- 乙酰水杨酸的制备
- 共1066题
乙二酸（H2C2O4）俗名草酸，可用于除锈、织物漂白等．一种制备草酸的简要流程如图：
完成下列填空：
（1）步骤I生成甲酸钠、步骤Ⅱ加热放出H2，写出操作Ⅱ的化学反应方程式．______
（2）步骤Ⅱ和 V都是过滤，滤渣分别为CaC2O4和CaSO4．写出试剂a和试剂b的化学式．
试剂a______ 试剂b______
（3）将草酸溶液经蒸发浓缩、______、______、干燥等操作，最终获得草酸晶体．
（4）H2C2O4加热分解的产物为CO2、CO、H2O．用纯净的草酸晶体不能证明有______生成，原因是______．
（5）草酸晶体的纯度测定：称取草酸晶体0.250g置于______中，并加一定量水溶解．将硫酸酸化的0.0400mol/L KMnO4溶液置于______中，滴定过程中生成CO2和MnSO4．终点时消耗KMnO4溶液25.00mL．则H2C2O4的含量为______%．
（6）在滴定时，向草酸溶液中匀速滴入酸性KMnO4溶液，溶液的褪色速度总是先慢后快．推测上述现象与______离子有关．原因是______．
正确答案
解：根据流程图知，一定条件下，一氧化碳和氢氧化钠反应生成甲酸钠，反应方程式为：CO+NaOH
（1）加热条件下，甲酸钠脱氢生成Na2C2O4和H2，方程式为：2HCOONa
（2）Na2C2O4与Ca（OH）2 反应得到CaC2O4和NaOH，过滤得滤渣CaC2O4，加入H2SO4，H2SO4与CaC2O4反应生成CaSO4和H2C2O4，过滤得滤渣CaSO4，滤液H2C2O4溶液；
故答案为：Ca（OH）2；H2SO4；
（3）溶液得到草酸晶体，需要经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥，故答案为：冷却结晶；过滤洗涤；
（4）草酸晶体中含有结晶水，不能证明有水生成，故答案为：H2O；草酸晶体中含有水；
（5）用烧杯溶解固体，酸性高锰酸钾置于酸式滴定管中，
由关系式 2KMnO4～5H2C2O4可知
2 5
0.04mol•L-1×0.025L n
n=0.001mol
草酸晶体的质量分数=
（6）生成的Mn2+对此反应起催化剂的作用，速率加快，随反应物浓度减小，反应速率减小，
故答案为：Mn2+；生成的Mn2+对此反应起催化剂的作用．
解析
解：根据流程图知，一定条件下，一氧化碳和氢氧化钠反应生成甲酸钠，反应方程式为：CO+NaOH
（1）加热条件下，甲酸钠脱氢生成Na2C2O4和H2，方程式为：2HCOONa
（2）Na2C2O4与Ca（OH）2 反应得到CaC2O4和NaOH，过滤得滤渣CaC2O4，加入H2SO4，H2SO4与CaC2O4反应生成CaSO4和H2C2O4，过滤得滤渣CaSO4，滤液H2C2O4溶液；
故答案为：Ca（OH）2；H2SO4；
（3）溶液得到草酸晶体，需要经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥，故答案为：冷却结晶；过滤洗涤；
（4）草酸晶体中含有结晶水，不能证明有水生成，故答案为：H2O；草酸晶体中含有水；
（5）用烧杯溶解固体，酸性高锰酸钾置于酸式滴定管中，
由关系式 2KMnO4～5H2C2O4可知
2 5
0.04mol•L-1×0.025L n
n=0.001mol
草酸晶体的质量分数=
（6）生成的Mn2+对此反应起催化剂的作用，速率加快，随反应物浓度减小，反应速率减小，
故答案为：Mn2+；生成的Mn2+对此反应起催化剂的作用．
②乙醇、1，2-二溴乙烷、乙醚的有关物理性质如下表所示．
某化学小组拟用乙醇、溴等为原料在实验室制备少量的1，2一二溴乙烷，实验装置如图所示（装置A中的加热部分的仪器装置省略没有画出）．
（1）仪器E的名称是______．
（2）仪器Ⅰ是漏斗，其左部的玻璃管的作 用是______（填字母）．
a．使漏斗中液体容易滴下
b．有利于吸收气体杂质
c．防止A中三颈烧瓶里的液体爆沸
（3）实验时，A中三颈烧瓶里放入几片碎瓷片的目的是______．加热反应过程中，三颈烧瓶里除生成乙烯外，还可能生成的有机副产物主要是______．
（4）反应过程中，若B中长玻璃导管（Ⅱ）里的液面上升，则说明可能是由于______（填“D中出现堵塞”或“C中杂质已除尽”）造成的．
（5）反应过程中，D中需用冷水冷却盛有液溴的试管，其主要目的是______．说明制备1，2-二溴乙烷的反应已经结束的实验现象是______．
正确答案
解：根据实验装置图可知，实验室制备少量的1，2一二溴乙烷，乙醇在浓硫酸条件下加热制得乙烯，乙烯除杂后再通入液溴中得1，2一二溴乙烷．
（1）根据装置图可知，装置A是制乙烯，反应的温度要控制在170℃，所以E是温度计，
故答案为：温度计；
（2）仪器Ⅰ是恒压漏斗，其左部的玻璃管的作用是保持漏斗上下两部分的压强相等，使漏斗中液体容易滴下，
故选a；
（3）三颈烧瓶里对液体进行加热，放入几片碎瓷片防止瀑沸，三颈烧瓶中主要反应乙醇在浓硫酸作用下加热制得乙烯，反应中当温度在140℃时，发生的是乙醇分子间脱水，反应方程式为：2CH3CH2OH
故答案为：避免混合液在受热时暴沸；乙醚；
（4）装置B中有长玻璃导管，所以可以防倒吸，起安全瓶作用，当D堵塞时，气体不畅通，则在B中气体产生的压强将水压入直玻璃管中，甚至溢出玻璃管，
故答案为：D中出现堵塞；
（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；当液溴的颜色褪去时（D中液溴的颜色褪去或D中试管里的液体呈无色），就说明反应已经结束，
故答案为：防止液溴挥发，提高反应产率；D中液溴的颜色褪去或D中试管里的液体呈无色．
解析
解：根据实验装置图可知，实验室制备少量的1，2一二溴乙烷，乙醇在浓硫酸条件下加热制得乙烯，乙烯除杂后再通入液溴中得1，2一二溴乙烷．
（1）根据装置图可知，装置A是制乙烯，反应的温度要控制在170℃，所以E是温度计，
故答案为：温度计；
（2）仪器Ⅰ是恒压漏斗，其左部的玻璃管的作用是保持漏斗上下两部分的压强相等，使漏斗中液体容易滴下，
