导管内上升一段水柱,证明气密性良好;

(4)实验必须对有毒气体进行尾气处理,防止空气污染,故答案为:在干燥管D末端连接一个尾气处理装置;

(5)①广口瓶中的试剂X的作用是将氨气与水隔开,因为氨气极易溶于水,由于酒精能以任意比例与水互溶,所以不能用酒精,要用植物油将氨气与水隔开,水不溶于油,故选c;

②反应前广口瓶的上方留有的少量空间填充的是空气,反应后广口瓶的上方留有的少量空间填充的是氨气,氨气代替了开始的空气,把最后空间中冲入的氨气当成开始时的空气即可,所以对实验结果没有影响,故答案为:不变;

(5)氮化铝中含有碳或氧化铝杂质,氧化铝易溶于NaOH溶液,而实验结束后,若观察到锥形瓶中还有固体,说明固体不溶于氢氧化钠溶液,所以杂质是碳;

(6)氨气的体积为3.36L(标准状况),物质的量是0.15mol,所以氮化铝的物质的量是0.15mol,质量是0.15mol×41g/mol=6.15g,所以氮化铝的质量分数为

×100%=61.5%,故答案为:61.5%.

解析

解:(1)饱和NaNO2与 NH4Cl溶液反应生成氯化钠、氮气和水,故答案为:NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O;

(2)装置中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A具有平衡气压的作用,这样可以保证NaNO2饱和溶液容易滴下,故选c;

(3)关闭分液漏斗开关,使装置处于密闭体系,将导管一端浸入水中,用手紧握锥形瓶外壁,由于热胀冷缩,锥形瓶内气体受热膨胀,如果导管口有气泡冒出,说明气密性良好,否则装置漏气,故答案为:在干燥管D末端连接一导管,将导管插入烧杯中的液面下,用酒精灯微热蒸馏烧瓶,导管口有气泡冒出,撤掉酒精灯一段时间,导管内上升一段水柱,证明气密性良好;

(4)实验必须对有毒气体进行尾气处理,防止空气污染,故答案为:在干燥管D末端连接一个尾气处理装置;

(5)①广口瓶中的试剂X的作用是将氨气与水隔开,因为氨气极易溶于水,由于酒精能以任意比例与水互溶,所以不能用酒精,要用植物油将氨气与水隔开,水不溶于油,故选c;

②反应前广口瓶的上方留有的少量空间填充的是空气,反应后广口瓶的上方留有的少量空间填充的是氨气,氨气代替了开始的空气,把最后空间中冲入的氨气当成开始时的空气即可,所以对实验结果没有影响,故答案为:不变;

(5)氮化铝中含有碳或氧化铝杂质,氧化铝易溶于NaOH溶液,而实验结束后,若观察到锥形瓶中还有固体,说明固体不溶于氢氧化钠溶液,所以杂质是碳;

(6)氨气的体积为3.36L(标准状况),物质的量是0.15mol,所以氮化铝的物质的量是0.15mol,质量是0.15mol×41g/mol=6.15g,所以氮化铝的质量分数为

×100%=61.5%,故答案为:61.5%.

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填空题

碱式碳酸铜 Cu2(OH)2CO3是一种用途广泛的化工原料,实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下:

步骤一:废铜屑制硝酸铜

如图,用胶头滴管吸取浓HNO3缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中(废铜屑过量),充分反应后过滤,得到硝酸铜溶液.

步骤二:碱式碳酸铜的制备

向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液,水浴加热至70℃左右,用0.4mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5,振荡,静置,过滤,用热水洗涤,烘干,得到碱式碳酸铜产品.

完成下列填空:

(1)写出浓硝酸与铜反应的离子方程式______

(2)上图装置中NaOH溶液的作用是______.反应结束后,广口瓶内的溶液中,除了含有NaOH外,还有______(填写化学式).

