14 分苯甲酸乙酯(C9H10O2)别名为安息香酸乙酯。 它是一种无色透明液体,不溶于水,稍有水果气味,用于配制香水香精和人造精油,大量用于食品工业中,也可用作有机合成中间体,溶剂等。其制备方法为:
已知:
名称 |
相对分子质量 |
颜色,状态 |
沸点(℃) |
密度(g·cm-3) |
苯甲酸* |
122 |
无色片状晶体 |
249 |
1.2659 |
苯甲酸乙酯 |
150 |
无色澄清液体 |
212.6 |
1.05 |
乙醇 |
46 |
无色澄清液体 |
78.3 |
0.7893 |
环己烷 |
84 |
无色澄清液体 |
80.8 |
0.7318 |
已知:苯甲酸在100℃会迅速升华。
实验步骤如下:
①在圆底烧瓶中加入4.0g苯甲酸,10 mL 95%的乙醇(过量),8mL 环己烷以及3 mL 浓硫酸,混合均匀并加入沸石,按右图所示装好仪器,控制温度在65~70℃加热回流2 h。利用分水器不断分离除去反应生成的水,回流环己烷和乙醇。
②反应一段时间,打开旋塞放出分水器中液体后,关闭旋塞,继续加热,至分水器中收集到的液体不再明显增加,停止加热。
③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入Na2CO3至溶液至呈中性。用分液漏斗分出有机层,水层用25 mL乙醚萃取分液,然后合并至有机层,加入氯化钙,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,低温蒸出乙醚和环己烷后,继续升温,接收210~213℃的馏分。
④检验合格,测得产品体积为2.3mL。
回答下列问题:
(1)在该实验中,圆底烧瓶的容积最适合的是 (填入正确选项前的字母)。
A.25 mL B.50 mL C.100 mL D.250 mL
(2)步骤①加入沸石的作用是 。如果加热一段时间后发现忘记加沸石,应该采取的正确操作是:
(3)步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是
(4)步骤③加入Na2CO3加入不足,在之后蒸馏时蒸馏烧瓶中可见到白烟生成,产生该现象的原因 ;
(5)有机物的分离操作中,经常需要使用分液漏斗等仪器。使用分液漏斗前必须
(6)计算本实验的产率为 。
.化学实验是科学探究的基础。请回答有关实验问题:
(1)下面的四个实验装置有三个都存在明显缺陷,其中完全正确的是:
(2)要检验上面B装置氨气已集满的操作是则试管已集满。
(3)ClO2是一种安全、高效、广谱、强力杀菌剂,其性质如右表:
①由下表可以看出:保存液态ClO2的条件是密封、;ClO2与碱反应的离子方程式;观察下“图A”,要从NaClO2溶液制得不含结晶水的晶体,操作是蒸发结晶,控制条件是;应控制析出晶体的温度范围是。
色态 |
溶于碱 |
超过1Kpa、受热或遇光 |
|
常温气体 |
-59-11℃ 红黄色液体 |
生成亚氯酸盐和氯酸盐 |
爆炸 |
②工业用潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得。某学生拟用下图B所示装置模拟工业制法制取并收集液态ClO2,请模仿下图B的装置图和图例,在答题卡的相应图中补充完善装置图,并作必要的标注。
.欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。三种金属离子生成沉淀的pH如表。
开始沉淀的pH |
完全沉淀的pH |
|
Fe(OH)2 |
7.0 |
9.0 |
Fe(OH)3 |
1.9 |
3.2 |
Cr(OH)3 |
6.0 |
8.0 |
(1)某含铬废水处理的主要流程如下图所示:
①初沉池中加入明矾作沉降剂,其作用的原理是(用离子方程式表示)。
②请补充并配平以下反应池中发生主要反应的离子方程式:
Cr2O72-+HSO3-+==Cr3++SO42-+H2O。
③根据“沉淀法”和“中和法”的原理,向沉淀池中加入NaOH溶液,此过程中发生主要反应的离子方程式是:H++OH-=H2O和。证明Cr3+沉淀完全的方法是。
(2)工业可用电解法来处理含Cr2O72-废水。实验室利用如图模拟处理含Cr2O72-的废水,阳极反应是Fe-2e-=Fe2+,阴极反应式是2H++2e-=H2↑。
①Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是,
②上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从其对水的电离平衡角度解释其原因
。
③若溶液中含有0.01mol Cr2O72-,则阳离子全部生成沉淀的物质的量是_______mol。
某研究小组想研究碳与浓硝酸的反应。其实验过程如下。
操作 |
现象 |
a.用干燥洁净的烧杯取约10 mL浓硝酸,加热。 |
