綜合實驗(教師版)

綜合實驗 (教師版)1．三氯化硼(BCl3)常用作有機合成的催化劑，也可用于制取乙硼烷 (B2H6)，遇水能夠發(fā)生水解反應。某興趣小組設計如圖所示裝置，用單質(zhì)硼與氯氣反應制備三氯化硼。已知：BCl3的熔點為－107.3℃，沸點為 12.5℃；SiCl4的熔點為－70℃，沸點為 57.6℃。(1)裝置的連接順序為 A、________、F。(2)裝置D的作用是________________________，裝置F可用一個盛裝 ________(填試劑名稱)的干燥管代替。(3)實驗過程中，應先點燃 A處的酒精燈，當觀察到 ________________________時再點燃 B處的酒精燈。(4)裝置B中若采用玻璃管，則制得的BCl3中常含有 SiCl4等雜質(zhì)，SiCl4的電子式為________，可采用______________的方法提純 BCl3。(5)三氯化硼(BCl3)水解生成硼酸(H3BO3)和白霧，寫出此反應的化學方程式： ___________。(6)一定條件下，三氯化硼可與硼氫化鈉 (NaBH4)反應生成乙硼烷和氯化鈉，寫出此反應的化學方程式：___________________________________________________________________。答案 (1)E、C、B、D(2)冷卻和收集三氯化硼 堿石灰(3)裝置F中試劑瓶內(nèi)充滿黃綠色氣體(4) 蒸餾(5)BCl3＋3H2O===H3BO3＋3HCl(6)BCl3＋3NaBH4===2B2H6＋3NaCl解析 (1)由A裝置出來的 Cl2中含有氯化氫和水蒸氣，首先要通過 E裝置，除去氯化氫，再通過C裝置，除去水蒸氣，純凈的 Cl2進入B裝置參與反應，用 D裝置收集三氯化硼，所以裝置的連接順序為 A、E、C、B、D、F。(2)三氯化硼的沸點為 12.5℃，用冰水冷卻和收集三氯化硼；裝置

F的作用為吸收多余的氯氣，同時防止空氣中的水蒸氣進入

D裝置，因此可用堿石灰代替。

(3)實驗過程中，先點燃

A處酒精燈，當觀察到裝置

F中試劑瓶內(nèi)充滿黃綠色氣體時，說明已經(jīng)把裝置中的空氣排盡了，再點燃

B處酒精燈。

(4)Si

原子與四個

Cl

原子各形成一對共用電子對；根據(jù)二者沸點的不同且相差較大，可選擇蒸餾的方法進行提純。 (5)根據(jù)題意知，三氯化硼水解生成鹽酸，同時還有硼酸生成，即可寫出化學方程式。(6)根據(jù)題意，三氯化硼與硼氫化鈉反應生成乙硼烷和氯化鈉，寫出化學方程式配平即可。2．丁烷的催化裂解有均裂(CHAl2O3＋CH)和異裂(CHAl2O3＋CH)兩種方式。――→CH――→CH410△2624410△436已知：灼熱的氧化銅能將烴氧化為二氧化碳和水。某興趣小組進行如下的探究實驗。請回答下列有關問題：.實驗正式開始前需要進行的操作有：①給A、D加熱，②檢查裝置的氣密性，③排盡裝置中的空氣，④加入藥品，⑤連接裝置。(1)以上操作步驟的先后順序是 ______________。(2)整個實驗過程中為確保干燥丁烷氣體流速平緩，應在

A裝置前增加一個 _______裝置。(3)驗證操作③的方法是 ____________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)寫出D中發(fā)生反應的化學方程式： ___________________________________________________________________________________________________________。(只需寫一個)Ⅱ.該小組擬按下面的流程分離 B中的混合物：(1)操作Ⅰ需要事先向混合物中加入的無機試劑是 _________________________________。(2)操作Ⅱ中冷卻所用的玻璃儀器是 _____________________________________________。(3)完成操作Ⅰ步驟的三個關鍵詞是 _____________________________________________。Ⅲ.若丁烷裂解率為 100%，裝置A、B、C、D中的反應均完全進行。 測得各裝置的質(zhì)量變化：m(A)＝0，m(B)＝＋2.14g，m(C)＝＋0.520g，m(D)＝－7.52g(“＋”代表質(zhì)量增加，“－”代表質(zhì)量減少 )，請計算丁烷氣體裂解的均裂率為 ________。答案 Ⅰ.(1)⑤②④③①(2)盛有濃硫酸的洗氣瓶(3)在

D裝置出口處收集一小試管氣體，

用拇指堵住管口， 到酒精燈火焰處松開拇指，

若聽不到爆鳴聲，說明已排盡空氣△

△(4)4CuO＋CH4=====4Cu＋CO2＋2H2O(或

7CuO＋C2H6=====7Cu＋2CO2＋3H2O)Ⅱ.(1)Na2SO3溶液

(2)冷凝管

(3)振蕩、靜置、分液Ⅲ.62.5%3．溴苯是一種化工原料，可以用溴和苯反應合成，反應原理：實驗室合成溴苯的裝置示意圖如下：下表為苯、溴和溴苯的相關數(shù)據(jù)：苯溴溴苯密度/g·cm－30.883.101.50沸點/℃8059156水中溶解性微溶微溶微溶回答下列問題：在A中加入30.0mL無水苯和少量鐵屑。在B中小心加入10.0mL液態(tài)溴。向A中滴加液溴，反應一段時間后，點燃酒精燈加熱蒸餾。(1)A

