[实验化学]
2-苯基-2-丁醇是重要的有机合成中间体，以溴苯为原料合成该中间体的反应原理如下：

【实验装置】
      
装置Ⅰ                          装置Ⅱ
【实验步骤】
步骤1：将镁条置于装置Ⅰ的三颈烧瓶中，加入100 mL乙醚（ρ＝0.71g·cm^－3），在冷却条件下缓缓滴入溴苯，微热并加入一小块碘引发反应①。
步骤2：滴加14.2 mL丁酮和30 mL乙醚混合物，发生反应②；滴加入20％的NH₄Cl水溶液，发生反应③。
步骤3：分出油层，用水洗涤至中性，用无水CaCl₂干燥。
步骤4：用装置Ⅱ先蒸出乙醚，再蒸馏出产品。
（1）步骤1中加入碘的作用是     。
（2）装置Ⅰ中滴加液体所用的仪器的名称是     ，反应②需将三颈烧瓶置于冰水中，且逐滴加入丁酮和乙醚，其目的是     。
（3）步骤三中分离出油层的具体实验操作是     。
（4）装置Ⅱ采用的是减压蒸馏，实验时需将吸滤瓶需连接     ；采用这种蒸馏方式的原因是     。

下述实验设计能够达到目的的是         

编号	实验目的	实验设计
A	除去NO2中少量的NO	向混合气体中通入O2
B	除去乙酸乙酯中的乙酸杂质	加入氢氧化钠溶液，分液
C	证明苯分子中不含碳碳双键	向苯中加入酸性高锰酸钾溶液
D	证明氯元素的非金属性比硅强	将HCl通人Na2SiO3溶液中

（17分）过氧化钙(CaO₂)难溶于水，在常温下稳定，在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧气，用作杀菌剂、防腐剂、解酸剂、油类漂白剂及封闭胶泥的快干剂，在食品、牙粉、化妆品等制造中用作添加剂。下图是以大理石(主要杂质是氧化铁)等为原料制取过氧化钙(CaO₂)的流程。

请回答下列问题：
（1）操作①中应包括         、         、     用氨水调节pH至8～9的目的是______________。
（2）若测得滤液C中c(CO)＝2.50×10^－4 mol·L^－1，则Ca^2＋_ _____(填“是”或“否”)沉淀完全。[已知c(Ca^2＋)≤10^－5 mol·L^－1可视为沉淀完全；K_sp(CaCO₃)＝4.96×10^－9]
（3）若在滤液C中，加入HNO₃使溶液呈酸性以得到副产物NH₄NO₃，则酸化后溶液中，c(NH)        c(NO) （填 > 、< 或 = ），(NH₄)₂CO₃溶液中离子浓度由大到小的顺序为               。
（4）在低温下，往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙进行反应，写出该反应的化学方程式：_______________，一段时间后，再加入氢氧化钠溶液，当调节溶液pH至9～11，才出现大量沉淀。用简要的文字解释需用氢氧化钠调节pH至9～11的原因_________________________。
（5）写出CaO₂与H₂O反应的化学方程式                                      。

用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是(　　)。

选项	A	B	C	D
装置
目的	除去Cl2中含有的少量HCl	蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体	制取少量纯净的CO2气体	分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层

 

(15分)铜的氯化物是重要的化工原料，广泛地用作有机合成催化剂。
实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料，某种制备铜的氯化物的流程如下。

按要求回答下列问题：
（1）操作①的玻璃仪器有________________________，检验溶液2中是否含有杂质离子的操作是                  。
（2）上述流程中，所得固体1需要加稀盐酸溶解，其理由是                       ；
溶液1可加试剂X用于调节pH以除去杂质，X可选用下列试剂中的(填序号)___________。
a．NaHCO₃     b．NH₃·H₂O     c．CuO     d．Cu₂(OH)₂CO₃
（3）反应②是向溶液2中通入一定量的SO₂，加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出   
制备CuCl的离子方程式：                                                   。
（4）现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。

①按气流方向连接各仪器接口顺序是：a→  、　　→　　、　　→　　、　　→　　　。实验大试管加热前要进行一步重要操作，其操作是                          。
②反应时，盛粗铜粉的试管中的现象是                              。

(15分)阿司匹林(乙酰水杨酸，)是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药。乙酰水杨酸受热易分解，分解温度为128～135℃。某学习小组在实验室以水杨酸(邻羟基苯甲酸)与醋酸酐[(CH₃CO)₂O]为主要原料合成阿司匹林，制备基本操作流程如下：

主要试剂和产品的物理常数

名称	相对分子质量	熔点或沸点(℃)	水
水杨酸	138	158(熔点)	微溶
醋酸酐	102	139.4(沸点)	反应
乙酰水杨酸	180	135(熔点)	微溶

