题目内容
【题目】过碳酸钠( Na2CO4)是一种很好的供氧剂,其与稀盐酸反应的化学方程式为:2Na2CO4+4HCl=4NaCl+2CO2 +O2+2H2O.市售过碳酸钠一般都含有碳酸钠,为测定某过碳酸钠样品(只含Na2CO4和Na2CO3)的纯度,某化学兴趣小组采用以下两种方案实施:
方案一:
(1)操作①和③的名称分别为
(2)上述操作中,使用到玻璃棒的有 __(填操作序号)。
(3)请简述操作③的操作过程
方案二:按下图安装好实验装置,Q为一塑料气袋,随意取适量样品于其中,打开分液漏斗活塞,将稀盐酸滴入气袋中至充分反应。
(4)为测定反应生成气体的总体积,滴稀盐酸前必须关闭 ,打开 (填“K1”、“K2”或“K3”)。导管a的作用是 。
(5)当上述反应停止后,使K1、K3处于关闭状态,K2处于打开状态,再缓缓打开Kl。 B中装的固体试剂是 ,为何要缓缓打开K1? 。
(6)实验结束时,量筒I中有xmL水,量筒Ⅱ中收集到了ymL气体,则样品中过碳酸钠的质量分数是 。
【答案】(1)称量;蒸发结晶;(2)②③;(3)得到的溶液在蒸发皿中加热蒸发,用玻璃棒不断搅拌到大量晶体析出,停止加热靠余热蒸发剩余的水分得到氯化钠固体;(4)K1、K2;K3; 平衡分液漏斗上下的压强使顺利流下;(5)碱石灰;让生成的二氧化碳能充分被b中碱石灰吸收,使量筒内收集到纯净的氧气;(6)。
【解析】试题分析:样品称量可以得到样品质量为m1g,加入稀盐酸溶解后,过滤得到溶液为氯化钠溶液,蒸发浓缩结、冷却结晶、洗涤、干燥得到氯化钠,称量得到固体氯化钠的质量为m2g.
(1)操作①为称量固体质量,操作③为结晶得到氯化钠固体,故答案为:称量;蒸发结晶;
(2)固体溶解需要玻璃棒搅拌加速溶解,溶液中得到溶质固体需要在蒸发皿中加热蒸发结晶,过程中需要玻璃棒搅拌,受热均匀,上述操作中,使用到玻璃棒的有②③,故答案为:②③;
(3)溶液中得到溶质固体的方法是加热蒸发结晶析出,具体操作为:得到的溶液在蒸发皿中加热蒸发,用玻璃棒不断搅拌到大量晶体析出,停止加热靠余热蒸发剩余的水分得到氯化钠固体,故答案为:得到的溶液在蒸发皿中加热蒸发,用玻璃棒不断搅拌到大量晶体析出,停止加热靠余热蒸发剩余的水分得到氯化钠固体;
(4)反应产生的CO2、O2使气球变大,将广口瓶中气体排出,水进入量筒Ⅰ中,所以量筒Ⅰ中水的体积即为产生的CO2、O2的体积,所以滴稀H2SO4前必须关闭K1、K2打开K3,为使分液漏斗内液体顺利流下,应是分液漏斗内外压强相等,所以导管a的作用是平衡分液漏斗上下的压强使顺利流下,故答案为:K1、K2;K3; 平衡分液漏斗上下的压强使顺利流下;
(5)用碱石灰吸收二氧化碳,量筒Ⅱ中排出液态的体积为氧气体积,缓缓打开K1,让生成的二氧化碳能充分被b中碱石灰吸收,使量筒内收集到纯净的氧气,故答案为:碱石灰;让生成的二氧化碳能充分被b中碱石灰吸收,使量筒内收集到纯净的氧气;
(6)量筒I中有xmL水,则CO2、O2的总体积为xmL,量筒Ⅱ中收集到了ymL气体,则O2总体积为y mL,则反应2Na2CO4+4HCl═4NaCl+2CO2+O2+2H2O,生成的二氧化碳为2y mL,碳酸钠反应生成二氧化碳为(x-y-2y)="(x-3y)" mL,生成二氧化碳物质的量之比为2y:(x-3y),则Na2CO4与碳酸钠的物质的量之比为2y:(x-3y),故样品中过碳酸钠的质量分数是=,故答案为: 。
【题目】1,2-二溴乙烷可作抗爆剂的添加剂。如图为实验室制备1,2-二溴乙烷的装罝图, 图中分液漏斗和烧瓶a中分别装有浓H2SO4和无水乙醇,d装罝试管中装有液溴。
已知:Ⅰ.CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3(乙醚)+H2O
Ⅱ.相关数据列表如下:
乙醇 | 1,2-二溴乙烷 | 乙醚 | 溴 | |
状态 | 无色液体 | 无色液体 | 无色液体 | 红棕色液体 |
密度/g·cm-3 | 0.79 | 2.18 | 0.71 | 3.10 |
沸点/℃ | 78.5 | 131.4 | 34.6 | 58.8 |
熔点/℃ | -114.3 | 9.79 | - 116.2 | -7.2 |
