利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:
根据设计要求回答:
(1)B装置有三种功能:①控制气流速度;②均匀混合气体;③____________ 。
(2)D装置的石棉中均匀混有KI粉末,其作用是_______________ 。
(3)E装置的作用是________(填编号)。
(4)在C装置中,经过一段时间的强光照射,发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生,写出生成黑色小颗粒的化学方程式_________________________________________________________ 。
(5)E装置除生成盐酸外,还含有有机物,从E中分离出有机物的最佳方法为________ 。该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理,其尾气主要成分为________ (填编号)。
a.CH4 b.CH3Cl c.CH2Cl2 d.CHCl3 e.CCl4
根据设计要求回答:
(1)B装置有三种功能:①控制气流速度;②均匀混合气体;③
(2)D装置的石棉中均匀混有KI粉末,其作用是
(3)E装置的作用是________(填编号)。
A.收集气体 | B.吸收氯气 |
C.防止倒吸 | D.吸收氯化氢 |
(5)E装置除生成盐酸外,还含有有机物,从E中分离出有机物的最佳方法为
a.CH4 b.CH3Cl c.CH2Cl2 d.CHCl3 e.CCl4
更新时间:2018-09-03 17:48:08
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐1】Ⅰ、现用Na2CO3固体配制500mL 0.200 mol·L-1的Na2CO3溶液。可供选择的仪器有:
①玻璃棒;②烧瓶;③烧杯;④胶头滴管;⑤漏斗;⑥天平;⑦药匙
请回答下列问题:
(1)上述仪器中,在配制Na2CO3溶液时不需要使用的有___________ (填代号),还缺少的仪器是____________ (填仪器名称)。
(2)经计算,需Na2CO3固体质量为______________ 。
(3)将所配制的Na2CO3溶液进行测定,发现浓度小于0.200 mol·L-1。请你分析配制过程中可能引起误差偏小的原因_________ 。
A.定容时俯视液面 B.转移时没有洗涤烧杯和玻璃棒 C.配制时容量瓶没有干燥
Ⅱ、甲、乙、丙三位同学分别用如下三套实验装置及化学药品(其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。请回答下列问题:
(1)三位同学制取氨气的化学方程式为__________________________________ 。
(2)三位同学用上述装置制取氨气时,其中有一位同学没有收集到氨(如果他们的实验操作都正确),你认为没有收集到氨气的同学是______________ 填(“甲”或“乙”或“丙”),收集不到氨气的主要原因是____________________________ (用化学方程式表示)。
(3)检验氨气是否收集满的方法是(简述操作方法、现象和结论)______________ 。
Ⅲ、氯化铁是一种常见的水处理剂,无水氯化铁遇潮湿空气,极易吸水生成FeCl3·nH2O。在实验室中,可以采用下列仪器和药品制取较纯的无水氯化铁固体。
(1)实验开始时,先点燃____ 处的酒精灯(填A或D)。A中发生反应的化学方程式为_____________________________ 。
(2)B装置中盛放的是饱和食盐水,其作用为______________ 。
(3)F装置中的试剂为浓硫酸,其作用是________________________ 。用一件仪器装填适当试剂后,也可起到F和G的作用,所装填的试剂为_________ 。
①玻璃棒;②烧瓶;③烧杯;④胶头滴管;⑤漏斗;⑥天平;⑦药匙
请回答下列问题:
(1)上述仪器中,在配制Na2CO3溶液时不需要使用的有
(2)经计算,需Na2CO3固体质量为
(3)将所配制的Na2CO3溶液进行测定,发现浓度小于0.200 mol·L-1。请你分析配制过程中可能引起误差偏小的原因
A.定容时俯视液面 B.转移时没有洗涤烧杯和玻璃棒 C.配制时容量瓶没有干燥
Ⅱ、甲、乙、丙三位同学分别用如下三套实验装置及化学药品(其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。请回答下列问题:
(1)三位同学制取氨气的化学方程式为
(2)三位同学用上述装置制取氨气时,其中有一位同学没有收集到氨(如果他们的实验操作都正确),你认为没有收集到氨气的同学是
(3)检验氨气是否收集满的方法是(简述操作方法、现象和结论)
Ⅲ、氯化铁是一种常见的水处理剂,无水氯化铁遇潮湿空气,极易吸水生成FeCl3·nH2O。在实验室中,可以采用下列仪器和药品制取较纯的无水氯化铁固体。
(1)实验开始时,先点燃
(2)B装置中盛放的是饱和食盐水,其作用为
(3)F装置中的试剂为浓硫酸,其作用是
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解题方法
【推荐2】化学实验装置的选择与正确连接是实验成败的关键,下图是中学化学中常见的实验装置。
请回答下列问题:
(1)用上述装置制取并收集干燥的
①选取装置A制取,写出装置A中发生的化学方程式:___________ 。
②制取并收集少量干燥的,连接顺序为___________ (按气体流向,用小写字母编号表示)。
③除了外,下列气体也可以用装置C干燥的是___________ (填字母序号)。
A. B. C. D. E.
(2)探究与的酸性强弱
可供选择的试剂:固体、稀盐酸、稀硫酸、饱和漂白粉溶液、饱和溶液请填写下表设计个最简单的方案证明:
预期现象及结论:观察到饱和漂白粉溶液变浑浊,证明碳酸酸性强于次氯酸。
请回答下列问题:
(1)用上述装置制取并收集干燥的
①选取装置A制取,写出装置A中发生的化学方程式:
②制取并收集少量干燥的,连接顺序为
③除了外,下列气体也可以用装置C干燥的是
A. B. C. D. E.
(2)探究与的酸性强弱
可供选择的试剂:固体、稀盐酸、稀硫酸、饱和漂白粉溶液、饱和溶液请填写下表设计个最简单的方案证明:
编号 | 装置编号 | 药品试剂 | 反应原理 |
1 | B | 固体① | 离子方程式② |
2 | E | 饱和溶液 | 离子方程式:③ |
3 | E | 饱和漂白粉溶液 | 离子方程式:④ |
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【推荐3】四氯化锡(SnCl4)是无色液体,熔点-36℃,沸点114℃,极易发生水解。实验室利用如图所示装置制备少量SnCl4(夹持装置略)。
(1)按照气流方向,装置的链接顺序依次为A→( ) →( ) →( ) →( ) →D。
(2)装置A中发生反应的离子方程式为______ 。导管a的作用为_________ 。
(3)试剂M的名称为_____ ;
(4)SnCl4遇水易水解生成SnO2xH2O,该水解反应的化学方程式为_____ 。
(5)①产品SnCl4中常混有SnCl2,利用反应Sn2+ + I2 =Sn4+ + 2 I-可测定产品的纯度。称取m g产品,用浓盐酸溶解并加水稀释后配成500mL溶液,取出25.00mL,加入作为指示剂,用c mol/L碘标准液进行滴定实验,当_____________ 即为终点。继续滴定,平行滴定3次,消耗标准液平均用量为V mL。则产品中SnCl4纯度为_____________ 〔用含c、V的代数式表示,M(SnCl2)=190〕。
②下列操作可能使测定结果偏低的是___________ 。
a 滴定前平视读数,滴定终点时仰视读数 b 装碘标准液的滴定管用蒸馏水洗净后未润洗
c 滴定尖嘴部分,滴定前有气泡,滴定后无气泡 d 滴定过程中锥形瓶内溶液洒出锥形瓶
(1)按照气流方向,装置的链接顺序依次为A→
(2)装置A中发生反应的离子方程式为
(3)试剂M的名称为
(4)SnCl4遇水易水解生成SnO2xH2O,该水解反应的化学方程式为
(5)①产品SnCl4中常混有SnCl2,利用反应Sn2+ + I2 =Sn4+ + 2 I-可测定产品的纯度。称取m g产品,用浓盐酸溶解并加水稀释后配成500mL溶液,取出25.00mL,加入作为指示剂,用c mol/L碘标准液进行滴定实验,当
②下列操作可能使测定结果偏低的是
a 滴定前平视读数,滴定终点时仰视读数 b 装碘标准液的滴定管用蒸馏水洗净后未润洗
c 滴定尖嘴部分,滴定前有气泡,滴定后无气泡 d 滴定过程中锥形瓶内溶液洒出锥形瓶
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【推荐1】某研究小组为了探究甲烷和氯气反应的情况,设计了几个实验。请填写下列空白:
【实验一】用如图所示装置,收集一试管甲烷和氯气的混合气体,照后观察到量筒内形成一段水柱,认为有氯化氢生成。
(1)该反应的反应类型为____________________
(2)该反应的化学方程式为(只写第一步)_________________________ ;
(3)水槽中盛放的液体应为_______________________ ;(填标号)
【实验二】收集一试管甲烷和氯气的混合气体,光照反应后,滴加AgNO3溶液,看到有白色沉淀生成,认为有氯化氢生成。
(4)你认为该实验设计得出的结论是否正确的_____________ ,
若不正确,理由是:____________________
【实验三】
步骤一:收集半试管氯气,加入10 mL蒸馏水,充分振荡,采用DIS系统的pH传感器测溶液的pH(下同)。测得pH = 3.26;
步骤二:收集一试管甲烷和氯气的混合气体(各占50%),在40 W的日光灯下光照6 min后,加入10 mL蒸馏水,充分振荡,测得pH = 1.00。
(5)判断该反应中有氯化氢生成的依据是____________________
【实验一】用如图所示装置,收集一试管甲烷和氯气的混合气体,照后观察到量筒内形成一段水柱,认为有氯化氢生成。
(1)该反应的反应类型为
(2)该反应的化学方程式为(只写第一步)
(3)水槽中盛放的液体应为
A.水 | B.饱和石灰水 | C.饱和食盐水 | D.饱和NaHCO3溶液 |
(4)你认为该实验设计得出的结论是否正确的
若不正确,理由是:
【实验三】
