对氨基苯磺酸是制取染料和一些药物的重要中间体,可由苯胺磺化得到。
实验室可利用下图实验装置合成对氨基苯磺酸。实验步骤如下:
① 在一个250 mL三颈烧瓶中加入10 mL苯胺及几粒沸石,
将三颈烧瓶放入冷水中冷却,小心地加入18 mL浓硫酸。
② 将三颈烧瓶置于油浴中缓慢加热至170~180℃,维持此温度2~2.5 h。
③ 将反应液冷却至约50℃后,倒入盛有100 mL冷水的烧杯中,用玻璃棒不断搅拌,促使晶体析出,抽滤,用少量冷水洗涤,得到的晶体是对氨基苯磺酸粗产品。
④ 将粗产品用沸水溶解,冷却结晶(若溶液颜色过深,可用活性炭脱色),抽滤,收集产品,晾干。(说明:100 mL水在20℃时可溶解对氨基苯磺酸1.08 g,在100℃时可溶解6.67 g。)
试回答填空。
(1)装置中冷凝管的作用是 ▲ 。
(2)步骤②中采用油浴加热,下列说法正确的是 ▲ (填序号)。
A.用油浴加热的好处是反应物受热均匀,便于控制温度
B.此处也可以改用水浴加热
C.实验装置中的温度计可以改变位置,也可使其水银球浸入在油中
(3)步骤③用少量冷水洗涤晶体的好处是 ▲ 。
(4)步骤③和④均进行抽滤操作,在抽滤完毕停止抽滤时,应注意先 ▲ ,
然后 ▲ ,以防倒吸。
(5)步骤④中有时需要将“粗产品用沸水溶解,冷却结晶,抽滤”的操作进行多次,其目的是 。每次抽滤后均应将母液收集起来,进行适当处理,其目的是 ▲ 。
【化学——化学与技术】钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂,由钼精矿(主要成分是MoS2,含少量PbS等)制备钼酸钠晶体的部分流程如下:
(1)焙烧的过程中采用的是“逆流焙烧”的措施,则该措施的优点是: 。
(2)写出焙烧时生成MoO3的化学方程式为: 。
(3)写出“碱浸”反应的离子方程式: 。
(4)碱浸液结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去SO42-。当BaMoO4开始沉淀时,则SO42-的去除率= 。已知:碱浸液中c(MoO42-)=0.40mol·L-1,c(SO42-)=0.040mol·L-1,Ksp(BaSO4)= 1.0×10-10、Ksp(BaMoO4)= 4.0×10=8,加入Ba(OH)2固体引起的溶液体积变化可忽略。
(5)下图是碳钢在3种不同介质中的腐蚀速率实验结果:
①碳钢在盐酸和硫酸中腐蚀速率随酸的浓度变化有明显差异,其原因可能是 。
②空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO4~Fe2O3保护膜。密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀,除需加入钼酸盐外还需加入NaNO2,则NaNO2的作用是 。
铬是极硬的银白色金属,主要用于冶炼各种合金钢和电镀。已知铬在自然界最重要的矿物是铬铁矿[Fe(CrO2)2或FeO·Cr2O3],工业上制备较纯的金属铬的方法常用铝热法,其中一种简要流程如下:
(1)完成焙烧时的化学方程式并配平:
(2)如果在实验室模拟操作①,应包括过滤和洗涤。实验室洗涤沉淀的操作是: 。
(3)操作③中发生反应的化学方程式为: 。
(4)重铬酸钾为橙红色晶体,广泛用于鞣革、电镀、有机合成等领域。鞣革过程中,生皮中的蛋白质发生了 而变得经久耐用。工业可用电解法来处理含Cr2O72-废水,实验室利用下图装置模拟该法。电解过程中溶液里发生反应:Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
若某一时间段内溶液中减少了0.01mol Cr2O72-,则这段时间 电路中至少转移了_____mol电子。
(5)已知:①25℃时,Na2CrO4溶液中仅存在两种含铬离子(CrO42-、Cr2O72-),在溶液中CrO42-呈黄色,Cr2O72-呈橙色,且二者可以相互转变:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O K= 5×1014
②25℃时,BaCr2O7易溶于水,BaCrO4难溶于水,且Ksp(BaCrO4)=1×10-10若将0.2mol/L的Na2CrO4溶液和一定浓度的硝酸等体积混合,充分混合后溶液的pH=2,则此时溶液中两种含铬离子的浓度之比c(Cr2O72-)/c(CrO42-)≈ ;取此混合液1mL与1mL 2mol/L的BaCl2溶液混合,试判断混合溶液 (填“能”或“不能”)生成沉淀
