题目内容

18．下图是苯和溴的取代反应的实验装置图，其中A为具有支管的试管改制成的反应容器，在其下端开了一个小孔，塞好石棉绒，再加入少量的铁屑粉，填写下列空白：

（1）向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液，几秒钟内就发生反应，写出A中发生反应的化学方程式（有机物写结构简式）2Fe+3Br2=2FeBr3，
（2）试管C中苯的作用是除去HBr气体中混有的溴蒸气，反应开始后，观察D和E两试管，D中看到的现象是石蕊试液慢慢变红，并在导管口有白雾产生，E中看到的现象是有白雾，产生淡黄色沉淀．
（3）反应2min～3min后，在B中的氢氧化钠溶液里可观察到的现象是溶液中有红褐色的絮状物生成，底部有无色油状物质生成，液面上有白雾
（4）在上述整套装置中，具有防倒吸作用的仪器有DEF（填字母）．
（5）改进后的实验除：①步骤简单，操作方便，成功率高；②各步现象明显；③对产品便于观察这三个优点外，还有一个优点是：充分吸收有毒气体，防止大气污染
（6）将B中的产物进行过滤，将滤液转移到分液漏斗中分液，将下层液体再次水洗分液而后进行干燥，最后得到的液体中主要含有的有机物苯和溴苯．

分析 （1）Fe与溴反应生成溴化铁，苯和液溴在溴化铁作催化剂条件下能发生取代反应生成溴苯与HBr；
（2）溴苯中的溴易挥发，非极性分子的溶质易溶于非极性分子的溶剂，据此分析苯的作用；该反应中有溴化氢生成，溴化氢溶于水得到氢溴酸，氢溴酸能使石蕊试液变红色；氢溴酸能和硝酸银反应生成淡黄色沉淀溴化银；
（3）溴化铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，氢氧化钠除去为反应的溴，溴苯与氢氧化钠溶液不互溶；
（4）HBr易溶于水，直接将导管伸入水溶液液面以下，会发生倒吸；
（5）本实验中进行尾气处理，防止污染空气；
（6）本实验中涉及的有机物主要是苯和溴苯，将B中的产物进行过滤，将滤液转移到分液漏斗中分液，将下层液体再次水洗分液而后进行干燥，最后得到的液体中主要含有的有机物就是苯和溴苯；

解答 解：（1）Fe与溴反应生成溴化铁，苯和液溴在溴化铁作催化剂条件下能发生取代反应生成溴苯与HBr，反应方程式为：2Fe+3Br2=2FeBr3，，
故答案为：2Fe+3Br2=2FeBr3，；
（2）溴苯中的溴易挥发，溴和四氯化碳都是非极性分子，根据相似相溶原理知，溴易溶于四氯化碳，所以四氯化碳的作用是吸收溴蒸汽；该反应中有溴化氢生成，溴化氢溶于水得到氢溴酸，氢溴酸是酸性物质，能使石蕊试液变红色；氢溴酸能和硝酸银反应生成淡黄色沉淀溴化银，所以观察D和E两试管，看到的现象是D管中变红，E管中出现有白雾，产生淡黄色沉淀，
故答案为：除去HBr气体中混有的溴蒸气；石蕊试液慢慢变红，并在导管口有白雾产生；有白雾，产生淡黄色沉淀；
（3）苯与液溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢，溴苯是密度大于水，无色的油状液体，溴化氢易挥发，能与水蒸气结合成氢溴酸液滴，溴化铁与氢氧化钠反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀，
故答案为：溶液中有红褐色的絮状物生成，底部有无色油状物质生成，液面上有白雾；
（4）HBr易溶于水，直接将导管伸入水溶液液面以下，会发生倒吸，装置D、E中导管口在液面上方，能防止倒吸，F中倒置漏斗增大了气体与氢氧化钠溶液的接触面积，有缓冲作用，能够防止倒吸，
故答案为：DEF；
（5）本实验中进行尾气处理，充分吸收有毒气体，防止大气污染，
故答案为：充分吸收有毒气体，防止大气污染；
（6）本实验中涉及的有机物主要是苯和溴苯，将B中的产物进行过滤，将滤液转移到分液漏斗中分液，将下层液体再次水洗分液而后进行干燥，最后得到的液体中主要含有的有机物就是苯和溴苯，
故答案为：苯和溴苯．

点评 本题考查了苯的取代反应实验，考查的知识点有反应方程式的书写、产物的判断、蒸汽的成分及性质，有一定的综合性，难度中等，注意苯能和液溴发生取代反应，和溴水不反应．

