【2015江苏化学】[实验化学]实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛(实验装置见下图,相关物质的沸点见附表)。其实验步骤为:
步骤1:将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛充分混合后,升温至60℃,缓慢滴加经浓硫酸干燥过的液溴,保温反应一段时间,冷却。
步骤2:将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中,搅拌、静置、分液。有机相用10%NaHCO3溶液洗涤。
步骤3:经洗涤的有机相加入适量无水MgSO4固体,放置一段时间后过滤。
步骤4:减压蒸馏有机相,收集相应馏分。
(1)实验装置中冷凝管的主要作用是________,锥形瓶中的溶液应为________。
(2)步骤1所加入的物质中,有一种物质是催化剂,其化学式为_________。
(3)步骤2中用10%NaHCO3溶液洗涤有机相,是为了除去溶于有机相的______(填化学式)。
(4)步骤3中加入无水MgSO4固体的作用是_________。
(5)步骤4中采用减压蒸馏技术,是为了防止_____。
附表 相关物质的沸点(101kPa)
物质 |
沸点/℃ |
物质 |
沸点/℃ |
溴 |
58.8 |
1,2-二氯乙烷 |
83.5 |
苯甲醛 |
179 |
间溴苯甲醛 |
229 |
铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。
(1)在滤液A中加入漂白液,目的是氧化除铁,所得滤液B显酸性。
①该过程中涉及某氧化还原反应如下,请完成:
□Fe2++□ClO-+=□Fe(OH)3↓+□C1-+
②检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为:(注明试剂、现象)。
③将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出,可选用的最好试剂为(填代号)。
a.氢氧化钠溶液 b.硫酸溶液 c.氨水 d.二氧化碳
④由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为:边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、冷却结晶、(填操作名称)、洗涤。
(2)已知H2O2是一种弱酸,在强碱性溶液中主要以HO2-形式存在。目前研究比较热门的Al-H2O2燃料电池,其原理如右图所示,电池总反应如下:2Al+3HO2-=2AlO2-+OH-+H2O
①正极反应式为。
②Al电极易被NaOH溶液腐蚀,这是该电池目前未能推广使用的
原因之一,电极被腐蚀的离子方程式为。
(3)钢材镀铝可以防止钢材腐蚀,在镀铝电解池中电解液采用熔融盐(成分NaCl、KCl,电镀时氯元素和铝元素主要以AlCl4-形式存在)。不采用氯化铝溶液的原因是。
(4)SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为(填代号)。
氮及其化合物在生产、生活中有重要的作用。
(1)NH3是制碱工业中不可缺少的重要物质。继侯德榜“联合制碱法”后,上世纪50年代某些化工专家开始研究有机胺制碱法,其工艺流程如下:
已知:NR3 + CO2 + NaCl + H2O = NaHCO3 + NR3·HCl
NR3 + HCl = NR3·HCl,且NR3·HCl 易溶于有机溶剂。
①操作Ⅰ名称为;
②某实验小组同学查阅资料知,有机溶剂和有机胺沸点差别较大,现欲将A中各成分进行分离,请写出除了导管、酒精灯、牛角管、锥形瓶外,该分离操作所需的玻璃仪器名称 ;
(2)N2在化工生产、农业、医疗、航天航空等领域用途广泛。现提供以下装置(连接仪器略去):
①某化学兴趣小组甲同学欲用加热NaNO2 和NH4Cl的浓溶液制得N2,应该选择的发生装置是,检验该发生装置气密性的操作为 ;
②在加热条件下,用NH3 还原CuO可制得N2,同时获得铜粉,此反应的化学方应方程式是。乙同学用此法制得干燥、纯净的N2,且需要的NH3 以生石灰和浓氨水作原料。按气流从左到右,整套装置的连接顺序是(填写字母序号);最后一个装置中试剂的作用是;
某研究性学习小组用不纯的氧化铝(杂质为Fe2O3)为原料,设计了冶炼铝的以下工艺流程(部分反应产物没有标出):
(1)试剂X的化学式为,反应Ⅰ的离子方程式是。实验室配制480mL 1 mol·L-1 X的溶液必须用到玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、试剂瓶、胶头滴管外,还有。常用来可以标定所配X的溶液浓度是否准确的实验名称是。
(2)按照方案设计,试剂Z的作用是调节溶液的pH,以生成沉淀b[Fe(OH)3]。从试剂工业的角度,你认为方案更合理,理由是。
(3)已知N为氨气,实验室中还可以用下图装置制取氨气并进行氨气喷泉实验。
①仪器A的名称是,装置中A口部和B口部之间联通导气管的作用是。
②若用此装置制备N气,若A中盛有浓氨水,则B装置中的固体试剂不可以选用下列的(填字母序号)。
a.生石灰 b.烧碱 c.胆矾 d.碱石灰
(4)室温下,在a mol·L-1的(NH4)2SO4水溶液中pH=5,存在着平衡NH4++H2O NH3·H2O+H+,则该平衡常数的表达式为(用含代数a的较为精确地数字表达式表示,不必化简,不做近似运算)。
铁黄是一种重要的颜料,化学式为Fe2O3·xH2O,广泛用于涂料、橡胶、塑料、文教用品等工业。实验室模拟工业利用硫酸渣(含Fe2O3及少量的CaO、MgO等)和黄铁矿粉(主要成分为FeS2)制备铁黄的流程如下:
(1)操作Ⅰ与操作Ⅱ中都用到玻璃棒,玻璃棒在两种操作中的作用分别是、 。
(2)试剂a最好选用(供选择使用的有:铝粉、空气、浓HNO3);其作用是。
(3)上述步骤中需用到氨气。下列装置可用于实验室制氨气的是(填序号)。
(4)检验溶液Z中含有的方法是。
(5)查阅资料知,在不同温度下Fe2O3被CO还原,产物可能为Fe3O4、FeO或Fe,固体质量与反应温度的关系如下图所示。
根据图象推断670℃时Fe2O3还原产物的化学式为,并设计一个简单的实验,证明该还原产物的成分(简述实验操作、现象和结论)。。仪器自选。可供选择的试剂:稀H2SO4、稀盐酸、H2O2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。
某氯化铁样品含有少FeC12杂质。现要测定其中铁元素的质量分数,实验按以下步骤进行:
请根据上图流程,回答以下问题:
(1)操作Ⅰ所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还必须有、(填仪器名称),操作Ⅱ必须用到的仪器是(填编号)。
A.50mL烧杯 | B.50mL量筒 | C.100mL量筒 | D.25mL酸式滴定管 |
(2)①的X可选用(填化学式),其目的是。加入氨水要过量的原因是。
(3)检验沉淀是否已经洗涤干净的操作是。
(4)若蒸发皿质量是W1g,蒸发皿与加热后固体总质量W2g,则样品中铁元素的质量分数是(列出计算式,不需化简):若固体加热时未充分反应,则最终测量的结果(“偏大”、“偏小”、“不变”)。
(5)已知在常温下Cu2+和Fe3+在溶液中随pH变化时水解的曲线如图所示。
对图中a点的说法正确的是(填序号)。
①加适量NH4C1固体可使溶液由a点沿水平方向变到Cu2+曲线上。
②溶液中a点和水平线在Fe3+和Cu2+曲线上任意截点的C(H+)与c(OH-)乘积相等
③Fe(OH)3、Cu(OH)2在a点代表的溶液中均达到饱和