题目内容
醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。实验室制备溴乙烷和1-溴丁烷的反应如下: ① NaBr+H2SO4 = HBr+NaHSO4;②R-OH+HBrR-Br+H2O
可能存在的副反应有:醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚,Br-被浓硫酸氧化为Br2等。有关数据列表如下
| 乙醇 | 溴乙烷 | 正丁醇 | 1-溴丁烷 |
密度/g·cm-3 | 0.7893 | 1.4604 | 0.8098 | 1.2758 |
沸点/℃ | 78.5 | 38.4 | 117.2 | 101.6 |
(1)溴代烃的水溶性 (填“大于”、“等于”或“小于”)相应的醇;其原因是 。
(2)将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物在 (填“上层”、“下层”或“不分层”)。
(3)制备操作中,加入的浓硫酸必须进行稀释,目的是 。(填字母)
a.减少副产物烯和醚的生成 b.减少Br2的生成
c.减少HBr的挥发 d.水是反应的催化剂
(4)欲除去溴代烷中的少量杂质Br2,下列物质中最适合的是 。(填字母)
a.NaI b.NaOH c.NaHSO3 d.KCl
(5)在制备溴乙烷时,采用边反应边蒸出产物的方法,其有利于 ;但在制备1-溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物,其原因是 。
27.(14分)(1)小于(1分);醇分子可与水分子形成氢键,溴代烃分子不能与水分子形成氢键。(意思相近可酌情给分,3分) (2)下层 (2分) (3)abc (2分) (4)c (2分)
(5)平衡向生成溴乙烷的方向移动(或反应②向右移动)(2分) 1-溴丁烷与正丁醇的沸点相差较小,若边反应边蒸馏,会有较多的正丁醇被蒸出。(意思相近可酌情给分,2分)
解析试题分析:(1)醇能和水形成氢键而易溶于水,溴代烃和水不反应也不能和水形成氢键,所以溴代烃的水溶性小于相应的醇;
(2)1-溴丁烷和水不能形成氢键,所以不易溶于水,且密度大于水,所以将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,溶液分层且产物1-溴丁烷在下层;
(3)浓硫酸和1-丁醇反应制备1-溴丁烷的反应中易发生副反应:消去反应生成烯烃、分子间脱水反应生成醚,所以稀释稀释后类似反应发生较难,可以减少副产物烯和醚的生成,故a正确;浓硫酸具有强氧化性能将溴离子氧化为溴单质,稀释浓硫酸后能减少Br2的生成,故b正确;反应需要让溴化氢和1-丁醇反应,若使用浓硫酸,浓硫酸被稀释放热温度升高,使溴化氢大量挥发,因此用稀释后的硫酸可以减少HBr的挥发,故c正确; 水是产物不是反应的催化剂,故d错误;故选abc。
(4)卤素单质易溶于有机物,所以欲除去溴代烷中的少量杂质Br2,若用NaI,碘离子可以被溴氧化,但生成的碘单质会又溶解在溴代烷中而引入杂质,故a错误;溴单质能与氢氧化钠反应,但是溴代烷在NaOH溶液中容易水解而损失,故b错误;溴单质和NaHSO3溶液发生氧化还原反应,可以除去溴单质,故c正确;KCl不能除去溴单质,故d错误;故选c。
(5)根据题给信息知,乙醇和溴乙烷的沸点相差较大,采用边反应边蒸出产物的方法,可以使平衡向生成溴乙烷的方向移动,可以制得更多的溴乙烷;而1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差较小,容易一同蒸出,所以不能边反应边蒸出产物。
考点:本题考查的是有机实验的方案设计和探究。
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蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成,由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下:
(1)蛇纹石矿加盐酸溶解后,溶液里除了Mg2+外,还含有的金属离子是 。
(2)进行Ⅰ操作时,控制溶液的pH=7~8(有关氢氧化物沉淀的pH见下表),Ca(OH)2不能过量,若Ca(OH)2过量可能会导致 溶解,产生 沉淀。
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
开始沉淀pH | 1.5 | 3.3 | 9.4 |
(3)从沉淀混合物A中提取红色氧化物作为颜料,先向沉淀物A中加入 (填加入物质的化学式),然后 (依此填写实验操作名称)。物质循环使用,能节约资源。上述实验中,可以循环使用的物质是 (填写物质的化学式)。
(4)现设计实验,确定产品aMgCO3·bMg(OH)2·cH2O中a、b、c的值。请写出下列实验步骤中所需要测定的项目(可用试剂:浓硫酸、碱石灰、氢氧化钠溶液、澄清石灰水):①样品称量,②高温分解,③ ,④ ,⑤MgO称量。
(5)从下列仪器(装有必要的试剂)中选择完成上述实验所必需的仪器,连接一套装置 (选择仪器代号,可重复使用,用“A→B→……→”表示)
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(6)18.2g产品完全分解后,产生6.6gCO2和8.0gMgO,由此可知,产品的化学式中a= ,b= ,c= 。
以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等。实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红(Fe2O3),过程如下:
(1)硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是 , 写出酸溶过程Fe2O3与稀硫酸反应的离子反应方程式: ;
(2)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见下表)
沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 |
开始沉淀 | 2.7 | 3.8 | 7.5 | 9.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 5.2 | 9.7 | 12.4 |
(3)滤渣A的主要成分为 ,滤液B可以回收的物质有______________________;
(4)简述洗涤过程的实验操作 ;
(5)已知硫酸渣质量为w kg,假设铁红制备过程中,铁元素损耗25%,最终得到铁红的质量为m kg,则原来硫酸渣中铁元素质量分数为 (用最简分数表达式表示)。
(已知相对原子质量:O 16 S 32 Fe 56 )