高中化学定量研究的方法试题

(15分)环己酮是重要化工原料，是制造尼龙、己内酰胺和己二酸的主要中间体。实验室常用铬酸氧化环己醇制备，但铬酸较贵且污染环境。某化学兴趣小组尝试用中学化学更常见的次氯酸钠代替铬酸制备环己酮。有关物质信息、实验流程及实验装置图如下：
环己酮为无色或浅黄色透明液体，有强烈的刺激性臭味，密度为0.95 g/mL，熔点为—45 ℃，沸点为155 ℃，溶解度（100 mL H₂O）为2.4 g （31 ℃）。


回答下列问题：
（1）在反应开始的前5min内，为了将体系温度维持在30～35℃，除了用冰水浴冷却外，采取的措施还有           。
（2）加入饱和NaHSO₃溶液时发生的主要反应是             。（用离子方程式表示）；确保加入的饱和NaHSO₃溶液已经足量，可以取少量烧瓶中的液体，加入           （填写应该加入的试剂），若看到            ，则说明NaHSO₃溶液足量。
（3）为将馏出液的pH调至中性，可以加入的试剂是           。

A．稀盐酸

B．无水碳酸钠

C．浓硫酸

D．氢氧化钠固体

（4）调节pH后还需加入精制食盐，其目的是           ，“取有机层”时使用的主要仪器是       （填下图对应的字母）。

（1）常温下，一种烷烃A和一种单烯烃B组成混和气体，A或B分子最多只含有4个碳原子，且B分子的碳原子数比A分子的多。
将1L该混和气体充分燃烧，在同温同压下得到2．5L CO₂气体。试推断原混和气体中A和B所有可能的组合及其体积比,并将结果填入下表：

组合编号	A的分子式	B的分子式	A和B的体积比VA:VB

（2）烃C与烃A互为同系物，分子中含有11个C原子，8个甲基，则烃C的系统名称为       ，该烃的二氯代物有                  种

[化学—选修5：有机化学基础]化学上常用燃烧法确定有机物的组成。下图装置是用燃烧法确定有机物化学式常用的装置，这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成。

回答下列问题：
（1）A装置中分液漏斗盛放的物质是________，写出有关反应的化学方程式_____________。
（2）C装置(燃烧管)中CuO的作用是_________________________________________________。
（3）写出E装置中所盛放试剂的名称__________，它的作用是______________。
（4）若将B装置去掉会对实验造成什么影响？ __________________________。
（5）若准确称取1.20 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)，经充分燃烧后，E管质量增加1.76 g，D管质量增加0.72 g，则该有机物的最简式为______________。
（6）要确定该有机物的化学式，还需要测定________________________。

(本题共12分)下图是实验室制备1，2—二溴乙烷并进行一系列相关实验的装置（加热及夹持设备已略）。

有关数据列表如下：

请完成下列填空：
36．A中药品为1:3的无水乙醇和浓硫酸混合液，写出制备乙烯的化学反应方程式：__________________。
37．气体发生装置使用连通滴液漏斗的原因_________________________________________。
38．请写出C装置中的离子反应方程式_______________________________________。
39．装置D中品红溶液的作用是__________________________________；
40．反应过程中应用冷水冷却装置E，其主要目的是___________________________；但又不能过度冷却(如用冰水)，其原因是___________________________________________。
41．学生发现反应结束时，无水乙醇消耗量大大超过理论值，其原因是___________________。
42．有学生提出，装置F中可改用足量的四氯化碳液体吸收多余的气体，判断改用四氯化碳液体是否可行______（填“是”或“否”），其原因是__________________________。

(16分)为探究苯与溴的取代反应，甲用如图装置Ⅰ进行如下实验：

将一定量的苯和溴放在烧瓶中，同时加入少量铁屑，3～5 min后发现滴有AgNO₃的锥形瓶中有浅黄色的沉淀生成，即证明苯与溴发生了取代反应．
（1）装置I中①的化学方程式为______________         __________________________，
_____________         ____________________________.
②中离子方程式为__________________________________________________．
（2）①中长导管的作用是________________________________________________．
（3）烧瓶中生成的红褐色油状液滴的成分是__________________________，要想得到纯净的产物，可用_____________________试剂洗涤．洗涤后分离粗产品应使用的仪器是____________________．
（4）乙同学设计如图所示装置Ⅱ，并用下列某些试剂完成该实验．可选用的试剂是：苯；液溴；浓硫酸；氢氧化钠溶液；硝酸银溶液；四氯化碳．
a的作用是__________________________________________________________．
b中的试剂是__________________________________________________________．
比较两套装置，装置Ⅱ的主要优点是_______________________________.

