- 乙酰水杨酸的制备
- 共1066题
某工厂废渣含MgCO3、SiO2、Fe2O3、FeCO3和CaCO3、Al2O3．科研小组拟对废渣进行综合利用制取Mg（OH）2、芒硝（Na2SO4•10H2O）和Al2（SO4）3，设计如下工艺：
下表为几种沉淀的相关数据．回答以下问题：
（1）操作1名称是______，该操作中所用到的玻璃仪器有______．
（2）你认为在除铁过程中选用下列物质中的______（填序号）作为试剂A是最合适的，
a．KMnO4 b．O2 c．H2O2 d．Cl2
并用离子方程式表示往滤液I中加入试剂A的目的______．现采用滴定的方法测定废渣中FeCO3的含量，取m克该工厂废渣加足量的H2SO4溶解后配成VmL溶液，从中取出10mL倒入锥形瓶中进行滴定，用一定浓度的试剂A进行滴定，则盛放试剂A的滴定管应选用______（填“酸式”或“碱式”），滴定终了时消耗浓度为c mol•L-1的试剂A共b mL，则该废渣中FeCO3的质量分数为______．
（3）滤液Ⅱ中加入试剂B目的是除Mg2+，根据溶度积可知pH=10.8时Mg2+已除尽，控制溶液pH=12.0的目的是______，当pH=12.0时溶液中c（Mg2+）=______．
（4）欲从滤液Ⅲ中分离出Al2（SO4）3溶液，依次加入的试剂可以是______．______．
正确答案
解：（1）根据题中流程可知，通过操作Ⅰ将不溶物和易溶物分离，通常使用过滤操作，过滤时需要使用的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒和漏斗，
故答案为：过滤；烧杯、玻璃棒、漏斗；
（2）根据表中溶度积可知，氢氧化亚铁完全沉淀时溶液的pH=9.6，与氢氧化镁完全沉淀的pH接近，不易直接除掉，需要用氧化剂氧化成铁离子，由于加入酸性高锰酸钾、氯水会引进杂质，氧气的氧化性较弱，氧化效果不好，所以最佳氧化剂为双氧水；
双氧水与亚铁离子反应的离子方程式为：2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O；
滴定10mL样品的溶液时消耗的双氧水的物质的量为：cmol/L×b×10-3L=cb×10-3mol，根据反应2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O可知，亚铁离子的物质的量为：n（Fe2+）=n（FeCO3）=2n（H2O2）=2cb×10-3mol，则VmL样品溶液中含有FeCO3的物质的量为：2cb×10-3mol×
双氧水能够氧化碱式滴定管的橡胶管，所以应该用酸式滴定管盛放双氧水；
故答案为：c；2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O；酸式；
（3）pH=10.8时Mg2+已除尽，控制溶液pH=12.0目的是使生成的Al（OH）3尽可能的溶解，便于获得较纯净的Mg（OH）2沉淀；
已知Ksp[Mg（OH）2]=5.6×10-12，当控制溶液pH=12时，可确保Mg2+除尽，此时溶液中Mg2+的物质的量浓度为：c（OH-）=
故答案为：使生成的Al（OH）3尽可能的溶解，便于获得较纯净的Mg（OH）2沉淀；5.6×10-8mol•L-1；
（4）滤液Ⅲ中铝元素以偏铝酸根离子形式存在，可以通入过量二氧化碳气体转化成氢氧化铝沉淀，然后在加入稀硫酸将氢氧化铝转化成硫酸铝，所以需要的试剂分别为：CO2、稀硫酸，
故答案为：CO2；稀硫酸．
解析
解：（1）根据题中流程可知，通过操作Ⅰ将不溶物和易溶物分离，通常使用过滤操作，过滤时需要使用的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒和漏斗，
故答案为：过滤；烧杯、玻璃棒、漏斗；
（2）根据表中溶度积可知，氢氧化亚铁完全沉淀时溶液的pH=9.6，与氢氧化镁完全沉淀的pH接近，不易直接除掉，需要用氧化剂氧化成铁离子，由于加入酸性高锰酸钾、氯水会引进杂质，氧气的氧化性较弱，氧化效果不好，所以最佳氧化剂为双氧水；
双氧水与亚铁离子反应的离子方程式为：2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O；
