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硼氢化钠(NaBH4)通常为白色粉末,容易吸水潮解,可溶于异丙胺(熔点:-101...

硼氢化钠(NaBH4)通常为白色粉末,容易吸水潮解,可溶于异丙胺(熔点:-101℃,沸点:33),在有机合成中被称为万能还原剂。制备硼氢化钠的流程如图:

硼酸三甲酯的制备:将硼酸(H3BO3)和适量甲醇加入圆底烧瓶中,然后缓慢地加入浓硫酸,振荡,在烧瓶上加装分馏柱a,用电炉经水浴锅加热,回流2小时,收集硼酸三甲酯与甲醇共沸液。装置如图所示(夹持装置略去,下同)

 

硼酸三甲酯B(OCH3)3

甲醇

甲醇钠

溶解性

与乙醇、甲醇混溶,能水解

与水混溶

溶于甲醇,不溶于异丙胺

沸点/

68

64

450

硼酸三甲酯与甲醇混合物的共沸点为54

 

(1)直形冷凝管冷却水应从________(“b”“c”)接口进入。

(2)浓硫酸的作用是_______

(3)本实验采用水浴加热,优点是________U型管中试剂的作用是__________

(4)240℃条件下进行,硼酸三甲酯与氢化钠反应制取NaBH4,同时生成CH3ONa,写出该反应的化学方程式______

(5)萃取时可采用索氏提取法,其装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现连续萃取。当萃取完全后,硼氢化钠在_______(圆底烧瓶索氏提取器”)中。

(6)分离NaBH4并回收溶剂,采用的方法是_______

(7)“有效氢含量可用来衡量含氢还原剂的还原能力,定义是:每克含氢还原剂的还原能力相当于多少克H2的还原能力。NaBH4的有效氢含量为_____________(保留两位小数)

 

b 催化剂、吸水剂 受热均匀,便于控制温度 防止空气中水蒸气进入锥形瓶,使硼酸三甲酯水解 B(OCH3)3+4NaHNaBH4+3CH3ONa 圆底烧瓶 蒸馏 0.21 【解析】 将硼酸与甲醇在圆底烧瓶中混合,然后缓慢地加入浓硫酸,振荡后加热,通过蒸馏得到硼酸三甲酯B(OCH3)3和水,此时完成实验Ⅰ;将制得的硼酸三甲酯B(OCH3)3和NaH混合并加热至240℃,生成NaBH4和CH3ONa,完成实验Ⅱ;将反应所得的混合物(NaBH4和CH3ONa)放入索氏提取器中,用异丙胺进行萃取,经过连续萃取,NaBH4的异丙胺溶液进入圆底烧瓶内,CH3ONa因不溶于异丙胺而留在索氏提取器中,然后将圆底烧瓶内的混合液进行蒸馏,便可获得硼氢化钠,从而完成实验Ⅲ。 (1)在冷凝管中,冷却水流向都是下进上出,所以直形冷凝管冷却水应从b接口进入。答案为:b; (2)硼酸与甲醇在浓硫酸作用下发生取代反应,类似于酸与醇的酯化反应,所以浓硫酸的作用是催化剂、吸水剂。答案为:催化剂、吸水剂; (3)水浴具有控温和使被加热物受热均匀的优点,所以本实验采用水浴加热,优点是受热均匀,便于控制温度;因为硼酸三甲酯B(OCH3)3具有易水解的性质,所以U型管中试剂的作用是防止空气中水蒸气进入锥形瓶,使硼酸三甲酯水解。答案为:受热均匀,便于控制温度;防止空气中水蒸气进入锥形瓶,使硼酸三甲酯水解; (4)在240℃条件下,硼酸三甲酯与氢化钠反应制取NaBH4,同时生成CH3ONa,该反应的化学方程式为B(OCH3)3+4NaHNaBH4+3CH3ONa。答案为:B(OCH3)3+4NaHNaBH4+3CH3ONa; (5)硼氢化钠与甲醇钠的混合液放入索氏提取器中,用异丙胺进行萃取,经过连续萃取,NaBH4的异丙胺溶液进入圆底烧瓶内,CH3ONa因不溶于异丙胺而留在索氏提取器中。当萃取完全后,硼氢化钠在圆底烧瓶中。答案为:圆底烧瓶; (6)可利用沸点的差异,实现NaBH4与溶剂异丙胺的分离,所以采用的方法是蒸馏。答案为:蒸馏; (7)在NaBH4中,H元素显-1价,作还原剂后,H元素化合价由-1价升高到+1价,所以1mol NaBH4相当于4molH2的还原能力,从而得出NaBH4的有效氢含量为=0.21。答案为:0.21。
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丙烯(C2H6)是石油化工行业重要的有机原料之一,主要用于生产聚丙烯、二氯丙烷、异丙醇等产品。