步骤一:收集半试管氯气,加入10 mL蒸馏水,充分振荡,采用DIS系统的pH传感器测溶液的pH(下同)。测得pH = 3.26;
步骤二:收集一试管甲烷和氯气的混合气体(各占50%),在40 W的日光灯下光照6 min后,加入10 mL蒸馏水,充分振荡,测得pH = 1.00。
(5)判断该反应中有氯化氢生成的依据是
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【推荐2】某化学兴趣小组拟在实验室中模拟甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸,其设计的模拟装置如下:
(1)设,若理论上欲获得最多的氯化氢,则X的取值范围是_______ 。
(2)B装置有三种功能:①通过观察气泡控制气体流速;②使气体均匀混合;③_______ 。
(3)D装置的石棉中均匀附着KI粉末,其作用是_______ 。
(4)E装置的作用是_______ ,球形漏斗作用是_______ 。
(5)该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理,其尾气的主要成分可能是_______(填编号)。
(1)设,若理论上欲获得最多的氯化氢,则X的取值范围是
(2)B装置有三种功能:①通过观察气泡控制气体流速;②使气体均匀混合;③
(3)D装置的石棉中均匀附着KI粉末,其作用是
(4)E装置的作用是
(5)该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理,其尾气的主要成分可能是_______(填编号)。
A. | B. | C. | D. |
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【推荐3】下图是A~ O 的转化关系。已知A是一种金属单质,B、C、D、E、F、H、I、J、K常温常压下均为气体,且B、C、D、E是单质,I是一种红棕色气体,G是一种淡黄色固体,M是混合物,含有气体,J与K相遇会产生大量白烟。请回答下列问题:
(1)写出G与水反应的化学方程式__________________________ ;写出气体E与N溶液反应的离子方程式______________________________ 。
(2)化合物G中含有的化学键为___________________ 。
(3)写出F的电子式__________ ,化合物O的电子式_________________ 。
(4)E与F反应生成气体的化学方程式为___________________ 。
(1)写出G与水反应的化学方程式
(2)化合物G中含有的化学键为
(3)写出F的电子式
(4)E与F反应生成气体的化学方程式为
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【推荐1】某化学小组模拟湿法技术,利用废旧印刷电路板,探究回收铜和制取胆矾的实验,设计流程简图如图。
请按要求回答下列问题:
(1)Cu的价电子排布图为__ 。
(2)反应①中,将废旧印刷电路板中的Cu氧化为+2价Cu的物质是(写化学式)___ ;在其中加入(NH4)2SO4的作用是___ 。操作Ⅰ用到的主要玻璃仪器名称:玻璃棒、烧杯和___ 。
(3)已知溶液X中的铜元素以配合物的形式存在,写出反应②的离子方程式:__ 。操作Ⅱ的目的是___ 。
(4)反应③的离子方程式:___ 。
(5)操作Ⅳ,以石墨作电极电解溶液Y,阳极电极反应式:___ 。操作Ⅴ主要步骤:__ 、___ 、过滤、洗涤、干燥。
(6)在流程图中可循环使用的试剂:___ 。
(7)通过操作Ⅳ回收铜的质量为(已知过程中没有H2产生。用含a的代数式表示)___ 。
请按要求回答下列问题:
(1)Cu的价电子排布图为
(2)反应①中,将废旧印刷电路板中的Cu氧化为+2价Cu的物质是(写化学式)
(3)已知溶液X中的铜元素以配合物的形式存在,写出反应②的离子方程式:
(4)反应③的离子方程式:
(5)操作Ⅳ,以石墨作电极电解溶液Y,阳极电极反应式:
(6)在流程图中可循环使用的试剂:
(7)通过操作Ⅳ回收铜的质量为(已知过程中没有H2产生。用含a的代数式表示)
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解题方法
【推荐2】某化学小组欲进行如下的实验探究金属与浓硫酸反应。试回答下列问题:
(1)利用上图装置研究铜与浓硫酸反应,反应的化学方程式为___________ 。C装置中的试剂应为___________ 溶液。
(2)将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明显现象,其原因是___________ 。在加热条件下,实验的后阶段可观察到倒立的漏斗边沿有气体冒出,该气体可能为___________ 。验证该气体的实验方案如下:
①装置连接顺序:X→___________→___________→___________→___________→a→b→___________;___________
②能证明上述假设成立的实验现象是___________ 。