水溶性 | 混溶 | 难溶 | 微溶 | 可溶 |
(1)已知条件Ⅰ中有两个反应,其中第二个反应所属反应类型为____________________。
(2)实验中应迅速将温度升高到170℃左右的原因是______________________________。
(3)安全瓶b在实验中有多重作用。其一可以检查实验进行中d装罝中导管是否发生堵塞,请写出发生堵塞时瓶b中的现象:_______________________________;如果实验时d装罝中导管堵塞,你认为可能的原因是_______________________________________________;安全瓶b还可以起到的作用是__________________
(4)容器c、e中都盛有NaOH溶液,c中NaOH溶液的作用是________________________________。
(5)除去产物中少量未反应的Br2后,还含有的主要杂质为___________,要进一步提纯,下列操作中必需的是_____________ (填字母)。
A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取
(6)实验中也可以撤去d装罝中盛冰水的烧杯,改为将冷水直接加入到d装罝的试管中,则此时冷水除了能起到冷却1,2-二溴乙烷的作用外,还可以起到的作用是____________________________。
【题目】芳香化合物在催化剂催化下与卤代烃发生取代反应称为Friedel-Crafts烷基化反应。某科研小组以苯和氯代叔丁烷[ClC(CH3)3]为反应物,无水AlCl3为催化剂条件下制备叔丁基苯()。
反应如下:+ClC(CH3)3+HCl
已知下列信息:
物质 | 相对分子质量 | 密度 | 熔点 | 沸点 | 溶解性 |
AlCl3 | —— | —— | 190℃ | 180℃ | 遇水极易潮解并产生白色烟雾,微溶于苯 |
苯 | 78 | 0.88g/cm3 | —— | 80.1℃ | 难溶于水,易溶于乙醇 |
氯代叔丁烷 | 92.5 | 1.84 g/cm3 | —— | 51.6℃ | 难溶于水,可溶于苯 |
叔丁基苯 | 134 | 0.87 g/cm3 | —— | 169℃ | 难溶于水,易溶于苯 |
I、如下图是实验室制备无水AlCl3的实验装置:
(1)E装置中的仪器名称是_______________。
(2)写出B装置中发生反应的离子方程式:________________________。
(3)选择合适的装置制备无水AlCl3正确的连接顺序为:_____________ (写导管口标号)。
(4)下列操作正确的是________。
甲:先加热硬质玻璃管再加热圆底烧瓶
乙:先加热圆底烧瓶再加热硬质玻璃管
(5)E装置的作用是:_______________________。
p>II、实验室制取叔丁基苯装置如图:在三颈烧瓶中加入50mL的苯和适量的无水AlCl3,由恒压漏斗滴加氯代叔丁烷[ClC(CH3)3]10mL,一定温度下反应一段时间后,将反应后的混合物洗涤分离,在所得产物中加入少量无水MgSO4固体,静置,过滤,蒸馏得叔丁基苯20g。
(6)使用恒压漏斗的优点是____________________;加无水MgSO4固体的作用是___________。
(7)上述反应后混合物的洗涤所用的试剂有如下三种,正确的顺序是_____________。
①5%Na2CO3溶液 ②稀盐酸 ③H2O
(8)叔丁基苯的产率为______。(保留3位有效数字)
【答案】 干燥管 MnO2+4H++2C1-=Mn2++Cl2↑+2H2O d、e、f、g、h、i、j、c 乙 防止空气中的水蒸气进入,还吸收多余的氯气 使液体顺利滴下 干燥 ②①③ 75.0%
【解析】I.(1). E装置中的仪器名称是干燥管,故答案为:干燥管;
(2). 在B装置中,浓盐酸和MnO2反应生成氯化锰、氯气和水,离子方程式为:MnO2+4H++2Cl=Mn2++Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl=Mn2++Cl2↑+2H2O;
