某化学研究性学习小组探究Fe3+和SO32-之间发生的反应。
(1)取5mLFeCl3浓溶液于试管中,逐滴加入Na2SO3浓溶液,观察到溶液颜色由黄色变为红棕色,继续加入Na2SO3浓溶液至过量,溶液颜色加深,最终变为红褐色。无气泡产生,无沉淀生成。这种红褐色液体是___________________。
(2)除了观察到以上的现象外,有成员提出了另一种可能:发生氧化还原反应。反应的离子方程式为 。
研究性学习小组设计了两种实验方案证明发生了氧化还原反应。请把实验方案补充完整:
方案一:检验溶液中含有Fe2+证明发生了氧化还原反应
方案二:检验溶液中含有 证明发生了氧化还原反应
实验用品:0.1mol/L BaCl2、3mol/L盐酸、0.1mol/LKMnO4(H+)、氯水、20%KSCN、0.5mol/LKI;试管若干、胶头滴管若干
Ⅰ预处理:将(1)中获得的混合物放在如右图装置中处理足够时间。
Ⅱ检验过程
操作 |
现象及结论 |
基于方案一: |
|
基于方案二: |
|
3-丁酮酸乙酯在有机合成中用途极广,广泛用于药物合成,还用作食品的着香剂。其相对分子质量为130,常温下为无色液体,沸点181℃,受热温度超过95℃摄氏度时就会分解;易溶于水,与乙醇、乙酸乙酯等有机试剂以任意比混溶;实验室可用以乙酸乙酯和金属钠为原料制备。乙酸乙酯相对分子质量为88,常温下为无色易挥发液体,微溶于水,沸点77℃。
【反应原理】
【实验装置】
【实验步骤】
1.加热反应:向反应装置中加入32 mL(28.5g,0.32mol)乙酸乙酯、少量无水乙醇、1.6 g(0.07mol)切细的金属钠,微热回流1.5~3小时,直至金属钠消失。
2.产物后处理:冷却至室温,卸下冷凝管,将烧瓶浸在冷水浴中,在摇动下缓慢的加入32 mL 30%醋酸水溶液,使反应液分层。用分液漏斗分离出酯层。酯层用5%碳酸钠溶液洗涤,有机层放入干燥的锥形瓶中,加入无水碳酸钾至液体澄清。
3.蒸出未反应的乙酸乙酯:将反应液在常压下蒸馏至100℃。然后改用减压蒸馏,得到产品2.0g。
回答下列问题:
(1)从反应原理看,无水乙醇的作用是。
(2)反应装置中加干燥管是为了。两个装置中冷凝管的作用(填“相同”或“不相同”),冷却水进水口分别为和(填图中的字母)。
(3)产物后处理中,滴加稀醋酸的目的是,稀醋酸不能加多了,原因是。用分液漏斗分离出酯层的操作叫。碳酸钠溶液洗涤的目的是。加碳酸钾的目的是。
(4)采用减压蒸馏的原因是。
(5)本实验所得到的3-丁酮酸乙酯产率是(填正确答案标号)。
A.10% | B.22% | C.19% | D.40% |
三苯甲醇(C6H5)3C-OH是一种重要的化工原料和医药中间体。实验室合成三苯甲醇的实验装置如图所示。
已知:①过程中生成的中间物质格氏试剂易发生水解反应;
②部分相关物质的沸点如下:
物质 |
沸点/℃ |
三苯甲醇 |
380 |
乙醚 |
34.6 |
溴苯 |
156.2 |
③三苯甲醇的相对分子质量为260。
请回答下列问题:
(1)装置中玻璃仪器B的名称为;装有无水CaCl2的仪器A的作用是。
(2)装置中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是;制取格氏试剂时要保持温度约为40℃,可以采用加热方式。
(3)制得的三苯甲醇粗产品中含有乙醚、溴苯、氯化铵等杂质,可以设计如下提纯方案:
其中,操作①的名称是;洗涤液最好选用(填字母序号)。
a.水 b.乙醚 c.乙醇 d.苯
检验产品已经洗涤干净的操作为。
(4)纯度测定:称取2.60 g产品,配成乙醚溶液,加入足量金属钠(乙醚与钠不反应),充分反应后,测得生成的气体在标准状况下的体积为100.80 mL。则产品中三苯甲醇的质量分数为。
(16分)某研究小组想探究炭与浓硝酸的反应。其实验过程如下。
操作 |
现象 |
a.用干燥洁净的烧杯取约10mL浓硝酸,加热。 |
|
b.把小块烧红的木炭迅速放入热的浓硝酸中。 |
红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应,同时有大量红棕色气体产生,液面上木炭迅速燃烧,发出光亮,上下反复跳动。 |
(1)热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应。
①炭与浓硝酸的反应,说明浓硝酸具有性。
