题目内容
11．某同学用图所示装置制取溴苯和溴乙烷．已知：（CH3CH2OH+HBr-CH3CH2Br+H2O）溴乙烷为无色液体，难溶于水，沸点为38.4℃，熔点为-119℃．
主要实验步骤如下：
①组装好装置，检查其气密性．
②向烧瓶中加入一定量苯和液溴，向锥形瓶中加入乙醇至稍高于进气导管口处，向U型管中加入蒸馏水封住管底，向水槽中加入冰水．
③将A装置中的纯铁丝小心向下插入苯和液溴的混合液中．
④点燃B装置中的酒精灯，用小火缓缓对锥形瓶加热10分钟．
请填写下列空白：
（1）请写出A装置中所发生的有机反应化学方程式
A：
．（2）C装置中U型管内部用蒸馏水封住管底的作用是溶解吸收溴化氢气体，防止溴化氢及产物逸出污染环境．
（3）反应完毕后，U型管内液体分层，溴乙烷在下（填：上或下）层．
（4）为证明溴和苯的上述反应是取代反应而不是加成反应，该学生用装置D代替装置B、C直接与A相连重新操作实验．
①装置D的锥形瓶中，小试管内的液体是苯（或四氯化碳）（任填一种符合题意试剂的名称），其主要作用是吸收挥发出来的溴蒸气．
②反应后向锥形瓶中滴加硝酸银溶液（或紫色石蕊试液）（任填一种符合题意试剂的名称），若有淡黄色沉淀产生（或紫色石蕊试液变红）证明该反应为取代反应．
（5）要检验某溴乙烷中的溴元素，正确的实验方法是D
A．加入新制的氯水振荡，再加入少量CCl4振荡，观察下层是否变为橙红色
B．滴入硝酸银溶液，再加入稀硝酸使溶液呈酸性，观察有无浅黄色沉淀生成
C．加入NaOH溶液共热，冷却后加入硝酸银溶液，观察有无浅黄色沉淀生成
D．加入NaOH溶液共热，冷却后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入硝酸银溶液，观察有无浅黄色沉淀生成．
分析 （1）A装置中苯和液溴在铁粉催化作用下发生取代反应生成溴苯和溴化氢；
（2）氢溴酸是强酸，水可以阻止物质的溢出，起到水封的作用；
（3）溴乙烷的密度大于水；
（4）由图可知，A中发生
+Br2$\stackrel{Fe}{→}$
+HBr，装置D的锥形瓶中小试管内苯（或四氯化碳）吸收溴，锥形瓶内的液体为水，吸收HBr气体，然后滴加硝酸银检验溴离子；
（5）检验某溴乙烷中的溴元素，可以将溴乙烷碱性水解，再将溶液调成酸性，再检验溴离子即可．
解答 解：（1）A装置中：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：，
故答案为：；
（2）溴化氢极易溶于水，形成的氢溴酸是强酸，水可以阻止易挥发物质HBr的溢出，起到水封的作用，
故答案为：溶解吸收溴化氢气体，防止溴化氢及产物逸出污染环境；
（3）溴乙烷的密度大于水，所以反应完毕后，U型管内液体分层，溴乙烷在下层，
故答案为：下；
（4）由图可知，A中发生+Br2$\stackrel{Fe}{→}$+HBr，装置D的锥形瓶中小试管内苯（或四氯化碳）吸收溴，锥形瓶内的液体为水，吸收HBr气体，然后滴加硝酸银检验溴离子，所以①装置D的锥形瓶中，小试管内的液体是 CCl4，其主要作用是吸收挥发出来的溴蒸气，②反应后向锥形瓶中滴加 硝酸银溶液（或紫色石蕊试液），若硝酸银溶液（或紫色石蕊试液）证明该反应为取代反应，
故答案为：苯（或四氯化碳）；吸收挥发出来的溴蒸气；硝酸银溶液（或紫色石蕊试液）；有淡黄色沉淀产生（或紫色石蕊试液变红）；
（5）检验某溴乙烷中的溴元素，可以将溴乙烷碱性水解，再将溶液调成酸性，再检验溴离子即可，其操作为加入NaOH溶液共热，冷却后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入硝酸银溶液，观察有无浅黄色沉淀生成，
故选D．
点评 本题考查了溴苯和溴乙烷的制取，这是一个综合性较强的实验题，连续制备两种产品溴苯和溴乙烷，需要根据题意及装置图示，联系所学知识合理分析完成，本题难度中等．
练习册系列答案
浙江名校名师金卷系列答案
相关题目
13．下列关于强、弱电解质的叙述，正确的是（ ）
| A． | 浓硫酸是强电解质 | |
| B． | 弱电解质在水溶液中一定不能完全电离 | |
| C． | 强电解质的水溶液中不存在分子 | |
| D． | 弱电解质溶液的导电能力一定很弱 |
向Ba（OH）2溶液中逐滴加入稀硫酸．请完成下列问题：
6．NiSO4是一种重要的化工原料，大量用于电镀、触媒和纺织品染色等．某化学研究性学习小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4•7H2O．已知某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al、Fe的单质及氧化物，其他不溶杂质．
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：
回答下列问题：
（1）操作a、c中需使用的仪器除铁架台（带铁圈）、酒精灯、漏斗、玻璃棒外还需要的主要仪器为蒸发皿．
（2）“碱浸”过程中发生的离子方程式是2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑，Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O．
（3）“酸浸”时所加入的酸是H2SO4（填化学式）．酸浸后，经操作a分离出固体①后，溶液中可能含有的金属离子是Ni2+、Fe2+．
（4）在40℃左右，用6%的H2O2能氧化Fe2+此外，还常用NaClO3作氧化剂，在较小的pH条件下水解，最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠[Na2Fe6（SO4）4（OH）12]沉淀而把铁除去．图是温度-pH值与生成的沉淀关系图，图中阴影部分是黄铁矾钠稳定存在的区域（已知25℃时，Fe（OH）3的Ksp=2.64×10-39）．下列说法正确的是CD（选填序号）．
A．FeOOH中铁为+2价
B．若在25℃时，用H2O2氧化Fe2+，再在pH=4时除去铁，此时溶液中c（Fe3+）=2.64×10-29
C．用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+离子方程式为：6Fe2++ClO3-+6H+═6Fe3++Cl-+3H2O
