12.己二酸 是一種工業(yè)上具有重要意義的有機(jī)二元酸,在化工生產(chǎn)、有機(jī)合成工業(yè)、醫(yī)藥、潤滑劑制造等方面都有重要作用,能夠發(fā)生成鹽反應(yīng)、酯化反應(yīng)等,并能與二元醇縮聚成高分子聚合物等,己二酸產(chǎn)量居所有二元羧酸中的第二位.實(shí)驗(yàn)室合成己二酸的反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)裝置示意圖:
3+8HNO3→3+8NO↑+7H2O
可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如表:
物資密度(20℃)熔點(diǎn)沸點(diǎn)溶解性相對分子質(zhì)量
環(huán)己醇0.962g/cm325.9℃160.8℃20℃時水中溶解度3.6g,可混溶于乙醇、苯100
己二酸1.36g/cm3152℃337.5℃在水中的溶解度:15℃時1.44g,25℃時2.3g,易溶于乙醇,不溶于苯.146
實(shí)驗(yàn)步驟如下;
I、在三口燒瓶中加入16mL 50%的硝酸(密度為1.31g/cm3),再加入1~2粒沸石,滴液漏斗中盛放有5.4mL環(huán)己醇.
II、水浴加熱三口燒瓶至50℃左右,移去水浴,緩慢滴加5~6滴環(huán)己醇,搖動三口燒瓶,觀察到有紅棕色氣體放出時再慢慢滴加剩下的環(huán)己醇,維持反應(yīng)溫度在60℃~65℃之間.
III、當(dāng)環(huán)己醇全部加入后,將混合物用80℃~90℃水浴加熱約10min(注意控制溫度),直至無紅棕色氣體生成為止.
IV、趁熱將反應(yīng)液倒入燒杯中,放入冰水浴中冷卻,析出晶體后過濾、洗滌得粗產(chǎn)品.
V、粗產(chǎn)品經(jīng)提純后稱重為5.7g.
請回答下列問題:
(1)儀器b的名稱為球形冷凝管(或冷凝管).
(2)向三口燒瓶中滴加環(huán)己醇時,要控制好環(huán)己醇的滴入速率,防止反應(yīng)過于劇烈導(dǎo)致溫度迅速上升,否則.可能造成較嚴(yán)重的后果,試列舉一條可能產(chǎn)生的后果:
反應(yīng)液暴沸沖出冷凝管;放熱過多可能引起爆炸;產(chǎn)生的NO2氣體來不及被堿液吸收而外逸到空氣中.
(3)已知用NaOH溶液吸收尾氣時發(fā)生的相關(guān)反應(yīng)方程式為:
2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O    NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O;如果改用純堿溶液吸收尾氣時也能發(fā)生類似反應(yīng),則相關(guān)反應(yīng)方程式為:
2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2、NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2
(4)為了除去可能的雜質(zhì)和減少產(chǎn)品損失,可分別用冰水和苯洗滌晶體.
(5)粗產(chǎn)品可用重結(jié)晶 法提純(填實(shí)驗(yàn)操作名稱).本實(shí)驗(yàn)所得到的己二酸產(chǎn)率為75%.

分析 (1)滴液漏斗的細(xì)支管a能使三頸瓶中的氣體通過a進(jìn)入滴液漏斗上方,從而使溶液順利滴下;儀器b的名稱為:球形冷凝管(或冷凝管);
(2)該反應(yīng)放熱,反應(yīng)溫度高,易導(dǎo)致溶液暴沸,甚至可能引起爆炸;二氧化氮有毒,能污染空氣;
(3)根據(jù)元素守恒,純堿與NO和NO2反應(yīng),生成NaNO2、NaNO3,且放出CO2,據(jù)此寫反應(yīng)的化學(xué)方程式;
(4)產(chǎn)品己二酸中含有環(huán)己醇、硝酸等雜質(zhì),己二酸在水中的溶解度:15℃時1.44g,25℃時2.3g,易溶于乙醇、不溶于苯;
(5)粗產(chǎn)品依據(jù)溶解度差別,可以通過重結(jié)晶提純;反應(yīng)的環(huán)己醇為5.4mL,質(zhì)量=5.4ml×0.962g/ml=5.1948g,結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算理論上生成己二酸的質(zhì)量,進(jìn)而計(jì)算產(chǎn)量.

