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三氯硅烷(SiHCl3)在空气中极易燃烧,易与水反应生成两种酸,主要用于生产多晶...

三氯硅烷(SiHCl3)在空气中极易燃烧,易与水反应生成两种酸,主要用于生产多晶硅、硅油等,熔点为-134℃、沸点为31.8℃。已知氯化氢气体在加热条件下可与单质硅反应得到三氯硅烷,某同学利用如图装置制备一定量的三氯硅烷(加热装置均省略)

1)制备HCl气体的方法之一是将浓硫酸与浓盐酸混合,下列性质与制备原理无关的是______(填字母)B装置的作用是_________________,冰盐水的作用是_________________

A.浓硫酸具有脱水性            B.浓硫酸具有吸水性

C.盐酸具有挥发性              D.气体的溶解度随温度升高而降低

2)实验开始后,首先要通入一段时间的HCl气体后才能对C处试剂加热,目的是:①排出装置中空气,防止硅与氧气反应,② _____________________。该套实验装置有两处明显的错误:①E中会产生倒吸,② ____________________E装置的用途是_______________________

3)加热条件下,C中发生的是置换反应,相应的化学方程式为________________________

4)制得的SiHCl3中含有少量SiCl4(沸点为57.6),提纯SiHCl3采用的适宜方法为__________,收集SiHCl3时温度应控制在_____________

5)设计一个实验证明C中产生的气体是H2_______________________________

 

除去HCl气体中的水蒸气 冷却生成的SiHCl3,使其液化,以便收集 防止生成的SiHCl3与氧气反应 D、E之间缺少一个盛有浓硫酸的干燥装置 吸收HCl气体,防止其污染空气 Si+3HClSiHCl3+H2; 蒸馏 31.8℃ 点燃E装置出口处的气体,气体能燃烧产生淡蓝色火焰,将冷而干燥的烧杯罩在火焰上方,烧杯壁上有水珠 【解析】 (1)实验室将浓盐酸与浓硫酸混合制备HCl气体是利用难挥发性酸制备易挥发性酸,且浓硫酸具有吸水性,吸水放热,据此分析判断;B装置为干燥管,可除去水蒸气;冰盐水可降低环境温度,使SiHCl3液化; (2)实验开始后,要先通入一段时间的HCl气体后才能对C处试剂加热,可排出装置中空气,防止硅与氧气反应,还可防止生成的SiHCl3与氧气反应;装置中的错误为:E中会产生倒吸,D、E之间缺少一个盛有浓硫酸的干燥装置;E为尾气吸收装置,可吸收没有反应掉的HCl; (3)加热条件下,C中Si与HCl反应生成SiHCl3和H2; (4)SiHCl3的沸点为31.8℃,SiCl4的沸点为57.6℃,根据沸点的不同进行分离并收集SiHCl3; (5)根据氢气燃烧时的实验现象验证H2的存在。 (1)实验室将浓盐酸与浓硫酸混合制备HCl气体是利用难挥发性酸制备易挥发性酸,且浓硫酸具有吸水性,吸水放热,因此与制备原理无关的是A;B装置为干燥管,可除去HCl气体中的水蒸气;冰盐水可降低环境温度,使SiHCl3液化冷却生成的SiHCl3,使其液化,以便收集; (2)实验开始后,要先通入一段时间的HCl气体后才能对C处试剂加热,可排出装置中的空气,防止硅与空气中的氧气发生反应,还可防止生成的SiHCl3与氧气发生反应;装置中E中会产生倒吸,D、E之间缺少一个盛有浓硫酸的干燥装置;E为尾气吸收装置,可吸收没有反应掉的HCl,f防止污染空气; (3)加热条件下,C中Si与HCl反应生成SiHCl3和H2,反应方程式为:Si+3HClSiHCl3+H2; (4)SiHCl3的沸点为31.8℃,SiCl4的沸点为57.6℃,二者的沸点有差异,可用蒸馏的方法进行分离;SiHCl3的沸点为31.8℃,因此收集SiHCl3时温度应控制在31.8℃; (5)氢气燃烧时,发出淡蓝色火焰,得到的产物为水,因此了利用氢气燃烧时的实验现象验证H2的存在,具体步骤为:点燃E装置出口处的气体,气体能燃烧产生淡蓝色火焰,将冷而干燥的烧杯罩在火焰上方,烧杯壁上有水珠。  
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考点分析:
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丙炔酸甲酯是一种重要的有机化工原料,沸点为103~105℃。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为:。装置如下图:

