题目内容
6.某同学用图1所示实验装置制取乙酸乙酯.回答以下问题:(已知:乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸点依次是78.4℃、118℃、77.1℃)(1)在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外,还应放入几块碎瓷片,其目的是防止暴沸.
(2)在烧瓶中加入一定比例的乙醇和浓硫酸的混合液的方法是:先在烧瓶中加入一定量的乙醇,然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶,边加边振荡
(3)在该实验中,若用1mol乙醇和1mol 乙酸在浓硫酸作用下加热,充分反应,能否生成1mol乙酸乙酯?否,原因是该反应是可逆反应,反应不能进行完全.
(4)与书中采用的实验装置的不同之处是:这位同学采用了球形干燥管代替了长导管,并将干燥管的末端插入了饱和碳酸钠溶液中,在此处球形干燥管的作用有:①冷凝,②防止倒吸.
(5)现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品,图2是分离操作步骤流程图.请在图中圆括号内填入适当的试剂,在方括号内填入适当的分离方法.
①试剂a是饱和碳酸钠,试剂b是硫酸;分离方法①是分液,分离方法③是蒸馏.
②在得到的A中加入无水碳酸钠粉末,振荡,目的是除去乙酸乙酯中混有的少量水.
分析 (1)对于液体加热蒸馏,应加入碎瓷片,防止暴沸;
(2)浓硫酸密度大,应将浓硫酸加入到乙醇中,以防酸液飞溅;
(3)乙酸和乙醇生成乙酸乙酯的反应属于可逆反应,反应物不可能完全转化成生成物;
(4)球形干燥管具有冷凝和防止倒吸的作用;
(5)①粗产品乙酸乙酯中含有乙酸与乙醇,用饱和的碳酸钠溶液反应掉乙酸,溶解乙醇,同时降低乙酸乙酯的溶解度,便于溶液分层,乙酸乙酯密度比水小,乙酸乙酯在上层,然后利用分液,乙酸乙酯加入无水碳酸钠吸收其中的水,可得乙酸乙酯;溶液中含有乙醇、碳酸钠、乙酸钠,进行蒸馏可以收集乙醇,向蒸出乙醇的溶液中加入硫酸,可以得到乙酸,再进行蒸馏可以收集乙酸;
②得到的乙酸乙酯中加入无水碳酸钠粉末,振荡,除去乙酸乙酯的水份.
解答 解:(1)给混合液体加热时,需要加入碎瓷片,目的是防止暴沸,
故答案为:防止暴沸;
(2)浓硫酸密度大,混合中放出大量热,为防止酸液飞溅,应将浓硫酸慢慢加入到密度小的乙醇中,边加边振荡;
故答案为:先在烧瓶中加入一定量的乙醇,然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶,边加边振荡;
(3)乙酸和乙醇生成乙酸乙酯的反应属于可逆反应,反应不能进行完全,则生成的乙酸乙酯的物质的量一定小于1mol;
故答案为:否;该反应是可逆反应,反应不能进行完全;
(4)球形干燥管容积较大,使乙酸乙酯充分与空气进行热交换,起到冷凝的作用,也可起到防止倒吸的作用,
故答案为:冷凝;防止倒吸;
(5)①粗产品乙酸乙酯中含有乙酸与乙醇,用饱和的碳酸钠溶液反应掉乙酸,溶解乙醇,同时降低乙酸乙酯的溶解度,便于溶液分层,乙酸乙酯密度比水小,乙酸乙酯在上层,然后利用分液,乙酸乙酯加入无水碳酸钠吸收其中的水,可得乙酸乙酯;溶液中含有乙醇、碳酸钠、乙酸钠,进行蒸馏可以收集乙醇,向蒸出乙醇的溶液中加入硫酸,可以得到乙酸,再进行蒸馏可以收集乙酸;
故答案为:饱和Na2CO3溶液;硫酸;分液,蒸馏;
②分液得到的乙酸乙酯中含有水分,加入无水碳酸钠粉末,振荡,除去乙酸乙酯的水份.
故答案为:除去乙酸乙酯中混有的少量水.
点评 本题考查了乙酸乙酯的制备方法,题目难度中等,注意掌握乙酸乙酯的反应原理及实验室制法,明确浓硫酸、饱和碳酸钠溶液的作用及制取混合酸的正确方法为解答本题的关键,试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力.
| A. | 明朝的《本草纲目》记载“烧酒非古法也,自元时创始,其法用浓酒和糟入甑(指蒸锅),蒸令气上,用器承滴露.”该段文字记载了白酒(烧酒)的制造过程中采用了蒸馏的方法来分离和提纯 | |
| B. | 汉朝的《淮南万毕术》、《神农本草经》记载“白青(碱式碳酸铜)得铁化为铜”,“石胆…能化铁为铜”都是指铜可以采用湿法冶炼 | |
| C. | 清初《泉州府志》物产条载:“初,人不知盖泥法,元时南安有黄长者为宅煮糖,宅垣忽坏,去土而糖白,后人遂效之.”该段文字记载了蔗糖的分离提纯采用了黄泥来吸附红糖中的色素 | |
| D. | 晋代葛洪的《抱朴子》记载“丹砂烧之成水银,积变又成丹砂”,是指加热时丹砂(HgS)熔融成液态,冷却时重新结晶为HgS晶体 |
【提出猜想】
Ⅰ.所得溶液中的金属离子可能含有Fe2+和Fe3+中的一种或两种;
Ⅱ.所得气体中可能含有SO2、H2中的一种或两种.
