乙酰苯胺作为一种常用药,具有解热镇痛的效果。实验室制备乙酰苯胺时,可以用苯胺与乙酸酐或与冰醋酸加热来制取,苯胺与乙酸酐的反应速率远大于与冰醋酸反应的速率,已知苯胺微溶于冷水;纯乙酰苯胺是无色片状晶体,熔点114℃,不溶于冷水,可溶于热水;乙酸酐遇水缓慢反应生成乙酸;现选用苯胺与乙酸酐为原料制取和提纯乙酰苯胺,该放热反应的原理:

 


实验步骤   

① 取5.0 mL苯胺(密度1.04 g/mL),倒入100 mL锥形瓶中,加入20 mL水,在旋摇下分批加入6.0 mL乙酸酐(密度1.08 g/mL),搅拌均匀。若有结块现象产生,用玻璃棒将块状物研碎,再充分搅拌;

② 反应完全后,及时把反应混合物转移到烧杯中,冷却后,抽滤,洗涤,得粗乙酰苯胺固体;

③ 将粗产品转移至150 mL烧杯中,加入适量水配制成80℃的饱和溶液,再加入过量20%的水。稍冷后,加半匙活性炭,搅拌下将溶液煮沸3~5 min,过滤Ⅰ,用少量沸水淋洗烧杯和漏斗中的固体,合并滤液,冷却结晶,过滤Ⅱ、洗涤、晾干得乙酰苯胺纯品。

(1)步骤①研碎块状产物的用意在于                           ;反应温度过高会导致苯胺挥发,下列可以控制反应温度,防止反应温度升高过快的操作有         

A.反应快结束时的充分搅拌     B.旋摇下分批加入6.0 mL乙酸酐

C.玻璃棒将块状物研碎         D.加20ml水

(2)步骤②洗涤粗产品时,选用的溶剂是         

A.热水           B.冷水           C.1:3的乙醇溶液         D.滤液

(3)步骤③两次用到过滤,其中过滤Ⅰ选择                      (过滤、趁热过滤或抽滤),过滤Ⅰ操作是为了除去          ;配制热溶液时,加入过量溶剂的作用是     

                 (选出正确选项);

A.防止后续过程中,溶剂损失可能产生的产物析出

B.防止后续过程中,温度降低可能产生的产物析出

C.除去活性炭未吸附完全的有色杂质

(4)步骤③冷却滤液时可选择           

A.冰水浴冷却                      B.搅拌下水浴冷却    

C.室温下自然冷却                  D.投入少量碎冰后静置

(5)步骤③中以下哪些操作不能提高产率           

① 配制成饱和溶液后,加入过量20%的溶剂;② 趁热过滤近沸溶液;③ 过滤Ⅰ时用少量沸水淋洗烧杯和漏斗中的固体,合并滤液;④ 加活性炭吸附;⑤ 过滤Ⅱ时的洗涤选用热水代替冷水洗涤固体。

A.①④⑤     B.①④        C.④⑤          D.②④⑤       

(6)步骤③最后测得纯乙酰苯胺固体6.75g,已知苯胺、乙酸酐和乙酰苯胺的摩尔质量分别为93g/mol、102g/mol、135g/mol。该实验的产率为      (保留两位有效数字)。

 


研究化肥的合成、废水的处理等有现实的重要意义。

Ⅰ.尿素是一种非常重要的高氮化肥,工业上合成尿素的反应如下:

2NH3(l)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2 (l)  △H=-103.7 kJ·mol1

试回答下列问题:

(1)下列措施中有利于提高尿素的产率的是___________。

A.采用高温    B.采用高压    C.寻找更高效的催化剂

(2)合成尿素的反应在进行时分为如下两步:

第一步:2NH3(l)+CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l)   △H1

第二步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l)           △H2

某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如下图Ⅰ所示:

 


                                                                           

① 已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第    步反应决定。

② 反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)=   

③ 第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图Ⅱ所示,则△H2    0

(填“>”“<”或“=”)

Ⅱ.以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。

难溶物

Ksp

Ca3(AsO4)2

6.8×1019

AlAsO4

1.6×1016

FeAsO4

5.7×1021

  污染物

H2SO4

As

浓度

28.42 g/L

1.6 g·L1

排放标准

pH 6~9

0.5 mg·L1

表1.几种砷酸盐的Ksp       表2.工厂污染物排放浓度及允许排放标准

    回答以下问题:

(3)若混合溶液中Al3、Fe3的浓度均为1.0×104mol·L1

c(AsO43)最大是         mol·L1

(4)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸),写出该反应的离子方程式                     

(5)在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节pH到2,再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。

① 将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为        

② Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为               

 0  139089  139097  139103  139107  139113  139115  139119  139125  139127  139133  139139  139143  139145  139149  139155  139157  139163  139167  139169  139173  139175  139179  139181  139183  139184  139185  139187  139188  139189  139191  139193  139197  139199  139203  139205  139209  139215  139217  139223  139227  139229  139233  139239  139245  139247  139253  139257  139259  139265  139269  139275  139283  203614 

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