(3)步骤二中,水浴加热所需仪器有____________(加热、夹持仪器、石棉网除外);洗涤的目的是______

(4)步骤二的滤液中可能含有CO32-,写出检验CO32-的方法______

(5)影响产品产量的主要因素有____________

(6)若实验得到2.42g样品(只含CuO杂质),取此样品加热至分解完全后,得到1.80g固体,此样品中碱式碳酸铜的质量分数是______

正确答案

Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O

吸收氮的氧化物

NaNO2、NaNO3

烧杯

温度计

洗涤除去碱式碳酸铜表面附着的硝酸钠

取样,加入盐酸,将生成的气体通入澄清的石灰水,溶液变浑浊,说明含有CO32-

反应温度

溶液pH值

0.92

解析

解:(1)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水,反应离子方程式为:Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O,

故答案为:Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O;

(2)反应生成的氮的氧化物是大气污染气体,被氢氧化钠溶液吸收,防止污染,由NO2+NaOH→NaNO2+NaNO3+H2O,可知反应结束后,除剩余的NaOH外,还有新生成的NaNO2、NaNO3

故答案为:吸收氮的氧化物;NaNO2、NaNO3

(3)反应器为大试管,水浴加热用烧杯盛放水,由于控制温度,用温度计测定水温;洗涤除去碱式碳酸铜表面附着的硝酸钠,

故答案为:烧杯、温度计;洗涤除去碱式碳酸铜表面附着的硝酸钠;

(4)检验碳酸根的方法为:取样,加入盐酸,将生成的气体通入澄清的石灰水,溶液变浑浊,说明含有CO32-

故答案为:取样,加入盐酸,将生成的气体通入澄清的石灰水,溶液变浑浊,说明含有CO32-

(5)由步骤二可知,实验成功的关键是控制反应温度与溶液的pH值,故影响产品产量的主要因素有:反应温度、溶液pH值,

故答案为:反应温度;溶液pH值;

(6)令样品中碱式碳酸铜的质量分数为x,碱式碳酸铜的质量为2.42x g,则:

Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑  质量减少

222                               62

2.42x g                       2.42g-1.8g=0.62g

所以,222:62=2.42x g:0.62g

解得x=0.92

故答案为:0.92.

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题型:简答题
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简答题

海洋约占地球表面积的71%,具有十分巨大的开发潜力,通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用.

Ⅰ、海水中制得的氯化钠除食用外,还用作工业原料,例如通常以NaCI、CO2和NH3为原料制取纯碱,请写出第一步制取NaHCO3的化学方程式:______

Ⅱ、工业上以浓缩海水为原料提取溴的部分流程如图1:

已知:Br2常温下呈液态,易挥发,有毒:2Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2

(1)通过步骤①氯气氧化已获得含Br2的溶液,为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的溶液,原因是______

(2)反应釜2中发生反应的离子方程式为______

(3)向蒸馏塔中通入水蒸气加热,控制温度在90℃左右进行蒸馏的原因是______

Ⅲ、盐卤蒸发冷却后析出卤块的主要成分是MgCI2,此外还含有Fe2+、Fe3+、Mn2+等离子.以卤块为原料制得镁的工艺流程如图2(部分操作和条件已略去):

                             生成氢氧化物沉淀的pH

(1)用NaCIO氧化Fe2+得到Fe(OH)3沉淀的离子反应方程式是______

(2)步骤③需在HCI保护气中加热进行,请用化学平衡移动原理解释原因______

(3)NaCIO还能除去盐卤中的CO(NH22,生成盐和能参与大气循环的物质,除去0.1molCO(NH22时消耗NaCIO______g.

正确答案

解:Ⅰ、以NaCl、NH3、CO2和水等为原料制取NaHCO3的化学方程式为:NH3+CO2+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl,

故答案为:NH3+CO2+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl;

Ⅱ、(1)从①出来的溶液中溴的含量不高,如果直接蒸馏,得到产品成本高,所以经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的溶液,其目的为富集溴,提高Br2的浓度,

故答案为:富集溴,提高Br2的浓度;

(2)发生归中反应,离子方程式为:5Br-+BrO3-+6H+=3Br2+3H2O,故答案为:5Br-+BrO3-+6H+=3Br2+3H2O;

(3)温度过高水蒸气蒸出,溴中含有水分,温度过低溴不能完全蒸出,产率低,所以控制温度在90℃左右进行蒸馏,故答案为:温度过低难以将Br2蒸发出来,但温度过高又会将大量的水蒸馏出来;

