对叔丁基苯酚工业用途广泛,可用于生产油溶性酚醛树脂、稳定剂和香料等。实验室以苯酚、叔丁基氯(CH3)3CCl等为原料制备对叔丁基苯酚。实验步骤如下:
步骤l:组装仪器,用量筒量取2.2 mL叔丁基氯(过量),称取1.6 g苯酚,搅拌使苯酚完全溶解,并装入滴液漏斗。
步骤2:向A中加入少量无水AlCl3固体作催化剂,打开滴液漏斗旋塞,反应有气体放出。
步骤3:反应结束后,向A中加入8 mL水和1 mL浓盐酸,即有白色固体析出。
步骤4:抽滤得到白色固体,洗涤,得到粗产物,用石油醚重结晶,得对叔丁基苯酚1.8 g。
(1)仪器A和B的名称分别为 ; 。
(2)步骤2中发生主要反应的化学方程式为 。该反应为放热反应,且实验的产率通常较低,可能的原因是 。
(3)图中倒扣漏斗的作用是 。苯酚有腐蚀性,能使蛋白质变性,若其溶液沾到皮肤上可用 洗涤。
(4)步骤4中用石油醚重结晶提纯粗产物,试简述重结晶的操作步骤:
(5)实验结束后,对产品进行光谱鉴定,谱图结果如下图。该谱图是 (填字母)。
A.核磁共振氢谱图 B.红外光谱图 C.质谱图
(6)下列仪器在使用前必须检查是否漏液的是 (填选项字母)。
A 量筒 B 容量瓶 C 滴定管 D 分液漏斗 E 长颈漏斗
(7)本实验中,对叔丁基苯酚的产率为 (请保留三位有效数字)。
(15分)铜的氯化物是重要的化工原料,广泛地用作有机合成催化剂。
实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料,某种制备铜的氯化物的流程如下。
按要求回答下列问题:
(1)操作①的玻璃仪器有________________________,检验溶液2中是否含有杂质离子的操作是。
(2)上述流程中,所得固体1需要加稀盐酸溶解,其理由是;
溶液1可加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的(填序号)___________。
a.NaHCO3 b.NH3·H2O c.CuO d.Cu2(OH)2CO3
(3)反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出
制备CuCl的离子方程式:。
(4)现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。
①按气流方向连接各仪器接口顺序是:a→、 → 、 → 、 → 。实验大试管加热前要进行一步重要操作,其操作是。
②反应时,盛粗铜粉的试管中的现象是。
(15分)高纯晶体硅是信息技术的关键材料。
(1)硅元素位于周期表的______周期______族。下面有关硅材料的说法中正确的是__________(填字母)。
A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥 |
B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承 |
C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料———光导纤维 |
D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,故在玻璃尖口点燃H2时出现黄色火焰 |
E.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
(2)工业上用石英砂和焦炭可制得粗硅。
已知:
请将以下反应的热化学方程式补充完整:
SiO2(s) + 2C(s) ="==" Si(s) + 2CO(g)△H = ________
(3)粗硅经系列反应可生成硅烷(SiH4),硅烷分解生成高纯硅。已知硅烷的分解温度远低于甲烷,用原子结构解释其原因:_________,Si元素的非金属性弱于C元素,硅烷的热稳定性弱于甲烷。
(4)将粗硅转化成三氯氢硅(SiHCl3),进一步反应也可制得高纯硅。
①SiHCl3中含有的SiCl4、AsCl3等杂质对晶体硅的质量有影响。根据下表数据,可用________ 方法提纯SiHCl3。
物质 |
SiHCl3 |
SiCl4 |
AsCl3 |
沸点/℃ |
32.0 |
57.5 |
131.6 |
②用SiHCl3制备高纯硅的反应为SiHCl3(g) +H2(g) Si(s) + 3HCl(g), 不同温度下,SiHCl3的平衡转化率随反应物的投料比(反应初始时,各反应物的物质的量之比)的变化关系如右图所示。下列说法正确的是________(填字母序号)。
a.该反应的平衡常数随温度升高而增大
b.横坐标表示的投料比应该是
c.实际生产中为提高SiHCl3的利用率,应适当升高温度
③整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程式:____________________。
雾霾含有大量的污染物SO2、NO。工业上变“废”为宝,吸收工业尾气SO2和NO,可获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):
(1)装置Ⅰ中的主要离子方程式为。
(2)含硫各微粒(H2SO3、HSO3-和SO32-)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中,它们的物质的量分数X(i)与溶液pH 的关系如图所示。
①若是0.1molNaOH反应后的溶液,测得溶液的pH=8时,溶液中个离子由大到小的顺序是。
②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,pH降为2,用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因:。
(3)写出装置Ⅱ中,酸性条件下的离子方程式。
(4)装置Ⅲ还可以使Ce4+再生,其原理如下图所示。
①生成Ce4+从电解槽的(填字母序号)口流出。
②写出与阴极的反应式。
(5)已知进入装置Ⅳ的溶液中,NO2-的浓度为a g·L-1,要使1 m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3,需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2L。(用含a代数式表示,计算结果保留整数)
【化学—物质结构与性质】
过渡元素具有较多的空轨道,所以第四周期的Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等多种金属能形成配合物。
(1)基态Cu原子的核外电子排布式为 ;
(2)科学家通过X射线测得胆矾结构示意图可简单表示如下:
图中虚线表示的作用力为 ;
(3)胆矾溶液与氨水在一定条件下可以生成Cu(NH3)4SO4·H2O晶体。在Cu(NH3)4SO4·H2O晶体中,[Cu(NH3)4]2+为平面正方形结构,则呈正四面体结构的原子团是 ,其中心原子的杂化轨道类型是 ;
(4)金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液态Ni(CO)4,呈正四面体构型。试推测四羰基镍的晶体类型是 , Ni(CO)4易溶于下列 。
A.水 | B.四氯化碳 | C.苯 | D.硫酸镍溶液 |
(5)元素X 位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。元素Y基态原子原子最外层电子数是其内层的3倍。X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示,该化合物的化学式为 。
【化学—化学与技术】
下图表示某些化工生产的流程(有的反应条件和产物已略去)
请回答下列问题:
(1)流程中所涉及的化学工业 (写出两个即可)。
(2)反应I需在500℃进行,主要原因是 ;实际工业生产中,反应Ⅱ的条件是 。
(3)写出反应III的化学方程式 。
(4)工业上,析出K后,再向母液中继续通入E,并加入细小食盐颗料,其目的是 。
(5)工业上常用Na2CO3溶液吸收制取HNO3产生的尾气中的NO2,生成NaNO3、NaNO2和一种气体,写出反应的化学方程式 。