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17.氯苯是重要的有机化工产品,是染料、医药、有机合成的中间体,工业上常用“间歇法”制取.反应原理、实验装置图(加热装置都已略去)如下:

已知:氯苯为无色液体,沸点132.2℃.
回答下列问题:
(1)A反应器是利用实验室法制取氯气,中空玻璃管B的作用是平衡气压.冷凝管中冷水应从a(填“a”或“b”) 处通入.
(2)把干燥的氯气通入装有干燥苯的反应器C中(内有相当于苯量1%的铁屑作催化剂),加热维持反应温度在40~60℃为宜,温度过高会生成二氯苯.
①对C加热的方法是c(填序号)
酒精灯加热     b.油浴加热      c.水浴加热
②D出口的气体成分有HCl、苯蒸气和氯气.
(3)C反应器反应完成后,工业上要进行水洗、碱洗及食盐干燥,才能蒸馏.碱洗之前要水洗的目的是洗去部分无机物,同时减少碱的用量,节约成本.写出用10%氢氧化钠碱洗时可能发生的化学反应方程式:FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl;HCl+NaOH=NaCl+H2O(写两个即可).
(4)上述装置图中A、C反应器之间,需要增添一个U形管,其内置物质是五氧化二磷或氯化钙.
(5)工业生产中苯的流失情况如下:
项目二氯苯尾气不确定苯耗流失总量
苯流失量(kg/t)1324.951.389.2
则1t苯可制得成品为$\frac{(1-0.0892)×112.5}{78}$t(只要求列式).

分析 (1)玻璃管B伸入液面下,装置内压强过大时,可以用于平衡气压;采取逆流原理通入冷凝水;
(2)①反应器C加热控制反应温度在40-60℃,应利用水浴加热;
②由于苯易挥发,反应产生的HCl,且有未反应的氯气,都会在D出口导出;
(3)催化剂氯化铁与氢氧化钠反应,生成的HCl会与氢氧化钠反应,溶解的氯气也会与去氧化钠反应;
(4)A、C反应器之间需要增添干燥装置,干燥生成的氯气,可以用五氧化二磷或氯化钙等;
(5)根据苯的总流失量计算参加反应的苯的质量,再根据苯与氯苯质量定比关系计算.

解答 解:(1)玻璃管B伸入液面下,装置内压强过大时,可以用于平衡气压;采取逆流原理通入冷凝水,使冷凝管充满冷凝水,充分冷却,即冷凝水由a口流入,由b口流出,
故答案为:平衡气压;a;
(2)①反应器C加热控制反应温度在40-60℃,应利用水浴加热,
故答案为:c;
②由于苯易挥发,反应产生的HCl,且有未反应的氯气,D出口气体中含有HCl、苯蒸气、氯气,
故答案为:苯蒸气、氯气;
(3)②催化剂氯化铁与氢氧化钠反应,生成HCl会与氢氧化钠反应,溶解的氯气也会与去氧化钠反应,反应方程式为:FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl、HCl+NaOH=NaCl+H2O、Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,
故答案为:FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl、HCl+NaOH=NaCl+H2O等;
(4)A、C反应器之间需要增添U型管,干燥生成的氯气,可以用五氧化二磷或氯化钙等,
故答案为:五氧化二磷或氯化钙.
(5)苯的总流失量为89.2kg/t,故1t苯中参加反应的苯的质量为(1t-0.0892t),由苯与氯苯质量之比为78:112.5,可知生成氯苯质量为$\frac{(1-0.0892)×112.5}{78}$t,
故答案为:$\frac{(1-0.0892)×112.5}{78}$.

点评 本题考查有机物制备实验方案,题目难度中等,涉及对装置、操作与原理的分析评价等知识,明确实验目的、实验原理为解答关键,试题培养了学生的分析能力及化学实验能力.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.NA代表阿伏加德罗常数的值.下列叙述正确的是(  )
A.90 g丙醇中存在的共价键总数为15 NA
B.1 mol的羟基与1 mol的氢氧根离子所含电子数均为9 NA
C.过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol O2转移的电子数为0.2 NA
D.2 L 0.5 mol/L亚硫酸溶液中含有的H+离子数为2 NA

