题目内容
【题目】“铝热反应”的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下:
物质 | Al | Al2O3 | Fe | Fe2O3 |
熔点/℃ | 660 | 2 054 | 1 535 | 1 462 |
沸点/℃ | 2 467 | 2 980 | 2 750 | —— |
(1)该同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。这种推测有一定的道理,理由是________________________________________________________________________。
(2)根据已有知识找出一种验证产物中有Fe的最简单方法:_____________________。
(3)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是________,当观察到________时,说明熔融物中含有金属铝。
(4)实验室溶解该熔融物,最好选用下列试剂中的____(填字母),理由是__________。
A.浓硫酸 B.稀硫酸
C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液
【答案】 该反应温度下铝已熔化,未反应的铝与生成的铁熔合在一起 用磁铁吸引,若能被吸附,说明有铁生成 NaOH溶液 有气泡生成 B 稀硫酸能完全溶解此熔融物,并且不造成环境污染
【解析】(1)铝的熔点比铁低,该反应温度下铝已熔化,未反应的铝与生成的铁熔合在一起,所以铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金;(2)验证产物中有Fe的最简单方法:用磁铁吸引,若能被吸附,说明有铁生成;(3)铝与NaOH溶液反应生成气体,反应的化学方程式为2Al+2OH-+H2O=2AlO2-+3H2↑,所以可用NaOH溶液检验所得的块状熔融物中含有金属铝,当观察到有气泡生成时,说明熔融物中含有金属铝;(3)A.浓硫酸易使铁、铝钝化,不能使合金溶解,选项A错误;B.活泼金属与稀硫酸反应,熔融物可溶解于稀硫酸中,选项B正确;C.稀硝酸与金属反应生成污染性气体,不是最佳选择,选项C错误;D.铁不与NaOH溶液反应,不能将熔融物全部溶解,选项D错误;答案选B。
【题目】冬青油又叫水杨酸甲酯,是一种重要的有机合成原料。某化学小组用水杨酸( )和甲醇在酸性催化剂催化下合成水杨酸甲酯并计算其产率。
实验步骤:
Ⅰ.如图,在三颈烧瓶中加入13.8g (0.1mol)水杨酸和24 g(30 mL,0.75 mol)甲醇,向混合物中加入约10 mL甲苯(甲苯与水形成的共沸物,沸点为85℃,该实验中加入甲苯,易将水蒸出),再小心地加入5 mL浓硫酸,摇动混匀,加入1~2粒沸石,组装好实验装置,在85~95℃下恒温加热反应1.5小时:
Ⅱ.待装置冷却后,分离出甲醇,然后转移至分液漏斗,依次用少量水、5%NaHCO3溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4固体,过滤得到粗酯;
Ⅲ.将粗酯进行蒸馏,收集221℃~224℃的馏分,得水杨酸甲酯9.12g。
常用物理常数:
名称 | 分子量 | 颜色状态 | 相对密度 | 熔点(℃) | 沸点(℃) |
水杨酸甲酯 | 152 | 无色液体 | 1.18 | -8.6 | 224 |
水杨酸 | 138 | 白色晶体 | 1.44 | 158 | 210 |
甲醇 | 32 | 无色液体 | 0.792 | -97 | 64.7 |
请根据以上信息回答下列问题:
(1)仪器A的名称是 , 加入沸石的作用是。若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是。
(2)制备水杨酸甲酯时,最合适的加热方法是。
(3)实验中加入甲苯对合成水杨酸甲酯的作用是。
(4)反应结束后,分离出甲醇采用的方法是。
(5)实验中加入无水硫酸镁的作用是。本实验的产率为(保留两位有效数字)。