③某学习小组经过讨论发现该实验方案还不够严谨,请你指出不严谨之处___________ 。
(1)利用上图装置研究铜与浓硫酸反应,反应的化学方程式为
(2)将上述实验中的铜改为铁,在常温下进行,无明显现象,其原因是
①装置连接顺序:X→___________→___________→___________→___________→a→b→___________;
②能证明上述假设成立的实验现象是
③某学习小组经过讨论发现该实验方案还不够严谨,请你指出不严谨之处
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【推荐3】用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如图1所示。
①作负极的物质化学式为___________ 。
②正极的电极反应式是_________________________________________ 。
(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO3-的去除率和pH,结果如下:
pH=4.5时,NO3-的去除率低。其原因是_____________________________________ 。
(3)实验发现:在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时,补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3-的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设:
Ⅰ.Fe2+直接还原NO3-;
Ⅱ.Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。
①做对比实验,结果如图2所示,可得到的结论是____________________ 。
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4,该反应的离子方程式为_________ ,解释加入Fe2+提高NO3-去除率的原因:_____________________________________ 。
(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如图1所示。
①作负极的物质化学式为
②正极的电极反应式是
(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO3-的去除率和pH,结果如下:
初始pH | pH=2.5 | pH=4.5 |
NO3-的去除率 | 接近100% | <50% |
24小时pH | 接近中性 | 接近中性 |
铁的最终物质形态 |
(3)实验发现:在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时,补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3-的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设:
Ⅰ.Fe2+直接还原NO3-;
Ⅱ.Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。
①做对比实验,结果如图2所示,可得到的结论是
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4,该反应的离子方程式为
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解题方法
【推荐1】如图所示为某化学兴趣小组设计的乙醇催化氧化的实验装置(加热仪器、铁架台、铁夹等均已略去)。其中A为无水乙醇(沸点78℃),B为绕成螺旋状的细铜丝或银丝,C为无水硫酸铜粉末,D为碱石灰,F为新制的悬浊液。(提示:乙醛具有与葡萄糖相似的性质)
(1)加热装置E中的固体,目的是___________ ,反应的化学方程式为___________ 。
(2)为了使A中的乙醇平稳汽化成蒸气,可采用的加热方法是___________ ;D处使用碱石灰的作用是___________ 。
(3)乙醇催化氧化的化学方程式为___________ 。
(4)能证明乙醇反应后的产物的实验现象是:图中C处___________ ,F处___________ 。
(1)加热装置E中的固体,目的是
(2)为了使A中的乙醇平稳汽化成蒸气,可采用的加热方法是
(3)乙醇催化氧化的化学方程式为
(4)能证明乙醇反应后的产物的实验现象是:图中C处
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(0.65)
解题方法
【推荐2】为探究苯与溴发生反应的原理,设计的反应装置如图所示。
(1)实验开始时,关闭,开启和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始,Ⅱ中产生大量红棕色气体,该反应的___________ 0(填“>”或“<”)。写出Ⅱ中反应的化学方程式:___________ 。
