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简答题

实验室用少量的溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如图所示(加热及夹持装置省略):

制备1,2--溴乙烷可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚.有关数据列表如下:

回答下列问题:

(1)装置A、D中发生主要反应的化学方程式为:____________

(2)装置B中长玻璃管E的作用:______

(3)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是______;(填正确选项前的字母)

a.引发反应  b.加快反应速度    c.防止乙醇挥发    d.减少副产物乙醚生成

(4)在装置C中应加入______,其目的是完全吸收反应中可能生成的酸性气体:(填正确选项前的字母)

a.水    b.浓硫酸    c.氢氧化钠溶液    d.酸性KMn04溶液

(5)反应过程中应用冷水冷却装置D.其主要目的是:______;但又不能过度:冷却(如用冰水),其原因是:______;将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在______层(填“上”、“下”).

正确答案

解:(1)三颈烧瓶A中发生反应是乙醇在浓硫酸的作用下发生分子内脱水制取乙烯,乙醇发生了消去反应,反应方程式为:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O,乙烯含有不饱和键C=C双键,能卤素单质发生加成反应,D中乙烯和溴加成生成1,2-二溴乙烷,反应为:CH2=CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br,

故答案为:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O;CH2=CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br;

(2)如果D中导气管发生堵塞事故,A中产生的乙烯气体会导致装置B中压强增大,长导管液面会上升,所以装置B中长玻璃管E的作用为判断装置是否堵塞,

故答案为:判断装置是否堵塞;

(3)乙醇在浓硫酸140℃的条件下,发生分子内脱水生成乙醚,可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是:减少副产物乙醚生成;

故答案为:d;

(4)浓硫酸具有脱水性、吸水性和强氧化性,能氧化乙醇,CH3CH2OH+4H2SO4(浓)4SO2↑+CO2↑+7H2O+C,可能生成的酸性气体为二氧化硫、二氧化碳,二氧化碳在水中溶解度小,高锰酸钾不能吸收二氧化碳,浓硫酸既不能吸收二氧化碳,也不能吸收二氧化硫,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O,

故答案为:c;

(5)溴在常温下,易挥发,乙烯与溴反应时放热,溴更易挥发,冷却可避免溴的大量挥发,但1,2-二溴乙烷的凝固点9℃较低,不能过度冷却,否则会使产品凝固而堵塞导管,1,2-二溴乙烷和水不互溶,1,2-二溴乙烷密度比水大,所以加水,振荡后静置,产物应在下层,

故答案为:溴易挥发,冷水可减少挥发;如果用冰水冷却会使产品凝固而堵塞导管;下.

解析

解:(1)三颈烧瓶A中发生反应是乙醇在浓硫酸的作用下发生分子内脱水制取乙烯,乙醇发生了消去反应,反应方程式为:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O,乙烯含有不饱和键C=C双键,能卤素单质发生加成反应,D中乙烯和溴加成生成1,2-二溴乙烷,反应为:CH2=CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br,

故答案为:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O;CH2=CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br;

(2)如果D中导气管发生堵塞事故,A中产生的乙烯气体会导致装置B中压强增大,长导管液面会上升,所以装置B中长玻璃管E的作用为判断装置是否堵塞,

故答案为:判断装置是否堵塞;

(3)乙醇在浓硫酸140℃的条件下,发生分子内脱水生成乙醚,可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是:减少副产物乙醚生成;

故答案为:d;

(4)浓硫酸具有脱水性、吸水性和强氧化性,能氧化乙醇,CH3CH2OH+4H2SO4(浓)4SO2↑+CO2↑+7H2O+C,可能生成的酸性气体为二氧化硫、二氧化碳,二氧化碳在水中溶解度小,高锰酸钾不能吸收二氧化碳,浓硫酸既不能吸收二氧化碳,也不能吸收二氧化硫,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O,

故答案为:c;

(5)溴在常温下,易挥发,乙烯与溴反应时放热,溴更易挥发,冷却可避免溴的大量挥发,但1,2-二溴乙烷的凝固点9℃较低,不能过度冷却,否则会使产品凝固而堵塞导管,1,2-二溴乙烷和水不互溶,1,2-二溴乙烷密度比水大,所以加水,振荡后静置,产物应在下层,

故答案为:溴易挥发,冷水可减少挥发;如果用冰水冷却会使产品凝固而堵塞导管;下.

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简答题

化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如下图),用环己醇制备环己烯.

已知:

(1)制备粗品

将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入1mL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片(防止爆沸),缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品.

①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H2SO4C.Na2CO3溶液

②再将环己烯按上图装置蒸馏,冷却水从______口进入(填“g”或“f”).蒸馏时要加入生石灰,其目的是______

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.分别加入酸性高锰酸钾溶液

B.分别加入用金属钠

C.分别测定沸点.