Ⅲ、盐卤加水溶解,加NaClO将Fe2+氧化成Fe3+,然后加入NaOH调节pH为9.8,使Fe2+、Fe3+、Mn2+转化为氢氧化物沉淀,过滤,滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到,氯化镁晶体,在HCl气氛中加热得到无水氯化镁,电解熔融的氯化镁得到Mg;

(1)加入次氯酸钠会氧化亚铁离子为三价铁,则次氯酸钠与Fe2+、H2O反应生成Fe(OH)3、Cl-和H+,反应的离子方程式为:ClO-+2Fe2++5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+4H+

故答案为:ClO-+2Fe2++5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+4H+

(2)镁离子水解生成氢氧化镁和氢离子,Mg2++2H2O⇌Mg(OH)2+2H+,水解反应属于吸热反应,加热温度升高,水解程度增大,通入HCl时,增加了溶液中的c(H+),能使水解平衡逆向移动,抑制Mg2+水解.HCl还能带出水份,最终得到无水MgCl2

故答案为:Mg2++2H2O⇌Mg(OH)2+2H+,温度升高,水解程度增大,通入HCl,增加c(H+),使平衡逆向移动,抑制Mg2+水解.HCl还能带出水份,最终得到无水MgCl2

(3)NaClO还能除去盐卤中的CO(NH22,生成盐和能参与大气循环的物质,其反应为3NaClO+CO(NH22═3NaCl+CO2↑+N2↑+2H2O,由方程式中物质之间的关系可知,0.1mol CO(NH22消耗NaClO为0.3mol,则m(NaClO)=nM=0.3mol×74.5g/mol=22.35g,故答案为:22.35.

解析

解:Ⅰ、以NaCl、NH3、CO2和水等为原料制取NaHCO3的化学方程式为:NH3+CO2+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl,

故答案为:NH3+CO2+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl;

Ⅱ、(1)从①出来的溶液中溴的含量不高,如果直接蒸馏,得到产品成本高,所以经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的溶液,其目的为富集溴,提高Br2的浓度,

故答案为:富集溴,提高Br2的浓度;

(2)发生归中反应,离子方程式为:5Br-+BrO3-+6H+=3Br2+3H2O,故答案为:5Br-+BrO3-+6H+=3Br2+3H2O;

(3)温度过高水蒸气蒸出,溴中含有水分,温度过低溴不能完全蒸出,产率低,所以控制温度在90℃左右进行蒸馏,故答案为:温度过低难以将Br2蒸发出来,但温度过高又会将大量的水蒸馏出来;

Ⅲ、盐卤加水溶解,加NaClO将Fe2+氧化成Fe3+,然后加入NaOH调节pH为9.8,使Fe2+、Fe3+、Mn2+转化为氢氧化物沉淀,过滤,滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到,氯化镁晶体,在HCl气氛中加热得到无水氯化镁,电解熔融的氯化镁得到Mg;

(1)加入次氯酸钠会氧化亚铁离子为三价铁,则次氯酸钠与Fe2+、H2O反应生成Fe(OH)3、Cl-和H+,反应的离子方程式为:ClO-+2Fe2++5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+4H+

故答案为:ClO-+2Fe2++5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+4H+

(2)镁离子水解生成氢氧化镁和氢离子,Mg2++2H2O⇌Mg(OH)2+2H+,水解反应属于吸热反应,加热温度升高,水解程度增大,通入HCl时,增加了溶液中的c(H+),能使水解平衡逆向移动,抑制Mg2+水解.HCl还能带出水份,最终得到无水MgCl2

故答案为:Mg2++2H2O⇌Mg(OH)2+2H+,温度升高,水解程度增大,通入HCl,增加c(H+),使平衡逆向移动,抑制Mg2+水解.HCl还能带出水份,最终得到无水MgCl2

(3)NaClO还能除去盐卤中的CO(NH22,生成盐和能参与大气循环的物质,其反应为3NaClO+CO(NH22═3NaCl+CO2↑+N2↑+2H2O,由方程式中物质之间的关系可知,0.1mol CO(NH22消耗NaClO为0.3mol,则m(NaClO)=nM=0.3mol×74.5g/mol=22.35g,故答案为:22.35.