实验步骤如下:

步骤1:在反应瓶中,加入14.0g丙炔酸、50ml甲醇和2ml浓硫酸,少许碎瓷片,加热一段时间(装置见图1)

步骤2:蒸出过量的甲醇(装置见图2)

步骤3:反应液冷却后,依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相。

步骤4:有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏,称得丙炔酸甲酯12.5g

1)装置图中仪器a的名称是____________,其作用是__________________

2)蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是____________。若加热后发现未加碎瓷片,应采取的正确方法是____________________________

3)步骤1中,加入过量甲醇的目的除作溶剂外,还有________________

4)步骤3中,用5%Na2CO3溶液洗涤,主要除去的物质是________________;分离出有机相的操作名称为____________

5)步骤4中,蒸馏时不能用水浴加热的原因是______________________________

6)本实验的产率是________(保留3位有效数字)

 

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甲基丙烯酸甲酯的结构简式为,是有机玻璃的单体,其一种实验室制备方法如下:实验装置如图1所示(夹持装置及微波加热装置已略去):

实验步骤如下:

量取86ml甲基丙烯酸置于烧杯中,在搅拌的同时加入5ml浓硫酸,冷却至室温,再加入50ml甲醇,搅拌,混合均匀;

将混合溶液注入图1装置的反应器中,加入磁力搅拌子,微波加热温度为105℃,持续加热,充分反应;

纯化产品,流程如图2所示:

已知:

 

溶解性

可溶于有机物、水

可溶于热水、酯

难溶于水、可溶于有机物

密度/g•cm-3

0.79

1.01

0.94

沸点/

64.7

161

100~101

相对分子质量

32

86

100

 

回答下列问题:

1)制备甲基丙烯酸甲酯的化学方程式为______________________________

2)图1中仪器X的名称为________________,其进水口应为________________(“a”“b”)口。

3)采用微波加热可准确控制反应温度和时间,若反应温度控制不好,可能有副产物产生,写出一种有机副产物的结构简式:_________

4)从分水器中及时分离出水的目的是_____________________,如果分水器中的水层不再增厚,则表明__________________________

5)纯化过程中,用饱和碳酸钠溶液洗涤的目的是_______________________________;完成操作C应选____________(填选项字母,下同)装置,完成操作D应选____________装置。

6)本实验中甲基丙烯酸甲酯的产率为_________________保留三位有效数字

 

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苯甲酰氯()是制备染料,香料药品和树脂的重要中间体,以光气法制备苯甲酰氯的原理如下(该反应为放热反应)

+COCl2+CO2+HCl

已知物质性质如下表:

物质

熔点/

沸点/

溶解性

苯甲酸

122.1

249

微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂

碳酰氯(COCl2)

-188

8.2

较易溶于苯、甲苯等。遇水迅速水解,生成氯化氢,与氨很快反应,主要生成尿素[CO(NH2)2]和氯化铵等无毒物质

苯甲酰氯

-1

197

溶于乙醚、氯仿和苯。遇水或乙醇逐渐分解,生成苯甲酸或苯甲酸乙酯和氯化氢

三氯甲烷(CHCl3)

-63.5

63.1

不溶于水,溶于醇、苯。极易挥发,稳定性差,450℃以上发生热分解

 

 

I.制备碳酰氯

反应原理:2 CHCl3O2 2HClCOCl2

.   .   .   .  .

(1)仪器M的名称是____________

(2)按气流由左至右的顺序为___________→c→d→_____________________________________________.