故选a；
（3）三颈烧瓶里对液体进行加热，放入几片碎瓷片防止瀑沸，三颈烧瓶中主要反应乙醇在浓硫酸作用下加热制得乙烯，反应中当温度在140℃时，发生的是乙醇分子间脱水，反应方程式为：2CH3CH2OH
故答案为：避免混合液在受热时暴沸；乙醚；
（4）装置B中有长玻璃导管，所以可以防倒吸，起安全瓶作用，当D堵塞时，气体不畅通，则在B中气体产生的压强将水压入直玻璃管中，甚至溢出玻璃管，
故答案为：D中出现堵塞；
（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；当液溴的颜色褪去时（D中液溴的颜色褪去或D中试管里的液体呈无色），就说明反应已经结束，
故答案为：防止液溴挥发，提高反应产率；D中液溴的颜色褪去或D中试管里的液体呈无色．
氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等．某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵，反应的化学方程式如下：
2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（s）△H＜0
（1）如用图1装置制取氨气，你所选择的试剂是______．制备氨基甲酸铵的装置如图3所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中．当悬浮物较多时，停止制备．
注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质．
（2）发生器用冰水冷却的原因是______．
（3）液体石蜡鼓泡瓶的作用是______．
（4）从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是______；（填写操作名称）．为了得到干燥产品，应采取的方法是______（填写选项序号）．
a．常压加热烘干 b．高压加热烘干 c．真空40℃以下烘干
（5）尾气处理装置如图2所示．双通玻璃管的作用______；浓硫酸的作用：______．
（6）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000g．则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为______．（精确到2位小数）
正确答案
解：（1）把浓氨水滴入到固体氧化钙或氢氧化钠，在溶解过程中放热使浓氨水分解生成氨气，故答案为：浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体等；
（2）反应2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（s）+Q，是放热反应，降温平衡正向进行，温度升高；发生器用冰水冷却提高反应物质转化率，防止生成物温度过高分解，
故答案为：降低温度，提高反应物转化率（或降低温度，防止因反应放热造成产物分解）；
（3）液体石蜡鼓泡瓶的作用是控制反应进行程度，控制气体流速和原料气体的配比，故答案为：通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例；
（4）制备氨基甲酸铵的装置如图3所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，分离产品的实验方法利用过滤得到，氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解、不能加热烘干，应在真空40℃以下烘干，故答案：过滤；c；
（5）双通玻璃管的作用是防止液体倒吸；浓硫酸起到吸收多余的氨气，同时防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解，
故答案为：防止倒吸；吸收多余氨气、防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解；
（6）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000g．物质的量为0.010mol，设样品中氨基甲酸铵物质的量为x，碳酸氢铵物质的量为y，依据碳元素守恒得到；
x+y=0.01
78x+79y=0.7820
解得x=0.008mol
y=0.002mol
则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数=
解析
解：（1）把浓氨水滴入到固体氧化钙或氢氧化钠，在溶解过程中放热使浓氨水分解生成氨气，故答案为：浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体等；
（2）反应2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（s）+Q，是放热反应，降温平衡正向进行，温度升高；发生器用冰水冷却提高反应物质转化率，防止生成物温度过高分解，
故答案为：降低温度，提高反应物转化率（或降低温度，防止因反应放热造成产物分解）；
（3）液体石蜡鼓泡瓶的作用是控制反应进行程度，控制气体流速和原料气体的配比，故答案为：通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例；
（4）制备氨基甲酸铵的装置如图3所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，分离产品的实验方法利用过滤得到，氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解、不能加热烘干，应在真空40℃以下烘干，故答案：过滤；c；
（5）双通玻璃管的作用是防止液体倒吸；浓硫酸起到吸收多余的氨气，同时防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解，