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简答题

三苯甲醇(C6H53C-OH是一种重要的化工原料和医药中间体.实验室合成三苯甲醇的实验装置如图1所示.

已知:①过程中生成的中间物质格氏试剂易发生水解反应;

②部分相关物质的沸点如下:

③三苯甲醇的相对分子质量为260.

请回答下列问题:

(1)装置中玻璃仪器B的名称为______;装有无水CaCl2的仪器A的作用是______

(2)装置中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是______

(3)制得的三苯甲醇粗产品中含有乙醚、溴苯、氯化铵等杂质,可以设计如图2提纯方案:其中,操作①的名称是______;洗涤液最好选用______(填字母序号).

a.水         b.乙醚         c.乙醇         d.苯

检验产品已经洗涤干净的操作为______

(4)纯度测定:称取2.60g产品,配成乙醚溶液,加入足量金属钠(乙醚与钠不反应),充分反应后,测得生成的气体在标准状况下的体积为100.80mL.则产品中三苯甲醇的质量分数为______

正确答案

解:(1)图中玻璃仪器B的名称是冷凝管,由于格氏试剂容易水解,B的作用是防止空气中的水蒸气进入装置,避免格式试剂水解,

故答案为:冷凝管;防止空气中的水蒸气进入装置,避免格氏试剂水解;

(2)装置中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是平衡压强,使漏斗内液体顺利滴下;

故答案为:平衡压强,使漏斗内液体顺利滴下;

(3)三苯甲醇粗产品中含有乙醚、溴苯、苯甲酸乙酯等有机物,三苯甲醇的沸点最高,所以先用蒸馏或分馏的方法除去有机杂质;

由于碱式溴化镁溶于水,不溶于有机溶剂,所以洗涤液选用水,故选a;

检查洗涤是否干净的一般步骤是:取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成,则已洗涤干净,反之则未洗涤干净,

故答案为:蒸馏或分馏;a;取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成,则已洗涤干净,反之则未洗涤干净;

(4)由2-OH~H2,可知三苯甲醇的物质的量是×2=0.009mol,所以产品中三苯甲醇的质量是0.009mol×260g/mol=2.34g,则产品中三苯甲醇的质量分数=×100%=90%,

故答案为:90%.

解析

解:(1)图中玻璃仪器B的名称是冷凝管,由于格氏试剂容易水解,B的作用是防止空气中的水蒸气进入装置,避免格式试剂水解,

故答案为:冷凝管;防止空气中的水蒸气进入装置,避免格氏试剂水解;

(2)装置中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是平衡压强,使漏斗内液体顺利滴下;

故答案为:平衡压强,使漏斗内液体顺利滴下;

(3)三苯甲醇粗产品中含有乙醚、溴苯、苯甲酸乙酯等有机物,三苯甲醇的沸点最高,所以先用蒸馏或分馏的方法除去有机杂质;

由于碱式溴化镁溶于水,不溶于有机溶剂,所以洗涤液选用水,故选a;

检查洗涤是否干净的一般步骤是:取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成,则已洗涤干净,反之则未洗涤干净,

故答案为:蒸馏或分馏;a;取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成,则已洗涤干净,反之则未洗涤干净;

(4)由2-OH~H2,可知三苯甲醇的物质的量是×2=0.009mol,所以产品中三苯甲醇的质量是0.009mol×260g/mol=2.34g,则产品中三苯甲醇的质量分数=×100%=90%,

故答案为:90%.

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简答题

化合物A[KxFe(C2O4y•zH2O,其中铁元素为+3价]是一种重要的光化学试剂.

(1)制备化合物A的实验流程如下:

①上述流程中,检验“过滤”后的固体已洗涤干净的方法是______

②上述流程“操作X”中加入H2O2的目的是______

(2)测定化合物A的化学式实验步骤如下:

a、准确称取A样品4.91g,干燥脱水至恒重,残留物质的质量为4.37g;

b、将步骤a所得固体溶于水,加入还原铁粉0.28g,恰好完全反应;

c、另取A样品4.91g置于锥形瓶中,加入足量的3mol/L的H2SO4溶液和适量蒸馏水,再加入0.50mol/L的

KMnO4溶液24.0mL,微热,恰好完全反应:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O

请通过计算填空:

①4.91g A样品中含结晶水的物质的量为______mol.