(3)试剂X_______________(填名称)

(4)装置乙中碱石灰的作用是____________

(5)装置戊中冰水混合物的作用是____________;多孔球泡的作用是________________

.制备苯甲酰氯(部分夹持装置省略)

(6)碳酰氯也可以用浓氨水吸收,写出该反应的化学方程式:______________

若向三颈烧瓶中加入610g苯甲酸,先加热至140~150℃,再通入COCl2,充分反应后,最后产品经减压蒸馏得到562g苯甲酰氯,则苯甲酸的转化率为_________________

 

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丙烯酸是合成丙烯酸脂的原料,丙烯醇用于生产甘油、塑料等。某小组以丙烯醛为原料生产丙烯醇、丙烯酸的流程如图所示:

已知反应原理:

有关物质的物理性质如表:

 

丙烯醛

丙烯醇

丙烯酸

四氯化碳

沸点/

53

97

141

77

熔点/

-87

-129

13

-22.8

密度/gcm-3

0.84

0.85

1.02

1.58

溶解性(常温)

易溶于水和

有机物

溶于水和

有机溶剂

溶于水和

有机溶剂

难溶于水,

易溶于有机物

 

1)已知苯的沸点为80.1℃,上述步骤②的萃取剂用四氯化碳而不用苯,其主要原因可能是_________________。上层液体分液漏斗________(填)口倒(或放)出。

2)从步骤④的残留液中可提取一种无水正盐,它是________(填化学式)。

3)步骤⑤采用如图装置,该装置有一处明显错误,请指出错误:________,并改之。收集丙烯醇的温度应控制在________左右。

4)已知:醛类具有较强还原性,能与溴水、酸性高锰酸钾溶液、银氨溶液等反应。某同学为了证明丙烯酸产品中含有丙烯醛,设计如下方案:

a.取少量溴水于试管,加入适量丙烯酸样品,振荡,溶液褪色

b.取少量酸性高锰酸钾溶液于试管,加入适量丙烯酸样品,振荡,溶液褪色

c.取少量银氨溶液于试管,加入适量丙烯酸样品,用水浴加热,有银镜产生

d.取少量酸性重铬酸钾溶液于试管,加入适量丙烯酸样品,振荡,溶液由橙红色变成绿色

上述方案中,能证明丙烯酸产品中含少量丙烯醛的是________(填字母)。

5)请你选择下列药品设计一个简单实验证明丙烯醇含有碳碳双键:________。(可选药品:丙烯醇样品、酸性高锰酸钾溶液、酸性重铬酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液和钠粒)

6)为了证明丙烯酸是弱酸,设计如下方案,其中能达到实验目的的是________(填字母)。

代号

方案

预测现象

A

取少量样品溶于水,滴加紫色石蕊溶液

溶液变红色

B

常温下,将10ml0.1molL-1NaOH溶液和10ml0.1molL-1溶液充分混合,测定混合溶液pH

pH>7

C

用相同的导电仪分别测定盐酸溶液、溶液的导电性

前者灯泡较亮

 

 

 

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电石法(乙炔法)制氯乙烯是最早完成工业化的生产氯乙烯的方法。

反应原理为HC≡CH+HClCH2=CHCl(HgCl2/活性炭作催化剂)。某学习小组的同学用下列装置测定该反应中乙炔的转化率(不考虑其他副反应)。铁架台及夹持仪器未画出。(已知的熔点为-159.8℃,沸点为-134℃。乙炔、氯乙烯、氯化氢均不溶于液体A)

1)各装置的连接顺序为(箭头方向即为气流方向):__________________________→h→__________________________________

2)戊装置除了均匀混合气体之外,还有__________________的作用。

3)乙装置中发生反应的化学方程式为_________________________________

4)若实验所用的电石中含有1.28gCaC2,甲装置中产生0.02molHCl气体。则所选用的量筒的容积较合理的是_______填字母代号

A.500ml      B.1000ml     C.2000ml

5)假定在标准状况下测得庚中收集到的液体A的体积为672ml(导管内气体体积忽略不计),则乙炔的转化率为_________

 

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