實(shí)驗(yàn)室用乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯。有關(guān)物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表。
化合物 | 相對(duì)分子質(zhì)量 | 密度/g·cm-3 | 沸點(diǎn)/℃ | 溶解度/100g水 |
正丁醇 | 74 | 0.80 | 118.0 | 9 |
冰醋酸 | 60 | 1.045 | 118.1 | 互溶 |
乙酸正丁酯 | 116 | 0.882 | 126.1 | 0.7 |
(一)乙酸正丁酯的制備
①在干燥的50mL圓底燒瓶中,加入13.5mL正丁醇和7.2mL冰醋酸,再加入3~4滴濃硫酸,搖勻,投入1~2粒沸石。然后安裝分水器(作用:實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不斷分離除去反應(yīng)生成的水)、溫度計(jì)及回流冷凝管,加熱冷凝回流反應(yīng)
(二)產(chǎn)品的精制
②將分水器分出的酯層和反應(yīng)液一起倒入分液漏斗中,用10 mL的水洗滌。有機(jī)層繼續(xù)用10 mL10%Na2CO3洗滌至中性,再用10 mL 的水洗滌,最后將有機(jī)層轉(zhuǎn)移至錐形瓶中,再用無(wú)水硫酸鎂干燥。
③將干燥后的乙酸正丁酯濾入50 mL 燒瓶中,常壓蒸餾,收集125~127 ℃的餾分,得11.6 g乙酸正丁酯
請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題。
(1)冷水應(yīng)該從冷凝管 ___________(填a或b)管口通入。
(2)步驟①中不斷從分水器下部分出生成的水的目的是_________________________
步驟①中判斷反應(yīng)終點(diǎn)的依據(jù)是_____________________________________。
(3)產(chǎn)品的精制過(guò)程步驟②中,第一次水洗的目的是_____________________________,用飽和Na2CO3溶液洗滌有機(jī)層,該步操作的目的是_________________________________。
(4)下列關(guān)于分液漏斗的使用敘述正確的是____
A.分液漏斗使用前必須要檢漏,只要分液漏斗的旋塞芯處不漏水即可使用
B.裝液時(shí),分液漏斗中液體的總體積不得超過(guò)其容積的2/3
C.萃取振蕩操作應(yīng)如右圖所示
D.放出液體時(shí),需將玻璃塞打開或使塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔
(5)步驟③的常壓蒸餾,需收集126℃的餾分,沸點(diǎn)大于140℃的有機(jī)化合物的蒸餾,一般不用上述冷凝管而用空氣冷凝管,可能原因是_________________________
(6)該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,生成乙酸正丁酯(式量116)的產(chǎn)率是__________
【知識(shí)點(diǎn)】常見實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、酯的制備
【答案解析】 (1) a (1分) (2)使用分水器分離出水,使平衡正向移動(dòng),提高反應(yīng)產(chǎn)率;(2分) 分水器中的水層不再增加時(shí),視為反應(yīng)的終點(diǎn)。(2分)
(3)除去乙酸及少量的正丁醇;(2分)除去產(chǎn)品中含有的乙酸等雜質(zhì)。(2分)
(4)D (1分) (5)防止因溫差過(guò)大,冷凝管炸裂。 (2分)
(6) 80% (2分)
解析:(1)冷水要充滿整個(gè)冷凝管就應(yīng)該從冷凝管下管口通入;(2)因?yàn)轷セ磻?yīng)是可逆反應(yīng),所以不斷從分水器下部分出生成的水,可以使平衡正向移動(dòng),提高酯的產(chǎn)率;當(dāng)分水器中的水層不再增加時(shí),說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn);(3)產(chǎn)品的精制過(guò)程步驟②中,反應(yīng)液中還會(huì)有少量乙酸和正丁醇,第一次水洗的目的是除去乙酸及少量的正丁醇;用飽和Na2CO3溶液洗滌有機(jī)層,除去產(chǎn)品中含有的乙酸等雜質(zhì);(4)分液漏斗使用時(shí)注意事項(xiàng):使用前要檢查活塞處和上口處是否漏水,故A錯(cuò)誤;裝入分液漏斗內(nèi)液體的總體積以不要超過(guò)分液漏斗容積的12為宜,裝得太多不利于液體的混合,故B錯(cuò)誤;振蕩液體時(shí)要倒置分液漏斗,這樣有利于液體的混合,故C錯(cuò)誤;分液時(shí),上層液體從上口倒出,下層液體由下口放出。從下口放出液體時(shí),要將上端玻璃塞的小孔或凹槽對(duì)準(zhǔn)頸部的小孔使漏斗內(nèi)外相通,及時(shí)關(guān)閉活塞,防止上層液體流出,故D正確。(5)沸點(diǎn)大于140℃的有機(jī)化合物的蒸餾,一般不用水冷凝管而用空氣冷凝管,防止因溫差過(guò)大,冷凝管炸裂。(6)正丁醇的質(zhì)量=0.8 g/mL×13.5mL=10.8g;冰醋酸的質(zhì)量=1.045g/mL×7.2mL=7.524g;先根據(jù)方程式判斷哪種物質(zhì)過(guò)量,以不足量的為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算.
