题目内容
17.某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图1),以环己醇制备环己烯已知:
| 密度(g/cm3) | 熔点(℃) | 沸点(℃) | 溶解性 | |
| 环己醇 | 0.96 | 25 | 161 | 能溶于水 |
| 环己烯 | 0.81 | -103 | 83 | 难溶于水 |
将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入lml浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品.
①A采用水浴加热的优点是均匀受热,容易控制反应温度.
②试管C置于冰水浴中的目的是试管C置于冰水浴中.
(2)制备精品 ①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等.加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在上层(填上或下),分液后用c(填字母,单选)洗涤.
a.KMnO4溶液 b.稀H2SO4 c.Na2CO3溶液
②再将环己烯按图2装置蒸馏,冷却水从g口进入(填g或f).蒸馏时要加入生石灰,目的是生石灰吸收水分,便于蒸馏出更纯净的产品.
③收集产品时,控制的温度应在83℃左右,实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是c(填字母,单选).
a.蒸馏时从70℃开始收集产品
b.环己醇实际用量多了
c.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
(3)以下区分环己烯精品和粗品的方法,合理的是bc.
a.用酸性高锰酸钾溶液 b.用金属钠 c.测定沸点.
分析 (1)①通过水浴,可以使反应物受热均匀,便于控制温度;
②冰水浴的目的是降低环己烯蒸气的温度,使其液化;
(2)①环己烯不溶于氯化钠溶液,且密度比水小,分层后环己烯在上层,由于分液后环己烯粗品中还含有少量的酸和环己醇,提纯产物时用c(Na2CO3溶液)洗涤可除去酸;
②为了增加冷凝效果,冷却水从下口(g)进入;根据生石灰可以吸收水分析;
③根据表中数据可知,馏分环己烯的沸点为83℃;
a、若提前收集,产品中混有杂质,实际产量高于理论产量;
b、制取的环己烯物质的量增大,实验制得的环己烯精品质量高于理论产量;
c、粗产品中混有环己醇,导致测定消耗的环己醇量增大,制得的环己烯精品质量低于理论产量;
(3)根据混合物没有固定的沸点,而纯净物有固定的沸点,据此可判断产品的纯度.
解答 解:(1)①该反应温度为85℃,不易控制,而A采用水浴加热可使其均匀受热,且容易控制反应温度,
故答案为:均匀受热,容易控制反应温度;
②冰水浴的目的是降低环己烯蒸气的温度,使其液化,所以试管C置于冰水浴中目的为:进一步冷却,防止环己烯挥发,
故答案为:使进一步冷却,防止环己烯挥发;
(2)①环己烯是烃类,不溶于氯化钠溶液,且密度比水小,振荡、静置、分层后环己烯在上层,由于分液后环己烯粗品中还含有少量的酸和环己醇,联想:制备乙酸乙酯提纯产物时用c(Na2CO3溶液)洗涤可除去酸,
故答案为:上;c;
②为了增加冷凝效果,蒸馏装置要有冷凝管,冷却水从下口(g)进入;
蒸馏时要加入生石灰,生石灰能够吸收水分,便于蒸馏出更纯净的产品,
故答案为:g;生石灰吸收水分,便于蒸馏出更纯净的产品;
③根据表中数据可知,馏分环己烯的沸点为83℃,故收集产品应控制温度在83℃左右;
a、蒸馏时从70℃开始收集产品,提前收集,产品中混有杂质,实际产量高于理论产量,故a错误;
b、环己醇实际用量多了,制取的环己烯的物质的量增大,实验制得的环己烯精品质量高于理论产量,故b错误;
c、若粗产品中混有环己醇,导致测定消耗的环己醇量增大,制得的环己烯精品质量低于理论产量,故c正确;,故选c;
故答案为:83℃;c;
(3)区别粗品与精品可加入金属钠,观察是否有气体产生,若无气体,则是精品,另外根据混合物没有固定的沸点,而纯净物有固定的沸点,通过测定环己烯粗品和环己烯精品的沸点,也可判断产品的纯度,
故答案为:bc.
点评 本题通过以环己醇制备环己烯的实验,考查了制备方案的设计,涉及物质的分离方法,冷凝,产量的分析等知识,题目难度中等,明确实验目的、实验原理为解答关键,试题培养了学生的分析能力及化学实验能力.
