下图为某化学兴趣小组设计的乙醇氧化的实验装置(图中加热仪器、铁架台、铁夹等均未画出)。图中:A为无水乙醇(沸点为78℃),B为绕成螺旋状的细铜丝或银丝,C为无水CuSO4粉末,D为碱石灰,F为新制的碱性Cu(OH)2悬浊液。
请回答下列问题:
(1)如图所示连接好装置后,在加入试剂之前,应先 ____ 。(操作名称)
(2)在上述装置中,实验时需要加热的仪器为(填仪器或某部位的代号) 。
为使A中乙醇平缓均匀的气化成乙醇蒸气,常采用的操作方法是 。
(3)图中D处使用碱石灰的作用是 。
(4)C处观察到的现象是 ,F中观察到的现象是 ,说明B处发生的反应方程式是 。
乙醇在一定条件下可被氧化,某同学利用下列装置进行乙醇的催化氧化实验,并检验其产物,其中C装置的试管中盛有无水乙醇。
已知乙醛在加热条件下能与新制Cu(OH)2反应生成Cu2O。
回答下列问题:
(1)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为 (填仪器接口的字母编号)(加热和夹持装置已略去).
(2)B装置中发生的化学方程式 .
(3)F装置中的固体试剂是 ,发生反应的化学方程式为 .
反应一断时间后移去酒精灯,反应能继续进行,其原因是 .
(4)A装置和D装置中的实验现象分别为 .
(5)为了提高乙醇的转化率,可以对C装置进行改进,提出你的改进意见 .
(1)探究一溴环己烷与NaOH的醇溶液共热发生的是水解反应还是消去反应,甲、乙两位同学分别设计如下两个实验方案:
甲:向反应混合物中滴入稀HNO3中和NaOH,后滴入AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀,则可以证明发生了消去反应。
乙:向反应混合物中滴入溴水,若溶液颜色很快褪去,则可证明发生了消去反应。请评价上述两个方案是否合理,并说明理由。
甲:_________,______________________________________________________。
乙:_________,______________________________________________________。
(2)如图所示为实验室制取少量硝基苯的装置.根据题意完成下列填空:
①写出制取硝基苯的化学方程式_______________________。
②长玻璃导管的作用是_______________________。
③硝基苯有毒,如果少量的液体溅在皮肤上,应用 擦洗.
A.苯 | B.酒精 | C.硫酸 | D.水. |
(3)某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验.
甲和乙两个水浴作用不相同.甲的作用是 ;
乙的作用是______________。
(15分)实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸,反应如下:
已知:
①苯甲酸在水中的溶解度为:0.18g(4℃)、0.34g(25℃)、0.95g(60℃)、6.8g(95℃)。
②乙醚沸点34.6℃,密度0.7138,易燃烧,当空气中含量为1.83~48.0%时易发生爆炸。
③石蜡油沸点高于250℃
④苯甲醇沸点为205.3℃
实验步骤如下:
①向图l所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水,搅拌溶解。稍冷,加入10 mL苯甲醛。开启搅拌器,调整转速,使搅拌平稳进行。加热回流约40 min。
②停止加热,从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20 mL,摇动均匀,冷却至室温。然后用乙醚萃取三次,每次10 mL。水层保留待用。合并三次萃取液,依次用5 mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤,10 mL 10%碳酸钠溶液洗涤,10 mL水洗涤,然后分液,将水层弃去,所得醚层进行实验步骤③。
③将分出的醚层,倒入干燥的锥形瓶中,加无水硫酸镁,注意锥形瓶上要加塞。将锥形瓶中溶液转入图2 所示的蒸馏装置,先缓缓加热,蒸出乙醚;蒸出乙醚后必须改变加热方式、冷凝方式,继续升高温度并收集205℃~206℃的馏分得产品A。
④将实验步骤②中保留待用的水层慢慢地加入到盛有30 mL浓盐酸和30 mL水的混合物中,同时用玻璃棒搅拌,析出白色固体。冷却,抽滤,得到粗产品,然后提纯得产品B。
根据以上步骤回答下列问题:
(1)步骤②萃取时用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还需 (仪器名称)。
