题目内容

12．实验室模拟合成和CH3CH2CH2Br的方法如图1．

已知：甲苯和液溴在有少量水存在时也能反应（如图2）：

实验室模拟合成对溴甲苯和1-溴丙烷的流程和相关数据如表：
物质甲苯1-丙醇1-溴丙烷对溴甲苯邻溴甲苯
沸点（℃）110.897.271184.3181.7
（1）实验室存放液溴的试剂瓶需密闭，同时瓶中要加入水（或H2O或蒸馏水），以减少溴的挥发．写出甲苯和液溴反应生成对溴甲苯的化学方程式．
（2）反应装置如图3所示：
①图中玻璃仪器a的名称是冷凝管，方块b中为某玻璃仪器，其名称是分液漏斗．
②三颈烧瓶中开始加入了甲苯、铁粉和水．加入的适量水的作用是：易于控制温度和吸收反应生成的HBr气体．加热搅拌操作中加入浓硫酸，完成1-丙醇的取代反应，浓硫酸的作用是催化剂．
（3）操作I的名称是分液，操作Ⅲ的名称是蒸馏．
（4）操作I分离出的水溶液中含有HBr、H2SO4和Fe3+，某同学为测定溶液的pH，设计方案如下：将所得水溶液稀释至l000mL，取出20.00mL，用0.1000mol•L-1 NaOH溶液滴定，以测定溶液pH．该同学认为无需加入指示剂，也能完成滴定．他提出这一观点的理由是滴定终点时，有红褐色Fe（OH）3沉淀生成，可以指示滴定终点．

分析 （1）液溴为深红棕色液体，易挥发，为减少挥发，可用水封的方法保存；甲苯和液溴反应生成对溴甲苯和溴化氢，发生取代反应；
（2）甲苯与1-丙醇共热合成对溴甲苯和1-溴丙烷，加热搅拌操作中加入浓硫酸，搅拌，完成1-丙醇的取代反应，浓硫酸起到催化剂的作用，为提高氢溴酸和1-丙醇的利用（转化）率，加热微沸2小时，使之充分反应，然后用分液漏斗分离，粗对溴甲苯中还含有的最主要杂质为邻溴甲苯，可利用物质的沸点差异，用加热冷凝（蒸馏或分馏）的方法分离，以此解答该题；
①依据装置图分析仪器名称和作用，b处是加入粗产品的仪器用分液漏斗分液加入；
②依据生成的溴化氢极易溶于水分析其作用；
（3）依据上述分析可知操作Ⅰ时分液，操作Ⅲ为蒸馏分离方法；
（4）水溶液中含有H2SO4和Fe3+，为测定HBr的物质的量，滴入氢氧化钠溶液到最后一滴生成红褐色沉淀证明溴化氢完全反应．

解答 解：（1）实验室存放液溴的试剂瓶需密闭，液溴为深红棕色液体，易挥发，为减少挥发，可用水封的方法保存，以减少溴的挥发；甲苯和液溴发生取代反应生成对溴甲苯的化学方程式：
故答案为：水（或H2O或蒸馏水）；；
（2）甲苯与1-丙醇共热合成对溴甲苯和1-溴丙烷，加热搅拌操作中加入浓硫酸，搅拌，完成1-丙醇的取代反应，浓硫酸起到催化剂的作用，为提高氢溴酸和1-丙醇的利用（转化）率，加热微沸2小时，使之充分反应，然后用分液漏斗分离，粗对溴甲苯中还含有的最主要杂质为邻溴甲苯，可利用物质的沸点差异，用加热冷凝（蒸馏或分馏）的方法分离，以此解答该题；
①依据装置图分析仪器名称和作用分析仪器a为冷凝管，b处是加入粗产品的仪器用分液漏斗分液加入，方块b中为某玻璃仪器为分液漏斗；
故答案为：冷凝管；分液漏斗；
②依据生成的溴化氢极易溶于水分析，三颈烧瓶中开始加入了甲苯、铁粉和水．加入的适量水的作用是：易于控制温度和吸收溴化氢，加热搅拌操作中加入浓硫酸，完成1．丙醇的取代反应，浓硫酸的作用是催化剂的作用；
故答案为：吸收反应生成的HBr气体；催化剂；
（3）依据上述分析可知操作Ⅰ时分液，操作Ⅲ为蒸馏分离方法，故答案为：分液；蒸馏；
（4）水溶液中含有H2SO4和Fe3+，为测定HBr的物质的量，滴入氢氧化钠溶液到最后一滴生成红褐色沉淀证明溴化氢完全反应；
故答案为：滴定终点时，有红褐色Fe（OH）3沉淀生成，可以指示滴定终点．