请根据以上信息回答下列问题：
（1）制备阿司匹林时，要使用干燥的仪器的原因是________________。
（2）①合成阿司匹林时，最合适的加热方法是__________________________。
②加热后冷却，未发现被冷却容器中有晶体析出，此时应采取的措施是_________________。
③抽滤所得粗产品要用少量冰水洗涤，则洗涤的具体操作是____________________。
（3）另一种改进的提纯方法，称为重结晶提纯法。方法如下：

改进的提纯方法中加热回流的装置如图所示。

①使用温度计的目的是________________；
②此种提纯方法中乙酸乙酯的作用是________________，所得产品的有机杂质要比原方案少，原因是___________________________________。

某种混合气体，可能含有N₂、HCl和CO，把混合气体依次通过足量的NaHCO₃溶液和灼热的CuO，气体体积都没有变化，经干燥后再通过足量的Na₂O₂固体，气体体积减少，最后通过灼热的铜网，经充分反应后，气体体积又减少，但还有剩余气体，以下对混合气体区分的判断，正确的是(    )

A．一定没有N2，CO和HCl中至少有一种

B．一定没有N2，CO和HCl都有

C．一定有N2，CO和HCl中至少有一种

D．一定有N2和HCl，肯定没有CO

某化学小组在实验中利用CaSO₄、NH₃、CO₂制备(NH₄)₂SO₄，其工艺流程如下。

回答下列问题：
（1）操作Ⅰ的名称为_________；操作Ⅱ一系列操作包括蒸发浓缩、________、过滤。
（2）实验室中煅烧碳酸钙时，盛放碳酸钙所用的仪器是________(填名称)。
（3）X物质为____(填化学式，下同)，Y物质为____，可循环利用的物质的有_____。
（4）要测定所制得的硫酸铵纯度，取10.0g样品，完全溶于水，向溶液中滴加过量的氯化钡溶液，过滤、洗涤、干燥后称量固体的质量为16.31g。为避免引起误差，检验氯化钡溶液是否过量最好的试剂是_______，所制得硫酸铵的纯度为________。
（5）下列装置不能用于实验室制氨气的是__________(填序号)。

选择氨气的制取装置后，再用下列装置收集干燥的氨气，并制取硫酸铵溶液，连接的顺序(用接口序号字母表示)是：a接____，____接____，____接_____，____接_____。

上述装置中CCl₄的作用是___________________。

（14分）铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr₂O₃，还含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）的流程图：

已知：①4FeO?Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂↑；
②Na₂CO₃+Al₂O₃2NaAlO₂+CO₂↑；
③Cr₂CO₇^2-+H₂O2CrO₄^2-+2H⁺
根据题意回答下列问题：
（1）固体X中主要含有      （填写化学式）；要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4．5，应该使用   ______________   （填写仪器或试剂名称）。
（2）酸化步骤用醋酸调节溶液pH＜5，其目的是  _______________________ 。
（3）操作Ⅲ有多步组成，获得K₂Cr₂O₇晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、         、过滤、       、干燥。
（4）下表是相关物质的溶解度数据，操作III发生反应的化学方程式是：Na₂Cr₂O₇ + 2KCl＝K₂Cr₂O₇ ↓+ 2NaCl，该反应在溶液中能发生的理由是_____________________________。

物质		KCl	NaCl	K2Cr2O7	Na2Cr2O7
溶解度（g/100g水）	0℃	28	35．7	4．7	163
	40℃	40．1	36．4	26．3	215
	80℃	51．3	38	73	376

 
（5）副产品Y主要含氢氧化铝，还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质，精确分析Y中氢氧化铝含量的方法是称取n g样品，加入过量        ____ （填写试剂）、溶解、过滤、再       （填写试剂）、……灼烧、冷却、称量，得干燥固体m g。计算祥品中氢氧化铝的质量分数为    （用含m、n的代数式表示）。

为回收利用废钒催化剂（含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，主要流程如下：

部分含钒物质在水中的溶解性如下：

物质	VOSO4	V2O5	NH4VO3	(VO2)2SO4
溶解性	可溶	难溶	难溶	易溶

 
回答下列问题：
（1）工业由V₂O₅冶炼金属钒常用铝热剂法，该反应的氧化剂为_____________。
（2）滤液中含钒的主要成分为______________（填化学式）。
（3）该工艺中反应③的沉淀率（又称沉钒率）是回收钒的关键之一，该步反应的离子方程式____；沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH₄Cl加入质量与料液中V₂O₅的质量比）和温度。根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为___________、_________℃。

（4）用硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液滴定(VO₂)₂SO₄溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，反应方程式为：2VO₂⁺+H₂C₂O₄+2H⁺＝2VOⁿ⁺ + 2CO₂↑+ mH₂O，其中n、m分别为______________、________ 。
（5）全钒液流电池的电解质溶液为VOSO₄溶液，电池的工作原理为：
电池放电时正极的电极反应式为                            。