(3). B装置产生的氯气中混有氯化氢和水蒸气杂质,用D装置除去HCl 杂质,C装置除去水蒸气杂质,由于氯化铝易升华,产生的氯化铝颗粒易堵塞导气管,所以得到纯净的氯气后在F装置中和铝反应制取氯化铝而不用A装置,根据信息可知氯化铝遇水极易潮解并产生白色烟雾,所以最后必须用E装置吸收多余的氯气并可以防止空气中的水蒸气进入F装置中,因此制备无水氯化铝正确的连接顺序为d、e、f、g、h、i、j、c,故答案为:d、e、f、g、h、i、j、c;
(4). 制备无水氯化铝时,应先加热圆底烧瓶产生氯气,将装置中的空气排尽,以防止铝粉被空气中的氧气氧化,故答案为:乙;
(5). 由上述分析可知,用E装置可以吸收多余的氯气并能防止空气中的水蒸气进入F装置中使氯化铝潮解,故答案为:防止空气中的水蒸气进入,还吸收多余的氯气;
II. (6). 使用恒压漏斗可以平衡漏斗内外压强,使液体顺利滴下,在洗涤后所得产物中加入少量无水MgSO4固体,目的是吸收产品中少量的水分,起到干燥的作用,故答案为:使液体顺利滴下;干燥;
(7). 稀盐酸洗涤可以除去氯化铝杂质,再用5%Na2CO3溶液除去过量的盐酸,最后用水洗涤除去剩余的5%Na2CO3,故答案为:②①③;
(8).加入苯的物质的量为50mL×0.88g/mL÷78g/mol=0.56mol,氯代叔丁烷的物质的量为10mL×1.84g/mL÷92.5g/mol=0.199mol,由反应方程式+ClC(CH3)3+HCl可知,加入的苯过量,则理论上生成叔丁基苯的质量为:0.199mol×134g/mol=26.66g,叔丁基苯的产率为:×100%=75.0%,故答案为:75.0%。
【题型】实验题
【结束】
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【题目】一种含铝、锂、钴的新型电子材料,生产中产生的废料数量可观,废料中的铝以金属铝箔的形式存在;钴以Co2O3·CoO的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面:锂混杂于其中。(已知Co2O3的氧化性>Cl2的氧化性)从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下:
已知:①CoCO3的溶度积为:Ksp=1.0×10-13;
②溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol/L时认为该离子沉淀完全。
(1)“碱溶”前通常将废料粉碎,其目的是____________。
(2)过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的A1,反应的离子方程式为_________________。
(3)过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出含钻物质的反应化学方程式为 (产物中只有一种酸根) _______________________________________。在实验室模拟工业生产时,也可用盐酸浸出钴,但实际工业生产中不用盐酸,请分析不用盐酸浸出钴的主要原因______________________________________。
(4)过程III得到锂铝渣的主要成分是LiF和AI(OH)3,碳酸钠溶液在产生 Al(OH)3时起重要作用,请写出该反应的离子方程式__________________________________。
(5)将2.0×10-4 mol/LCoSO4与2.2×10-4mol/L的Na2CO3等体积混合,此时溶液中的Co2+的浓度为__________,Co2+是否沉淀完全? __________(填“是”或“否”)。
(6)CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色,利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。如图是粉红色的CoCl2·6H2O晶体受热分解时,剩余固体质量随温度变化的曲线,物质B的化学式是____________________。