(12分)正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如右装置合成正丁醛。发生的反应如下:。反应物和产物的相关数据列表如下: 沸点/℃密度/g·cm-3水中溶解性正丁醇
题型:不详难度:来源:
(12分)正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如右装置合成正丁醛。发生的反应如下: 。反应物和产物的相关数据列表如下:
| 沸点/℃
| 密度/g·cm-3
| 水中溶解性
| 正丁醇
| 117.2
| 0.8109
| 微溶
| 正丁醛
| 75.7
| 0.8017
| 微溶
| 实验步骤如下: 将Na2Cr2O7溶液与浓硫酸混合液放置在B中。在A中加入正丁醇和几粒沸石,加热,保持反应温度为90~95℃,在E中收集90℃以上的馏分。 将馏出物倒入分液漏斗中,除去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75~77℃馏分。 回答下列问题:
(1)实验中,能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,说明理由 。 (2)上述装置图中,B仪器的名称是 ,D仪器的名称是 。 (3)温度计的作用分别是C1 ;C2 。 (4)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中水在 层(填“上”或“下”)。 (5)反应温度应保持在90~95℃,其原因是 。 |
答案
(共12分,每空2分) (1)不能,易迸溅 (2)分液漏斗 冷凝管 (3)C1控制反应温度;C2测定蒸馏出来气体的温度 (4)下 (5)既可保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化 |
解析
试题分析:(1)因为浓硫酸的密度大,溶于水放热,若将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,容易发生迸溅, 故答案为:不能,容易发生迸溅; (2)国库仪器的结构特点可知,B仪器的名称是滴液漏斗,D仪器的名称直形冷凝管,故答案为:滴液漏斗;直形冷凝管; (3)根据温度计水银球的位置可知,C1控制反应温度;C2测定蒸馏出来气体的温度; (4)正丁醛密度为0.8017 g•cm-3,小于水的密度,故分层水层在下方,故答案为:下; (5)根据题目所给反应物和产物的沸点数据可知,反应温度保持在90~95℃,既可保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化,故答案为:保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化。 |
举一反三
(17分)美日科学家因研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得2010年度诺贝尔化学奖。有机合成常用的钯/活性炭催化剂长期使用,催化剂会被杂质(如:铁、有机物等)污染而失去活性,成为废催化剂,故需对其回收再利用。一种由废催化剂制取氯化钯(PdCl2)的工艺流程如下:
(1)甲酸还原氧化钯的化学方程式为 。 (2)加浓氨水时,钯元素转变为可溶性[Pd(NH3)4]2+,此时铁元素的存在形式是 (写化学式)。 (3)王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3混合而成的,钯在王水中溶解的过程中有化合物A和一种无色、有毒气体B生成。 ①气体B的化学式为 ②经测定,化合物A由3种元素组成,有关元素的质量分数为Pd:42.4%,H:0.8%。则A的化学式为 ; (4)钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件,已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如图1~图3所示,则王水溶解钯的适宜条件是:反应温度为 ,反应时间约为 ,含钯的样品与王水的质量比为 。
(5)700℃“焙烧1”的目的是 , 550℃“焙烧2”的目的是 。 |
(12分) 碳、硫的含量影响钢铁性能,碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。 (1)采用装置A,在高温下x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。
①气体a的成分是____________________。 ②若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应:3FeS+5 O2高温1____+3_____。 (2)将气体a通入测硫酸装置中(如右图),采用滴定法测定硫的含量。 ①H2O2氧化SO2的化学方程式:_________________。 ②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗z mLNaOH溶液,若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克,则该钢样中硫的质量分数:_________________。 (3)将气体a通入测碳装置中(如下图),采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是_____________________。 ②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是__________________。 |
