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17.香蕉水主要用作噴漆的溶劑和稀釋劑,其主要成分乙酸異戊酯是組成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味.實驗室制備乙酸異戊酯的反應、裝置示意圖和有關數據如下:

物質名稱相對分子質量密度/(g•cm-3沸點/℃水中溶解性
異戊醇880.8123131微溶
乙酸601.0492118
乙酸異戊酯1300.8670142難溶
已知:B為球形冷凝管,主要用于冷凝回流,使反應徹底.
實驗步驟:
在A中加入4.4g異戊醇、6.0g乙酸、數滴濃硫酸和2~3片碎瓷片,開始緩慢加熱A(加熱和夾持裝置略),回流50min.反應液冷至室溫后倒入分液漏斗中,先用少量水、飽和碳酸氫鈉溶液洗,再用水洗滌;分出的產物加入少量無水MgSO4固體,靜置片刻,過濾除去MgSO4固體,進行蒸餾純化,收集140~143℃餾分,得乙酸異戊酯3.9g.
回答下列問題:
(1)若在實驗過程中發現忘記加入碎片,則應采取的措施是停止加熱,待反應液冷卻后加入碎瓷片.
(2)在洗滌操作中第二次用水洗的主要目的是洗掉碳酸氫鈉.
(3)在洗滌、分液操作中,應充分振蕩,然后靜置,待分層后粗產品應從分液漏斗的上(填“上”或“下”)口分離出.
(4)實驗中加入少量無水MgSO4的目的是干燥.
(5)本實驗的產率是c(填標號).
a.30%      b.40%      c.60%      d.90%
(6)在進行蒸餾操作時,發現實驗的產率偏高,其可能原因是未到140℃就收集餾分(會收集少量未反應的異戊醇).

分析 (1)若在實驗過程中發現忘記加入碎片,則可導致液體飛濺,如重新加入,應注意防止實驗事故的發生;
(2)第二次水洗,主要目的是除去產品中殘留的碳酸氫鈉;
(3)乙酸異戊酯的密度比水小,應溶液的上層;
(4)少量無水硫酸鎂能夠吸收乙酸異戊酯中少量的水分,起到干燥作用;
(5)先計算出乙酸和異戊醇的物質的量,然后判斷過量情況,根據不足量計算出理論上生成乙酸異戊酯的物質的量,最后根據實際上制取的乙酸異戊酯計算出產率;
(6)若從130℃便開始收集餾分此時的蒸氣中含有異戊醇,會收集少量的未反應的異戊醇,導致獲得的乙酸異戊酯質量偏大.

解答 解:(1)碎瓷片的多孔結構存在可以防止在加熱過程中產生暴沸現象,補加碎瓷片時需要待已加熱的試液冷卻后再加入,
故答案為:停止加熱,待反應液冷卻后加入碎瓷片; 
(2)反應后的溶液要經過多次洗滌,在洗滌操作中,第一次洗滌的主要目的是除去大部分催化劑硫酸和醋酸;第一步中飽和碳酸氫鈉溶液既可以除去未洗凈的醋酸,也可以降低酯的溶解度,但第一步洗滌后生成的酯中混有碳酸氫鈉,所以第二次水洗,主要目的是除去產品中殘留的碳酸氫鈉,
故答案為:洗掉碳酸氫鈉;
(3)乙酸異戊酯的密度比水小,應溶液的上層,則用從上口倒出,故答案為:上;
(4)實驗中加入少量無水硫酸鎂的目的是吸收酯中少量的水分,對其進行干燥,
故答案為:干燥;
(5)乙酸的物質的量為:n=$\frac{6.0g}{60g/mol}$=0.1mol,異戊醇的物質的量為:n=$\frac{4.4g}{88g/mol}$=0.05mol,由于乙酸和異戊醇是按照1:1進行反應,所以乙酸過量,生成乙酸異戊酯的量要按照異戊醇的物質的量計算,即理論上生成0.05mol乙酸異戊酯;實際上生成的乙酸異戊酯的物質的量為:$\frac{3.9g}{130g/mol}$=0.03mol,所以實驗中乙酸異戊酯的產率為:$\frac{0.03mol}{0.05mol}$×100%=60%,
故答案為:c;
(6)在進行蒸餾操作時,若從130℃便開始收集餾分此時的蒸氣中含有異戊醇,會收集少量的未反應的異戊醇,因此會導致產率偏高,
故答案為:未到140℃就收集餾分(會收集少量未反應的異戊醇).

