题目内容

1.卤代烃是有机合成的重要中间体,某化学兴趣小组的同学查阅资料发现:加热l-丁醇、浓H2SO4和溴化钠混合物可以制备1-溴丁烷.发生反应:CH3CH2CH2CH2OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH3CH2CH2CH2Br+H2O.还会有烯、醚等副产物生成.反应结束后将反应混合物蒸馏,分离得到1-溴丁烷,已知相关有机物的性质如下:
熔点/℃沸点/℃
1-丁醇-89.53117.25
1-溴丁烷-112.4101.6
丁醚-95.3142.4
1-丁烯-185.3-6.5


(1)制备1-溴丁烷的装置应选用上图中的C(填序号).反应加热时的温度不宜超过100℃,理由是防止1-溴丁烷因气化而逸出,影响产率且温度太高,浓硫酸氧化性增强,可能氧化溴化氢.
(2)制备操作中,加入的浓硫酸和溴化钠的作用是二者反应生成HBr.
(3)反应结束后,将反应混合物中1-溴丁烷分离出来,应选用的装置是D,(填序号);该操作应控制的温度(t)范围是101.6℃≤t<117.25℃.
(4)欲除去溴代烷中的少量杂质Br2,下列物质中最适合的是c.(填字母)
a.NaI           b.NaOH           c.Na2SO3         d.KCl.

分析 (1)实验室用加热1-丁醇、溴化钠和浓H2SO4的混合物的方法来制备1-溴丁烷时,发生反应生成产物中含有易溶于水的溴化氢,还会有烯、醚等副产物生成,吸收装置需要防倒吸;依据1-溴丁烷沸点101.6分析;
(2)浓硫酸和溴化钠反应可以生成溴化氢,可以避免开始直接加入浓氢溴酸时溴化氢的挥发;
(3)反应结束后将反应混合物蒸馏,分离得到1-溴丁烷,根据图表数据分析控制的温度范围;
(4)溴代烷在碱溶液中水解,碘化钠和溴单质反应生成碘单质,氯化钾不能除去溴单质.

解答 解:(1)实验室用加热1-丁醇、溴化钠和浓H2SO4的混合物的方法来制备1-溴丁烷时,发生反应生成产物中含有易溶于水的溴化氢,还会有烯、醚等副产物生成,吸收装置需要防倒吸;制备1-溴丁烷的装置应选用上图中C;1-溴丁烷沸点101.6,反应加热时的温度不宜超过100℃,防止1-溴丁烷因气化而逸出,影响产率且温度太高,浓硫酸氧化性增强,可能氧化溴化氢,
故答案为:C;防止1-溴丁烷因气化而逸出,影响产率且温度太高,浓硫酸氧化性增强,可能氧化溴化氢;
(2)浓硫酸和溴化钠反应可以生成溴化氢,可以避免开始直接加入浓氢溴酸时溴化氢的挥发;
故答案为:二者反应生成HBr;
(3)反应结束后将反应混合物蒸馏,分离得到1-溴丁烷,应选用的装置为D,根据图表数据温度应控制在101.6℃≤t<117.25℃;
故答案为:D;101.6℃≤t<117.25℃;
(4)欲除去溴代烷中的少量杂质Br2,
a.NaI和溴单质反应,但生成的碘单质会混入,故a不选;
b.溴单质和氢氧化钠反应,溴代烷也和NaOH溶液中水解反应,故b不选;
c.溴单质和Na2SO3 溶液发生氧化还原反应可以除去溴单质,故c选;
d.KCl不能除去溴单质,故d不选;
故答案为:c.

点评 本题考查了物质性质实验制备方法的分析判断,物质性质分析理解,注意实验基本操作的应用,装置选择应用是解题关键,题目难度中等,试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力.

