【題目】1,2—二溴乙烷[BrCH2CH2Br,常溫下為無色液體,難溶于水,密度比水大,熔點9℃,沸點132℃]常用作熏蒸消毒的溶劑。利用以下原理可在實驗室制取:2C2H5OHCH2=CH2BrCH2CH2Br。
已知:140℃時發(fā)生副反應生成乙醚(C2H5OC2H5),局部過熱會生成SO2、CO2。
實驗步驟如下:
①按如圖組裝儀器(夾持裝置略),檢查氣密性后添加試劑。
②在冰水浴冷卻、攪拌下,將20mL濃硫酸緩慢加到10mL95%乙醇中,取出5mL混合液加入三頸燒瓶中,將剩余部分移入恒壓滴液漏斗。
③加熱A至175℃,打開恒壓滴液漏斗活塞,慢慢滴加混合液至D中液溴反應完全。
④將D中產物移到分液漏斗,依次用水、NaOH溶液、水洗滌并分液,往有機相加入適量MgSO4固體,過濾、操作Y,收集到BrCH2CH2Br4.23g。
請回答以下問題:
(1)B中長導管的作用是___。
(2)試劑X可選用___(填序號)。
a.NaOH溶液 b.飽和NaHSO3溶液 c.酸性高錳酸鉀溶液 d.濃硫酸
(3)D中具支試管還需加入少量水,目的是___。反應過程中需用冷水冷卻具支試管,若將冷水換成冰水,可增強冷卻效果,但主要缺點是___。
(4)步驟②配制混合液使用的玻璃儀器除了量筒,還有___。
(5)與直接將全部混合液加熱到170℃相比,步驟③中往175℃少量混合液中慢慢滴加混合液,最主要的優(yōu)點是___。
(6)反應結束后,E中溶液檢測到BrO3-,則E中發(fā)生反應的離子方程式為___。
(7)步驟④操作Y為___。
(8)BrCH2CH2Br的產率為___。
【答案】平衡氣壓 a 液封,減少液溴的揮發(fā) 冰水冷卻會導致1,2—二溴乙烷凝固而堵塞導管 燒杯、玻璃棒 減少升溫至140℃時有乙醚生成 3Br2+6OH-=5Br-+BrO3-+3H2O 蒸餾 90.0%(或0.9)
【解析】
裝置A中發(fā)生乙醇的消去反應生成乙烯,乙烯揮發(fā)至裝置D中與溴發(fā)生加成反應生成1,2—二溴乙烷,將D中產物經過洗滌、分液等操作得到純凈的1,2—二溴乙烷。
(1)長導管可以平衡氣壓,平衡因堵塞或加熱反應過程中溫度變化引起的壓強變化。
(2)制取乙烯時局部過熱會生成SO2、CO2,裝置C的目的是為了除去乙烯中SO2、CO2,NaOH溶液能與 SO2、CO2反應但不與乙烯反應,飽和NaHSO3溶液和濃硫酸不能吸收SO2、CO2,酸性高錳酸鉀溶液與乙烯能反應,故試劑X選擇NaOH溶液。
(3)液溴易揮發(fā),加水液封可以減小其揮發(fā);因為1,2—二溴乙烷的熔點為9℃,用0℃冰水冷卻會導致1,2—二溴乙烷凝固而堵塞導管。
(4)溶液混合需要在燒杯中進行,并用玻璃棒不斷攪拌,量筒用來量取液體。
(5)若將全部混合液直接加熱,在140℃時發(fā)生副反應生成乙醚的量較大,而采取175℃少量混合液中慢慢滴加混合液,只有少量混合物在140℃時發(fā)生副反應生成少量的乙醚。
(6)氯、溴、碘單質與強堿發(fā)生歧化反應,結合信息E中溶液檢測到BrO3-,可知溴單質與氫氧化鈉反應生成溴酸鈉、溴化鈉和水,離子方程式為3Br2+6OH-=5Br-+BrO3-+3H2O。
(7)將D中產物移到分液漏斗,依次用水、NaOH溶液、水洗滌并分液,往有機相加入適量MgSO4固體,過濾得到濾液后,要得到純凈的BrCH2CH2Br需將BrCH2CH2Br與有機溶劑分離,故操作Y為蒸餾。
(8)通過實驗裝置圖可知液溴為4.00g,根據CH2=CH2+Br2BrCH2CH2Br計算:理論上生成BrCH2CH2Br的物質的量為n(BrCH2CH2Br)=n(Br2)=4.00160=0.025mol,m(BrCH2CH2Br)=0.025188=4.7g,則產率為。
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【題目】實驗室可利用SO2與Cl2在活性炭的催化下制取一種重要的有機合成試劑磺酰氯(SO2Cl2)。所用的反應裝置如圖所示(部分夾持裝置省略)。已知SO2Cl2的熔點為-54.1℃,沸點為69.1℃,遇水能發(fā)生劇烈的水解反應,遇潮濕空氣會產生白霧。
(1)化合物SO2Cl2中S元素的化合價為__。
(2)儀器D的名稱是___。
(3)乙、丙裝置制取原料氣Cl2與SO2。
①乙裝置F中充滿Cl2,則E中所盛放的溶液為___(填溶液的名稱)。
②丙裝置中試劑X、Y的組合最好是__。
