【題目】正丁醚是一種用途很廣的化工產(chǎn)品,毒性和危險(xiǎn)性小,是安全性很高的有機(jī)溶劑,對(duì)許多天然及合成油脂、樹脂、橡膠、有機(jī)酸酯、生物堿等都有很強(qiáng)的溶解能力,還可作為電子級(jí)清洗劑和多種有機(jī)合成材料?赏ㄟ^以下反應(yīng)原理制取正丁醚:
2CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O
己知相關(guān)物質(zhì)的部分信息如下:
沸點(diǎn)(℃) | 密度(g/cm3) | 溶解度(g) | 相對(duì)分子質(zhì)量 | |
正丁醇 | 117.7 | 0.81 | 7.9 | 74 |
正丁醚 | 142 | 0.77 | 不溶于水 | 130 |
某課外化學(xué)學(xué)習(xí)小組查閱相關(guān)資料設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)步驟合成正丁醚:
①在100 mL兩口燒瓶中加入30.0 mL正丁醇、5.0 mL濃硫酸和幾粒沸石,充分搖勻。在分水器中加入3.0 mL飽和食鹽水,按圖甲組裝儀器,接通冷凝水;
②反應(yīng):在電熱套上加熱,使瓶內(nèi)液體微沸,回流反應(yīng)約1小時(shí)。當(dāng)餾液充滿分水器時(shí),打開分水器放出一部分水。當(dāng)水層不再變化,瓶中反應(yīng)溫度達(dá)150 ℃,反應(yīng)己基本完成,停止加熱;
③蒸餾:待反應(yīng)液冷卻后,拆下分水器,將儀器改成蒸餾裝置如圖丙,再加幾粒沸石,蒸餾,收集餾分;
④精制:將餾出液倒入盛有10 mL水的分液漏斗中,充分振搖,靜置棄去水液,有機(jī)層依次用5 mL水,3 mL 5% NaOH溶液、3 mL水和3 mL飽和氯化鈣溶液洗滌,分去水層,將產(chǎn)物放入潔凈干燥的小錐形瓶中,然后加入0.2~0.4 9無水氯化鈣,再將液體轉(zhuǎn)入裝置丙中進(jìn)行蒸餾,收集到餾分9.0 mL。
甲. 乙. 丙.
請(qǐng)根據(jù)以上操作回答下列問題:
(1)制備正丁醚的反應(yīng)類型是___,儀器d的名稱是____。
(2)在步驟①中添加試劑的順序是____。相比裝置乙,裝置甲的優(yōu)點(diǎn)是 ___。
(3)在步驟②中采用電熱套加熱而不采用酒精燈直接加熱的原因可能是____。
(4)在步驟③中收集餾分適宜的溫度范圍為____(填正確答案標(biāo)號(hào))。
A.115℃~ll9℃ B.140℃~144℃ C. 148℃~152℃
(5)在精制中,有機(jī)層在____層(填“上”或“下”),加入無水氯化鈣的作用是____。
(6)本小組實(shí)驗(yàn)后所得正丁醚的產(chǎn)率約為 ___%(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))。
【答案】取代反應(yīng) 球形冷凝管 先加正丁醇,再加濃硫酸 裝置甲有水分器,可以在反應(yīng)中分離掉水,有利于提高轉(zhuǎn)化率,且在甲裝置中有溫度計(jì),易于測定反應(yīng)溫度 電熱套加熱更均勻,更易控制加熱溫度 B 上 干燥正丁醚 32.5
【解析】
(1)制備正丁醚的反應(yīng)為:2CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O,其反應(yīng)類型是取代反應(yīng),儀器d的名稱是球形冷凝管,故答案為:取代反應(yīng);球形冷凝管。
(2)濃硫酸與其它液體混合時(shí),先加其它液體后加硫酸,防止?jié)饬蛩嵯♂寱r(shí)放熱,引起液體飛濺,所以在步驟①中添加試劑的順序是先加正丁醇,再加濃硫酸,裝置甲有水分器,可以在反應(yīng)中分離掉水,有利于提高轉(zhuǎn)化率,且在甲裝置中有溫度計(jì),易于測定反應(yīng)溫度,故答案為:先加正丁醇,再加濃硫酸;裝置甲有水分器,可以在反應(yīng)中分離掉水,有利于提高轉(zhuǎn)化率,且在甲裝置中有溫度計(jì),易于測定反應(yīng)溫度。
(3)電熱套加熱更均勻,更易控制加熱溫度,故答案為:電熱套加熱更均勻,更易控制加熱溫度。
(4)根據(jù)表格可知,正丁醚的沸點(diǎn)是142℃,所以收集餾分適宜的溫度范圍應(yīng)在142℃左右,選B,故答案為:B。
(5)根據(jù)表格可知,正丁醚的密度為0.77g/cm3,小于水的密度,所以有機(jī)層在上面,正丁醚不溶于水,用無水氯化鈣干燥正丁醚,故答案為:上;干燥正丁醚。
(6)設(shè)理論產(chǎn)量為x,根據(jù)反應(yīng)原理:2CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O可得,,x21.34g,實(shí)際收集到的正丁醚為9.0 mL,其質(zhì)量為9.0 mL×0.77g/cm3=6.93g,其產(chǎn)率為,故答案為:32.5。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在CF3COOH水溶液中將甲烷直接轉(zhuǎn)化為CH3OH的反應(yīng)機(jī)理如圖,下列說法正確的是
A.所含部分元素第一電離能:C<N<O<F
B.反應(yīng)③的氧化劑為對(duì)苯二酚
C.此法由甲烷制取甲醇的方程式為:2CH4+O22CH3OH
D.均可以與濃溴水反應(yīng),且反應(yīng)類型相同
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】金屬釩(V)及其化合物有著廣泛的用途。請(qǐng)回答以下問題:
(1)釩在溶液中的主要聚合狀態(tài)與溶液的pH關(guān)系如圖1所示。V2O74-中V元素的化合價(jià)是_____,請(qǐng)寫出溶液中VO3-轉(zhuǎn)化為V2O74-的離子方程式:________________________。
(2)“弱堿性銨鹽沉釩法”原理是在含有釩元素的溶液中加入銨鹽后形成NH4VO3沉淀,圖2是在工業(yè)生產(chǎn)中不同pH環(huán)境下沉釩率的測定值。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中常選擇pH=7.5為沉釩的最佳條件,當(dāng)pH超過8.0時(shí)沉釩率降低,其原因是溶液中VO3-轉(zhuǎn)化為V2O74-、____________________________________。(請(qǐng)另寫出一點(diǎn)原因)
(3)NH4VO3在高溫下分解產(chǎn)生的V2O5可作為硫酸工業(yè)中2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=p的催化劑,其催化原理如圖3所示。
①過程a和過程b的化學(xué)方程式為:V2O5(s)+SO2(g)=V2O4(s)+SO3(g) △H = q;V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)=2VOSO4(s) △H = r 請(qǐng)寫出過程c的熱化學(xué)方程式:_________________。
②t2℃下,反應(yīng):2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)△H>0;SO3的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。
t℃下,將2molSO3置于10L密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,體系總壓強(qiáng)為0.10MPa。B點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)的值是__________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】是一種重要的化工原料,下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是( )
A.該物質(zhì)的分子式為C7H8O
B.該物質(zhì)屬于芳香族化合物的同分異構(gòu)體共有4種(不包括其本身)
C.該分子中所有碳原子共平面
D.1 mol該物質(zhì)與足量的Na反應(yīng)可產(chǎn)生11.2 L H2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】海水中蘊(yùn)藏著豐富的資源。海水綜合利用的流程圖如下。
(1)用NaCl作原料可以得到多種產(chǎn)品。
①工業(yè)上由NaCl制備金屬鈉的化學(xué)方程式是______。
②寫出產(chǎn)物氯氣制備“84”消毒液的離子方程式:______。
③NaCl也是侯氏制堿法的重要反應(yīng)物之一,寫出侯氏制堿法過程中涉及到的兩個(gè)主要方程式:__________ , __________。
(2)采用“空氣吹出法”從濃海水吹出Br2,并用純堿吸收。堿吸收溴的主要反應(yīng)是Br2+Na2CO3+H2O―→NaBr+NaBrO3+NaHCO3,吸收1 mol Br2時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為________mol。
(3)海水提鎂的一段工藝流程如下圖:
鹵水Mg(OH)2MgCl2溶液→MgCl2·6H2O→MgCl2Mg
①采用石墨電極電解熔融的氯化鎂,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_________;
②電解時(shí),若有少量水存在,則不能得到鎂單質(zhì),寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式__________。
(4)分離出粗鹽后的鹵水中蘊(yùn)含著豐富的鎂資源,經(jīng)過下列途徑可獲得金屬鎂:其中,由MgCl2·6H2O制取無水MgCl2的部分裝置(鐵架臺(tái)、酒精燈已略)如下:
①上圖中,裝置a由________、________、雙孔塞和導(dǎo)管組成。
②循環(huán)物質(zhì)甲的名稱是________。
③制取無水氯化鎂必須在氯化氫存在的條件下進(jìn)行,原因是______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上制備 BaCl2·2H2O有如下兩種途徑。
途徑 1:以重晶石(主要成分BaSO4)為原料,流程如下:
(1)寫出“高溫焙燒”時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________________________________。
(2)氣體用過量NaOH溶液吸收,得到硫化鈉。Na2S水解的離子方程式為_____________。
(3)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,當(dāng)兩種沉淀共存時(shí),=___________。 [Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10]
途徑 2:以毒重石(主要成分BaCO3,含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì))為原料,流程如下:
