题目内容
【题目】乙苯是主要的化工产品。某课题组拟制备乙苯:
查阅资料如下:
①几种有机物的沸点如下表:
有机物 | 苯 | 溴乙烷 | 乙苯 |
沸点/℃ | 80 | 38.4 | 136.2 |
②化学原理: +CH3CH2Br +HBr。
③氯化铝易升华、易潮解。
I.制备氯化铝。
甲同学选择下列装置制备氯化铝(装置不可重复使用):
(1)本实验制备氯气的离子方程式为______________。
(2)气体流程方向是从左至右,装置导管接口连接顺序a→_____→k→i→f→g→_____。
(3)D装置存在的明显缺陷是____;改进之后,进行后续实验。
(4)连接装置之后,检查装置的气密性,装药品。先点燃A处酒精灯,当_____时(填实验现象),点燃F处酒精灯。
II.制备乙苯
乙同学设计实验步骤如下:
步骤1:连接装置并检查气密性(如图所示,夹持装置省略)。
步骤2:用酒精灯微热烧瓶。
步骤3:在烧瓶中加入少量无水氯化铝、适量的苯和溴乙烷。
步骤4:加热,充分反应半小时。
步骤5:提纯产品。
回答下列问题:
(5)步骤2“微热”烧瓶的目的是___________。
(6)本实验加热方式宜采用_______。 (填“ 酒精灯直接加热” 或“水浴加热”)。
(7)盛有蒸馏水的B装置中干燥管的作用是______。确认本实验A中已发生了反应的方法是___。
(8)提纯产品的操作步聚有:①过滤;②用稀盐酸洗除;③少量蒸馏水水洗;④加入大量无水氯化钙;⑤用大量水洗;⑥蔡馏并收集136.2℃馏分。先后操作顺序为__________(填代号)。
【答案】 MnO2 +4H+ +2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O h→j →d→e b →c D中长导管太细,氯化铝易堵塞导管 F中充满黄绿色 排尽水蒸气,避免氯化铝与水蒸气反应 水浴加热 防倒吸 向B 装置中滴加少量硝酸银溶液,出现淡黄色沉淀 ⑤②③④①⑥
【解析】I.(1). 上述装置中,A装置用于制备氯气,由装置图可知,使用的原料是浓盐酸和二氧化锰,反应的离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2). A是制备氯气装置,Cl2中混有HCl和水蒸气杂质,因铝粉可以和HCl反应且产品氯化铝易潮解,所以应用E装置除去HCl杂质、用C装置除去水蒸气杂质,然后将氯气通入F中与铝粉反应制取氯化铝,因氯化铝易升华和凝华,所以用D装置收集氯化铝,最后用B装置吸收尾气,所以装置的连接顺序为:a→h→j→d→e→k→i→f→g→b→c,故答案为:h→j→d→e;b→c;
(3). 因氯化铝易升华和凝华,而D中长导管管口太细,氯化铝易堵塞导管,应将长导管换成较粗的导管,避免氯化铝堵塞导管,故答案为:D中长导管太细,氯化铝易堵塞导管;
(4). 铝是活泼金属,在加热条件下容易和空气中的氧气反应,所以在加热铝粉之前应将装置中的空气排尽,当F装置中充满黄绿色气体时说明空气已排尽,故答案为:F中充满黄绿色;
II.(5). 因氯化铝易潮解,所以实验过程中要保持装置内处于无水的状态,用酒精灯微热烧瓶排尽装置中的水蒸气,避免氯化铝与水蒸气反应,故答案为:排尽水蒸气,避免氯化铝与水蒸气反应;
(6). 采用水浴加热便于控制实验温度,还能使烧瓶受热均匀,故答案为:水浴加热;
(7). 因溴化氢极易溶于水,所以干燥管的作用是防倒吸,若A中已经发生了反应,则B装置的水中一定含有HBr,通过检验HBr可以判断A中反应是否开始,具体方法是:向B装置中滴加少量硝酸银溶液,出现淡黄色沉淀,说明A中已发生了反应,故答案为:防倒吸;向B装置中滴加少量硝酸银溶液,出现淡黄色沉淀;
(8). 提纯产品时先用大量水洗去无机物,因氯化铝易水解,会有少量氢氧化铝胶体与有机物混合,用稀盐酸除去少量氢氧化铝胶体,再用少量蒸馏水洗涤,加入大量无水氯化钙除去有机物中的水,过滤弃去固体,蒸馏并收集136.2℃馏分得到产品,故答案为:⑤②③④①⑥。