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文檔簡介
化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合
大題訓(xùn)練(共12題)
1.過硫酸鈉(Na2s20。具有極強(qiáng)的氧化性,且不穩(wěn)定,某化學(xué)興趣小組探究過硫酸
鈉的相關(guān)性質(zhì),實(shí)驗(yàn)如下。已知S03是無色易揮發(fā)的固體,熔點(diǎn)16.8℃,沸點(diǎn)
44.80
(1)穩(wěn)定性探究(裝置如圖):
分解原理:2Na2S208=A=2Na2S04+2S031+021o
此裝置有明顯錯誤之處,請改正:,水槽冰水浴的目的
是;帶火星的木條的現(xiàn)象。
(2)過硫酸鈉在酸性環(huán)境下,在Ag+的催化作用下可以把Mr?十氧化為紫紅色的
離子,所得溶液加入BaCb可以產(chǎn)生白色沉淀,該反應(yīng)的離子方程式為
,該反應(yīng)的氧化劑是,氧化產(chǎn)物是
(3)向上述溶液中加入足量的BaCb,過濾后對沉淀進(jìn)行洗滌的操作是
(4)可用H2c2。4溶液滴定產(chǎn)生的紫紅色離子,取20mL待測液,消耗0.Imol?廣
1_1
的H2c2。4溶液30mL,則上述溶液中紫紅色離子的濃度為mol-L,若Na2S208
有剩余,則測得的紫紅色離子濃度將(填“偏高”“偏低”或“不變”)o
2.氮化錮(SrsN2)在工業(yè)上廣泛用于生產(chǎn)熒光粉。已知:銀與鎂位于同主族;錮
與氮?dú)庠诩訜釛l件下可生成氮化錮,氮化錮遇水劇烈反應(yīng)。
?|A
I.利用裝置A和C制備SrsN2
(1)寫出由裝置A制備吊的化學(xué)方程式o
(2)裝置A中a導(dǎo)管的作用是。利用該套裝置時,應(yīng)先點(diǎn)燃裝置A的酒
精燈一段時間后,再點(diǎn)燃裝置C的酒精燈,理由是。
II,利用裝置B和C制備Srjj利用裝置B從空氣中提純N2(已知:氧氣可被連
苯三酚溶液定量吸收)
(3)寫出裝置B的NaOH溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。
(4)裝置C中廣口瓶盛放的試劑是o
IH.測定SrN產(chǎn)品的純度
(5)取ag該產(chǎn)品,向其中加入適量的水,將生成的氣體全部通入濃硫酸中,利
用濃硫酸增重質(zhì)量計(jì)算得到產(chǎn)品的純度,該方法測得產(chǎn)品的純度偏高,其原因是
—。經(jīng)改進(jìn)后測得濃硫酸增重bg,則產(chǎn)品的純度為(用相關(guān)字母的代數(shù)
式表)0
3.甲酸(化學(xué)式HCOOH,分子式CH2O2,相對分子質(zhì)量46),俗名蟻酸,是最簡單
的竣酸,無色而有刺激性氣味的易揮發(fā)液體。熔點(diǎn)為8.6℃,沸點(diǎn)100.8℃,25℃
電離常數(shù)瓦=1.8X10—4。某化學(xué)興趣小組進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。
I.用甲酸和濃硫酸制取一氧化碳
(1)請說出圖B中盛裝堿石灰的儀器名稱。用A圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
利用濃硫酸的脫水性,將甲酸與濃硫酸混合,甲酸發(fā)生分解反應(yīng)生成C0,反應(yīng)
的化學(xué)方程式是;實(shí)驗(yàn)時,不需加熱也能產(chǎn)生C0,其原因是。
(2)如需收集C0氣體,連接上圖中的裝置,其連接順序?yàn)椋篴-(按氣
流方向,用小寫字母表示)。
II.對一氧化碳的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行探究
資料:i.常溫下,CO與PdCL溶液反應(yīng),有金屬Pd和CO2生成,可用于檢驗(yàn)
C0;
ii.一定條件下,C0能與NaOH固體發(fā)生反應(yīng):CO+NaOH==HCOONa
.UMra
利用下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證co具有上述兩個性質(zhì)。
(3)打開k2,F裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為;為了使氣囊收集
到純凈的CO,以便循環(huán)使用,G裝置中盛放的試劑可能是,H裝置的
作用是o
(4)現(xiàn)需驗(yàn)證E裝置中CO與NaOH固體發(fā)生了反應(yīng),某同學(xué)設(shè)計(jì)下列驗(yàn)證方案:
取少許固體產(chǎn)物,配置成溶液,在常溫下測該溶液的pH,若pH>7,證明CO與
NaOH固體發(fā)生了反應(yīng)。該方案是否可行,請簡述你的觀點(diǎn)和理由:,
(5)25℃甲酸鈉(出刃0岫)的水解平衡常數(shù)小的數(shù)量級為。若向100ml
0.Iniol.L-1的HCOONa溶液中加入lOOrnLO.2mol.L1的HC1溶液,則混合后溶液中
所有離子濃度由大到小排序?yàn)椤?/p>
4.對甲基苯胺可用對硝基甲苯作原料在一定條件制得。主要反應(yīng)及裝置如下:
主要反應(yīng)物和產(chǎn)物的物理性質(zhì)見下表:
化合物溶解性熔點(diǎn)(t)沸點(diǎn)(t)密度(g?cmT)
對硝基甲米不溶于水,溶于乙薛、恭51.4237.71.286
對甲基笨胺微溶于水,易溶于乙醇、茶43-45200-2021.046實(shí)驗(yàn)步
對甲基茶胺鹽酸鹽易溶于水,不溶于乙醇、聚243~245——
笨不溶于水,溶于乙醇5.580.10.874
驟如下:
①向三頸燒瓶中加入50mL稀鹽酸、10.7mL(13.7g)對硝基甲苯和適量鐵粉,維持
瓶內(nèi)溫度在80℃左右,同時攪拌回流、使其充分反應(yīng);
②調(diào)節(jié)pH=7~8,再逐滴加入30mL苯充分混合;
③抽濾得到固體,將濾液靜置、分液得液體M;
④向M中滴加鹽酸,振蕩、靜置、分液,向下層液體中加入NaOH溶液,充分振蕩、
靜置;
⑤抽濾得固體,將其洗滌、干燥得6.1g產(chǎn)品。
回答下列問題:
(1)主要反應(yīng)裝置如上圖,a處缺少的裝置是—;(填儀器名稱),實(shí)驗(yàn)步驟③和
