【題目】芳香化合物在催化劑催化下與鹵代烴發(fā)生取代反應(yīng)稱為Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)。某科研小組以苯和氯代叔丁烷[ClC(CH3)3]為反應(yīng)物,無水AlCl3為催化劑條件下制備叔丁基苯()。
反應(yīng)如下:+ClC(CH3)3+HCl
已知下列信息:
物質(zhì) | 相對分子質(zhì)量 | 密度 | 熔點 | 沸點 | 溶解性 |
AlCl3 | —— | —— | 190℃ | 180℃ | 遇水極易潮解并產(chǎn)生白色煙霧,微溶于苯 |
苯 | 78 | 0.88g/cm3 | —— | 80.1℃ | 難溶于水,易溶于乙醇 |
氯代叔丁烷 | 92.5 | 1.84 g/cm3 | —— | 51.6℃ | 難溶于水,可溶于苯 |
叔丁基苯 | 134 | 0.87 g/cm3 | —— | 169℃ | 難溶于水,易溶于苯 |
I、如下圖是實驗室制備無水AlCl3的實驗裝置:
(1)E裝置中的儀器名稱是_______________。
(2)寫出B裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:________________________。
(3)選擇合適的裝置制備無水AlCl3正確的連接順序為:_____________ (寫導(dǎo)管口標(biāo)號)。
(4)下列操作正確的是________。
甲:先加熱硬質(zhì)玻璃管再加熱圓底燒瓶
乙:先加熱圓底燒瓶再加熱硬質(zhì)玻璃管
(5)E裝置的作用是:_______________________。
II、實驗室制取叔丁基苯裝置如圖:
在三頸燒瓶中加入50mL的苯和適量的無水AlCl3,由恒壓漏斗滴加氯代叔丁烷[ClC(CH3)3]10mL,一定溫度下反應(yīng)一段時間后,將反應(yīng)后的混合物洗滌分離,在所得產(chǎn)物中加入少量無水MgSO4固體,靜置,過濾,蒸餾得叔丁基苯20g。
(6)使用恒壓漏斗的優(yōu)點是____________________;加無水MgSO4固體的作用是___________。
(7)上述反應(yīng)后混合物的洗滌所用的試劑有如下三種,正確的順序是_____________。
①5%Na2CO3溶液 ②稀鹽酸 ③H2O
(8)叔丁基苯的產(chǎn)率為______。(保留3位有效數(shù)字)
【答案】 干燥管 MnO2+4H++2C1-=Mn2++Cl2↑+2H2O d、e、f、g、h、i、j、c 乙 防止空氣中的水蒸氣進入,還吸收多余的氯氣 使液體順利滴下 干燥 ②①③ 75.0%
【解析】I.(1). E裝置中的儀器名稱是干燥管,故答案為:干燥管;
(2). 在B裝置中,濃鹽酸和MnO2反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水,離子方程式為:MnO2+4H++2Cl=Mn2++Cl2↑+2H2O,故答案為:MnO2+4H++2Cl=Mn2++Cl2↑+2H2O;
(3). B裝置產(chǎn)生的氯氣中混有氯化氫和水蒸氣雜質(zhì),用D裝置除去HCl 雜質(zhì),C裝置除去水蒸氣雜質(zhì),由于氯化鋁易升華,產(chǎn)生的氯化鋁顆粒易堵塞導(dǎo)氣管,所以得到純凈的氯氣后在F裝置中和鋁反應(yīng)制取氯化鋁而不用A裝置,根據(jù)信息可知氯化鋁遇水極易潮解并產(chǎn)生白色煙霧,所以最后必須用E裝置吸收多余的氯氣并可以防止空氣中的水蒸氣進入F裝置中,因此制備無水氯化鋁正確的連接順序為d、e、f、g、h、i、j、c,故答案為:d、e、f、g、h、i、j、c;
(4). 制備無水氯化鋁時,應(yīng)先加熱圓底燒瓶產(chǎn)生氯氣,將裝置中的空氣排盡,以防止鋁粉被空氣中的氧氣氧化,故答案為:乙;
(5). 由上述分析可知,用E裝置可以吸收多余的氯氣并能防止空氣中的水蒸氣進入F裝置中使氯化鋁潮解,故答案為:防止空氣中的水蒸氣進入,還吸收多余的氯氣;
II. (6). 使用恒壓漏斗可以平衡漏斗內(nèi)外壓強,使液體順利滴下,在洗滌后所得產(chǎn)物中加入少量無水MgSO4固體,目的是吸收產(chǎn)品中少量的水分,起到干燥的作用,故答案為:使液體順利滴下;干燥;
(7). 稀鹽酸洗滌可以除去氯化鋁雜質(zhì),再用5%Na2CO3溶液除去過量的鹽酸,最后用水洗滌除去剩余的5%Na2CO3,故答案為:②①③;
(8).加入苯的物質(zhì)的量為50mL×0.88g/mL÷78g/mol=0.56mol,氯代叔丁烷的物質(zhì)的量為10mL×1.84g/mL÷92.5g/mol=0.199mol,由反應(yīng)方程式+ClC(CH3)3+HCl可知,加入的苯過量,則理論上生成叔丁基苯的質(zhì)量為:0.199mol×134g/mol=26.66g,叔丁基苯的產(chǎn)率為:×100%=75.0%,故答案為:75.0%。
【題型】實驗題
【結(jié)束】
9
【題目】一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料,生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料數(shù)量可觀,廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在;鈷以Co2O3·CoO的形式存在,吸附在鋁箔的單面或雙面:鋰混雜于其中。(已知Co2O3的氧化性>Cl2的氧化性)從廢料中回收氧化鈷(CoO)的工藝流程如下:
已知:①CoCO3的溶度積為:Ksp=1.0×10-13;
②溶液中離子濃度小于1.0×10-5mol/L時認(rèn)為該離子沉淀完全。
(1)“堿溶”前通常將廢料粉碎,其目的是____________。
(2)過程I中采用NaOH溶液溶出廢料中的A1,反應(yīng)的離子方程式為_________________。
(3)過程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出鈷。則浸出含鉆物質(zhì)的反應(yīng)化學(xué)方程式為 (產(chǎn)物中只有一種酸根) _______________________________________。在實驗室模擬工業(yè)生產(chǎn)時,也可用鹽酸浸出鈷,但實際工業(yè)生產(chǎn)中不用鹽酸,請分析不用鹽酸浸出鈷的主要原因______________________________________。