故答案为：防止倒吸；吸收多余氨气、防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解；
（6）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000g．物质的量为0.010mol，设样品中氨基甲酸铵物质的量为x，碳酸氢铵物质的量为y，依据碳元素守恒得到；
x+y=0.01
78x+79y=0.7820
解得x=0.008mol
y=0.002mol
则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数=
高铁酸钾是一种高效的多功能的水处理剂．工业上常采用NaClO氧化法生产，原理为：3NaClO+2Fe（NO3）3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O，Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH，主要的生产流程如下：
（1）写出反应①的离子方程式______．
（2）流程图中“转化”是在某低温下进行的，说明此温度下Ksp（K2FeO4）______Ksp（Na2FeO4）（填“＞”或“＜”或“=”）．
（3）反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响．
图1为不同的温度下，Fe（NO3）3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响；
图2为一定温度下，Fe（NO3）3质量浓度最佳时，NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响．
①工业生产中最佳温度为______℃，此时Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为______．
②若NaClO加入过量，氧化过程中会生成Fe（OH）3，写出该反应的离子方程式：______．
③若Fe（NO3）3加入过量，在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，此反应的离子方程式：______．
（4）K2FeO4 在水溶液中易水解：4FeO42-+10H2O⇌4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑．在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用______溶液（填序号）．
A．H2O B．CH3COONa、异丙醇 C．NH4Cl、异丙醇 D．Fe（NO3）3、异丙醇．
正确答案
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
＜
26
1.2
3ClO-+Fe3++3H2O=Fe（OH）3↓+3HClO
2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O
B
解析
解：（1）氯气是酸性气体，能和烧碱溶液反应，反应实质为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，故答案为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；
（2）根据反应Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH可知，反应生成溶解度更小的物质，说明此温度下Ksp（K2FeO4）＜Ksp（Na2FeO4），故答案为：＜；
（3）①寻找最佳温度要具备的条件：该温度下反应速率快，生成高铁酸钾的产率较大两方面，所以工业生产中最佳温度为26℃，因为在该温度下生成高铁酸钾的产率最大，此时Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为
②若NaClO加入过量，氧化过程中会生成Fe（OH）3，原因是NaClO水解呈碱性，Fe（NO3）3水解呈酸性，二者发生互促水解，反应的离子方程式为3ClO-+Fe3++3H2O=Fe（OH）3↓+3HClO，
故答案为：3ClO-+Fe3++3H2O=Fe（OH）3↓+3HClO；
③碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，反应的离子方程式为2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O，故答案为：2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O；
（4）为抑制K2FeO4的水解，应在碱性条件下洗涤，可用CH3COONa，为防止K2FeO4的溶解，可用异丙醇洗涤，故答案为：B．
氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂．如图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的工艺流程．
请回答下列问题：
（1）氯化铁有多种用途，请用离子方程式表示下列用途的原理．
①氯化铁做净水剂______；
②用FeCl3溶液（32%～35%）腐蚀铜印刷线路板______．
（2）吸收剂X的化学式为______；氧化剂Y的化学式为______．
（3）碱性条件下反应①的离子方程式为______．
（4）过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品．该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4═K2FeO4+2NaOH，请根据复分解反应原理分析反应发生的原因______．
