15. 实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:4NH+4+6HCHO 3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定时,1 mol(CH2)6N4H+与
1 mol H+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤Ⅰ 称取样品1.500 g。
步骤Ⅱ 将样品溶解后,完全转移到250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤Ⅲ 移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中,加入10 mL 20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5 min后,加入1-2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤Ⅲ填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察 。
A.滴定管内液面的变化 B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时,酚酞指示剂由 色变成 色。
(2)滴定结果如下表所示:
|
滴定 次数[来源: |
待测溶液 的体积/mL |
标准溶液的体积 |
|
|
滴定前 刻度/mL |
滴定后 刻度/mL |
||
|
1 |
25.00 |
1.02 |
21.03 |
|
2 |
25.00 |
2.00 |
21.99 |
|
3 |
25.00 |
0.20 |
20.20 |
若NaOH标准溶液的浓度为0.101 0 mol·L-1,则该样品中氮的质量分数为 。
答案 (1)①偏高 ②无影响 ③B ④无 粉红(
或浅红)
(2)18.85%
解析 (1)①碱式滴定管洗净后未用标准液润洗直接加入NaOH标准液,相当于使标准液变稀,使测定结果偏高;②锥形瓶洗涤后水未倒尽,对消耗标准液的体积无影响;③滴定时眼睛应注视锥形瓶内溶液的颜色变化;④酚酞遇酸性物质显无色,遇碱性物质显粉红色(或红色),故终点时应由无色变粉红色。
(2)根据题给信息可以推断n(N)=n(NH
)=n(NaOH),根据三次滴定所用NaOH溶液的体积平均应为20.00 mL,所以n(N)=0.101
0 mol·L-1×20.00×
10-3 L=0.002 02 mol,样品中氮的质量分数为
×100%=18.85%。
13.二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2,某化学研究性学习小组查阅了有关资料,得到如下信息:
①将干燥的氯气在110 ℃-140 ℃与硫反应,即可得S2Cl2粗品。
②有关物质的部分性质如下表:
|
物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
化学性质 |
|
S |
112.8 |
444.6 |
略 |
|
S2Cl2 |
-77 |
137 |
|
设计实验装置图如下:
![]()
(1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善,请你提出改进意见 。
利用改进后
的正确装置进行实验,请回答下列问题:
(2)B中反应的离子方程式: ;
E中反应的化学方程式: 。
(3)C、D中的试剂分别是 、 。
(4)仪器A、B的名称分别是 、 ,
F的作用是 。
(5)如果在加热E时温度过高
,对实验结果的影响是
,在F中可能出现的现象是 。
(6)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是(填写两种) 、 ,为了提高S2Cl2的纯度,关键的操作是控制好温度和 。
答案 (1)用导管将A的上口和B相连(或将A换成恒压滴液漏斗) 在G和H之间增加干燥装置
(2)MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
2S+Cl2 S2Cl2
(3)饱和食盐水(或水) 浓硫酸
(4)分液漏斗 蒸馏烧瓶 导气、冷凝
(5)产率降低 有固体产生(或其他正确描述)
(6)SCl2 Cl2 S (任写其中两种即可)
控制浓盐酸的滴速不要过快
解析 (1)A为带塞的分液漏斗,液体流入B中,导致A中上方压强小于B中上方压强,液体难于继续流入B中。若用导管将A的上口和B相连,则可解决上述问题。制备S2Cl2温度在110℃-140℃,S2Cl2成为气体,在G中又冷却为液体,但S2Cl2易与水反应,故应在G、H间加一个干燥装置。
(2)B中为实验室制Cl2的反应,E中为S和Cl2的反应。
