某研究性学习小组为合成1-丁醇,查阅资料得知一条合成路线:
CO的制备原理:HCOOHCO↑+H2O,并设计出原料气的制备装置(如下图)
请填写下列空白:
(1)实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇,从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯。写出制备丙烯的化学方程式: 。
(2)若用以上装置制备干燥纯净的CO,装置中a的作用是 ,装置中b的作用是 ,c中盛装的试剂是 。
(3)制丙烯时,还产生少量SO2、CO2及水蒸气,该小组用以下试剂检验这四种气体,混合气体通过试剂的顺序是 (填序号)
①饱和Na2SO3溶液;②酸性KMnO4溶液;③石灰水;④无水CuSO4;⑤品红溶液
(4)正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品,为纯化1-丁醇,该小组查阅文献得知:①R—CHO+NaHSO3(饱和)RCH(OH)SO3Na↓;②沸点:乙醚34℃,
1-丁醇118℃,并设计出如下提纯路线:
试剂1为 ,操作2为 ,操作3为 。
如下图在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。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。接通电源,阳极周围的液体呈现棕色,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钾离子,其方法是 ,现象是 。
(10分)“酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室我们也可以用如右图所示的装置制取乙酸乙酯。完成下列问题:
(1)写出制取乙酸乙酯的化学反应方程式__________________________________________。
(2)在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液的方法是:________________。
(3)浓硫酸的作用是:①___________________________;②___________________________。
(4)饱和碳酸钠溶液的主要作用是
__________________________________________________。
(5)装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上,不能插入溶液中,目的是防止
___________________________________________。
(6)若要把制得的乙酸乙酯分离出来,应采用的实验操作是____________________________。
(7)做此实验时,有时还向盛乙酸和乙醇的试管里加入几块碎瓷片,其目的是
______________________________________________________________________________。
(8)生成乙酸乙酯的反应是可逆反应,反应物不能完全变成生成物,反应一段时间后,就达到了该反应的限度,即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有(填序号) _________________。
①单位时间里,生成1 mol乙酸乙酯,同时生成1 mol水
②单位时间里,生成1 mol乙酸乙酯,同时生成1 mol乙酸
③单位时间里,消耗1 mol乙醇,同时消耗1 mol乙酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤混合物中各物质的浓度不再变化
(8分)能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率。
(1)氢气在燃烧时,放出大量热量,说明该反应是_________________热反应,这是由于反应物的总能量_________________生成物的总能量;从化学反应的本质角度来看,是由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量__________________________________________________形成产物的化学键放出的总能量。
(2)氢气被公认为是21世纪代替矿物燃料的理想能源,5.2 g氢气燃烧时放出286 kJ热量,而每千克汽油燃烧时放出的热量为46000 kJ。试据此分析氢气作为能源代替汽油的优势:_____________________________________________________________________________。
(3)通过氢气的燃烧反应,可以把氢气中蕴含的化学能转化为热能,如果将该氧化还原反应设计成原电池装置,就可以把氢气中蕴含的化学能转化为电能,右图就是能够实现该转化的装置,被称为氢氧燃料电池。该电池的正极是_________________ (填“a电极”或“b电极”),在负极发生的电极反应是_________________,电池反应为_________________。
(13分)下面是某学校研究化学反应中能量变化情况的实验:(氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应)
下表是某学生根据上述实验方案和步骤列表整理的实验事实和结论:
实验步骤 |
实验现象 |
得出结论 |
将晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物 |
有刺激性气味的气体产生,该气体能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝 |
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用手触摸烧杯下部 |
感觉烧杯变凉 |
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用手拿起烧杯 |
烧杯下面的带有几滴水的玻璃片(或小木板)粘到了烧杯底部 |
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将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上一会儿再拿起 |
玻璃片脱离上面烧杯底部 |
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反应完后移走烧杯上的多孔塑料Q片,观察反应物 |
混合物成糊状 |
(1)请你根据实验现象得出相应的实验结论填入上表中。
(2)用化学方程式表示上述反应为_________________________________________________。
某兴趣小组的学生根据Mg与CO2反应原理,推测钠也应能在CO2中燃烧。为了确定其生成产物并进行实验论证,请你参与以下研究过程。
(1)甲同学首先设计了实验室制取二氧化碳的三种发生装置,若选用碳酸氢钠分解制二氧化碳应选用装置是_______(填装置序号“A”“B”或“C”,下同);若用石灰石与稀盐酸为原料,并能控制反应随时发生随时停止,最好应选用的装置是_______;若用碳酸钠固体与稀硫酸反应应选用的装置是_______。
(2)乙同学按实验要求,用下列装置进行实验(已知PdCl2溶液能被CO还原得到黑色的Pd),请完成下列问题:
①若装置6中有黑色沉淀,装置4中的残留固体(只有一种物质)加盐酸有能使石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式为:_____________________。
②若装置6中溶液无明显现象,装置4中残留固体(有两种物质)加盐酸有能使石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式为:_____________________。
(3)指导老师认为,不仅要检验残留固体中是否有碳酸钠还要检验其中是否有氧化钠和碳,当确认钠充分反应后,请你设计一个简单实验,验证装置4中得到的残留固体中是否含有Na2O和C。