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硫代硫酸钠俗称保险粉,可用于照相业作定影剂、纸浆漂白作脱氯剂等。实验室用SO2通...

硫代硫酸钠俗称保险粉,可用于照相业作定影剂、纸浆漂白作脱氯剂等。实验室用SO2通入Na2SNa2CO3的混合溶液中来制备硫代硫酸钠。本实验对Na2S纯度要求较高,利用项图所示的装置可将工业级的Na2S提纯。已知Na2S常温下微溶于酒精,加热时溶解度迅速增大,杂质不溶于酒精。提纯过程为:将已称量好的工业级Na2S放入圆底烧瓶中,加入一定质量的酒精和少量水。按下图所示装配所需仪器,向冷凝管通入冷却水,同时水浴加热。待烧瓶中固体不再减少时,停止加热。将烧瓶取下,立即趁热过滤,再冷却结晶,过滤。将所得固体洗涤、干燥,得到Na2S∙9H2O晶体。

(1)下列说法不正确的是______

A.将晶体转移至布氏漏斗时,若器壁上粘有少量晶体,应用冷水淋洗

B.抽滤时,为防止滤纸穿孔,可适当关小水龙头或多加一层滤纸

C.洗涤时,可用一定浓度的乙醇溶液洗涤晶体,目的是洗除晶体表面的杂质,易于得到干燥晶体

D.为加快产品的干燥,可高温烘干

E.在提纯过程中趁热过滤操作的目的是防止硫化钠结晶析岀而损失、去除杂质

(2)用下图所示装置制取Na2S2O3,其中盛放Na2SO3固体的玻璃仪器名称是______,三颈烧瓶中发生反应的化学方程式______

(3)保险粉样品中Na2S2O3∙5H2O的纯度(质量分数)可通过氧化还原滴定法测定,相关反应方程式为2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6,准确称取Wg样品于锥形瓶中,用适量蒸馏水溶解,并滴加淀粉溶液作指示剂。用0.1000mol/L碘的标准溶液进行滴定。请回答:

①到达滴定终点的标志______

②滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为______,产品的纯度为______(Na2S2O3∙5H2O相对分子质量为M)

③若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使样品中Na2S2O3∙5H2O的纯度的测量结果______(“偏高偏低不变”)

(4)某研究小组以硫代硫酸钠与硫酸反应来探究外界条件对反应速率的影响,设计实验如下:

实验

编号

实验温度

/℃

Na2S2O3

H2SO4

蒸馏水体积

/mL

体积/mL

浓度/mol/L

体积/mL

浓度/mol/L

25

10

0.1

10

0.1

0

25

5

0.1

10

0.1

5

25

5

0.2

10

0.2

5

50

5

0.1

10

0.1

5

50

10

0.2

5

0.2

5

 

下列有关说法不正确的是______

A.该同学在实验中采用的研究方法是实验比较法

B.实验①和②探究其他条件不变时Na2S2O3浓度对相关反应速率的影响

C. 实验①和③溶液变浑浊的时间相同

D.其他条件不变时,探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验③和实验⑤

 

