题目内容

16．某兴趣小组同学在实验室用加热1-丁醇、浓H2SO4和溴化钠混合物的方法来制备1-溴丁烷，设计了如图所示的实验装置（其中的夹持仪器没有画出）．

请回答下列问题：
（1）A装置中，在烧杯里的液面倒扣一个漏斗，其目的是既可以吸收充分，又可以防止倒吸．
（2）制备操作中，加入的浓硫酸事先必须进行稀释，其目的是ab．（填字母）
a．减少副产物烯和醚的生成    b．减少Br2的生成   c．水是反应的催化剂
（3）有同学拟通过红外光谱仪鉴定所得产物中是否含有“-CH2CH2CH2CH3”，来确定副产物中是否存在丁醚（CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3）．请评价该同学设计的鉴定方案是否合理？为什么？
（4）为了进一步提纯1-溴丁烷，该小组同学查得相关有机物的有关数据如表：
物质熔点/℃沸点/℃
1-丁醇-89.5117.3
1-溴丁烷-112.4101.6
丁醚-95.3142.4
1-丁烯-185.3-6.5
则用B装置完成此提纯实验时，实验中要迅速升高温度至101.6℃收集所得馏分．

分析 （1）副产物含有HBr等，易倒吸；
（2）l-丁醇在浓硫酸的作用下，可发生分子间和分子内脱水，且浓硫酸具有强氧化性；
（3）根据红外光谱仪的作用，进行分子结构和化学组成分析；
（4）蒸馏时，应达到1-溴丁烷的沸点．

解答 解：（1）倒置一个漏斗增大气体和液体的接触面积，气体能充分被吸收且防止倒吸，
故答案为：既可以吸收充分，又可以防止倒吸；
（2）l-丁醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取丁烯，分子间脱水得到醚，发生分子间脱水形成醚CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3，分子内脱水生成正丁烯CH2=CHCH2CH3，同时有溴离子被浓硫酸氧化成溴单质，
故答案为：ab；
（3）红外光谱仪利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性，进行分子结构和化学组成分析，产物CH3CH2CH2CH2Br也含有-CH2CH2CH2CH3，所以不能通过红外光谱仪来确定副产物中是否存在丁醚（CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3），
故答案为：不合理，产物1-溴丁烷也含有-CH2CH2CH2CH3；
（4）提纯1-溴丁烷，收集所得馏分为1-溴丁烷，所以须将1-溴丁烷先汽化，后液化，汽化须温度达其沸点，
故答案为：101.6℃．

点评 本题主要考查了1-溴丁烷的制取实验，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，明析反应原理是解答的关键，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
14．下列化学用语表示正确的是（　　）
A．Cl-的结构示意图：
B．聚丙烯的结构简式：
C．三氟化氮的电子式：
D．熔融硫酸氢钾电离方程式：KHSO4$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$ K++H++SO42-
15．下列有关实验操作中正确的是（　　）
A．洗涤沉淀的方法是直接向过滤器中加入适量蒸馏水，然后让水自然流下
B．用苯萃取溴水中的溴时，将溴的苯溶液从分液漏斗下口放出
C．用100ml量筒量取9.5 mL的液体
D．焰色反应中，观察焰色后应趁热将铂丝插入到稀硫酸中，然后再次灼烧
4．图l表示“侯氏制碱法”工业流程，图2表示各物质的溶解度曲线．

回答下列问题：
（1）图中X的化学式为CO2．
（2）沉淀池中发生反应的化学方程式为NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl，该反应先向饱和食盐水中通入NH3（填化学式）至饱和，再通入另一种气体，若顺序颠倒，后果是不能析出NaHCO3晶体．
（3）沉淀池的反应温度控制在30～35℃，原因是NaHCO3溶解度小，低于300C反应速率慢，高于350CNaHCO3分解，不利于NaHCO3晶体析出．
（4）母液中加入CaO后生成Y的化学方程式为CaO+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+H2O．
（5）氯碱工业是指电解饱和食盐水，这里的碱是指NaOH（填化学式），其另外两种气体产物可以用于工业上制取纯硅，流程如图3：

①整个制备过程必须严格控制无水无氧．SiHCl3遇水剧烈反应，写出该反应的化学方程式SiHCl3+3H2O═H2SiO3+3HCl+H2↑．
②假设每一轮次制备1mol纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应I中HCl的利用率为90%，反应II中H2的利用率为93.75%．则在第二轮次的生产中，补充投入HCl 和H2的物质的量之比是5：1．
11．锰的用途非常广泛，以碳酸锰矿（主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下：