D．工业生产中温度常保持在85～95℃生成黄铁矾钠，此时水体的pH约为1.2～1.8
（5）操作b调节pH的范围为3.2-7.1．
（6）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4•7H2O），其原因可能是H2O2的用量不足（或H2O2失效）、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的．
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：
| 沉淀物 | 开始沉淀 | 完全沉淀 |
| Al（OH）3 | 3.8 | 5.2 |
| Fe（OH）3 | 2.7 | 3.2 |
| Fe（OH）2 | 7.6 | 9.7 |
| Ni（OH）2 | 7.1 | 9.2 |
（1）操作a、c中需使用的仪器除铁架台（带铁圈）、酒精灯、漏斗、玻璃棒外还需要的主要仪器为蒸发皿．
（2）“碱浸”过程中发生的离子方程式是2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑，Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O．
（3）“酸浸”时所加入的酸是H2SO4（填化学式）．酸浸后，经操作a分离出固体①后，溶液中可能含有的金属离子是Ni2+、Fe2+．
（4）在40℃左右，用6%的H2O2能氧化Fe2+此外，还常用NaClO3作氧化剂，在较小的pH条件下水解，最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠[Na2Fe6（SO4）4（OH）12]沉淀而把铁除去．图是温度-pH值与生成的沉淀关系图，图中阴影部分是黄铁矾钠稳定存在的区域（已知25℃时，Fe（OH）3的Ksp=2.64×10-39）．下列说法正确的是CD（选填序号）．
A．FeOOH中铁为+2价
B．若在25℃时，用H2O2氧化Fe2+，再在pH=4时除去铁，此时溶液中c（Fe3+）=2.64×10-29
C．用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+离子方程式为：6Fe2++ClO3-+6H+═6Fe3++Cl-+3H2O
D．工业生产中温度常保持在85～95℃生成黄铁矾钠，此时水体的pH约为1.2～1.8
（5）操作b调节pH的范围为3.2-7.1．
（6）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4•7H2O），其原因可能是H2O2的用量不足（或H2O2失效）、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的．
16．卤块的主要成分是MgCl2，此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子．若以它以及表2中的某些物质为原料，按图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁．
若要求产品尽量不含杂质，而且生产成本较低，请根据表1和表2提供的资料，填写空白：
表1 生成氢氧化物沉淀的pH
*Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以，常将它氧化为Fe3+，生成Fe（OH）3沉淀除去．
表2 原料价格表
（1）在步骤②中加入的试剂X，最佳的选择是漂液NaClO，写出步骤②中pH=1时所发生反应的离子方程式：2Fe2++ClO-+2H+═2Fe3++Cl-+H2O；
（2）在步骤③中加入的试剂是烧碱；之所以要控制pH=9.8，其目的是使Mg2+以外的杂质离子转化成沉淀除去；
（3）某燃料电池的燃料为CO，氧化剂为含CO2的O2，电解质为熔融态的试剂Z（步骤④中加入试剂的有效成分），则该燃料电池的正极电极反应方程式为：O2+4e-+2CO2═2CO32-；
（4）在步骤⑤中发生的反应是MgCO3+H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mg（OH）2+CO2↑．
若要求产品尽量不含杂质，而且生产成本较低，请根据表1和表2提供的资料，填写空白：
表1 生成氢氧化物沉淀的pH
| 物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
| Fe（OH）3 | 2.7 | 3.7 |
| Fe（OH）2 | 7.6 | 9.6* |
| Mn（OH）2 | 8.3 | 9.8 |
| Mg（OH）2 | 9.6 | 11.1 |
表2 原料价格表
| 物质 | 价格（元•吨-1） |
| 漂液（含25.2% NaClO） | 450 |
| 双氧水（含30% H2O2） | 2400 |
| 烧碱（含98% NaOH） | 2100 |
| 纯碱（含99.5% Na2CO3） | 600 |
（2）在步骤③中加入的试剂是烧碱；之所以要控制pH=9.8，其目的是使Mg2+以外的杂质离子转化成沉淀除去；
（3）某燃料电池的燃料为CO，氧化剂为含CO2的O2，电解质为熔融态的试剂Z（步骤④中加入试剂的有效成分），则该燃料电池的正极电极反应方程式为：O2+4e-+2CO2═2CO32-；
（4）在步骤⑤中发生的反应是MgCO3+H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mg（OH）2+CO2↑．
3．氮化硅（Si3N4）是高温结构陶瓷，具有优良的性能，人们常常利用它来制造轴承、气轮机叶片、永久性模具等机械构件．设计的合成氮化硅工艺流程如下：
（1）①电弧炉中发生的主要反应是SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si（粗硅）+2CO↑．
②用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式
为SiO2+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑，碳化硅又称金刚砂，其晶体结构与金刚石相似．