正确答案

解:(1)①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:冷凝;

②冰水浴的目的是降低环己烯蒸气的温度,使其液化,减少挥发

故答案为:防止环己烯的挥发;

(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(Na2CO3溶液)洗涤可除去酸;

故答案为:上;c;

②为了增加冷凝效果,蒸馏装置要有冷凝管,冷却水从下口(g)进入,生石灰能与水反应生成氢氧化钙,除去了残留的水,得到纯净的环己烯,

故答案为:g;除去水分;

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,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,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,可判断产品的纯度,

故答案为:BC.

解析

解:(1)①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:冷凝;

②冰水浴的目的是降低环己烯蒸气的温度,使其液化,减少挥发

故答案为:防止环己烯的挥发;

(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(Na2CO3溶液)洗涤可除去酸;

故答案为:上;c;

②为了增加冷凝效果,蒸馏装置要有冷凝管,冷却水从下口(g)进入,生石灰能与水反应生成氢氧化钙,除去了残留的水,得到纯净的环己烯,

故答案为:g;除去水分;

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,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,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,可判断产品的纯度,

故答案为:BC.

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简答题

在工业中利用镁制取硅:2Mg+SiO22MgO+Si,同时有副反应发生:2Mg+SiMg2Si,Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷),SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体.如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置:

(1)由于氧气的存在对该实验有较大影响,实验中应通入气体X作为保护气,试管中的固体药品可选用______(填序号).

a.石灰石   b.锌粒    c.纯碱

(2)实验开始时,必须先通入X气体,再加热反应物,其理由是______

当反应开始后,移走酒精灯反应能继续进行,其原因是______

(3)反应结束后,待冷却至常温时,往反应后的混合物中加入稀盐酸.可观察到闪亮的火星,产生此现象的原因用化学方程式表示为

______

______

正确答案

解:Mg为活泼金属,在空气中点燃可以和O2、CO2、H2O反应,在工业中利用镁制取硅:需排尽装置中的空气,实验中应通入气体X作为保护气,X由稀硫酸制得,根据题干(1)信息可知,用锌和稀硫酸制得的氢气排空装置中的空气,氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸,所以反应开始前应该先通氢气排尽装置中的空气,X为氢气,通过浓硫酸进行干燥,当反应开始后,移走酒精灯反应能继续进行,Mg与SiO2反应是放热反应,反应结束后,待冷却至常温时,往反应后的混合物中加入稀盐酸发生Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑,SiH4+2O2═SiO2+2H2O.

(1)Mg可以与CO2发生化学反应生成氧化镁和碳,Mg与氢气不能发生反应,因此可用氢气作为保护气,选用的药品为稀硫酸和锌粒,再用浓硫酸干燥,所以试管中的固体药品可选用锌粒,

故答案为:b;

(2)装置中有空气,若不用氢气排空装置中的空气,氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸,所以反应开始前应该先通氢气排尽装置中的空气;Mg与SiO2反应的条件是加热,停止加热后,反应的条件由反应放出的热量维持,

故答案为:让氢气排尽装置内的空气,避免空气中的成分对实验的影响;该反应为放热反应,可利用自身放出的热量维持反应进行;

(3)Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷),其反应的方程式为:Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑,SiH4常温下是一种不稳定、易自燃的气体,反应的方程式为SiH4+2O2═SiO2+2H2O,所以往反应后的混合物中加入稀盐酸,可观察到闪亮的火星,

故答案为:Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑;SiH4+2O2═SiO2+2H2O.

解析

解:Mg为活泼金属,在空气中点燃可以和O2、CO2、H2O反应,在工业中利用镁制取硅:需排尽装置中的空气,实验中应通入气体X作为保护气,X由稀硫酸制得,根据题干(1)信息可知,用锌和稀硫酸制得的氢气排空装置中的空气,氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸,所以反应开始前应该先通氢气排尽装置中的空气,X为氢气,通过浓硫酸进行干燥,当反应开始后,移走酒精灯反应能继续进行,Mg与SiO2反应是放热反应,反应结束后,待冷却至常温时,往反应后的混合物中加入稀盐酸发生Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑,SiH4+2O2═SiO2+2H2O.

