(9分) 甲酸(HCOOH)是一种有刺激臭味的无色液体,有很强的腐蚀性。熔点8.4℃,沸点100.7℃,能与水、乙醇互溶,加热至160℃即分解成二氧化碳和氢气。

(9分) 甲酸(HCOOH)是一种有刺激臭味的无色液体,有很强的腐蚀性。熔点8.4℃,沸点100.7℃,能与水、乙醇互溶,加热至160℃即分解成二氧化碳和氢气。

题型:不详难度:来源:
(9分) 甲酸(HCOOH)是一种有刺激臭味的无色液体,有很强的腐蚀性。熔点8.4℃,沸点100.7℃,能与水、乙醇互溶,加热至160℃即分解成二氧化碳和氢气。
(1)实验室可用甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳:HCOOH浓硫酸========H2O+CO↑,实验的部分装置如下图所示。制备时先加热浓硫酸至80℃—90℃,再逐滴滴入甲酸。

Ⅰ制备CO      Ⅱ         Ⅲ收集CO
①从下图挑选所需的仪器,画出Ⅰ中所缺的气体发生装置(添加必要的塞子、玻璃管、胶皮管,固定装置不用画),并标明容器中的试剂。(2分)
                         
分液漏斗 长颈漏斗    蒸馏烧瓶    集气瓶   温度计
② 装置Ⅱ的作用是                                        。(2分)
(2)实验室可用甲酸制备甲酸铜。其方法是先用硫酸铜和碳酸氢钠作用制得碱式碳酸铜,然后再与甲酸反应制得四水甲酸铜[Cu(HCOO)2·4H2O]晶体。相关的化学方程式是:
2CuSO4+4 NaHCO3= Cu(OH)2·CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2O
Cu(OH)2·CuCO3+4HCOOH+ 5H2O="2" Cu(HCOO)2·4H2O+ CO2
实验步骤如下:
Ⅰ、碱式碳酸铜的制备:

③步骤ⅰ是将一定量CuSO4·5H2O晶体和NaHCO3固体一起放到研钵中研磨,其目的是       。(2分)
④步骤ⅱ是在搅拌下将固体混合物分多次缓慢加入热水中,反应温度控制在70℃—80℃,如果看到           (填写实验现象),说明温度过高。(1分)
Ⅱ、甲酸铜的制备:
将Cu(OH)2·CuCO3固体放入烧杯中,加入一定量热的蒸馏水,再逐滴加入甲酸至碱式碳酸铜恰好全部溶解,趁热过滤除去少量不溶性杂质。在通风橱中蒸发滤液至原体积的1/3时,冷却析出晶体,过滤,再用少量无水乙醇洗涤晶体2—3次,晾干,得到产品。
⑤“趁热过滤”中,必须“趁热”的原因是                                。(1分)
⑥用乙醇洗涤晶体的目的是                                              。(1分)
答案
①用分液漏斗、蒸馏烧瓶、温度计,分液漏斗中盛装甲酸,蒸馏烧瓶中盛装浓硫酸,温度计的水银球应浸入浓硫酸中【仪器选择正确并标识液体,注意温度计水银球的位置】(2分)

②防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中(2分)
③研细并混合均匀(1分)
④出现黑色固体(1分)
⑤防止甲酸铜晶体析出(2分)
⑥洗去晶体表面的水和其它杂质(1分)
解析
①因为是给液体加热制备气体,且要控制温度,故气体发生装置与实验室制乙烯的发生装置一样,即如上图所示;②因为是用排水法收集气体,故如果受热不均匀就有可能发生倒吸,故Ⅱ为防倒吸装置;③因为是取混和固体多次加入热水中,故两种固体要混合均匀,而NaHCO3固体和CuSO4·H2O晶体均易结成块,故要研细才可混和均匀;④氢氧化铜和碳酸铜受热均不稳定易分解,前者生成黑色的氧化铜和水,后者者黑色的氧化铜和二氧化碳,所以温度过高会使它们分解,出现黑色固体;⑤蒸发浓缩后甲酸铜的浓度比较高,如果冷却至常温会以晶体的形式析出,故要“趁热”过滤;⑥将滤液冷却结晶后,析出的晶体表面一定会残留有溶液中的其它物质,如表面上有水,还有一些其它的溶质都有可能残留在上面,故用乙醇洗涤晶体的目的是洗去晶体表面的水和其它杂质。用乙醇可减少晶体的损失。
举一反三
(10分)实验室欲用NaOH固体配制1.0mol/L的NaOH溶液240mL:
(1)配制溶液时,一般可以分为以下几个步骤:
①称量②计算③溶解④摇匀⑤转移⑥洗涤⑦定容⑧冷却
其正确的操作顺序为                   。本实验必须用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯                             
(2)某同学欲称量NaOH的质量,他先用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图.烧杯的实际质量为        g,要完成本实验该同学应称出       g NaOH。

