题目内容
【题目】实验题:
1-溴丙烷是一种重要的有机合成中间体,沸点为71℃,密度为1.36g·cm-3。实验室制备少量 1-溴丙烷的主要步骤如下:
步骤 1:在仪器 A 中加入搅拌磁子、12g 正丙醇及 20mL水,冰水冷却下缓慢加入 28ml浓 H2SO4;冷却至室温,搅拌下加入 24gNaBr。
(已知: ①2NaBr+H2SO4(浓) Na2SO4+2HBr↑
②正丙醇和浓硫酸共热会产生丙烯、醚等副产品)
步骤 2:如图所示搭建实验装置,缓慢加热,直到无油状物馏出为止。
步骤 3:将馏出液转入分液漏斗,分出有机相。
步骤 4:将分出的有机相转入分液漏斗,依次用 12mLH2O、12ml5%Na2CO3 溶液和12mLH2O 洗涤,分液,得粗产品,进一步提纯得 1-溴丙烷。
(1)仪器 A 的名称是_____;
(2)反应时生成的主要有机副产物 2-溴丙烷和_______(答出一种即可给分)
(3)步骤 2 中需向接收瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是____。
(4)步骤 1 中浓 H2SO4 用水稀释,待冷却至室温后再加 NaBr 的目的是______。步骤 4 中用 Na2CO3 溶液洗涤的目的是_____。
(5)步骤 4 中进一步提纯 1-溴丙烷的方法是_________;在进行此操作之前需要 用无水MgBr2 处理粗产品,其目的是_____。
(6)1-溴丙烷在一定条件下也可以制备 1-丙醇,请写出由产物 1-溴丙烷制备 1-丙醇的化学反应方程式________________________ 。
【答案】蒸馏烧瓶 丙烯或正丙醚 冷凝,减少 1—溴丙烷挥収 防止 Br2 生成,减少 HBr 挥収 洗去 1—丙醇、H2SO4 等杂质(洗去酸性物质) 蒸馏 干燥 CH3CH2CH2Br + NaOHCH3CH2CH2OH + NaBr
【解析】
(1)由图可知仪器的名称;
(2)正丙醇在浓硫酸作用下可能发生消去反应,或分子间取代反应;
(3)冰水浴可降低温度,减少生成物的挥发;
(4)HBr有挥发性,温度高易挥发;加入12mL5%Na2CO3溶液,振荡,与1-溴丙烷中混有的稀硫酸反应,并溶解1-丙醇;
(5)可利用蒸馏分离相互混溶且存在沸点有差异的混合物;无水MgBr2易与水形成结晶水合物。
(6)卤代烃在碱性的水溶液中加热可水解生成醇;
(1)由图可知,仪器A的名称是蒸馏烧瓶;
(2)正丙醇在浓硫酸作用下可能发生消去反应,或分子间取代反应,则反应时生成的主要有机副产物有2-溴丙烷和丙烯、正丙醚;
(3)步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是冷凝,减少1-溴丙烷的挥发;
(4)步骤1中浓H2SO4用水稀释,并冷却至室温后再加NaBr,可防止生成的HBr挥发;步骤4中用Na2CO3溶液洗涤可除去1-溴丙烷中混有的稀硫酸和1-丙醇;
(5)可利用蒸馏进一步提纯步骤4所得混合物得到纯净的1-溴丙烷;利用无水MgBr2易水形成结晶水合物,可对粗产品进行干燥;
(6)1-溴丙烷在NaOH的水溶液中加热水解生成1-丙醇,发生反应的化学方程式为CH3CH2CH2Br + NaOHCH3CH2CH2OH + NaBr。
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【题目】高铁酸钾(K2FeO4)具有高效的消毒作用,为一种新型非氯高效消毒剂。以废铁屑(含有少量Ni)为主要原料制备高铁酸钾的流程如下:
资料显示:一些金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下:
M(OH)n | pH | |
开始沉淀 | 沉淀完全 | |
Fe(OH)3 | 2.53 | 2.94 |
Ni(OH)2 | 7.60 | 9.75 |
(1)高铁酸钾具有高效消毒主要是因其具有__________性所致。
(2)步骤③反应的离子方程式是_______。
(3)步骤④不能引入新杂质,调节pH所用的某种氧化物的化学式是___________,调节pH的范围是__________________。
(4)步骤⑤发生反应的离子方程式是________。
(5)该流程中可循环利用的物质是:_______(写化学式)。
(6)步骤⑥中,由Na2FeO4 得到粗K2FeO4的原理可能是___________。
(7)测定产品纯度:将wg粗产品,溶入过量的碱性亚铬酸盐溶液中,充分反应后,加入稀硫酸酸化至pH为2,在所得的重铬酸盐溶液中加入5滴二苯胺磺酸钠溶液作指示剂,然后用c mol·L1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,消耗滴定液V mL。有关滴定反应有:
Cr(OH)4-+FeO42-+3H2OFe(OH)3·3H2O↓+CrO42- +OH
2+2H
+H2O
+6Fe2++14H
2Cr3++6Fe3++7H2O
该粗产品中K2FeO4的纯度为____________(用含w、c、V的代数式表示)。若滴定管没有用待装液润洗,则测得结果________(“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【题目】乙烯是合成食品外包装材料聚乙烯的单体,可以由丁烷裂解制备。裂解的副反应为C4H10(g,正丁烷) CH4(g)+C3H6(g),请回答下列问题:
(1)化学上,将稳定单质的能量定为0,由元素的单质化合成单一化合物时的反应热叫该化合物的生成热,生成热可表示该物质相对能量。25 ℃、101 kPa几种有机物的生成热如下表所示:
物质 | 甲烷 | 乙烷 | 乙烯 | 丙烯 | 正丁烷 | 异丁烷 |
生成热/kJ· mol-1 | -75 | -85 | 52 | 20 | -125 | -132 |
由正丁烷裂解生成乙烯的热化学方程式为_____________________________。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中投入一定量正丁烷发生反应生成乙烯。
下列情况能说明该反应达到平衡状态的是________(填标号)。
A.气体密度保持不变 B.c(C2H4)·c(C2H6)/c(C4H10)保持不变
C.反应热保持不变 D.正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等
(3)向密闭容器中充入正丁烷,在一定条件(浓度、催化剂及压强等)下发生反应,测得乙烯产率与温度关系如图所示。温度高于600℃时,随着温度升高,乙烯产率降低,可能的原因是____________。
(4)在一定温度下向10 L恒容密闭容器中充入2 mol正丁烷,反应生成乙烯和乙烷,经过10 min达到平衡状态,测得平衡时气体压强是原来的1.75倍。
①0~10 min内乙烷的生成速率v(C2H6)=________ mol·L-1·min-1。
②上述条件下,正丁烷的平衡转化率为_______,该反应的平衡常数K为_____。
(5)丁烷空气燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)为电解质,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池的正极反应式为26CO2+13O2+52e-===26CO32-,则负极反应式为_________________________。