AD 蒸馏烧瓶 4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2 溶液变为蓝色,且半分钟内不恢复原色 18.10mL 偏低 CD 【解析】 (1)A.将晶体转移至布氏漏斗时,若器壁上粘有少量晶体,应用滤液淋洗; B.抽滤时,为防止滤纸穿孔,可适当关小水龙头或多加一层滤纸; C.洗涤时,可用一定浓度的乙醇溶液洗涤晶体,目的是洗除晶体表面的杂质,易于得到干燥晶体; D.Na2S∙9H2O受热易失去结晶水,不能高温干燥; E.硫化钠的溶解度随温度的降低而减小,在提纯过程中“趁热过滤”操作的目的是防止硫化钠结晶析岀而损失、去除杂质; (2)盛放Na2SO3固体的玻璃仪器为蒸馏烧瓶;三颈烧瓶中SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中来制备硫代硫酸钠,同时有二氧化碳生成; (3)①根据滴定原理,Na2S2O3用碘滴定,Na2S2O3反应完成,碘过量,使淀粉显色; ②根据Na2S2O3∙5H2O~I2计算; ③若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使消耗标准液体积偏小; (4)A、该同学在实验中采用对比实验探究,研究方法是实验比较法; B、由图表可知实验①和②变量为Na2S2O3的量,其他条件不变; C、实验①③对比硫酸浓度不同,故变浑浊的时间不相同; D、其他条件不变时,探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验②⑤。 (1)A.将晶体转移至布氏漏斗时,若器壁上粘有少量晶体,应用滤液淋洗,A说法错误; B.抽滤时,为防止滤纸穿孔,可适当关小水龙头或多加一层滤纸,B说法正确; C.洗涤时,可用一定浓度的乙醇溶液洗涤晶体,目的是洗除晶体表面的杂质,易于得到干燥晶体,C说法正确; D.Na2S∙9H2O受热易失去结晶水,不能高温干燥,D说法错误; E.硫化钠的溶解度随温度的降低而减小,在提纯过程中“趁热过滤”操作的目的是防止硫化钠结晶析岀而损失、去除杂质,E说法正确; 说法错误的为:AD; (2)盛放Na2SO3固体的玻璃仪器为蒸馏烧瓶;三颈烧瓶中SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中来制备硫代硫酸钠,同时有二氧化碳生成,故反应为:4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2; (3)①根据滴定原理,Na2S2O3用碘滴定,Na2S2O3反应完成,碘过量,使淀粉显色,故终点现象为:溶液变为蓝色,且半分钟内不恢复原色; ②起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为18.10mL-0.00mL=18.10mL; 根据Na2S2O3∙5H2O~I2,n(Na2S2O3∙5H2O)=2n(I2)=2×0.01810L×0.1000mol/L,产品的纯度为:×100%=%; ③若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使消耗标准液体积偏小,则样品中Na2S2O3∙5H2O的纯度的测量结果偏低; (4)A、该同学在实验中采用对比实验探究,研究方法是实验比较法,A正确; B、由图表可知实验①和②变量为Na2S2O3的量,其他条件不变,故实验①和②探究其他条件不变时Na2S2O3浓度对相关反应速率的影响,B正确; C、实验①③对比硫酸浓度不同,故变浑浊的时间不相同,C错误; D、其他条件不变时,探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验②⑤,并不是③⑤,③⑤不但温度不同,硫代硫酸钠的浓度也不相同,D错误; 题目中不正确的,则答案为:CD。
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考点分析:
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2-硝基-13-苯二酚是重要的医药中间体。实验室常以间苯二酚为原料分以下三步合成:

部分物质相关性质如下表:

名称

相对分子质量

性状

熔点/℃

水溶性(常温)

间苯二酚

110

白色针状晶体

110.7

易容

2-硝基-13-苯二酚

155

桔红色针状晶体

87.8

难容

 

制备过程如下:

①磺化:称取71.0g碾成粉状的间苯二酚放入烧杯中,慢慢加入浓硫酸并不断搅拌,控制温度为60℃65℃15min,如下图。

②硝化:将烧杯置于冷水中冷却后加入混酸,控制温度(25±5)℃左右继续搅拌15min

③蒸馏:将硝化反应混合物移入圆底烧瓶B中,然后用左图所示装置进行水蒸气蒸馏;将馏出液冷却后再加入乙醇水混合剂重结晶。

回答下列问题:

(1)图中仪器C的名称是______

(2)磺化和硝化过程中装置D的作用是______

(3)硝化过程中控制温度(25±5)℃左右,温度不宜过高,原因是______

(4)烧瓶A中玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大引起事故、又能______。反应一段时间后,停止蒸馏,此时应______(填标号)

A.打开活塞熄灭酒精灯停止通冷凝水

B.熄灭酒精灯打开活塞停止通冷凝水

C.熄灭酒精灯停止通冷凝水打开活塞

D.停止通冷凝水打开活塞熄灭酒精灯

(5)步骤③蒸馏所得2-硝基-13-苯二酚中仍含少量杂质,可用少量乙醇水混合剂洗涤。请设计简单的证明2-硝基-13-苯二酚已经洗涤干净______

(6)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,被提纯的物质必须具备的条件正确的是______(填标号)

a.不溶或难溶于水,便于最后分离    b.在沸腾下与水不发生化学反应

c.具有一定的挥发性                d.具有较低的熔点

(7)本实验最终获得12.0g桔红色晶体,则2-硝基-13-苯二酚的产率约为______

 

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已知X的性质与乙酸乙酯相似,是一种具有果香味的合成香料,下图为合成X的某种流程:

提示:①不能最终被氧化为—COOH;

②D的产量可以用来衡量一个国家的石油化工水平。

请根据以上信息,回答下列问题:

