Question

14．煤的干馏是煤气化的重要方法，也是煤综合利用最“古老”的、最简单的方法．某实验小组根据教材习题设计了煤干馏实验，装置如图所示．实验时，取约2-3g的煤粒，在研体中研磨至粉末状态；用药匙将煤粉放入试管中，在具支试管中加入2mL水，按照如图所示安装好装置；点燃酒精灯，对试管预热后再集中受热，待具支试管中气泡产生的速度均匀后，在具支试管口收集气体，并用明火靠近具支试管口，可以观察到产生的气体能够燃烧．根据上述实验回答下列问题：
（1）煤的干馏属于化学变化（填“物理”或“化学”）；
（2）实验结束后，先把玻璃导管从具支试管的溶液中取出，再熄灭酒精灯，其目的是避免具支试管中的溶液沿玻璃导管倒吸进入热的试管中，导致试管破裂；
（3）取下具支试管，可以发现其中的液体分为两层，取上层澄清、透明的水溶液中滴加酚酞试剂，溶液显红色，用化学方程式解释其原因：NH₃．H₂O?NH₄⁺+OH^-；下层的黑色粘稠物中含有有机物苯，写出苯在一定条件下与HNO₃反应的化学方程式：+HNO₃$→_{△}^{浓硫酸}$+H₂O；
（4）通过查阅资料，该实验小组的同学发现收集的气体除具有可燃性，还有多种用途．其中一种气体A有如下转换关系：

写出指定反应的化学方程式：
①CH₂=CH₂+H₂O$\stackrel{催化剂}{→}$CH₃CH₂OH；
④CH₃CH₂OH+CH₃COOH$→_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；
⑤nCH₂=CH₂$\stackrel{催化剂}{→}$．

Answer 1

分析 （1）煤的干馏属于化学变化；
（2）防止溶液倒吸；
（3）水层有溶解的氨气，氨水显碱性；苯与浓硝酸、浓硫酸在加热条件下发生取代反应生成硝基苯；
（4）气体A与反应生成B，B可以连续氧化得到D，可知A为CH₂=CH₂、B为CH₃CH₂OH、C为CH₃CHO、B为CH₃COOH、D为CH₃COOCH₂CH₃，乙烯发生加聚反应得到F为．

解答 解：（1）煤的干馏是再隔绝空气条件下强热，发生复杂的化学变化，
故答案为：化学；
（2）先把玻璃导管从具支试管的溶液中取出，再熄灭酒精灯，其目的是：避免具支试管中的溶液沿玻璃导管倒吸进入热的试管中，导致试管破裂，
故答案为：避免具支试管中的溶液沿玻璃导管倒吸进入热的试管中，导致试管破裂，
（3）水层有溶解的氨气，发生电离：NH₃．H₂O?NH₄⁺+OH^-，氨水显碱性，滴加酚酞试剂，溶液显红色，苯与浓硝酸、浓硫酸在加热条件下发生取代反应生成硝基苯，反应方程式为：+HNO₃$→_{△}^{浓硫酸}$+H₂O，
故答案为：NH₃．H₂O?NH₄⁺+OH^-；+HNO₃$→_{△}^{浓硫酸}$+H₂O；
（4）气体A与反应生成B，B可以连续氧化得到D，可知A为CH₂=CH₂、B为CH₃CH₂OH、C为CH₃CHO、B为CH₃COOH、D为CH₃COOCH₂CH₃，乙烯发生加聚反应得到F为．
反应①的化学方程式：CH₂=CH₂+H₂O$\stackrel{催化剂}{→}$CH₃CH₂OH，
反应④的化学方程式：CH₃CH₂OH+CH₃COOH$→_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，
反应⑤的化学方程式：nCH₂=CH₂$\stackrel{催化剂}{→}$，
故答案为：CH₂=CH₂+H₂O$\stackrel{催化剂}{→}$CH₃CH₂OH；CH₃CH₂OH+CH₃COOH$→_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；nCH₂=CH₂$\stackrel{催化剂}{→}$．

点评 本题考查煤的干馏、有机物推断，比较基础，旨在考查学生对基础知识的巩固，熟练掌握官能团的性质与转化．