(2)步骤②中饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去 ,而用碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸。醚层中少量的苯甲酸是从水层转移过来的,请用离子方程式说明其产生的原因 。
(3)步骤③中无水硫酸镁的作用是 ,锥形瓶上要加塞的原因是 ,产品A为 。
(4)步骤③中蒸馏除去乙醚的过程中采用的加热方式为 ;蒸馏得产品A的加热方式是 。
(5)步骤④中提纯产品B时所用到的实验方法为 。
某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。
(1)实验过程中铜网出现黑色和红色交替的现象,请写出相应的化学反应方程式_______________、________________________。在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明该乙醇氧化反应是__________反应(吸热或放热)。
(2)甲和乙两个水浴作用不相同。甲的作用是___________;乙的作用是______________。
(3)反应进行一段时间后,干燥试管a中能收集到不同的物质,它们是_________________。集气瓶中收集到的气体的主要成分是__________________。
(4)若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有______________。要除去该物质,可先在混合液中加入________(填字母序号)。
a.氯化钠溶液 b.苯 c.碳酸氢钠溶液 d.四氯化碳
然后,再通过__________(填实验操作名称)即可除去。
(14分)环己酮是重要化工原料,可用于制造尼龙、己二酸等产品。可以尝试用次氯酸钠氧化环己醇制环己酮:
(1)实验中盛装NaClO溶液的仪器比普通分液漏斗多了一个侧管,此设计的目的为 。
(2)次氯酸钠氧化环己醇的反应放出大量的热,为了将体系温度维持在30~35 ℃,除了用冰水浴冷却外,采取的措施还可能有____,并应在三颈瓶的A端口处应补加 (仪器名称)。
(3)实验过程中NaClO溶液氧化环己醇的化学方程式为 。
(4)为将溶液的pH调至中性,可以加入的试剂是 。
A、防止因温差过大,水冷凝管易炸裂
B、空气冷凝管结构简单,易于安装
C、空气冷凝管冷凝效果更佳
(6)计算本实验过程中环己酮的产率 。
(12分)某实验小组用无水乙醇、乙酸与浓硫酸制取乙酸乙酯并提纯,已知乙醇可以和氯化钙反应生成微溶的CaCl2·6C2H5OH。请回答下列问题:
(1)制备乙酸乙酯装置如图所示,虚框内玻璃仪器名称为 ;冷凝水流经冷凝管时应从 口进入(填“a”或“b”);
(2)生成乙酸乙酯的化学反应方程式为 ;
(3)下列措施可提高乙酸的转化率可采取的有( )
A.增加乙醇的用量 B.蒸出乙酸乙酯
C.增加乙酸的用量 D.冷凝管中通热水
(4)实验所得乙酸乙酯远低于理论产量的可能原因 。(写出其中两种)
(5)为了除去粗产品其中的醋酸,可向产品中加入 溶液,在分液漏斗中充分振荡,然后静置,待分层后 (填选项)。
A.直接将有机层从分液漏斗上口倒出
B.直接将有机层从分液漏斗下口放出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将有机层从下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将有机层从上口倒出
(6)再向得到的有机物粗产品中加入饱和氯化钙溶液,振荡、分离。加入饱和氯化钙溶液的目的是 。
(7)最后,加入干燥剂除去其中的水分,再进行 (填操作),即可得到纯净的乙酸乙酯。
有关催化剂的催化机理等问题可以从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识,某教师设计了如图所示装置(夹持装置等已省略),其实验操作为:先按图安装好装置,关闭活塞a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻,然后打开活塞a、b、c,通过控制活塞a和b,而有节奏(间歇性)地通入气体,即可在M处观察到明显的实验现象。试回答以下问题:
(1)A中发生反应的化学方程式:___________________________,B的作用:_____________;C中热水的作用:____________________________________。
(2)M处发生反应的化学方程式为_______________________________________。
