题目内容
【题目】正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。发生的反应如下：
CH3CH2CH2CH2OH
CH3CH2CH2CHO ，反应物和产物的相关数据列表如下：
沸点/℃ | 密度/(g·cm－3) | 水中溶解性 | |
正丁醇 | 117.2 | 0.810 9 | 微溶 |
正丁醛 | 75.7 | 0.801 7 | 微溶 |
实验步骤如下：将6.0 g Na2Cr2O7放入100 mL烧杯中，加30 mL水溶解，与5 mL浓硫酸形成混合溶液，将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0 g正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸气出现时，开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90～95 ℃，在E中收集90 ℃以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75～77 ℃馏分，产量2.0 g。
回答下列问题：
(1)实验中，Na2Cr2O7溶液和浓硫酸添加的顺序为___________________________。
(2)加入沸石的作用是________________________________________________。
若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是______________________________。
(3)上述装置图中，D仪器的名称是________，E仪器的名称是________。
(4)分液漏斗使用前必须进行的操作是________。
(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时，正丁醛在_______________层(填“上”或“下”)。
(6)反应温度应保持在90～95 ℃，其原因是__________________________________、__________________________________________________。
(7)本实验中，正丁醛的产率为________%（结果保留两位小数）。
【答案】往Na2Cr2O7溶液中滴加浓硫酸 防止暴沸 冷却后补加 冷凝管 锥形瓶 检漏 上 保证正丁醛及时蒸出 尽量避免正丁醛被进一步氧化 51.39％
【解析】
本题主要考查正丁醛制备实验的相关知识，意在考查考生化学实验基本操作及处理实验问题的能力。A装置为反应装置将分液漏斗中的液体采用边反应变滴加的方式可以有效控制反应速率，由于反应温度90～95 ℃，为防止暴沸，需要加入沸石或碎瓷片，C1温度计测量的是反应液的温度， C2温度计测量的是蒸气的温度，控制在90 ℃以下， E装置中收集到的是粗产品，要进行提纯，将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层（主要是正丁醛和少量正丁醇）干燥后蒸馏，收集75～77 ℃馏分即可。
(1)应该密度大的到加入到密度小的液体中，否则会引起酸液飞溅，类似于浓硫酸稀释；
正确答案：往Na2Cr2O7溶液中滴加浓硫酸。
(2) 加沸石可防止液体暴沸，如果忘记加入沸石，在液体接近沸腾时加入沸石，则液体会突然释放出大量蒸气而将大量液体从蒸馏瓶口喷出造成危险。如果需要加入，则必须先移去热源，待加热液体冷后方可加快入；
正确答案：防止暴沸 冷却后补加。
(3)根据仪器的图形可判断仪器的名称，D仪器的名称是冷凝管，E仪器的名称是锥形瓶；
正确答案：冷凝管 锥形瓶
(4)分液漏斗使用前必须检漏；
正确答案：检漏。
(5) 正丁醛密度为0.8017 gcm-3，小于水的密度，故在水层在上方；
正确答案：上。
(6) 根据题目所给反应物和产物的沸点数据可知，反应温度保持在90～95℃，既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化；
正确答案：保证正丁醛及时蒸出 尽量避免正丁醛被进一步氧化。
（7）设正丁醛的产率为x，则正丁醇的利用率为x，根据关系式，
C4H10O ～ C4H8O
74 72
4xg2g
解得：x=74×272×474×272×4=51.39％；
正确答案：51。
【题目】某兴趣小组以废铁屑制得硫酸亚铁铵后，按下列流程制备二水合草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)，进一步制备高纯度还原铁粉。
已知：FeC2O4·2H2O难溶于水，150℃开始失结晶水；H2C2O4易溶于水，溶解度随温度升高而增大。
请回答：
（1）下列操作或描述正确的是________。
A．步骤②，H2C2O4稍过量主要是为了抑制Fe2+水解
B．步骤③，采用热水洗涤可提高除杂效果
C．步骤③，母液中的溶质主要是(NH4)2SO4和H2C2O4
D．步骤③，如果在常压下快速干燥，温度可选择略高于100℃
（2）如图装置，经过一系列操作完成步骤③中的抽滤和洗涤。请选择合适的编号，按正确的操作顺序补充完整(洗涤操作只需考虑一次)：
开抽气泵→a→b→d→________→c→关抽气泵。
a．转移固液混合物；b．关活塞A；c．开活塞A；d．确认抽干；e．加洗涤剂洗涤
抽滤和普通过滤相比，优点是___________________________________________。
（3） 称取一定量的FeC2O4·2H2O试样，用硫酸溶解，
采用KMnO4滴定法测定，折算结果如下：
n(Fe2+)/mol | n( | 试样中FeC2O4·2H2O的质量分数 |
9.80×10ˉ4 | 9.80×10ˉ4 | 0.980 |
由表中数据推测试样中最主要的杂质是____________________。
（4）实现步骤④必须用到的两种仪器是____________________
(供选仪器：a．烧杯；b．坩埚；c．蒸馏烧瓶；d．高温炉；e．表面皿；f．锥形瓶)；
该步骤的化学方程式是______________________________________。
（5）为实现步骤⑤，不宜用碳粉还原Fe2O3，理由是________________________________。
【题目】氮及其化合物如NH3及铵盐、N2H4、N2O4等在中学化学、化工工业、国防等领域占有重要地位。
(1)发射航天火箭常用肼(N2H4)与N2O4作燃料与助燃剂。肼(N2H4)与N2O4的反应为
2N2H4 (g)+ N2O4(g)==3N2(g)+4H2O(g) △H=-1077 kJ·mol-1。
已知相关反应的化学键键能数据如下表所示：
化学键 | N－H | N－N |
| O－H |
E/(kJ·mol－1) | 390 | 190 | 946 | 460 |
①使1 mol N2O4(g)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是________________。
②下列能说明2N2H4 (g)+ N2O4(g)==3N2(g)+4H2O(g) △H 达平衡状态的是________
a.混合气体的平均相对分子质量不变 b.V（N2）=3V（ N2O4）
c.N2H4的质量保持不变 d. △H不再变化
(2)N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g) 
2NO2(g)。将一定量的N2O4放人恒容密闭容器中，测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度的变化如下图所示。
①由图推测该反应的△H_______0(填>”或“<”)，理由为____________________________。
②图中a点对应温度下，已知N2O4的起始压强p0为108 kPa，则该温度下反应的平衡常数Kp＝________________ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(3)电解NO2制备NH4NO3，其工作原理如下图所示。
①阴极的电极反应式为____________________________________________________。
②为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充某种化合物——物质A，则A的化学式为________________。