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

1.Ⅰ.实验室常用如图中的装置制备乙炔并检验乙炔的性质:
(1)实验室制备乙炔的化学方程式是CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2;
(2)实验过程中,为减缓生成乙炔的速率,通常采取的措施是:常利用饱和食盐水代替水;
(3)B中试剂是硫酸铜溶液;
(4)若C中试剂是溴水,可以观察到的现象是溶液褪色.
Ⅱ.利用上述装置还可以验证醋酸、苯酚、碳酸的酸性强弱.
(1)A中固体试剂是b(选填序号);
a.醋酸钠      b.碳酸氢钠     c.苯酚钠
(2)C中反应的化学方程式是;
(3)有同学认为没有B装置,也可以验证酸性的强弱,你认为合理吗?不合理(填“合理”或“不合理”);若不合理,原因是:乙酸有挥发性且能和苯酚钠反应,干扰CO2与苯酚钠的反应.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.(1)常温下将0.2mol/L HCl溶液与0.2mol/L MOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=6,混合溶液中由水电离出的c(H+)>0.2mol/LHCl溶液中由水电离出的c(H+)(填“>”、“<”、或“=”).
(2)常温下若将0.2mol/L MOH溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,测得混合溶液的pH<7,则说明在相同条件下MOH的电离程度<MCl的水解程度.(填“>”、“<”、或“=”)
(3)常温下若将0.1mol/L的HR溶液与0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合,测得混合溶液的pH≠7,则混合溶液的pH>7.(填“>7”、“<7”、或“无法确定”)
(4)用0.1000mol/L HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,重复三次的实验数据如下所示
实验序号0.1032mol/L HCl溶液体积/mL待测NaOH溶液体积/mL
127.8325.00
226.5325.00
327.8525.00
①待测NaOH溶液的物质的量浓度为0.1149mol/L.(保留四位有效数字)
②下列情况可能引起测定结果偏高的是AB.
A.酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗   B.滴定前滴定管尖嘴中有一气泡,滴定后气泡消失了
C.锥形瓶未用待测液润洗             D.酸式滴定管滴定前平视读数,滴定后俯视读数
(5)滴定的方法有酸碱中和滴定、沉淀滴定、络合滴定等.沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂.已知一些银盐的颜色和Ksp(20℃)如下,测定水体中氯化物的含量,常用标准硝酸银溶液进行滴定.
化学式AgClAgBrAgIAg2SAg2CrO4
颜色白色浅黄色黄色黑色红色
Ksp1.8×10-105.0×10-138.3×10-172.0×10-481.8×10-10
滴定时,你认为该滴定适宜选用的指示剂是下列中的D.
A.KBr               B.KI                C.K2S               D.K2CrO4.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.某学生为测定未知浓度的硫酸溶液,实验如下:用1.00mL待测硫酸配制100mL稀H2SO4溶液;以0.14mol/L的NaOH溶液滴定上述稀H2SO425mL,滴定终止时消耗NaOH溶液15mL.
 (1)该学生用标准0.14mol/L NaOH溶液滴定硫酸的实验操作如下:
A.用酸式滴定管取稀H2SO4 25mL,注入锥形瓶中,加入指示剂.
B.用待测定的溶液润洗酸式滴定管.
C.用蒸馏水洗干净滴定管.
D.取下碱式滴定管用标准的NaOH溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管刻度“0”以上2~3cm处,再把碱式滴定管固定好,调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下.
E.检查滴定管是否漏水.
F.另取锥形瓶,再重复操作一次.
G.把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度.
①滴定操作的正确顺序是(用序号填写):ECDBAGF(或ECBADGF).
②该滴定操作中应选用的指示剂是:酚酞或甲基橙.
③在G操作中如何确定终点?酚酞为指示剂时浅红色变为无色且半分钟不复原(或甲基橙为指示剂时黄色变色橙色且半分钟不复原).
(2)分析下列操作的结果:(填“偏小”、“偏大”或“恰好合适”)
碱式滴定管用蒸馏水润洗后,未用标准液润洗,导致滴定结果偏大.
碱式滴定管滴定前读数时仰视,结束时读数平视,导致滴定结果偏小.
(3)计算待测硫酸(稀释前的硫酸)溶液的物质的量浓度4.2mol/L(保留两位小数)

