3.1-溴異戊烷[(CH32CHCH2CH2Br]是有機(jī)合成的重要中間體,可用于生產(chǎn)染料、催化劑等,其沸點為121℃,易溶于CCl4,可由異戊醇與氫溴酸在硫酸催化作用下反應(yīng)而得:(CH32CHCH2CH2OH+HBr$\stackrel{△}{→}$(CH32CHCH2CH2Br+H2O.已知異戊醇的沸點為132.5℃,微溶于水,易溶于CCl4.實驗室制備1-溴異戊烷的裝置如圖所示.
請回答下列問題:
(1)上述實驗裝置中長導(dǎo)管的作用是冷凝回流;導(dǎo)管末端插入CCl4中而不直接插入水中,除了能將揮發(fā)出的Br2、1-溴異戊烷等充分吸收外,另一個重要作用是防止倒吸.
(2)將1-溴異戊烷的粗產(chǎn)品置于分液漏斗中加水,振蕩后靜置,有機(jī)物將在下層(填“在上層”、“在下層”或“不分層”).
(3)在制備過程中,Br-可被氧化為Br2而引入雜質(zhì).欲除去Br2,可選用CE(填字母).
A.NaI   B.NaOH   C.NaHSO3   D.KCl   E.NaHCO3
(4)在制備1-溴異戊烷時,不能邊反應(yīng)邊蒸出產(chǎn)物,其原因是1-溴丁烷與正丁醇的沸點差較小,若邊反應(yīng)邊蒸出產(chǎn)物,會有較多的正丁醇揮發(fā),降低原料的利用率.
(5)在實驗室中還可用NaBr、濃H2SO4和異戊醇為原料制備1-溴異戊烷.已知反應(yīng)物的用量如下表:
反應(yīng)物NaBr98.3% 濃H2SO4異戊醇
用量0.30mol35mL(過量)0.25mol30mL
若實驗時1-溴異戊烷的產(chǎn)率為40%,則可制取1-溴異戊烷15.1g.

分析 (1)反應(yīng)物的沸點較低加熱易揮發(fā),長玻璃管是起到冷凝回流的作用,提高原料的利用率,1-溴異戊烷易溶于CCl4,末端導(dǎo)氣管插入四氯化碳中,充分吸收產(chǎn)物,避免了揮發(fā)出的溴化氫易溶于水發(fā)生倒吸;
(2)1-溴異戊烷溶于四氯化碳中,四氯化碳密度大于水;
(3)溴單質(zhì)除去的試劑應(yīng)和溴單質(zhì)反應(yīng)但不能和1-溴異戊烷發(fā)生反應(yīng),根據(jù)Br2與NaHSO3發(fā)生氧化還原反應(yīng),與碳酸氫鈉溶于反應(yīng)生成二氧化碳;
(4)根據(jù)正丁醇和1-溴丁烷的沸點可知,它們的沸點差距較小,蒸出1-溴丁烷時正丁醇也容易揮發(fā);
(5)濃硫酸過量,依據(jù)異戊醇的物質(zhì)的量計算理論上生成1-溴異戊烷物質(zhì)的量,結(jié)合產(chǎn)率計算得到1-溴異戊烷的質(zhì)量.