练习册系列答案
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11.滴定实验是化学学科中重要的定量实验.请回答下列问题:
(1)酸碱中和滴定--用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液.
①下列操作会造成测定结果偏高的是CD(填选项字母).
A.滴定终点读数时,俯视滴定管刻度,其他操作正确
B.盛NaOH溶液锥形瓶用蒸馏水洗后,未用NaOH溶液润洗
C.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗
D.滴定前,滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
②某学生的实验操作如下:
A.用碱式滴定管取稀NaOH溶液25.00mL,注入锥形瓶中,加入甲基橙作指剂
B.用待测定的溶液润洗碱式滴定管
C.用蒸馏水洗干净滴定管
D.取下酸式滴定管,用标准HCl溶液润洗后,注入标准液至“0”刻度以 上2~3cm处,再把滴定管固定好,调节液面至“0”刻度或“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
a.滴定操作的正确顺序是(用序号填写)ECBADGF;
b.在G操作中如何确定滴定终点?当滴进最后一滴溶液由黄色变橙色,且半分钟内不变色.
(2)氧化还原滴定:取草酸溶液于锥形瓶中,加适量稀硫酸,用浓度为0.1mol•L-1的高锰酸钾溶液滴定,发生反应为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+10CO2↑+22MnSO4+8H2O,表格记录了实验数据:
滴定次数待测液体积
(mL)
标准KMnO4溶液体积(mL)
滴定前读数滴定后读数
第一次25.000.5020.40
第二次25.003.0023.00
第三次25.004.0024.10
①滴定时,KMnO4溶液应装在酸(“酸”或“碱”)式滴定管中,达终点时的现象是锥形瓶中溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色.
②该草酸溶液的物质的量浓度为0.2mol/L.
12.亚硝酸钠是一种工业盐,用途广泛;外观与食盐非常相似,但毒性较强.某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行了如下探究:
㈠鉴别NaCl和NaNO2
(1)测定溶液pH
用pH试纸分别测定0.1mol•L-1两种盐溶液的pH,测得NaNO2溶液呈碱性.NaNO2溶液呈碱性的原因是NO2-+H2O?HNO2+OH-(用离子方程式解释),NaNO2溶液中c(HNO2)=c(OH-)-c(H+)(用溶液中其它离子的浓度关系式表示).
(2)沉淀法
取2mL0.1mol•L-1两种盐溶液于试管中,分别滴加几滴稀硝酸银溶液,两只试管均产生白色沉淀,分别滴加几滴稀硝酸并振荡,盛NaNO2溶液的试管中沉淀溶解.该温度下Ksp(AgNO2)=2×10-8 (mol•L-1)2; Ksp(AgCl)=1.8×10-10(mol•L-1)2,则反应AgNO2(s)+Cl-(aq)═AgCl(s)+NO2-(aq)的化学平衡常数K=$\frac{1000}{9}$(计算结果写成分数).
(二)实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)备亚硝酸钠.

已知:①2NO+Na2O2=2NaNO2;
②酸性条件下,NO和NO2都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+;Na2O2能使酸性高锰酸钾溶液褪色.
(1)加热装置A前,先通一段时间N2,目的是排出装置中的空气.
(2)装置A中发生反应的化学方程式为C+4HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O,装置B的作用是吸收A中反应生成的二氧化氮气体,生成硝酸,与铜再反应生成一氧化氮气体.
(3)仪器C的名称为干燥管,其中盛放的药品为碱石灰(填名称).
9.过氧化尿素是一种新型漂白剂、消毒剂.合成过氧化尿素的流程及反应器的示意图如图:

过氧化尿素的部分参数见表:
分子式 外观 热分解温度 熔点
 CO(NH2)2•H2O2 白色晶体 45℃75~85℃
(1)流程中操作①是过滤,用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒;
(2)反应器中发生反应的化学方程式为CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2•H2O2;
(3)反应器中冷凝管中的冷水从b(填“a”或“b”)口流进,反应器加热温度不能太高的原因是温度过高,产品易分解,致使活性氧含量降低;
(4)搅拌器不能选择铁质或铝质材料的原因是铝、铁易被氧化;
(5)为测定产品中过氧化尿素的含量,称取干燥样品12.0g,溶于水,在250mL容量瓶中定容.准确量取25.00mL于锥形瓶中,加入1mL6mol/L硫酸,然后用0.20mol/L的KMnO4标准溶液滴定(KMnO4溶液与尿素不反应),平行实验三次,实验结果如表:
实验序号123
 KMnO4溶液的体积/mL滴定前读数0.000.002.00
滴定后读数19.9820.0022.02
①KMnO4溶液应盛放在酸 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中,滴定终点的现象为滴入最后一滴KMnO4溶液时,溶液显浅红色,且半分钟内不褪色;;
②若滴定前滴定管尖嘴处无气泡,滴定后有气泡.则会使测得的过氧化尿素的含量偏低 (填“偏高”“偏低”或“不变”).
③产品中过氧化尿素的质最分数为78.3%.
16.溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:
苯溴溴苯
密度/g•cm-30.883.101.50
沸点/°C8059156
水中溶解度微溶微溶微溶
按下列合成步骤回答问题:
(1)在a中加入15mL无水苯和少量铁屑.在b中小心加入4.0mL液态溴.向a中滴入几滴溴,有白雾产生,继续滴加至液溴滴完.
①写出实验室合成溴苯的化学方程式C6H6+Br2$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$C6H5Br+HBr;
②装置c的作用是使溴和苯冷凝回流;
③装置d的作用是吸收HBr和Br2;
④用胶头滴管从d中吸取少量溶液于试管中加入硝酸酸化,再滴加硝酸银溶液,有浅黄色沉淀生成,能否证明a中发生了取代反应?为什么?不能.因Br2与NaOH反应生成的Br-会与Ag+结合生成浅黄色沉淀.
(2)当液溴滴加完成后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤.用NaOH溶液洗涤的作用是除去HBr和未反应的Br2.
③向分离出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤.加入氯化钙的目的是除去粗溴苯中的水.
(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有杂质要进一步提纯,下列操作中必须的是C(填字母).
A.重结晶            B.过滤             C.蒸馏             D.萃取
(4)在该实验中,a的容积最适合的是B(字母).
A.25mL              B.50mL             C.250mL            D.500mL.
6.硝酸铜是常用的一种无机化学试剂
(1)工业上以粗铜为原料采取如图1所示流程制备硝酸铜晶体:

①在步骤a中,还需要通入氧气和水,其目的是将NOx转化为硝酸,提高原料的利用率,减少污染物的排放
②在保温去铁的过程中,为使Fe3+沉淀完全,可以向溶液中加入CuO调节溶液的pH,根据下表数据,溶液的pH应保持在3.2--4.7范围
氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+1.93.2
Cu2+4.76.7
③在滤液蒸发浓缩步骤中,适当加入稀硝酸的作用是抑制加热过程中Cu2+的水解
(2)某研究学习小组将一定质量的硝酸铜晶体【Cu(NO3)2.6H2O】放在坩埚中加热,在不同温度阶段进行质量分析,绘制出剩余固体质量分数与温度关系如图2所示.据图回答下列问题:
①当温度27℃<T<120℃时,反应的化学方程式为Cu(NO3)2•6H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu(NO3)2•3H2O+3H2O
②剩余固体质量为38.4g时,固体成分为【Cu(NO3)2•2Cu(OH)2】当温度120℃<T<800℃时,反应的化学方程式为3Cu(NO3)2•3H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu(NO3)2•2Cu(OH)2+4NO2↑+O2↑+7H2O (此温度下,HNO3也分解)
③当剩余固体质量为21.6g时,固体的化学式为Cu2O
(3)制备无水硝酸铜的方法之一是用Cu与液态N2O4反应,反应过程
中有无色气体放出,遇到空气变红棕色.反应的化学方程式是Cu+2N2O4=Cu(NO3)2+2NO↑.
13.CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂.以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2•6H2O的一种新工艺流程如图:

已知:
①钴与盐酸反应的化学方程式为:Co+2HCl→CoCl2+H2↑
②CoCl2•6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴.
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3
开始沉淀2.37.57.63.4
完全沉淀4.19.79.25.2
(1)在上述工艺中,用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料,其主要优点为减少有毒气体的排放,防止大气污染;防止产品中混有硝酸盐;.
(2)加入碳酸钠调节pH至a,a的范围是5.2~7.6.
(3)操作Ⅰ包含3个实验基本操作,它们依次是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤.
(4)制得的CoCl2•6H2O在烘干时需减压烘干的原因是降低烘干温度,防止产品分解.
(5)为测定产品中CoCl2•6H2O含量,某同学将一定量的样品溶于水,再向其中加入足量的AgNO3溶液,过滤,并将沉淀烘干后称量其质量.通过计算发现产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是样品中含有NaCl杂质,CoCl2•6H2O烘干时失去了部分结晶水.
(6)在实验室,为了从上述产品中获得纯净的CoCl2•6H2O,通常先将产品溶解在乙醚中,除去不溶性杂质后,再进行蒸馏操作.
10.实验室用乙醇、浓硫酸和溴化钠反应来制备溴乙烷,其反应原理和实验的装置如下(反应需要加热,图中省去了加热装置):
H2SO4(浓)+NaBr$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO4+HBr↑
CH3CH2OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH3CH2Br+H2O.有关数据见下表:
乙醇溴乙烷溴
状态无色液体无色液体深红色液体
密度/(g•cm-3)0.791.443.1
沸点/℃78.538.459
(1)A中放入沸石的作用是防止液体瀑沸,B中进水口为b(填“a”或“b”)口.
(2)实验中用滴液漏斗代替分液漏斗的优点为平衡压强,使浓磷酸顺利流下
(3)氢溴酸与浓硫酸混合加热发生氧化还原的化学方程式为2HBr+H2SO4(浓)=Br2+SO2↑+2H2O
(4)加热A的目的是加快反应速率,蒸馏出溴乙烷,F接橡皮管导入稀NaOH溶液,其目的是吸收SO2、溴乙烷和溴蒸汽,防止防止空气污染.
(5)图中C中的导管E的末端须在水面以下,其原因是冷却并减少溴乙烷的挥发.
(6)将C中的馏出液转入锥形瓶中,边振荡边逐滴滴入浓H2SO41~2mL以除去水、乙醇等杂质,然后经过操作M,使经硫酸处理后的溴乙烷转入蒸馏瓶,加热蒸馏,收集到38~40℃的馏分约9.3g.
①操作M的名称为分液;为了控制38~40℃,加热使用水浴加热法
②从乙醇的角度考虑,本实验所得溴乙烷的产率是49.7%
(乙醇的相对分子质量为46,溴乙烷的相对分子质量为109)

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