理論上7.524g乙酸完全反應(yīng)生成酯的質(zhì)量為xg,需正丁醇的質(zhì)量是yg.
乙酸和正丁醇的反應(yīng)方程式為
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
60g 74g 116g 18g
7.524g yg xg
所以x=14.5g y=9.3g<10.8g 所以正丁醇過(guò)量,乙酸正丁酯的產(chǎn)率=11.6g÷14.5g×100%=80%;
【思路點(diǎn)撥】本題考查酯的制備,比較綜合,尤其是實(shí)驗(yàn)操作步驟,題目難度較大,注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的積累。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣571.6kJ•mol﹣1
2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l)△H=﹣1 452kJ•mol﹣1
H+(aq)+OH﹣(aq)═H2O(l)△H=﹣57.3kJ•mol﹣1
下列說(shuō)法正確的是( 。
| A. | H2(g)的燃燒熱為571.6 kJ•mol﹣1 |
| B. | H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)═BaSO4(s)+H2O(l)△H=﹣57.3 kJ•mol﹣1 |
| C. | 同質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒,H2(g)放出的熱量多 |
| D. | 3H2(g)+CO2(g)═CH3OH(l)+H2O(l)△H=+131.4 kJ•mol﹣1 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
已知離子方程式:As2S3+H2O+NO―→AsO+SO+NO↑+________ (未配平),(已知:As2S3 中As的化合價(jià)為+3)則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.配平后水的化學(xué)計(jì)量數(shù)為4 B.反應(yīng)后溶液呈酸性
C.配平后氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3∶28 D.氧化產(chǎn)物為AsO和SO
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
短周期主族元素W、X、Y、Z 的原子序數(shù)依次增大,XW4分子電子總數(shù)為10,Z最外層電子數(shù)是次外層的3倍。下列說(shuō)法不正確的是
A.W、X、Y、Z的原子半徑大小順序是X>Y>Z>W(wǎng)
B.元素Y的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比X的強(qiáng)
C.含上述四種元素的化合物一定易溶于水
D.含上述四種元素的化合物可能既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
苯螨特(Benzomate)是一種用于防治紅蜘蛛的新型農(nóng)藥,一種合成苯螨特的合成路線流程圖如下:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)A→B反應(yīng)類型是 。
(2)化合物C中含氧官能團(tuán)名稱是 和 。
(3)化合物X的分子式為:C7H5OCl,,則X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
(4)C的一種同分異構(gòu)體滿足下列條件:
Ⅰ.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)也能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。
Ⅱ.分子中有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫。
寫出一種符合條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: 。
(5)根據(jù)已有知識(shí)并結(jié)合相關(guān)信息,寫出以 和(CH3)2SO4為原料制備
的合成路線流程圖(無(wú)機(jī)試劑任用)。
已知:CH2=CHCOOH CH2=CHCH2OH。
合成路線流程圖示例如下:
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究元素及其化合物的反應(yīng)有重要意義。
(1)硫酸生產(chǎn)中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g),混合體系中SO3的百分含量和溫度的關(guān)系如右圖所示(曲線上任何一點(diǎn)都表示平衡狀態(tài))。根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題:
①2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)的△H____0(填“>”、“<”)。若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣,平衡 移動(dòng)(填“向左”“向右”或“不移動(dòng)”) 。
②若溫度為T1時(shí),反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時(shí),V正_______V逆(填“>”“<”或“=”)
(2)氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要作用。
① 右圖是一定的溫度和壓強(qiáng)下N2和H2反應(yīng)生成lmolNH3過(guò)程中能量變化示意圖,請(qǐng)寫出工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式:(△H用含字母Q1、Q2的代數(shù)式表示) 。
②在AlCl3溶液中滴加氨水,反應(yīng)的離子方程式為: 。