解答 解:(1)滴液漏斗的細(xì)支管a能使三頸瓶中的氣體通過a進(jìn)入滴液漏斗上方,通過滴液漏斗上下方氣體壓強(qiáng)差而使溶液順利滴下;儀器b的名稱為:球形冷凝管,
故答案為:球形冷凝管(或冷凝管);
(2)三口燒瓶中滴加環(huán)己醇時,反應(yīng)溫度迅速上升,說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng),需控制好環(huán)己醇的滴入速率,如果環(huán)己醇的滴入速率過快,反應(yīng)溫度高,反應(yīng)液暴沸沖出冷凝管;可能引起爆炸;二氧化氮有毒,不能直接排空,如果產(chǎn)生的二氧化氮?dú)怏w來不及被堿液吸收而外逸到空氣中而污染空氣,
故答案為:反應(yīng)液暴沸沖出冷凝管;放熱過多可能引起爆炸;產(chǎn)生的NO2氣體來不及被堿液吸收而外逸到空氣中;
(3)根據(jù)元素守恒,純堿與NO和NO2反應(yīng),生成NaNO2、NaNO3,且放出CO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+2NO2═NaNO2+NaNO3+CO2,NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2,
故答案為:2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2;NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2;
(4)產(chǎn)品己二酸中含有環(huán)己醇、硝酸等雜質(zhì),己二酸在水中的溶解度:15℃時1.44g,25℃時2.3g,溫度高溶解度大,可用冰水洗滌,除去環(huán)己醇、硝酸,己二酸不溶于苯,最后用苯洗滌晶體,除去表面的雜質(zhì),避免產(chǎn)品損失,
故答案為:苯;
(5)粗產(chǎn)品再溶解,再結(jié)晶析出,通過重結(jié)晶的方法提純己二酸,
反應(yīng)的環(huán)己醇為5.4mL,質(zhì)量=5.4ml×0.962g/ml=5.1948g,設(shè)生成己二酸的質(zhì)量為m,

3×100                                  3×146
5.1948g                                m
3×100:3×146=5.1948g:m
m=$\frac{3×146×5.1948g}{3×100}$=7.58g
己二酸產(chǎn)率=$\frac{5.7g}{7.58g}$×100%=75%,
故答案為:重結(jié)晶;75%.

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)制備,為高頻考點(diǎn),涉及物質(zhì)的分離與提純、對操作的分析評價、化學(xué)方程式的計(jì)算等,側(cè)重實(shí)驗(yàn)分析能力及知識綜合應(yīng)用能力的考查,綜合性較強(qiáng),難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

16.NaHCO3溶液中存在多種平衡關(guān)系,寫出相應(yīng)平衡關(guān)系所對應(yīng)的離子方程式:H2O?H++OH-、HCO3-+H2O?+H2CO3+OH-、HCO3-+H2O?H3O++CO32-
NaHCO3溶液顯堿性的原因:NaHCO3溶液中HCO3-的水解程度大于電離程度,使得溶液中c(OH-)大于c(H+)而顯堿性
NaHSO4溶液顯酸性的原因:NaHSO4溶液中NaHSO4完全電離成Na+、H+、SO42-,使得溶液中c(H+)大于c(OH-)而顯堿性.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.已知:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol,相同溫度下,在體積相同的兩個恒溫密閉容器中,加入一定量的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng).相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器編號起始時各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol達(dá)平衡過程體系
能量的變化
COH2OCO2H2
1400放出熱量:32.8kJ
下列說法中,不正確的是( 。
A.容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率為80%
B.平衡時,兩容器中CO2的濃度相等
C.容器①中CO的轉(zhuǎn)化率等于容器②中CO2的轉(zhuǎn)化率
D.容器①中CO反應(yīng)速率等于H2O(g)的反應(yīng)速率

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

20.亞氯酸鈉(NaClO2)是重要漂白劑.探究小組開展如下實(shí)驗(yàn),回答下列問題:
實(shí)驗(yàn)Ⅰ:制取NaClO2晶體按如圖裝置進(jìn)行制取.