方法一:将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO)2Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂,同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出.
方法二:将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液,以铁棒为阳极,石墨为阴极,电解析出磷酸亚铁锂沉淀.沉淀经过滤、洗涤、干燥,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂.
方法三:某化工厂以铁红、锂辉石LiAl(SiO3)2(含少量Ca2+、Mg2+的盐)、碳粉等原料来生产磷酸亚铁锂.其主要工艺流程如图:
已知:2LiAl(SiO3)2+H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;250-300℃\;}}{\;}$Li2SO4+Al2O3•4SiO2•H2O↓
| 温度/℃ | 20 | 40 | 60 | 80 |
| 溶解度(Li2CO3)/g | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 |
| 溶解度(Li2SO4)/g | 34.2 | 32.8 | 31.9 | 30.7 |
(1)在方法一所发生的反应中,除生成磷酸亚铁锂、乙酸外,还有H2OCO2、NH3(填化学式)等气体生成.
(2)在方法二中,阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为Fe+H2PO4-+Li+-2e-=LiFePO4+2H+
(3)在方法三中,从滤渣Ⅰ中可分离出Al2O3,如图所示.
①请写出生成沉淀的离子方程式Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
②滤渣Ⅱ的主要成分是:Mg(OH)2、CaCO3(填化学式).
③写出在高温下生成磷酸亚铁锂的化学方程式2FePO4+Li2CO3+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2LiFePO4+3CO↑.
(4)在锂离子电池中,需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子迁移的介质,该有机聚合物的单体之一的结构简式如下:
(5)磷酸铁锂动力电池(简称LFP)是一种高效、长寿命的二次电池,其工作原理为:C6Li+FePO4$?_{充电}^{放电}$C6Li(1-x)+(1-x)FePO4+xLiFePO4,电池充电时,阳极中的Li+通过聚合物隔膜向阴极迁移;在放电时,负极中Li+的通过隔膜向正极迁移.充电时的阴极反应式C6Li(1-x)+xLi++xe-═C6Li,若用该电池电解精炼铜,阴极质量增重12.8g,则电池中经过聚合物隔膜的Li+数目为0.4NA.
已知:①NaFeO2遇水强烈水解.②2CrO42-(黄色)+2H+?Cr2O72-(橙色)+H2O请回答下列问题:
(1)将矿石粉碎的目的是增大反应物的表面积,加快反应速率;高温灼烧时Cr2O3发生反应的化学方程式为2Cr2O3+3O2+8NaOH$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Na2CrO4+4H2O.
(2)滤渣1中有红褐色物质,写出生成该物质反应的离子方程式FeO2-+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-.滤渣2的主要成分是Al(OH)3和H2SiO3.
(3)用简要的文字说明Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体,降温析出K2Cr2O7的原因K2Cr2O7的溶解度受温度影响较大,氯化钠的溶解度受温度影响较小.
(4)25℃时,对反应2CrO42-(黄色)+2H+?Cr2O72-(橙色)+H2O,取Na2CrO4溶液进行实验,测得部分实验数据如下:
| 时间/(s) | 0 | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.04 |
| (CrO42-)/(mol•L-1) | 0.20 | 1.6×10-2 | 1.2×10-2 | 1.0×10-2 | |
| (Cr2O72-)/(mol•L-1) | 0 | 9.2×10-2 | 9.4×10-2 | 9.5×10-2 |
②下列有关说法正确的bd.
a.加少量NaHCO3固体,可使溶液的橙色加深
b.0.03s时v(CrO42-)(正)=2v(Cr2O72-)(逆)
c.溶液中c(CrO42-):c(Cr2O72-)=2:1时该反应已达平衡状态
d.反应达到平衡时CrO42-的转化率为95%
| A. | 标准状况下,2.24L氯仿(CHCl3)含0.4NA个共价键 | |
| B. | 1molNaHSO4固体含3NA个离子 | |
| C. | NA个H2分子与NA个I2(g)分子反应生成HI(g),反应后容器中含2NA个分子 | |
| D. | 反应:K35ClO3+6H37Cl═3Cl2↑+KCl+3H2O,当有71gCl2生成时,转移0.5NA个电子 |