题目内容

20．实验室制备溴乙烷并进行溴乙烷的性质实验如下，试回答下列问题：

Ⅰ．用如图1所示的装置制取溴乙烷：
在试管I中依次加入2mL 蒸馏水、4mL浓硫酸、2mL 95%的乙醇和3g溴化钠粉末，在试管Ⅱ中注入蒸馏水，在烧杯中注入冰水．加热试管I至微沸状态数分钟后，冷却．
（1）试管I中生成溴乙烷的化学反应方程式为：C2H5OH+HBr→C2H5Br+H2O．
（2）试管I中加入2mL 的蒸馏水，其作用除溶解NaBr粉末和吸收HBr气体之外还有一个重要作用是降低浓硫酸的氧化性，减少副反应．
（3）反应结束后，试管Ⅱ中粗制的C2H5Br呈棕黄色．为了除去粗产品中的杂质，可选择下列试剂中的C（填字母）
A．NaOH溶液        B．H2O         C．Na2SO3溶液        D．CCl4
（4）下列几项实验步骤，可用于检验溴乙烷中溴元素，其正确的操作顺序是：取少量溴乙烷，然后④①⑤③②（填代号）．
①加热；②加入AgNO3溶液；③加入稀HNO3酸化；④加入NaOH溶液；⑤冷却
II．溴乙烷的性质实验
（5）在进行溴乙烷与NaOH乙醇溶液共热的性质实验时，把生成的气体通过如图所示的装置．用该装置进行实验的目的是检验乙烯的生成，该图2中右边试管中的现象是酸性高锰酸钾溶液褪色；左边试管中水的作用是除去乙醇等杂质等干扰．

分析 I．（1）浓硫酸和溴化钠反应生成HBr，乙醇和HBr发生取代反应生成溴乙烷；
（2）浓硫酸具有强氧化性，能氧化溴化氢生成溴单质，也能氧化乙醇生成二氧化碳；
（3）浓硫酸将生成的溴化氢氧化生成溴单质，根据相似相溶原理知，溴易溶于溴乙烷中而使溴乙烷呈棕黄色，溴具有强氧化性，能氧化还原性物质，除去溴乙烷中杂质时不能引进新的杂质；
（4）要检验溴乙烷中的溴元素，应该先将溴乙烷中的溴原子转化为自由移动的溴离子，然后再用硝酸银溶液检验溴离子；
II．（5）在加热条件下，溴乙烷和氢氧化钠的醇溶液发生消去反应生成乙烯和HBr，HBr、乙醇极易溶于水，乙烯不易溶于水，乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色．

解答 解：（1）浓硫酸和溴化钠反应生成HBr，乙醇和HBr发生取代反应生成溴乙烷，生成溴乙烷的反应方程式为C2H5OH+HBr→C2H5Br+H2O，
故答案为：C2H5OH+HBr→C2H5Br+H2O；
（2）浓硫酸具有强氧化性，能氧化溴化氢生成溴单质，也能氧化乙醇生成二氧化碳，为了降低浓硫酸的强氧化性，同时减少副反应的发生，所以加入少量水，故答案为：降低浓硫酸的氧化性，减少副反应； 
（3）浓硫酸将生成的溴化氢氧化生成溴单质，根据相似相溶原理知，溴易溶于溴乙烷中而使溴乙烷呈棕黄色，溴具有强氧化性，能氧化还原性物质，除去溴乙烷中杂质时不能引进新的杂质，
A．NaOH溶液能促进溴乙烷水解，故不选；        
B．溴在H2O中溶解度不大，故不选；        
C．Na2SO3溶液具有还原性，能被溴氧化，且和溴乙烷不反应，故选；        
D．CCl4能溶解溴乙烷和溴，故不选；
故选C；
（4）要检验溴乙烷中的溴元素，应该先将溴乙烷中的溴原子转化为自由移动的溴离子，然后再用硝酸银溶液检验溴离子，所以其检验方法是：取少量溶液于试管中，然后向试管中加入少量NaOH溶液并加热，冷却后向溶液中加入稀硝酸，最后加入硝酸银溶液，根据是否产生淡黄色沉淀判断溴元素，
所以其操作步骤是④①⑤③②，
故答案为：④①⑤③②；
（5）在加热条件下，溴乙烷和氢氧化钠的醇溶液发生消去反应生成乙烯和HBr，HBr、乙醇极易溶于水，乙醇和HBr都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，乙烯不易溶于水，乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，
所以看到的现象是：右边试管中酸性高锰酸钾溶液褪色，左边试管中水的作用是除去乙醇等咋做的干扰，
故答案为：酸性高锰酸钾褪色；除去乙醇等杂质等干扰．

