题目内容
【题目】某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验,以探究化学实验的绿色化。
(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是_____________________。
(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是______________________________________________。
(3)下表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是____________。
方案 | 反应物 |
甲 | Cu、浓HNO3 |
乙 | Cu、稀HNO3 |
丙 | Cu、O2、稀HNO3 |
(4)该小组还用上述装置进行实验证明酸性:HCl>H2CO3>H2SiO3,则分液漏斗a中加入的试剂是____________,c中加入的试剂是____________,d中加入的试剂是____________,实验现象为____________________________________________。有同学认为,该实验装置仍不能证明上述结论,改进的措施是_________________________________________。
【答案】 检查装置气密性 Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 丙 稀盐酸 大理石(或Na2CO3固体) Na2SiO3溶液 c中有气泡产生,d中生成白色胶状物质(或白色沉淀) 在c、d之间连接一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
【解析】(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是检查装置的气密性;(2)浓硝酸和铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应的化学方程式Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;(3)方案甲是铜和浓硝酸反应生成硝酸铜,二氧化氮和水,有污染气体生成,不能体现绿色化学理念;方案乙是稀硝酸和铜反应生成硝酸铜,一氧化氮和水,有污染气体生成,不能体现绿色化学理念;丙是利用铜和氧气反应生成氧化铜,氧化铜和硝酸反应生成硝酸铜,反应过程中无污染气体生成,能体现绿色化学理念,答案选丙;(4)要证明酸性强弱,应该采用强酸制取弱酸的方法检验,盐酸酸性最强,所以a中盛放稀盐酸,盐酸和碳酸钙制取二氧化碳,二氧化碳和硅酸钠溶液生成硅酸,则c中盛放碳酸钙、d中盛放硅酸钠,硅酸难溶于水,所以二氧化碳和硅酸钠反应生成硅酸沉淀,看到的现象是有白色沉淀生成。但因盐酸易挥发,应在c和d之间加入除杂装置,用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢。
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【题目】芳香酸是分子中羧基与苯环直接相连的一类有机物,通常用芳香烃的氧化来制备。反应原理如下:
反应试剂、产物的物理常数:
名称 | 相对分子质量 | 性状 | 熔点(℃) | 沸点(℃) | 密度(g/cm3) | 水中的溶解性 |
甲苯 | 92 | 无色液体易燃易挥发 | -95 | 110.6 | 0.8669 | 不溶 |
苯甲酸 | 122 | 白色片状或针状晶体 | 122.4 | 248 | 1.2659 | 微溶 |
主要实验装置和流程如下:
实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液里于图l 装置中,在90℃时,反应一段时间后,
停止反应,按如下流程分离出苯甲酸并回收未反应的甲苯。
(1)白色固体B中主要成分的分子式为________。操作Ⅱ为________。
(2)如果滤液呈紫色,需加入亚硫酸氢钾,用离子方程式表示其原因__________。
(3)下列关于仪器的组装或者使用正确的是__________。
A.抽滤可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀
B.安装电动搅拌器时,搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触
C.如图 回流搅拌装置应采用直接加热的方法
D.冷凝管中水的流向是上进下出
(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入______,分液,然后再向水层中加入______,抽滤,洗涤,干燥即可得到苯甲酸。
(5)纯度测定:称取2.440g产品,配成100mL溶液,取其中25.00mL 溶液,进行滴定,消耗KOH物质的量为4.5×10-3mol。产品中苯甲酸质量分数为_______。