(15分)资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学通过如下实验探究反应原理并验证产物。 实验I:用砂纸擦去镁条表面氧化膜,将其放入盛适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的烧杯中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液的浅红色加深。 (1)该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测: 猜测1:白色不溶物可能为 猜测2:白色不溶物可能为MgCO3 猜测3:白色不溶物可能为碱式碳酸镁[xMg(OH)2•yMgCO3] (2)为了确定产物成份(包括产生的气体、白色不溶物及溶液中溶质),进行以下定性实验。请填写表中空白:
实验序号
| 实 验
| 实验现象
| 结 论
| 实验Ⅱ
| 将实验I中收集到的气体点燃
| 安静燃烧,火焰呈淡蓝色
| 气体成分为 ①
| 实验Ⅲ
| 将实验I中的白色不溶物滤出、洗涤,取少量加入足量 ②
| ③
| 白色不溶物中含有MgCO3
| 实验Ⅳ
| 取实验Ⅲ中的滤液,向其中加入适 量 ④ 稀溶液
| 产生白色沉淀,溶液红色变浅
| 溶液中存在CO32-离子
| (3)为进一步确定实验I中白色不溶物的成分,进行以下定量实验,装置如图所示:
称取干燥、纯净的白色不溶物 4.52 g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验后装置A增重0.36 g,装置B增重1.76 g。 ①装置C的作用是 ; ②白色不溶物的化学式为 。 (4)根据以上(2)及(3)的定性定量实验,写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式 __________________________________________________________________________。 |
(14分)正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下:
2CH3CH2CH2CH2OH(CH3CH2CH2CH2)2O + H2O 反应物和产物的相关数据如下
| 相对分子质量
| 沸点/℃
| 密度(g/cm3)
| 水中溶解性
| 正丁醇
| 74
| 117.2
| 0.819
| 微溶
| 正丁醚
| 130
| 142.0
| 0.7704
| 几乎不溶
| 合成反应: ①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇,按一定顺序添加到A中,并加几粒沸石。 ②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间。 ③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的分液漏斗中,振摇后静置,分液得粗产物。 ④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤,分液后加入约3 g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。 ⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚11 g。 请回答: (1)步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为 。 (2)加热A前,需先从____(填“a”或“b”)口向B中通入水。 (3)步骤③的目的是初步洗去 ,振摇后静置,粗产物应从分液漏斗 的 (填“上”或“下”)口分离出。 (4)步骤④中最后一次水洗的目的是 。 (5)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集 (填选项字母)左右的馏分。 a.100℃ h. 117℃ c. 135℃ d.142℃ (6)反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为____,下层液体的主要成分为 。 (7)本实验中,正丁醚的产率为 。 |
(5分)为了探究乙酸乙酯水解的条件,做了如下实验 步骤一:取三支相同的试管编号为1、2、3,各试管内依次加入下列药品
试管编号
| 1
| 2
| 3
| 加入的药品和数量
| 4 mL蒸馏水
| 4 mL 蒸馏水 +3滴浓H2SO4
| 4 mL 蒸馏水 +3滴NaOH浓溶液
| 3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯
| 3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯
| 3滴石蕊溶液 2 mL乙酸乙酯
| 步骤二:将三支试管振荡后,静置,插入热水浴(约75℃)中,加热约5 min,加热过程中不再振荡。 回答下列问题: (1)根据你已有的对乙酸乙酯反应条件的认识,该实验预期可观察到的现象是下图中的 。
(2)该实验对反应温度的控制较为严格,若温度过高时,产生的主要问题是 。 (3)在步骤二中,振荡试管后可观察到液体稍显浑浊,其原因是 。 (4)按所设步骤实验反应速率较慢,其主要原因是 。 (5)在实际操作中,针对(4)中的原因进行改进后,预期的现象仍不明显,有人又将该实验作如下改进
试管编号
| 1
| 2
| 3
| 加入的药品和数量
| 4 mL饱和食盐水
| 4 mL饱和食盐水 +3滴浓H2SO4
| 4 mL饱和食盐水 +3滴NaOH浓溶液
| 3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯
| 3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯
| 3滴石蕊溶液 2 mL乙酸乙酯
| 实验现象和预期的完全一致。请分析这一改进的主要作用是 。 |
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