用1-丁醇、溴化钠和较浓H2SO4混合物为原料,在实验室制备1-溴丁烷,并检验反应的部分副产物。(已知:NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑)现设
题型:不详难度:来源:
用1-丁醇、溴化钠和较浓H2SO4混合物为原料,在实验室制备1-溴丁烷,并检验反应的部分副产物。(已知:NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑)现设计如下装置,其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。请回答下列问题:
(1)仪器D的名称是 。 (2)关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水,给A加热30分钟,制备1-溴丁烷。写出该反应的化学方程式 。 (3)理论上,上述反应的生成物还可能有:丁醚、1-丁烯、溴化氢等。熄灭A处酒精灯,在竖直冷凝管上方塞上塞子,打开a,利用余热继续反应直至冷却,通过B、C装置检验部分副产物。B、C中应盛放的试剂分别是 、 。 (4)在实验过程中,发现A中液体由无色逐渐变成黑色,该黑色物质与浓硫酸反应的化学方程式为 ,可在竖直冷凝管的上端连接一个内装吸收剂碱石灰的干燥管,以免污染空气。 (5)相关有机物的数据如下:
物质
| 熔点/0C
| 沸点/0C
| 1-丁醇
| -89.5
| 117.3
| 1-溴丁烷
| -112.4
| 101.6
| 丁醚
| -95.3
| 142.4
| 1-丁烯
| -185.3
| -6.5
| 为了进一步精制1-溴丁烷,继续进行了如下实验:待烧瓶冷却后,拔去竖直的冷凝管,塞上带温度计的橡皮塞,关闭a,打开b,接通冷凝管的冷凝水,使冷水从 (填c或d)处流入,迅速升高温度至 ℃,收集所得馏分。 (6)若实验中所取1-丁醇、NaBr分别为7.4 g、13.0 g,蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6 g 1-溴丁烷,则1-溴丁烷的产率是 。 |
答案
(1)锥形瓶 (2)CH3CH2CH2CH2OH + NaBr + H2SO4 → CH3CH2CH2CH2Br + NaHSO4 + H2O (3)硝酸银 高锰酸钾溶液或溴水可 (4)C +2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O (5)d 101.60C (6)70% |
解析
试题分析:(1)从冷凝管出来的液体用锥形瓶收集。 (2)反应的方程式为CH3CH2CH2CH2OH + NaBr + H2SO4 →CH3CH2CH2CH2Br + NaHSO4 + H2O (3)根据图表分析可知,可检验的副产物为溴化氢,1-丁烯,用硝酸银可以检验溴离子,用高锰酸钾溶液或溴水可以检验碳碳双键。 (4)反应溶液变黑是因为有浓硫酸参与,浓硫酸有强氧化性和脱水性,所以有机物在加热条件下被浓硫酸脱水炭化变黑,然后又被氧化,发生的反应为:C +2H2SO4(浓)=CO2↑+2SO2↑+2H2O (5)冷凝管的使用注意“下进上出”,所以进水应从d处进,从表格数据可知要得到较纯净的1-溴丁烷,应该迅速升温至1-溴丁烷的沸点101.60C。 (6)7.4 g 1-丁醇的物质的量为0.1mol、13.0 g NaBr的物质的量大于0.1mol,所以根据反应方程式CH3CH2CH2CH2OH + NaBr + H2SO4 →CH3CH2CH2CH2Br + NaHSO4 + H2O,可判断出NaBr过量,1-丁醇完全反应,所以根据方程式即可计算出理论上1-溴丁烷的产量,最终算出产率为70%。 |
举一反三
某工厂用软锰矿(含MnO2约70% 及A12O3)和闪锌矿(含ZnS约80%及FeS)共同生产MnO2和Zn(干电池原料):
