为探究某铁碳合金与浓硫酸在加热条件下的反应的部分产物并测定铁碳合金中铁元素的质量分数,某化学活动小组设计了如图所示的实验装置,并完成以下实验探究。
(1)往圆底烧瓶中加入m g铁碳合金,并滴入过量浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,其原因是:①常温下,Fe在浓硫酸中钝化;② 。
(2)反应一段时间后,从A中逸出气体的速率仍然较快,除因反应温度较高外,还可能的原因是 。
(3)装置B的作用是 。
(4)甲同学观察到装置C中有白色沉淀生成,他得出了使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳。装置A中能产生二氧化碳的化学方程式为 。
(5)乙同学认为甲同学的结论是错误的,他认为为了确认二氧化碳的存在,需在装置B-C之间添加装置M。装置E、F中盛放的试剂分别是 、 。重新实验后观察到装置F中的现象是 。
(6)有些同学认为合金中铁元素的质量分数可用KMnO4溶液来测定(5Fe2++Mn+8H+
5Fe3++Mn2++4H2O)。
测定铁元素质量分数的实验步骤如下:
Ⅰ.往烧瓶A中加入过量的还原剂使溶液中的Fe3+完全转化为Fe2+,过滤,得到滤液B;
Ⅱ.将滤液B稀释为250 mL;
Ⅲ.取稀释液25.00 mL,用浓度为c mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定,三次滴定实验所需KMnO4溶液体积的平均值为V mL。
①步骤Ⅱ中,将滤液B稀释为250 mL需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还必须要用到的是 。
②丙同学设计了下列滴定方式(夹持仪器省略),最合理的是 (填字母序号)。
③滴定过程中 (填“需要”或“不需要”)加入指示剂。
④铁碳合金中铁元素的质量分数为 。
水蒸气通过灼热的焦炭后,流出气体一的主要成分是
和
,还有
和水蒸气等。请用下图中提供的仪器,选择必要的试剂,设计一个实验,证明上述混合气中有
和
。(加热装置和导管等在图中略去)
回答下列问题:
(1)盛浓
的装置用途是。
盛 溶液的装置用途是。(2)仪器B中需加入试剂的名称(或化学式)是:。
所发生反应的化学方程式是:。
(3)仪器C中需加入试剂的名称(或化学式)是:。
其目的是。
(4)按气流方向连接各仪器,用字母表示接口的连接顺序:
。
(5)能证明混合气体中含
的依据是。能证明混合气体中含
的依据是。
乙酸乙酯是重要的有机合成中间体,广泛应用于化学工业。实验室利用右图的装置制备乙酸乙酯。
(1)与教材采用的实验装置不同,此装置中采用了球形干燥管,其作
用是:。
(2)为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用,某同学利用上图所示装置进行了以下4个实验。实验开始先用酒精灯微热3min,再加热使之微微沸腾3min。实验结束后充分振荡小试管II再测有机层的厚度,实验记录如下:
实验编号 |
试管Ⅰ中试剂 |
试管Ⅱ中试剂 |
测得有机层的厚度/cm |
A |
3 mL乙醇、2 mL乙酸、1mL18mol·L-1浓硫酸 |
饱和Na2CO3溶液 |
5.0 |
B |
3 mL乙醇、2 mL乙酸 |
0.1 |
|
C |
3 mL乙醇、2 mL乙酸、6 mL 3mol·L-1 H2SO4 |
1.2 |
|
D |
3 mL乙醇、2 mL乙酸、盐酸 |
1.2 |
①实验D的目的是与实验C相对照,证明H+对酯化反应具有催化作用。实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是__________mL和__________mol·L-1。
②分析实验(填实验编号)的数据,可以推测出浓H2SO4的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。
③加热有利于提高乙酸乙酯的产率,但实验发现温度过高乙酸乙酯的产率反而降低,可能的原因是。
如图在试管A中先加入2mL的甲,并在摇动下缓缓加入2mL乙,充分摇匀,冷却后再加入丙,用玻璃棒充分搅拌后将试管固定在铁架台上,在试管B中加入5ml丁溶液,按图连接好装置,用酒精灯对试管A小火加热3~5min后,改用大火加热,当观察到B试管中有明显现象时停止实验。试回答:
(1)写出下列物质的化学式(不用指出浓度)
甲乙
丙丁
(2)甲物质所含官能团的名称为
(3)写出试管A中发生反应的化学方程式
(4)若用18O标记乙醇中的氧元素,则18O会出现在哪种生成物中?
(5)试管甲中加入浓硫酸的主要目的是
(6)B中长导管不宜伸入试管的溶液中,原因是
(7)B中使用丁溶液的作用是
(17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 |
第5页
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);反应结束震荡静止后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;再加入(此空从下列选项中选择),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 |
(4)有同学拟通过红外光谱仪鉴定所得产物中是否含有“-CH2CH3”,来确定副产物中存在乙醚。请你对该同学的观点进行评价:。
(8分)溴乙烷在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应,生成不同的反应产物,根据下面的探究实验回答问题。
(1)用下图所示装置进行实验:该实验的目的是;
试管II中观察到的现象是;
装置I的作用是。
(2)若用另一实验来达到上述实验的目的,实验方案依据的反应原理是
_____(用化学方程式表示)。