练习册系列答案
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元素X位于第四周期，其基态原子有4个未成对电子。Y原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，元素Z基态原子的3p轨道上有4个电子。

（1）Y与Z可形成多种化合物

① 元素Y与Z中电负性较大的是____________(用元素符号描述)。

② 离子ZY32-的空间构型为____________(用文字描述)。

（2） Y的氢化物(H2Y)在乙醇中的溶解度大于H2Z，其原因是____________。

（3） 含X2＋的溶液与KCN、氨水反应可得到化合物K3[X(CN)5(NH3)]。

① 基态X2＋的电子排布式是____________。

② 1 mol配合物K3[X(CN)5(NH3)]中含σ键的数目为____________。

（4） 如图为X与Z所形成的一种化合物的基本结构单元，推测该化合物的化学式为________。
9．Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定．
Ⅰ．制备Na2S2O3•5H2O
反应原理：Na2SO3（aq）+S（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）
实验步骤：
①称取15g Na2SO3加入圆底烧瓶中，再加入80mL蒸馏水．另取5g研细的硫粉，用3mL乙醇润湿，加入上述溶液中．
②安装实验装置（如图所示，部分夹持装置略去），水浴加热，微沸60min．
③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na2S2O3•5H2O，经过滤、洗涤、干燥，得到产品．回答问题：
（1）硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是使硫粉易于分散到溶液中．
（2）仪器a的名称是冷凝管，其作用是冷凝回流．
（3）产品中除了有未反应的Na2SO3外，最可能存在的无机杂质是Na2SO4．检验是否存在该杂质的方法是取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na2SO4．
（4）该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子反应方程式表示其原因：S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O．
6．1-乙氧基萘是一种无色液体，密度比水大，不溶于水，易溶于醇、醚，熔点5.5℃，沸点267.4℃．1乙氧基萘常用作香料，也可作为合成其他香料的原料．
实验室制备1乙氧基萘的过程如下：

按要求回答下列问题：
（1）将72g 1萘酚溶于100mL无水乙醇中，加入5mL浓硫酸混合，将混合液置于如图所示的容器中加热使其充分反应．实验中使用过量乙醇的原因是提高1-萘酚的转化率．
（2）烧瓶上连接长直玻璃管的主要作用是冷凝回流，提高原料乙醇的利用率．
（3）反应结束，将烧瓶中的液体倒入冷水中，经处理得到有机层．为提纯产物有以下四步操作：①蒸馏；②水洗并分液；③用10%的NaOH溶液碱洗并分液；④用无水氯化钙干燥并过滤．正确的顺序是A（填字母代号）．（资料表明1萘酚呈酸性，能与NaOH溶液反应生成可溶性的）
A．③②④①B．①②③④C．②①③④
（4）蒸馏时所用的玻璃仪器除了酒精灯、冷凝管、接收器、锥形瓶外还有温度计、蒸馏烧瓶．
（5）用金属钠可检验1乙氧基萘是否纯净，简述实验现象与结论：加入金属钠有气泡生成则产物不纯，无气泡生成则产物纯净．
13．工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O，实验室可用如下装置（略去部分夹持仪器）模拟生成过程．

烧瓶C中发生反应如下：
Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）=Na2SO3（aq）+H2S（aq）   （I）
2H2S（aq）+SO2（g）=3S（s）+2H2O（l）                （II）
S（s）+Na2SO3（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）                  （III）
（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若液柱高度保持不变，则说明装置气密性良好．装置D的作用是防止倒吸．装置E中为NaOH溶液．
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2：1．
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择c（填字母代号）．
a．蒸馏水                      b．饱和Na2SO3溶液
c．饱和NaHSO3溶液            d．饱和NaHCO3溶液
（4）实验开始后，为使SO2缓慢进入烧瓶C，可采取的操作是控制滴加硫酸的速度．
（5）已知反应（III）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是溶液变澄清（或混浊消失）．
（6）反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器有ad．（填字母代号）
a．烧杯          b．蒸发皿         c．试管         d．锥形瓶
（7）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质．请设计简单实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液（或过滤，取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质．
3．有学生用五氧化二磷作为乙醇脱水制乙烯的催化剂，进行相关实验．按如表所示的量和反应条件在三颈瓶中加入一定量P2O5，再注入95%的乙醇，并加热，观察现象．
实验P2O5/g95%乙醇量/mL加热方式
实验124酒精灯
实验224水浴70℃
实验结果如下：
实验  实验现象
三颈瓶收集瓶试管
实验1酒精加入时，立刻产生白雾，当用酒精灯加热时，有气泡产生，并逐渐沸腾，生成黏稠状液体有无色液体溶液褪色
实验2酒精加入时，立刻产生白雾，当用水浴加热时，不产生气泡，一段时间后，反应瓶内生成黏稠状液体有无色液体溶液不褪色
根据上述材料，完成下列填空．
写出实验室用乙醇制乙烯的化学方程式：CH3-CH2-OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O．
（2）如图装置中冷凝管的作用是冷凝导气   
（3）实验1使溴的四氯化碳溶液褪色的物质是CH2=CH2（写结构简式）
（4）根据实验1、2可以推断：
①以P2O5作为催化剂获得乙烯的反应条件是较高温度下或直接加热
②P2O5与95%乙醇在水浴70℃加热条件下（三颈瓶、收集瓶中的液体经检验为磷酸三乙酯）可以发生的有机反应的类型是酯化 反应．
10．硫酸铁铵[aFe2（SO4）3•b（NH4）2SO4•cH2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等．某化工厂以硫酸亚铁（含少量硝酸钙）和硫酸铵为原料，设计了如下工艺流程制取硫酸铁铵．请回答下列问题：

