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解题方法
1 . 苯胺是一种重要精细化工原料,在染料、医药等行业中具有广泛的应用。可利用硝基苯制取苯胺,原理如下:
I.制取硝基苯。
实验步骤:实验室采用如图所示装置制取硝基苯,恒压滴液漏斗中装有一定量的苯,三颈烧瓶装有一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物。(1)实验装置中长玻璃管可以用___________ 代替(填仪器名称),图中恒压滴液漏斗侧面橡胶管的作用___________ 。
(2)下列说法中正确的是___________(填序号)。
(3)三颈烧瓶中发生反应的化学方程式___________ 。
(4)提纯产品的过程中需要用5%NaOH溶液洗涤三颈烧瓶中的粗产品,其目的是___________ 。
Ⅱ.制取苯胺
①组装好实验装置(如下图,夹持仪器已略去),并检查气密性。
②先向三颈烧瓶中加入沸石及硝基苯,再取下恒压滴液漏斗,换上温度计。
③打开活塞K,通入H2一段时间。
④利用油浴加热,使反应液温度维持在140℃进行反应。
⑤反应结束后,关闭活塞K,向三颈烧瓶中加入生石灰。
⑥调整好温度计的位置,继续加热,收集182~186℃馏分,得到较纯苯胺。回答下列问题:
(5)若实验中步骤③和④的顺序颠倒,则实验中可能产生的不良后果除爆炸外还有___________ 。
(6)步骤⑤中,加入生石灰的作用是___________ 。
(7)若实验中硝基苯用量为10 mL,最后得到苯胺5.6g,苯胺的产率为___________ (计算结果精确到0.1%)。
+3H2 +2H2O
物质 | 相对分子质量 | 沸点/℃ | 密度 g/mL | 溶解性 |
硝基苯 | 123 | 210.9 | 1.23 | 不溶于水,易溶于乙醇、乙醚 |
苯胺 | 93 | 184.4 | 1.02 | 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚;还原性强、易被氧化 |
实验步骤:实验室采用如图所示装置制取硝基苯,恒压滴液漏斗中装有一定量的苯,三颈烧瓶装有一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物。(1)实验装置中长玻璃管可以用
(2)下列说法中正确的是___________(填序号)。
A.配制混酸时,将浓硝酸沿杯壁缓缓加入浓硫酸中,并不断搅拌、冷却 |
B.温度控制在50~60℃原因之一是减少副反应的发生 |
C.制得的粗硝基苯可以先用乙醇萃取,分液后再洗涤 |
D.浓硫酸可以降低该反应活化能 |
(3)三颈烧瓶中发生反应的化学方程式
(4)提纯产品的过程中需要用5%NaOH溶液洗涤三颈烧瓶中的粗产品,其目的是
Ⅱ.制取苯胺
①组装好实验装置(如下图,夹持仪器已略去),并检查气密性。
②先向三颈烧瓶中加入沸石及硝基苯,再取下恒压滴液漏斗,换上温度计。
③打开活塞K,通入H2一段时间。
④利用油浴加热,使反应液温度维持在140℃进行反应。
⑤反应结束后,关闭活塞K,向三颈烧瓶中加入生石灰。
⑥调整好温度计的位置,继续加热,收集182~186℃馏分,得到较纯苯胺。回答下列问题:
(5)若实验中步骤③和④的顺序颠倒,则实验中可能产生的不良后果除爆炸外还有
(6)步骤⑤中,加入生石灰的作用是
(7)若实验中硝基苯用量为10 mL,最后得到苯胺5.6g,苯胺的产率为
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2 . 过二硫酸钠()也叫高硫酸钠,可用于废气处理及有害物质的氧化降解。用溶液和一定浓度的NaOH溶液混合可制得晶体。实验室制备晶体的装置如下图所示:发生副反应的化学方程式为。
(1)写出装置中生成的反应的化学方程式:___________ 。
(2)盛装NaOH溶液的仪器名称为___________ ,持续通入氮气的目的是___________ 。
(3)装置中硫酸的作用是___________ 。
(4)某兴趣小组设计实验探究不同环境下氧化性的强弱。将(1.69g)与过量(10g)溶于水中形成的混合溶液煮沸3min,观察并记录加入试剂时和加热过程中的现象(如下表所示)。
①在___________ (填“中性”“酸性”或“碱性”)条件下,的氧化能力最强。
②若用溶液滴定碱性氧化反应后的溶液(先将溶液调至酸性再滴定),滴定终点时的现象为___________ ;达到滴定终点时,消耗溶液的体积为。则碱性氧化后的溶液中的质量为___________ g(用含的代数式表示,)
(1)写出装置中生成的反应的化学方程式:
(2)盛装NaOH溶液的仪器名称为
(3)装置中硫酸的作用是
(4)某兴趣小组设计实验探究不同环境下氧化性的强弱。将(1.69g)与过量(10g)溶于水中形成的混合溶液煮沸3min,观察并记录加入试剂时和加热过程中的现象(如下表所示)。
环境 | 调节溶液氧化环境时的现象 | 加热煮沸3min期间产生的现象 |