(1)A分子中官能团的名称是__________,E的结构简式是________

(2)D→E的化学反应类型为________反应。

(3)上述A、B、C、D、E、X六种物质中,互为同系物的是________

(4)C的一种同分异构体F可以发生水解反应,则F的结构简式为_________________

(5)反应C+E→X的化学方程式为_____________________________________________

(6)为了制取X,甲、乙、丙三位同学分别设计下列三套实验装置:

请从甲、乙两位同学设计的装置中,选择一种作为实验室制取X的装置,选择的装置是_______(选填“甲”或“乙”),丙同学将甲装置中的玻璃管改成球形干燥管,除起冷凝作用外,另一重要作用是_______。试管B中放入的是饱和________溶液,从试管B中分离出X所用的主要仪器是______

 

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某化学兴趣小组为合成1-丁醇,查阅资料得知如下合成路线:CH3CH=CH2+CO+H2CH3CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2OH

已知:CO 的制备原理:HCOOH CO↑+H2O.(常温下甲酸为液体)

1)原料气CH3CH=CH2COH2的制备均可用图1装置:

填写下列空白:

①若用上述装置制备氢气,收集装置可选用图2下列______装置

②若用上述装置制备干燥纯净的CO气体,装置b的作用是______c中盛装的试剂是______

为了控制生成一氧化碳的速度,则分液漏斗a中盛装的试剂是______

③实验室用浓硫酸和2-丙醇制备丙烯时,还产生少量SO2CO2及水蒸气,该小组用图3试剂检验这四种气体,混合气体通过试剂的顺序是______(填序号,试剂可以重复使用);写出2-丙醇与浓硫酸反应生成SO2CO2及水蒸气的化学方程式______

2)合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应,为增大反应速率和提高原料气的转化率,你认为应该采用的适宜反应条件是______

a.低温、高压、催化剂               b.适当的温度、高压、催化剂

c.常温、常压、催化剂               d.适当的温度、常压、催化剂

3)正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的 1-丁醇粗品。为纯化 1-丁醇,该小组查阅文献得知:

R-CHO+NaHSO3(饱和)→RCHOHSO3Na↓

②沸点:乙醚 34℃,1-丁醇 118℃,并设计出如图提纯路线:

试剂1______,操作3______

 

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实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯。有关物质的相关数据如下表:

化合物

相对分子质量

密度/g·cm-3

沸点/℃

溶解度g/l00g

正丁醇

74

0.80

118.0

9

冰醋酸

60

1.045

118.1

互溶

乙酸正丁酯

116

0.882

126.1

0.7

 

操作如下:

50mL三颈烧瓶中投入几粒沸石,将18.5 mL正丁醇和13.4 mL冰醋酸(过量),34滴浓硫酸按一定顺序均匀混合,安装分水器(作用:实验过程中不断分离除去反应生成的水)、温度计及回流冷凝管。

将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中依次用水洗,10% Na2CO3洗,再水洗,最后转移至锥形瓶并干燥。

将干燥后的乙酸正丁酯加入烧瓶中,常压蒸馏,收集馏分,得15.1 g乙酸正丁酯。

请回答有关问题:

1)写出任意一种正丁醇同类的同分异构体的结构简式___________

2)仪器A中发生反应的化学方程式为___________________

3)步骤向三颈烧瓶中依次加入的药品是:__________________

4)步骤中,用 10%Na2CO3溶液洗涤有机层,该步操作的目的是____________

5)步骤在进行蒸馏操作时,若从118℃开始收集馏分,产率偏___,(填)原因是__

6)该实验生成的乙酸正丁酯的产率是_________

 

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苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线:

制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略)

已知:苯乙酸的熔点为76.5 ℃,微溶于冷水,溶于乙醇。

回答下列问题:

1)在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是

__________________________

2)将a中的溶液加热至100 ℃,缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温至130 ℃继续反应。在装置中,仪器b的作用是_____________________;仪器c的名称是______________,其作用是___________________________________________

反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加人冷水的目的是____________。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是________________(填标号)

A.分液漏斗

B.漏斗

C.烧杯

D.直形冷凝管E.玻璃棒

 

 

3)提纯粗苯乙酸的方法是_____________,最终得到44 g纯品,则苯乙酸的产率是________

4)用CuCl2• 2H2ONaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是____________________________________________

5)将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入Cu(OH)2搅拌30min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是___________________

 

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