A.98%濃硫酸+Cu B.70%H2SO4+Na2SO3 C.濃HNO3+Na2SO3
(4)上述裝置的正確連接順序為__、__、丁、__、__(用甲、乙、丙表示,可重復使用)__。
(5)B裝置中從a口通入冷水的作用是__;C裝置的作用是__。
(6)SO2Cl2遇水能發(fā)生劇烈的水解反應,會產生白霧,則SO2Cl2發(fā)生水解反應的化學方程式為__。
(7)若反應中消耗氯氣的體積為1.12L(已轉化為標準狀況,SO2足量),最后通過蒸餾得到純凈的磺酰氯5.13g,則磺酰氯的產率為__(保留三位有效數(shù)字)。
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【題目】某研究性學習小組為了探究醋酸的電離情況,進行了如下實驗:
(1)取冰醋酸配制250mL 0.4 mol·L-1的醋酸溶液,用0.4mol·L-1的醋酸溶液稀釋成所需濃度的溶液,再用NaOH標準溶液對所配醋酸溶液的濃度進行標定;卮鹣铝袉栴}:
①將一定質量的冰醋酸加水稀釋過程中,溶液的導電能力變化如圖所示。則稀釋過程中溶液的pH由大到小的順序____(填字母)。
②為標定該醋酸溶液的準確濃度,用0.2000mol·L-1的NaOH溶液對20.00mL醋酸溶液進行滴定,幾次滴定消耗NaOH溶液的體積如下:
實驗序號 | 1 | 2 | 3 | 4 |
消耗NaOH溶液的體積(mL) | 20.05 | 20.00 | 18.80 | 19.95 |
該醋酸溶液的準確濃度為_____________(保留小數(shù)點后四位),上述標定過程中,造成測定結果偏高的原因可能是_____________(多選、錯選不得分)。
a.未用標準液潤洗堿式滴定管
b.滴定終點讀數(shù)時,俯視滴定管的刻度,其它操作均正確
c.盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過,未用待測液潤洗
d.滴定到終點讀數(shù)時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處懸掛一滴溶液
(2)該小組同學探究濃度對醋酸電離程度的影響時,用pH計測定25℃時不同濃度的醋酸的pH,其結果如下:
醋酸濃度( mol·L-1) | 0.0010 | 0.0100 | 0.0200 | 0.1000 | 0.2000 |
pH | 3.88 | 3.38 | 3.23 | 2.88 | 2.73 |
①根據表中數(shù)據,可以得出醋酸是弱電解質的結論,你認為得出此結論的依據是___________。
②簡述用pH試紙測 0.1mol·L-1 醋酸溶液pH的方法___________。
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【題目】一定溫度下將2mol SO2和1mol 18O2 充入恒容密閉容器中發(fā)生反應:2SO2(g)+18O2 (g) 2SO3(g) ,達到化學平衡后,下列說法不正確的是
A.18O 存在于SO2、O2 和SO3 中B.容器中所含氧原子總數(shù)為6 NA
C.反應中轉移電子的數(shù)目為4 NAD.平衡后再充入一定量Ar,重新平衡后,SO3濃度保持不變
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【題目】硼及其化合物廣泛應用于能源、材料等領域。
(1)釹鐵硼是磁性材料,被稱為“磁王”。釹的價電子排布式為4f46s2,則釹原子的未成對電子數(shù)有__個。
(2)氟化硼(BF3)是石油化工的重要催化劑。BF3BF3是__分子(填“極性”或“非極性”),BF3中B—F比BF4-中B—F的鍵長短,原因是__。
(3)乙硼烷(B2H6)是用作火箭和導彈的高能燃料,氨硼烷(H3NBH3)是最具潛力的儲氫材料之一。
①B2H6的分子結構如圖所示,其中B原子的雜化方式為__。
②H3NBH3的相對分子質量與B2H6相差不大,但是H3NBH3的沸點卻比B2H6高得多,原因是__。
③同一周期中,第一電離能介于B、N之間的元素有__種。
(4)硼酸鹽是重要的防火材料。圖(a)是一種無限鏈式結構的硼酸根,則該硼酸根離子符號是__,圖(b)是硼酸鈉晶體中陰離子(含B、O、H三種元素)的結構,該晶體中含有的化學鍵有__。
A.離子鍵 B.極性鍵 C.非極性鍵 D.配位鍵 E.金屬鍵