(4)過程III得到鋰鋁渣的主要成分是LiF和AI(OH)3,碳酸鈉溶液在產(chǎn)生 Al(OH)3時起重要作用,請寫出該反應(yīng)的離子方程式__________________________________。
(5)將2.0×10-4 mol/LCoSO4與2.2×10-4mol/L的Na2CO3等體積混合,此時溶液中的Co2+的濃度為__________,Co2+是否沉淀完全? __________(填“是”或“否”)。
(6)CoO溶于鹽酸可得粉紅色的CoCl2溶液。CoCl2含結(jié)晶水?dāng)?shù)目不同而呈現(xiàn)不同顏色,利用藍色的無水CoCl2吸水變色這一性質(zhì)可制成變色水泥和顯隱墨水。如圖是粉紅色的CoCl2·6H2O晶體受熱分解時,剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線,物質(zhì)B的化學(xué)式是____________________。
【答案】 略 略 略 略 略 略 略 略
【解析】(1). “堿溶”前通常將廢料粉碎,可以增大固體反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率,故答案為:增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率;
(2). NaOH溶液和Al反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,離子方程式為:2A1+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2↑,故答案為:2A1+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2↑;
(3). 廢料中鈷以Co2O3·CoO的形式存在,鈷的化合價為+2價和+3價,由流程圖可知,加入Na2S2O3溶液后,鈷全部變?yōu)?/span>+2價,說明Co3+氧化S2O32-,還原產(chǎn)物為Co2+,由產(chǎn)物中只有一種酸根離子可知氧化產(chǎn)物為SO42-,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒,浸出含鈷物質(zhì)的反應(yīng)化學(xué)方程式為:4Co2O3·CoO+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O,由題中信息可知,Co2O3的氧化性>Cl2的氧化性,則Co2O3·CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl2,污染環(huán)境,所以實際工業(yè)生產(chǎn)中不用鹽酸浸出含鈷物質(zhì),故答案為:4Co2O3·CoO+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O;Co2O3·CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl2,污染環(huán)境;
(4). 在過程III中加入碳酸鈉溶液,碳酸根離子和鋁離子發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀,離子方程式為:2A13++3CO32-+3H2O=2A1(OH)3↓+3CO2↑,故答案為:2A13++3CO32-+3H2O=2A1(OH)3↓+3CO2↑;
(5). 將2.0×10-4mol/LCoSO4與2.2×10-4mol/L的Na2CO3等體積混合,Co2+與CO32-反應(yīng)生成CoCO3,離子方程式為:Co2++ CO32-= CoCO3,由離子方程式可知,反應(yīng)后的溶液中c(CO32-)=( 2.2×10-4-2.0×10-4)mol/L÷2=1×10-5mol/L,則反應(yīng)后的溶液中c(Co2+)==1.0×10-8mol/L,c(Co2+)<1.0×10-5mol/L,所以Co2+沉淀完全,故答案為:1.0×10-8mol/L;是;
(6). 據(jù)圖可知,n(CoCl2)=65×10-3g÷130g/mol=5×10-4mol,B中含有水的物質(zhì)的量為n(H2O)=(74-65)×10-3g÷18g/mol=5×10-4mol,則n(CoCl2): n(H2O)=1:1,則物質(zhì)B為CoCl2·H2O,故答案為:CoCl2·H2O。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】銅及其合金是人類最早使用的金屬材料,銅的化合物在現(xiàn)代生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。
(1)請寫出銅的基態(tài)原子核外電子排布式:___________。
(2)銅的熔點比鈣的高,其原因是____________。
(3)金屬銅的堆積方式為下圖中的______(填字母序號)。
(4)科學(xué)家通過 X 射線推測,膽礬的結(jié)構(gòu)如下圖所示。
膽礬的陽離子中心原子的配位數(shù)為______,陰離子的空間構(gòu)型為_______。膽礬中所含元素的電負(fù)性從大到小的順序為_________(用元素符號作答)。
(5)銅與Cl原子構(gòu)成晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示,該晶體的化學(xué)式為______,已知該晶體的密度為 4.14g/cm3,則該晶胞的邊長為_______pm(寫計算式)。將該物質(zhì)氣化后實驗測定其蒸汽的相對分子質(zhì)量為 198,則其氣體的分子式為_________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】【化學(xué)一一選修修5:有機化學(xué)基礎(chǔ)】光刻膠是一種應(yīng)用廣泛的光敏材料,它的一種合成路線如下(部分試劑和產(chǎn)物略去):
已知:
I.