Ⅰ.硝基苯甲酸乙酯在OH — 存在下发生水解反应:
O2NC6H4COOC2H5+OH-O2NC6H4COO-+C2H5OH
两种反应物的初始浓度均为0.050mol/L ,15℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示,回答下列问题:
t/s |
0 |
120 |
180 |
240 |
330 |
530 |
600 |
700 |
800 |
a/% |
0 |
33.0 |
41.8 |
48.8 |
58.0 |
69.0 |
70.4 |
71.0 |
71.0 |
(1)计算该反应在180~240s区间的平均反应速率 。
(2)为了提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率,除可适当控制反应温度外,还可以采取的措施有: (要求写出两条)。
Ⅱ.某研究性学习小组利用下图所示装置进行实验。将CN-的浓度为0.2000 mol·L-1的含氰废水100 mL与100 mL NaClO溶液(过量)置于装置②锥形瓶中充分反应。打开分液漏斗活塞,滴入100 mL稀H2SO4,关闭活塞。
已知装置②中发生的主要反应依次为:
CN-+ClO-=CNO-+Cl-
2CNO-+2H++3C1O-=N2↑+2CO2↑+3C1-+H2O
(3)①和⑥中所装碱性物质的作用是 。
(4)装置③除去的物质是 ,一段时间后,CCl4层的颜色为 。装置②中,生成该物质的离子方程式为 。
(5)反应结束后,缓缓通入空气的目的是 。
(6)为计算该实验中含氰废水被处理的百分率,实验结束后要测定装置⑤的生成沉淀质量,经过滤、洗涤、反复烘干称量至恒重后测得沉淀质量为3.55g,则废水中CN-的转化率为 (保留三位有效数字)。
2013年三月,欧盟决定暂停征收航空碳排放税,由此可以看出人类发展与环境保护的冲突仍然尖锐,大气保护工作只能在人们的各种冲突中曲折前行。
(1)活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质),生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
上述反应T1℃时的平衡常数为K1,T2℃时的平衡常数为K2。
①计算K1= 。
②T2℃达到平衡后,增大压强至气体体积为1L。新平衡体系中NO的平衡浓度c(NO)= 。
(2)工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:
①CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)△H=-41 kJ/mol
已知:②2H2O (g) ="=" 2H2 (g) + O2 (g)ΔH=+484 kJ/mol,
写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式: 。
(3)现以CO、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池,采用电解法制备高铁酸盐Na2FeO4的装置如图所示。其中Y为CO2。
写出石墨I电极上发生反应的电极反应式 。
写出电解池中生成FeO42-的电极反应式为 。
(4)高铁酸钾是一种新型水处理剂,它既有杀菌消毒的功能,又有净水的功能,请根据所需知识简要解释其净水的原理: 。
【化学与技术】海洋是一个巨大的化学资源宝库,下图是海水加工的示意图:
(1)海水淡化工厂通常采用的制备淡水的方法有 (写出两种)。
(2)下图是从浓缩海水中提取溴的流程图。写出下图中试剂A的化学式 ,溶液中发生反应的化学方程式为 。
(3)制备金属镁是通过电解熔融的,而不用MgO,其原因是 。
(4)食盐也是一种重要的化工原料,氯碱工业就是通过电解饱和食盐水来制备NaOH、H2和Cl2。海水中得到的粗盐往往含有一些杂质,必须加入一些化学试剂,使杂质沉淀,处理后的盐水还需进入阳离子交换塔,其原因是 。电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行,阳离子交换膜的作用是 。