點評 本題綜合考查物質的制備,為高考常見題型,題目涉及常見儀器的構造與安裝、混合物的分離、提純、物質的制取、藥品的選擇及使用、物質產率的計算等知識,題目難度較大,試題涉及的題量較大,知識點較多,充分培養了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

14.由軟錳礦制備高錳酸鉀的主要反應如下:
熔融氧化3MnO2+KClO3+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O
加酸歧化3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
相關物質的溶解度(293K)見下表:
K2CO3KHCO3K2SO4KMnO4
溶解度/g11133.711.16.34
(1)在實驗室進行“熔融氧化”操作時,應選用鐵棒、坩堝鉗和cd.(填字母)
a.表面皿     b.蒸發皿     c.鐵坩堝     d.泥三角
(2)加酸時不宜用硫酸的原因是生成K2SO4溶解度小,會降低產品的純度;不宜用鹽酸的原因是鹽酸具有還原性,會被氧化,降低產品的量.
(3)采用電解法也可以實現K2MnO4的轉化,2K2MnO4+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KMnO4+2KOH+H2↑.與原方法相比,電解法的優勢為K2MnO4中的錳元素可以完全轉化到KMnO4中,提高利用率.
(4)草酸鈉滴定法分析高錳酸鉀純度步驟如下:
Ⅰ稱取0.80g 左右的高錳酸鉀產品,配成50mL溶液.
Ⅱ準確稱取0.2014g左右已烘干的Na2C2O4,置于錐形瓶中,加入少量蒸餾水使其溶解,再加入少量硫酸酸化.
Ⅲ將瓶中溶液加熱到75~80℃,趁熱用Ⅰ中配制的高錳酸鉀溶液滴定至終點.記錄消耗高錳酸鉀溶液的體積,計算得出產品純度.
①滴定過程中反應的離子方程式為2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O.
②達到滴定終點的標志為錐形瓶中溶液突變為淺紅色且半分鐘內不褪色.
③加熱溫度大于90℃,部分草酸發生分解,會導致測得產品純度偏高.(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)      
④將一定量高錳酸鉀溶液與酸化的草酸鈉溶液混合,測得反應液中Mn2+的濃度隨反應時間t的變化如右圖,其原因可能為生成的Mn2+作催化劑,隨著Mn2+濃度增加,反應速率越來越快.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

15.下列說法不正確的是(  )
A.6.02×1023是阿伏加德羅常數的近似值
B.阿伏加德常數個微粒的物質的量是1 mol
C.1 mol 12C原子的質量為12 g
D.硫酸的摩爾質量是98 g

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

5.某銅礦石中銅元素含量較低,且含有鐵、鎂、鈣等雜質離子.某小組在實驗室中用浸出萃取法制備硫酸銅:

(1)操作Ⅰ為過濾.操作Ⅱ用到的玻璃儀器有燒杯、分液漏斗.
(2)操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是除去雜質、富集銅元素.
(3)小組成員利用CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合反應,制備環保型木材防腐劑Cu2(OH)2CO3懸濁液.多次實驗發現所得藍色懸濁液顏色略有差異,查閱資料表明,可能由于條件控制不同使其中混有較多Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4
已知Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3,Cu4(OH)6SO4均難溶于水,可溶于酸;分解溫度依次為80℃、200℃、300℃.
設計實驗檢驗懸濁液成分,完成表中內容.
限選試劑:2 mol•L-1 HCl、1 mol•L-1 H2SO4、0.1 mol•L-1 NaOH、0.1 mol•L-1BaCl2、蒸餾水.儀器和用品自選.
實驗步驟預期現象和結論
步驟1:取少量懸濁液,過濾,充分洗滌后,取濾渣于試管中,加入過量2mol/L的鹽酸溶液,充分振蕩,再滴加幾滴0.1mol/L氯化鋇溶液有白色沉淀生成說明懸濁液中混有Cu4(OH)6SO4
步驟2:另取少量懸濁液于試管中,將試管放入裝有沸水的小燒杯中水浴加熱一段時間取出試管觀察試管中有黑色固體生成,說明懸濁液中混有Cu(OH)2
(4)上述實驗需要100 mL 0.5 mol•L-1的CuSO4溶液,配制時需稱取12.5g CuSO4•5H2O(化學式量:250).

