题目内容

【题目】三氯化碘(IC13)在药物合成中用途非常广泛。已知ICl3熔点33℃,沸点73℃,有吸湿性,遇水易水解。某小组同学用下列装置制取ICl3(部分夹持和加热装置省略)。

(1)按照气流方向连接接口顺序为a→__________________________________________。装置A中导管m的作用是____________________________________________。

(2)装置C用于除杂,同时作为安全瓶,能监测实验进行时后续装置是否发生堵塞,若发生堵塞C中的现象为____________________________________________________。

(3)氯气与单质碘需在温度稍低于70℃下反应,则装置E适宜的加热方式为____________。装置E中发生反应的化学方程式为_________________________________________。

(4)该装置存在的明显缺陷是_____________________________________。

(5)粗碘的制备流程为:

操作Y用到的玻璃仪器有烧杯、____________,操作Z的名称为__________。

【答案】a→d→e→b→c→g→h→f。(接口b与c、g与h可互换) 使浓盐酸顺利滴下 锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升 水浴加热 3Cl2+I2 2ICl3 缺少尾气处理装置 分液漏斗 蒸馏

【解析】

(1)装置连接顺序为制取氯气装置、净化氯气装置、干燥氯气装置、氯气反应装置、防止潮解装置;

(2)装置C作安全瓶,监测实验进行时B中是否发生堵塞,B发生堵塞时,C中压强增大,利用压强对液体作用分析实验现象;

(3)水浴的温度不超过100℃,且水浴加热能简便控制加热温度,使受热容器受热均匀;根据已知物质、制备物质,结合反应条件及氧化反应反应规律书写反应方程式;

(4)氯气是有毒的气体,要有尾气处理装置;

(5)操作Y是萃取,使用分液漏斗和烧杯;操作Z是蒸馏。

(1)在装置A中用浓盐酸与MnO2混合加热制取Cl2,浓盐酸易挥发,使反应制取的氯气中含有氯化氢、水蒸气等杂质,通过装置C除去HCl杂质,再通过装置B干燥,得到干燥、纯净的氯气,然后在装置E中氯气与碘单质反应制得ICl3;为防止ICl3潮解,后面连接盛有干燥剂的D装置,防止空气中的水蒸气进入到制取E装置。故按照气流方向连接装置接口顺序为a→d→e→b→c→g→h→f。(接口b与c、g与h可互换);在装置A中导管m使分液漏斗中的液体上下压强一致,这样分液漏斗中的浓盐酸就可以顺利滴下;

(2)装置C亦是安全瓶,监测实验进行时B中是否发生堵塞,若装置B发生堵塞,C中气体压强增大,液体会进入到长颈漏斗中,使锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升;

(3)因水浴加热能简便控制加热的温度,且能使反应试管受热均匀,由于氯气与单质碘需在温度稍低于70℃下反应,故应采取水浴加热的方式;在装置E中Cl2与I2在低于70℃温度下发生反应:3Cl2+I2 2ICl3;

(4)Cl2是有毒气体,盛有无水氯化钙的干燥管只能吸收水分,不能吸收氯气,这样就会造成大气污染。若将无水CaCl2换成碱石灰,就可以吸收氯气和水蒸气,避免了大气污染,故该装置的缺陷是缺少尾气处理装置;

(5)操作Y是加入CCl4将溶质I2从碘水中萃取分离出来,所用到的玻璃仪器有烧杯和分液漏斗;分离碘的四氯化碳溶液中溶质与溶剂可以根据二者沸点不同,用蒸馏的方法分离它们。

练习册系列答案
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(1)已知CH3OH (g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l ) △H1=-363 kJ/mol

2H2(g)+O2(g)===2H2O(1) △H2=-571.6kJ/mol

H2O(1)====H2O(g) △H3=+44 kJ/ mol

则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的反应热△H=___________。

(2)该反应常在230~280℃、1.5MPa条件下进行。采用催化剂主要组分为CuO-ZnO-Al2O3。催化剂活性组分为单质铜,因此反应前要通氢气还原。写出得到活性组分的反应的化学方程式:__________________________________________。使用不同催化剂时,该反应反应热△H__________(填“相同”或“不同”)

(3)该反应可以看作以下两个反应的叠加:

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),平衡常数K1;

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),平衡常数K2;

则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数K=___________(用含K1、K2的代数式表示)

(4)反应过程中,发现尾气中总会含有一定浓度的CO,为了减少其浓度,可以采取的措施为_________________________________(写一条即可)

(5)为了提高反应速率,采取的措施可以有___________。

A.使用高效催化剂 B.在较高压强下进行 C.降低压强 D.充入高浓度CO2

(6)有人研究了用电化学方法把CO2转化为CH3OH,其原理如图所示:

则图中A电极接电源___________极。已知B电极为惰性电极,则在水溶液中,该极的电极反应为______________________。

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