(3)C为除去Cl2中HCl的装置,D为干燥氯气的装置。
(4)F为长导管,其作用为导气,冷凝S2Cl2。
(5)若温度过高,一部分S2Cl2又分解,导致产率降低。F中若部分S2Cl2与水反应生成S,则有固体产生。
(6)S2Cl2在生成过程中,S与Cl2均过量;温度过高S2Cl2又与Cl2反应生成SCl2,所以为了提高S2Cl2的纯度,除控制好温度外,还要控制Cl2的产生速率。
11.醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。
实验室制备溴乙烷和1 - 溴丁烷的反应如下:
NaBr+H2SO4 HBr+NaHSO4 ①
R-OH+HBr R-Br+H2O ②
可能存在的副反应有:醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯
和醚,Br-被浓硫酸氧化为Br2等。有关数据列表如下:
|
|
乙醇 |
溴乙烷 |
正丁醇 |
1 - 溴丁烷 |
|
密度/g·cm-3 |
0.7893 |
1.4604 |
0.8098[来om] |
1.2758 |
|
沸点/℃ |
78.5 |
38.4 |
117.2 |
101.6 |
请回答下列问题:
(1)溴乙烷和1 - 溴丁烷的制备实验中,下列仪器最不可能用到的是 。(填字母)
a.圆底烧瓶 b.量筒 c.锥形瓶 d.布氏漏斗
(2)溴代烃的水溶性 (填“大于”“等于”或“小于”)相应的醇;其原因是 。
(3)将1 - 溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,
振荡后静置,产物在
(填“上层”“下层”或“不分层”)。
(4)制备操作中,加入的浓硫酸必须进行稀释,其目的是 。(填字母)
a.减少副产物烯和醚的生成 b.减少Br2的生成
c.减少HBr的挥发 d.水是反应的催化剂
(5)欲除去溴代烷中的少量杂质Br2,下列物质中最适合的是 。(填字母)
a.NaI b.NaOH c.NaHSO3 d.KCl
(6)在制备溴乙烷时,采用边反应边蒸出产物的方法,其有利于
;
但在制备1 - 溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物,其原因是
。
答案 (1)d
(2)小于 醇分子可与水分子形成氢键,溴代烃分子不能与水分子形成氢键
(3)下层 (4)abc (5)c (6)平衡向生成溴乙烷的方向移动(或反应②向右移动)
1 - 溴丁烷与正丁醇的沸点差较小,若边反应边蒸馏,会有较多的正丁醇被蒸出
解析 (1)圆底烧瓶可作反应器,量筒加入试剂,锥形瓶作尾气吸收装置,不需要布氏漏斗。
(2)小于,因为溴代烃无法与H2O形成氢键而乙醇能与水分子形成氢键。
(3)1 - 溴丁烷密度大于水,因而在下层。[来源:
(4)由学过的知识可知生成烯和醚、氧化Br-到Br2都是浓H2SO4作用的结果,冲稀后以上副反应都不易发生;加水有利于HBr的溶解而减少挥发,所以选a、b、c。H2O很明显不是催化剂。
(5)a会生成I2而引入新杂质;b会使C2H5Br水解;d无法除去Br2,只有c可以还原Br2生成Br-溶于水溶液中除去且不引入杂质。
(6)由沸点分析知,制溴乙烷时边反应边蒸出产物有利于溴乙烷蒸出而使平衡向生成溴乙烷的方向移动;而制备1 - 溴丁烷时却不能,是因为正丁醇和1 - 溴丁烷的沸点比较接近,采用边加热边蒸馏会把大量正丁醇蒸
出而降低产率。
10.下列实验操作完全正确的是 ( )
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编号 |
实验 |
操作 |
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A |
钠与水的反应 |
用镊子从煤油中取出金属钠,切下绿豆大小的钠,小心放入装满水的烧杯中 |
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B |
配制一定浓度的氯化钾溶液1 000 mL |
准确称取氯化钾固体,放入到1 000 mL的容量瓶中,加水溶解,振荡摇匀,定容 |
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C |
排除碱式滴定管尖嘴部分的气泡 |
将胶管弯曲使玻璃尖嘴斜向上,用两指捏住胶管,轻轻挤压玻璃珠,使溶液从尖嘴流出 |
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D |
取出分液漏斗中所需的上层液体 |
下层液体从分液漏斗下端管口放出,关闭活塞,换一个接收容器,上层液体继续从分液漏斗下端管口放出 |
答案 C
解析 A项中,没有吸干钠表面上的煤油,烧杯不能装满水。B项中氯化钾不能在容量瓶内溶解。D项中,分液漏斗内的上层液体应从上口倒出而不能从下端管口放出。