（5）K2FeO4 在水溶液中易发生反应：4FeO42-+10H2O⇌4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑．在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用______（填序号）．
A．H2O B．稀KOH溶液、异丙醇 C．NH4Cl溶液、异丙醇 D．Fe（NO3）3溶液、异丙醇
（6）可用滴定分析法测定粗K2FeO4的纯度，有关反应离子方程式为：
①FeO42-+CrO2-+2H2O═CrO42-+Fe（OH）3↓+OH-
②2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H2O
③Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
现称取1.980g粗高铁酸钾样品溶于适量氢氧化钾溶液中，加入稍过量的KCrO2，充分反应后过滤，滤液定容于250mL容量瓶中．每次取25.00mL加入稀硫酸酸化，用0.1000mol/L的（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为18.93mL．则上述样品中高铁酸钾的质量分数为______．
正确答案
解：（1）①氯化铁做净水剂是因为Fe3+水为Fe（OH）3胶体的缘故，原理为Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3（胶体）+3H+，
故答案为：Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3（胶体）+3H+；
②工业上常用FeCl3溶液腐蚀铜印刷线路板，是Fe3+氧化了Cu的缘故，反应方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，
故答案为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；
（2）吸收剂X的与Cl2反应的产物是FeCl3，X是FeCl2；Cl2与氢氧化钠反应生成NaClO和NaCl，其中NaClO能做氧化剂，所以Y为NaClO，
故答案为：FeCl2；NaClO；
（3）碱性条件下根据反应物和产物可知，反应①的离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
故答案为：3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
（4）过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品，该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4 =K2FeO4+2NaOH，反应能发生的原因是K2FeO4溶解度小，析出晶体，促进反应进行；
故答案为：K2FeO4溶解度小，析出晶体，促进反应进行；
（5）K2FeO4 在水溶液中易发生反应：4FeO42-+10H2O═4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑，所以用碱液来洗涤，抑制水解，不引入新的杂质所以用稀KOH溶液，异丙醇易挥发，故选B；
（6）根据反应①②③可知：2FeO42-～～～～6Fe2+，
1mol 3mol
n 0.1000mol/L×0.01893L
则n=6.31×10-4mol，
所以样品中高铁酸钾的质量分数为
故答案为：63.1%．
解析
解：（1）①氯化铁做净水剂是因为Fe3+水为Fe（OH）3胶体的缘故，原理为Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3（胶体）+3H+，
故答案为：Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3（胶体）+3H+；
②工业上常用FeCl3溶液腐蚀铜印刷线路板，是Fe3+氧化了Cu的缘故，反应方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，
故答案为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；
（2）吸收剂X的与Cl2反应的产物是FeCl3，X是FeCl2；Cl2与氢氧化钠反应生成NaClO和NaCl，其中NaClO能做氧化剂，所以Y为NaClO，
故答案为：FeCl2；NaClO；
（3）碱性条件下根据反应物和产物可知，反应①的离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
故答案为：3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
（4）过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品，该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4 =K2FeO4+2NaOH，反应能发生的原因是K2FeO4溶解度小，析出晶体，促进反应进行；
故答案为：K2FeO4溶解度小，析出晶体，促进反应进行；
（5）K2FeO4 在水溶液中易发生反应：4FeO42-+10H2O═4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑，所以用碱液来洗涤，抑制水解，不引入新的杂质所以用稀KOH溶液，异丙醇易挥发，故选B；
（6）根据反应①②③可知：2FeO42-～～～～6Fe2+，
1mol 3mol
n 0.1000mol/L×0.01893L
则n=6.31×10-4mol，
所以样品中高铁酸钾的质量分数为
故答案为：63.1%．
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