【題目】某研究性學習小組的同學設計了如圖裝置制取溴苯和溴乙烷:
己知:乙醇在加熱的條件下可與HBr反應得到溴乙烷(CH3CH2Br),二者某些物理性質如下表所示:
溶解性(本身均可作溶劑) | 沸點(℃) | 密度(g/mL) | |
乙醇 | 與水互溶,易溶于有機溶劑 | 78.5 | 0.8 |
溴乙烷 | 難溶于水,易溶于有機溶劑 | 38.4 | 1.4 |
請回答下列問題:
(1) B中發(fā)生反應生成目標產物的化學方程式為_________。
(2)根據(jù)實驗目的,選擇下列合適的實驗步驟:①→___________(選填②③④等)。
①組裝好裝置,___________(填寫實驗操作名稱);
②將A裝置中的純鐵絲小心向下插入苯和液溴的混合液中;
③點燃B裝置中的酒精燈,用小火緩緩對錐形瓶加熱10分鐘;
④向燒瓶中加入一定量苯和液溴,向錐形瓶中加入無水乙醇至稍高于進氣導管口處,向U形管中加入蒸餾水封住管底,向水槽中加入冰水。
(3)簡述實驗中用純鐵絲代替鐵粉的優(yōu)點:_____。
(4)冰水的作用是_______。
(5)反應完畢后,U形管內的現(xiàn)象是______________;分離溴乙烷時所需的玻璃儀器有_____。
【答案】C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O ④②③ 檢査其氣密性 隨時控制反應的進行,不反應時上拉鐵絲,反應時放下鐵絲 降溫,冷凝溴乙烷 U形管底部產生無色的油狀液體 分液漏斗、燒杯。
【解析】
裝置A中生成溴苯和溴化氫,B中乙醇和溴化氫反應生成溴乙烷和水,C用來收集產品,據(jù)此解答。
(1)HBr和乙醇在加熱條件下,發(fā)生取代反應生成目標產物溴乙烷和水, B中發(fā)生反應生成目標產物的化學方程式為C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O。故答案為:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O;
(2)利用苯和液溴反應制得溴苯,同時生成的溴化氫與乙醇發(fā)生取代反應得到溴乙烷,則應先連接裝置并檢查所密性,再添加藥品,先加熱A裝置使苯和液溴先反應,再加熱B裝置制溴乙烷,即實驗的操作步驟為:①④②③,故答案為:④②③;檢查氣密性;
(3)實驗中用純鐵絲代替鐵粉的優(yōu)點:可隨時控制反應的進行,不反應時上拉鐵絲,反應時放下鐵絲,而鐵粉添加后就無法控制反應速率了,故答案為:隨時控制反應的進行,不反應時上拉鐵絲,反應時放下鐵絲;
(4)冰水的作用是可降溫,冷凝溴乙烷,防止其揮發(fā),故答案為:降溫,冷凝溴乙烷;
(5)反應完畢后,U形管內的現(xiàn)象是底部有油狀液體;溴乙烷與蒸氣水不相溶,混合物可利用分液操作進行分離,需要的玻璃儀器有分液漏斗和燒杯,故答案為:U形管底部產生無色的油狀液體;分液漏斗、燒杯。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】借助于李比希法、現(xiàn)代科學儀器及化學實驗可以測定有機物的組成和結構。實驗興趣小組用如下圖所示的裝置測定某有機物X(含元素C、H、O中的兩種或三種)的組成。實驗測得樣品X消耗的質量為1.50g,高氯酸鎂質量增加0.90g,堿石棉質量增加2.20g。
(1)由實驗數(shù)據(jù)分析計算可得X的實驗式為_____。
(2)若紅外光譜測得X中含有“C=O”和“C-O-C”的結構,質譜法測得X的相對分子質量是60,則X的名稱為_______。
(3)若實驗測得相同狀況下,X蒸汽的密度是H2密度的45倍(已知相同狀況下,氣體的密度比等于摩爾質量之比),X能發(fā)生銀鏡反應,1mol X最多能與2mol Na發(fā)生反應。則X的結構簡式為_____。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(10分)含碳物質的價值型轉化,有利于“減碳”和可持續(xù)性發(fā)展,有著重要的研究價值。請回答下列問題:
(1)已知CO分子中化學鍵為C≡O。相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學鍵 | H—O | C≡O | C=O | H—H |
E/(kJ·mol1) | 463 | 1075 | 803 | 436 |
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=___________kJ·mol1。下列有利于提高CO平衡轉化率的措施有_______________(填標號)。
