实验室制备乙酸乙酯的反应和实验装置如下:

CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O

投料 1 : 1 产率 65%

1 : 10 97%

(在120 ℃下测定)

已知:相关物理性质(常温常压)

 

密度g/mL

熔点/℃

沸点/℃

水溶性

乙醇

0.79

-114

78

乙酸

1.049

16.2

~117

乙酸乙酯

0.902

?84

~76.5

不溶

 

合成反应:

在三颈瓶中加入乙醇5 mL,硫酸5 mL,2小片碎瓷片。漏斗加入乙酸14.3 mL ,乙醇20 mL。冷凝管中通入冷却水后,开始缓慢加热,控制滴加速度等于蒸馏速度,反应温度不超过120 ℃。

分离提纯:

将反应粗产物倒入分液漏斗中,依次用少量饱和的Na2CO3溶液、饱和NaCl溶液、饱和CaCl2溶液洗涤,分离后加入无水碳酸钾,静置一段时间后弃去碳酸钾。最终通过蒸馏得到纯净的乙酸乙酯。

回答下列问题:

(1)酯化反应的机制

用乙醇羟基氧示踪

用醋酸羟基氧示踪

含氧18水占到总水量的一半,酯也一样。这个实验推翻了酯化反应为简单的取代反应。请你设想酯化反应的机制 。

(2)酯化反应是一个可逆的反应,120 ℃时,平衡常数K= 。

为了使正反应有利,通常采用的手段是:

①使原料之一过量。谁过量 ?

无水乙醇3600元/吨,冰醋酸2900元/吨。每摩乙醇 元,每摩冰醋酸 元。

②不断移走产物[例如除水,乙酸乙酯、乙醇、水可形成三元恒沸物(沸点:70.2 ℃),乙酸不能形成三元恒沸物]。综上所述选择 过量。

(3)加入碎瓷片的作用是________;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是________(填正确答案标号)。

A.立即补加 B.冷却后补加 C.不需补加 D.重新配料

(4)浓硫酸与乙醇如何混合? 。

(5)控制滴加乙酸和乙醇混和液的速度等于蒸馏速度目的是? 。

(6)蒸出的粗乙酸乙酯中主要有哪些杂质? 。

饱和的Na2CO3溶液洗涤除去乙酸。如何判断是否除净? 。

用饱和NaCl溶液洗涤除去残留的Na2CO3溶液,为什么不用水? 。

用饱和CaCl2溶液直接洗涤起什么作用: 。

 

氨气是中学化学中常见的气体,其用途广泛。

(1)实验室制取氨气的化学方程式是 。

(2)工业上氨气可以由氢气和氮气合成。

①该反应的热化学方程式是 。

②简述一种检查氨气是否泄露可采用的化学方法: 。

(3)下表是当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料后,在200℃、400℃、600℃下,反应达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线。

①曲线a对应的温度是 。

②关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是 (填字母)。

A. 及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率

B. 加催化剂能加快反应速率且提高H2的平衡转化率

C. 上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)= K(Q) >K(N)

③ M点对应的H2转化率是 。

(4)工业制硫酸的尾气中含较多的SO2,为防止污染空气,回收利用SO2,工业上常用

氨水吸收法处理尾气。

① 当氨水中所含氨的物质的量为3 mol ,吸收标准状况下44.8 L SO2时,溶液中的溶

质为 。

② (NH4)2SO3显碱性,用化学平衡原理解释 。

③ NH4HSO3显酸性。用氨水吸收SO2,当吸收液显中性时,溶液中离子浓度关系正确

的是 (填字母)。

a.c(NH4+) = 2c(SO32-) + c(HSO3-)

b.c(NH4+)> c(SO32-)> c(H+)= c(OH-)

c.c(NH4+)+ c(H+)= c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)

(5)氨气是一种富氢燃料,可以直接用于燃料电池,下图是供氨水式燃料电池工作原理:

①氨气燃料电池的电解质溶液最好选择 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)溶液。

②空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是 。

③氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水,该电池的电极总反应是 ,正极的电极反应方是 。

 

利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下:

(1)“酸浸”中硫酸要适当过量,目的是:①提高铁的浸出率,② 。

(2)“还原”是将Fe3+转化为Fe2+,同时FeS2被氧化为SO42-,该反应的离子方程式为

(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3+的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为:

准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中,加入HCl、稍过量SnCl2,再加HgCl2除去过量的SnCl2,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定,有关反应方程式如下:

2Fe3++Sn2++6Cl-=2Fe2++SnCl62-,

Sn2++4Cl-+2HgCl2=SnCl62-+Hg2Cl2↓,

6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。

①若SnCl2不足量,则测定的Fe3+量 (填“偏高”、“偏低”、“不变”,下同)。

②若不加HgCl2,则测定的Fe3+量 。

(4)①可选用 (填试剂)检验滤液中含有Fe3+。产生Fe3+的原因是

(用离子反应方程式表示)。

②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

沉淀物

Fe(OH)3

Al(OH)3

Fe(OH)2

Mg(OH)2

Mn(OH)2

开始沉淀

2.7

3.8

7.5

9.4

8.3

完全沉淀

3.2

5.2

9.7

12.4

9.8

实验可选用的试剂有:稀HNO3、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液,要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤:

a. 氧化: ;

b. 沉淀: ;

c. 分离,洗涤; d. 烘干,研磨。

 

 0  125298  125306  125312  125316  125322  125324  125328  125334  125336  125342  125348  125352  125354  125358  125364  125366  125372  125376  125378  125382  125384  125388  125390  125392  125393  125394  125396  125397  125398  125400  125402  125406  125408  125412  125414  125418  125424  125426  125432  125436  125438  125442  125448  125454  125456  125462  125466  125468  125474  125478  125484  125492  203614 

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