点评 本题考查物质制备实验，为高频考点，明确实验原理及基本操作步骤是解本题关键，知道卤代烃中卤元素检验方法及实验现象，易错点是（5）中乙醇能被酸性高锰酸钾溶液氧化，题目难度不大．

练习册系列答案
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14．2Na+Cl2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2NaCl反应过程中发生了电子的得失：
钠元素从0价升高到+1价，一个钠原子失去一个电子，钠元素被氧化
氯元素从0价降低到-1价，一个氯原子得到一个电子，氯元素被还原．
11．实验室制备1，2-二溴乙烷的反应原理如下：
CH3CH2OH$→_{170℃}^{H_{2}SO_{4}（浓）}$CH2=CH2
CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚．
用少量的溴和足量的乙醇制备1，2-二溴乙烷的装置如图所示：
有关数据列表如下：
    乙醇1，2-二溴乙烷    乙醚
    状态  无色液体   无色液体  无色液体
密度/g•cm-3    0.79    2.2    0.71
  沸点/℃    78.5    132    34.6
  熔点/℃    一l30    9-1l6
回答下列问题：
（1）在此制各实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右，其最主要目的是d；（填正确选项前的字母）
a．引发反应    b．加快反应速度     c．防止乙醇挥发   d．减少副产物乙醚生成
（2）在装置C中应加入c，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体：（填正确选项前的字母）
a．水    b．浓硫酸       c．氢氧化钠溶液       d．饱和碳酸氢钠溶液
（3）若产物中有少量副产物乙醚．可用蒸馏的方法除去；
（4）反应过程中应用冷水冷却装置D，其主要目的是避免溴大量挥发，但又不能过度冷却（如用冰水），其原因是产品1，2-二溴乙烷的熔点（凝固点）低，过度冷却会凝固而堵塞导管．
8．化学在物质制备和环保领域有着重要的运用．
Ⅰ高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途．湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示．
湿法强碱性介质中，Fe（NO3）3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
干法Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物
（1）工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如图1所示：
①反应I的化学方程式为2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O．
②反应II的离子方程式为3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O．
③已知25℃时Fe（OH）3的Ksp=4.0×10-38，反应II后溶液中c（Fe3+）=4×10-5mol•L-1，则Fe3+完全沉淀时的pH=3．
（2）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒，在水中被还原生成Fe（OH）3胶体、有吸附性起净水作用．
（3）干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3﹕1．
（4）高铁电池是正在研制中的可充电干电池，图2为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出的高铁电池的优点有放电时间长、工作电压稳定．
15．如图所示为苯和溴的取代反应的实验改进后的装置图，其中A为具有支管的试管改制成的反应容器，在其下端开了一个小孔，塞好石棉绒，再加入少量铁屑粉．