点评 本题考查了物质制备的方法分析和流程判断，装置仪器的作用理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．下列变化中不可能通过一步反应完成的是（　　）
A．Al      Al2O3B．Al2O3NaAlO2C．Fe       Fe3O4D．Fe       Fe（OH）2
3．某醇与足量的金属钠反应，产生的氢气与醇的物质的量之比为1：1，则该醇可能是（　　）
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20．几种短周期元素的原子半径和主要化合价见表，下列有关说法中，正确的是（　　）
元素符号XYZLMQ
原子半径/nm0.1600.1430.1020.0990.0770.066
主要化合价+2+3+6、-2+7、-1+4、-4-2
A．离子半径大小：r（X2+）＞r（Q2-）
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7．斯坦福大学B．M．Trost教授提出了绿色化学的核心概念--原子经济性．我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性，其计算公式为：
原子利用率=$\frac{目标生成物的量}{参加该反应所有反应物的总质量}$×100%
下面是新型自来水消毒剂ClO2的四种生产方法．
（1）氯酸钠和盐酸法：本方法的化学方程式为2NaClO3+4HCl→2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O
现有浓度为32%的盐酸（ρ=1.1593g/cm3），求该盐酸的物质的量浓度10.16mol/L，若要制取1mol ClO2，至少需要该浓度的盐酸196.85mL．（保留两位小数，下同）
（2）电解亚氯酸钠法：本方法是用惰性电极电解亚氯酸钠溶液，原子利用率为62.2%，其阳极电极反应式为：ClO2--e→ClO2↑，阴极电极反应式为：2H2O+2e→H2↑+2OH-．
①求该反应的化学方程式：2NaClO2+2H2$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2ClO2↑+2NaOH+H2↑；
②在标准状况下，用该方法电解500mL亚氯酸钠溶液，反应一段时间后，测得溶液的pH为13（体积变化忽略不计），求得到的ClO2的体积？（写出计算过程）氢氧根离子的物质的量为：0.1mol/L×0.5L=0.05mol，即氢氧化钠和物质的量为：0.05mol，而n（ClO2）=n（NaOH），所以体积为：0.05mol×22.4L/mol=1.12L
（3）亚氯酸钠和氯气法：本方法的化学方程式为2NaClO2+Cl2→2NaCl+2ClO2，求该反应的原子利用率．（写出计算过程）m（ClO2）=2mol×67.5g/mol=135g，m（NaClO2）=2mol×90.5g/mol=181g，m（Cl2）=1mol×71g/mol=
71g，原子利用率=$\frac{135g}{181g+71g}$×100%=53.57%
（4）联合工艺法：此方法的反应原理由三步组成：
①电解氯化钠NaCl+3H2O$\stackrel{电解}{→}$NaClO3+3H2↑
②氢气和氯气合成氯化氢
③生成二氧化氯2NaClO3+4HCl→2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O
此方法的原子利用率最大为94.4%．
17．只用一种试剂就可以鉴别乙酸、乙酸乙酯、葡萄糖溶液和蔗糖溶液，这种试剂是（　　）
A．NaOH溶液B．石蕊试液C．Cu（OH）2悬浊液D．Na2CO3溶液
4．根据所学知识回答下列问题：
（1）有pH均为2的a盐酸、b醋酸两瓶溶液．与足量锌反应放出等体积H2所需时间的长短顺序是a＞b（用“＞”、“＜”、“=”表示，下同）；完全中和等物质的量的NaOH溶液需两种酸的体积大小顺序是a＞b．
（2）已知：25℃时水的离子积为1×10-14．试回答：
①取pH=5的H2SO4溶液1mL加水稀释至1000mL后溶液中c（H+）：c（SO42-）=20：1．
②将体积为Va、pH=13的NaOH溶液与体积为Vb、pH=1的H2SO4溶液混合：
若所得混合液为中性，则Va：Vb=1：1；
若所得混合液pH=2，则Va：Vb=9：11．
1．下列有关物质性质的应用正确的是（　　）
A．液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂
B．氯化钠是电解质，可电解其水溶液获得金属钠
C．SO2有还原性，常用来漂白纸浆
D．四氯化碳密度比水大，可用于萃取溴水中的溴
5．下列离子方程式改写成化学方程式正确的是（　　）
A．Cu2++2OH-═Cu（OH）2↓      CuCO3+2NaOH═Cu（OH）2↓+Na2CO3
B．CO32-+2H+═CO2↑+H2O       BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O
C．Ca2++CO32-═CaCO3↓        Ca（NO3）2+NaHCO3═CaCO3↓+Na（NO3）2
D．H++OH-═H2O               2KOH+H2SO4═K2SO4+2H2O

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