中性 | 加入VmL蒸馏水,无明显现象 | 30s时开始有大量气泡冒出,3min后溶液变为深棕色,溶液中有悬浮小颗粒 |
碱性 | 加入VmL某浓度的NaOH溶液,瞬间变为棕色() | 10s后溶液逐渐变为深紫色(),没有明显冒气泡现象 |
酸性 | 加入VmL稀硫酸无明显现象 | 煮沸3min后,有气泡冒出 |
②若用溶液滴定碱性氧化反应后的溶液(先将溶液调至酸性再滴定),滴定终点时的现象为
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解题方法
3 . 碱式次氯酸镁[MgmClO(OH)n·H2O]微溶于水,不潮解,相对稳定,是一种有开发价值的无机抗菌剂,以菱镁矿(MgCO3,含少量FeCO3)为主要原料,制备碱式次氯酸镁的工艺流程如下,下列说法不正确的是
A.流程中“酸溶”后溶液中含有Mg2+、Fe2+ |
B.调pH时所选试剂可能是MgCO3 |
C.“过滤1”所得的滤渣含有Fe(OH)3 |
D.“混合”时反应的离子方程式只有Mg2++ClO-+OH-+H2O=MgClO(OH)·H2O↓ |
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解题方法
4 . 某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。查阅资料,有关信息如下。
①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl可能发生的副反应:C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O;CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl
②相关物质的相对分子质量及部分物理性质如表所示:
(1)仪器A中发生反应的化学方程式为:______ 。
(2)装置B中的试剂是______ ,若撤去装置B,可能导致装置D中副产物______ (填化学式)的量增加;装置D可采用______ 加热的方法控制反应温度在70℃左右。
(3)装置D中球形冷凝管的作用为______ 。写出E中所有可能发生的无机反应的离子方程式:______ 。
(4)测定产品纯度:称取产品0.40g配成待测溶液,加入0.1000mol·L-1碘标准溶液22.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,待反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为______ 。(计算结果保留三位有效数字)
滴定的反应原理:CCl3CHO+OH-=CHCl3+HCOO-;HCOO-+I2=H++2I-+CO2↑;I2+2S2O=2I-+S4O。
①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl可能发生的副反应:C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O;CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl
②相关物质的相对分子质量及部分物理性质如表所示:
C2H5OH | CCl3CHO | CCl3COOH | C2H5Cl | |
相对分子质量 | 46 | 147.5 | 163.5 | 64.5 |
熔点/℃ | -114.1 | -57.5 | 58 | -138.7 |
沸点/℃ | 78.3 | 97.8 | 198 | 12.3 |
溶解性 | 与水互溶 | 可溶于水、乙醇 | 可溶于水、乙醇、三氯乙醛 | 微溶于水,可溶于乙醇 |
(2)装置B中的试剂是
(3)装置D中球形冷凝管的作用为
(4)测定产品纯度:称取产品0.40g配成待测溶液,加入0.1000mol·L-1碘标准溶液22.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,待反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为
滴定的反应原理:CCl3CHO+OH-=CHCl3+HCOO-;HCOO-+I2=H++2I-+CO2↑;I2+2S2O=2I-+S4O。
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5 . 乙苯是主要的有机化工产品。某课题组拟制备乙苯,其反应原理为:Ⅰ.制备无水(已知:易升华,冷却易结块,易潮解)(1)导管接口顺序为___________ ___________ ,的作用是___________ 。
(2)装置为冷凝并收集。装置、存在的安全隐患为___________ 。
Ⅱ.制备乙苯
步骤1:连接装置并检查气密性(如图所示,夹持装置省略)。
步骤2:用酒精灯微热三颈烧瓶。
步骤3:向三颈烧瓶中加入苯(过量)和无水,在搅拌下滴加溴乙烷,下加热。
步骤4:提纯产品。
