题目内容

19.研究物质的合成或制备是有机化学、无机化学的重要任务之一.

(1)某实验小组探究实验室制备无水氯化镁的方法,设计了图1装置
①分液漏斗中的A物质是浓硫酸(填试剂名称).
②利用中学常见的仪器,空白方框内补充完整实验装置
可选择的试剂有:A.稀NaOH溶液  B.无水氯化钙  C.稀硫酸  D.浓硫酸
③假设实验过程中 MgCl2•6H2O 未水解,不用任何试剂用最简单的方法检验MgCl2•6H2O 是否完全转化为MgCl2.写出实验方法称量所得产物质量,若质量为$\frac{95m}{203}$g,说明MgCl2?6H2O完全转化为MgCl2,否则未完全
(2)实验室制备并收集纯净乙烯
①有的同学通过乙醇制备乙烯,写出相关化学方程式:CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O.
该实验除乙醇外,所需的试剂或用品(不包括仪器)有浓硫酸、氢氧化钠溶液、沸石.
②有的同学探究其它制备乙烯的方法,他设计了图2装置制备乙烯.实验结果是量筒内壁附着较多无色油状液体,且得到很少量的气体.
请分析气体产率很低的原因主要是加热温度过高,溴乙烷大量挥发,也可能是溴乙烷发生副反应等.
为增大气体产率,在右图装置的基础上,提出一点改进措施:增加冷凝回流装置等.

分析 (1)①②加热氯化镁晶体失去结晶水得到无水氯化镁,由于氯化镁易水解,应在HCl氛围中加热分解,A中液体为浓硫酸,与圆底烧瓶中浓盐酸混合,发生大量的热,利用HCl逸出,洗气瓶中浓硫酸干燥HCl,利用氢氧化钠溶液吸收尾气中HCl,防止污染空气,注意防止倒吸,还要防止氢氧化钠溶液中水蒸气导致氯化镁水解,尾气处理装置与加热装置之间需要连接盛放氯化钙的干燥管(或盛放浓硫酸的洗气瓶);
③称量加热后固体的质量可以判断氯化镁晶体是否完全分解;
(2)①乙醇在浓硫酸作用下发生消去反应生成乙烯,反应中会发生副反应,有二氧化碳、二氧化硫生成,用氢氧化钠溶液吸收除去二氧化碳、二氧化硫,液体加热需要防止暴沸,还需要加入沸石;
②方案中利用溴乙烷发生消去反应生成乙烯,利用图中装置制备乙烯,实验结果是量筒内壁附着较多无色油状液体,且得到很少量的气体,说明生成乙烯很少,大量的溴乙烷挥发,可以可以增加冷凝回流装置,有利于溴乙烷冷凝回流,可以利用水浴加热控制反应温度,减少溴乙烷挥发.

解答 解:(1)加热氯化镁晶体失去结晶水得到无水氯化镁,由于氯化镁易水解,应在HCl氛围中加热分解,A中液体为浓硫酸,与圆底烧瓶中浓盐酸混合,发生大量的热,利用HCl逸出,洗气瓶中浓硫酸干燥HCl,利用氢氧化钠溶液吸收尾气中HCl,防止污染空气,注意防止倒吸,还要防止氢氧化钠溶液中水蒸气导致氯化镁水解,尾气处理装置与加热装置之间需要连接盛放氯化钙的干燥管(或盛放浓硫酸的洗气瓶);
①由上述分析可知,分液漏斗中的A物质是浓硫酸,故答案为:浓硫酸;
②利用氢氧化钠溶液吸收尾气中HCl,防止污染空气,且防止倒吸,还要在尾气处理装置与加热装置之间需要连接盛放氯化钙的干燥管(或盛放浓硫酸的洗气瓶),防止氯化镁水解,需要补充完整实验装置为:等,
故答案为:等;
③实验过程中MgCl2?6H2O未水解,mg晶体的物质的量为$\frac{m}{203}$mol,完全分解得到氯化镁为$\frac{m}{203}$mol×95g/mol=$\frac{95m}{203}$g,称量所得产物质量,若质量为$\frac{95m}{203}$g,说明MgCl2?6H2O完全转化为MgCl2,否则未完全,
故答案为:称量所得产物质量,若质量为$\frac{95m}{203}$g,说明MgCl2?6H2O完全转化为MgCl2,否则未完全;
(2)①乙醇在浓硫酸作用下发生消去反应生成乙烯,反应方程式为:CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O,
反应中会发生副反应,有二氧化碳、二氧化硫生成,用氢氧化钠溶液吸收除去二氧化碳、二氧化硫,液体加热需要防止暴沸,还需要加入沸石,除乙醇外,所需的试剂或用品(不包括仪器)有:浓硫酸、氢氧化钠溶液、沸石,
故答案为:CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O;浓硫酸、氢氧化钠溶液、沸石;
②方案中利用溴乙烷发生消去反应生成乙烯,利用图中装置制备乙烯,实验结果是量筒内壁附着较多无色油状液体,且得到很少量的气体,说明生成乙烯很少,大量的溴乙烷挥发,
气体产率很低的原因主要是:加热温度过高,溴乙烷大量挥发,也可能是溴乙烷发生副反应等;
为增大气体产率,可以增加冷凝回流装置,有利于溴乙烷冷凝回流,可以利用水浴加热,便于控制温度等,减少溴乙烷挥发,
故答案为:加热温度过高,溴乙烷大量挥发,也可能是溴乙烷发生副反应等;增加冷凝回流装置等.