滴定10mL样品的溶液时消耗的双氧水的物质的量为：cmol/L×b×10-3L=cb×10-3mol，根据反应2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O可知，亚铁离子的物质的量为：n（Fe2+）=n（FeCO3）=2n（H2O2）=2cb×10-3mol，则VmL样品溶液中含有FeCO3的物质的量为：2cb×10-3mol×
双氧水能够氧化碱式滴定管的橡胶管，所以应该用酸式滴定管盛放双氧水；
故答案为：c；2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O；酸式；
（3）pH=10.8时Mg2+已除尽，控制溶液pH=12.0目的是使生成的Al（OH）3尽可能的溶解，便于获得较纯净的Mg（OH）2沉淀；
已知Ksp[Mg（OH）2]=5.6×10-12，当控制溶液pH=12时，可确保Mg2+除尽，此时溶液中Mg2+的物质的量浓度为：c（OH-）=
故答案为：使生成的Al（OH）3尽可能的溶解，便于获得较纯净的Mg（OH）2沉淀；5.6×10-8mol•L-1；
（4）滤液Ⅲ中铝元素以偏铝酸根离子形式存在，可以通入过量二氧化碳气体转化成氢氧化铝沉淀，然后在加入稀硫酸将氢氧化铝转化成硫酸铝，所以需要的试剂分别为：CO2、稀硫酸，
故答案为：CO2；稀硫酸．
（1）根据上述实验要求，需选用哪些装置，填出A-F的序号______：
（2）选用的仪器装配起来，按导管的序号（a-i）依次连接的顺序是______．
（3）整套装置连接好之后，进行具体操作有一下步骤：
①现在蒸馏瓶中加入饱和NaNO2溶液，再向分液漏斗加入饱和的NH4Cl溶液：
②点燃______装置中的酒精灯，排尽整套装置中的空气：
③待装置F中的镁粉全部变成草绿色的氮化镁时，熄灭______装置中的酒精灯：
④检查整套装置的气密性：______．
正确答案
解：由制备原理及实验装置可知，NaNO2+NH4Cl
（1）由上述分析可知，需要的装置为D→A→F→A，故答案为：D→A→F→A；
（2）装置为D→A→F→A，干燥气体时干燥管大口进气，则导管的序号（a-i）依次连接的顺序是g→a→b→i（或j）→j（或i）→a→b，
故答案为：g→a→b→i（或j）→j（或i）→a→b；
（3）整套装置连接好之后，进行具体操作有一下步骤：
①现在蒸馏瓶中加入饱和NaNO2溶液，再向分液漏斗加入饱和的NH4Cl溶液；
②点燃D装置中的酒精灯，排尽整套装置中的空气；
③待装置F中的镁粉全部变成草绿色的氮化镁时，熄灭F装置中的酒精灯，继续通氮气；
④检查整套装置的气密性为将最后A装置中的d连接导管放入盛水的水槽中，加热D处酒精灯，若观察到水槽出冒出气泡，且停止加热水沿导管上升形成一段水柱，则气密性良好，
故答案为：D；F；将最后A装置中的d连接导管放入盛水的水槽中，加热D处酒精灯，若观察到水槽出冒出气泡，且停止加热水沿导管上升形成一段水柱．
解析
解：由制备原理及实验装置可知，NaNO2+NH4Cl
（1）由上述分析可知，需要的装置为D→A→F→A，故答案为：D→A→F→A；
（2）装置为D→A→F→A，干燥气体时干燥管大口进气，则导管的序号（a-i）依次连接的顺序是g→a→b→i（或j）→j（或i）→a→b，
故答案为：g→a→b→i（或j）→j（或i）→a→b；
（3）整套装置连接好之后，进行具体操作有一下步骤：
①现在蒸馏瓶中加入饱和NaNO2溶液，再向分液漏斗加入饱和的NH4Cl溶液；
②点燃D装置中的酒精灯，排尽整套装置中的空气；
③待装置F中的镁粉全部变成草绿色的氮化镁时，熄灭F装置中的酒精灯，继续通氮气；
④检查整套装置的气密性为将最后A装置中的d连接导管放入盛水的水槽中，加热D处酒精灯，若观察到水槽出冒出气泡，且停止加热水沿导管上升形成一段水柱，则气密性良好，
故答案为：D；F；将最后A装置中的d连接导管放入盛水的水槽中，加热D处酒精灯，若观察到水槽出冒出气泡，且停止加热水沿导管上升形成一段水柱．
氯气在生产生活中应用广泛．
实验室可用MnO2与浓盐酸反应制取，反应原理如下：MnO2+4HCl（浓）
（1）若制得标准状况下11.2L Cl2，则被氧化的HCl为______mol．