II.
回答下列問題
(1)C中所含官能團的名稱是________,G的化學(xué)名稱為_______________。
(2)乙快和羧酸X加成生成E,E的核磁共振氫譜為三組峰,且峰面積比為3:2:1,E能發(fā)生水解反應(yīng),則E的結(jié)構(gòu)簡式為_________,E→F的反應(yīng)類型是___________。
(3)B與Ag(NH3)2OH反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。
(4)D+G→光刻膠的化學(xué)方程式_________________________________。
(5)某芳香族有機物H是C的同系物,相對分子質(zhì)量比C大14,則該有機物H的苯環(huán)上只含有兩條側(cè)鏈的同分異構(gòu)體有______________種。(不考慮立體異構(gòu))
(6)根據(jù)已有知識并結(jié)合相關(guān)信息,寫出以CH2CH2OH為原料制備CH2CH2CH2COOH的合成路線流程圖(無機試劑任用) ______________________。合成路線流程圖示例如下:
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化合物A最早發(fā)現(xiàn)于酸牛奶中,它是人體內(nèi)糖代謝的中間體,可由馬鈴薯、玉米淀粉等發(fā)酵制得。A的鈣鹽是人們喜愛的補鈣劑之一。A在某種催化劑的存在下被氧化,其產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。在濃硫酸存在下, A可發(fā)生如下所示的反應(yīng)。
(1)A含有的官能團名稱為_____________________,A→F的反應(yīng)類型為 __________。
(2)寫出一種和B具有相同官能團的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式___________________________。
(3)寫出A→D的化學(xué)方程式_______________________________________________________。
(4)有機物C3H6O含有醛基,一定條件下和H2反應(yīng)生成CH3CH2CH2OH。檢驗該有機物是否完全轉(zhuǎn)化的操作是_______________________________________________________________。
(5)有機物E可以由CH2=CHCH2OH得到,改變條件它也可以制得其他產(chǎn)物。設(shè)計一條由CH2=CHCH2OH合成CH3CH2COOH的路線_____________。
合成路線流程圖示例如下:CH3CH2OHCH2=CH2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】【題目】生產(chǎn)上用過量燒堿溶液處理某礦物(含Al2O3、MgO),過濾后得到濾液用NaHCO3溶液處理,測得溶液pH和Al(OH)3生成的量隨加入NaHCO3溶液體積變化的曲線如下:
下列有關(guān)說法不正確的是
A. 原NaHCO3溶液中c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.8moL/L
B. a點水的電離程度小于c點水的電離程度
C. a點溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(AlO2-)+(OH-)
D. 生成沉淀的離子方程式為:HCO3-+AlO2-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】水污染、水資源短缺導(dǎo)致的水危機日趨嚴(yán)重,研究表明,80%的疾病是由水污染引起的。下列關(guān)于細胞中的水,以下說法正確的是
A. 細胞中絕大部分的水以結(jié)合水的形式存在
B. 用潔凈的試管加熱曬干的種子,試管壁上出現(xiàn)的水珠主要來自種子中的自由水
C. 沙漠里的仙人掌,細胞中蛋白質(zhì)的含量遠多于水
D. 細胞中自由水含量增加時,代謝加強,抗逆性減弱
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】環(huán)境污染已成為人類面臨的重大威脅,下列對應(yīng)關(guān)系不正確的是( )
環(huán)境問題 | 造成環(huán)境問題的主要物質(zhì) | |
A | 酸雨 | 二氧化硫 |
B | 溫室效應(yīng) | 二氧化碳 |
C | 白色污染 | 二氧化硅 |
D | 光化學(xué)煙霧 | 二氧化氮 |
A.AB.BC.CD.D
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