题目内容
【题目】实验室用环己醇脱水的方法合成环己烯，该实验的装置如图所示：可能用到的有关数据如下：
相对分子质量 | 密度/(g·cm-3) | 沸点/℃ | 溶解性 | |
环己醇 | 100 | 0.9618 | 161 | 微溶于水 |
环己烯 | 82 | 0.8102 | 83 | 难溶于水 |
按下列实验步骤回答问题：
Ⅰ．产物合成：在a中加入10.0g环己醇和2片碎瓷片，冷却搅拌下慢慢加入1mL浓硫酸，b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度接近90℃。
(1)碎瓷片的作用是___；a的名称是__；
(2)a中发生主要反应的化学方程式为___；本实验最容易产生的有机副产物的结构简式为___。
Ⅱ．分离提纯：将反应粗产物倒入分液漏斗中，依次用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙，最终通过操作X得到纯净的环己烯，称量，其质量为6.15g。
(3)用碳酸钠溶液洗涤的作用是___，操作X的名称为___。
Ⅲ．产物分析及产率计算：
(4)①核磁共振氢谱可以帮助鉴定产物是否为环己烯，环己烯分子中有__种不同化学环境的氢原子。②本实验所得环己烯的产率是___。
【答案】防止a中液体暴沸 蒸馏烧瓶 
+H2O 
除去粗产品中的硫酸 蒸馏 3 75%
【解析】
本实验目的是利用环己醇为原料，在浓硫酸的作用下发生消去反应制取环己烯，由于需要在蒸馏烧瓶内加热，所以应加入碎瓷片以防暴沸；环己醇在加热过程中，除发生消去反应外，也可能发生环己醇分子间的脱水反应，从而生成环己醚。制得的环己烯粗产品中，混有硫酸、环己醚等，需进行分离提纯，可先加入碱或强酸弱碱盐与硫酸反应，然后水洗、干燥，再进行蒸馏。在分析环己烯中氢原子种类时，需寻找对称线；在计算产率时，需依据方程式，计算理论产量。
(1)在蒸馏烧瓶中加热，液体易发生暴沸，所以加入碎瓷片的作用是防止a中液体暴沸；a的名称是蒸馏烧瓶。答案为：防止a中液体暴沸；蒸馏烧瓶；
(2)a中环己醇发生消去反应生成环己烯和水，发生主要反应的化学方程式为
+H2O；本实验环己醇最容易发生二分子的取代反应，产生的有机副产物的结构简式为
。答案为：+H2O；；
(3)为除去硫酸，用碳酸钠溶液洗涤，作用是除去粗产品中的硫酸，为除去环己烯中的环己醚，需进行蒸馏操作，所以操作X的名称为蒸馏。答案为：除去粗产品中的硫酸；蒸馏；
(4)①环己烯的结构简式为
，分子中有3种不同化学环境的氢原子。答案为：3；
②由
→，10.0g环己醇理论上可生成环己烯的质量为
=8.2g，本实验所得环己烯的产率是
=75%。答案为：75%。
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【题目】以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,用硫酸渣制备铁红(Fe2O3)的过程如图所示:
回答下列问题:
（1）酸溶时,粉碎硫酸渣的目的是__________
（2）还原过程中加入FeS2粉增大溶液中Fe2+的含量,同时有H2SO4生成,完成该反应的离子方程式:FeS2+14Fe3++______H2O═15Fe2++______SO42-+______.______________
（3）滤渣A的主要成分为__________
（4）生产过程中,为了确保铁红的纯度,氧化过程需要调节溶液的pH的范围是_____;(部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表)
沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 |
开始沉淀pH | 2.7 | 3.8 | 7.5 | 9.4 |
完全沉淀pH | 3.2 | 5.2 | 9.7 | 12.4 |
为得到纯净的Fe(OH)3固体,需要对沉淀进行洗涤,判断沉淀Fe(OH)3是否洗净的方法是__________。
【题目】1905年哈珀开发实现了以氮气和氢气为原料合成氨气，生产的氨制造氮肥服务于农业，养活了地球三分之一的人口，哈珀也因此获得了1918年的诺贝尔化学奖。
(1)工业合成氨的反应如下：N2+3H2
2NH3。已知断裂1 mol N2中的共价键吸收的能量为946 kJ，断裂1 mol H2中的共价键吸收的能量为436 kJ，形成1 mol N-H键放出的能量为391 kJ，则由N2和H2生成2 mol NH3 的能量变化为__________kJ。 下图能正确表示该反应中能量变化的是__________(填“A”或“B”)。
(2)反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)在三种不同条件下进行，N2、H2的起始浓度为 0，反应物NH3的浓度(mol/L)随时间(min)的变化情况如下表所示。
实验序号 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
① | 400℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
② | 400℃ | 1.0 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
③ | 500℃ | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
根据上述数据回答：实验①②中，有一个实验使用了催化剂，它是实验_____(填序号)；实验①③对比说明了_________________________________。在恒温恒容条件下，判断该反应达到化学平衡状态的标志是_________(填序号)。
a. NH3的正反应速率等于逆反应速率 b.混合气体的密度不变
c.混合气体的压强不变 d.c(NH3)=c(H2)
(3)近日美国犹他大学 Minteer教授成功构筑了H2—N2生物燃料电池。该电池类似燃料电池原理，以氮气和氢气为原料、氢化酶和固氮酶为两极催化剂、质子交换膜(能够传递H+)为隔膜，在室温条件下即实现了氨的合成同时还能提供电能。则A电极为_____极(填“正”、“负”)，该电池放电时溶液中的H+向______极移动(填“A”、“B”)。