②A样品中=______

③A的化学式为______

正确答案

解:制备化合物A的实验流程:FeSO4•7H2O溶解在硫酸中,得到的溶液含有亚铁离子,和硫酸根离子,向其中加草酸,得到草酸亚铁沉淀,过滤、洗涤后,向得到的草酸亚铁中加草酸和H2O2,得到化合物A;

(1)制备化合物A的实验流程知:“过滤”后的固体表面应该附着硫酸根杂质离子,检验固体是否已洗涤干净,只要检验最后一次洗涤液中是否含有硫酸根离子,若有:则证明没有洗涤干净,若没有:则证明已经洗涤干净,用BaCl2溶液检验硫酸根是否存在;

故答案为:①取少量最后一次洗涤液放入试管中,向其中滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀,说明已经洗涤干净;

②制备化合物A的实验流程中的FeSO4和H2C2O4都具有还原性,故操作X得到的物质中铁元素应该为+2价,而化合物A中铁元素为+3价,故H2O2的作用应该是把Fe2+转化为Fe3+

故答案为:把Fe2+全部氧化成Fe3+

(2)a、准确称取A样品4.91g,干燥脱水至恒重,残留物质的质量为4.37g,减少的质量为水的质量,n(H2O)=4.91g-4.37g18g/mol=0.03mol;

b、将步骤a所得固体溶于水,加入还原铁粉0.28g,发生化学反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+,则n(Fe3+)=2n(Fe)=2×=0.01mol;

c、另取A样品4.91g置于锥形瓶中,加入足量的3mol/L的H2SO4溶液和适量蒸馏水,再加入0.50mol/L的KMnO4溶液24.0mL,微热,恰好完全反应:

2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O,知:n(C2O42-)=n(H2C2O4)=n(KMnO4)=×0.05mol/l×0.24L=0.03mol;

=1:3,

由离子守恒知:n(K+)+3n(Fe3+)=2n(C2O42-),n(K+)+3×0.01mol=2×0.03mol,n(K+)=0.03mol;

4.91g样品A[KxFe(C2O4y•zH2O中,:x:1:y:z=n(K+):n(Fe3+):n(C2O42-):n(H2O)=0.03mol:0.01mol:0.03mol:0.03mol=3:1:3:3,x=3,y=3,z=3,故A的化学式为K3Fe(C2O43•3H2O;

故答案为:①0.03;②1:3;③K3Fe(C2O43•3H2O.

解析

解:制备化合物A的实验流程:FeSO4•7H2O溶解在硫酸中,得到的溶液含有亚铁离子,和硫酸根离子,向其中加草酸,得到草酸亚铁沉淀,过滤、洗涤后,向得到的草酸亚铁中加草酸和H2O2,得到化合物A;

(1)制备化合物A的实验流程知:“过滤”后的固体表面应该附着硫酸根杂质离子,检验固体是否已洗涤干净,只要检验最后一次洗涤液中是否含有硫酸根离子,若有:则证明没有洗涤干净,若没有:则证明已经洗涤干净,用BaCl2溶液检验硫酸根是否存在;

故答案为:①取少量最后一次洗涤液放入试管中,向其中滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀,说明已经洗涤干净;

②制备化合物A的实验流程中的FeSO4和H2C2O4都具有还原性,故操作X得到的物质中铁元素应该为+2价,而化合物A中铁元素为+3价,故H2O2的作用应该是把Fe2+转化为Fe3+

故答案为:把Fe2+全部氧化成Fe3+

(2)a、准确称取A样品4.91g,干燥脱水至恒重,残留物质的质量为4.37g,减少的质量为水的质量,n(H2O)=4.91g-4.37g18g/mol=0.03mol;

b、将步骤a所得固体溶于水,加入还原铁粉0.28g,发生化学反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+,则n(Fe3+)=2n(Fe)=2×=0.01mol;

c、另取A样品4.91g置于锥形瓶中,加入足量的3mol/L的H2SO4溶液和适量蒸馏水,再加入0.50mol/L的KMnO4溶液24.0mL,微热,恰好完全反应:

