【改编】钛被称为“二十一世纪金属”,工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下:
已知:TiOSO4遇水会水解。
请回答下列问题:
(1)过滤操作的主要玻璃仪器有烧杯 。
(2)操作I的实验步骤为:_________________,过滤。副产品主要成分的化学式为 。
(3)加入过量铁粉的作用是:① ;② 。
(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释将TiO2+转化为H2TiO3的原理________________。
(5)已知钛的还原性介于铝与锌之间,估计钛能耐腐蚀的原因之一是___________。如果可从Na、Zn、Fe三种金属中选一种金属代替流程中的镁,那么该金属跟四氯化钛反应的化学方程式是_______。
(6)电解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaO为电解液,用碳块作电解槽池,其阴极反应的电极反应式是________________。
(2012年海南卷)实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:
可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚。
用少量的溴和足量的乙醇制备1,2—二溴乙烷的装置如下图所示:
有关数据列表如下:
乙醇 |
1,2-二溴乙烷 |
乙醚 |
|
状态 |
色液体 |
无色液体 |
无色液体 |
密度/g·cm-3 |
0.79 |
2.2 |
0.71 |
沸点/℃ |
78.5 |
132 |
34.6 |
熔点/℃ |
一l30 |
9 |
-1l6 |
回答下列问题:
(1)在此制各实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是 ;(填正确选项前的字母)
a.引发反应b.加快反应速度
c.防止乙醇挥发d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入 ,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体 (填正确选项前的字母)
a.水b.浓硫酸
c.氢氧化钠溶液d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制各反应已经结束的最简单方法是 ;
(4)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在 层(填“上”、“下”);
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用 洗涤除去;(填正确选项前的字母)
a.水b.氢氧化钠溶液c.碘化钠溶液 d.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚.可用 的方法除去;
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是 ;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是 。
某兴趣小组同学在实验室用加热l-丁醇、浓H2SO4和溴化钠混合物的方法来制备1-溴丁烷,并检验反应的部分副产物,设计了如下装置,其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。
请根据实验步骤,回答下列问题:
(1)关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水,给A加热30分钟,制备1-溴丁烷。冷凝回流的主要目的是 。
(2)理论上,上述反应的副产物可能有:丁醚(CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2CH2CH3)、1-丁烯、溴化氢、硫酸氢钠、水等。
①熄灭酒精灯,在竖直冷凝管上方塞上塞子、打开a,利用余热继续反应直至冷却,通过B、C装置检验部分副产物。B、C中应盛放的试剂分别是 。
②有同学拟通过红外光谱仪鉴定所得产物中是否含有“-CH2CH2CH2CH3”, 来确定副产物中存在丁醚。请你对该同学的观点进行评价: 。
(3)为了进一步分离、提纯1-溴丁烷,该兴趣小组同学查得相关有机物的有关数据如下:
物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
1-丁醇 |
-89.5 |
117.3 |
1-溴丁烷 |
-112.4 |
101.6 |
丁醚 |
-95.3 |
142.4 |
1-丁烯 |
-185.3 |
-6.5 |
请你补充下列实验步骤,直到分离出1-溴丁烷。
①待烧瓶冷却后,拔去竖直的冷凝管;
② ;③ ;
④ ;⑤ ,收集所得馏分。
(4)若实验中所取1-丁醇、NaBr分别为7.4 g、13.0 g,蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6 g 1-溴丁烷,则1-溴丁烷的产率是 。
溴乙烷是一种难溶于水的无色液体,密度约为水的1.5倍,沸点为38.4 ℃。实验室制取溴乙烷的反应如下:
NaBr+H2SO4NaHSO4+HBr
CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
已知反应物的用量,NaBr(固体)0.3 mol,乙醇0.25mol,浓硫酸36 mL(98%,密度1.84 g·cm-3),水25 mL,其中乙醇的密度约为水的密度的4/5。试回答:
(1)仅用上图所示仪器安装制取和收集溴乙烷的装置,要求达到安全、损失少、不污染环境的目的,有关仪器的选择和连接顺序为(填数字)____________。
(2)写出不能选用的仪器(填仪器代码,如甲、乙……)及理由。
不能选用的仪器 |
理由 |
(3)反应时,若温度过高,可见有棕色气体产生,写出反应的化学方程式:_________。
(4)从棕黄色的粗溴乙烷制取无色的溴乙烷,应加入的试剂是_________,必须使用的仪器是_______。
(5)本实验的产率为60%,则可制取溴乙烷_________g。
1,2-二溴乙烷可做抗爆剂的添加剂,常温下为无色液体,密度为2.18gcm-3,沸点131.4℃,熔点9.79℃,难溶于水,易溶于醇,醚,丙酮等有机溶剂。在实验室中可用如下图所示设备制备1,2-二溴乙烷。图中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液,试管d中装有液溴(表面覆盖少量水),据此请回答下列问题:
(1)写出制备1,2—二溴乙烷的两个反应方程式:
______________________________________、 。
(2)安全瓶b可以防止倒吸,并用于检查实验进行时试管d是否发生堵塞,请写出发生堵塞时b的现象: _________________________________________。
(3)容器c中NaOH溶液的作用是:__________________________________。
(4)某学生在做此实验时,使用一定量的液溴,当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量,比正常情况下超出很多。如果装置的气密性没有问题,试分析其可能的原因 。
(5)e装置内NaOH溶液的作用是:__________________________________。
实验室制取少量溴乙烷的装置如图所示。完成下列填空:
(1)圆底烧瓶中加入的反应物是溴化钠、 和1:1的硫酸。
(2)写出加热时烧瓶中发生的主要反应的化学方程式 。
(3)将生成物导入盛有冰水混合物的试管A中,试管A中的物质分为三层(如图所示),产物在第 层。
(4)用浓硫酸进行实验,若试管A中获得的有机物呈棕黄色,除去其中杂质的正确方法是 (选填编号)。
a.蒸馏
b.氢氧化钠溶液洗涤
c.用四氯化碳萃取
d.用亚硫酸钠溶液洗涤
若试管B中的酸性高锰酸钾溶液褪色,使之褪色的有机物的名称是 。