(5)立方氮化硼(BN)是超硬、耐磨、耐高溫的新型材料。其晶體結構與金剛石相似,如圖c所示,則B的配位數(shù)為__,測得B與N的原子核間距為anm,晶體的密度為dg·cm-3,則阿伏加德羅常數(shù)NA=__(列計算式即可)。
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【題目】中國科學院科學家團隊通過鎂熱還原法將天然的硅藻土轉化為具有多級孔道結構的硅框架,并將該硅框架與熔融態(tài)的鋰金屬混合制成具有多孔結構的復合鋰金屬。一種全固態(tài)鋰金屬電池是以復合鋰金屬為a極,磷酸鐵鋰為b極,聚環(huán)氧乙烷基聚合物(PEO-SPE)為固態(tài)電解質(如圖所示),該電池的總反應為:LiFePO4xLi+Li1-xFePO4。下列說法不正確
A.放電時Li+通過固態(tài)電解質向b極移動
B.多孔結構的復合鋰金屬有利于鋰金屬的均勻沉積和脫出
C.充電時,b極反應為:Li1-xFePO4+xe-+xLi+=LiFePO4
D.充電時,當a極質量增加mg時,理論上b極質量減少mg
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【題目】短周期元素X、Y、Z、M的原子序數(shù)依次增大,它們組成一種團簇分子Z2M2Y4(YX)2,其結構如圖所示,其中X、M的族序數(shù)均等于周期序數(shù),Y原子核外最外層電子數(shù)是其電子總數(shù)的3/4。下列說法正確的是
A.簡單離子半徑:Z > M > Y > X
B.Z和M的單質均能溶于NaOH溶液
C.X和Y形成的X2Y2是離子化合物
D.Z的最高價氧化物的水化物是中強堿
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【題目】A、B、C、D、E是核電荷數(shù)依次增大的五種短周期主族元素。A元素的原子核內只有1個質子;B元素的原子半徑是其所在主族中最小的,B的最高價氧化物對應的水化物的化學式為HBO3;C元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多4;C的陰離子與D的陽離子具有相同的電子排布,兩元素可形成化合物D2C;C、E元素同主族。
(1)B在元素周期表中的位置是_________。
(2)E元素形成的最高價氧化物對應的水化物的化學式為______,由A、B、C三種元素形成的離子化合物的化學式為______。
(3)C、D、E形成的簡單離子的半徑大小關系是_________(用離子符號表示)。
(4)用電子式表示化合物A2C的形成過程:__________________,化合物D2C2中含有的化學鍵是____________。
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【題目】氟碳鈰礦(主要成分為CeFCO3)是提取稀土化合物、冶煉鈰的重要礦物原料,根據如圖以氟碳鈰礦為原料提取鈰的工藝流程圖,回答問題:
(1)CeFCO3中Ce的化合價為_____;氧化焙燒時不能使用陶瓷容器,原因是______。
(2)氧化焙燒后的產物之一為CeO2,則酸浸時發(fā)生反應的離子方程式為_________。
(3)HT是一種難溶于水的有機溶劑,則操作I的名稱為________。
(4)為了提高酸浸率,可以適當提高反應溫度,但溫度偏高浸出率反而會減小,其原因是__________。
(5)已知有機物HT能將Ce3+從水溶液中萃取出來,該過程可表示為:Ce3+(水層)+3HT(有機層)CeT3(有機層)+3H+(水層)。向CeT3(有機層)中加入稀硫酸能獲得較純的含Ce3+水溶液,從平衡角度解釋其原因:________。
(6)寫出向Ce(OH)3懸濁液中通入氧氣得到產品Ce(OH)4的化學方程式:________。
(7)298K時,向c(Ce3+)=0.02 mol/L的溶液中加入氫氧化鈉來調節(jié)溶液的pH,若反應后溶液pH=10,此時Ce3+是否沉淀完全?______。(要求列式計算,已知:Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20,c(Ce3+)<1.0×10-5 mol/L視為沉淀完全)。
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