|
b.把小块烧红的木炭迅速伸入热的浓硝酸中。 |
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。 |
(1)热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应。
①碳与浓硝酸的反应,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,写出反应的化学方程式。
(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,写出这两种盐的化学式。
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试分析:是否需要增加带火焰的木炭与纯净O2反应的实验。
③通过实验探究,你认为助燃气体是什么,简述理由。
(16分) 硼位于ⅢA族,三卤化硼是物质结构化学的研究热点,也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl3)可用于制取乙硼烷(B2H6),也可作有机合成的催化剂。
查阅资料 ①BCl3的沸点为12.5 ℃,熔点为-107.3 ℃;②2B+6HCl△2BCl3↑+3H2↑;③硼与铝的性质相似,也能与氢氧化钠溶液反应。
设计实验 某同学设计如图所示装置制备三氯化硼:
请回答下列问题:
(1)常温下,高锰酸钾固体粉末与浓盐酸发生的反应可替代A装置中的反应,而且不需要加热,两个反应的产物中锰的价态相同。写出高锰酸钾固体粉末与浓盐酸反应的离子方程式: _____。
(2)E装置的作用是。如果拆去B装置,可能的后果是。
(3)实验中可以用一个盛装(填试剂名称)的干燥管代替F和G装置,使实验更简便。
(4)三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾,写出该反应的化学方程式:;实验室保存三氯化硼的注意事项是。
(5)为了顺利完成实验,正确的操作是(填序号).
①先点燃A处酒精灯,后点燃D处酒精灯
②先点燃D处酒精灯,后点燃A处酒精灯
③同时点燃A、D处酒精灯
(6)请你补充完整下面的简易实验,以验证制得的产品中是否含有硼粉:取少量样品于试管中,滴加浓(填化学式)溶液,若有气泡产生,则样品中含有硼粉;若无气泡产生,则样品中无硼粉。
二氧化氯(ClO2)在常温下是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59℃,沸点为11.0℃,易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得。某学生拟用下图所示装置模拟工业制取并收集ClO2。由于该反应是吸热反应,所以在情况下有利于该反应自发进行
(1)A中反应产物有K2CO3、ClO2和CO2等,请写出该反应的化学方程式:。
(2)A必须添加温度控制装置,除酒精灯外,还需要的玻璃仪器有烧杯、;B装置必须放在冰水浴中,其原因是。
(3)反应后在装置C中可得NaClO2溶液。已知NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2·3H2O,在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2。请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤:①;②;③洗涤;④干燥。
(4)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了下列实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00 mL,稀释成100.00 mL试样;量取V1 mL试样加入到锥形瓶中;
步骤2:用稀硫酸调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,静置片刻;
步骤3:加入淀粉指示剂,用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。(已知2 Na2S2O3 + I2=Na2S4O6 + 2NaI)
①配制100 mL c mol/LNa2S2O3标准溶液时,用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有:。
②写出步骤2中发生反应的离子方程式。
③原ClO2溶液的浓度为g / L(用步骤中的字母代数式表示)。
④若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果。
若滴定开始仰视读数,滴定终点时正确读数,则测定结果。
(填“偏高”“偏低”或“不变” )