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

2.有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均使用镁片和铝片作电极,但甲同学将电极放入6mol/L的硫酸溶液中,乙同学将电极放入6mol/L的NaOH溶液中,实验装置如图所示:
(1)写出甲中正极的电极反应式:2H++2e-=H2↑.
(2)写出乙中负极的电极反应式:Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O,
总反应的离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑.
(3)如果甲、乙两同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属,则构成负极材料的金属应该比构成正极材料的金属活泼”,则甲会判断出Mg(填元素符号,下同)的活动性强,乙会判断出Al的活动性强.
(4)由此实验可知下列说法中正确的是ADE
A、利用原电池反应判断金属活动性顺序时,应注意介质的选择;
B、镁的金属性不一定比铝强;
C、该实验说明金属活动性顺序表已过时,没有实用价值;
D、该实验说明化学研究对象复杂,反应受条件影响大,应具体问题具体分析.
E、上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序表判断电池的正负极”的这种说法不可靠.
(5)将乙装置设计为甲烷燃料电池,两极改为惰性电极,则负极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O.

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9.如图1所示是一个电化学装置的示意图.

请回答下列问题:
(1)图中乙池是电解池(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”).
(2)Cu电极的名称是正极(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”).
(3)闭合K之前,向乙池中滴加酚酞溶液,闭合K之后,Fe附近的现象是溶液变红乙池中反应的化学方程式为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑.
(4)利用丙池进行电镀铜,C极的电极材料为铜
(5)近几年开发的甲醇燃料电池的工作原理如图2,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过.则a电极的电极反应式是CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

6.钴是人体必需的微量元素,含钴化合物作为颜料,具有悠久的历史,在机械制造、磁性材料等领域也具有广泛的应用,请回答下列问题:
(1)Co基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2;

(2)酞菁钴近年来在光电材料、非线性光学材料、光动力学中的光敏剂、催化剂等方面得到了广泛的应用,其结构如图2所示,中心离子为钴离子.
①酞菁钴中三种非金属原子的电负性由大到小的顺序为N>C>H,
(用相应的元素符号作答);碳原子的杂化轨道类型为sp2;
②与钴离子通过配位键结合的氮原子的编号是2,4;
(3)CoCl2中结晶水数目不同呈现不同的颜色.
 CoCl2•6H2O(粉红)$\stackrel{325.3K}{?}$ CoCl2•2H2O(紫红)$\stackrel{363K}{?}$CoCl2•H2O(蓝紫)$\stackrel{393K}{?}$CoCl2(蓝色)
CoCl2可添加到硅胶(一种干燥剂,烘干后可再生反复使用)中制成变色硅胶.简述硅胶中添加CoCl2的作用:随着硅胶的吸湿和再次烘干,二氯化钴在结晶水合物和无水盐间转化,通过颜色的变化可以表征硅胶的吸湿程度;
(4)用KCN处理含Co2+的盐溶液,有红色的Co(CN)2析出,将它溶于过量的KCN溶液后,可生成紫色的[Co(CN)6]4-,该配离子具有强还原性,在加热时能与水反应生成淡黄色[Co(CN)6]3-,写出该反应的离子方程式:2[Co(CN)6]4-+2H2O=2[Co(CN)6]3-+H2↑+2OH -;
(5)Co的一种氧化物的晶胞如图2所示,在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子有12个;筑波材料科学国家实验室一个科研小组发现了在 5K 下呈现超导性的晶体,该晶体具有CoO2的层状结构(如下图所示,小球表示Co原子,大球表示O原子).下列用粗线画出的重复结构单元示意图3不能描述CoO2的化学组成的是D.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.某研究性学习小组设计了一组实验验证元素周期律.
(Ⅰ)甲同学在a、b、c三只烧杯里分别加入50mL水,再分别滴加几滴酚酞溶液,依次加入大小相近的锂、钠、钾块,观察现象.甲同学设计实验的目的是比较锂、钠、钾的金属性强弱;反应最剧烈的是c.
(Ⅱ)乙同学设计实验验证非金属元素的非金属性越强,对应的最高价含氧酸的酸性就越强.他设计了如图装置以验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱.
乙同学设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱,已知A是强酸,可与铜反应;B是块状固体;打开分液漏斗的活塞后,可看到有大量气泡D产生;烧杯中可观察到白色沉淀C生成.
(1)写出下列物质的化学式:AHNO3、CNa2SiO3、DCO2.
(2)写出烧杯中发生反应的离子方程式:CO2+SiO32-+H2O═H2SiO3↓+CO32-.
(3)碳、氮、硅三种元素的非金属性由强到弱顺序为N>C>Si.
(4)丙同学认为乙同学设计的实验不够严谨,应该在B和C之间增加一个洗气装置,该装置中应盛放饱和NaHCO3(填试剂).

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