填写下列空白：
（1）向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液，几秒钟内就会发生反应．该反应中铁屑粉的作用是催化剂，写出A中发生反应的化学方程式（有机物写结构简式）．
（2）试管C中苯的作用是吸收Br2蒸气．反应开始后，观察D和E两支试管，看到的现象为D、E液面上有白雾，D管中石蕊试液变红，E中有淡黄色沉淀生成．
（3）F中发生反应的离子方程式是H++OH-=H2O．
（4）在上述整套装置中，采取了防倒吸措施的装置是DEF（填字母代号）．
（5）实验室得到粗溴苯后，要用如下操作精制：①蒸馏  ②水洗  ③用干燥剂干燥  ④10% NaOH溶液洗  ⑤水洗．正确的操作顺序是B（填写序号）
A．①②③④⑤B．②④⑤③①C．④②③①⑤D．②④①⑤③
5．过碳酸钠（Na2CO4）在洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域有大量应用．
已知：过碳酸钠与硫酸溶液反应的化学方程式如下：
Na2CO4+H2SO4→Na2SO4+H2O2+CO2↑      2H2O2→2H2O+O2↑
为测定已变质的过碳酸钠（含碳酸钠）的纯度，设计如图所示的实验：Q为-具有良好的弹性的气球（不与反应物和生成物反应），称取一定量的样品和少量二氧化锰放于其中，按图安装好实验装置，打开分液漏斗的活塞，将稀H2SO4滴入气球中．
（1）Q内发生反应生成的气体为CO2、O2．在样品中加入少量二氧化锰的目的是使双氧水完全分解成氧气．导管a作用是平衡分液漏斗上、下的压强，使稀H2SO4顺利滴下．
（2）为测出反应时生成气体的总体积，滴稀H2SO4前必须关闭K1、K2（填K1、K2或K3，下同）．打开K3．
（3）当上述反应停止，将K1、K2、K3处于关闭状态，然后先打开K2，再缓缓打开K1，这时可观察到的现象是气球Q慢慢缩小，左侧导管有气泡生成，b中装的碱石灰的作用是吸收二氧化碳，为何要缓缓打开K1的理由是控制气体流速，使CO2被充分吸收．
（4）实验结束时，量筒I中有xmL水，量筒Ⅱ中收集到ymL气体（上述体积均已折算到标准状况），则过碳酸钠的纯度是$\frac{12200y}{53x-37y}$%
（5）某同学实验测得的过碳酸钠的纯度超过100%，你认为可能的原因是BC
A．气体滞留在Q和导气管中，未全部进入量筒Ⅱ
B．量筒Ⅱ读数时，量筒液面高于水槽液面
C．右侧量筒Ⅰ和储液集气瓶连接导管内的液体没有计入读数x
D．气体体积数值x、y没有扣除滴加的硫酸的体积．
12．已知H+（aq）+OH-（aq）═H2O（l）△H=-57.3kJ•mol-1．回答有关中和反应的问题．

（1）用0.1mol Ba（OH）2配成稀溶液与足量稀硝酸反应，能放出11.46kJ热量．
（2）如图装置中仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒，仪器B的名称是温度计；
（3）若通过实验测定中和热的△H，其结果常常大于-57.3kJ•mol-1，其原因可能是实验过程中难免有热量散失．
（4）用相同浓度和体积的氨水（NH3•H2O）代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会偏小（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
（5）已知氢气与氧气生成1mol液态水放出286kJ热量，则这个反应的热化学方程式H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（l）△H=-286kJ/mol．
9．（1）0.5mol CH4的质量是8g，在标准状况下的体积为11.2L；含1.204×1024个氢原子．
（2）将标准状况下22.4L的HCl 溶于水配成200mL的溶液，所得溶液的物质的量浓度为5mol/L；配制300mL 0.5mol•L-1氯化钠溶液，需要1.5mol•L-1的氯化钠溶液的体积是100 mL．
（3）下列数量的各物质所含原子数按由大到小的顺序排列是③①④②．
①0.5molCO2  ②标准状况下22.4L氦气    ③4℃时18mL水   ④0.2mol硫酸酸．
10．0.2mol下列气体分别与1L 0.2mol/L的NaOH溶液反应，形成的溶液pH最小的是（　　）
A．SO2B．NO2C．SO3D．CO2

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