2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O,知:n(C2O42-)=n(H2C2O4)=n(KMnO4)=×0.05mol/l×0.24L=0.03mol;

=1:3,

由离子守恒知:n(K+)+3n(Fe3+)=2n(C2O42-),n(K+)+3×0.01mol=2×0.03mol,n(K+)=0.03mol;

4.91g样品A[KxFe(C2O4y•zH2O中,:x:1:y:z=n(K+):n(Fe3+):n(C2O42-):n(H2O)=0.03mol:0.01mol:0.03mol:0.03mol=3:1:3:3,x=3,y=3,z=3,故A的化学式为K3Fe(C2O43•3H2O;

故答案为:①0.03;②1:3;③K3Fe(C2O43•3H2O.

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简答题

正丁醛是一种化工原料.某实验小组利用如下装置合成正丁醛.发生的反应如下:CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO

反应物和产物的相关数据列表如下:

实验步骤如下:

将6.0g Na2Cr2O7放入100mL烧杯中,加30mL水溶解,再缓慢加入5mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中.在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石,加热.当有蒸汽出现时,开始滴加B中溶液.滴加过程中保持反应温度为90~95℃,在E中收集90℃以下的馏分.将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75~77℃馏分,产量2.0g.

回答下列问题:

(1)实验中,能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,说明理由______

(2)加入沸石的作用是______.若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是______

(3)上述装置图中,B仪器的名称是______,D仪器的名称是______

(4)分液漏斗使用前必须进行的操作是______(填正确答案标号).

a.润湿  b.干燥  c.检漏  d.标定

(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时,水在______(填“上”或“下”)层.

(6)反应温度应保持在90~95℃,其原因是______

(7)本实验中,正丁醛的产率为______%.

正确答案

解:(1)不能将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,应该将浓硫酸加到Na2Cr2O7溶液,因为浓硫酸溶于水会放出大量热,容易溅出伤人,故答案为:不能,浓硫酸溶于水会放出大量热,容易溅出伤人;

(2)沸石的作用是防止液体暴沸,若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是冷却后补加,以避免加热时继续反应而降低产率,故答案为:防止液体暴沸;冷却后补加;

(3)B仪器是分液漏斗,D仪器是冷凝管,故答案为:分液漏斗;冷凝管;

(4)分液漏斗使用前必须检查是否漏水,应选c,故答案为:c;

(5)因为正丁醛的密度是0.801 7g•cm-3,比水轻,水层在下层,故答案为:下;

(6)反应温度应保持在90~95℃,根据正丁醛的沸点和还原性,主要是为了将正丁醛及时分离出来,促使反应正向进行,并减少正丁醛进一步氧化,故答案为:为了将正丁醛及时分离出来,促使反应正向进行,并减少正丁醛进一步氧化;

(7)按反应关系,正丁醛的理论产量是:4.0g×=3.9g,实际产量是2.0g,产率为:×100%=51.3%,故答案为:51.3.

解析

解:(1)不能将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,应该将浓硫酸加到Na2Cr2O7溶液,因为浓硫酸溶于水会放出大量热,容易溅出伤人,故答案为:不能,浓硫酸溶于水会放出大量热,容易溅出伤人;

(2)沸石的作用是防止液体暴沸,若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是冷却后补加,以避免加热时继续反应而降低产率,故答案为:防止液体暴沸;冷却后补加;

(3)B仪器是分液漏斗,D仪器是冷凝管,故答案为:分液漏斗;冷凝管;

(4)分液漏斗使用前必须检查是否漏水,应选c,故答案为:c;

(5)因为正丁醛的密度是0.801 7g•cm-3,比水轻,水层在下层,故答案为:下;

(6)反应温度应保持在90~95℃,根据正丁醛的沸点和还原性,主要是为了将正丁醛及时分离出来,促使反应正向进行,并减少正丁醛进一步氧化,故答案为:为了将正丁醛及时分离出来,促使反应正向进行,并减少正丁醛进一步氧化;

(7)按反应关系,正丁醛的理论产量是:4.0g×=3.9g,实际产量是2.0g,产率为:×100%=51.3%,故答案为:51.3.

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