(15分)苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料,某化学小组采用如图装置
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以苯甲酸、甲醇为原料制取苯甲酸甲酯。有关物质的物理性质见下表所示:
苯甲酸 | 甲醇 | 苯甲酸甲酯 | |
熔点/℃ | 122.4 | -97 | -12.3 |
沸点/℃ | 249 | 64.3 | 199.6 |
密度/g.cm-3 | 1.2659 | 0.792 | 1.0888 |
水溶性 | 微溶 | 互溶 | 不溶 |
Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol 甲醇,再小心加入 3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒沸石,小心加热使反应完全,得苯甲酸甲酯粗产品。
(1)甲装置的作用是: ;冷却水从 (填“a”或“b”)口进入。
(2)化学小组在实验中用过量的反应物甲醇,其理由是 。
Ⅱ.粗产品的精制
苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,现拟用下列流程进行精制
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(1)试剂1可以是 (填编号),作用是 。
A.稀硫酸 B.碳酸钠溶液 C.乙醇
(2)操作2中,收集产品时,控制的温度应在 ℃左右。
(3)实验制得的苯甲酸甲酯精品质量为10g,则苯甲酸的转化率为 (结果保留三位有效数字)。
(4)本实验制得的苯甲酸甲酯的产量低于理论产量,可能的原因是 (填编号)。
A.蒸馏时从100℃开始收集产品
B.甲醇用量多了
C.制备粗品时苯甲酸被蒸出
(14分)硫酸镁在医疗上具有镇静、抗挛等功效。以菱镁矿(主要成分是MgCO3)为主要原料制备硫酸镁的方法如下:
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请回答下列问题:
(1)步骤②中发生反应的离子方程式为 。
(2)步骤④中调节pH=6.0~6.5的目的是 。
(3)对MgSO4·7H2O晶体直接加热 (填“能”或“不能”)得到无水MgSO4固体。
(4)步骤⑤的操作为 。
(5)长时间加热MgCO3悬浊液后生成Mg(OH)2,该反应的化学方程式为
(6)已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示:
pH | < 8.0 | 8.0 ~ 9.6 | > 9.6 |
颜色 | 黄色 | 绿色 | 蓝色 |
25℃时,向Mg(OH)2的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液所呈现的颜色为 [25℃时,Mg(OH)2的溶度积Ksp=5.6×10-12]。
(7)药品A是中和胃酸的常用药物,其有效成分是铝和镁的碱式碳酸盐。现进行如下实验确定其化学式:
实验一:取该碱式碳酸盐3.01g充分灼烧至恒重,测得固体质量减少了1.30g;
实验二:另取该碱式碳酸盐3.01g使其溶于足量的盐酸中,产生CO2的体积为112mL(标准状况);
实验三:向实验二的溶液中加入足量的NaOH溶液得到1.74g白色沉淀。
该药品的化学式为 。
(14分)氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题:
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(1)图1是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图(a、b均大 于0),且已知: 2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-c kJ·mol-1(c>0),请写出CO将NO2还原至N2时的热化学方程式 ;
(2)图2是实验室在三个不同条件的密闭容器中合成氨时,N2的浓度随时间的变化曲线(以a、b、c表示)。已知三个条件下起始加入浓度均为:c(N2)=0.1mol·L-1, c(H2)=0.3mol·L-1;
合成氨的反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H< 0
①计算在a达平衡时H2的转化率为 ;
②由图2可知,b、c各有一个条件与a不同,则c的条件改变可能是 ; 试写出判断b与a条件不同的理由 ;
(3)利用图2中c条件下合成氨(容积固定)。已知化学平衡常数K与温度(T)的关系如 下表:
T/(K) | 298 | 398 | 498 | …… |
K | 4.1×106 | K1 | K2 | …… |
①试确定K1的相对大小,K 1 4.1× 106(填写“>”“=”或“<”)
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是 (填序号字母)。
A.容器内NH3的浓度保持不变 B.2υ( N2)正= υ( H2)逆
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变
(4)①NH4Cl溶液呈酸性的原因是(用离子反应方程式表示 ) 。
②25℃时,将pH =x氨水与pH =y的硫酸(且x + y = 14, x > 11 )等体积混合后,所得溶液中各种离子的浓度关系正确的是
A.c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) B.c(NH4+)>c(SO42-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(NH4+)+c(H+)>c(SO42-)+c(OH-) D.c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-)