(3)本实验宜采用的加热方式为___________ ,为了证明三颈烧瓶中已发生了上述反应,烧杯中的“溶液”可以是___________ (填字母序号)。
A.溶液B.石蕊试液C.品红溶液D.溶液
(4)提纯产品的步骤有:①用大量水洗;②用稀盐酸洗除;③少量蒸馏水水洗;④加入大量无水氯化钙;⑤___________ ;(填操作名称,下同)⑥___________ ,并收集时的产品。
(5)实验中收集到乙苯,则乙苯的产率为___________ 。
(2)装置为冷凝并收集。装置、存在的安全隐患为
Ⅱ.制备乙苯
名称 | 分子量 | 沸点 | 密度 | 实验装置 |
苯 | 78 | |||
溴乙烷 | 109 | |||
乙苯 | 106 |
步骤2:用酒精灯微热三颈烧瓶。
步骤3:向三颈烧瓶中加入苯(过量)和无水,在搅拌下滴加溴乙烷,下加热。
步骤4:提纯产品。
(3)本实验宜采用的加热方式为
A.溶液B.石蕊试液C.品红溶液D.溶液
(4)提纯产品的步骤有:①用大量水洗;②用稀盐酸洗除;③少量蒸馏水水洗;④加入大量无水氯化钙;⑤
(5)实验中收集到乙苯,则乙苯的产率为
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6 . 已知 H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有强氧化性。将溶液中的Cu2+、Fe2+、Fe3+沉淀为氢氧化物,需溶液的pH分别为6.4、9.6、3.7。现有含FeCl2杂质的氯化铜晶体(CuCl2∙2H2O),为制取纯净的CuCl2∙2H2O,首先将其制成水溶液,然后按图示步骤进行提纯:请回答下列问题:
(1)本实验最适合的氧化剂X是___________(填序号)。
(2)物质Y可以选择以下___________。
(3)本实验用加碱沉淀法能不能达到目的?___________ (填“能”或“不能”)。
(4)加氧化剂的目的是___________ 。
(5)最后蒸发结晶要想得到CuCl2∙2H2O晶体,应如何操作?___________ 。
(1)本实验最适合的氧化剂X是___________(填序号)。
A.K2Cr2O7 | B.NaClO | C. H2O2 | D.KMnO4 |
(2)物质Y可以选择以下___________。
A.CuO | B.CuSO4 | C.Cu(OH)2 | D.KOH |
(3)本实验用加碱沉淀法能不能达到目的?
(4)加氧化剂的目的是
(5)最后蒸发结晶要想得到CuCl2∙2H2O晶体,应如何操作?
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解题方法
7 . 氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵为紫色晶体,难溶于水,是制备热敏材料VO2的原料,其化学式为(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O。实验室以V2O5为原料合成用于制备VO2的氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体,过程如下:已知:+4价钒在弱酸性条件下具有还原性,能被O2氧化。
(1)V基态核外电子排布式为_______ 。N2H4·2HCl为离子化合物,1molN2H4·2HCl中含有的σ键数目为________ 。
(2)步骤1中生成VOCl2的同时生成一种无色无污染的气体,该反应的化学方程式为______ 。
(3)步骤2可在如图装置(气密性良好)中进行。制备过程中,需向锥形瓶中通入CO2,作用是_________ ,所得紫色晶体残留的杂质离子主要为________ 。(4)步骤3洗涤晶体时需用饱和NH4HCO3溶液洗涤3次,再用无水乙醇洗涤2次,选择无水乙醇的原因是________ 。
(1)V基态核外电子排布式为
(2)步骤1中生成VOCl2的同时生成一种无色无污染的气体,该反应的化学方程式为
(3)步骤2可在如图装置(气密性良好)中进行。制备过程中,需向锥形瓶中通入CO2,作用是
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解题方法
8 . 金属对有强吸附作用,被广泛用于硝基或羰基等不饱和基团的催化氢化反应,将块状转化成多孔型雷尼后,其催化活性显著提高。
已知:①雷尼暴露在空气中可以自燃,在制备和使用时,需用水或有机溶剂保持其表面“湿润”;
②邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行。
某实验小组制备雷尼并探究其催化氢化性能的实验如下:
步骤1:雷尼的制备步骤2:邻硝基苯胺的催化氢化反应
反应的原理和实验装置图如下(夹持装置和搅拌装置略)。装置Ⅰ用于储存和监测反应过程。
1.操作(d)中,判断雷尼被水洗净的方法是取最后一次洗涤液于试管中,滴加几滴___________ ,如果溶液不变浅红色,则证明洗涤干净,否则没有洗涤干净。
2.操作(e)中,下列溶剂中最有利于步骤2中氢化反应的是___________(单选)