已知:①A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3的混合液。 ②IV中的电解方程式为 (1)A中属于还原产物的是_____。 (2)加人MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是_________________;II需要加热的原因是:______ ;C的化学式是_________。 (3)该生产中除得到MnO2和Zn以外,还可得到的副产品是_____。 (4)如果不考虑生产中的损耗,除矿石外,需购买的化工 原料是_______。 (5)要从Na2SO4溶液中得到芒硝(Na2SO4·10H2O),需进 行的操作有蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥等。 (6)从生产MnO2和Zn的角度计算,软锰矿和闪锌矿的质量比大约是____。 |
下列装置、操作及说法正确的是( )
A.图1用于海水蒸馏 | B.图2用于铜与浓硝酸反应制取NO2 | C.图3用于实验室制氨 | D.图4中X若为四氯化碳,可用于吸收氯化氢气体,并防止倒吸 |
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某化学研究性学习小组探究Fe3+和SO32-之间发生的反应。 (1)取5mLFeCl3浓溶液于试管中,逐滴加入Na2SO3浓溶液,观察到溶液颜色由黄色变为红棕色,继续加入Na2SO3浓溶液至过量,溶液颜色加深,最终变为红褐色。无气泡产生,无沉淀生成。这种红褐色液体是___________________。 (2)除了观察到以上的现象外,有成员提出了另一种可能:发生氧化还原反应。反应的离子方程式为 。 研究性学习小组设计了两种实验方案证明发生了氧化还原反应。请把实验方案补充完整: 方案一:检验溶液中含有Fe2+证明发生了氧化还原反应 方案二:检验溶液中含有 证明发生了氧化还原反应 实验用品:0.1mol/L BaCl2、3mol/L盐酸、0.1mol/LKMnO4(H+)、氯水、20%KSCN、0.5mol/LKI;试管若干、胶头滴管若干 Ⅰ预处理:将(1)中获得的混合物放在如图装置中处理足够时间。
Ⅱ检验过程 |
重铬酸钾(K2Cr2O7)为用途极广的铬化合物。铬铁矿的主要成分可表示为FeO•Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等杂质,以铬铁矿为原料制备K2Cr2O7晶体的过程 如下图所示:
已知:①K2Cr2O7有强氧化性 ②NaFeO2遇水强烈水解 ③Cr2O72-+ H2O 2CrO42- + 2H+ 请回答: (1)煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是 。 (2)滤液1的成分除NaOH、Na2CrO4外,还含有(填化学式) ; 生成滤渣1中红褐色物质的反应离子方程式是 。 (3)由滤液2转化为Na2Cr2O7溶液应加入的试剂是 。 (4)向Na2Cr2O7溶液中加入K2SO4固体,发生复分解反应而制得K2Cr2O7。生成K2Cr2O7晶体的过程是:加热浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。试简述此法能够制得K2Cr2O7晶体的原因是: ; 洗涤时应选用 (选填字母)。A.蒸馏水 | B.酒精 | C.稀硫酸 | D.饱和K2SO4溶液 | (5 )工业上常用Fe2+处理酸性K2Cr2O7废水,先将Cr2O72— 转化为Cr3+,该反应的离子方程式为 ,再调节溶液的pH使金属离子生成沉淀而除去。 |
某研究性学习小组拟探究在含Mg2+、Al3+ 的混合溶液中滴加NaOH溶液时,生成氢氧化物沉淀的过程。 【实验】在0.1 mol∙L-1 MgSO4、0.05 mol∙L-1Al2(SO4)3的混合溶液中滴加0.5 mol∙L-1NaOH溶液,借助氢离子传感器和相应分析软件,测得溶液的pH随NaOH溶液的加入变化情况如图所示。
(1)为精确控制加入NaOH溶液的体积,可将NaOH溶液置于 (填仪器名称)中滴加。 (2)图中有三个pH增加缓慢的阶段,第一阶段(a点前)对应的实验现象是 。 (3)对第二阶段(b、c之间)溶液pH变化缓慢的本质,小组同学做出如下推测,请补充推测2和3: 推测1:生成Mg(OH)2沉淀,消耗OH-; 推测2: ; 推测3: 。 若推测1符合实际情况,则a点之前反应的离子方程式为 ,请据此描述Mg(OH)2、Al(OH)3两种物质在水溶液中溶解性的差异 。 (4)请分析e点后溶液中较大量存在的含金属元素的离子并设计实验检验(可不填满): |
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