（2）多余的氯气可用NaOH溶液吸收，反应的离子方程式为______．工业上也可用MnSO4溶液吸收氯气，获得Mn2O3，Mn2O3广泛应用于电子工业、印染工业等领域．请写出该化学反应的离子方程式______．
（3）海底蕴藏着丰富的锰结核矿，其主要成分是MnO2．1991年由Allen等人研究，用硫酸淋洗后使用不同的方法可制备纯净的MnO2，其制备过程如图所示：
①步骤I中，试剂甲必须具有的性质是______（填序号）．
a． 氧化性b．还原性c．酸性
②步骤Ⅲ中，以NaClO3为氧化剂，当生成0.050mol MnO2时，消耗0.10mol•L-1 的NaClO3溶液200mL，该反应的离子方程式为______．
（4）用100mL 12.0mol•L-1的浓盐酸与足量MnO2混合后，加热，反应产生的氯气物质的量远远少于0.30mol，请你分析可能的原因为______．
正确答案
解：（1）n（Cl2）=
（2）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子反应方程式为Cl2+2OH‑=Cl-+ClO-+H2O，MnSO4溶液吸收氯气，生成Mn2O3，氯气被还原为Cl-，离子方程式为 2Mn2++Cl2+3H2O═Mn2O3+6H++2Cl-，故答案为：Cl2+2OH‑=Cl-+ClO-+H2O；2Mn2++Cl2+3H2O═Mn2O3+6H++2Cl-；
（3）①步骤I中，Mn元素的化合价由+4价降低为+2价，则试剂甲应具有还原性，故答案为：b；
②步骤Ⅲ中，以NaClO3为氧化剂，当生成0.050mol MnO2时，消耗0.10mol•L-1 的NaClO3溶液200mL，设还原产物中Cl的化合价为x，则由电子守恒可知，0.05mol×（4-2）=0.1mol/L×0.2L×（5-x），解得x=0，即生成氯气，则离子反应为2ClO3-+5Mn2++4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+，故答案为：2ClO3-+5Mn2++4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+；
（4）用100mL12.0mol•L-1的浓盐酸与足量MnO2混合后，加热，随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐降低，还原性逐渐减弱，则生成的氯气的物质的量小于0.30mol，故答案为：随着反应的进行，盐酸浓度减小，反应终止．
解析
解：（1）n（Cl2）=
（2）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子反应方程式为Cl2+2OH‑=Cl-+ClO-+H2O，MnSO4溶液吸收氯气，生成Mn2O3，氯气被还原为Cl-，离子方程式为 2Mn2++Cl2+3H2O═Mn2O3+6H++2Cl-，故答案为：Cl2+2OH‑=Cl-+ClO-+H2O；2Mn2++Cl2+3H2O═Mn2O3+6H++2Cl-；
（3）①步骤I中，Mn元素的化合价由+4价降低为+2价，则试剂甲应具有还原性，故答案为：b；
②步骤Ⅲ中，以NaClO3为氧化剂，当生成0.050mol MnO2时，消耗0.10mol•L-1 的NaClO3溶液200mL，设还原产物中Cl的化合价为x，则由电子守恒可知，0.05mol×（4-2）=0.1mol/L×0.2L×（5-x），解得x=0，即生成氯气，则离子反应为2ClO3-+5Mn2++4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+，故答案为：2ClO3-+5Mn2++4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+；
（4）用100mL12.0mol•L-1的浓盐酸与足量MnO2混合后，加热，随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐降低，还原性逐渐减弱，则生成的氯气的物质的量小于0.30mol，故答案为：随着反应的进行，盐酸浓度减小，反应终止．