④的分液操作中使用到下列儀器中的(填標(biāo)號)。
a.燒杯b.漏斗c.玻璃棒d.鐵架臺
(2)步驟②中用5%的碳酸鈉溶液調(diào)pH=7~8的目的之一是使Fe”轉(zhuǎn)化為氫氧化
鐵沉淀,另一個目的是—o
(3)步驟③中液體M是分液時的一層(填“上”或“下”)液體,加入鹽酸的
作用是—o
(4)步驟④中加入氫氧化鈉溶液后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有—o
(5)步驟⑤中,以下洗滌劑中最合適的是—(填標(biāo)號)。
a.乙醇b.蒸儲水c.HC1溶液d.NaOH溶液
(6)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是%。(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))
5.正丁酸可作許多有機(jī)物的溶劑及萃取劑,常用于電子級清洗劑及用于有機(jī)合
成。實(shí)驗(yàn)室用正丁醇與濃H2s(X反應(yīng)制取,實(shí)驗(yàn)裝置如右圖,加熱與夾持裝置略
去。反應(yīng)原理與有關(guān)數(shù)據(jù):
反應(yīng)原理:2c4H90H和A網(wǎng)_>C4H90c4H9+H2O
副反應(yīng):C4H90H2H5cH=CH2+H2O
溶解性
相對分子熔點(diǎn)沸點(diǎn)
物質(zhì)50%硫
質(zhì)量/℃/℃水其它
酸
正丁微
74-89.8117.7易溶
醇溶二者互
正丁不溶
130-98142.4微溶
酸溶
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①在二口燒瓶中加入0.34mol正丁醇和4.5mL濃H2S04,再加兩小粒沸石,搖勻。
②加熱攪拌,溫度上升至100~110℃開始反應(yīng)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)中產(chǎn)生的
水經(jīng)冷凝后收集在水分離器的下層,上層有機(jī)物至水分離器支管時,即可返回?zé)?/p>
瓶。加熱至反應(yīng)完成。
③將反應(yīng)液冷卻,依次用水、50%硫酸洗滌、水洗滌,再用無水氯化鈣干燥,過
濾,蒸儲,得正丁酸的質(zhì)量為Wg。
請回答:
(1)制備正丁酸的反應(yīng)類型是,儀器a的名稱是o
(2)步驟①中藥品的添加順序是,先加(填“正丁醇”或“濃HzSOJ),
沸石的作用是。
(3)步驟②中為減少副反應(yīng),加熱溫度應(yīng)不超過℃為宜。使用水分離
器不斷分離出水的目的是O如何判斷反應(yīng)已經(jīng)完成?當(dāng)時,表明
反應(yīng)完成,即可停止實(shí)驗(yàn)。
(4)步驟③中用50%硫酸洗滌的目的是為了除去o本實(shí)驗(yàn)中,
正丁酸的產(chǎn)率為(列出含W的表達(dá)式即可)。
6.碘酸鉀(KIO,)是重要的微量元素碘添加劑。實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)流程制取并
測定產(chǎn)品中KIO,的純度:
IrKXlrHtOKOH溶液KI溶液?幡核械
其中制取碘酸(HI。。的實(shí)驗(yàn)裝置見圖,有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)列于表中
②堿性條件下易發(fā)生氧化反應(yīng):C10-+103
-
■=io4+cr
回答下列問題
(1)裝置A中參加反應(yīng)的鹽酸所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)為o
(2)裝置B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。B中所加CCL的作
用是從而加快反應(yīng)速率。
(3)分離出B中制得的Hi。,水溶液的操作為;中和之前,需將HI03
溶液煮沸至接近于無色,其目的是,避免降低KIO,的產(chǎn)率。
(4)為充分吸收尾氣,保護(hù)環(huán)境,C處應(yīng)選用最合適的實(shí)驗(yàn)裝置是
(填序號)。
(5)為促使Ki。.,晶體析出,應(yīng)往中和所得的KIO.溶液中加入適量的。
(6)取1.00081<103產(chǎn)品配成200.00近溶液,每次精確量取20.00mL溶液置于
錐形瓶中,加入足量KI溶液和稀鹽酸,加入淀粉作指示劑,用0.lOCMmol/LNaSO?
溶液滴定。滴定至終點(diǎn)時藍(lán)色消失(i2+2SQ;=2r+SQ;)測得每次平均消耗
Na2s溶液25.00mL。則產(chǎn)品中KIO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
7.雙氧水在醫(yī)療、軍事和工業(yè)上用途廣泛,工業(yè)上合成雙氧水的方法有多種,其
中一種合成工藝為乙基慈醍(EAQ)法。
2—乙基氫藻型(EHAQ)
+2H,0.
2一乙基氫葭型(EHAQ)2—乙基蔑型(EAQ)
②工業(yè)制備流程如圖所示。
工作液
③制備過程中,將EAQ溶于有機(jī)溶劑中配制成工作液。
請回答下列問題:
(1)該流程中,循環(huán)使用的原料為
(2)現(xiàn)有甲、乙、丙三種有機(jī)溶劑,相關(guān)物質(zhì)的溶解情況如表所示,則配制工
作液時,應(yīng)選用有機(jī)溶劑—(填“甲”“乙”或“丙。原因?yàn)?/p>
物質(zhì)甲乙丙
EAQ互溶不溶互溶
EHAQ互溶不溶互溶
H202不溶不溶互溶
不溶不溶互溶
H2O
(3)“氧化”時,控制溫度為45?55℃,原因?yàn)椤猳
(4)“萃取”時,所選用的萃取劑是一種常見的溶劑,其化學(xué)名稱為選用該
溶劑作為萃取劑的原因?yàn)開。
(5)“凈化”的目的是將萃取液中的過氧化氫分離出來,則應(yīng)選用的分離方法為
(6)采用電解法制備雙氧水的裝置示意圖如圖所示,通入空氣的電極的電極反
應(yīng)式。
8.過氧乙酸(CRCOOOH)是一種高效消毒劑,性質(zhì)不穩(wěn)定遇熱易分解,可利用高濃
度的雙氧水和冰醋酸反應(yīng)制得,某實(shí)驗(yàn)小組利用該原理在實(shí)驗(yàn)室中合成少量過氧