已知:NaClO2飽和溶液在低于38℃時析出NaClO2•3H2O,高于38℃時析出NaClO2,高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl.
(1)用50%雙氧水配制30%的H2O2溶液,需要的玻璃儀器除玻璃棒、膠頭滴管、燒杯外,還需要量筒(填儀器名稱);
(2)裝置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中(或安全瓶);
(3)裝置B內(nèi)生成的ClO2氣體與裝置D中混合溶液反應(yīng)生成NaClO2,生成NaClO2的反應(yīng)方程式為2ClO2+2NaOH+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O.
(4)如果撤去D中的冷水浴,可能導(dǎo)致產(chǎn)品中混有的雜質(zhì)是NaClO3和NaCl;
(5)反應(yīng)后,經(jīng)以下步驟可從裝置D的溶液獲得NaClO2晶體.請補(bǔ)充完整操作iii.
i.55℃蒸發(fā)結(jié)晶;   ii.趁熱過濾;  iii.用45℃左右的熱水洗滌3遍(熱水溫度高于38℃,低于60℃);  iv.低于60℃干燥,得到成品.
實(shí)驗(yàn)Ⅱ:樣品雜質(zhì)分析與純度測定
(6)上述實(shí)驗(yàn)制得的NaClO2晶體中含少量Na2SO4.產(chǎn)生Na2SO4最可能的原因是a;
a.B中有SO2氣體產(chǎn)生,并有部分進(jìn)入D裝置內(nèi)
b.B中濃硫酸揮發(fā)進(jìn)入D中與NaOH中和
c.B中的硫酸鈉進(jìn)入到D裝置內(nèi)
(7)測定樣品中NaClO2的純度.測定時進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
準(zhǔn)確稱一定質(zhì)量的樣品,加入適量蒸餾水和過量的KI晶體,在酸性條件下發(fā)生如下反應(yīng):ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-,將所得混合液稀釋成100mL待測溶液.
取25.00mL待測溶液,加入淀粉溶液做指示劑,用c mol•L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),測得消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的平均值為V mL(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-).
①確認(rèn)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴加最后一滴Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液時,溶液藍(lán)色恰好褪去且半分鐘內(nèi)不復(fù)原,說明到達(dá)滴定終點(diǎn);
②所稱取的樣品中NaClO2的物質(zhì)的量為c•V•10-3 mol(用含c、V的代數(shù)式表示).

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.碘化鈉在醫(yī)藥中用作甲狀腺腫瘤防治劑、祛痰劑和利尿劑,也用作食品添加劑、感光劑等. 工業(yè)上用NaOH溶液、水合肼制取碘化鈉固體,其制備流程圖如下:

已知:N2H4•H2O在100℃以上分解.
(1)已知,在合成過程的反應(yīng)產(chǎn)物中含有NalO3,則在合成過程中消耗了3mol I2,所生成 NalO3的物質(zhì)的量為1mol.
(2)寫出還原過程中的離子方程式2IO3-+3N2H4•H2O═3N2+2I-+9H2O;在還原過程中,為了加快反應(yīng),可采取可提高反應(yīng)溫度,但溫度不得超過100℃;請選擇下列試劑檢測所得碘化鈉固體中是否含有NalO3雜質(zhì)BD(選填字母).
A.FeCl2溶液       B.冰醋酸
C.CKI溶液        D.淀粉溶液
(3)測定產(chǎn)品中NaI含量的實(shí)驗(yàn)步驟如下:
a.稱取4.000g 樣品、溶解,在250mL 容量瓶中定容;
b.量取25.00ml 待測液于錐形瓶中,然后加入足量的FeCl3溶液,充分反應(yīng)后,再加入A溶液作指示劑;
c.用 0.1000mol•L-1 的Na2S2O3,溶液進(jìn)行滴定至終點(diǎn)(發(fā)生反應(yīng)的方程式為:
2Na2S2O3+I2═Na2S4O2+2NaI),重復(fù)測定2次,所得的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
測定
序號
待測液體積/mL標(biāo)準(zhǔn)液滴定管起點(diǎn)讀數(shù)/mL標(biāo)準(zhǔn)液滴定管終點(diǎn)讀數(shù)/mL
125.000.0624.04
225.000.0224.02
325.000.1224.14
①操作b中,加入足量的FeCl3溶液時所發(fā)生的離子方程式為2Fe3++2I-═2Fe2++I2
②加入A物質(zhì)為淀粉試液(填名稱);滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為溶液由淺藍(lán)色褪色,且半分鐘內(nèi)不變色.
③計(jì)算該樣品中NaI的含量為90%.
(只寫出有具體數(shù)值的表達(dá)式即可)
(4)碘化鈉固體的保存方法是密封保存.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

17.氫化鈣(CaH2)固體是登山運(yùn)動員常用的能源提供劑.氫化鈣要密封保存,一旦接觸到水就發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣.氫化鈣通常用氫氣與金屬鈣加熱制取,圖1是模擬制取裝置.