CH3CH=CH2+CO+H2
其中CO的制备方法：HCOOH
请填写下列空白：
（1）利用以上装置制备CO、丙烯等原料气体，装置中a的作用______；b的作用______．
（2）制丙烯时，伴随的副反应还产生少量SO2、CO2及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是______（填序号）．
①饱和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③石灰水 ④无水CuSO4 ⑤品红溶液
（3）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是______．
A．高温、常压、催化剂 B．适当的温度、常压、催化剂
C．低温、高压、催化剂 D．适当的温度、高压、催化剂
（4）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品，为纯化1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R-CHO+NaHSO3（饱和）→RCH（OH）SO3Na↓；
②沸点：乙醚34℃，1-丁醇118℃，并设计出如下提纯路线：
试剂1为______，操作2为______，操作3为______．
正确答案
解：（1）CO的制备方法：HCOOH
故答案为：导管a平衡分液漏斗内压强，使分液漏斗内的液体顺利滴下．安全瓶b防止实验过程中c中液体倒吸入反应装置；
（2）2-丙醇通过消去反应即到达丙烯，方程式为（CH3）2CHOH
故答案为：④⑤①③②（或④⑤①⑤③②）；
（3）由于反应是一个体积减小的可逆反应，所以采用高压，有利于增大反应速率和提高原料气的转化率；正向反应是放热反应，虽然低温有利于提高原料气的转化率，但不利于增大反应速率，因此要采用适当的温度；催化剂不能提高原料气的转化率，但有利于增大反应速率，缩短到达平衡所需要的时间，故正确所选项是D，
故答案为：D；
（4）粗品中含有正丁醛，根据所给的信息利用饱和NaHSO3溶液形成沉淀，然后通过过滤即可除去；由于饱和NaHSO3溶液是过量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇；因为1-丁醇和乙醚的沸点相差很大，因此可以利用蒸馏将其分离开，
故答案为：饱和NaHSO3溶液；萃取；蒸馏．
解析
解：（1）CO的制备方法：HCOOH
故答案为：导管a平衡分液漏斗内压强，使分液漏斗内的液体顺利滴下．安全瓶b防止实验过程中c中液体倒吸入反应装置；
（2）2-丙醇通过消去反应即到达丙烯，方程式为（CH3）2CHOH
故答案为：④⑤①③②（或④⑤①⑤③②）；
（3）由于反应是一个体积减小的可逆反应，所以采用高压，有利于增大反应速率和提高原料气的转化率；正向反应是放热反应，虽然低温有利于提高原料气的转化率，但不利于增大反应速率，因此要采用适当的温度；催化剂不能提高原料气的转化率，但有利于增大反应速率，缩短到达平衡所需要的时间，故正确所选项是D，
故答案为：D；
（4）粗品中含有正丁醛，根据所给的信息利用饱和NaHSO3溶液形成沉淀，然后通过过滤即可除去；由于饱和NaHSO3溶液是过量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇；因为1-丁醇和乙醚的沸点相差很大，因此可以利用蒸馏将其分离开，
故答案为：饱和NaHSO3溶液；萃取；蒸馏．
已知：
Ⅰ制备1-溴丁烷粗产品
（1）在如图1装置的圆底烧瓶中依次加入NaBr，10mL正丁醇，2粒沸石，分批加入1：1的硫酸溶液，摇匀，加热30min．写出制备1-溴丁烷的化学反应方程式：______．
（2）①图1反应装置中加入沸石的目的是______；
②配制体积比为1：1的硫酸所用的定量仪器为______（选填编号）．
a．天平 b．量筒 c．容量瓶 d．滴定管
（3）图1反应装置中，除了产物和水之外，还可能存在______等有机副产物．
（4）若用浓硫酸进行实验，有机层中会呈现棕黄色，除去其中杂质的正确方法是______（选填编号）．