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

12.某興趣小組的學生根據活潑金屬Mg與CO2發生反應,推測活潑金屬鈉也能與CO2發生反應,因此實驗小組用下列裝置進行“鈉與二氧化碳反應”的實驗探究(尾氣處理裝置已略去).
已知:常溫下,CO能使一些化合物中的金屬離子還原.例如:PdCl2+CO+H2O═Pd↓+CO2+2HCl,反應生成黑色的金屬鈀,此反應也可用來檢測微量CO的存在.

請回答下列問題:
(1)為了制取CO2氣體的裝置能“隨開隨用,隨關隨停”,圖A處應選用的裝置是III(填寫“I”、“II”或“III”).若要制取干燥、純凈的CO2氣體,裝置B中應盛放的試劑是飽和NaHCO3溶液,裝置C中應盛放的試劑是濃硫酸.
(2)觀察實驗裝置圖可知Na與CO2反應的條件是高溫,檢查裝置的氣密性完好并裝入藥品后,在點燃酒精噴燈前,必須進行的操作是打開III中的止水夾.待裝置E(填寫字母)中出現澄清石灰水變渾濁現象時,再點燃酒精噴燈,這步操作的目的是排除裝置中的空氣.
(3)假設CO2氣體為足量,在實驗過程中分別產生以下①、②兩種不同情況,請分析并回答問題:
①若裝置F中溶液無明顯變化,裝置D中生成兩種固體物質,取少量固體生成物與鹽酸反應后,有能使澄清石灰水變渾濁的氣體放出,則鈉與二氧化碳反應的化學方程式是4Na+3CO2 $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Na2CO3+C.
②若裝置F中有黑色沉淀生成,裝置D中只生成一種固體物質,取少量該固體與鹽酸反應后,也有能使澄清石灰水變渾濁的氣體放出,則鈉與二氧化碳反應的化學方程式是2Na+2CO2 $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ Na2CO3+CO.
(4)請判斷②中D裝置生成固體的成分是鈉的正鹽還是酸式鹽?請用文字簡要說明理由生成正鹽;根據質量守恒可知,反應物只有三種元素,沒有氫元素,故不能生成酸式鹽.(或高溫時,碳酸氫鈉要分解).

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

2.乙酸乙酯是無色的有水果香味的液體,沸點77.1℃,實驗室某次制取它用冰醋酸14.3mL,95%乙醇23mL,還用到濃H2SO4,飽和Na2CO3溶液以及極易與乙醇結合成六醇合物的氯化鈣溶液,主要儀器裝置如圖所示,實驗步驟是:①先向A蒸餾燒瓶中注入少量乙醇和所用的濃H2SO4后搖勻,再將剩下的所有乙醇和冰醋酸注入分液漏斗待用,這時分液漏斗里乙醇與冰醋酸的物質的量之比約為7:5;②加熱油浴,保持溫度在135℃~145℃之間;③將分液漏斗中的液體緩緩滴入蒸餾燒瓶里,調節加料速度使蒸出酯的速度與進料速度大體相等,直到加料完成;④保持油浴溫度一段時間,至不再有液體餾出后,停止加熱;⑤取下B吸濾瓶,將一定量飽和Na2CO3溶液分批少量多次地加到餾出液里,邊加邊搖蕩,直到無氣泡產生為止;⑥將⑤的液體混合物分液,棄去水層;⑦將飽和CaCl2溶液(適量)加入到分液漏斗中,搖蕩一段時間靜置,放出水層(廢液);⑧分液漏斗里得到的是初步提純的乙酸乙酯粗品;⑨然后再向其中加入無水硫酸鈉,振蕩.
試回答:
(1)實驗中的濃硫酸的主要作用是催化劑和吸水劑.
(2)用過量乙醇的主要目的是增大反應物乙醇的濃度,有利于反應向生成乙酸乙酯的方向進行,邊加料,邊加熱蒸餾的目的是減小生成物乙酸乙酯的濃度,有利于反應向酯化方向進行.
(3)用飽和Na2CO3溶液洗滌粗酯的目的是溶解乙醇,和乙酸反應除去乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,便于分層,如果用NaOH濃溶液代替Na2CO3,將引起的后果是酯的水解速率增大.
(4)用飽和CaCl2溶液洗滌粗酯的目的是除去粗酯中的乙醇.
(5)加入無水硫酸鈉,其目的是除去粗產品中的水.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