(1)Mg可以与CO2发生化学反应生成氧化镁和碳,Mg与氢气不能发生反应,因此可用氢气作为保护气,选用的药品为稀硫酸和锌粒,再用浓硫酸干燥,所以试管中的固体药品可选用锌粒,

故答案为:b;

(2)装置中有空气,若不用氢气排空装置中的空气,氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸,所以反应开始前应该先通氢气排尽装置中的空气;Mg与SiO2反应的条件是加热,停止加热后,反应的条件由反应放出的热量维持,

故答案为:让氢气排尽装置内的空气,避免空气中的成分对实验的影响;该反应为放热反应,可利用自身放出的热量维持反应进行;

(3)Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷),其反应的方程式为:Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑,SiH4常温下是一种不稳定、易自燃的气体,反应的方程式为SiH4+2O2═SiO2+2H2O,所以往反应后的混合物中加入稀盐酸,可观察到闪亮的火星,

故答案为:Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑;SiH4+2O2═SiO2+2H2O.

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简答题

苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料,某化学小组采用如图装置,以苯甲酸、甲醇为原料制取苯甲酸甲酯.有关物质的物理性质见下表所示:

Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品

在圆底烧瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol甲醇,再小心加入3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒沸石,小心加热使反应完全,得苯甲酸甲酯粗产品.

(1)甲装置的作用是:______;冷却水从______(填“a”或“b”)口进入.

(2)化学小组在实验中用过量的反应物甲醇,其理由是______

Ⅱ.粗产品的精制

苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,现拟用下列流程进行精制

(1)试剂1可以是______(填编号),作用是______

A.稀硫酸           B.碳酸钠溶液      C.乙醇

(2)操作2中,收集产品时,控制的温度应在______℃左右.

(3)实验制得的苯甲酸甲酯精品质量为10g,则苯甲酸的转化率为______(结果保留三位有效数字).

(4)本实验制得的苯甲酸甲酯的产量低于理论产量,可能的原因是______(填编号).

A.蒸馏时从100℃开始收集产品     B.甲醇用量多了     C.制备粗品时苯甲酸被蒸出.

正确答案

解:Ⅰ.(1)有机物易挥发,B的作用是冷凝回流;根据逆流原理通入冷凝水,应从b口通入冷凝水,

故答案为:冷凝回流;b;

(2)该合成反应是可逆反应,甲醇比苯甲酸价廉,且甲醇沸点低,易损失,增加甲醇投料量提高产率,故实验中用过量的反应物甲醇,

故答案为:该合成反应是可逆反应,甲醇比苯甲酸价廉,且甲醇沸点低,易损失,增加甲醇投料量提高产率,提高苯甲酸的转化率;

Ⅱ.(1)由流程图可知,操作1是洗去苯甲酸甲酯中的硫酸、苯甲酸,应选择碳酸钠溶液,

故答案为:B;洗去苯甲酸甲酯中过量的酸;

(2)操作2采取蒸馏的方法,将苯甲酸甲酯与甲醇、水分离,由苯甲酸甲酯的沸点可知应收集沸点199.6℃的馏分,故应控制温度199.6℃,

故答案为:199.6;

(3)0.1mol苯甲酸的质量为0.1mol×122g/mol=12.2g,令苯甲酸的转化率为a,则:

C7H6O2~~~C8H8O2

122          136

12.2g×a      10g

所以,122:12.2a g=136:10g,解得a=73.5%,

故答案为:73.5%;

(4)A.蒸馏时从100℃开始收集产品,会收集到水分,苯甲酸甲酯的质量应偏大,苯甲酸甲酯的产量应大于理论产量,故A不符合;

B.甲醇用量多可以提高苯甲酸的转化率,苯甲酸甲酯的产量应增大,故B不符合;

C.制备粗品时苯甲酸被蒸出,苯甲酸的利用率降低,导致苯甲酸甲酯的产量降低,故C符合,

故答案为:C.

解析

解:Ⅰ.(1)有机物易挥发,B的作用是冷凝回流;根据逆流原理通入冷凝水,应从b口通入冷凝水,

故答案为:冷凝回流;b;

(2)该合成反应是可逆反应,甲醇比苯甲酸价廉,且甲醇沸点低,易损失,增加甲醇投料量提高产率,故实验中用过量的反应物甲醇,

故答案为:该合成反应是可逆反应,甲醇比苯甲酸价廉,且甲醇沸点低,易损失,增加甲醇投料量提高产率,提高苯甲酸的转化率;

Ⅱ.(1)由流程图可知,操作1是洗去苯甲酸甲酯中的硫酸、苯甲酸,应选择碳酸钠溶液,

故答案为:B;洗去苯甲酸甲酯中过量的酸;

(2)操作2采取蒸馏的方法,将苯甲酸甲酯与甲醇、水分离,由苯甲酸甲酯的沸点可知应收集沸点199.6℃的馏分,故应控制温度199.6℃,

故答案为:199.6;

(3)0.1mol苯甲酸的质量为0.1mol×122g/mol=12.2g,令苯甲酸的转化率为a,则:

C7H6O2~~~C8H8O2

122          136

12.2g×a      10g

所以,122:12.2a g=136:10g,解得a=73.5%,

故答案为:73.5%;

(4)A.蒸馏时从100℃开始收集产品,会收集到水分,苯甲酸甲酯的质量应偏大,苯甲酸甲酯的产量应大于理论产量,故A不符合;

B.甲醇用量多可以提高苯甲酸的转化率,苯甲酸甲酯的产量应增大,故B不符合;

C.制备粗品时苯甲酸被蒸出,苯甲酸的利用率降低,导致苯甲酸甲酯的产量降低,故C符合,

故答案为:C.

