题目内容
【题目】实验室制取乙酸丁酯的实验装置有如右下图所示两种装置供选用。其有关物质的物理性质
如下表:
乙酸 | 1-丁醇 | 乙酸丁酯 | |
熔点(℃) | 16.6 | -89.5 | -73.5 |
沸点(℃) | 117.9 | 117 | 126.3 |
密度(g/cm3) | 1.05 | 0.81 | 0.88 |
水溶性 | 互溶 | 可溶(9g/100g水) | 微溶 |
(1)制取乙酸丁酯的装置应选用_______(填“甲”或“乙”)。不选另一种装置的理由是 。
(2)该实验生成物中除了主产物乙酸丁酯外,还可能生成的有机副产物有(写出结构简式): 、 。
(3)酯化反应是一个可逆反应,为提高1-丁醇的利用率,可采取的措施是 。
(4)从制备乙酸丁酯所得的混合物中分离、提纯乙酸丁酯时,需要经过多步操作,下列图示的操作中,肯定需要的化学操作是___________(选填答案编号)。
(5)有机物的分离操作中,经常需要使用分液漏斗等仪器。使用分液漏斗前必须 ;某同学在进行分液操作时,若发现液体流不下来,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,还可能 。
【答案】(1) 乙。由于反应物乙酸、1-丁醇的沸点低于产物乙酸丁酯的沸点,若采用甲装置,会造成反应物的大量挥发,降低了反应物的转化率,乙装置含有冷凝回流装置,可以冷凝回流反应物,提高反应物的转化率,所以选乙装置。
(2)CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3CH3CH2CH=CH2。
(3)①增加乙酸浓度②减小生成物浓度(或移走生成物)。
(4)AC。
(5)检查是否漏水或堵塞;分液漏斗上口玻璃塞未打开(或漏斗内部未与大气相通,或玻璃塞上的凹槽未与漏斗口上的小孔对准)。
【解析】(1)由于反应物乙酸、1-丁醇的沸点低于产物乙酸丁酯的沸点,若采用甲装置,会造成反应物的大量挥发,降低了反应物的转化率,乙装置含有冷凝回流装置,可以冷凝回流反应物,提高反应物的转化率,所以选乙装置。
(2)因为1-丁醇的浓硫酸、加热条件下可以发生消去反应和分子间脱水反应,所以可能生成的副产物有,CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3CH3CH2CH=CH2。
(3)①增加乙酸浓度②减小生成物浓度(或移走生成物)。
(4)反应后的混合物中,乙酸能和水互溶,1-丁醇能溶于水。所以可加入饱和碳酸钠溶液振荡,进一步减少乙酸丁酯在水中的溶解度,然后分液可得乙酸丁酯,故肯定需要化学操作是AC。
(5)使用分液漏斗前必须应检查是否漏水或堵塞;若液体流不下来,可能分液
漏斗上口玻璃塞上的凹槽未与漏斗口上的小孔对准,或漏斗内部未与外界大气相
通,液体滴下时,分液漏斗内的压强减小,液体逐渐难以滴下,或者玻璃塞未打
开,液体不能滴下。
【题目】过氧化氢(H2O2)俗称双氧水。是一种重要的化工产品,具有漂白、氧化、消毒、杀菌等多种功效,广泛应用于纺织、造纸、化工、电子、轻工、污水处理等工业。回答下列问题:
(1) H2O2的电子式为_______________。
(2)用H2O2与稀硫酸的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。
已知:Cu(s)+2H+ (aq)==Cu2+(aq) + H2(g) H= +64 kJ/mol
2H2O2(1) ==2H2O(l)+O2(g) H =-196 kJmol
H2(g) + l/2O2(g) ==H2O(l) H =-286 kJ/mol
则在稀硫酸溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为:__________________。
(3)工业上常用电解硫酸氢铵水溶液的方法制备过氧化氢,其原理为:首先2NH4HSO4 (NH4)2S2O8+ H2↑,然后由(NH4)2 S2O8水解得到H2O2和另一产物。则:
①电解时阳极的电极反应式为___________________;
②(NH4)2 S2O8水解时发生反应的化学方程式为 ____________________。
(4)现甲、乙两个化学小组利用两套相同装置,通过测定产生相同体积气体所用时间长短来探究影响H2O2分解速率的因素(仅一个条件改变)。甲小组有如下实验设计方案。
实验编号 | 温度 | 催化剂 | 浓度 |
甲组实验I | 25℃ | 三氧化二铁 | 10mL 5% H2O2 |
甲组实验II | 25℃ | 二氧化锰 | 10 mL 5% H2O2 |
甲、乙两小组得出如下图数据。
①甲小组实验得出的结论是______________________。
②由乙组研究的酸、碱对H2O2分解影响因素的数据分析,相同条件下H2O2在________(填“酸”或“碱”)性环境下放出气体速率较快;由此,乙组提出可以用BaO2固体与硫酸溶液反应制H2O2,其反应的离子方程式为_______________;支持这一方案的理由是_______________________。
③已知过氧化氢还是一种极弱的二元酸:H2O2H++HO2-(Ka1=2.4×10-12)。当稀H2O2溶液在碱性环境下分解时会发生反应H2O2+OH-HO2-+H2O,该反应中,正反应速率为V正=k正c(H2O2) c(OH- ),逆反应速率为v逆=k逆c(H2O) c(HO2-),其中k正、k逆为速率常数,则k正与k逆的比值为_________(保留3位有效数字)。