点评 本题考查化学实验制备,属于拼合型题目,明确制备原理是解题关键,侧重考查学生对原理、装置、操作的分析评价,是对学生综合能力的考查,难度中等.

练习册系列答案
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9.某学生为测定未知浓度的硫酸溶液,实验如下:用1.00mL待测硫酸配制100mL稀H2SO4溶液;以0.14mol/L的NaOH溶液滴定上述稀H2SO425mL,滴定终止时消耗NaOH溶液15mL.
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A.用酸式滴定管取稀H2SO4 25mL,注入锥形瓶中,加入指示剂.
B.用待测定的溶液润洗酸式滴定管.
C.用蒸馏水洗干净滴定管.
D.取下碱式滴定管用标准的NaOH溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管刻度“0”以上2~3cm处,再把碱式滴定管固定好,调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下.
E.检查滴定管是否漏水.
F.另取锥形瓶,再重复操作一次.
G.把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度.
①滴定操作的正确顺序是(用序号填写):ECDBAGF.
②该滴定操作中应选用的指示剂是:酚酞.
③在G操作中如何确定终点?滴入最后一滴NaOH溶液,溶液突然变成红色,半分钟不褪色.
(2)分析下列操作的结果:(填“偏小”、“偏大”或“恰好合适”)
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可能用到的有关数据如下:
物质密度(20℃)熔点沸点溶解性相对分子质量
环己醇0.962g/cm325.9℃160.8℃20℃时水中溶解度3.6g,可混溶于乙醇、苯100
乙二酸1.36g/cm3152℃337.5℃在水中的溶解度:15℃时,1.44g,25℃时2.3g,易溶于乙醇,不溶于苯146
实验步骤如下;
I、在三口烧瓶中加入16mL 50%的硝酸(密度为1.31g/cm3),再加入1~2粒沸石,滴液漏斗中盛放有5.4mL环己醇.
Ⅱ、水浴加热三口烧瓶至50℃左右,移去水浴,缓慢滴加5~6滴环己醇,摇动三口烧瓶,观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩下的环己醇,维持反应温度在60℃~65℃之间.
Ⅲ、当环己醇全部加入后,将混合物用80℃~90℃水浴加热约10min(注意控制温度),直至无红棕色气体生成为止.
IV、趁热将反应液倒入烧杯中,放入冰水浴中冷却,析出晶体后过滤、洗涤得粗产品.V、粗产品经提纯后称重为5.7g.
请回答下列问题:
(1)仪器b的名称为球形冷凝管(或冷凝管).
(2)向三口烧瓶中滴加环己醇时,要控制好环己醇的滴入速率,防止反应过于剧烈导致温度迅速上升,否则.可能造成较严重的后果,试列举一条可能产生的后果:反应液暴沸冲出冷凝管;放热过多可能引起爆炸;产生的二氧化氮气体来不及被碱液吸收而外逸到空气中.
(3)已知用NaOH溶液吸收尾气时发生的相关反应方程式为:
2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O,NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O;如果改用纯碱溶液吸收尾气时也能发生类似反应,则相关反应方程式为:2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2、NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2
(4)为了除去可能的杂质和减少产品损失,可分别用冰水和苯洗涤晶体.
(5)粗产品可用重结晶 法提纯(填实验操作名称).本实验所得到的己二酸产率为75%.
8.某铜矿石中铜元素含量较低,且含有铁、镁、钙等杂质离子.某小组在实验室中用浸出萃取法制备硫酸铜:

(1)操作Ⅰ为过滤.操作Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗.
(2)操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是除杂、富集铜元素.
(3)小组成员利用CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合反应,制备环保型木材防腐剂Cu2(OH)2CO3悬浊液.多次实验发现所得蓝色悬浊液颜色略有差异,查阅资料表明,可能由于条件控制不同使其中混有较多Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4
已知Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3,Cu4(OH)6SO4均难溶于水,可溶于酸;分解温度依次为80℃、200℃、300℃.
设计实验检验悬浊液成分,完成表中内容.
限选试剂:2mol•L-1 HCl、1mol•L-1 H2SO4、0.1mol•L-1 NaOH、0.1mol•L-1BaCl2、蒸馏水.仪器和用品自选.
实验步骤预期现象和结论
步骤1:取少量悬浊液,过滤,充分洗涤后,取滤渣于试管中,:加入过量2mol/L的盐酸溶液,充分振荡,再滴加几滴0.1mol/L氯化钡溶液有白色沉淀生成说明悬浊液中混有Cu4(OH)6SO4
步骤2:另取少量悬浊液于试管中,将试管放入装有沸水的小烧杯中水浴加热一段时间取出试管观察试管中有黑色固体生成,说明悬浊液中混有Cu(OH)2
(4)上述实验需要100mL0.5 mol•L-1的CuSO4溶液,配制时需称取12.5g CuSO4•5H2O(化学式量:250).

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