解答 解:(1)上述實驗裝置中長導(dǎo)管的作用是冷凝回流;防止倒吸,導(dǎo)管末端插入CCl4中而不直接插入水中,除了能將揮發(fā)出的Br2、1-溴異戊烷等充分吸收外,另一個重要作用是防止倒吸,
故答案為:冷凝回流;防止倒吸;
(2)1-溴異戊烷溶于四氯化碳中,四氯化碳密度大于水,所以振蕩后靜置,有機(jī)物將在下層,故答案為:在下層;
(3)NaCl、KCl與溴沒有反應(yīng),不能除去溴,Br2能與堿反應(yīng),但在堿性條件下1-溴異戊烷加熱也能水解,所以不能用NaOH除溴,溴與NaHSO3發(fā)生氧化還原反應(yīng),
溴水中溴化氫和碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳,故選CE,
故答案為:CE;
(4)根據(jù)正丁醇和1-溴丁烷的沸點可知,它們的沸點差距較小,蒸出1-溴丁烷時正丁醇也容易揮發(fā)可知,在制備1-溴丁烷時不能邊反應(yīng)邊蒸出產(chǎn)物,其原因是:1-溴丁烷與正丁醇的沸點差較小,若邊反應(yīng)邊蒸出產(chǎn)物,會有較多的正丁醇揮發(fā),降低原料的利用率,
故答案為:1-溴丁烷與正丁醇的沸點差較小,若邊反應(yīng)邊蒸出產(chǎn)物,會有較多的正丁醇揮發(fā),降低原料的利用率;
(5)由(CH32CHCH2CH2OH+HBr$\stackrel{△}{→}$(CH32CHCH2CH2Br+H2O,可知理論上生成1-溴異戊烷物質(zhì)的量為0.25mol,實驗時1-溴異戊烷的產(chǎn)率為40%,則生成的1-溴異戊烷物質(zhì)的量=0.25mol×40%=0.1mol,質(zhì)量=0.1mol×151g/mol=15.1g,
故答案為:15.1.

點評 本題考查利用正丁醇制備正溴丁烷、物質(zhì)的分離提純、實驗方案設(shè)計,比較全面考查化學(xué)基礎(chǔ)知識,題目閱讀量較大,對學(xué)生的心理素質(zhì)有一定的要求,是對學(xué)生綜合能力的考查,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
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11.從防止污染、減少用酸量之可持續(xù)發(fā)展的角度分析,下列利用金屬銅制取Cu(NO32的方法中最好的是( 。
A.Cu$\stackrel{濃HNO_{3}}{→}$Cu(NO32
B.Cu$\stackrel{稀HNO_{3}}{→}$Cu(NO32
C.Cu$→_{△}^{Ot}$CuO$\stackrel{HNO_{3}}{→}$Cu(NO32
D.Cu$→_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CuSO4$\stackrel{Ba(NO_{3})_{2}}{→}$Cu(NO32

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18.納米TiO2在涂料、光催化、化妝品等領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用.如圖所示的流程是制備納米TiO2以及獲得副產(chǎn)品綠礬的方法之一:

(1)FeSO4和Fe2(SO43的混合溶液中加入鐵屑的目的是將Fe3+還原成Fe2+,除去Fe3+
(2)檢驗綠礬晶體中是否含有Fe3+的實驗操作是取少量晶體于試管中,加適量蒸餾水溶解,再加入1-2滴KSCN溶液,若不變紅則無Fe3+,若變紅則有Fe3+
(3)TiOSO4水解生成H2TiO3的化學(xué)方程式為TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4;水解生成的H2TiO3經(jīng)過濾、洗滌等操作,再煅燒得到TiO2
(4)為測得TiO2樣品中TiO2的含量,常在一定條件下將TiO2溶解并還原為Ti3+以KSCN溶液作指示劑,用NH4Fe(SO42標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+
①請寫出滴定過程中反應(yīng)的離子方程式:Ti3++Fe3+=Fe2++Ti4+、3SCN-+Fe3+=Fe(SCN)3;
②滴定終點的現(xiàn)象是滴入最后一滴NH4Fe(SO42標(biāo)準(zhǔn)溶液,錐形瓶內(nèi)溶液剛好變紅色且半分鐘內(nèi)顏色不發(fā)生變化;
③若滴定時,稱取TiO2(摩爾質(zhì)量為M g•mol-1)試樣ωg,消耗c mol•L-1NH4Fe(SO42標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL,則TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為$\frac{cVM}{10w}%$.
(5)TiO2與BaCO3在熔融狀態(tài)下,可生成一種氣體和一種半導(dǎo)體材料.該半導(dǎo)體材料的化學(xué)式為BaTiO3

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8.木糖醇(C5H12O5)可用作甜味劑,營養(yǎng)劑,在化工、食品、醫(yī)藥等工業(yè)中有廣泛應(yīng)用,利用玉米芯中的多糖可以生產(chǎn)木糖醇,其工藝流程如圖1:
已知:木糖與木糖醇的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖2所示:

