题目内容

14.1、2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂,常温下它是无色液体,密度2.18g/cm3,沸点131.4 0C,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂.在实验室可以用下图所示装置制备1、2-二溴乙烷,其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液,试管c中装有浓溴水.
填写下列空白
(1)写出本题中制备1、2-二溴乙烷的两个化学方程式CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O,CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br
(2)烧瓶a在加热到1400C时发生的一个有机反应是CH3CH2OH+C2H5OH$→_{140℃}^{浓硫酸}$C2H5OC2H5+H2O(写化学方程式,并注明条件).
(3)某学生做实验时使用了一定量的液溴,当液溴全部褪色时,所消耗的乙醇和浓硫酸混合液的量比理论值超出许多.如果装置的气密性没有问题,试分析其可能的原因,并写出其中二条原因产生乙烯的速率太快,许多乙烯气体没有与溴反应就溢出;产生乙烯的速率太快,许多乙烯气体没有与溴反应就溢出
(4)容器b、d中试剂均为NaOH 溶液,容器b中NaOH 溶液作用是吸收乙烯气体中含有的CO2、SO2等酸性气体;容器d中NaOH 溶液作用是吸收HBr和Br2等气体,防止大气污染.

分析 (1)实验室中用乙醇和浓硫酸加热来制取乙烯,然后用乙烯和溴单质的加成反应来制得1,2-二溴乙烷;
(2)乙醇和浓硫酸加热到1400C时会生成乙醚;
(3)根据乙醇和浓硫酸加热会发生副反应及乙烯与溴反应的利用率减少的可能原因进行解答;
(4)C中的氢氧化钠可以和制取乙烯中产生的杂质气体二氧化碳和二氧化硫发生反应;反应剩余的溴化氢、溴等有毒,能够污染大气,需要进行尾气吸收,用e吸收

解答 解:(1)实验室中用乙醇和浓硫酸加热来制取乙烯,然后用乙烯和溴单质的加成反应来制得1,2-二溴乙烷,发生反应的化学方程式为CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O,CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,
故答案为:CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O;CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
(2)乙醇和浓硫酸加热到1400C时会生成乙醚,反应的方程式为CH3CH2OH+C2H5OH$→_{140℃}^{浓硫酸}$C2H5OC2H5+H2O,
故答案为:CH3CH2OH+C2H5OH$→_{140℃}^{浓硫酸}$C2H5OC2H5+H2O;
(3)乙醇和浓硫酸加热制乙烯时,产生乙烯的速率太快,许多乙烯气体没有与溴反应就溢出,以及没有迅速加热到170℃,使很多乙醇没有反应生成乙烯而是生成乙醚,另外大量乙醇被浓硫酸碳化,后与浓硫酸反应生成CO2和SO2和大量乙醇挥发等都会导致所消耗的乙醇和浓硫酸混合液的量比理论值超出许多,
故答案为:产生乙烯的速率太快,许多乙烯气体没有与溴反应就溢出;没有迅速加热到170℃,使很多乙醇没有反应生成乙烯而是生成乙醚等;
(4)装置C中盛有氢氧化钠可以和制取乙烯中产生的杂质气体二氧化碳和二氧化硫发生反应;该反应中生成的溴化氢及反应物溴单质等有毒,会污染大气,应该进行尾气吸收,所以装置e中氢氧化钠溶液的作用是吸收HBr和Br2等气体,防止大气污染,
故答案为:吸收乙烯气体中含有的CO2、SO2等酸性气体;吸收HBr和Br2等气体,防止大气污染.

点评 本题考查了溴乙烷的制取,题目难度中等,注意掌握溴乙烷的制取原理,明确装置中氢氧化钠溶液的作用,试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力.

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2.某学生用胆矾制取氧化铜固体,并研究氧化铜能否在氯酸钾受热分解实验中起催化作用.实验步骤如下:
①称量a g胆矾固体放入烧杯中,加水制成溶液,
向其中滴加氢氧化钠溶液至沉淀完全;
②把步骤①中的溶液和沉淀转移至蒸发皿中,加热
至溶液中的沉淀全变成黑色氧化铜为止;
③过滤、洗涤、干燥,称量所得固体质量为b g;
④取一定质量的上述氧化铜固体和一定质量的氯酸钾固体,混合均匀后加热,收集反应生成的氧气,如上图所示.请回答下列问题:
(1)上述各步操作中,需要用到玻璃棒的是①②③④(填写前面所述实验步骤的序号).
(2)由胆矾制备氧化铜的产率(实际产量与理论产量的百分比)为$\frac{25b}{8a}$×100%.
(3)为保证Cu2+沉淀完全,步骤①中溶液的pH应大于10.简述测定溶液pH的操作:把一小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用蘸有混合溶液的玻璃棒点在试纸的中部,试纸变色后,试纸变色后,与标准比色卡比较来确定溶液的pH.
(4)为证明氧化铜在氯酸钾的分解反应中起催化作用,在上述实验①~④后还应该进行的实验操作是cadbe(按实验先后顺序填写字母序号).
a 过滤        b 烘干      c 溶解      d 洗涤      e 称量
(5)但有同学认为,还必须另外再设计一个实验才能证明氧化铜在氯酸钾受热分解的实验中起催化作用.你认为还应该进行的另一个实验是对比实验,称取相等质量的氯酸钾,加热,比较产生相同体积氧气所需的时间,或比较在相同时间内产生氧气的体积.
3.工业催化剂K3[Fe(C2O43]•3H2O是翠绿色晶体,在421~553℃时,分解为Fe2O3、K2CO3、CO、CO2、H2O.实验室由草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O)、草酸钾(K2C2O4)、草酸(H2C2O4)和双氧水(H2O2)混合制备:
2FeC2O4•2H2O+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4=2K3[Fe(C2O43]•3H2O
(1)[Fe(C2O43]3-的名称是三草酸合铁(Ⅲ)离子(或三草酸合铁离子,或三草酸合铁酸根).
(2)制备过程要防止草酸被H2O2氧化,写出草酸被H2O2氧化的化学方程式H2C2O4+H2O2=2CO2↑+2H2O.
(3)配合物的稳定性可以用稳定常数K来衡量,如Cu2++4NH3?[Cu(NH34]2+,其稳定常数表达式为:k=$\frac{c[Cu(NH{\;}_{3})_{4}^{2+}]}{c(C{u}^{2+})•{c}^{4}(N{H}_{3})}$.已知K[Fe(C2O43]3-=1020,K[Fe(SCN)3]=2×103,能否用KSCN溶液检验K3[Fe(C2O43]•3H2O中的铁元素?否(填“是”、“否”). 若选“否”,请设计检验K3[Fe(C2O43]•3H2O中铁元素的方案.取适量晶体加热,取固体残留物溶解在H2SO4中,取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液呈血红色则有铁元素,反之则无.
(4)铁元素可形成多种配合物,其中一种配合物钾盐A是有争议的食品添加剂.经组成分析A仅含K、Fe、C、N四种元素.取36.8g A加热至400℃,分解成KCN、Fe3C、C、N2,生成的氮气折合成标准状况下的体积为2.24L,Fe3C质量是C质量的3倍,Fe3C物质的量是氮气物质的量的$\frac{1}{3}$.则A的化学式为K4Fe(CN)6

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