题目内容
【题目】磷化氢
是一种有大蒜气味的、无色剧毒的强还原性气体,易在空气中自燃,一般在稀释状态下使用能降低风险。某科研小组拟用水解法制备并冷凝收集部分干燥的
,再利用未液化的余气继续探究其热分解情况。实验装置图及编号如下
导管和部分夹持装置省略
,其中装置D是鼓泡器,用于监测
的流速。
(1)写出
水解法制备
的化学反应方程式________。由于
水解反应太剧烈,为了减缓反应速率实验室可用________代替水。
(2)实验装置接口的正确连接顺序为
________
。
(3)
中盛装石棉绒的仪器名称是________;装置E中装有足量的
,实验中需持续通入后续装置,其作用主要有________
答两点即可
。
(4)
中反应一段时间后,出现白色蜡状固体,经检验为白磷
。写出该反应的化学方程式________。
(5)在
溶液吸收未反应的
气体过程中,产生
和两种常见的最高价含氧酸,反应化学方程式为________;已知
足量时,
可继续被还原生成Cu单质。该小组为了测定此次制备
的体积分数,收集到A装置出口的气体体积为
已折算为标准状况
,刚好被
的
溶液完全吸收,经过滤、洗涤、干燥后,得到
单质,则
的体积分数为________。
【答案】
饱和NaCl溶液
或饱和
溶液
或
硬质玻璃管
排净装置内的空气,防止自燃
稀释生成的
,降低风险
使
全部被吸收;
【解析】
(1)
属于弱酸强碱盐,溶于水显碱性,水解生成
和
,化学反应方程式为:![]()
,与水反应速率太快,可以用饱和NaCl溶液
或饱和
溶液
代替水;
(2)控制氮气的流速,利用氮气将产生的
带入装置C冷却液化,然后将未冷却的
干燥后进行加热分解,最后利用硫酸铜溶液吸收多余的
,选择连接装置;
(3)
中盛装石棉绒的仪器名称是硬质玻璃管;装置E中装有足量的
,实验中需持续通入后续装置,其作用主要有:
排净装置内的空气,防止自燃
稀释生成的
,降低风险
使
全部被吸收等;
(4)
中
分解生成白磷
,根据元素守恒可知另一种产物是氢气;
(5)在
溶液吸收未反应的
气体过程中,产生
,两种常见的最高价含氧酸分别为
、
;收集到A装置出口的气体体积为
;
与过量
反应的化学方程式为:
,利用铜的质量求出一部分PH3的物质的量,PH3~~~4Cu,PH3与硫酸铜反应
用硫酸铜总的物质的量减去生成铜的硫酸铜的物质的量
,另一部分PH3的物质的量用生成
的物质的量计算,8CuSO4~~~PH3,算出两步PH3的总的物质的量,换成标况下的体积,除以气体的总体积可以得到气体的体积分数。
水解生成
和
,化学反应方程式为:![]()
;为了减缓反应速率实验室可用饱和NaCl溶液
或饱和
溶液
代替水;
控制氮气的流速,利用氮气将产生的
带入装置C冷却液化,然后将未冷却的
干燥后进行加热分解,最后利用硫酸铜溶液吸收多余的
,所以连接顺序为:
或
;
中盛装石棉绒的仪器名称是硬质玻璃管;装置E中装有足量的
,实验中需持续通入后续装置,其作用主要有:
排净装置内的空气,防止自燃
稀释生成的
,降低风险
使
全部被吸收等;
中
分解生成白磷
,根据元素守恒可知另一种产物是氢气,反应的化学方程式为:
;
在
溶液吸收未反应的
气体过程中,产生
,两种常见的最高价含氧酸分别为
、
,反应化学方程式为:
;
与过量
反应的化学方程式为:
,设生成640mgCu需要
的物质的量为x,则
![]()
,解得
;
生成
的
物质的量为
,设生成
需要
的物质的量为y,则
![]()
解得![]()
所以
的体积分数为:
;
故答案为:
。
【题目】草酸二甲酯可用作制备维生素B13的中间体,也可用作增塑剂。实验室以草酸
和甲醇为原料制备草酸二甲酯的一种方法如下:![]()
![]()
。
相关物质的有关数据如下表所示:
物质 | 苯 | 甲醇 | 草酸二甲酯 |
熔点/℃ | 5.5 | -97 | 54 |
沸点/℃ | 80.1 | 64.3 | 163.5 |
相对分子质量 | 78 | 32 | 118 |
水溶性 | 不溶 | 互溶 | 不溶 |
实验过程:向如图反应装置中加入27g草酸、40g无水甲醇、100ml苯、5ml浓硫酸,搅拌下加热回流;待反应完全后,分离出甲醇和苯,所得反应液经水洗,有机层再用10%的碳酸钠溶液洗涤,然后用蒸馏水洗涤,加无水氯化钙固体干燥;过滤,滤液冷却后析出晶体,干燥,得草酸二甲酯30.1g。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为____________,反应过程中冷却水应从________(填“a”或“b”)口进入。
(2)分离出甲醇和苯的操作名称为______________________________。
(3)用10%的碳酸钠溶液洗涤的目的是____________________________________。
(4)甲醇过量的目的是________________________________________________,浓硫酸的作用是_____________________________________________。
(5)分水器的优点是__________________________________________(任写一点)。
(6)本实验的产率是___________(保留三位有效数字)。