請回答下列問題:
(1)裝置2中硫酸的主要作用是催化.
(2)裝置3中加入碳酸鈣的目的是中和剩余的硫酸,生成硫酸鈣有利于分離.
(3)在脫色柱里可以填充的物質(zhì)是活性炭;為除去木糖漿中的雜質(zhì)離子,7、8裝置中的填充物依次是陽離子交換膜和陰離子交換膜.
(4)裝置9的作用是D.A.冷卻木糖漿B.水解木糖C.氧化木糖D.還原木糖
(5)裝置11的作用是得到木糖醇晶體,該操作的名稱是結(jié)晶.得到的木糖醇分子中含有2個手性碳原子.

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15.一定溫度時,向容積為2L的密閉容器中充入一定量的SO2和O2,發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g).反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表(表中t1<t2),下列說法正確的是( 。
反應(yīng)時間/minn(SO2)/moln(O2)/mol
00.100.060
t10.012
t20.016
A.反應(yīng)在0~t1 min內(nèi)的平均速率為v(SO3)=0.088/t1 mol•L-1•min-1
B.保持其他條件不變,起始時向容器中充入0.10mol SO3和0.010mol O2,到達(dá)平衡時,n(SO2)=0.012mol
C.保持其他條件不變,升高溫度,平衡時c(SO2)=0.0070mol•L-1,則反應(yīng)的△H>0
D.相同溫度下,起始時向容器中充入0.050mol SO2和0.030mol O2,達(dá)到平衡時SO2轉(zhuǎn)化率大于88%

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12.已知:
①25℃時弱電解質(zhì)電離平衡數(shù);Ka(CH3COOH)═1.8×10-5,Ka(HSCN)═0.13;
難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù):KSD(CaF2)═1.5×10-10
②25℃時,2×l0-3mol•L-1氫氟酸水溶液中,調(diào)節(jié)溶液pH(忽略體積變化),得到c (HF)、C(F-)與溶液pH的變化關(guān)系,如圖1所示:

請根據(jù)以下信息回答下列問題:
(1)25℃時,將20mL 0.10mol•L-1CH3COOH溶液和20mL 0.l mol•L-1 HSCN溶液分別 與20mL 0.10mol•L-1NaHCO3 溶液混合,實驗測得產(chǎn)生的氣體體積(V)隨時間(t)變化的示意圖為圖2所示:
反應(yīng)初始階段,兩種溶液產(chǎn)生CO2氣體的速率存在明顯差異的原因是相同的起始條件,兩種酸的電離程度不同導(dǎo)致溶液中起始反應(yīng)時氫離子濃度不同引起反應(yīng)速率不同,
反應(yīng)結(jié)束后所得兩溶液中,C(CH3COO-)<c(SCN-)(填“>”、“<”或“=”)
(2)25℃時,HF電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka≈4×10-4
(3)4×10-3mol•L-1HF溶液與4×10-4mol•L-1CaCl2溶液等體積混合,調(diào)節(jié)混合液pH為4.0(忽略調(diào)節(jié)混合液體積的變化),通過列式計算說明是否有沉淀產(chǎn)生.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

13.有A、B、C、D、E五種短周期元素,其元素特征信息如下表:
元素編號元素特征信息
A其單質(zhì)是密度最小的物質(zhì).
B陰離子帶兩個單位負(fù)電荷,單質(zhì)是空氣的主要成分之一.
C其陽離子與B的陰離子有相同的電子層結(jié)構(gòu),且與B可以形成兩種離子化合物.
D其氫氧化物和氧化物都有兩性,與C同周期
E與C同周期,原子半徑在該周期最小
回答下列問題:
(1)寫出B的氫化物的結(jié)構(gòu)式H-O-H
(2)①寫出E單質(zhì)與A、B、C形成的化合物反應(yīng)的化學(xué)方程式:Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O
②D的氧化物與A、B、C形成的化合物的水溶液反應(yīng)的離子方程式:Al2O3+2 OH-═AlO2-+H2O.

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