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实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛(实验装置见下图,相关物质的物理性质见附表)。...

实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛(实验装置见下图,相关物质的物理性质见附表)。

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其实验步骤为:

步骤1:将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛(5.3g)充分混合后,升温至60℃,缓慢滴加经浓硫酸干燥过的液溴,保温反应一段时间,冷却。

步骤2:将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中,搅拌、静置、分液。有机相用10%NaHCO3溶液洗涤。

步骤3:经洗涤的有机相加入适量无水硫酸钙固体,放置一段时间后过滤。

步骤4:为了防止间溴苯甲醛因温度过高被氧化,把步骤3处理得到的间溴苯甲醛加入少量锌粉,同时采用某种技术,收集相应馏分,其中收集到间溴苯甲醛为3.7g 。

(1)实验装置中采用的加热方式为_______,冷凝管的作用为_______,锥形瓶中的试剂应为________。

(2)步骤1所加入的无水AlCl3的作用为_________。

(3)步骤2中用10%NaHCO3溶液洗涤有机相,是为了除去溶于有机相的______(填化学式)。

(4)步骤3中加入的无水硫酸钙固体的目的是_______________。

(5)步骤4中,某种技术为__________________。

(6)本实验所得到的间溴苯甲醛产率是_______________________。

 

(1)水浴加热, 导气、冷凝回流, NaOH溶液;(2)催化剂(3)Br2、HCl(盐酸);(4)除去有机相的水(或干燥或除水都给分)(5)减压蒸馏(只写蒸馏不得分)(6)40.0% 【解析】 试题分析(1)由于温度低于100℃,因此为便于控制温度,应该采用水浴加热;因溴易挥发,为使溴充分反应,应进行冷凝回流,以增大产率,因此冷凝管的作用为导气、冷凝回流装;反应发生取代反应,生成间溴苯甲醛的同时生成HBr,用氢氧化钠溶液吸收,防止污染空气; (2)将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛充分混合,三种物质中无水AlCl3为催化剂,1,2-二氯乙烷为溶剂,苯甲醛为反应物; (3)将反应混合物含有溴,缓慢加入一定量的稀盐酸中,加入碳酸氢钠,可与Br2、HCl反应,因此是为了除去溶于有机相的Br2、HCl(盐酸); (4)经洗涤的有机相含有水,加入适量无水硫酸钙固体,可起到除去有机相的水的作用; (5)减压蒸馏,可降低沸点,避免温度过高,导致间溴苯甲醛被氧化,因此该技术是减压蒸馏; (6)5.3g苯甲醛理论上可生成产品的质量是,所以产率是。 【考点定位】本题主要是考查有机物的制备实验方案设计 【名师点晴】明确实验原理及所给信息是解答的关键,解答时注意把握基本实验操作方法以及实验的原理;实验原理是解答实验题的核心,是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情景(或题首所给实验目的)并结合元素化合物等有关知识获取。在此基础上,遵循可靠性、简捷性、安全性的原则,确定符合实验目的、要求的方案。  
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I.(1)浙江大学用甲醇、CO、O2在常压、某温度和催化剂的条件下合成碳酸二甲酯(DMC)的研究开发。

已知:ⅰ. CO的燃烧热:△H=-283.0 kJ•mol-1

ⅱ.1mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44 kJ的热量

ⅲ.2CH3OH(g)+CO2 (g) 满分5 manfen5.comCH3OCOOCH3 (g)+H2O(g)  △H=-15.5 kJ•mol-1

2CH3OH(g)+CO (g)+ 1/2O2(g) 满分5 manfen5.com CH3OCOOCH3 (g)+H2O(l)  △H=          。该反应平衡常数K的表达式为:            

(2)甲醇也是制备甲酸的一种重要原料。某温度时,将10mol甲酸钠溶于水,溶液显碱性,向该溶液中滴加1L某浓度的甲酸,使溶液呈中性,则滴加甲酸的过程中水的电离平衡将_____________(填“正向”、“逆向”或“不”) 移动, 此中性溶液中离子浓度由大到小的顺序为:             

Ⅱ.甲醇和CO2可直接合成DMC:2CH3OH(g)+CO2 (g) 满分5 manfen5.comCH3OCOOCH3 (g)+ H2O(g),但甲醇转化率通常不会超过1%,制约该反应走向工业化生产。

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(1)在恒容密闭容器中发生上述反应,能说明反应达到平衡状态的是   (选填编号)。

A.2v(CH3OH)=v(CO2 B.CH3OH与H2O的物质的量之比保持不变

C.容器内气体的密度不变    D.容器内压强不变

(2)某研究小组在某温度下,在100mL恒容密闭容器中投入2.5 mol CH3OH(g)、适量CO2和6×10-5 mol催化剂,研究反应时间对甲醇转化数(TON)的影响,其变化曲线如图所示。计算公式为:TON = 转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。在该温度下,最佳反应时间是       ;4~10 h内碳酸二甲酯的平均反应速率是________。

 

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钛是一种重要的金属,以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),还含有少量Fe2O3]为原料制备钛的工艺流程如图所示:

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(1)钛铁矿与硫酸反应的化学方程式为                           

(2)加入的物质A为             

(3)步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为                     ;水解过程中需要升高温度,其目的是:①加快反应水解速率 ②                              

(4)由TiO2获得金属Ti可用以下两种方法。

①电解法:以石墨为阳极,TiO2为阴极,熔融CaO为电解质,其阴极的电极反应式为        

②热还原法:首先将TiO2、氯气和过量焦炭混合,高温反应生成TiCl4;然后用Mg还原TiCl4即可制取Ti。生成TiCl4的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为        ;生成Ti的反应需在Ar气氛中,其原因为                           

 

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常温下,将一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:

实验编号

c(HA)/mol·L-1

c(NaOH)/mol·L-1

混合溶液的pH

0.1

0.1

pH=a

0.2

0.2

pH=9

c1

0.2

pH =7

0.2

0.1

pH<7

下列判断正确的是

A.c1=0.2    B.丁组混合液:c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)

C.a>9      D.在乙组混合液中由水电离出的c(OH-)=10-5mol·L-1

 

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锂—铜空气燃料电池容量高、成本低,具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能,其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li+2OH,下列说法不正确的是

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A.放电时,Li透过固体电解质向Cu极移动

B.放电时,正极的电极反应式为O2+2H2O+4e=4OH

C.通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O

D.整个反应过程中,氧化剂为O2

 

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短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。其中W的原子半径最小,X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质,且Y和Z可以形成化合物ZY2和ZY3。根据以上叙述,下列说法中正确的是

A.原子半径大小为W<X<Y<Z

B.W与X、Y、Z分别形成最简单化合物中最稳定的是Z

C.W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物

D.由W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点

 

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