利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实．某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:

根据要求填空：
（1）装置A中反应的化学方程式为                          ，当产生336mL气体（标准状况）时，有       mol还原剂被氧化。
（2）B装置有三种功能：①控制气流速度；②_______；③________________。
（3）设V（Cl₂）/V（CH₄）=x，若理论上欲获得最多的氯化氢,则x的取值范围是______。
（4）D装置中的石棉上均匀附着KI粉末，其作用是_______________________。
（5）E装置的作用是____________（填编号）。
A．收集气体    B．吸收氯气       C．防止倒吸      D．吸收氯化氢
（6）在C装置中，经过一段时间的强光照射,发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式_______________________________。
（7）装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为_______。该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分是__________（填编号）。
A．CH₄        
B．CH₃Cl        
C．CH₂Cl₂      
D．CHCl₃     
E．CCl₄

用1－丁醇、溴化钠和较浓H₂SO₄混合物为原料，在实验室制备1－溴丁烷，并检验反应的部分副产物。（已知：NaCl+H₂SO₄(浓)=NaHSO₄+HCl↑）现设计如下装置，其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。请回答下列问题：

（1）仪器A的名称是           。
（2）关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水，给A加热30分钟，制备1－溴丁烷。写出该反应的化学方程式                                     。
（3）理论上，上述反应的生成物还可能有：丁醚、1－丁烯、溴化氢等。熄灭A处酒精灯，在竖直冷凝管上方塞上塞子，打开a，利用余热继续反应直至冷却，通过B、C装置检验部分副产物。B、C中应盛放的试剂分别是          、           。
（4）在实验过程中，发现A中液体由无色逐渐变成黑色，该黑色物质与浓硫酸反应的化学方程式为                                    ，可在竖直冷凝管的上端连接一个内装吸收剂碱石灰的干燥管，以免污染空气。
（5）相关有机物的数据如下：

物质	熔点/^0C	沸点/^0C
1－丁醇	-89.5	117.3
1－溴丁烷	-112.4	101.6
丁醚	-95.3	142.4
1－丁烯	-185.3	-6.5

为了进一步精制1－溴丁烷，继续进行了如下实验：待烧瓶冷却后，拔去竖直的冷凝管，塞上带温度计的橡皮塞，关闭a，打开b，接通冷凝管的冷凝水，使冷水从    （填c或d）处流入，迅速升高温度至      ℃，收集所得馏分。
（6）若实验中所取1－丁醇、NaBr分别为7.4 g、13.0 g，蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6 g 1－溴丁烷，则1－溴丁烷的产率是           。

(18分)某化学小组采用下图装置，以环己醇制备环己烯：

已知：

	密度（g/cm^3）	熔点（℃）	沸点（℃）	溶解性
环己醇	0.96	25	161	能溶于水
环己烯	0.81	－103	83	难溶于水

已知：温度高于100℃时，原料环己醇易和水形成共沸物一起被蒸出反应体系。
（1）制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中，再加入1mL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。
①导管B除了导气外还具有的作用是             。
②加热试管A采用热水浴，而非直接加热。目的是    ，试管C置于冰水浴中的目的是               。
（2）制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在      层（填“上”或“下”），分液后用     （填入编号）洗涤。
A．KMnO₄溶液    B．稀H₂SO₄    C．Na₂CO₃溶液
②再将环己烯按下图装置蒸馏，冷却水从  口进入（填字母）。

③收集产品时，控制的温度应在               左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，可能的原因是      。
A．蒸馏时从70℃开始收集产品
B．环己醇实际用量多了 
C．制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
（3）制环己烯时，由于浓硫酸的强氧化性，还产生少量SO₂、CO₂及水蒸气，该小组用以下试剂检验、SO₂、CO₂及水蒸气，混合气体通过试剂的顺序是        （填序号）
①和Na₂SO₃溶液     ②酸性KMnO₄溶液     ③石灰水  
④无水CuSO₄      ⑤品红溶液

