题目内容

17．某化学课外小组用如图装置制取溴苯．先向分液漏斗中加入苯和液溴，再将混合液慢慢滴入反应器A（A下端活塞关闭）中．
（1）已知上述反应是放热反应．观察到A中的现象是反应液微沸，有红棕色气体充满A容器
（2）实验结束时，打开A下端的活塞，让反应液流入B中，充分振荡，目的是除去溶于溴苯中的溴，写出有关的化学方程式Br2+2NaOH═NaBr+NaBrO+H2O
（3）C中盛放CCl4的作用是除去溴化氢气体中的溴蒸气
（4）能证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，可向试管D中滴入AgNO3溶液，若产生淡黄色沉淀，则能证明．另一种验证的方法是向试管D中 加入石蕊试液，现象是变红．

分析 铁与溴反应生成溴化铁，在溴化铁催化作用下，苯与溴发生取代反应生成溴苯和HBr，C装置用于除去溴，D吸收HBr，为检验HBr，可加入硝酸银溶液，反应完后，打开活塞，氢氧化钠与溴反应，可除去溴苯中的溴．
（1）苯和液溴在溴化铁催化作用下发生取代反应生成溴苯和溴化氫，该反应是放热反应且反应物溴容易挥发；
（2）溴单质能与氢氧化钠反应而溴苯不能；
（3）CCl4 能溶解溴不能溶解溴化氢；
（4）如果苯和液溴发生的是取代反应，则有HBr生成，如果发生的是加成反应，则无HBr生成，检验溴化氢可说明发生取代反应，检验溴化氢可检验溶液中的溴离子或检验反应后溶液的酸碱性．

解答 解：（1）在催化剂的作用下，苯环上的氢原子被溴原子所取代，生成溴苯，同时有溴化氢生成：发生反应为C6H6+Br2$\stackrel{Fe}{→}$C6H5Br+HBr，该反应放出大量热量，使反应液微沸，且使溴挥发，故HBr气体中混有溴蒸气，呈红棕色，
故答案为：反应液微沸，有红棕色气体充满A容器；
（2）溴单质能与氢氧化钠溶液反应而溴苯不能，因此用氢氧化钠溶液可以除去溴苯中的溴单质，发生Br2+2NaOH═NaBr+NaBrO+H2O，
故答案为：除去溶于溴苯中的溴；Br2+2NaOH═NaBr+NaBrO+H2O；
（3）CCl4 能溶解溴不能溶解溴化氢，可用四氯化碳除去溴化氢中的溴，以免干扰实验现象，
故答案为：除去溴化氢气体中的溴蒸气；
（4）如果苯和液溴发生的是取代反应，则有HBr生成，如果发生的是加成反应，则无HBr生成．也就是说，如果要证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，只需检验有无HBr生成．可向试管D中加入AgNO3溶液，若产生淡黄色沉淀，则能证明发生取代反应，检验H+的方法，可用石蕊试液，若变红则发生取代反应．但溴易挥发，溴化氢气体中的溴蒸气对溴化氢的检验有干扰作用，因此，在检验溴化氢前必须除去溴蒸气，这也正是C中盛放的CCl4的作用．
故答案为：石蕊试液；变红．

点评 本题考查苯的取代反应方程式及实验现象以及产物HBr的检验，为高频考点，侧重于学生的分析、实验能力的考查，题目难度中等，注意掌握苯的取代反应原理，明确反应的产物及HBr的化学性质进行解题．

练习册系列答案
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5．下列说法正确的是（　　）
A．18g水含有的原子数为NA
B．4g金属钙变成钙离子时失去的电子数为0.1NA
C．1molO2的质量等于1mol氧原子的质量
D．24gO2和24gO3所含的原子数目相等
8．某同学想电解饱和食盐水并用电解产生的H2还原CuO粉末来测定Cu的相对原子质量，同时检验氯气的氧化性．

（1）为完成上述实验，正确的连接顺序为A连E；B连C（填写连接的字母）．
（2）若检验氯气的氧化性，则乙装置的a瓶中溶液可以是淀粉KI溶液；电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+2OH-．
（3）丙装置的c瓶中盛放的试剂为浓硫酸，作用是吸收氢气中的水，防止硬质玻璃管炸裂．
（4）若装入足量的饱和食盐水为75mL（电解前后溶液体积变化可忽略，假设两极产生的气体全部逸出），当测得氢气为8.4mL（标准状况）时停止通电．将U形管内的溶液倒入烧杯，其pH约为12．
（5）目前已开发出用电解饱和食盐水的方法制取ClO2的新工艺．
①图丁是用石墨作电极，一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2的示意图．则阳极产生ClO2的电极反应为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+．
②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112mL（标准状况）时，停止电解．通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为0.01mol．
5．甲、乙两个实验小组利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素．该反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+═2Mn2++10CO2+8H2O
设计实验方案如下（实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4）：
甲组：通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小
某同学进行实验，实验装置如图1．其中A、B的成分见表
序号A溶液B溶液
①2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
②2mL 0.1mol/L H2C2O4溶液4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
③2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液4mL 0.01mol/L KMnO4溶液和少量MnSO4
（1）该实验的目的是探究草酸浓度和催化剂对化学反应速率的影响．
（2）实验开始前需要检查气密性．分液漏斗中A溶液应该一次性加入（填“一次性”或“逐滴滴加”）
（3）完成该实验还需要秒表（填仪器名称），实验结束后读数前需要移动量气管，使两个量气管的液面相平．
（4）请在图2中，画出实验②、③中CO2体积随时间变化的预期结果示意图．