（1）下列物质中最适合的氧化剂B是b；反应的离子方程式H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O．
a．NaClO        b．H2O2        c．KMnO4        d．K2Cr2O7
（2）上述流程中，用足量最适合的氧化剂B氧化之后和加热蒸发之前，需取少量检验Fe2+是否已全部被氧化，能否用酸性的KMnO4溶液？并说明理由不能，因为H2O2 和Fe2+均能使酸性KMnO4溶液褪色．
（3）检验硫酸铁铵中NH4+的方法是在试管中加入少量样品和NaOH固体加热，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，看到试纸变成蓝色．
（4）称取14.00g所得样品，将其溶于水配制成100mL溶液，分成两等份，向其中一份中加入足量NaOH溶液，过滤洗涤得到2.14g沉淀；向另一份溶液中加入含0.05mol Ba （NO3）2的溶液，恰好完全反应．则该硫酸铁铵的化学式为Fe2（SO4）3•2（NH4）2SO4•2H2O．
7．二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，请答题：
（1）实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程（图1）制备ClO2：

①电解时发生反应的化学方程式为NH4Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NCl3+3H2↑．
②溶液X中大量存在的阴离子有Cl-、OH-．
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是c（填标号）．
a．水    b．碱石灰  C．浓硫酸 d．饱和食盐水
（2）用图2装置可以测定混合气中ClO2的含量：
Ⅰ．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入 3mL 稀硫酸：
Ⅱ．在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中：
Ⅴ．用0.1000mol•L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液
（I2+2S2O32-=2I-+S4O62-），指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液．在此过程中：
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为2ClO2+10I-+8H+═2Cl-+5I2+4H2O．
②玻璃液封装置的作用是吸收残留的ClO2气体（避免碘的逸出）．
③V中加入的指示剂通常为淀粉溶液，滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色．
④测得混合气中ClO2的质量为0.02700 g．（相对原子质量Cl 35.5  O 16）
（3）用ClO2处理过的饮用水会含有一定最的亚氯酸盐．若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是d（填标号）．
a．明矾   b．碘化钾c．盐酸  d．硫酸亚铁．
5．工业上用CO生产燃料甲醇．一定温度和容积条件下发生反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．图1表示反应中的能量变化；图2表示一定温度下，在体积为1L的密闭容器中加入2mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的浓度随时间变化．

请回答下列问题：
（1）在“图1”中，曲线b（填“a”或“b”）表示使用了催化剂；没有使用催化剂时，在该温度和压强条件下反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的△H=-91kJ•mol-1．
（2）下列说法正确的是ABC
A．起始充入的CO的物质的量为1mol
B．增加CO的浓度，H2的转化率会增大
C．容器中压强恒定时，反应达到平衡状态
（3）从反应开始到建立平衡，v（CO）=0.075mol•L-1•min-1；达到平衡时，c（H2）=0.5mo/L，该温度下CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的化学平衡常数表达式为K=$\frac{c（CH{\;}_{3}OH）}{c（CO）c（H{\;}_{2}）{\;}^{2}}$．达到平衡后若保持其它条件不变，将容器体积压缩为0.5L，则平衡正向移动 （填“正向”、“逆向”或“不”）．
（4）已知CH3OH（g）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）；△H=-193kJ/mol，又知H2O（l）=H2O（g）；△H=+44kJ/mol，请写出32g的CH3OH（g）完全燃烧生成液态水的热化学方程式CH3OH（g）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-281kJ/mol．

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