乙酸。裝置如圖所示。回答下列問題:
力,,滴液漏斗
『蛇形冷凝管
冷對
圓底影瓶A面底燒瓶B
已知:①常壓下過氧化氫和水的沸點(diǎn)分別是158c和100℃。
②過氧化氫易分解,溫度升高會加速分解。
③雙氧水和冰醋酸反應(yīng)放出大量的熱。
(1)雙氧水的提濃:蛇形冷凝管連接恒溫水槽,維持冷凝管中的水溫為60C,c
口接抽氣泵,使裝置中的壓強(qiáng)低于常壓,將滴液漏斗中低濃度的雙氧水(質(zhì)量分
數(shù)為30%)滴入蛇形冷凝管中。
①蛇形冷凝管的進(jìn)水口為o
②向蛇形冷凝管中通入60℃水的主要目的是o
③高濃度的過氧化氫最終主要收集在(填圓底燒瓶A/圓底燒瓶
B)o
(2)過氧乙酸的制備:向100mL的三頸燒瓶中加入25mL冰醋酸,滴加提濃的雙氧
水12mL,之后加入濃硫酸1mL,維持反應(yīng)溫度為40℃,磁力攪拌4h后,室溫靜
置12ho
①向冰醋酸中滴加提濃的雙氧水要有冷卻措施,其主要原因是o
②磁力攪拌4h的目的是o
(3)?。L制得的過氧乙酸溶液稀釋為100mL,取出5.0mL,滴加酸性高鎰酸鉀
溶液至溶液恰好為淺紅色(除殘留H2O2),然后加入足量的KI溶液和幾滴指示劑,
最后用O.lOOOmol/L的Na2s2O3溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液V2mL(已知:過氧
乙酸能將KI氧化為I2;2Na2s2()3+K=Na2s為+2岫1)。
①滴定時所選指示劑為,滴定終點(diǎn)時的現(xiàn)象為o
②過氧乙酸與碘化鉀溶液反應(yīng)的離子方程式為o
③制得過氧乙酸的濃度為mol/Lo
9.次氯酸溶液由于其具有極強(qiáng)的氧化性,可以使病毒的核酸物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng),
從而殺滅病毒,是常用的消毒劑和漂白劑。已知:
1.常溫常壓下,C12O為棕黃色氣體,沸點(diǎn)為3.8℃,42℃以上會分解生成Cl2
和02,C12O易溶于水并與水立即反應(yīng)生成HClOo
II.將氯氣和空氣(不參與反應(yīng))按體積比1:3混合通入潮濕的碳酸鈉中生成
Cl20氣體,用水吸收CL0(不含C1J制得次氯酸溶液。某實(shí)驗(yàn)室利用以下裝置制
備濃度不小于0.8mol/L
華
回答下列問題:
(1)裝置D的作用為o
(2)配平裝置B中的反應(yīng):Cl2+Na2C03+H20=Cl20+NaCl+NaHC03o寫
出Cl20的結(jié)構(gòu)式為o
(3)裝置C中加入的試劑X為CCL,其作用是o
(4)各裝置的連接順序?yàn)锳----
Eo
(5)此方法相對于氯氣直接溶于水制備次氯酸溶液的優(yōu)點(diǎn)是o(答出1
條即可)
(6)若裝置B中生成的Cl20氣體有20%滯留在E前各裝置中,其余均溶于裝置
E的水中,裝置E所得500mL次氯酸溶液濃度為0.8mol/L,則至少需要含水8%
的碳酸鈉的質(zhì)量為go
10.過氧乙酸(CLCOOOH)不僅在衛(wèi)生醫(yī)療、食品消毒及漂白劑領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,
也應(yīng)用于環(huán)境工程、精細(xì)化工等領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)室利用醋酸(CH3COOH)與雙氧水(H2O2)
共熱,在固體酸的催化下制備過氧乙酸(CRCOOOH),其裝置如下圖所示。請回
答下列問題:
實(shí)驗(yàn)步驟:
I.先在反應(yīng)瓶中加入冰醋酸、乙酸丁酯和固體酸催化劑,開通儀器1和8,溫
度維持為55℃;
II.待真空度達(dá)到反應(yīng)要求時,打開儀器3的活塞,逐滴滴入濃度為35%的雙
氧水,再通入冷卻水;
m.從儀器5定期放出乙酸丁酯和水的混合物,待反應(yīng)結(jié)束后分離反應(yīng)器2中
的混合物,得到粗產(chǎn)品。
(1)儀器6的名稱是,反應(yīng)器2中制備過氧乙酸(CHaCOOOH)的化學(xué)反
應(yīng)方程式為O
(2)反應(yīng)中維持冰醋酸過量,目的是提高;分離反應(yīng)器2中的混合物得
到粗產(chǎn)品,分離的方法是o
(3)實(shí)驗(yàn)中加入乙酸丁酯的主要作用是(選填字母序號)。
A作為反應(yīng)溶劑,提高反應(yīng)速率
B與固體酸一同作為催化劑使用,提高反應(yīng)速率
C與水形成沸點(diǎn)更低的混合物,利于水的蒸發(fā),提高產(chǎn)率
D增大油水分離器5的液體量,便于實(shí)驗(yàn)觀察
(4)從儀器5定期放出乙酸丁酯和水的混合物,待觀察到(填現(xiàn)
象)時,反應(yīng)結(jié)束。
(5)粗產(chǎn)品中過氧乙酸(CH3C000H)含量的測定:取一定體積的樣品VmL,分
成6等份,用過量KI溶液與過氧化物作用,以Li的硫代硫酸鈉溶液
滴定碘(l2+2S2(V-=2I—+S4062-);重復(fù)3次,平均消耗量為VimLo再以0.02mol
?I71的酸性高鎰酸鉀溶液滴定樣品,重復(fù)3次,平均消耗量為V2mL。則樣品
中的過氧乙酸的濃度為moPL-。
1LI.四溟化鈦(TiBrD可用作橡膠工業(yè)中烯燃聚合反應(yīng)的催化劑。已知TiBn
常溫下為橙黃色固體,熔點(diǎn)為38.3℃,沸點(diǎn)為233.5C,具有潮解性且易發(fā)生水
解。實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)TiO2+C+2B小項(xiàng)LTiBn+COz制備TiBn的裝置如圖所示?;卮?/p>
下列問題:
(1)檢查裝置氣密性并加入藥品后,加熱前應(yīng)進(jìn)行的操作是反應(yīng)結(jié)束后應(yīng)
繼續(xù)通入一段時間C02,主要目的是—O
(2)將連接管切斷并熔封,采用蒸儲法提純。此時應(yīng)將a端的儀器改裝為、
承接管和接收瓶,在防腐膠塞上加裝的儀器是—(填儀器名稱)。
II.過氧化鈣溶于酸,極微溶于水,不溶于乙醇、乙酸和丙酮,通??捎米麽t(yī)用
殺菌劑、消毒劑、防腐劑。已知從溶液中制得的過氧化鈣帶有8個結(jié)晶水,在
100C時會脫水生成米黃色的無水過氧化鈣,而無水過氧化鈣在349℃時會迅速
分解生成CaO和以下是一種用純凈的碳酸鈣制備過氧化鈣的實(shí)驗(yàn)方案。請回
答下列問題:
CaC03稀鹽黃卷沸'過速,濾液氨水和甯、冰浴.邈白色結(jié)晶
(3)步驟①的具體操作為向碳酸鈣中逐滴加入稀鹽酸,至溶液中尚存有少量固
體,此時溶液呈—性(填“酸”、“堿”或“中將溶液煮沸,趁熱過濾。將
溶液煮沸的作用是
(4)步驟②中反應(yīng)的化學(xué)方程式為該反應(yīng)需要在冰浴下進(jìn)行,原因是
(5)為測定產(chǎn)品中過氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù),取1.2g樣品,在溫度高于349℃時使
之充分分解,并將產(chǎn)生的氣體(恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)狀況)通過如圖所示裝置收集,測得
量筒中水的體積為112mL,則產(chǎn)品中過氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為—o
12.C102(黃綠色易溶于水的氣體)是一種高效、低毒的消毒劑。某興趣小組通過
圖1裝置(夾持裝置略)對其制備、吸收和釋放進(jìn)行了研究。
(2)安裝F中導(dǎo)管時,應(yīng)選用圖2中的
(3)A中發(fā)生反應(yīng)生成CIO?和Cl2,其氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為
(4)關(guān)閉B的活塞,CIOZ在D中被穩(wěn)定劑完全吸收生成NaClCh,此時F中溶液的
顏色不變,則裝置C的作用是O
(5)已知在酸性條件下NaClOz可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出C102,該反應(yīng)的離子
方程式為一。
(6)C102很不穩(wěn)定,需隨用隨制,產(chǎn)物用水吸收可得到CIO?溶液。為測定所得溶
液中C102的濃度,進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn):
步驟L準(zhǔn)確量取CIO2溶液10.00mL,稀釋成100.00mL試樣,量取V°mL試樣加
入到錐形瓶中;
步驟2:用稀硫酸調(diào)節(jié)試樣的pH《2.0,加入足量的KI晶體,靜置片刻;
步驟3:加入指示劑,用cmol?LNa2s2O3溶液滴定至終點(diǎn)。重復(fù)2次,測得消
耗Na2s2O3溶液平均值為V】mLo
+
(已知2C102+10r+8H=2Cr+5I2+4H202Na2S203+I2-Na2sG+ZNal)
計(jì)算該CIO?的濃度為g/L(用含字母的代數(shù)式表示,計(jì)算結(jié)果化簡)。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合
大題訓(xùn)練(共12題)
L過硫酸鈉(Na2s20。具有極強(qiáng)的氧化性,且不穩(wěn)定,某化學(xué)興趣小組探究過硫酸
鈉的相關(guān)性質(zhì),實(shí)驗(yàn)如下。已知S03是無色易揮發(fā)的固體,熔點(diǎn)16.8℃,沸點(diǎn)
44.8℃o
(1)穩(wěn)定性探究(裝置如圖):
分解原理:2Na2S208^2Na2S04+2S031+021o
此裝置有明顯錯誤之處,請改正:,水槽冰水浴的目的
是;帶火星的木條的現(xiàn)象。
帶火星
的木條
冰
(2)過硫酸鈉在酸性環(huán)境下,在Ag+的催化作用下可以把Mr產(chǎn)氧化為紫紅色的
離子,所得溶液加入BaCL可以產(chǎn)生白色沉淀,該反應(yīng)的離子方程式為
,該反應(yīng)的氧化劑是,氧化產(chǎn)物是
(3)向上述溶液中加入足量的BaCb,過濾后對沉淀進(jìn)行洗滌的操作是
(4)可用H2c2。4溶液滴定產(chǎn)生的紫紅色離子,取20mL待測液,消耗0.lmol?17
1-1
的H2c2。4溶液30mL,則上述溶液中紫紅色離子的濃度為mol-L,若Na2S2O8
有剩余,則測得的紫紅色離子濃度將(填“偏高”“偏低”或“不變”)o
【答案】試管口應(yīng)該略向下傾斜冷卻并收集S03木條復(fù)燃2Mn2++
*1+
5S20f+8H20Ag2MnO7+10S0F+16HS2OFMn04用玻璃棒引流,向
漏斗中加蒸儲水至沒過沉淀,使蒸儲水自然流下,重復(fù)操作2?3次(合理即可)
0.06偏高
【解析】
(1)在試管中加熱固體時,試管口應(yīng)略微向下傾斜,S03的熔、沸點(diǎn)均在以上,
因此冰水浴有利于將S03冷卻為固體,便于收集S03,由Na2s2。8的分解原理可知,
生成物中有氧氣,所以在導(dǎo)管出氣口的帶火星的木條會復(fù)燃;
(2)X為MnOJ,向所得溶液中加入BaCh溶液可以產(chǎn)生白色沉淀,則產(chǎn)物中有SO4",
2++
則反應(yīng)的離子方程式為2Mn+5S20r+8H20=A£L2Mn07+10S0r+16H,根據(jù)該
反應(yīng)中元素化合價的變化可知,氧化劑是S2(V-,氧化產(chǎn)物是Mn0「
(3)沉淀洗滌時,需要用玻璃棒引流,并且所加蒸儲水需要沒過沉淀,需要洗滌
2~3次;
(4)根據(jù)得失電子守恒可得到關(guān)系式:
5H2c2O4~2MnO;
52
1
0.03Lx0.1mol.E0.02Lxc(MnO4)
則c(MnO;)=在喀粵臀£=0°6moi?L/,Na2s2()8具有氧化性,消耗的H2c2(X溶液
'75xO.O2L
增多,導(dǎo)致測得的結(jié)果偏高。
2.氮化鋸(Sr此)在工業(yè)上廣泛用于生產(chǎn)熒光粉。已知:銀與鎂位于同主族;錮
與氮?dú)庠诩訜釛l件下可生成氮化錮,氮化錮遇水劇烈反應(yīng)。
?|A。
I.利用裝置A和C制備Sr此
(1)寫出由裝置A制備M的化學(xué)方程式o
(2)裝置A中a導(dǎo)管的作用是o利用該套裝置時,應(yīng)先點(diǎn)燃裝置A的酒
精燈一段時間后,再點(diǎn)燃裝置C的酒精燈,理由是O
II.利用裝置B和C制備SnN?。利用裝置B從空氣中提純N2(已知:氧氣可被連
苯三酚溶液定量吸收)
(3)寫出裝置B的NaOH溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。
(4)裝置C中廣口瓶盛放的試劑是o
HL測定Sr^產(chǎn)品的純度
(5)取ag該產(chǎn)品,向其中加入適量的水,將生成的氣體全部通入濃硫酸中,利
用濃硫酸增重質(zhì)量計(jì)算得到產(chǎn)品的純度,該方法測得產(chǎn)品的純度偏高,其原因是
—o經(jīng)改進(jìn)后測得濃硫酸增重bg,則產(chǎn)品的純度為(用相關(guān)字母的代數(shù)
式表示)。
【答案】NH4Cl+NaN02=N2f+NaCl+2H20平衡氣壓,使液體順利流下利
2-
用生成的N將裝置內(nèi)空氣排盡C02+20H=C03+H20濃硫酸未將氣
體中的水蒸氣除去,也被濃硫酸吸收引起增重(或其他合理答案)瞿x100%
17a
【解析】
I.利用裝置A和C制備SnNz
(1)NG。和NH4cl反應(yīng)制備即根據(jù)原子守恒還有NaCl、乩0生成,反應(yīng)的化
學(xué)方程式為NHa+NaNOzdN2t+NaCl+2H20<)
(2)裝置A中a導(dǎo)管將分液漏斗上下相連,其作用是平衡氣壓,使液體順利流
下;錮與鎂位于同主族,聯(lián)想Mg的性質(zhì),空氣中的COZ、等也能與錮反應(yīng),為
防止裝置中空氣對產(chǎn)品純度的影響,應(yīng)先點(diǎn)燃裝置A的酒精燈一段時間,利用生
成的M將裝置內(nèi)空氣排盡,再點(diǎn)燃裝置C的酒精燈。
II.利用裝置B和C制備SnM
(3)鋸與鎂位于同主族,聯(lián)想Mg的性質(zhì),空氣中的COZ、等也能與錮反應(yīng),
為防止鋸與C02>O2反應(yīng),則裝置B中NaOH用于吸收C02,反應(yīng)的離子方程式為
2-
C02+20H=C03+H20O
(4)為防止氮化鋰遇水劇烈反應(yīng),故弗與Sr反應(yīng)前必須干燥,裝置C中廣口
瓶用于除去吊中的乩0(g),其中盛放的試劑為濃硫酸。
HL測定SrMz產(chǎn)品的純度的原理為:Sr3N2+6H20=3Sr(0H)2+2NH312NH3+H2S04=
(NH4)2S04,故濃硫酸增加的質(zhì)量為NH3的質(zhì)量,由于濃硫酸具有吸水性,會將
Nft中的水蒸氣一并吸收,導(dǎo)致Nft的質(zhì)量偏高,從而導(dǎo)致測得的產(chǎn)品純度偏高。
經(jīng)改進(jìn)后測得濃硫酸增重bg,根據(jù)N守恒,〃位曲)=;6陽)《火前嬴/
mol,貝(JMSr^W4molX292g/m?!簬rg,產(chǎn)品的純度為,Z_2X100%=罌X
aga
100%o
3.甲酸(化學(xué)式HCOOH,分子式CH2O2,相對分子質(zhì)量46),俗名蟻酸,是最簡單
的竣酸,無色而有刺激性氣味的易揮發(fā)液體。熔點(diǎn)為8.6℃,沸點(diǎn)100.8℃,25℃
電離常數(shù)人=1.8X10—4。某化學(xué)興趣小組進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。
I.用甲酸和濃硫酸制取一氧化碳
由
(1)請說出圖B中盛裝堿石灰的儀器名稱。用A圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
利用濃硫酸的脫水性,將甲酸與濃硫酸混合,甲酸發(fā)生分解反應(yīng)生成C0,反應(yīng)
的化學(xué)方程式是;實(shí)驗(yàn)時,不需加熱也能產(chǎn)生C0,其原因是o
(2)如需收集C0氣體,連接上圖中的裝置,其連接順序?yàn)椋篴-(按氣
流方向,用小寫字母表示)。
II.對一氧化碳的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行探究
資料:i.常溫下,C0與PdCL溶液反應(yīng),有金屬Pd和CO?生成,可用于檢驗(yàn)
C0;
ii.一定條件下,C0能與NaOH固體發(fā)生反應(yīng):CO+NaOH器HCOONa
利用下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證co具有上述兩個性質(zhì)。
(3)打開k2,F裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為;為了使氣囊收集
到純凈的CO,以便循環(huán)使用,G裝置中盛放的試劑可能是,H裝置的
作用是。
(4)現(xiàn)需驗(yàn)證E裝置中CO與NaOH固體發(fā)生了反應(yīng),某同學(xué)設(shè)計(jì)下列驗(yàn)證方案:
取少許固體產(chǎn)物,配置成溶液,在常溫下測該溶液的pH,若pH>7,證明CO與
NaOH固體發(fā)生了反應(yīng)。該方案是否可行,請簡述你的觀點(diǎn)和理由:,
(5)25℃甲酸鈉(設(shè)0(抽@)的水解平衡常數(shù)4的數(shù)量級為。若向100ml
0.Imol.L-1的HCOONa溶液中加入lOOrnLO.2mol.L-1的HC1溶液,則混合后溶液中
所有離子濃度由大到小排序?yàn)閛
濃硫酸
【答案】球形干燥管HCOOH^=COf+H0濃硫酸與甲酸混合時放出大
A2
量的熱c-b-efd-fPdCl2+CO+H2O=PdI+CO2+2HC1氫氧化鈉
溶液除去CO中水蒸氣方案不可行無論C0與NaOH固體是否發(fā)生反
應(yīng),溶液的pH均大于71011c(CD>c(H+)>c(Na)>c(HCOO-)>c(0H-)
【解析】A裝置利用濃硫酸的脫水性制備CO,生成的CO中含有揮發(fā)出的甲酸氣
體,需要利用堿石灰除去甲酸,利用排水法收集C0,結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)和裝置分
析解答。
I.(1)圖B中盛裝堿石灰的儀器名稱是球形干燥管。用A圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
利用濃硫酸的脫水性,將甲酸與濃硫酸混合,甲酸發(fā)生分解反應(yīng)生成CO,根據(jù)
濃硫酸
原子守恒可知反應(yīng)的化學(xué)方程式是HCOOH^=COt+乩0。由于濃硫酸與甲酸混
A
合時放出大量的熱,所以實(shí)驗(yàn)時,不需加熱也能產(chǎn)生co。
(2)根據(jù)以上分析可知如需收集CO氣體,連接上圖中的裝置,其連接順序?yàn)椋篴
—cfbfe—dff。
II.(3)打開匕,由于常溫下,CO與PdCk溶液反應(yīng),有金屬Pd和CO。生成,則
F裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為PdCl2+C0+H20=PdI+CO2+2HC1;由于F裝
置中有二氧化碳和氯化氫生成,且二者都是酸性氣體,則為了使氣囊收集到純凈
的CO,以便循環(huán)使用,G裝置中盛放的試劑可能是氫氧化鈉溶液。剩余的CO中
還含有水蒸氣,則H裝置的作用是除去CO中水蒸氣。
(4)由于無論CO與NaOH固體是否發(fā)生反應(yīng),溶液的pH均大于7,所以該方案不
可行;
(5)25℃甲酸電離常數(shù)8X10—4,則25℃甲酸鈉(HCOONa)的水解平衡常數(shù)
4=碧,其數(shù)量級為若向100mL0.lmol-L_1的HCOONa溶液中加入
1.8x10
100mL0.2moi?!?的HC1溶液,反應(yīng)后溶液中含有等物質(zhì)的量濃度的甲酸、氯化
鈉、氯化氫,則混合后溶液中所有離子濃度由大到小排序?yàn)閏(C「)>c(lT)>c(N3)
>c(HCOO")>c(OIT)o
4.對甲基苯胺可用對硝基甲苯作原料在一定條件制得。主要反應(yīng)及裝置如下:
H3CNO2
(Mr=137)
主要反應(yīng)物和產(chǎn)物的物理性質(zhì)見下表:
化合物溶解性熔點(diǎn)(t)沸點(diǎn)(t)密度(g?cmT)
對硝基甲米不溶于水,溶于乙薛、恭51.4237.71.286
對甲基笨胺微溶于水,易溶于乙醇、茶43-45200-2021.046實(shí)驗(yàn)步
對甲基茶胺鹽酸鹽易溶于水,不溶于乙醇、聚243~245——
笨不溶于水,溶于乙醇5.580.10.874
驟如下:
①向三頸燒瓶中加入50mL稀鹽酸、10.7mL(13.7g)對硝基甲苯和適量鐵粉,維持
瓶內(nèi)溫度在80℃左右,同時攪拌回流、使其充分反應(yīng);
②調(diào)節(jié)pH=7~8,再逐滴加入30mL苯充分混合;
③抽濾得到固體,將濾液靜置、分液得液體M;
④向M中滴加鹽酸,振蕩、靜置、分液,向下層液體中加入NaOH溶液,充分振蕩、
靜置;
⑤抽濾得固體,將其洗滌、干燥得6.1g產(chǎn)品。
回答下列問題:
(1)主要反應(yīng)裝置如上圖,a處缺少的裝置是—(填儀器名稱),實(shí)驗(yàn)步驟③和
④的分液操作中使用到下列儀器中的(填標(biāo)號)。
a.燒杯b.漏斗c.玻璃棒d.鐵架臺
(2)步驟②中用5%的碳酸鈉溶液調(diào)pH=7~8的目的之一是使Fe”轉(zhuǎn)化為氫氧化
鐵沉淀,另一個目的是
(3)步驟③中液體M是分液時的一層(填“上”或“下”)液體,加入鹽酸的
作用是—。
(4)步驟④中加入氫氧化鈉溶液后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有—o
(5)步驟⑤中,以下洗滌劑中最合適的是—(填標(biāo)號)。
a.乙醇b.蒸儲水c.HC1溶液d.NaOH溶液
(6)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是%o(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))
【答案】球形冷凝管ad使對甲基苯胺鹽酸鹽轉(zhuǎn)化為對甲基苯胺上
與對甲基苯胺轉(zhuǎn)化為對甲基苯胺鹽酸鹽進(jìn)入水層與對硝基甲苯的分離
NH;NH2
+
H+OH=H2O>0+0出一>(A)+H20b57.0%
CH3CH3
【解析】首先向三頸燒瓶中加稀鹽酸、對硝基甲苯和適量鐵粉加熱進(jìn)行反應(yīng),生
成對甲基苯胺鹽酸鹽,調(diào)節(jié)pH=7~8,沉淀鐵離子并使對甲基苯胺鹽酸鹽轉(zhuǎn)化為
對甲基苯胺,加入苯溶解生成的對甲基苯胺和未反應(yīng)的對硝基甲苯,抽濾靜置分
液得到有機(jī)層,向有機(jī)層中加入鹽酸使對甲基苯胺轉(zhuǎn)化為對甲基苯胺鹽酸鹽,生
成的對甲基苯胺鹽酸鹽易溶于水,靜置分液得到無機(jī)層,向無機(jī)層加入NaOH溶
液,使對甲基苯胺鹽酸鹽轉(zhuǎn)化為對甲基苯胺,對甲基苯胺常溫下為不溶于水的固
體,所以在加入氫氧化鈉溶液后會有對甲基苯胺固體析出,抽濾得到固體,洗滌、
干燥得到產(chǎn)品。
(1)該反應(yīng)中反應(yīng)物沸點(diǎn)較低,加熱反應(yīng)過程中會揮發(fā),需要在a處加裝球形
冷凝管冷凝回流;分液操作需要燒杯、分液漏斗、鐵架臺,所以選ad;
(2)根據(jù)題目所給信息可知,pH值升高會使對甲基苯胺鹽酸鹽轉(zhuǎn)化為對甲基苯
胺,達(dá)到分離提純的目的;
(3)根據(jù)分析步驟③中液體M為有機(jī)層,溶劑為苯,密度比水小,所以在上層;
加入鹽酸使對甲基苯胺轉(zhuǎn)化為易溶于水的對甲基苯胺鹽酸鹽,從而實(shí)現(xiàn)與對硝基
甲苯的分離;
(4)下層液體中有未反應(yīng)的鹽酸和生成的對甲基苯胺鹽酸鹽都與NaOH發(fā)生反應(yīng),
NH;NH,
+
離子方程式為:H+Oir=H2O>[A+0H'—>/+40;
CH,CH3
(5)洗滌過程是為了洗去對甲基苯胺可能附著的對甲基苯胺鹽酸鹽、NaCl和
NaOH等可溶于水的雜質(zhì),為降低對甲基苯胺洗滌過程的溶解損失,最好的洗滌
劑應(yīng)為蒸儲水,所以選b;
(6)原料中有13.7g對硝基甲苯,即尚嘉R.lmoL所以理論上生成的對甲
基苯胺應(yīng)為0.ImoL實(shí)際得到產(chǎn)品6.1g,所以產(chǎn)率為而磊麗X10°%=57?0%。
5.正丁酸可作許多有機(jī)物的溶劑及萃取劑,常用于電子級清洗劑及用于有機(jī)合
成。實(shí)驗(yàn)室用正丁醇與濃H2sCh反應(yīng)制取,實(shí)驗(yàn)裝置如右圖,加熱與夾持裝置略
去。反應(yīng)原理與有關(guān)數(shù)據(jù):
反應(yīng)原理:2c4H90H⑼網(wǎng)A_>C4H90c4H9+H2O
副反應(yīng):C4H90H三1351c2HseHXH2+H2O
溶解性
相對分子熔點(diǎn)沸點(diǎn)
物質(zhì)50%硫
質(zhì)量/℃/℃水其它
酸
正丁微
74-89.8117.7易溶
醇溶二者互
正丁不溶
130-98142.4微溶
酸溶
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①在二口燒瓶中加入0.34mol正丁醇和4.5mL濃H2SO4,再加兩小粒沸石,搖勻。
②加熱攪拌,溫度上升至100~110℃開始反應(yīng)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)中產(chǎn)生的
水經(jīng)冷凝后收集在水分離器的下層,上層有機(jī)物至水分離器支管時,即可返回?zé)?/p>
瓶。加熱至反應(yīng)完成。
③將反應(yīng)液冷卻,依次用水、50%硫酸洗滌、水洗滌,再用無水氯化鈣干燥,過
濾,蒸館,得正丁酸的質(zhì)量為Wg。
請回答:
(1)制備正丁酸的反應(yīng)類型是,儀器a的名稱是o
(2)步驟①中藥品的添加順序是,先加(填“正丁醇”或“濃H2SOJ),
沸石的作用是O
(3)步驟②中為減少副反應(yīng),加熱溫度應(yīng)不超過℃為宜。使用水分離
器不斷分離出水的目的是O如何判斷反應(yīng)已經(jīng)完成?當(dāng)時,表明
反應(yīng)完成,即可停止實(shí)驗(yàn)。
(4)步驟③中用50%硫酸洗滌的目的是為了除去o本實(shí)驗(yàn)中,
正丁酸的產(chǎn)率為(列出含W的表達(dá)式即可)。
【答案】取代反應(yīng)(直形)冷凝管正丁醇防暴沸或防止反應(yīng)液劇烈
沸騰135提高正丁酸的產(chǎn)率或正丁醇的轉(zhuǎn)化率分水器中水(或有機(jī)
w
物)的量(或液面)不再變化正丁醇—-----xlOO%
0.17x130
【解析】
⑴根據(jù)反應(yīng)方程式2c4H90H闞加△工-c4H90c4H9+H2O,分析得到制備正丁酸的反應(yīng)類
型是取代反應(yīng),根據(jù)圖中裝置得出儀器a的名稱是(直形)冷凝管;故答案為:取
代反應(yīng);(直形)冷凝管。
⑵步驟①中藥品的添加順序是,根據(jù)溶液的稀釋,密度大的加到密度小的液體中,
因此先加正丁醇,燒瓶中是液體與液體加熱,因此沸石的作用是防暴沸或防止反
應(yīng)液劇烈沸騰;故答案為:正丁醇;防暴沸或防止反應(yīng)液劇烈沸騰。
⑶根據(jù)題中信息,生成副反應(yīng)在溫度大于135℃,因此步驟②中為減少副反應(yīng),
加熱溫度應(yīng)不超過135℃為宜。該反應(yīng)是可逆反應(yīng),分離出水,有利于平衡向正
反應(yīng)方向移動,因此使用水分離器不斷分離出水的目的是提高正丁醍的產(chǎn)率或正
丁醇的轉(zhuǎn)化率。水分離器中水的量不斷增加,當(dāng)水分離器中水量不再增加時或則
有機(jī)物的量不再變化時,表明反應(yīng)完成,即可停止實(shí)驗(yàn);故答案為:135;提高
正丁酸的產(chǎn)率或正丁醇的轉(zhuǎn)化率;分水器中水(或有機(jī)物)的量(或液面)不再變化。
⑷根據(jù)題中信息正丁醇易溶于50%硫酸,正丁酸微溶于50%硫酸,因此步驟③中
用50%硫酸洗滌的目的是為了除去正丁醇。根據(jù)2c4H90H,嗎△-C4H90c4H9+H2O理
論得到C4H90c凡物質(zhì)的量為0.17moL則正丁酸的產(chǎn)率為
Wgww
xl00%=方而X100%;故答案為:正丁醇;xl()0%
-1
0.17molx130g-molV.1/X!nU0.17x130
6.碘酸鉀(KIOJ是重要的微量元素碘添加劑。實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)流程制取并
測定產(chǎn)品中KI。,的純度:
IrKKIrHtOKOH溶液KI溶液?韓曲假
其中制取碘酸(HIOQ的實(shí)驗(yàn)裝置見圖,有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)列于表中
ABC
物質(zhì)性質(zhì)
白色固體,能溶于水,難溶于
HIO3CCL
①白色固體,能溶于水,難溶于乙醇
KIO3②堿性條件下易發(fā)生氧化反應(yīng):CIO-+103
"
-=1O4+C1"
回答下列問題
(1)裝置A中參加反應(yīng)的鹽酸所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)為o
(2)裝置B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為oB中所加CCL的作
用是從而加快反應(yīng)速率。
(3)分離出B中制得的HIO,水溶液的操作為;中和之前,需將HI03
溶液煮沸至接近于無色,其目的是,避免降低KIO,的產(chǎn)率。
(4)為充分吸收尾氣,保護(hù)環(huán)境,C處應(yīng)選用最合適的實(shí)驗(yàn)裝置是
(填序號)。
BCD
(5)為促使KIOj晶體析出,應(yīng)往中和所得的KIO,溶液中加入適量的o
(6)取1.OOOgKlO,產(chǎn)品配成200.00mL溶液,每次精確量取20.00mL溶液置于
錐形瓶中,加入足量KI溶液和稀鹽酸,加入淀粉作指示劑,用0.lOOdmol/LNaS。、
溶液滴定。滴定至終點(diǎn)時藍(lán)色消失(I2+2S2O;=2r+S4O;),測得每次平均消耗
Na2s20,溶液25.00mL。則產(chǎn)品中KIO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為一(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
【答案】還原性、酸性5CI,+I2+6H2O==2HIO3+10HC1充分溶解I和5,以
增大反應(yīng)物濃度分液除去。式或CIO)防止氧化KIO]c乙醇(或
酒精)89.5%o
【解析】裝置A用于制取Cl2,發(fā)生的反應(yīng)為:KC1O3+6HC1(濃)=KC1+3CLt+3H20,
裝置B中發(fā)生的是制取HIO3的反應(yīng),裝置C為尾氣處理裝置,既要吸收尾氣中的
HC1和CL,還要防止倒吸。
(1)裝置A中發(fā)生的反應(yīng)為:KCIO3+6HCI(濃)=KC1+3cLt+3H2。,濃鹽酸中的Cl
元素有一部分失電子轉(zhuǎn)化為CL表現(xiàn)出還原性,還有一部分C1元素沒有變價轉(zhuǎn)
化為KC1(鹽),表現(xiàn)出酸性;
(2)裝置B中發(fā)生的反應(yīng)為:5Cl2+I2+6H20=2HI03+10HCl,CL和L均難溶于水,
易溶于CCL,加入CCL可使二者溶解在CCL中,增大反應(yīng)物濃度;
(3)分離B中制得的HI03水溶液的操作為分液,HI03溶液中混有的CL在堿性條
件下轉(zhuǎn)化為CW,CIO一會將氧化為10;,因此在中和前需要將Cb除去;
(4)尾氣中主要含HC1和Cb,需用NaOH溶液吸收,同時要防止倒吸;
(5)因?yàn)镵I03難溶于乙醇,向KI03溶液中加入乙醇可降低其溶解度,促使KI03
晶體析出;
(6)每20mLKI03溶液中,加入KI溶液和稀鹽酸發(fā)生的反應(yīng)為:
-22
I03+5r+6H=3I2+3H20,滴定時發(fā)生的反應(yīng)為:L+2SA=2r+S406-,可列出關(guān)系式:
103c3L~6s2(V-,每次平均消耗的n(S2(V-)=0.1004mol/LX0.025L=0.00251mol,
-2-
則每20mLKI03溶液中,n(KI03)=n(I03)=n(S203)+6=0.00251mol+
6=0.000418mol,200mL溶液中,n(KI03)=0.00418mol,產(chǎn)品中KIO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
214g/molx0.00418mol,
=--------------:-----------------x100%=89.5%o
lg
7.雙氧水在醫(yī)療、軍事和工業(yè)上用途廣泛,工業(yè)上合成雙氧水的方法有多種,其
中一種合成工藝為乙基慈醍(EAQ)法。
已知:①反應(yīng)原理為
②工業(yè)制備流程如圖所示。
工作液
③制備過程中,將EAQ溶于有機(jī)溶劑中配制成工作液。
請回答下列問題:
(1)該流程中,循環(huán)使用的原料為
(2)現(xiàn)有甲、乙、丙三種有機(jī)溶劑,相關(guān)物質(zhì)的溶解情況如表所示,則配制工
作液時,應(yīng)選用有機(jī)溶劑—(填“甲”“乙”或"丙”),原因?yàn)椤狾
物質(zhì)甲乙丙
EAQ互溶不溶互溶
EHAQ互溶不溶互溶
H202不溶不溶互溶
H2O不溶不溶互溶
(3)“氧化”時,控制溫度為45?55℃,原因?yàn)椤猳
(4)“萃取”時,所選用的萃取劑是一種常見的溶劑,其化學(xué)名稱為選用該
溶劑作為萃取劑的原因?yàn)?/p>
(5)“凈化”的目的是將萃取液中的過氧化氫分離出來,則應(yīng)選用的分離方法為
(6)采用電解法制備雙氧水的裝置示意圖如圖所示,通入空氣的電極的電極反
應(yīng)式—o
【答案】乙基慈醍甲EAQ、EHAQ與甲互溶,有利于配制工作液及氫化后
產(chǎn)品的過濾,上0、上。2不溶于甲,有利于后期分離溫度高于45?55℃,雙氧
水更易分解,副反應(yīng)多;溫度低于45?55C,反應(yīng)速度又慢水雙氧水
易溶于水而且與水不反應(yīng),EAQ難溶于水減壓蒸儲02+2e』2H2OH2O2+2OH-
【解析】
(1)將①中兩個方程式相加,得上+。2=上02,原子利用率是100%,符合“綠色化學(xué)
工藝”要求,結(jié)合流程,乙基蔥醍可以循環(huán)使用;
(2)根據(jù)相關(guān)物質(zhì)在甲、乙、丙三種有機(jī)溶劑中的溶解情況知,EAQ、EHAQ與甲
互溶,有利于配制工作液及氫化后產(chǎn)品的過濾,乩0、H2O2不溶于甲,有利于后期
分離;則配制工作液時,應(yīng)選用有機(jī)溶劑甲;
(3)溫度高于45?55℃,雙氧水更易分解,副反應(yīng)多;溫度低于45?55℃,反應(yīng)
速度又慢;故“氧化”時,控制溫度為45?55℃;
(4)“萃取”時,所選用的萃取劑是一種常見的溶劑,雙氧水易溶于該溶劑而且
與該溶劑不反應(yīng),EAQ難溶于該溶劑,選用的萃取劑的化學(xué)名稱為水;
(5)萃取液為乩。2的水溶液,“凈化”的目的是將萃取液中的過氧化氫分離出來,
因雙氧水受熱易分解,則應(yīng)選用的分離方法為減壓蒸儲;
(6)根據(jù)圖示,通入空氣的電極發(fā)生還原反應(yīng)生成H2O2和稀堿,電極反應(yīng)式為
02+2e+2H20=H202+20Ho
8?過氧乙酸(ClfcCOOOH)是一種高效消毒劑,性質(zhì)不穩(wěn)定遇熱易分解,可利用高濃
度的雙氧水和冰醋酸反應(yīng)制得,某實(shí)驗(yàn)小組利用該原理在實(shí)驗(yàn)室中合成少量過氧
乙酸。裝置如圖所示?;卮鹣铝袉栴}:
。一滴液漏斗
,蛇形冷凝管
/直形冷凝管
圓底燒瓶A圓底燒瓶B
已知:①常壓下過氧化氫和水的沸點(diǎn)分別是158℃和100℃。
②過氧化氫易分解,溫度升高會加速分解。
③雙氧水和冰醋酸反應(yīng)放出大量的熱。
(1)雙氧水的提濃:蛇形冷凝管連接恒溫水槽,維持冷凝管中的水溫為60℃,c
口接抽氣泵,使裝置中的壓強(qiáng)低于常壓,將滴液漏斗中低濃度的雙氧水(質(zhì)量分
數(shù)為30%)滴入蛇形冷凝管中。
①蛇形冷凝管的進(jìn)水口為o
②向蛇形冷凝管中通入60℃水的主要目的是o
③高濃度的過氧化氫最終主要收集在(填圓底燒瓶A/圓底燒瓶
B)o
(2)過氧乙酸的制備:向100mL的三頸燒瓶中加入25mL冰醋酸,滴加提濃的雙氧
水12mL,之后加入濃硫酸1mL,維持反應(yīng)溫度為40℃,磁力攪拌4h后,室溫靜
置12h。
①向冰醋酸中滴加提濃的雙氧水要有冷卻措施,其主要原因是O
②磁力攪拌4h的目的是。
(3)取VjnL制得的過氧乙酸溶液稀釋為100mL,取出5.0mL,滴加酸性高鎰酸鉀
溶液至溶液恰好為淺紅色(除殘留H2O2),然后加入足量的KI溶液和幾滴指示劑,
最后用O.lOOOmol/L的Na2s2O3溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液V2mL(已知:過氧
乙酸能
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