(2)装置Ⅲ中观察到小试管中的苯呈现橙红色,还可观察到的现象是___________ 。
(3)整套装置中能防止倒吸的装置有___________ (填装置序号)。冷凝管除具有导气作用外,还具有___________ 作用。
(4)溴苯粗产品呈现褐色,为了得到纯净无色的溴苯,可加入___________ 试剂后,进行分离提纯操作,此操作所需的玻璃仪器有___________ 。
(5)苯发生取代反应时,新引进的取代基会受到原取代基(又称定位基)的影响而产生定位效应。如果原取代基为-X(卤原子)、时,新的取代基进入它的邻位或对位;如果原取代基为时,新取代基进入它的间位。
①根据定位规则,由合成共两步反应,第2步反应的化学方程式为___________ 。
②有机物在铁粉催化条件下发生溴代反应,生成一溴代物可能的结构简式为___________ 。
(1)实验开始时,关闭,开启和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始,Ⅱ中产生大量红棕色气体,该反应的
(2)装置Ⅲ中观察到小试管中的苯呈现橙红色,还可观察到的现象是
(3)整套装置中能防止倒吸的装置有
(4)溴苯粗产品呈现褐色,为了得到纯净无色的溴苯,可加入
(5)苯发生取代反应时,新引进的取代基会受到原取代基(又称定位基)的影响而产生定位效应。如果原取代基为-X(卤原子)、时,新的取代基进入它的邻位或对位;如果原取代基为时,新取代基进入它的间位。
①根据定位规则,由合成共两步反应,第2步反应的化学方程式为
②有机物在铁粉催化条件下发生溴代反应,生成一溴代物可能的结构简式为
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(0.65)
解题方法
【推荐3】二苯基乙二酮常用作医药中间体及紫外线固化剂,可由二苯基羟乙酮氧化制得,相关物质的物理参数、化学方程式及装置图(加热和夹持装置已略去)如下:
在反应装置中,加入10ml冰醋酸、5.50gFeCl3固体、10ml水及少量碎瓷片,加热至沸腾,停止加热,待沸腾平息后加入2.12g二苯基羟乙酮,继续加热回流至二苯基羟乙酮完全反应。反应结束后加水煮沸,冷却后即有二苯基乙二酮粗产品析出,用70%乙醇水溶液重结晶提纯,得到1.80g产品。
重结晶过程如下:
加热溶解→活性炭脱色→趁热过滤 →冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥
请回答以下问题:
(1)装置图中仪器a的名称是_______________ ,其作用是______________ 。
(2)加入碎瓷片的作用是________ 。若加热后发现未加碎瓷片,应采取的正确方法是____________________________________________________ 。
(3)实验中可采用薄层色谱跟踪反应进程,其原理和操作与纸上层析类同,通过观察薄层色谱展开后的斑点(在实验条件下,只有二苯基羟乙酮和二苯基乙二酮能够产生斑点)判断样品中的成分。下图分别为加入二苯基羟乙酮后反应开始、回流15min、30min、45min和60min时,用毛细管取样、点样,薄层色谱展开后的斑点:
该实验条件下加热________ 后可认为反应结束。
A.15min B.30min C.45min D.60min
(4)上述重结晶过程中,____________ (填步骤名称)操作除去了不溶性杂质。
(5)在重结晶过程中,不可选用明火直接加热,原因是_________________________ 。
(6)不选择蒸馏的方法提纯二苯基乙二酮粗产品的原因是______________________ 。
(7)本实验的产率是_________ %。(保留3位有效数字)
在反应装置中,加入10ml冰醋酸、5.50gFeCl3固体、10ml水及少量碎瓷片,加热至沸腾,停止加热,待沸腾平息后加入2.12g二苯基羟乙酮,继续加热回流至二苯基羟乙酮完全反应。反应结束后加水煮沸,冷却后即有二苯基乙二酮粗产品析出,用70%乙醇水溶液重结晶提纯,得到1.80g产品。
重结晶过程如下:
加热溶解→活性炭脱色→趁热过滤 →冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥
请回答以下问题:
(1)装置图中仪器a的名称是
(2)加入碎瓷片的作用是
(3)实验中可采用薄层色谱跟踪反应进程,其原理和操作与纸上层析类同,通过观察薄层色谱展开后的斑点(在实验条件下,只有二苯基羟乙酮和二苯基乙二酮能够产生斑点)判断样品中的成分。下图分别为加入二苯基羟乙酮后反应开始、回流15min、30min、45min和60min时,用毛细管取样、点样,薄层色谱展开后的斑点:
该实验条件下加热
A.15min B.30min C.45min D.60min
(4)上述重结晶过程中,
(5)在重结晶过程中,不可选用明火直接加热,原因是
(6)不选择蒸馏的方法提纯二苯基乙二酮粗产品的原因是
(7)本实验的产率是
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