天然气是重要的化石燃料和工业原料,其主要成分为甲烷。
(1)CO2气体排放会产生温室效应,将通入CO2碳化了的水在如图1所示的电解池阴极区进行电解,可以直接产生甲烷,加入硫酸钠为了增加导电性。
①写出电解时阴极的电极反应式 。
②电解时电解池采用阳离子交换膜,若采用阴离子交换膜会对电解产生的影响为 。
(2)将甲烷和硫反应可以制备CS2,其流程如下:
①反应1产生两种含硫的物质,则该反应方程式为 。
②反应当中,每有1molCS2生成时,需要消耗O2的物质的量为 。
③为了将含硫化合物充分回收,实验时需对反应1出来的气体分流,则进入反应2和反应3的气体气体关系为 。
(3)甲烷在高温下分解生成烃和氢气,若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图2所示,甲烷在高温下分解反应的化学方程式为 。
苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线:
制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略):
已知:苯乙酸的熔点为76.5 ℃,微溶于冷水,溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是。
(2)将a中的溶液加热至100 ℃,缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温至130 ℃继续反应。在装置中,仪器b的作用是;仪器c的名称是,其作用是。反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加人冷水的目的是。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是(填标号)。
A.分液漏斗 | B.漏斗 | C.烧杯 | D.直形冷凝管E.玻璃棒 |
(3)提纯粗苯乙酸的方法是,最终得到44 g纯品,则苯乙酸的产率是。
(4)用CuCl2• 2H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是。
(5)将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入Cu(OH)2搅拌30min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是。
下图是实验室用来验证乙烯与氢气反应产物的装置,请回答下列问题:
(1)此装置用来制取乙烯,其中包括的仪器是:
①碎瓷片②石棉网和铁架台③圆底烧瓶④温度计(量程 100℃)⑤温度计(量程200℃)⑥酒精灯⑦单孔塞 ⑧双孔塞⑨导管。不选用的仪器有___________ (填其序号)
(2)写出实验室制取乙烯的化学方程式 。
(3)此处碱石灰的作用是。
(4)实验过程中,发现溴水会褪色,可能的原因是。
(5)装置中点燃的气体刚开始为,出现什么现象可说明生成了乙烷?
选用如下实验装置组合后完成用浓盐酸、二氧化锰共热制Cl2,并用Cl2和Ca(OH)2反应制少量漂白粉的实验。已知①工业制漂白粉反应为放热反应。②温度稍高即发生副反应6Cl2+6Ca(OH)2==5CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O。
⑴选用各装置的接口顺序为(填图中小写英文字母)。
⑵制漂白粉的装置选择(填C或D)装置的原因
。
F装置的作用是
写出F中发生反应的化学方程式
⑶实验中若用12mol﹒L-1的浓盐酸100mL与足量的MnO2反应,最终生成Ca(ClO)2的物质的量总是小于0.15mol,其可能的主要原因是
(假定各步反应均无反应物损耗且无副反应发生)。
(8分)用18.4mol·L-1密度为1.84g·mL-1的浓硫酸,配制100mL浓度为1mol·L-1的稀硫酸,其操作步骤如下:
A.用量筒量取一定体积的浓硫酸,缓缓注入装有约50mL蒸馏水的烧杯里,并用玻璃棒搅拌。 |
B.用约30 mL蒸馏水,分成三次洗涤烧杯和玻璃棒,将每次洗涤液都注入容量瓶里。 |
C.将稀释后的硫酸小心地用玻璃棒引流入容量瓶。 |
D.继续向容量瓶中加蒸馏水,液面至刻度线下1cm~2cm。 |
E.盖紧瓶塞,反复上下颠倒,摇匀溶液。
F.用胶头滴管向容量瓶里逐滴滴入蒸馏水,至凹液面最低点恰好与刻度线相切。
据此填写:
(1)计算A步骤中量筒量取的浓硫酸体积为mL
(2)正确的操作顺序是____________________________。(填序号)
(3)除了玻璃棒、烧杯、量筒外,本操作还需用到的仪器有。
(4)进行A步骤操作时,必须________________________后,才能进行后面的操作。
(5)如果在A步骤量取浓硫酸时,视线仰视,配制的稀硫酸的浓度将________。
(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。芳香烃的苯环比较稳定,难于氧化,而环上的支链不论长短,在强烈氧化时,最终都氧化成羧基。某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。
反应原理:
反应试剂、产物的物理常数:
名称 |
相对分 子质量 |
性状 |
熔点 |
沸点 |
密度 |
溶解度 |
||
水 |
乙醇 |
乙醚 |
||||||
甲苯 |
92 |
无色液体易燃易挥发 |
-95 |
110.6 |
0.8669 |
不溶 |
易溶 |
易溶 |
苯甲酸 |
122 |
白色片状或针状晶体 |
122.4 |
248 |
1.2659 |
微溶 |
易溶 |
易溶 |
主要实验装置和流程如下:
实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中,在90℃时, 反应一段时间,再停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
(1)无色液体A的结构简式为。操作Ⅱ为。
(2)如果滤液呈紫色,要先加亚硫酸氢钾,然后再加入浓盐酸酸化,加亚硫酸氢钾的目的是。
(3)下列关于仪器的组装或者使用正确的是。
A.抽滤可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀
B.安装电动搅拌器时,搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触
C.图1回流搅拌装置应采用直接加热的方法
D.冷凝管中水的流向是下进上出
(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入,分液,水层再加入,然后抽滤,干燥即可得到苯甲酸。
(5)纯度测定:称取1.220g产品,配成100ml溶液,取其中25.00ml溶液,进行滴定 ,消耗KOH物质的量为2.4×10-3mol。产品中苯甲酸质量分数为。