题目内容
(14分)正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下:
2CH3CH2CH2CH2OH(CH3CH2CH2CH2)2O + H2O
反应物和产物的相关数据如下
| 相对分子质量 | 沸点/℃ | 密度(g/cm3) | 水中溶解性 |
正丁醇 | 74 | 117.2 | 0.819 | 微溶 |
正丁醚 | 130 | 142.0 | 0.7704 | 几乎不溶 |
合成反应:
①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇,按一定顺序添加到A中,并加几粒沸石。
②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间。
③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的分液漏斗中,振摇后静置,分液得粗产物。
④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤,分液后加入约3 g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚11 g。
请回答:
(1)步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为 。
(2)加热A前,需先从____(填“a”或“b”)口向B中通入水。
(3)步骤③的目的是初步洗去 ,振摇后静置,粗产物应从分液漏斗
的 (填“上”或“下”)口分离出。
(4)步骤④中最后一次水洗的目的是 。
(5)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集 (填选项字母)左右的馏分。
a.100℃ h. 117℃ c. 135℃ d.142℃
(6)反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为____,下层液体的主要成分为 。
(7)本实验中,正丁醚的产率为 。
(14分)
(1)先加入正丁醇,再加入浓硫酸。(2分)
(2) b(1分)
(3)浓硫酸(2分);上(1分)
(4)洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐(2分)
(5)d(1分)
(6)正丁醇(2分);水(1分)
(7)34%(2分)
解析试题分析:(1)正丁醇的密度小于浓硫酸,为使反应物混合充分,应先加入正丁醇,再加入浓硫酸;
(2)为使冷凝效果更佳,所以水从b口进入,从a口出;
(3)正丁醇、正丁醚在水中的溶解度不大,所以加入水的目的是洗去混合液中的浓硫酸;浓硫酸的密度大于正丁醚、正丁醇的密度,所以在下层,有机层在上层,因此粗产物应从分液漏斗的上口倒出;
(4)步骤④加入的氢氧化钠目的是再次出去浓硫酸,所以最后一次水洗的目的是洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐;
(5)根据步骤⑤,收集的馏分是正丁醚,而正丁醚的沸点是142℃,所以加热蒸馏时应收集142℃左右的馏分,答案选d;
(6)本实验中的正丁醇的沸点是117.2℃,低于反应温度,所以会发生挥发现象,正丁醇微溶于水,且密度比水小,所以分水器中上层液体的主要成分为正丁醇,下层液体的主要成分为水;
(7)37 g正丁醇的物质的量是0.5mol,理论上应制得正丁醚的质量是0.25mol×130g/mol=32.5g,所以正丁醚的产率是11g/32.5g×100%=34%。
考点:考查物质制备实验,试剂的配制,仪器的使用方法,对实验现象的分析,产率的计算
根据镁与二氧化碳的反应推测,钠也能在二氧化碳中燃烧,且固体产物可能为碳酸钠、氧化钠、碳中的两种或三种。某兴趣小组对钠在二氧化碳中燃烧后的产物进行定性和定量探究。
(1)假设产物为Na2CO3、Na2O和C的混合物,设计实验方案,验证其中的Na2CO3和Na2O。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。(已知室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6)
限选试剂及仪器:稀盐酸、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、精密pH试纸(精确至0.1)、烧杯、试管、滴管、玻璃棒、表面皿、比色卡
实验操作 | 预期现象和结论 |
步骤1:取适量产物样品于洁净烧杯中,加入足量蒸馏水,充分搅拌,静置,取上层清液备用。 | 有不溶的黑色固体。 |
步骤2:取适量步骤1清液于试管中, | |
步骤3: | |
(2)假设产物为Na2CO3、Na2O和C的混合物,为进一步测定产物中Na2CO3的含量,进行了以下实验:
步骤1:准确称取w克试样,溶解、过滤后准确配制成250mL溶液。
步骤2:准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中,滴加几滴指示剂A,滴加c mol/L的标准盐酸至溶液的pH约为8.2(碳的主要存在形式为HCO3―),消耗盐酸的体积为V1mL;再滴加几滴甲基橙,继续用上述盐酸滴至溶液由黄色变橙色,消耗盐酸的体积为V2mL。
步骤3:重复实验3次。滴定结果如下
滴定 次数 | 待测溶液 的体积/mL | 消耗标准盐酸的体积 | |
V1/mL | V2/mL | ||
1 | 25.00 | 15.02 | 4.97 |
2 | 25.00 | 14.98 | 5.03 |
3 | 25.00 | 13.21 | 6.75 |
①步骤2中,第一步滴定所使用的A指示剂为 ,滴定终点的现象为 。
②计算Na2CO3的质量分数= (用含w、c的代数式表示)
化学与生产、生活、社会密切相关。下列有关说法中,错误的是
A.服用铬含量超标的药用胶囊,会对人体健康造成危害 |
B.血液透析是利用了胶体的性质 |
C.在食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋,可防止食物受潮、氧化变质 |
D.厨房中燃气泄漏,立即打开抽油烟机排气 |