(3)从M管中可观察到的现象:__________________________________________,
从中可认识到该实验过程中催化剂 (填“参加”或“不参加”)化学反应,还可以认识到催化剂起催化作用需要一定的_____________。
(4)实验进行一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应 (填“能”或“不能”)继续进行,其原因是__________________________________________________。
(5)验证乙醇氧化产物的操作方法是____________________________________。
正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下:2CH3CH2CH2CH2OH(CH3CH2CH2CH2)2O,反应物和产物的相关数据如下表:
|
相对分子质量 |
沸点/℃ |
密度/(g/cm3) |
水中的溶解性 |
正丁醇 |
74 |
117.2 |
0.8109 |
微溶 |
正丁醚 |
130 |
142.0 |
0.7704 |
几乎不溶 |
①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇,按一定顺序添加到A中,并加几粒沸石。
②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间。
③分离提纯:待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的温度分液漏斗中,振摇后静置,分液得粗产物。
④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤,分液后加入约3g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚11 g。请回答:
(1)步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为:应先加 。
(2)加热A前,需先从 (填“a”或“b”)口向B中通入水。
(3)步骤③的目的是初步洗去 ,振摇后静置,粗产物应 (填“上”或“下”)口倒出。
(4)步骤③中最后一次水洗的目的为 。
(5)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集 (填选项字母)左右的馏分。
A.100℃ B.117℃ C.135℃ D.142℃
(6)反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为 ,下层液体的主要成分为 。
(7)本实验中,正丁醚的产率为 (精确到1%)。
[实验化学]2-苯基-2-丁醇是重要的有机合成中间体,以溴苯为原料合成该中间体的反应原理如下:
【实验装置】
【实验步骤】
步骤1:将镁条置于装置Ⅰ的三颈烧瓶中,加入100 mL乙醚(ρ=0.71g·cm-3),在冷却条件下缓缓滴入溴苯,微热并加入一小块碘引发反应①。
步骤2:滴加14.2 mL丁酮和30 mL乙醚混合物,发生反应②;滴加入20%的NH4Cl水溶液,发生反应③。
步骤3:分出油层,用水洗涤至中性,用无水CaCl2干燥。
步骤4:用装置Ⅱ先蒸出乙醚,再蒸馏出产品。
(1)步骤1中加入碘的作用是 。
(2)装置Ⅰ中滴加液体所用的仪器的名称是 ,反应②需将三颈烧瓶置于冰水中,且逐滴加入丁酮和乙醚,其目的是 。
(3)步骤三中分离出油层的具体实验操作是 。
(4)装置Ⅱ采用的是减压蒸馏,实验时需将吸滤瓶需连接 ;采用这种蒸馏方式的原因是 。
(14分) 三颈瓶在化学实验中的应用非常广泛,下面是三颈瓶在部分无机实验或有机实验中的一些应用。
Ⅰ.在如图所示装置中进行氨的催化氧化实验:往三颈瓶内的浓氨水中不断通入空气,将红热的铂丝插入瓶中并接近液面。反应过程中,可观察到瓶中有红棕色气体产生,铂丝始终保持红热。下列有关说法错误的是 。
A.反应后溶液中含有 |
B.反应后溶液中C()增大 |
C.实验过程中有化合反应发生 |
D.实验过程中的电离程度不可能发生变化 |
Ⅱ.有学生用五氧化二磷作为乙醇脱水制乙烯的催化剂,进行相关实验。按如表所示的量和反应条件在三颈瓶中加入一定量,再注入95%的乙醇,并加热,观察现象。
实验 |
95%乙醇量/mL |
加热方式 |
|
实验1 |
2 |
4 |
酒精灯 |
实验2 |
2 |
4 |
水浴70 |
实验结果如下:
实验 |
实验现象 |
||
三颈瓶 |
收集瓶 |
试管 |
|
实验1 |