a蒸馏 b氢氧化钠溶液 c用四氯化碳萃取 d用亚硫酸钠溶液洗涤
Ⅱ制备精品
（5）将得到的粗1-溴丁烷依次用浓硫酸、水、10%碳酸钠，水洗涤后，加入无水氯化钙进行干燥，然后再将1-溴丁烷按如图2装置蒸馏．收集产品时，控制的温度应在______℃；区分溴丁烷精品和粗品的一种方法是______．
（6）实验制得的溴丁烷的质量为10.895g，则正丁醇的转化率为______．（保留3位小数）
正确答案
解：（1）醇和氢卤酸能在加热条件下发生取代反应生成卤代烃，故制备1-溴丁烷的化学反应方程式可以看成是正丁醇中羟基被溴原子取代即：NaBr+H2SO4+CH3CH2CH2CH2OH→CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O；
故答案为：NaBr+H2SO4+CH3CH2CH2CH2OH→CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O；
（2）反应装置中加入沸石的目的是防止暴沸；用量筒量取相同量的硫酸和水进行混合，故定量仪器为b．量筒；
故答案为：防止暴沸；b；
（3）醇在浓硫酸并加热条件下还会发生消去反应和分子间脱水生成醚的反应，故还可能存1-丁烯，丁醚等有机副产物；
故答案为：1-丁烯、丁醚；
（4）若用浓硫酸进行实验，由于浓硫酸具有强氧化性会使部分溴离子氧化为溴单质；
a中蒸馏也会使部分原料物挥发出来，达不到效果．；
b中氢氧化钠溶液洗涤，会使卤代烃发生水解造成损失；
c中用四氯化碳无法萃取，由于溴和卤代烃都能溶于四氯化碳；
d中用亚硫酸钠溶液洗涤可和溴发生氧化还原反应，再通过分液操作即可分离；
故答案为：d；
（5）根据表中1-溴丁烷的沸点可知收集产品时，控制的温度应在101.6℃左右； 区分1-溴丁烷精品和粗品的一种方法是可通过测熔沸点；
故答案为：101.6；测熔沸点；
（6）由方程式NaBr+H2SO4+CH3CH2CH2CH2OH→CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O．制得的1-溴丁烷的质量为10.895 g，求则正丁醇的质量，再用此质量除以0.8098*10，求出转化率为0.727；
故答案为：0.727．
解析
解：（1）醇和氢卤酸能在加热条件下发生取代反应生成卤代烃，故制备1-溴丁烷的化学反应方程式可以看成是正丁醇中羟基被溴原子取代即：NaBr+H2SO4+CH3CH2CH2CH2OH→CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O；
故答案为：NaBr+H2SO4+CH3CH2CH2CH2OH→CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O；
（2）反应装置中加入沸石的目的是防止暴沸；用量筒量取相同量的硫酸和水进行混合，故定量仪器为b．量筒；
故答案为：防止暴沸；b；
（3）醇在浓硫酸并加热条件下还会发生消去反应和分子间脱水生成醚的反应，故还可能存1-丁烯，丁醚等有机副产物；
故答案为：1-丁烯、丁醚；
（4）若用浓硫酸进行实验，由于浓硫酸具有强氧化性会使部分溴离子氧化为溴单质；
a中蒸馏也会使部分原料物挥发出来，达不到效果．；
b中氢氧化钠溶液洗涤，会使卤代烃发生水解造成损失；
c中用四氯化碳无法萃取，由于溴和卤代烃都能溶于四氯化碳；
d中用亚硫酸钠溶液洗涤可和溴发生氧化还原反应，再通过分液操作即可分离；
故答案为：d；
（5）根据表中1-溴丁烷的沸点可知收集产品时，控制的温度应在101.6℃左右； 区分1-溴丁烷精品和粗品的一种方法是可通过测熔沸点；
故答案为：101.6；测熔沸点；
（6）由方程式NaBr+H2SO4+CH3CH2CH2CH2OH→CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O．制得的1-溴丁烷的质量为10.895 g，求则正丁醇的质量，再用此质量除以0.8098*10，求出转化率为0.727；
故答案为：0.727．
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