制备无水乙醇的实验
原理:由于乙醇95.6%、水4.4%组成一种混合物,常压下,它有一定的沸点(78.17℃),这个沸点低于水的(100℃)也低于纯乙醇的沸点(78.3℃),所以只靠简单蒸馏酒精,所得乙醇纯度最高只能达到95.6%尚含有4.4%的水.如果要得到含量较高的乙醇,在实验室中常用的简便方法是加人生石灰回流(回流是在一个可以加热的反应容器中,把液体加热使受热转化生成的蒸气通过冷凝器冷凝又回流到原容器的操作.见图甲),回流之后再蒸馏,可得99.5%的乙醇,通常称为无水乙醇.如果要得到纯度更高的绝对乙醇(含乙醇99.95%),则还要用金属钠进行处理,借以除去最后微量的水份。
实验步骤::取干燥的250mL圆底烧瓶一只,加入95%乙醇100mL和小块生石灰30g,振摇后用橡皮塞塞紧,放置过夜。在烧瓶口装上回流冷凝管,管口接一支氯化钙干燥管(装置见图甲),在水浴上加热回流1至2小时,稍冷,取下冷凝管,改装成蒸馏装置(如图乙),再放在热水浴中蒸馏,把最初蒸出的5mL馏出液另外回收,然后用烘干的吸滤瓶作为接受器,其侧管接一支氯化钙干燥管,使其与大气相通,蒸至无液滴出来为止,量取所得乙醇的体积,计算回收率。请回答;
(1)为什么回收或蒸馏时都要装上氯化钙干燥管?____________________________
(2)为了防止回流系统外部湿气侵入,有人用塞子把冷凝管上端塞紧,这样做为什么不行?___________________________________________
(3)无水氯化钙常用作吸水剂,如用无水氯化钙代替氧化钙投入酒精中,放置过夜,然后不经过滤,进行本实验制取乙醇是否可行,为什么?__________________________
(4)一般用干燥剂干燥有机物时,在蒸馏前应先过滤,但用氯化钙制备无水乙醇时,为什么可不过滤,留在瓶中一起蒸馏?__________________________________
(5)为什么最初蒸出的5mL馏出液另外收集,它的纯度是否已达99.5%?______________ __________________
(15分) 在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作供氧剂,某课外活动小组设计了如下实验装置,以证明过氧化钠可作供氧剂。装置A、B、C中盛装的试剂,可供选择的为:饱和NaHCO3溶液、CaCO3固体、NaOH溶液、1.95 g Na2O2固体。 据下述装置回答问题:
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实验题:(18分,每空2分)
Ⅰ部分:
甲、乙、丙三位同学分别用如下实验装置及化学药品(碱石灰为氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。请你参与探究,并回答问题:
(1)他们制取氨气的化学方程式为:。
(2)三位同学都用向下排空气法收集氨气,其原因是。
(3)三位同学用上述装置制取氨气时,其中有一位同学没有收集到氨(实验操作都正确),你认为没有收集到氨气的同学是___填(“甲”、“乙”或“丙”)。
(4)检验氨气是否收集满的方法是:(简述操作方法、现象和结论)
(5)三位同学都认为他们的实验装置还可用于加热碳酸氢铵固体来制取纯净的氨气,你判断能够达到实验目的的是________(填“甲”、“乙”或“丙”),该装置中的NH4HCO3固体能否用NH4Cl固体代替?____(填“能”或“不能”)。
Ⅱ部分
已知二氧化硫可使高锰酸钾溶液褪色反应的化学方程式为:
5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
右图为验证浓硫酸与木炭在加热条件下,反应产物中是否含有SO2和CO2的部分装置。
(6)实验时,从端连接盛有澄清石灰水的实验装置(用a或b 填空)。
(7)可观察到A瓶溶液。
(8)C瓶溶液的作用是。
在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相容的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极,圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒,可以上下搅动液体,装置如右图。接通电源,阳极周围的液体呈现棕色,且颜色由浅变深,阴极上有气泡生成。停止通电,取出电极,用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层,下层液体呈紫红色,上层液体几乎无色。根据上述实验回答:
(1)阳极上的电极反应式为。
(2)阴极上的电极反应式为。
(3)原上层液体是。
(4)原下层液体是。
(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是。
(6)要检验上层液体中含有的金属离子,现象是。
某校学生用中和滴定法测定某NaOH溶液的物质的量浓度,选甲基橙作指示剂。
⑴盛装0.2000 mol/L盐酸标准液应该用式滴定管。
⑵滴定时,左手控制滴定管,右手摇动锥形瓶,眼睛注视_____________。直到因加入一滴盐酸后,溶液由黄色变为橙色,并______________________________为止。
⑶ 滴定操作可分解为如下几步:
①检查滴定管是否漏水;②取一定体积的待测液于锥形瓶中;
③用标准溶液润洗盛标准溶液的滴定管,用待测液润洗盛待测液的滴定管
④装标准溶液和待测液并调整液面(记录初读数)
⑤用蒸馏水洗涤玻璃仪器⑥滴定操作
正确的操作顺序为:。
⑷有关数据记录如下:
实验序号 |
待测液体积(mL) |
所消耗盐酸标准液的体积(mL) |
|
滴定前 |
滴定后 |
||
1 |
20.00 |
0.50 |
20.70 |
2 |
20.00 |
6.00 |
26.00 |
3 |
20.00 |
1.40 |
21.20 |
则NaOH溶液的物质的量浓度为______________mol/L。
⑸若只用蒸馏水冲洗锥形瓶,则测定结果_________________;若滴定前平视读数,滴定终点时俯视读数,则会使所测酸的浓度值。(填“无影响”、“偏高”或“偏低”)。
用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入少量铁屑,目的是;
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法;
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是。
方法二:在如图装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是;
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是;
(3)这样生成的 Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是(填字母);
A.H2将空气中的氧气反应消耗了。
B.试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,外界空气不容易进入。
(4)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是______________________________________。