a.增大壓強 b.降低溫度
c.提高原料氣中H2O的比例 d.使用高效催化劑
(2)用惰性電極電解KHCO3溶液,可將空氣中的CO2轉化為甲酸根(HCOO),然后進一步可以制得重要有機化工原料甲酸。CO2發(fā)生反應的電極反應式為________________,若電解過程中轉移1 mol電子,陽極生成氣體的體積(標準狀況)為_________L。
(3)乙苯催化脫氫制取苯乙烯的反應為:(g)+CO2(g)(g)+CO(g)+H2O(g),其反應歷程如下:
①由原料到狀態(tài)Ⅰ____________能量(填“放出”或“吸收”)。
②一定溫度下,向恒容密閉容器中充入2 mol乙苯和2 mol CO2,起始壓強為p0,平衡時容器內氣體總物質的量為5 mol,乙苯的轉化率為_______,用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數(shù)Kp=_______。[氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)×氣體體積分數(shù)]
③乙苯平衡轉化率與p(CO2)的關系如下圖所示,請解釋乙苯平衡轉化率隨著p(CO2)變化而變化的原因________________________________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(11分)近年來,隨著鋰離子電池的廣泛應用,廢鋰離子電池的回收處理至關重要。下面是利用廢鋰離子電池正極材料(有Al、LiCoO2、Ni、Mn、Fe等)回收鈷、鎳、鋰的流程圖。
已知:P204[二(2乙基己基)磷酸酯]常用于萃取錳,P507(2乙基己基膦酸2乙基己酯)和Cyanex272[二(2,4,4)三甲基戊基次磷酸]常用于萃取鈷、鎳。
回答下列問題:
(1)在硫酸存在的條件下,正極材料粉末中LiCoO2與H2O2反應能生成使帶火星木條復燃的氣體,請寫出反應的化學方程式__________________________________。
(2)一些金屬難溶氫氧化物的溶解度(用陽離子的飽和濃度表示)與pH的關系圖如下:
加入NaOH溶液調pH=5可除去圖中的________(填金屬離子符號)雜質;寫出除去金屬離子的離子方程式________________________(一種即可)。
(3)已知P507萃取金屬離子的原理為nHR(Org)+Mn+(aq)MRn(Org)+nH+(aq),且隨著萃取過程中pH降低,萃取效率下降。萃取前先用NaOH對萃取劑進行皂化處理,皂化萃取劑萃取金屬離子的反應為nNaR(Org)+Mn+(aq)MRn(Org)+nNa+(aq)。對萃取劑進行皂化處理的原因為________________。
(4)控制水相pH=5.2,溫度25℃,分別用P507、Cyanex272作萃取劑,萃取劑濃度對萃取分離鈷、鎳的影響實驗結果如圖所示。
■—Co(Cyanex272);●—Ni(Cyanex272);▲—Co(P507);▼—Ni(P507)
由圖可知,鈷、鎳的萃取率隨萃取劑濃度增大而_________(填“增大”或“減小”);兩種萃取劑中___________(填“P507”或“Cyanex272”)的分離效果比較好,若選P507為萃取劑,則最適宜的萃取劑濃度大約為__________mol·L1;若選Cyanex272萃取劑,則最適宜的萃取劑濃度大約為___________mol·L1。
(5)室溫下,用NaOH溶液調節(jié)鈷萃余液的pH=12,攪拌一段時間后,靜置,離心分離得到淡綠色氫氧化鎳固體,鎳沉淀率可達99.62%。已知Ksp[Ni(OH)2]=5.25×1016,則沉鎳母液中Ni2+的濃度為2.1×1011 mol·L1時,pH=______(lg5=0.7)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】碘化鈉在光學器件石油探測、安檢、環(huán)境監(jiān)測等領域有重要應用。某研究小組開發(fā)設計的制備高純NaI的簡化流程如圖:
已知:
①I2(s)+I-(aq)I3-(aq)。
②水合肼(N2H4H2O)具有強還原性,可分別將碘的各種酸根和I2還原為I-,本身被氧化為無毒物質。
③NaI易溶于水,也易溶于酒精,在酒精中的溶解度隨溫度的升高增加不大。
請回答:
(1)步驟Ⅰ,I2與NaHCO3溶液發(fā)生歧化反應,生成物中含IO-和IO3-離子。
①I2與NaHCO3溶液反應適宜溫度為40~70℃,則采用的加熱方式為___。
②實驗過程中,加少量NaI固體能使反應速率加快,其原因是___。
