1-溴丁烷是无色透明液体,可用作制药、染料、功能性色素、香料等的原料,也可作半导体中间原料。其实验窒制备原理及流程如图:
KBr+H2SO4HBr+KHSO4
C4H9OH+HBr C4H9Br+H2O
可能用到的有关数据及信息如下表:
名称 | 相对分子质量 | 沸点/℃ | 密度(g/cm3) | 水中溶解性 | 浓硫酸中溶解性 |
正丁醇 | 74 | 117.7 | 0.8098 | 微溶 | 能溶 |
1-溴丁烷 | 137 | 101.6 | 1.266 | 微溶 | 不溶 |
正丁醚 | 130 | 142 | 0.7689 | 不溶 | 反应成盐 |
回答下列问题:
(1)操作Ⅰ是用如图所示实验装置,加热仪器A中的反应物制备1-溴丁烷(加热和夹持装置均略去)。
①仪器B的作用是_________。
②若浓硫酸太浓或加热A时温度过高,均会产生大量红棕色气体,原因是________(用化学方程式表示);该制备反应中产生的有机副产物除正丁醚外,还可能有_______(填结构简式)。
③图中装置有一处错误,请提出改进建议:__________。
(2)操作Ⅱ是用如图所示实验装置蒸出1-溴丁烷粗产品(加热和夹持装置均略去)。
①仪器D的名称是_______。
②判断1-溴丁烷是否蒸完的方法是_______。
(3)操作Ⅲ是将产品转移至分液漏斗中,依次经过水、浓硫酸、水、10mL 10%碳酸钠溶液、水五次洗涤并分液,目的是除去1-溴丁烷粗产品中的各种杂质。
①浓硫酸的主要作用是_______。
②用10mL 10%碳酸钠溶液洗涤时必须的操作是_______。
(4)操作N将产品用无水CaCl2干燥后再蒸馏纯化。1-溴丁烷的产率为____ (近似取整)%。
中国的稀土资源十分丰富,有开采价值的储量居世界第一。某实验小组拟利用含铝、硅、铁等杂质的氟碳钵矿(主要成分为CeFCO3)制备三氯化铈,设计如图所示流程:
已知:①Ce2O3在加热条件下能被氧气氧化,生成难溶于水、具有强氧化性的CeO2。
②M(CeCl3)=246.5g/mol,在水溶液中Ce4+能被还原成Ce3+。
③0.1mol·L-1金属阳离子形成氢氧化物沉淀的pH如下:
金属阳离子 | Fe3+ | Ce3+ | Al3+ |
开始沉淀的pH | 1.5 | 7.6 | 3.4 |
沉淀完全的pH | 2.8 | 9.4 | 4.7 |
回答下列问题:
(1)氟碳铈矿中铈的化合价为______,滤渣1的化学式为__________。
(2)焙烧氟碳铈矿生成CeO3的化学方程式是____________。
(3)酸浸时产生气体2的离子反应方程式是_______。
(4)为将铝、铁以滤渣2除去,用NH3·H2O调节酸浸后溶液的pH最大不能超过______。
(5)将沉铈得到的Ce2(CO3)3·nH2O洗涤干净后继续进行操作I,简述如何证明Ce2(CO3)3·nH2O已经洗涤干净________。
(6)操作I是将得到的Ce2(CO3)3·nH2O加盐酸至沉淀完全溶解,先经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到CeCl3·7H2O,再将该晶体与NH4Cl固体隔绝空气共热,得到无水CeCl3。其中,NH4Cl的作用是___________。
(7)产品纯度测定:准确称取CeCl3产品0.3750g于锥形瓶中,加入合适的氧化剂将Ce3+恰好完全氧化为Ce4+,再用0.1000mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2 标准溶液滴定至终点,重复3次实验,标准液的消耗体积分别为12.48mL、12.50mL、12.52mL。求该样品的质量分数为_______(保留1位小数)。
某课外研究小组设计数字化实验探究温度对盐类水解反应的影响。通过加热50mL 0.1000mol/L的Na2CO3标准溶液进行实验,测得溶液的pH随温度变化的关系如图所示,下列说法不正确的是
A.由ab段可得结论:CO32-(aq)+H2O(l)⇌HCO3-(aq)+OH-(aq) ∆H>0
B.e点溶液中:(OH- )=c(H+)+c( HCO3-)+2c( H2CO3)=1×10-3.35mol/L
C.bd段pH减小是水的Kw随着温度的升高而增大所致
D.从a→d随着温度升高,始终增大
1980年,古迪的夫发明了钴酸锂材料,这种材料的结构可以使锂离子在其中快速移动。以LiCoO2作电极材料的锂离子电池在充、放电时的微观粒子变化如图所示,下列说法正确的是
A.LiCoO2是电池的负极材料
B.充电时,LiCoO2电板的电势低于石墨电极
C.充电时,阳极发生的反应是LiCoO2+xe-=Li1-xCoO2+xLi+
D.放电时,当1mol电子转移,则石墨电极质量减少7g
在“宏观——微观——符号”之间建立联系是化学学科特有的思维方式。如图是科研人员提出的HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程示意图(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法不正确的是
A.HAP能降低HCHO与O2反应的活化能
B.该反应的化学方程式为HCHO+O2 CO2+H2O
C.反应过程中断裂或生成的的化学键类型均为极性共价键
D.产物CO2分子中的氧原子不仅仅来源于O2
下列实验设计不合理的是
A.自制“84”消毒液
B.利用喷泉实验探究NH3的部分性质
C.制备Fe(OH)2白色沉淀
D.探究不同催化剂对双氧水分解速率的影响