的容積最適合的是

________(填字母)。a．25mL

b．50mLc．100mL

d．250mL(2)收集溴苯時，應根據(jù)

_______(填“C1”或“C2”)所顯示的溫度，其溫度應為

_______。(3)在反應開始后到收集溴苯之前，

應先將

F裝置連接在

D裝置后，

F中可能發(fā)生的反應的化學方程式為_________________________________________________________________。(4)制得的粗溴苯經(jīng)堿洗、水洗、干燥得純凈的溴苯 16g，則溴苯的產(chǎn)率為 ________。(5)某化學小組設計如下實驗方案，證明苯和溴發(fā)生的是取代反應而不是加成反應。第一步：取少量反應后 F裝置中的溶液于試管中；第二步：向其中加入過量的稀硝酸；第三步：繼續(xù)滴加少量的硝酸銀溶液，如果有淺黃色沉淀生成則證明苯和溴發(fā)生的是取代反應。該實驗方案________(填“合理”或“不合理”)，理由是___________________________________________________________________________________________________。答案(1)c(2)C2156℃(3)Br＋2NaOH===NaBr＋NaBrO＋H2O、HBr＋NaOH===NaBr＋HO22(4)52.6%(5)不合理Br2可以和NaOH溶液反應生成Br－，也能產(chǎn)生淺黃色沉淀，無法確定是否生成HBr，即無法確定兩者發(fā)生的是取代反應解析(2)要在錐形瓶中收集到溴苯，就需要將溴苯蒸餾出去，所以蒸氣溫度要達到156℃，故應使溫度計 C2測得的溫度達到 156℃。(3)揮發(fā)出來的 Br2以及產(chǎn)物 HBr都可被NaOH溶液吸收。(4)苯的質(zhì)量為 0.88gcm·－3×30mL＝26.4g，溴的質(zhì)量為 31g，根據(jù)過量計算知苯過量，按溴計算理論產(chǎn)量。15731gx157x＝ ×31g≈30.4g16g故產(chǎn)率： ×100%≈52.6%。4．草酸是一種重要的化工產(chǎn)品。 某校化學興趣小組擬在實驗室用硝酸氧化淀粉水解液制備草酸并探究草酸的分解產(chǎn)物。Ⅰ.草酸的制備該小組同學設計如圖所示裝置 (加熱、攪拌和儀器固定裝置均已略去 )來制備草酸。實驗過程如下：①將一定量的淀粉水解液加入三頸瓶中；②控制反應液溫度在 55～60℃條件下，邊攪拌邊緩緩滴加一定量含有適量催化劑的混酸(65%HNO3與98%HSO的質(zhì)量之比為2∶1.5)溶液；24③反應3h左右，冷卻，抽濾后再重結晶得草酸晶體。(1)該反應需控制反應液溫度在55～60℃，并緩緩滴加混酸，原因是______________。抽濾是指利用抽氣泵使抽濾瓶中的壓強降低，達到固液分離的目的。抽濾的優(yōu)點是________________________________________________________________________。(3)冷凝水的進口為 ________(填“a”或“b”)口。Ⅱ.草酸的分解實驗探究小組同學經(jīng)查閱資料知，草酸晶體在 101℃時熔化并開始升華， 157℃時大量升華，繼續(xù)升溫會分解。為了檢驗草酸晶體受熱分解的產(chǎn)物中是否有 CO2，甲、乙兩位同學分別設計了裝置1、裝置2來完成實驗。(4)簡述檢驗裝置 1的氣密性的操作方法： ________________________________________________________________________________________________________________。(5)有同學提出裝置

B處可能會發(fā)生危險，理由是

__________________________________________________________________________________________________________

。(6)甲、乙兩位同學都考慮到了用冰水來冷凝，冰水冷凝的目的是

____________________。(7)有同學提出甲、乙兩位同學設計的裝置都有缺陷，請你從

A～F中選擇合適的儀器，組裝一套更合理的裝置，按照氣流由左到右的順序依次為

______________(用字母表示

)。答案

(1)溫度太低，反應速率慢，溫度太高或滴入過快會導致草酸產(chǎn)率下降

(C6H12O6

和H2C2O4進一步被氧化

)(2)可加快過濾速度，并能得到較干燥的沉淀(3)a(4)如圖連接好裝置，將導管 b沒入水中，微熱 (或手捂)試管a，看到導管口處有氣泡冒出，撤火(或松手)后，觀察到導管內(nèi)有一段水柱上升，則說明該裝置的氣密性良好(5)B中的導管過長、過細，冷凝后的草酸晶體可能會堵塞導管而發(fā)生爆炸(6)冷凝使草酸結晶分離，防止草酸蒸氣干擾 CO2的檢驗(7)A、E、F解析 (1)要從兩個方面解釋，溫度太低，反應速率慢，溫度太高或滴入過快會導致 C6H12O6和H2C2O4進一步被氧化，草酸產(chǎn)率下降。(2)抽濾的目的是加快反應速率，使過濾更徹底，能得到較干燥的沉淀。(3)如圖所示，冷凝水應從 a口進b口出。(4)按圖連接好裝置，將導管 b