(1)丙烷脱氢制备丙烯。由图可得C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ∆H=____________kJ/mol

 

①为了同时提高反应速率和反应物的平衡转化率,可采取的措施是________

②目前在丙烷脱氢制丙烯时常通入适量的O2,让其同时发生下列反应:2C3H8(g) +O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g) ∆H=-235kJ/mol,通入O2的目的是_______

(2)C4H8C2H4为原料发生烯烃歧化反应C4H8(g)+C2H4(g)2C3H6(g) ∆H>0

①某温度下,上述反应中,正反应速率为v=Kc(C4H8)∙c(C2H4)、逆反应速率为v=Kc2(C3H6),其中KK为速率常数,该反应使用WO3/SiO2为催化剂,下列说法中正确的是_____________

A.催化剂参与了歧化反应,但不改变反应历程

B.催化剂使KK增大相同的倍数

C.催化剂降低了烯烃歧化反应的活化能,增大了活化分子百分数

D.速率常数的大小与反应程度无关系

②已知t1min时达到平衡状态,测得此时容器中n(C4H8)=amoln(C2H4)=2amoln(C3H6)=bmol,且平衡时C3H6的体积分数为25%。再往容器内通入等物质的量的C4H8C2H4,在新平衡中C3H6的体积分数___________25%(“>”“<”“=”)

(3)工业上可用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3),主要副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl),反应原理为:

Ⅰ. CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g)

II. CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)

一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)Cl2(g)。在催化剂作用下发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如表所示。

时间/min

0

60

120

180

240

300

360

压强/kPa

80

74.2

69.2

65.2

61.6

57.6

57.6

 

①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即,则前120min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)=____________kPa∙min-1

②该温度下,若平衡时HCl的体积分数为12.5%,反应的平衡常数Kp=__________kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数,保留小数点后2)

 

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2020年我国废旧锂离子电池的产生将达到爆发期,某高校实验室利用废旧钴酸锂正极片进行钴酸锂的再生工艺设计如下,请回答下列问题:

(1)拆解废旧电池前需要进行放电,以避免在拆解过程中因局部短路起火,放电方式为电化学放电,可以将废旧电池浸泡在_____________中进行放电。

A.酒精         B98%H2SO4CNa2SO4溶液

(2)预处理时,钴酸锂(Li0.5CoO2)高温下分解得到LiCoO2Co3O4和一种气体,该反应的化学方程式为_________________

(3)已知难溶物CoC2O4Ksp=4.0×10-6,一般认为离子浓度达到10-5mol/L时即完全除尽。沉钴过程中,当Co2+完全沉淀时,溶液中的浓度至少为_________mol/L

(4)沉钴过程中,草酸盐体系中钴离子形态分布如图,在不同pH范围钴离子形态不同的原因___________________

(5)在空气氛围下CoC2O42H2O氧化分解制备Co3O4的失重曲线如图所示,已知失重率大约为19.7%失重率大约为36.3%失重率大约为3.0%。请写出发生的化学反应方程式______________________

(6)已知生成草酸钴的过程为吸热过程。在,沉淀时间,考察温度对Co2+沉淀率的影响,结果如图所示,沉淀率呈先增大后减小的趋势的原因可能____________

 

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已知:H3AO3与足量NaOH溶液反应生成NaH2AO325℃时,K(H3AO3)=9.7×10-11。常温下,用0.100mol/L盐酸滴定20.00mL0.100mol/L NaH2AO3溶液。溶液中c()与-lgc(OH-)的变化关系如图所示。下列说法中正确的是(    )

A.H3AO3为三元酸

B.溶液中水电离程度为:MN

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D.MN过程中,溶液中存在c(Na+)=c()+c(H3AO3)

 

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-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-,下列说法错误的是(    )

A.该电池的负极为Li

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D.若有1 mol Li+透过固体电解质时,标准状况下参与反应的O2体积为5.6 L

 

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下列实验操作和实验现象得出的结论中正确的是(    )

选项

实验操作

实验现象

结论

A

5 mL0.1 mol/LKI溶液中加入0.1 mol/LFeCl3溶液10 mL,振荡,用苯萃取数次后取下层溶液,滴加5KSCN溶液

出现红色

Fe3+I-之间的反应是有一定限度的

B

将己烯加入溴水中,振荡、静置,测溴水层溶液前后的pH

溶液pH增大

说明己烯发生加成反应,不是取代反应

C

pH计分别测定饱和SO2溶液和饱和CO2溶液的pH

饱和SO2溶液的pH

酸性:H2SO3H2CO3

D

向酸性高锰酸钾溶液中滴加甲苯

溶液褪色

甲基对苯环产生影响

 

 

 

A.A B.B C.C D.D

 

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