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【题目】4-溴甲苯、2-溴甲苯以及HBr都是重要的有机中间体。以甲苯、液溴、铁粉、水为原料生产上述物质的实验步骤如下:

步骤1:在三颈烧瓶中(装置如图所示)加入0.3g铁粉,46g甲苯和60 mL水,在分液漏斗中加入80 g液溴,再加入10 mL水。

步骤2:打开分液漏斗滴加液溴,不断搅拌保持反应温度在20~25℃之间。最后将分液漏斗中的水也全部加入三颈烧瓶中,继续搅拌0.5h,即可反应完全。

步骤3:移走冷水浴装置,加热三颈烧瓶至反应温度在122~126℃,馏出液进入分水器中,打开分水器阀门将下层液体仍加入三颈烧瓶中,上层液体倒入烧杯中。

步骤4:将三颈烧瓶中液体进行处理,分离出4-溴甲苯和2-溴甲苯,两者的总产量为51.3g。

回答下列问题:

(1)实验中液溴的滴加方式是__________;在分液漏斗中加入80g液溴,再加入10mL水的目的是_________。

(2)冷凝水应从冷凝管的________(a或b)端进入;实验中发现分水器中的液体出现回流,应采取操作是_____________________。

(3)写出反应装置中生成4-溴甲苯的化学方程式:_________。分离出4-溴甲苯和2-溴甲苯,应采用的操作是___________。

(4)该实验装置中还缺少的必要实验仪器是____________。

(5)反应温度保持在20~25℃之间,其原因是__________。

(6)本实验中,一溴甲苯(4-溴甲苯和2-溴甲苯)的产率为_________。

【答案】缓慢滴加 防止溴的挥发 a 将下层液体及时放出 +Br2 +HBr 蒸馏 温度计 减少溴和甲苯的挥发 60.0%

【解析】

(1)液溴容易挥发;

(2)冷凝水下进上出;分水器下端有口;

(3)该反应中首先发生溴单质与铁的反应,生成的溴化铁为催化剂,根据元素守恒书写方程式;蒸馏可以分离互溶的有机物;

(4)该实验对温度有要求;

(5)温度过高反应物挥发;

(6)产率=;

(1)液溴易挥发,甲苯和溴的反应放热,滴加液溴过快会导致部分液溴未反应就挥发了,加入水也可以防止分液漏斗里的液溴挥发,故答案为:缓慢滴加;防止溴的挥发;

(2)冷凝水应从a端进入;实验中发现分水器中的液体出现回流,应将下层液体及时放出,故答案为:a;将下层液体及时放出;

(3)该反应中首先溴单质将铁粉氧化成溴化铁,溴化铁做催化剂使甲苯和溴单质发生取代反应;分离出4-溴甲苯和2-溴甲苯,应采用的操作是蒸馏,故答案为:+Br2 +HBr;蒸馏;

(4)该实验中需要控制温度,所以需要温度计,故答案为:温度计;

(5)溴单质和甲苯都易挥发,温度过高会加快反应物的挥发,导致利用率低,故答案为:减少溴和甲苯的挥发;

(6)46g甲苯的物质的量为,80g液溴的物质的量为,根据反应方程式可知溴单质过量,所以理论上最多生成4-溴甲苯和2-溴甲苯的混合物共0.5mol,质量为171g/mol×0.5mol=85.5g,所以产率为=60%,故答案为:60%。

练习册系列答案
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【题目】恒温、恒压下,在一个容积可变的容器中发生如下反应:A(g)+B(g)C(g)

(1)若开始时放入1mol A和1mol B,达到平衡后,生成a mol C,这时A的物质的量为_____ mol。

(2)若开始时放入3mol A和3mol B,达到平衡后,生成C的物质的量为_____mol。

(3)若开始时放入x mol A、2mol B和1mol C,达到平衡后,A和C的物质的量分别为y mol和3a mol,则x=_____,y=_____。

(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3mol C,待再次达到平衡后,C的物质的量分数是_____。

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【题目】高纯碳酸锰(MnCO3)广泛应用于电子行业,制造高性能磁性材料。工业利用含锰废水(主要含Mn2+、、H+、Fe2+、Al3+、Cu2+)制备碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下:

已知某些物质完全沉淀的pH值如表:

沉淀物

Fe(OH)3

Al(OH)3

Cu(OH)2

Mn(OH)2

CuS

MnS

MnCO3

沉淀完全时的pH

3.7

5.2

6.4

9.8

≥0

≥7

≥7

回答下列问题:

(1)试剂X是___________ (填标号)。

a.Cl2 b.MnO2 c.浓HNO3 d.H2O2

(2)“滤渣1”中主要成分的化学式为__________。

(3)“除重金属”时发生反应的离子方程式是______;反应中使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是________。