(3)海水中含有大量的元素,常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合態(tài)存在。在25℃下,向0.1mol•L-1的NaCl溶液中逐滴加入適量的0.1mol•L-1硝酸銀溶液,有白色沉淀生成,向反應(yīng)后的濁液中,繼續(xù)加入0.1mol•L-1的NaI溶液,看到的現(xiàn)象是 全品教學(xué)網(wǎng), 用后離不了!,產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是(用離子方程式表示): 。
全品教學(xué)網(wǎng), 用后離不了!(已知25℃時(shí)Ksp[AgCl] =1.0×10-10 mol2•L-2,Ksp[AgI] =1.5×10-16mol2•L-2 )
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
面對(duì)能源與環(huán)境等問(wèn)題,
全球大力發(fā)展新能源的同時(shí),還倡導(dǎo)節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
Ⅰ、氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
已知:
(1)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。與反應(yīng)生成CO2(g)和的熱化學(xué)方程式為 。
(2)電解尿素CO(NH2)2的堿性溶液制氫的裝置如圖所示(電解池中隔膜僅阻止氣體通過(guò),陰、陽(yáng)極均為惰性電極)。電解時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 。
(3)是一種儲(chǔ)氫合金。350℃時(shí),與反應(yīng),生成MgCu2和僅含一種金屬元素的氫化物(其中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.077)。則與反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
Ⅱ、碘鎢燈具有使用壽命長(zhǎng)、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。一定溫度下,在碘鎢燈燈泡內(nèi)封存的少量碘與沉積在燈泡壁上的鎢可以發(fā)生可逆反應(yīng):。為模擬該反應(yīng),在實(shí)驗(yàn)室中準(zhǔn)確稱取0.508 g碘、0.6992 g金屬鎢放置于50.0 mL密閉容器中,在一定溫度下反應(yīng)。如圖是混合氣體中的蒸氣的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象,其中曲線I(0~t2時(shí)間段)的反應(yīng)溫度為450 ℃,曲線Ⅱ(從t2時(shí)刻開始)的反應(yīng)溫度為530℃。
(4)該反應(yīng)是 (填寫“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。在450℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。
(5)若保持450℃溫度不變,向該容器中再加入0.508 g碘,當(dāng)再次達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)混合氣體中I2的百分含量 (填“變大”、“不變”或 “變小”)。
(6)若保持450℃溫度不變,向該容器中再加入0.002 mol W、0.000 6 mol I2、0.0054 mol
WI2,則化學(xué)平衡 (填“正向移動(dòng)”、“不移動(dòng)”或“逆向移動(dòng)”)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
9.7 g Cu和Zn的合金與足量的稀HNO3反應(yīng),還原產(chǎn)物只有NO,其體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為2.24 L。將溶液體積稀釋為1 L,測(cè)得溶液的PH=1,此時(shí)溶液中NO的濃度為( )
A.0.3 mol/L B.0.4 mol/L
C.0.5 mol/L D.0.6 mol/L
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體,是國(guó)際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。
(1)工業(yè)上制備ClO2的反應(yīng)原理為2NaClO3+4HCl=== 2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。
①濃鹽酸在反應(yīng)中顯示出來(lái)的性質(zhì)是________。
A.只有還原性 B.還原性和酸性
C.只有氧化性 D.氧化性和酸性
②若上述反應(yīng)中產(chǎn)生0.1 mol ClO2,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________mol。
(2)目前已開發(fā)出用電解法制取ClO2的新工藝。
①上圖是用石墨作電極,一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2的示意圖。則陽(yáng)極產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式為____________________________。
②電解一段時(shí)間,當(dāng)陰極產(chǎn)生的氣體體積為112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí),停止電解。通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的陽(yáng)離子的物質(zhì)的量為________mol,用平衡移動(dòng)原理解釋陰極區(qū)pH增大的原因:
______________________________。
(3)ClO2對(duì)污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明顯的去除效果。某工廠污水中含CN- a mg/L,現(xiàn)用ClO2將CN-氧化,產(chǎn)物中有兩種氣體生成,其離子反應(yīng)方程式為________;處理100 m3這種污水,至少需要ClO2________mol。
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