【实验探究】
| , | 实验操作 | 预期现象 | 结 论 |
| 验证猜想I] | 步骤①:取少量0.01mol/L 酸性KMnO4溶液,滴入所得溶液中 | 溶液紫红色褪去 | 含有Fe2+ |
| 步骤②:另取少量所得溶液,滴加KI溶液和淀粉溶液 | 溶液不变为蓝色 | 不含Fe3+ | |
| 验证猜想Ⅱ | 将所得气体通入如下装置 | 甲中KMnO4溶液褪色,乙中KMnO4溶液颜色不变,试管中收集到气体 | 含有两种气体 |
回答下列问题:
(1)合成氨所需的氮气来源于空气;合成氨所需的原料气氢气可由天然气制备,其主要反应为CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g);CH4和O2的反应:2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g).CH4和H2O(g)及富氧空气(O2含量较高,不同富氧空气中氧气含量不同)混合反应,产物气体组成如表:
| 气体 | CO | H2 | N2 | O2 |
| 体积(L) | 25 | 60 | 15 | 2.5 |
(2)在合成氨的原科气中混有的杂质必须除去的原因是防止催化剂中毒;
上述流程中热交换器的作用是热交换器是利用合成氨和氨冷凝放出的热量来加热原料气体或预热反应混合气.从合成塔出来的混合气体,通常仅含有15%(体积分数)的氨.为提高原料的利用率,通常采取的措施是将N2,H2循环利用.
(3)合成氮为放热反应,但工业上采用400℃-500℃的温度,主要原因是:
①该温度范围内反应速率较快.②该温度下催化剂的活性较大.
(4)氨可与CO2反应制备尿素(CO(NH2)2],反应过程分为两步,试写出有关的化学方程式:
①氮气与二氧化碳在加热加压条件下化合生成氨基甲酸铵(H2NCOONH4):2NH3+CO2$\stackrel{加热加压}{→}$H2NCOONH4.
②氨基甲酸铵受热分解为尿素与水:H2NCOONH4$\stackrel{△}{→}$CO(NH2)2+H2O.
(5)新法合成氨常采用电解法合成.即常压下将氢气和用氢气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池中,氢气和氮气在电极上合成了氨,大大提高了氨的产率.新法合成氨所用的电解质能传导H+,则阴极的电极反应式为N2+6H++6e-═2NH3.
| 乙醇 | 溴乙烷 | 溴 | |
| 通常情况下状态 | 无色液体 | 无色液体 | 深红棕色液体 |
| 密度/g•cm-3 | 0.79 | 1.44 | 3.1 |
| 沸点/℃ | 78.5 | 38.4 | 59 |
(2)冷却剂应从h(填“h”或“i”)口进入冷凝管C中,制备操作中,加入的浓硫酸必须进行适当稀释,其目的(或原因)是b(填字母).
a.水是反应的催化剂 b.减少Br2的生成 c.减少HBr的挥发
(3)加热的目的是加快反应速率且使溴乙烷汽化,使用D进行冷却的原因是使溴乙烷液化便于收集.
(4)A中液面上有深红棕色气体出现,写出生成它的化学方程式2HBr+H2SO4(浓)$\stackrel{△}{→}$Br2↑+2H2O+SO2↑,写出A中生成溴乙烷的化学方程式HBr+CH3CH2OH$\stackrel{△}{→}$CH3CH2Br+H2O.
(5)将E中产品转入到分液漏斗中,再向漏斗中加入适量Na2SO3溶液,振荡静置后分液.加入Na2SO3溶液的目的是除去单质溴等杂质,分液时目标产物离开漏斗的方式是从下面的导管排出来.
已知:2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO3•3H2O2△H<0;回答下列问题:
(1)下列物质可使过碳酸钠较快失效的是(填序号)ABC.
A.FeCl3溶液 B.H2S C.稀硫酸 D.NaHCO3溶液
(2)反应①应先通入的气体是氨气.写出反应①的化学方程式NaCl+CO2+NH3+H2O═NH4Cl+NaHCO3↓(写总反应)
(3)加入NaCl的作用是降低2Na2CO3•3H2O2的溶解度,析出更多晶体.
(4)该生产流程中可循环使用的物质是CO2(填化学式).
(5)生产过碳酸钠的流程中遗漏了一步,造成所得产品纯度偏低,该步操作名称是晶体的洗涤;进行该操作的方法是沿玻璃棒向漏斗(过滤器)中的沉淀上加蒸馏水至淹没沉淀,静置使其全部滤出,重复操作2-3次.
(6)实验室利用图装置制备过碳酸钠,该装置中恒压滴液漏斗中支管的作用是使液体顺利流下,冷凝管应从a处进水.
(7)由实验测定反应温度对产物的影响如表:根据表数据,你认为反应最佳的温度选择的范围是15~20℃.
| T/℃ | 活性氧百分含量 | 产率 |
| 5~10 | 13.94 | 85.49 |
| 10~15 | 14.02 | 85.78 |
| 15~20 | 15.05 | 88.38 |
| 20~25 | 14.46 | 83.01 |
| 选项 | 物质的性质 | 实际应用 |
| A | 二氧化锰具有强氧化性 | 用作H2O2分解的氧化剂 |
| B | 液氨汽化时要吸收大量的热 | 用作制冷剂 |
| C | Al2O3熔点高 | 用作耐高温材料 |
| D | 肥皂水显碱性 | 用作蚊虫叮咬处的清洗剂 |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |