(11分)某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如图14-2所示,A中放有浓硫酸,B中放有乙醇、无水醋酸钠,D中放有饱和碳酸钠溶液。
已知①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6 C2H50H ②有关有机物的沸点:
试剂 |
乙醚 |
乙醇 |
乙酸 |
乙酸乙酯 |
沸点/℃ |
34.7 |
78.5 |
118 |
77.1 |
请回答:
(1)浓硫酸的作用是 ;若用同位素180示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者,写出能表示180位置的化学方程式: 。
(2)球形干燥管C的作用是 。若反应前向D中加入几滴酚酞,溶液呈红色,产生此现象的原因是(用离子方程式表示) ;反应结束后D中的现象是 .
(3)从D中分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水,应先加入无水氯化钙,分离出 (填物质名称);再加入(此空从下列选项中选择,填编号) ,然后进行蒸馏,收集77℃左右的馏分,以得较纯净的乙酸乙酯。
A.五氧化二磷 | B.碱石灰 | C.无水硫酸钠 | D.生石灰 |
实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸,反应式如下:
已知:①苯甲酸在水中的溶解度为:0.18g(4℃)、0.34g(25℃)、0.95g(60℃)、6.8g(95℃)
②乙醚沸点34.6℃,密度0.7138,易燃烧,当空气中含量为1.83%~48.0%时易发生爆炸
图1制备苯甲酸和苯甲醇的反应装置图图2蒸乙醚的装置图
实验步骤如下:
①向图1所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水,搅拌溶解。稍冷,加入10 mL新蒸过的苯甲醛。开启搅拌器,调整转速,使搅拌平稳进行。加热回流约40 min。
②停止加热,从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20mL,摇动均匀,冷却至室温。反应物冷却至室温后,倒入分液漏斗,用乙醚萃取三次,每次10mL。水层保留待用。合并三次萃取液,依次用5 mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤,10mL 10%碳酸钠溶液洗涤,10 mL水洗涤。
③分出醚层,倒入干燥的锥形瓶,加无水硫酸镁,注意锥形瓶上要加塞。将锥形瓶中溶液转入图2所示蒸馏装置,缓缓加热。升高温度蒸馏,当温度升到140℃时改用空气冷凝管,收集198℃~204℃的馏分得产品A。将萃取后的水溶液慢慢地加入到盛有30 mL浓盐酸和30 mL水的混合物中,同时用玻璃棒搅拌,析出白色固体。冷却,抽滤,得到粗产品,然后提纯得产品B。
根据以上步骤回答下列问题:
(1)步骤①中所加的苯甲醛为什么要是新蒸的?________________________________。
(2)步骤②萃取时用到的玻璃仪器除了除烧杯、玻璃棒外,还需______________________,饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去__________________,而碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸。
(3)步骤③中无水硫酸镁的作用是_________________,将锥形瓶中溶液转入图2所示蒸馏装置时涉及的实验操作为__________________。
(4)产品A为____________,蒸馏除乙醚的过程中采用的加热方式为_______________,提纯产品B所用到的实验操作为________________。
Ⅰ:选择一种试剂鉴别下列各组物质,将所选试剂的化学式或名称写在横线上:
① 苯、甲苯② 苯、硝基苯、乙醇
③ 苯酚溶液、己烯、己烷、醋酸溶液
Ⅱ:为了探究苯酚和乙醇分子中羟基上氢原子的活泼性,甲、乙两位同学分别设计如下甲、乙两方案。
方案甲:
实验1:取少量无水乙醚于试管中,加入少量金属钠。
实验2:各取3mL无水乙醚于试管中,分别加入少量等物质的量的苯酚和乙醇,再投入大小相同的钠块。
方案乙:
各取少量等物质的苯酚和乙醇于试管中,均在60℃的水浴加热,待苯酚熔化后,各放入相同大小的一小块金属钠。(已知:苯酚的密度为1.07g/mL)
(1)方案甲设计实验1的目的是。
(2)方案乙中观察到:在乙醇中,钠很快与乙醇反应产生气体,溶液保持澄清;在苯酚中,钠块表面有少量气泡,且表面产生白色悬浮物,最后白色悬浮物充满苯酚熔融液。
①实验中观察到的白色悬浮物为;
②苯酚熔融液与钠的反应速率不如无水乙醇与钠的反应快,其可能原因有____________、_____________。
两位同学设计了下述两个方案, 并都认为如果观察到的现象和自己所设计的方案一致,即可确定无色气体中一定含有SO2和CO2气体。
请你评价上述两个方案是否严密,并说明理由。
方案甲:_________,______________________
方案乙:_________,_______________________ 。
(1)试回答下列中学化学实验中常见仪器的有关问题:
在仪器①分液漏斗、②试剂瓶、③集气瓶、④滴瓶、⑤滴定管、⑥容量瓶、⑦量筒、⑧托盘天平中,标有“0”刻度的是(填序号,下同);标有使用温度的仪器是。用到“磨砂”处理的有。
(2)如下图是实验室制取酚醛树脂的装置图。
①装置中的二处错误是____________;_________。
②本实验浓盐酸作用,实验完毕后,若试管用水不易洗涤,可以加入少量_______浸泡几分钟,然后洗净。
③写出实验室制取酚醛树脂的化学方程式_______________________
实验室制备气体时,可根据反应物的状态、反应条件和生成气体的性质来选择气体的发生装置。
编号 |
A |
B |
C |
发 生 装 置 |
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(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰制氧气时,可选用的发生装置是(写编号);
(2)实验室用食盐固体和浓硫酸制氯化氢气体时,可选用的发生装置是(写编号),写出微热时的反应方程式;
(3)高锰酸钾和二氧化锰都是强氧化剂,均可将浓盐酸氧化为氯气。
(a) 用浓盐酸和高锰酸钾制氯气的反应方程式如下:
2KMnO4 + 16HCl2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 ↑+ 8H2O
①用“单线桥”在上述方程式上标出电子转移的方向和数目。
②反应中元素被氧化,是氧化剂。当有1mol电子转移时,可生成气体升(标准状态下)。
(b) 用浓盐酸和二氧化锰制氯气的实验装置如图所示:
写出圆底烧瓶中发生反应的化学方程式_
②实验结束清洗仪器时,为了减少烧瓶中残留氯气对环境的污染,可以向烧瓶中加入的溶液是________,有关的化学方程式_________________________.