(2)步驟Ⅱ,水合肼與IO反應的離子方程式為___。
(3)步驟Ⅲ,多步操作為:
①將步驟Ⅱ得到的pH為6.5~7的溶液調整pH值至9~10,在100℃下保溫8h,得到溶液A;
②將溶液A的pH值調整至3~4,在70~80℃下保溫4h,得溶液B;
③將溶液B的pH調整至6.5~7,得溶液C;
④在溶液C中加入活性炭,混合均勻后煮沸,靜置10~24h后,過濾除雜得粗NaI溶液。上述①②③操作中,調整pH值時依次加入的試劑為___。
A.NaOH B.HI C.NH3H2O D.高純水
(4)步驟Ⅳ,采用改進的方案為用“減壓蒸發(fā)”代替“常壓蒸發(fā)”。
①“減壓蒸發(fā)”需選用的儀器除了圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計、接收管、接收瓶之外,還有___。
A.直形冷凝管 B.球形冷凝管 C.燒杯 D.抽氣泵
②采用“減壓蒸發(fā)”的優(yōu)點為___。
(5)將制備的NaI2H2O粗品以無水乙醇為溶劑進行重結晶。請給出合理的操作排序___。
加熱乙醇→ → → → →純品(選填序號)。
①高純水洗滌 ②減壓蒸發(fā)結晶 ③NaI2H2O粗品溶解 ④趁熱過濾 ⑤真空干燥 ⑥抽濾
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產上的應用。下列說法正確的是
A. 氯堿工業(yè)中,X電極上反應式是4OH--4e-=2H2O+O2↑
B. 電解精煉銅時,Z溶液中的銅離子濃度不變
C. 在鐵片上鍍銅時,Y是純銅
D. 電解水制氫氣時,Z可以是稀硫酸溶液
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(1)現(xiàn)有如下兩個反應:(A)NaOH+HCl=NaCl+H2O;(B)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,根據(jù)兩反應本質,判斷能設計成原電池的反應是___(填字母)。
(2)選擇適宜的材料和試劑將(1)中你的選擇設計為一個原電池。寫出電池的正極電極反應式___。
(3)氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內部的新型發(fā)電裝置,是一種具有應用前景的綠色電源。如圖為氫氧燃料電池原理示意圖,按照此圖的提示回答下列問題:
①該燃料電池的負極是___(填“a”或“b”)。
②___(填化學式)發(fā)生還原反應。
③總反應式是___。
(4)鋅錳干電池是最早使用的化學電池,其基本構造如圖所示:鋅錳干電池的負極是鋅(Zn),電路中每通過0.4mole-,負極質量減少___g;工作時NH在正極放電產生兩種氣體,其中一種氣體分子是10e-的微粒,正極的電極反應式是___。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】反應N2(g)+O2(g)=2NO(g)的能量變化如圖所示。
已知:斷開1molN2(g)中化學鍵需吸收946kJ能量,斷開1molO2(g)中化學鍵需吸收498kJ能量。下列說法正確的是( )
A.N2和O2的總能量一定高于NO的總能量
B.2NO(g)=N2(g)+O2(g),該反應為吸熱反應
C.斷開1molNO(g)中化學鍵需吸收90kJ能量
D.形成1molNO(g)中化學鍵可釋放632kJ能量
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)有下列有機物:①CH4,②CH3CH2OH,③,④癸烷,⑤CH2=CHCH3,⑥,⑦,⑧丙烷,⑨,⑩C5H12O
根據(jù)上述物質,回答下列問題:
(1)相對分子質量為44的烷烴的結構簡式為___。
(2)與③互為同分異構體的是__填序號。
(3)具有特殊氣味,常作萃取劑的某有機物在FeBr3作催化劑的條件下可與液溴發(fā)生取代反應,該反應的化學方程式為__。
(4)有機物②在加熱條件下和CuO反應的化學方程式為__。
(5)在120℃,1.01×105Pa條件下,某種氣態(tài)烴與足量的O2完全反應后,測得反應前后氣體的體積沒有發(fā)生改變,則該烴是__填序號。
(6)萘的結構簡式是,其一氯代物有__種。
(7)某摩爾質量為42g/mol的鏈烴A可使溴水褪色,在一定條件下發(fā)生加聚反應的化學方程式___。
(8)分子組成為C5H12O同分異構體中屬于醇的有___種。
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