②反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解,该反应的化学方程式为。
(2)实验现象中液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。小组同学为了研究助燃气体是O2还是NO2,设计了以下实验。
Ⅰ.制取NO2气体。
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO2的装置简图(夹持仪器略)。
②NaOH溶液的作用是吸收多余的NO2,反应生成两种物质的量相等的正盐,写出反应的的离子方程式。
Ⅱ.探究实验。
实验操作:在空气中引燃木炭,使其燃烧并带有火焰,将带火焰的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中。
实验现象:木炭在NO2气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变浅直至无色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色。
①根据实验现象写出碳与NO2气体反应的化学方程式。
②通过实验探究,你认为上表操作b中助燃气体是什么,简述理由。
现有含有少量NaCl、Na2SO4、Na2CO3等杂质的NaNO3溶液,选择适当的试剂除去杂质,得到纯净的NaNO3固体,实验流程如下图所示。
(1)沉淀A的主要成分是(填化学式)。
(2)②中反应的离子方程式是。
(3)①②③中均进行的分离操作是。
(4)溶液3经过处理可以得到NaNO3固体,溶液3中肯定含有的杂质是,为了除去杂质,可向溶液3中加入适量的。
(5)实验室用上述实验获得的NaNO3固体配制500 mL 0.40 mol/L NaNO3溶液。
①配制溶液时,进行如下操作:a.定容;b.计算;c.溶解;d.摇匀;e.转移;f.洗涤;j.称量。称取NaNO3固体的质量是g。
按照操作顺序,第4步是(填序号)。
②某同学转移溶液的操作如图所示,该同学操作中的错误是。
③若用胶头滴管定容时,不小心滴水滴过了刻度线,你认为应该采取的处理方法是:。
④下列操作中,可能造成所配制溶液的浓度偏低的是(填选项)。
a.没有洗涤烧杯和玻璃棒
b.定容时,俯视刻度线
c.洗涤后的容量瓶中残留少量蒸馏水
为探究铜与稀硝酸反应的产物及影响反应速率的主要因素,进行如下实验。
实验一 探究铜和稀硝酸反应的产物。
实验装置如图,气密性已检查。
已知:FeSO4+NO=[Fe(NO)]SO4,该反应较缓慢,待生成一定量[Fe(NO)]2+时突显明显棕色。
(1)实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜,缓慢滴入稀硝酸,该实验操作的目的是。
(2)铜片和稀硝酸反应的化学方程式为。
(3)本实验A生成的气体中,若有NO2,B的实验现象为;若只有NO生成,B的实验现象是。
实验二 探究铜和稀硝酸反应速率先慢后快的原因
经过实验一,测得硝酸的浓度<6 mol•L-1,只有NO生成。当铜片与5 mol•L-1硝酸反应时,开始时反应非常缓慢,一段时间后反应速率明显加快。为探究此反应的反应速率先慢后快的原因,进行如下探究:
探究一:研究反应过程的温度变化对反应速率的影响,实验所得曲线和现象记录如下图表。
时间/min |
现象 |
0~15 |
铜表面出现气泡,但速度很慢 |
25 |
溶液有很浅的蓝色,气泡生成速度加快 |
30 |
气泡生成速度较快,均匀冒出 |
45 |
洗气瓶中可见少量淡棕色的物质 |
50 |
溶液中蓝色明显变深,洗气瓶中突显明显棕色 |
(4)获得图2数据所需的测量仪器有________________________________。
(5)从上述图表分析可得到的结论是。
序号 |
温度 |
铜片/g |
硝酸/mL |
硝酸铜/g |
1 |
25℃ |
① |
② |
③ |
2 |
25℃ |
5 |
20 |
0.5 |
3 |
25℃ |
5 |
20 |
1.0 |
探究二:研究化学反应产物对反应速率的影响
设计了如下实验,利用上图装置测定溶液突显明显棕色的时间。
(6)请将上表中将实验1的实验条件填写完整①②③
(7)通过实验发现实验1、2、3的反应速率并无明显变化,为达到实验目的还需要继续进行的实验是。