3.邻硝基苯胺与盐酸反应的离子方程式是:___________
4.下列关于邻硝基苯胺描述正确的是(不定项)
5.向集气管中充入时,三通阀的孔路位置如下图所示:发生氢化反应时,由集气管向装置Ⅱ供气,此时孔路位置需调节为___________ 。___________ ;
7.装置Ⅰ可以判断氢化是否反应,反应完全的现象是___________ 。
已知:①雷尼暴露在空气中可以自燃,在制备和使用时,需用水或有机溶剂保持其表面“湿润”;
②邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行。
某实验小组制备雷尼并探究其催化氢化性能的实验如下:
步骤1:雷尼的制备步骤2:邻硝基苯胺的催化氢化反应
反应的原理和实验装置图如下(夹持装置和搅拌装置略)。装置Ⅰ用于储存和监测反应过程。
反应原理 | 实验装置图 |
1.操作(d)中,判断雷尼被水洗净的方法是取最后一次洗涤液于试管中,滴加几滴
2.操作(e)中,下列溶剂中最有利于步骤2中氢化反应的是___________(单选)
A.丙酮 | B.四氯化碳 | C.乙醇 | D.正己烷 |
4.下列关于邻硝基苯胺描述正确的是(不定项)
A.邻硝基苯胺属于芳香烃 |
B.苯环上的一氯代物共有4种 |
C.邻硝基苯胺具有两性 |
D.邻硝基苯胺含有苯环和硝基的同分异构体还有3种(不包含邻硝基苯胺) |
向集气管中充入
集气管向装置Ⅱ供气
6.反应前应向装置Ⅱ中通入一段时间,目的是7.装置Ⅰ可以判断氢化是否反应,反应完全的现象是
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9 . 气体在1834年首次被发现并确定为一种浅橙黄色气体,常用作木浆的有效漂白剂等。实验室用如图1所示装置(加热装置和夹持仪器已省略)制备少量。
已知:①常压下,沸点,熔点;沸点,熔点。
②热稳定性差,常温下即可分解,与氧气等混合时易发生爆炸。
③在中的溶解度远大于在水中的溶解度。(1)实验前通入的目的是_______ 。
(2)用装置C吸收制备,C中磷酸钠对应的产物为磷酸氢钠,写出该反应的离子方程式_______ 。
(3)装置E的作用是_______ 。
(4)常用于制取高纯度溶液。将与的蒸馏水充分混合反应后,从水溶液中分离出的实验操作为_______ 。
(5)近日,北京师范大学研究团队提出了一种新的形成机理。其反应机理如题图2所示,写出反应①的离子方程式:_______ 。(6)已知可被等物质还原。取某的稀释液于锥形瓶中,并加入的溶液,充分反应后,用的酸性溶液滴定至终点,消耗溶液,则原的稀释液的物质的量浓度为_______ (不考虑参与反应,写出计算过程。)
已知:①常压下,沸点,熔点;沸点,熔点。
②热稳定性差,常温下即可分解,与氧气等混合时易发生爆炸。
③在中的溶解度远大于在水中的溶解度。(1)实验前通入的目的是
(2)用装置C吸收制备,C中磷酸钠对应的产物为磷酸氢钠,写出该反应的离子方程式
(3)装置E的作用是
(4)常用于制取高纯度溶液。将与的蒸馏水充分混合反应后,从水溶液中分离出的实验操作为
(5)近日,北京师范大学研究团队提出了一种新的形成机理。其反应机理如题图2所示,写出反应①的离子方程式:
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10 . 电池级碳酸锂是制造等锂离子电池必不可少的原材料。享誉“亚洲锂都”的宜春拥有亚洲储量最大的锂云母矿,以锂云母浸出液(含、、、等)为原料制取电池级的工艺流程如图:已知:①为有机萃取剂,难溶于水,可萃取,萃取时发生的反应可表示为:;
②常温时,溶液的。
回答下列问题:
(1)“有机层”的主要成分为___________ (填化学式,下同);“滤渣1”中含有的物质为___________ 和;使用萃取剂时,需加入一定量的进行处理,其目的是___________ 。
(2)某种的结构简式为,该分子中可能与形成配位键的原子有___________ 。
(3)加适量草酸的目的___________ 。
(4)“混合沉锂”的离子方程式为___________ 。
(5)与在空气中加热可以制备重要的电极材料钴酸锂()。写出对应的化学方程式___________ 。
(6)钴酸锂()是常见的锂离子电池正极材料,其晶胞结构示意图如图所示,各离子位于晶胞的顶点、棱和体内。①基态Co原子简化电子排布式为___________ 。
②该晶胞密度为___________ 。(写出计算式,阿伏加德罗常数为)
②常温时,溶液的。
回答下列问题:
(1)“有机层”的主要成分为
(2)某种的结构简式为,该分子中可能与形成配位键的原子有
(3)加适量草酸的目的
(4)“混合沉锂”的离子方程式为
(5)与在空气中加热可以制备重要的电极材料钴酸锂()。写出对应的化学方程式
(6)钴酸锂()是常见的锂离子电池正极材料,其晶胞结构示意图如图所示,各离子位于晶胞的顶点、棱和体内。①基态Co原子简化电子排布式为
②该晶胞密度为
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