9.廢棄物的綜合利用既有利于節約資源,又有利于保護環境.工業上利用鉛浮渣(主要成分是PbO、Pb還含有少量的Ag、CaO)可制備硫酸鉛.制備流程圖如圖:

下表是25℃時某些鹽的濃度積常數:
化學式CaSO4Ag2SO4PbSO4
Ksp4.9×10-51.2×10-51.6×10-8
(1)實驗室用75%的硝酸來配制15%的硝酸溶液,不需用到的玻璃儀器有CD(填標號).
A.燒杯    B.量筒     C.容量瓶     D.錐形瓶     E.玻璃棒
(2)步驟I有NO產生,浸出液中含量最多的金屬陽離子為 Pb2+,寫出Pb參加反應的化學方程式3Pb+8HNO3=3Pb(NO32+2NO↑+4H2O,為防止Ag被溶解進入溶液,步驟I操作時應注意控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余.
(3)母液可循環利用于步驟I,其溶質主要是HNO3(填一種物質化學式),若母液中殘留的 SO42-過多,循環利用時可能出現的問題是浸出時部分Pb2+生成PbSO4隨浸出渣排出,降低PbSO4的產率.
(4)粗PbSO4 產品含有的雜質是CaSO4,需用Pb(NO32溶液多次洗滌,以得到純凈的PbSO4
(5)鉛蓄電池放電時正極的電極反應式為PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O.如果用鉛蓄電池做電源電解飽和食鹽水制取Cl2,已知某鉛蓄電池中硫酸溶液的體積為0.80L,電解前硫酸溶液濃度為4.50mol•L-1,當制得4.48LCl2時(在標準狀況下),求理論上電解后電池中硫酸溶液的濃度為(假設電解前后硫酸溶液的體積不變)4 mol•L-1

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

6.近日,一家中國企業并購了剛果(金)大型銅鈷礦.據媒體分析,中國是鈷消費大國,但鈷資源貧乏,為獲取鈷資源是此次收購的重要原因.鈷是制造鋰電池不可或缺的原料,硫酸鈷晶體可用于制造堿性電池、生產含鈷顏料和其它鈷產品.利用鈷渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3]制備硫酸鈷晶體(CoSO4•7H2O)的工藝流程如圖1:

已知:有關物質的溶解度隨溫度變化關系如圖2:
(1)均速向鈷渣和稀硫酸的化合物中通入SO2,使Co(OH)3、Fe(OH)3被充分浸取,其中浸取Co(OH)3的離子方程式為2Co(OH)3+2H++SO2=2 Co2++SO42-+4H2O;
(2)除鐵過程中,若選用氧化性更強的NaClO除鐵,可能造成的后果是氧化性過強會使Co2+被氧化.
(3)濾渣Ⅱ的成分為Fe(OH)3
(4)過濾Ⅱ得到的濾液經過蒸發濃縮、趁熱過濾、冷卻到40℃結晶操作得到CoSO4•7H2O粗產品.冷卻到40℃結晶的原因是防止析出硫酸鈉晶體.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

7.食鹽是日常生活的必需品,也是重要的化工原料.粗食鹽常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等雜質離子,實驗室提純NaCl的流程如下:

提供的試劑:飽和Na2CO3溶液、飽和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO32溶液、75%乙醇、四氯化碳
(1)欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-離子,選出a所代表的試劑,按滴加順序依次為NaOH、BaCl2、Na2CO3(或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH)(只填化學式).
(2)洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl,選用的試劑為75%乙醇.
(3)如何檢驗NaCl已洗滌干凈?(簡述方法、現象和結論)取最后一次的洗滌液少許,做焰色反應,透過藍色鈷玻璃未看到紫色,說明已洗凈.
(4)用提純的NaCl配制480mL 4.00mol•L-1NaCl溶液,需要用托盤天平稱取NaCl的質量117.0g.
(5)用惰性電極電解飽和食鹽水,如何檢驗陽極產生的氣體?(簡述過程,描述現象,結論)將濕潤的淀粉-KI試紙靠近陽極,若試紙變藍,說明產生氯氣.

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