已知25℃，部分物质的溶度积常数如表：
物质Mn（OH）2Co（OH）2Ni（OH）2MnSCoSNiS
Ksp2.1×10-133.0×10-165.0×10-161.0×10-115.0×10-221.0×10-22
（1）步骤Ⅰ中，为加快溶浸速率，可采取的措施是：升高温度、适当增大硫酸浓度、减小矿粉颗粒直径．（至少答两条）
（2）则滤渣1的主要成分为Fe（OH）3（填化学式）．已知MnO2的作用为氧化剂，则得到该成分所涉及的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；Fe3++3NH3﹒H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+．
（3）步骤Ⅲ中，所加（NH4）2S的浓度不宜过大的原因是若（NH4）2S的浓度过大，产生MnS沉淀，造成产品损失．
（4）滤液2中，c（Co2+）：c（Ni2+）=5：1．
（5）将质量为a kg的碳酸锰矿经上述流程处理后得到单质Mn b kg．若每一步都进行完全，滤渣1为纯净物，质量为c kg，则原碳酸锰矿中MnCO3的质量分数为$\frac{（b-\frac{c}{107}×\frac{1}{2}×55）×\frac{115}{55}}{a}$×100%．（用含a、b、c的式子表达，无需化简）
1．氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料，广泛地用作有机合成催化剂．

I．实验室中以粗铜（含杂质Fe）为原料制备铜的氯化物．现用如图1所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应（铁架台、铁夹、酒精灯已省略）．按要求回答下列问题：
（1）按气流方向连接各仪器接口顺序是：a→d→e→j→h→f→g→b
（2）写出加热时硬质试管中主要发生反应的化学方程式Cu+Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl2、2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl3．
II．若将上述实验制得的固体产物按如图2的流程操作，请回答下列问题：
（3）检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是KSCN溶液．
（4）溶液l可加试剂X用于调节pH以除去杂质，X可选用下列试剂中的（填序号）c、e．
a．NaOH    b．NH3•H2O    C．CuO  d．CuSO4    e．Cu2（OH）2CO3
（5）反应②是向溶液2中通入一定量的SO2，加热一段时间后生成CuCl白色沉淀．写出制备CuCl的离子方程式2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H++SO42-．
8．某学习小组在研究CH4还原Fe2O3的实验中，发现生成的黑色粉末各组分均能被磁铁吸引．查阅资料得知：在温度不同、受热不均时会生成具有磁性的Fe3O4．为进一步探究黑色粉末的组成及含量，他们进行如下实验．
（一）．定性检验
（1）往黑色粉末中滴加盐酸，观察到有气泡产生，则黑色粉末中一定有Fe．
（2）热还原法检验：按如图1装置连接好仪器（图中夹持设备已略去），检查装置的气密性．往装置中添加药品．打开止水夹K通人氢气，持续一段时间后再点燃C处的酒精灯．请回答下列问题：

①检查装置A气密性的方法是关闭止水夹K，往长颈漏斗加水至漏斗内的液面高于导气管，静置一段时间后液面差保持不变，说明装置A的气密性良好．
②B中试剂的名称是浓硫酸．
③若加热一段时间后，装置D中白色粉末变蓝色，对黑色粉末的组成得出的结论是黑色固体含有Fe和Fe3O4．
（3）某同学也设计一个实验方案来探究黑色粉末是否含Fe3O4：取少量黑色粉末于试管，加足量盐酸，充分振荡使黑色粉末完全溶解，滴人KSCN溶液，观察现象．请分析此方案是否可行，并解释原因．答：不可行，因Fe3O4溶于盐酸生成Fe3+与Fe反应生成Fe2+，溶液不变色．
（二）．沉淀法定量测定按如图2实验流程进行测定．
（4）操作II的名称是过滤、洗涤、转移固体．
（5）通过以上数据，计算黑色粉末中各组分的质量分别为Fe：0.56g，Fe3O4：2.32g．
5．设NA为阿伏伽德罗常数值．下列有关叙述正确的是（　　）
A．1molFe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA
B．1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA
C．标准状况下，2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA
D．14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
6．高铁酸钾（K2FeO4）具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂．
（1）请完成FeO42-与水反应的离子方程式：4FeO42-+10H2O═4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑．K2FeO4在处理水的过程中所起的作用是杀菌消毒和吸附悬浮物．
（2）将适量K2FeO4配制成c（FeO42-）=1.0mmol•L-1的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c（FeO42-）的变化，结果见图Ⅰ．第（1）题中的反应为FeO42-变化的主反应，则温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是温度升高，反应速率加快，平衡向正反应方向移动；发生反应的△H＞0．

（3）FeO42-在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示．下列说法正确的是B（填字母）．
A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态
B．向pH=2的这种溶液中加KOH溶液至pH=10，HFeO4-的分布分数先增大后减小
C．向pH=8的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：H2FeO4+OH-═HFeO4-+H2O
（4）H2FeO4═H++HFeO4-的电离平衡常数表达式为K=$\frac{c（{H}^{+}）c（Fe{{O}_{4}}^{2-}）}{c（HFe{{O}_{4}}^{-}）}$．

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