正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下:
2CH3CH2CH2CH2OH(CH3CH2CH2CH2)2O + H2O。反应物和产物的相关数据如下
|
相对分子质量 |
沸点/℃ |
密度/(g·cm-3) |
水中溶解性 |
正丁醇 |
74 |
117.2 |
0.8109 |
微溶 |
正丁醚 |
130 |
142.0 |
0.7704 |
几乎不溶 |
合成反应:
①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇,按一定顺序添加到A中,并加几粒沸石。
②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间。
分离提纯:
③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的分液漏斗中,振荡后静置,分液得粗产物。
④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤,分液后加入约3 g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚11 g。
请回答:
(1)步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为 。
(2)加热A前,需先从 (填“a”或“b”)口向B中通入水。
(3)步骤③的目的是初步洗去 ,振荡后静置,粗产物应从分液漏斗的 (填“上”或“下”)口分离出。
(4)步骤④中最后一次水洗的目的为 。
(5)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集 (填选项字母)左右的馏分。
a.100℃ b. 117℃ c. 135℃ d.142℃
(6)反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为 ,下层液体的主要成分为 。
(7)本实验中,正丁醚的产率为 。(保留两位有效数字)
红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O2·2H2O)是重要的基本化工原料,在印染工业、电镀工业和皮革工业中作助剂,在化学工业和制药工业中用作氧化剂,应用十分广泛。
(1)实验室中红矾钠可用铬铁矿(主要成分:FeO·Cr2O3)作原料利用以下过程来制取。
①步骤I中反应的化学方程式为:
4FeO·Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O28Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2,该反应的化学平衡常数的表达式为)_____________,在常温下该反应速率极慢,下列措施中不能使反应速率增大的是____________ 。
A.升高温度 | B.将原料粉碎 | C.增加纯碱的用量 | D.通入过量的空气 |
②步骤Ⅱ中所得溶液显碱性,其中除含有Na2CrO4外,还含有铝、硅元素的化合物,它们的化学式可能是__________。
③步骤Ⅲ需将溶液的pH调至7~8并煮沸,其目的是_________________________________。
④步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为______________________________________________。
(2)将红矾钠与KCl固体按1:2(物质的量之比)混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体。请填写表中空格,完成上述过程
序号 |
实验步骤 |
简述实验操作(不必叙述如何组装实验装置) |
① |
溶解 |
将混合物放入烧杯中、加水、充分搅拌直到固体不能溶解 |
② |
||
③ |
||
④ |
||
⑤ |
过滤、干燥 |
得到K2Cr2O7晶体 |
(Ⅰ)下列实验操作或实验叙述正确的是()
A.可用过滤的方法除去氢氧化铁胶体中少量的氯化铁 |
B.用酸式滴定管量取18.80mL的碳酸钠溶液 |
C.配制0.1mol/L的硫酸时,用量筒量取浓硫酸,要洗涤量筒,否则配制的溶液浓度偏低 |
D.振荡用饱和的碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯的试管,发现有气泡冒出,它是CO2气体 |
E.实验室制取氨气时,常用无水氯化钙进行干燥
F.加入BaCl2溶液有白色沉淀产生,再加稀盐酸,沉淀不消失,一定有SO42-
(Ⅱ)某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀。
甲同学认为沉淀可能是CuCO3;
乙同学认为沉淀可能是Cu(OH)2;
丙同学认为沉淀可能是CuCO3,和Cu(OH)2的混合物。
[查阅资料知:CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水]
(1)按照甲同学的观点,发生反应的离子方程式为______________________ ;在探究沉淀成分前,须将沉淀从溶液中分离并净化。其具体操作依次为______________________。
(2)洗涤所得沉淀的实验操作方法:_____________________________________________
(Ⅲ)若CuCO3和Cu(OH)2两者都有,可利用下列装置通过实验测定其组成。
(1)实验装置的连接顺序为_________________________________
(2)装置C中碱石灰的作用是__________,实验开始和结束时都要通过量的空气,请说明结束时通入过量空气的作用是__________________________________ 。
(3)若沉淀样品的质量为mg,装置B质量增加了ng,则沉淀中CuCO3的质量分数为 ______________
(Ⅰ)混合物的分离与提纯在化学实验中占有重要的位置。下图表示从固体混合物中分离X的方案,请回答有关问题。(1)
若按照以上图示从某金属粉末(含有Au、Ag和Cu)中分离Au,加入的试剂是,有关反应的化学方程式为;(2)为提纯某Fe2O3样品(主要杂质有SiO2、A12O3),请设计一种以框图形式表示的实验方案(注明物质和操作)。
(Ⅱ)工业上以黄铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产铜。
(1)该工艺的中间过程会发生反应:,反应的氧化剂是______________,氧化产物为__________
(2)在精炼铜的过程中,电解液中逐渐下降,
、
会逐渐增加,所以需定时除去其中的
、
。下表为几种物质的溶度积。
物质 |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
溶度积![]() |
![]() |
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![]() |
甲同学设计了如下除杂方案:
①试剂a是__________,其目的是____________________________________;根据溶度积该方案能够除去的杂质金属阳离子是____________。写出检验该杂质金属阳离子的操作方法:____________________________________________________________________________.
②乙同学在查阅资料时发现,“工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶入水,再加入氨水
调节pH至7~8,可使生成
。沉淀而除去。”乙同学认为甲同学的方案中也
应该将溶液pH调至7~8。你认为乙同学的建议是否正确?________(填“是”或“否”),
理由是________________________________________________________________________。
某化学课外活动小组用浓盐酸、MnO2共热制Cl2,并用Cl2和Ca(OH)2反应制少量漂白粉,现已知反应2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,正反应为放热反应,温度稍高即发生副反应6Cl2+
6Ca(OH)2=5CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O。甲、乙、丙三人分别设计三个实验装置,如下图所示。
(1)请指出三个装置各处的缺点或错误(如没有可不填)
甲:_______________________________________________________;
乙:_______________________________________________________;
丙:_______________________________________________________。
(2)图甲由A、B两部分组成,乙由C、D、E三部分组成,丙由F、G组成,从上述甲、乙、丙三套装置中选出合理的部分(按气流从左到右的方向)组装一套较完善的实验装置(填所选部分的编号) ___________________________________。
(3)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) _______________________________________________________。
拟用如图所示装置制取表中的四种干燥、纯净的气体(图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去;必要时可以加热;a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂)。
气体 |
a |
b |
c |
d |
C2H4 |
乙醇 |
浓H2SO4 |
NaOH溶液 |
浓H2SO4 |
Cl2 |
浓盐酸 |
MnO2 |
NaOH溶液 |
浓H2SO4 |
NH3 |
饱和NH4Cl溶液 |
消石灰 |
H2O |
固体NaOH |
NO |
稀HNO3 |
铜屑 |
H2O |
P2O5 |
(1)上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是____________________。
(2)指出不能用上述方法制取的气体,并说明理由。
①气体__________,理由是____________________。
②气体__________,理由是____________________。
③气体__________,理由是____________________。