经测定，由C₃H₇OH、C₂H₅OC₂H₅和C₆H₁₂组成的混合物中氧的质量分数为8%，则此混合物中氢的质量分数为

A．78%

B．22%

C．14%

D．13%

乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点，而且具有较好的经济效益和社会效益，终将成为汽油和柴油的替代品。

（1）写出乙醇完全燃烧的化学方程式：______________________________。
（2）乙醇燃烧时如果氧气不足，可能还有CO生成。用如图装置验证乙醇的燃烧产物中有CO、CO₂、H₂O，应将乙醇的燃烧产物依次通过(按气流从左到右的顺序填装置编号)________。

（3）实验时可观察到装置②中A瓶的石灰水变浑浊。A瓶溶液的作用是________________；B瓶溶液的作用是________________；C瓶溶液的作用是_________________________。
（4）装置③的作用是________________；装置①中所盛放的是________________，作用是_______________________________________。
（5）装置④中所盛的固体药品是______________，它可以验证的产物是_____________。
（6）尾气应如何处理？___________________。
（7）海底有大量的甲烷水合物。等质量的甲烷和乙醇完全燃烧产生温室气体CO₂较多的是________。

某有机物A经分析，含碳的质量分数为90%，含氢的质量分数为10% 。其蒸气相对于氢气的密度为60，则：
（1）有机物A的分子式为：     
（2）经红外光谱测知A为苯的同系物，且核磁共振氢谱峰面积比为3:2:2:2:3，则其结构简式为：     
（3）有机物A在一定条件下有下列转化关系：

请回答：
①D中含氧官能团名称：     
②B→F的反应类型:      ，高分子化合物H的结构简式：             
③E→G的化学方程式：     

2012年2月20日《南方日报》A12版报道了如下几种饮料添加剂：对羟基苯甲酸甲酯、苯甲酸钠、塑化剂等，请回答以下相关问题：
（1）对羟基苯甲酸甲酯的分子式为________。请写出对羟基苯甲酸甲酯符合下列所有条件的任意一种同分异构体________。
A．有醛基      B．有苯环     C．苯环上氢只有一种
（2）苯甲酸钠________(填“难”或“易”)溶于水，其水溶液显________(选填“酸”、“碱”或“中”)性，理由是____________________________________________________________(用离子方程式表示)。
（3）邻苯二甲酸二丁酯是塑化剂之一，它的另外两种性质基本相同的同分异构体是______________________________________________________________________

经分析，某芳香族化合物A含有C、H、O的质量分数分别为77．8%、7．4%、14．8%，该有机物相对分子质量为108。
（1）通过计算，写出该有机物的分子式。
（2）如果该有机物遇FeCl₃溶液显紫色，写出满足要求的所有有机化合物分子的结构简式。

醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应方程式和实验装置如下：

可能用到的有关数据如下：

	相对分 子质量	密度/ (g·cm^－3)	沸点/℃	溶解性
环己醇	100	0．961 8	161	微溶于水
环己烯	82	0．810 2	83	难溶于水

合成反应：
在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90 ℃。
分离提纯：
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5% 碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。
（1）装置b的名称是__________。
（2）加入碎瓷片的作用是________；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是________(填正确答案序号)。
A．立即补加  B．冷却后补加
C．不需补加  D．重新配料
（3）本实验中最容易产生的副产物的结构简式为______________。
（4）分液漏斗在使用前必须清洗干净并______。在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口倒出”)。
（5）分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是__________________。
（6）在环已烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有______(填正确答案序号)。
A．圆底烧瓶   B．温度计  C．吸滤瓶  D．球形冷凝管    E．接收器

某研究性小组同学在学习相关有机基础知识后，决定试用类似制乙酸乙酯的装置，以环己醇为主要原料制备环己烯。

已知：
（1）制备粗产品：将12.5mL环己醇加入试管A中，再加入1mL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。请回答有关问题：
①A中碎瓷片的作用是_______________，导管B除了导气外还具有的作用是____________；
②试卷C置于冰水浴中的目的是_______________.
（2）制备精品
①环己烯粗品长含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在________层（填“上”或“下”），分液后用_______________(填写编号)洗涤；
A．KMnO₄溶液    B．稀H₂SO₄      C.Na₂CO₃溶液
②再将环己烯按如图装置蒸馏，冷却水从_________口进入(填“g”或“f”)。收集产品时，温度应控制在______℃左右，实验制得的环己烯制品质量低于理论产量，可能的原因是______________________.