(1)裝置B的作用是除去氫氣中的水蒸氣;裝置D的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C裝置;
(2)利用圖1實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟如下:檢查裝置氣密性后裝入藥品;打開分液漏斗活塞,②①④③(請按正確的順序填入下列步驟的序號).
①加熱反應(yīng)一段時間    ②收集氣體并檢驗(yàn)其純度
③關(guān)閉分液漏斗活塞    ④停止加熱,充分冷卻
(3)為了確認(rèn)進(jìn)入裝置C的氫氣已經(jīng)干燥,應(yīng)在B、C之間再接一裝置,該裝置中加入的試劑是:無水硫酸銅.
(4)甲同學(xué)設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn),測定上述實(shí)驗(yàn)中得到的氫化鈣的純度.請完善下列實(shí)驗(yàn)步驟.
①樣品稱量  ②加入Na2CO3溶液(填化學(xué)式),攪拌、過濾  ③洗滌(填操作名稱)④烘干(填操作名稱)  ⑤稱量碳酸鈣
(5)乙同學(xué)利用圖2裝置測定上述實(shí)驗(yàn)中得到的氫化鈣的純度.他稱取46mg 所制得的氫化鈣樣品,記錄開始時注射器活栓停留在10.00mL刻度處,反應(yīng)結(jié)束后充分冷卻,活栓最終停留在57.04mL刻度處.(上述氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)
試通過計(jì)算求樣品中氫化鈣的純度:91.3%.
(6)請你再設(shè)計(jì)一種氫化鈣純度的測定方法:稱取一定量的樣品(m1g),加入鹽酸溶液至不再冒氣泡(反應(yīng)完全),然后將溶液蒸發(fā)得到氯化鈣固體(m2g),根據(jù)m1、m2即可得到氫化鈣的純度.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題

4.由于金屬鋅本身的價值不高,在我國工業(yè)鋅廢料的回收利用率比較低.某課題組研究利用含少量銅、鐵的粗鋅制備硫酸鋅及相關(guān)物質(zhì)的資源綜合利用,其工藝流程圖(圖中加入的物質(zhì)均為足量)及有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

物質(zhì)Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnS
Ksp4.0×10-385.0×10-202.0×10-168.5×10-451.2×10-23
請回答下列問題:
(1)固體A的主要成分是Fe(OH)3;加入固體B的主要作用是除去溶液Ⅱ中的Cu2+
(2)粗鋅中的銅與稀混酸溶液反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O.
(3)若溶液II中c(Cu2+)為0.05mol•L-1,則溶液II的pH≤5.
(4)若B是Zn,取8.320gC完全溶解于500mL 1mol•L-1稀硝酸中,共收集到2240mL氣體,再向所得溶液中加入NaOH溶液至剛好生成沉淀最多,此時所得沉淀質(zhì)量(m)的取值范圍是13.42;若B是另一種物質(zhì),取部分C于試管中,加入鹽酸后產(chǎn)生了有臭雞蛋味氣體,則該反應(yīng)的離子方程式為ZnS+2H+=H2S↑+Zn2+
(5)溶液III還可以與(NH42S溶液反應(yīng)制備ZnS,實(shí)際生產(chǎn)中選用(NH42S溶液而不是Na2S溶液作為反應(yīng)物,是因?yàn)楹笳咧频玫腪nS中會含有較多的Zn(OH)2雜質(zhì).

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.如圖為反應(yīng):H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量變化示意圖,下列說法正確的是( 。
A.該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=-183kJ•mol-1
B.該反應(yīng)生成液態(tài)HCl比生成氣態(tài)HCl釋放的能量少
C.氯氣分子中的化學(xué)鍵比氫氣分子中的化學(xué)鍵更穩(wěn)定
D.1 mol HCl分子中的化學(xué)鍵形成時吸收431kJ的能量

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.在下列反應(yīng)中,既屬于離子反應(yīng)又屬于氧化還原反應(yīng)的是( 。
A.BaCl2溶液和K2SO4溶液反應(yīng)B.Al放入燒堿溶液中
C.NaOH溶液和CuSO4溶液反應(yīng)D.KSCN溶液和FeCl3溶液反應(yīng)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案