酒精加入时,立刻产生白雾,当用酒精灯加热时,有气泡产生,并逐渐沸腾,生成黏稠状液体 |
有无色液体 |
溶液褪色 |
实验2 |
酒精加入时,立刻产生白雾,当用水浴加热时,不产生气泡,一段时间后,反应瓶内生成黏稠状液体 |
有无色液体 |
溶液不褪色 |
根据上述材料,完成下列填空。
(1)写出实验室用乙醇制乙烯的化学方程式: 。
(2)上图装置中冷凝管的作用是 ,进水口为 (填“a”或“b”),浓硫酸的作用是 。
(3)实验1使溴的四氯化碳溶液褪色的物质是 。
(4)实验2中,水浴加热所需仪器有 (加热、夹持仪器,石棉网除外)。
(5)三颈瓶、收集瓶中的液体经检验为磷酸三乙酯,写出三颈瓶中生成磷酸的化学方程式: 。
(6)根据实验1、2可以推断:
①以作为催化剂获得乙烯的反应条件是 。
②与95%乙醇在水浴70℃加热条件下可以发生的有机反应的类型是 反应。
(每空2分,共10分)在试管A中加入3mL乙醇,然后边振荡管边慢慢加入2mL浓硫酸和2mL乙酸,按下图所示连接好装置进行实验,以制取乙酸乙酯。
(1)试管B中盛放的试剂是 (填名称),实验时往往在B试管中可以看到少量气泡,写出与此现象对应的离子方程式 。
(2)乙醇与乙酸反应的化学方程式是 。
(3)实验完成后,试管B的液面上有透明的不溶于水的油状液体产生。若要分离B中的液体混合物需要用到的玻璃仪器是 。
(4)用30g乙酸与46g乙醇反应,如果实验产率是理论产率的60%,则可得到的产物质量是 g。
(16分)某实验小组用无水乙醇、乙酸与浓硫酸制取乙酸乙酯并提纯,已知乙醇可以和氯化钙反应生成微溶的CaCl2·6C2H5OH。
(1)制备乙酸乙酯装置如图所示,虚框内玻璃仪器名称为 ;
(2)生成乙酸乙酯的化学反应方程式为 ;浓硫酸的作用是 ;
(3)冷凝水流经冷凝管时应从 口进入(填“a”或“b”);
(4)下列措施可提高乙酸的转化率可采取的有( )
A.增加乙醇的用量 B.蒸出乙酸乙酯
C.增加乙酸的用量 D.冷凝管中通热水
(5)实验所得乙酸乙酯远低于理论产量的可能原因 。(写出其中两种)
(6)为了除去粗产品其中的醋酸,可向产品中加入 溶液,在分液漏斗中充分振荡, 然后静置,待分层后 (填选项)。
A.直接将有机层从分液漏斗上口倒出
B.直接将有机层从分液漏斗下口放出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将有机层从下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将有机层从上口倒出
(7)再向得到的有机物粗产品中加入饱和氯化钙溶液,振荡、分离。加入饱和氯化钙溶液的目的是 。
(8)最后,加入干燥剂除去其中的水分,再进行 (填操作),即可得到纯净的乙酸乙酯。
(18分)一氯甲烷,也叫甲基氯,常温下是无色气体,密度为0.9159g/cm3,熔点为-97.73℃,沸点为-24.2℃,18℃时在水中的溶解度为280mL/mL水,与乙醚、丙酮或苯互溶,能溶于乙醇。在实验室里可用下图装置制造一氯甲烷:
制备装置的分液漏斗和烧瓶中分别盛有甲醇和浓盐酸。
试填写下列空白:
(1)制备一氯甲烷的化学方程式 ,其反应类型属于 反应;
(2)装置b的作用是 ;
(3)已知卤代烃能发生碱性水解,转化为醇。装置e中可能发生的反应方程式为 ;
(4)检验气体产物CH3Cl的方法是:在e的逸出口点燃CH3Cl气体,火焰呈蓝绿色(与其它烃燃烧现象有明显区别)。CH3Cl燃烧的化学方程式是 ;
(5)实验中实际按甲醇和浓盐酸1︰2(物质量之比)进行反应的理由是 ;
(6)某学生在关闭活塞x的情况下做此实验时发现,收集到一定体积的气体产物所消耗的甲醇~
浓盐酸的混和液的量比正常情况下多(装置的气密性没有问题),其原因是 ;
(7)实验结束后,d中收集到的液体中含有 。
下图装置Ⅰ是实验室制乙酸乙酯的常用装置:
实验中所用的某些试剂及产物的相关数据如下:
物 质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
||
乙 醇 |
-114 |
78 |
||
乙 酸 |
16.6 |
117.9 |
||
乙酸乙酯 |
-83.6 |
77.5 |
||
98%H2SO4 |
10 |
338 |
回答下列问题:
(1)如果用CH3CO18OH与CH3CH2OH反应,写出该反应的化学方程式 ,浓H2SO4的作用是 。
(2)要从装置Ⅰ中右侧小试管中分离出乙酸乙酯,应进行的操作是:撤出小试管,将混合液倒入 (填仪器名称),用力振荡,静置, (填现象),然后将产物从__ __口(填“上”或“下”)倒出。
(3)采用装置Ⅱ可提高乙酸乙酯的产率,结合表格中的数据,说明该装置可提高乙酸乙酯产率的原因: 。