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题型:填空题
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填空题

硫酸亚铁铵[(NH42SO4•FeSO4•6H2O]又称摩尔盐.某兴趣小组为了制备硫酸亚铁铵,上网查阅到硫酸铵、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵三种盐的溶解度(单位为g/100g水)如表:

1制备晶体.该兴趣小组设计了制取少量摩尔盐的流程如下:

试回答下列问题:

①步骤3中进行“趁热快速过滤”,可采取的措施是______(写出1种),趁热过滤的目的是______

②步骤4中加热浓缩至______时为止;

③)步骤4中析出的晶体不含(NH42SO4、FeSO4的原因是______,理论上制得的摩尔盐的质量为______

(2)纯度分析.为了测定产品中Fe3+杂质含量,进行下列定量分析:

①配制Fe3+浓度为1.0mg/mL的标准溶液100mL.称取______mg高纯度的硫酸铁铵(NH4)Fe(SO42•12H2O,加2.00mL经处理的去离子水,振荡溶解后,加入2mol•L-1 HBr溶液1mL和1mol•L-1 KSCN溶液0.5mL,加水制成100mL溶液.配制过程中必须用到的定量仪器为______(选填编号).

a.精确度为0.001g的电子天平     b.精确度为0.1mg的电子天平

c.100mL容量瓶         d.酸式滴定管      e.10mL量筒

②将上述溶液稀释为浓度分别为0.2、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0(单位:mg/L)的溶液.分别测定不同浓度溶液对光的吸收程度,并将测定结果绘制成曲线如图.

③取该兴趣小组所得的硫酸亚铁铵产品,按步骤①配得产品溶液10mL,稀释至100mL,然后按步骤②的方法进行测定,两次测定所得的吸光度分别为0.490、0.510,则该兴趣小组所配产品硫酸亚铁铵溶液中所含Fe3+浓度为______mg/L.

正确答案

将漏斗置于沸水中预热后进行快速热过滤

防止FeSO4•7H2O晶体析出

液体表面出现晶膜

在相同温度下,(NH42SO4•FeSO4•6H2O的溶解度比(NH42SO4、FeSO4都要小

7(m1-m2)g

860.7

bc

70

解析

解:(1)①因为FeSO4在低温时溶解度较小,应采用趁热过滤,如果不趁热过滤就会有FeSO4•7H2O晶体析出,过滤时会出现漏斗堵塞现象,

故答案为:将漏斗置于沸水中预热后进行快速热过滤;防止FeSO4•7H2O晶体析出;

②加热浓缩至液体表面出现晶膜,停止加热,冷却使晶体析出,故答案为:液体表面出现晶膜;

③从题中溶解度表中得出在相同温度下,(NH42SO4•FeSO4•6H2O的溶解度比(NH42SO4、FeSO4都要小,摩尔盐先析出;

根据铁元素质量守恒可得关系式Fe~(NH42SO4•FeSO4•6H2O,而M[(NH42SO4•FeSO4•6H2O]=392g•mol-1

加入铁屑m1g,剩余的铁屑为m2,则溶解的铁粉的质量为:(m1-m2)g,

得出生成晶体的质量为:m[(NH42SO4•FeSO4•6H2O]=×392g/mol=7(m1-m2)g,

故答案为:在相同温度下,(NH42SO4•FeSO4•6H2O的溶解度比(NH42SO4、FeSO4都要小;7(m1-m2)g;

(2)①在Fe3+浓度为1.0mg/mL的标准溶液100mL中,m(Fe3+)=1.0mg/mL×100mL=100.0mg,

依据关系式Fe3+~(NH4)Fe(SO42•12H2O得:m[(NH4)Fe(SO42•12H2O]=100.0mg×=860.7mg;

称取860.7mg晶体需精确度为0.1mg的电子天平,配制100 mL溶液,需100 mL容量瓶,即选bc,

故答案为:860.7; bc;

③两次测定所得的吸光度分别为0.490、0.510,取其平均值为0.500,从吸光度可以出浓度为7 mg/L,又因配得产品溶液10mL,稀释至100 mL,故原产品硫酸亚铁铵溶液中所含Fe3+浓度为:7mg/L×=70mg/L,

故答案为:70.

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