下面是某化学学习小组的同学进行研究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务。
I.课本介绍了乙醇氧化的实验:把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯外焰加热,待铜丝表面变黑后立即把它插入盛有约2 mL乙醇的试管里,反复操作几次。注意闻生成物的气味,并观察铜丝表面的变化。
(1)小赵同学用化学方法替代“闻生成物的气味”来说明生成物的出现,该化学方法中所另加的试剂及出现的主要现象是 (用所学的知识回答)。
(2)小赵同学在探究“闻生成物的气味”的替代方法时,偶然发现向溴水中加入足量的乙醛溶液,可以看到溴水褪色。该同学为解释上述现象,提出三种猜想:
①溴与乙醛发生取代反应;
② ;
③由于醛基具有还原性,溴将乙醛氧化为乙酸。
为探究哪种猜想正确,小李同学提出了如下两种实验方案:
方案一:用pH试纸检测溴水褪色后溶液的酸碱性;
方案二:测定反应前溴水中Br2的物质的量和反应后溶液中Br— 的物质的量。
(3)方案一是否可行 (填“是”或“否”),理由是 。
(4)小李同学认为:假设测得反应前溴水中Br2的物质的量为amol,若测得反应后n(Br— )= mol,则说明溴与乙醛发生取代反应。
(5)小吴同学设计如下实验方案:
①按物质的量之比为1:5配制KBrO3—KBr溶液,加合适的适量的酸,完全反应并稀至1L,生成0.5molBr2。
②取上述溶液10mL加入足量乙醛溶液,使之褪色,然后将所得溶液稀释为100mL,准确量取其中10mL。
③加入过量的AgNO3溶液,过滤、洗涤、干燥后称量得到淡黄色固体0.188g。
试通过计算判断:溴与乙醛发生反应的化学方程式为 。
Ⅱ.小刘同学在查阅资料时得知,乙醛在氧化铜催化剂存在的条件下,可以被空气氧化成乙酸。依据此原理设计实验并在试管C中收集到少量乙酸溶液(如图所示:试管A中装有40%的乙醛水溶液、氧化铜粉末;试管C中装有适量蒸馏水;烧杯B中装有某液体)。已知在60℃~80℃时用双连打气球鼓入空气即可发生乙醛的氧化反应,连续鼓入十几次反应基本完全。有关物质的沸点见下表:
物质 |
乙醛 |
乙酸 |
甘油 |
乙二醇 |
水 |
沸点 |
20.8℃ |
117.9℃ |
290℃ |
197.2℃ |
100℃ |
请回答下列问题:
(1)试管A内在60℃~80℃时发生的主要反应的化学方程式为(注明反应条件) 。
(2)如图所示在实验的不同阶段,需要调整温度计在试管A内的位置,在实验开始时温度计水银球的位置应在 ;目的是 ;当试管A内的主要反应完成后温度计水银球的位置应在 ,目的是 。
(3)烧杯B内盛装的液体可以是 (写出一种即可,在题给物质中找)。
【化学——化学与技术】
(1)火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用如图所示的工艺流程生产硫酸。
请回答下列问题:
①为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装______________(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是__________________________。
②为使硫黄充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%。为提高SO2转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。假设接触室中SO2的转化率为95%,b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为________。(空气中氧气的体积分数按0.2计),该尾气的处理方法是____________________________________________。
③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,该工艺的特点是________。
A.耗氧量减少 B.二氧化硫的转化率提高
C.产生的废气减少 D.不需要使用催化剂
(2)硫酸的用途非常广泛,可应用于下列哪些方面________(可多选)。
A.橡胶的硫化 B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C.铅蓄电池的生产 D.过磷酸钙的制备
(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石,可有效减少煤燃烧时SO2的排放,请写出此脱硫过程中反应的化学方程式__________________________________________、______________________________、___________________________________________。
(14分)氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下:
依据上图完成下列问题:
在电解过程中,阴极上生成气体的电子式为。
(2)精制过程中除去阳离子中的Ca2+、Mg2+等杂质,除去Mg2+的离子方程式为。
(3)精制过程要除去SO42-,可选择下列溶液中的(填字母序号)
a. Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
(4)在实际生产中也可以用BaCO3除去SO42-(已知溶解度BaSO4<BaCO3),试用平衡移动原理加以解释:。
(5) 脱盐工作中,利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过蒸发、冷却、、(填操作名称)而制得50%的NaOH溶液。
(6)写出电解饱和食盐水的离子方程式:
黄铜矿是工业炼铜的主要原料,主要成分为CuFeS2,含少量脉石。为测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如下实验:
用电子天平称取研细的黄铜矿样品1.150g,在空气存在下进行煅烧,生成Cu、Fe3O4和SO2气体,实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中,用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定,消耗标准碘溶液20.00mL。请回答下列问题:
(1)将样品研细后再进行反应,其目的是;标准碘溶液应盛放在(填“碱式”或“酸式”)滴定管中。
(2)装置a的作用是
(填序号)。
A.除去空气中的二氧化碳 | B.除去空气中的水蒸气 |
C.有利于气体混合 | D.有利于观察、控制空气流速 |
(3)若去掉c装置,会使测定结果(填“偏低”、“偏高”或“无影响”),写出影响测定结果的化学方程式:。
(4)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是。
(5)通过计算可知,该黄铜矿的纯度为。
氢溴酸在工业和医药领域中有着广泛的用途,下图是某兴趣小组模拟工厂制备氢溴酸粗品并精制的流程如下:
(1)混合①使用冰水的目的是;
(2)操作II和III的名称是,;
(3)混合②中发生反应的离子方程式为;
(4)工业上用氢溴酸和大理石制得溴化钙中含有少量Al3+、Fe3+杂质,加入适量的试剂(填化学式)后控制溶液的PH约为8.0即可除去杂质,控制溶液的PH约为8.0的目的是_______________________________________________________;
(5)t℃时,将HBr通入AgNO3溶液中生成的AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,又知t℃时AgCl的Ksp=4×l0-10,下列说法不正确的是 ()
A.向含有Cl-和Br- 的混合液中滴加硝酸银溶液,一定先产生AgBr的沉淀 |
B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点 |
C.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液 |
D.在t℃时,AgCl(s)+Br-(aq)![]() |
某化学兴趣小组的同学为制取少量溴乙烷,查阅资料得知:
NaBr+H2SO4HBr+NaHSO4
CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
化学兴趣小组根据实验原理设计如右图的装置。
根据题意完成下列填空:有关数据列表如下:
乙醇 |
溴乙烷 |
|
状态 |
无色液体 |
无色液体 |
密度/g · cm-3 |
0.8 |
1.4 |
沸点/℃ |
78.5 |
119.0 |
熔点/℃ |
-l30 |
38.4 |
(1)圆底烧瓶中加入的反应物是溴化钠、和2:1的硫酸。配制体积比2:1的硫酸所用的仪器为 (选填编号)
a.烧杯 b.玻璃棒 c.量筒 d.容量瓶 e.滴定管
(2)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;
(3)用浓的硫酸进行实验,若试管A中获得的有机物呈棕黄色,除去其中杂质应加
入 (选填编号)然后再进行一步操作即可;
a.无水氯化钙 b.硝酸银溶液 c.四氯化碳 d.亚硫酸钠溶液
(4)实验过程中,同学发现仪器连接部分有漏气现象,老师建议把上述装置中的仪器连接部分都改成标准玻璃接口,其原因是:;
(5)假设最初取用的无水乙醇是57.5mL,最后得到的纯净的溴乙烷是52.0mL,则溴乙烷的产率为。