(4)“50℃碳化”得到高纯碳酸锰,反应的离子方程式为_____,反应中通常需加入稍过量的NH4HCO3,且控制溶液的pH为6.8~7.4,加入稍过量的NH4HCO3的目的是______使MnCO3沉淀完全,溶液的pH不能过低的原因是_____。

(5)由 MnCO3可制得重要的催化剂MnO2,2MnCO3+O2=2MnO2+2CO2。现在空气中加热460.0g的MnCO3,得到332.0g产品,若产品中杂质只有MnO,则该产品MnO2的质量分数是___________。

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【题目】已知在1×105 Pa、298 K条件下,2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,下列热化学方程式正确的是( )

A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=+484 kJ·mol-1

B.H2O(g)===H2(g)+1/2O2(g) ΔH=+242 kJ·mol-1

C.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=+242 kJ·mol-1

D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-484 kJ·mol-1

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【题目】某同学在三个容积相同的密闭容器中,分别研究三种不同条件下化学反应2X(g)Y(g)+W(g)的进行情况。其中实验Ⅰ、Ⅱ控温在T1,实验Ⅲ控温在T2,它们的起始浓度均是c(X)=1.0 mol·L-1,c(Y)=c(W)=0,测得反应物X的浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是(  )

A.与实验Ⅰ相比,实验Ⅱ可能使用了催化剂

B.与实验Ⅰ相比,实验Ⅲ若只改变温度,则温度T1<T2,该反应是吸热反应

C.在实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,达到平衡状态时X的体积百分含量相同

D.若起始浓度c(X)=0.8 mol·L-1,c(Y)=c(W)=0,其余条件与实验Ⅰ相同,则平衡浓度c(X)=0.4 mol·L-1

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【题目】一种形状像蝴蝶结的有机分子Bowtiediene,其形状和结构如图所示,下列有关该分子的说法中错误的是

A. 生成1 mol C5 H12至少需要4 mol H2

B. 该分子中所有碳原子在同一平面内

C. 三氯代物只有一种

D. 与其互为同分异构体,且只含碳碳三键的链烃有两种

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【题目】反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一体积可变的容器中进行。下列条件的改变对其化学反应速率几乎没有影响的是:①增加C的用量;②将容器体积缩小一半;③保持容器体积不变,充入氮气使容器内压强增大;④保持压强不变,充入氮气使容器的体积变大

A. ②④ B. ①③ C. ③④ D. ①④

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【题目】回答下列问题。

(1)常温时,FeCl3 溶液的pH___7(填“>”、“<”或“=”),原因是(用离子方程式表示________)

(2)常温时,Na2CO3溶液的pH____7(填“>”、“<”或“=”),原因是(用离子方程式表示______)

(3)用石墨作电极电解AgNO3溶液,电解一段时间后溶液的酸性_____(填“增强”、或“减弱”),阳极产物是_______,阴极产物是______,电解反应的总方程式为________;

(4)用石墨作阳极,铁作阴极电解Na2SO4溶液,电解一段时间后溶液的酸性_____(填“增强”、“减弱”或“不变”),阳极产物是_______,阴极产物是______,电解反应的总方程式为__________;

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【题目】氯丙酸主要用于生产农药除草剂,还用于生产乳酸及有工业价值的低级醇酯。如图为实验室制备氯丙酸的装置。

已知:相关物质的物理性质如下表所示:

物质

熔点,

沸点

溶解性

氯丙酸

14

190

能与水、乙醇互溶

丙酸

141

能与水、乙醇互溶

与水剧烈反应,能溶于乙醇

制备方法:在三颈烧瓶中放置丙酸和三氯化磷作催化剂,加热至,缓慢通入氯气,保持温度在之间大约反应。

回答下列问题:

装置中反应的离子方程式为_____________________________________________,当生成(标准状况)时,转移电子的数目为________________。

某同学分析发现D装置有两处缺陷,分别是_____________、________________。

设计实验提纯产品:_________________________________________________________。

测定产品纯度。

步骤Ⅰ:称取1.20g样品杂质不含于烧瓶中,加入氢氧化钠溶液共热,冷却至室温。加入硝酸,一段时间后,将烧瓶中的溶液全部转移至容量瓶中,加水定容溶液中为乳酸和。

步骤Ⅱ:从容量瓶中各取溶液于锥形瓶中,用作指示剂,用溶液分别滴定溶液中的已知:为砖红色沉淀、乳酸银不沉淀,平行三次实验,所得滴定数据如表所示:

实验序号

实验数据

第一次

第二次

第三次

溶液体积读数

滴定前

0

滴定后

加入硝酸的目的是_______________________________________。

步骤Ⅱ操作中,达到滴定终点的现象是___________________________________________。

样品中氯丙酸的质量分数为__________保留三位有效数字。

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