乙组：通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响，某同学在室温下完成以下实验
实验编号1234
水/mL1050X
0.5mol/L H2C2O4/mL510105
0.2mol/L KMnO4/mL551010
时间/s402010---
（5）X=5，4号实验中始终没有观察到溶液褪色，你认为可能的原因是KMnO4过量．
（6）2号反应中，H2C2O4的反应速率为0.00625mol/（L•s）．
（7）在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，开始一段时间反应速率较慢，
溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快．某同学认为是放热导致溶液温度升高所致，重做3号实验，测定过程中溶液不同时间的温度，结果如表：
时间/s051015202530
温度/℃2526262626.52727
结合实验目的与表中数据，你得出的结论是温度不是反应速率突然加快的原因．
（8）从影响化学反应速率的因素看，你的猜想还可能是反应产物的影响．
12．硫黄制酸在我国的工业发展进程中具有重要地位，其工业流程示意图如下．已知硫黄的燃烧热△H=-297kJ•mol-1．下列说法正确的是（　　）
A．Ⅱ中主要反应的热化学方程式：S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=-297kJ•mol-1
B．Ⅳ中主要反应的化学方程式：2SO2+O2$?_{△}^{催化剂}$2SO3
C．Ⅳ中使用催化剂可提高化学反应速率和平衡转化率
D．Ⅴ中气体a 可以直接排放到大气中
2．某种磁铁矿主要成分是Fe3O4和SiO2，工业上利用该矿石冶炼金属铁和高纯硅，主要工艺流程如图所示（部分试剂和产物略）：

回答下列问题：
（1）下列关于Si或SiO2的叙述中，不正确的是C．
A．高纯单质Si是制造太阳能电池的重要材料
B．SiO2可用于制造光导纤维
C．SiO2是酸性氧化物，所以不溶于任何酸
（2）步骤①中发生反应的离子方程式为Fe3O4+8H+═Fe2++2Fe3++4H2O．
（3）步骤⑤中由SiO2制得Si（粗硅）的化学方程式为SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑；该反应的副产物可用于为生产流程中的步骤④提供原料（填步骤序号）．
（4）粗硅中所含的杂质主要是过量的焦炭．
（5）用离子方程式表示步骤②中加H2O2的作用是H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O．
（6）若矿石中的铁元素全部转化为单质Fe，现有Fe3O4质量分数为58%的矿石200t，理论上最多能得到单质Fe的物质的量为1.5×106mol．
9．正丁醚（CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3）是一种化工原料，常温下为无色液体，不溶于水，沸点为142.4℃，密度比水小．某实验小组利用如下装置合成正丁醚（其它装置均略去），发生的主要反应为：2C3CH2CH2CH2OH$→_{135°}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O
实验过程如下：在容积为100mL的三颈烧瓶中将5mL浓硫酸、14.8g正丁醇和几粒沸石混合均匀，再加热回流一段时间，
收集到粗产品，精制得到正丁醚．回答下列问题：
（1）合成粗产品时，液体试剂加入顺序是先加正丁醇，后加浓硫酸．
（2）实验中冷凝水应从a口出去（填“a”或“b”）．
（3）为保证反应温度恒定在135℃，装置C中所盛液体必须具有的物理性质为该液体沸点大于135℃．
（4）加热时间过长或温度过高，反应混合液会变黑，写出用NaOH溶液吸收有毒尾气的离子方程式2OH-+SO2═SO32-+H2O．
（5）得到的正丁醚粗产品依次用8mL 50%的硫酸、10mL水萃取洗涤．该步骤中需要的属于硅酸盐材质的实验仪器是烧杯、玻璃棒、分液漏斗．该仪器使用前需要检验是否漏水．
（6）将分离出的有机层用无水氯化钙干燥，过滤后再进行蒸馏（填操作名称）精制得到正丁醚．
（7）本实验最终得到6.50g正丁醚，则正丁醚的产率是50.0%．
6．正丁醛是一种化工原料．
某实验小组利用如下装置合成正丁醛．
发生的反应如下：CH3CH2CH2CH2OH$→_{H_{2}SO_{4}，△}^{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}$CH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据列表如下：
沸点/℃密度/（g•cm-3）水中溶解性
正丁醇117.20.810 9微溶
正丁醛75.70.801 7微溶
实验步骤如下：
将6.0g Na2Cr2O7放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中．在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，加热．当有蒸气出现时，开始滴加B中溶液．滴加过程中保持反应温度为90～95℃，在E中收集90℃以下的馏分．将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75～77℃馏分，产量2.0g．
回答下列问题：
（1）实验中，能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，说明理由不能，容易发生迸溅．
（2）加入沸石的作用是防止暴沸．若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是冷却后补加．
（3）上述装置图中，B仪器的名称是滴液漏斗，D仪器的名称是直形冷凝管．
（4）分液漏斗使用前必须进行的操作是C（填正确答案标号）．
A．润湿B．干燥       C．检漏      D．标定
（5）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时，水在下层（填“上”或“下”）．
（6）反应温度应保持在90～95℃，其原因是保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化．
7．工业制硫酸的三个主要设备：沸腾炉、接触室、吸收塔．

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