(3)在配制过程中,其他操作都是正确的,下列操作会引起误差偏高的是__________。
①没有洗涤烧杯和玻璃棒 
②转移溶液时不慎有少量洒到容量瓶外面
③容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水 
④定容时俯视刻度线 
⑤未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容
⑥定容后塞上瓶塞摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线。
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(8分)某同学应用如下所示装置研究物质的性质。其中气体m的主要成分是氯气,还含有少量空气和水蒸气。请回答下列问题:

(1)浓硫酸的作用是_______________。
(2)B中观察到的实验现象是                                   
(3)从物质性质方面来看,这样的实验设计还存在事故隐患,应如何处理,请用离子方程式表达原理并画出装置图(填在上图内),                                 
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(16分)下图中的实验装置可用于制取乙炔。请填空:
 
(1)图中,A管的作用是                             
制取乙炔的化学方程式是                        
(2)乙炔通入KMnO4酸性溶液中观察到的现象是        ,乙炔发生了     反应。
(3)乙炔通入溴的CCl4溶液中观察到的现象是          ,乙炔发生了       反应。
(4)为了安全,点燃乙炔前应               ,乙炔燃烧时的实验现象是                                           
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(12分)NaClO2用于棉、麻、粘胶纤维及织物的漂白。实验室制备NaClO2的装置如下图所示:

(1)装置I控制温度在35~55℃,通入SO2将NaClO3还原为ClO2(沸点:11℃),反应结束后通入适量的空气,其目的是           。
(2)装置Ⅱ中反应生成NaClO2的化学方程式为          。反应后的溶液中阴离子除了ClO2、ClO3、Cl、ClO、OH外还可能含有的一种阴离子是             ,检验该离子的方法是         
(3)已知在NaClO2饱和溶液中温度低于38℃时析出晶体是NaClO2·3H2O,温度高于38℃时析出晶体是NaClO2,温度高于60℃时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。请补充从装置Ⅱ反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤。
①减压,55℃蒸发结晶;②       ;③       ;④        ;得到成品。
(4)装置Ⅲ中试剂X为       
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二茂铁(结构如图)是一个典型的金属有机化合物,实验室常用氯化亚铁和环戊二烯在碱性条件下反应得到。反应原理为:FeCl2+2C5H6+2KOH→Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O

二茂铁的熔点为172~173℃,在100℃开始升华。能溶于乙醚、二甲亚砜等非极性溶剂,不溶于水,对碱和非氧化性酸稳定。制备的步骤如下:
步骤1.在150mL的三颈瓶中加入25g细粉末状KOH和60mL无水乙醚,通入氮气并搅拌约10分钟使之尽可能溶解,然后加入5.5 mL环戊二烯,再搅拌10分钟。
步骤2. 向烧杯中加入25 mL二甲亚砜和6.5g新制的无水氯化亚铁,微热至40℃并搅拌使其溶解,然后加入滴液漏斗中。
步骤3. 按图所示的装置装配好仪器,打开滴液漏斗的活塞,缓慢将氯化亚铁等加入三颈瓶中,并继续搅拌1小时。

步骤4. 反应结束后,将混合物倒入100mL 18%的盐酸溶液,将烧杯放在冰浴中冷却,搅拌约10分钟,使结晶完全。
步骤5. 抽滤,将获得的产品以冷水洗涤2~3次,低温风干得到粗制的二茂铁。
(1)步骤1中通入N2的目的可能是      
(2)步骤2中,滴液漏斗侧边的玻璃导管的作用是      
(3)实验装置中,冷凝管通水,水应从      口进(选填a或b)。
(4)步骤4将反应后的混合物倒入盐酸中,发生主要反应的离子方程式是      
(5)步骤5用冷水洗涤是因为      ,因此可采用     的方法,进一步提纯二茂铁。
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