（2）在流化床反应的产物中，SiCl4大约占85%，还有Cl2等，有关物质的沸点数据如下表：
提纯SiCl4的主要工艺操作依次是沉降、蒸馏，其中温度最好控制在C（填序号）．
A．略小于-34.1℃B．大于57.6℃C．略小于57.6℃D．-34.1℃
（3）①粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用做制冷剂的气体和一种难溶性的酸，该反应的方程式是Si3N4+9H2O=4NH3↑+3H2SiO3↓．
②该工艺流程中涉及的主要反应属于氧化还原反应的有2个．
（1）①电弧炉中发生的主要反应是SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si（粗硅）+2CO↑．
②用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式
为SiO2+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑，碳化硅又称金刚砂，其晶体结构与金刚石相似．
（2）在流化床反应的产物中，SiCl4大约占85%，还有Cl2等，有关物质的沸点数据如下表：
| 物质 | Si | SiCl4 | Cl2 |
| 沸点/℃ | 2355 | 57.6 | -34.1 |
A．略小于-34.1℃B．大于57.6℃C．略小于57.6℃D．-34.1℃
（3）①粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用做制冷剂的气体和一种难溶性的酸，该反应的方程式是Si3N4+9H2O=4NH3↑+3H2SiO3↓．
②该工艺流程中涉及的主要反应属于氧化还原反应的有2个．
20．亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌．以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：
已知：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O．
②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全．
③160g•L-1 NaOH溶液是指160g NaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L．
（1）160g•L-1 NaOH溶液的物质的量浓度为4mol/L．若要计算该溶液的质量分数，还需要的一个条件是溶液的密度（用文字说明）．
（2）发生器中鼓入空气的作用可能是b（选填序号）．
a．将SO2氧化成SO3，增强酸性 b．稀释ClO2以防止爆炸 c．将NaClO3氧化成ClO2
（3）吸收塔内的反应的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2．吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是防止H2O2分解．
（4）从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
要得到更纯的NaClO2•3H2O晶体必须进行的操作是重结晶（填操作名称）
（5）经查阅资料知道：当pH≤2.0时，ClO2-能被I-完全还原成Cl-；
溶液中Na2S2O3能与I2反应生成NaI和Na2S4O6．
欲测定成品中NaClO2•3H2O的含量，现进行如下操作：
①步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式是ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O，
步骤Ⅲ中达到滴定终点时的现象是滴入最后一滴标准溶液，溶液由蓝色变化为无色且半分钟不变化．
②若上述滴定操作中用去了V mL Na2S2O3溶液，则样品中NaClO2•3H2O的质量分数为$\frac{9.05×1{0}^{-2}Vc}{4W}$×100%（用字母表示）．
已知：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O．
②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全．
③160g•L-1 NaOH溶液是指160g NaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L．
（1）160g•L-1 NaOH溶液的物质的量浓度为4mol/L．若要计算该溶液的质量分数，还需要的一个条件是溶液的密度（用文字说明）．
（2）发生器中鼓入空气的作用可能是b（选填序号）．
a．将SO2氧化成SO3，增强酸性 b．稀释ClO2以防止爆炸 c．将NaClO3氧化成ClO2
（3）吸收塔内的反应的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2．吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是防止H2O2分解．
（4）从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
要得到更纯的NaClO2•3H2O晶体必须进行的操作是重结晶（填操作名称）
（5）经查阅资料知道：当pH≤2.0时，ClO2-能被I-完全还原成Cl-；
溶液中Na2S2O3能与I2反应生成NaI和Na2S4O6．
欲测定成品中NaClO2•3H2O的含量，现进行如下操作：
| 步骤I | 称取样品w g配成溶液置于锥形瓶中，并调节pH≤2.0 |
| 步骤II | 向锥形瓶中加入足量KI 晶体，充分搅拌，并加入少量指示剂 |
| 步骤III | 用c mol/L的Na2S2O3溶液滴定 |
步骤Ⅲ中达到滴定终点时的现象是滴入最后一滴标准溶液，溶液由蓝色变化为无色且半分钟不变化．
②若上述滴定操作中用去了V mL Na2S2O3溶液，则样品中NaClO2•3H2O的质量分数为$\frac{9.05×1{0}^{-2}Vc}{4W}$×100%（用字母表示）．
