题目内容
(A)某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分,设计了如图装置。倾斜A使稀硫酸(足量)与固体M充分反应,待反应停止后,B装置增重,C装置中溶液无变化,反应后进入量气管气体的体积为VmL(已折算成标准状况)
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由上述实验事实可知:
(1)①固体M中一定有的物质是______________(填化学式)
理由是_____________________________________________________________
②其中一种物质的质量可以确定为___________g(用代数式表示)。
(2)B装置的名称是________。
写出B装置中反应的离子方程式_______________________________________。
(3)C装置的作用是_________________________,如果实验中没有B装置,则C装置中产生的现象是____________________________________________________________。
(4)稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体,该固体是_____________,要分离出该固体,在实验操作中,除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是_____________。
(5)通过进一步实验,测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和,产生这种现象的原因可能是_____________
a.M中有未反应的铁和硫
b.测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面
c.A中留有反应生成的气体
d.气体进入D装置前未用浓硫酸干燥
(B)
某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图),以环己醇制备环己烯
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已知:
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| 密度(g/cm3) | 熔点(℃) | 沸点(℃) | 溶解性 | |
| 环已醇 | 0.96 | 25 | 161 | 能溶于水 |
| 环已烯 | 0.81 | -103 | 83 | 难溶于水 |
(1)制备粗品
将12.5 mL环己醇加入试管A中,再加入1mL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热
至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。
①A中碎瓷片的作用是____________,导管B除了导气外还具有的作用是____________。
②试管C置于冰水浴中的目的是________________________________________________。
(2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在_________层(填上或下),分液后用_________(填入编号)洗涤。
a.KMnO4溶液 b.稀H2SO4 c.Na2CO3溶液
②再将环己烯按下图装置蒸馏,冷却水从_________口进入。蒸馏时要加入生石灰,目的是__________________。
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③收集产品时,控制的温度应在_________左右,实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是( )
a.蒸馏时从70℃开始收集产品
b.环己醇实际用量多了
c.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
(3)以下区分环己烯精品和粗品的方法,合理的是_________。
a.用酸性高锰酸钾溶液
b.用金属钠
c.测定沸点
【答案】
(A)
(1) ①FeS、Fe B装置增重、量气管有气体
②V/400(56·V mL/22400mol·mL-1)
(2) 洗气瓶 2OH-+H2S→2H2O+S2-
(3)证明H2S已被完全吸收 黑色沉淀
(4)硫 漏斗、玻璃棒
(5)b、C
(B)
(1) ①防暴沸 冷凝
②防止环己烯挥发
(2) ①上层 C
②g 冷却水与气体形成逆流
③83℃ b
(3)C
酯是重要的有机合成中间体,广泛应用于溶剂、增塑剂、香料、粘合剂及印刷、纺织等工业。乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应:
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CH3COOH+C2H5OH
CH3COOC2H5+H2O
请根据要求回答下列问题:
(1)欲提高乙酸的转化率,可采取的措施有 、 等。
(2)若用上图所示装置来制备少量的乙酸乙酯,产率往往偏低,其原因可能为 、
等。
(3)此反应以浓硫酸为催化剂,可能会造成 、 等问题。
(4)目前对该反应的催化剂进行了新的探索,初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂,且能重复使用。实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)
| 同一反应时间 | 同一反应温度 | ||||
| 反应温度/℃ | 转化率(%) | 选择性(%)* | 反应时间/h | 转化率(%) |
|
| 40 | 77.8 | 100 | 2 | 80.2 | 100 |
| 60 | 92.3 | 100 | 3 | 87.8 | 100 |
| 80 | 92.6 | 100 | 4 | 92.3 | 100 |
| 120 | 94.5 | 98.7 | 6 | 93.0 | 100 |
| *选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水 |
①根据表中数据,下列 (填字母)为该反应的最佳条件。
A.120℃,4h B.80℃,2h C.60℃,4h D.40℃,3h
② 当反应温度达到120℃时,反应选择性降低的原因可能为 _____。