已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7, Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9
Ca2+ | Mg2+ | Fe3+ | |
開始沉淀時(shí)的 pH | 11.9 | 9.1 | 1.9 |
完全沉淀時(shí)的 pH | 13.9 | 11.1 | 3.7 |
(4)為提高礦石的浸取率,可采取的措施是_________。
(5)加入 NH3·H2O 調(diào)節(jié) pH=8 可除去___________(填離子符號(hào)),濾渣Ⅱ中含_________(填化學(xué)式)。加入 H2C2O4時(shí)應(yīng)避免過量,原因是_________。
(6)重量法測定產(chǎn)品純度的步驟為:準(zhǔn)確稱取 m g BaCl2·2H2O試樣,加入100 mL水, 用3 mL 2 mol·L-1 的 HCl溶液加熱溶解。邊攪拌,邊逐滴加入0.1 mol·L-1 H2SO4 溶液。待BaSO4完全沉降后,過濾,用0.01 mol·L-1 的稀H2SO4洗滌沉淀 3~4 次,直至洗滌液中不含Cl-為止。將沉淀置于坩堝中經(jīng)烘干灼燒至恒重,稱量為n g。則BaCl2·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________。
(7)20℃時(shí),PbCl2(s)在不同濃度鹽酸中的最大溶解量(單位:g·L-1)如圖所示。下列敘述正確的是_______________
A.鹽酸濃度越大,Ksp(PbCl2)越大
B.PbCl2能與一定濃度的鹽酸反應(yīng)
C.x、y兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中c(Pb2+)相等
D.往含Pb2+的溶液中加入過量濃鹽酸,可將Pb2+完全轉(zhuǎn)化為PbCl2(s)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)制得的純堿中往往含有少量的NaCl固體,現(xiàn)設(shè)計(jì)以下兩種方案測定樣品中純堿的純度。完成下列填空:
方案一:測量裝置如圖所示,稱取樣品m克裝入Y型試管中。
(1)檢查裝置氣密性的方法是__________。
(2)量氣管中的液體應(yīng)為__________(填編號(hào))。
a 飽和Na2CO3溶液 b 飽和NaHCO3溶液 c 飽和NaCl溶液
(3)Y型試管另一端應(yīng)裝入試劑為__________(填編號(hào))。
a 鹽酸 b 硫酸 c 硝酸
方案二:裝置如圖二所示,A中樣品質(zhì)量為m克。
(4)根據(jù)圖中所用實(shí)驗(yàn)裝置,可以判斷需要測定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是__________。
(5)仔細(xì)分析該裝置,由此測的的數(shù)據(jù)計(jì)算出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有可能偏高也有可能偏低,分析原因并對(duì)裝置進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)(已知:裝置氣密性良好);
(i)偏低的原因是____________,改進(jìn)方法是__________。
(ii)偏高的原因是_____________,改進(jìn)方法是_________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】溫度為T℃,向體積不等的恒容密閉容器中分別加入足量活性炭和1mol NO2,發(fā)生反應(yīng):2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)反應(yīng)相同時(shí)間,測得各容器中NO2的轉(zhuǎn)化率與容器體積的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是
A.T℃時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為
B.圖中c點(diǎn)所示條件下,v(正)>v(逆)
C.向a點(diǎn)平衡體系中充入一定量的NO2,達(dá)到平衡時(shí),NO2的轉(zhuǎn)化率比原平衡大
D.容器內(nèi)的壓強(qiáng):Pa:Pb>6:7
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室制備苯甲醇和苯甲酸的化學(xué)原理是
2+KOH→
+HCl→+KCl
已知苯甲醛易被空氣氧化,苯甲醇的沸點(diǎn)為205.3℃;苯甲酸的熔點(diǎn)為121.7℃,沸點(diǎn)為249℃,溶解度為0.34g;乙醚的沸點(diǎn)為34.8℃,難溶于水。制備苯甲醇和苯甲酸的主要過程如下所示:
試根據(jù)上述信息回答下列問題:
(1)操作Ⅰ的名稱是________,乙醚溶液中所溶解的主要成分是________。
(2)操作Ⅱ的名稱是________。
(3)操作Ⅲ的名稱是________,產(chǎn)品乙是________。
(4)如圖所示,操作Ⅱ中溫度計(jì)水銀球上沿放置的位置應(yīng)是________(填“a”“b”“c”或“d”),該操作中,除需蒸餾燒瓶、溫度計(jì)外,還需要的玻璃儀器是__________________,得到產(chǎn)品甲的適宜溫度為______。
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