4.氯苯在染料、醫(yī)藥工業(yè)中用于制造苯酚、硝基氯苯、苯胺、硝基酚等有機(jī)中間體.實驗室中制備氯苯的裝置如圖所示(其中夾持儀器及加熱裝置略去)

請回答下列問題:
(1)儀器a中盛有KMnO4晶體,儀器b中盛有濃鹽酸.打開儀器b中的活塞,使?jié)恹}酸緩緩滴下,可觀察到儀器a內(nèi)的現(xiàn)象是有黃綠色氣體生成,用離子方程式表示產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因:2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O.
(2)儀器b外側(cè)玻璃導(dǎo)管的作用是使?jié)恹}酸能順利滴下(或答“平衡儀器a、b內(nèi)的氣壓”).
(3)儀器d內(nèi)盛有苯,F(xiàn)eCl3粉末固體,儀器a中生成的氣體經(jīng)過儀器e進(jìn)入到儀器d中.
①儀器e的名稱是洗氣瓶,其盛裝的試劑名稱是濃硫酸.
②儀器d中的反應(yīng)進(jìn)行過程中,保持溫度在40~60℃,以減少副反應(yīng)發(fā)生.儀器d的加熱方式最好是水浴加熱,其優(yōu)點是受熱均勻,易于控制溫度.
(4)儀器c的作用是冷凝、回流.
(5)該方法制備的氯苯中含有很多雜質(zhì),工業(yè)生產(chǎn)中,通過水洗除去FeCl3,HCl及部分Cl2,然后通過堿洗除去Cl2;堿洗后通過分液得到含氯苯的有機(jī)物混合物,混合物成分及沸點如表一:
表一
有機(jī)物氯苯鄰二氯苯間二氯苯對二氯苯
沸點/℃80132.2180.4173.0174.1
從該有機(jī)物混合物中提取氯苯時,采用蒸餾的方法,收集132.2℃作用的餾分.
(6)實際工業(yè)生產(chǎn)中,苯的流失如表二:
表二:
流失項目蒸氣揮發(fā)二氯苯其他合計
苯流失量(kg/I)28.814.556.7100
某一次投產(chǎn)加入13t苯,則制得氯苯16.9t(保留一位小數(shù)).

分析 a中KMnO4與b中濃鹽酸制備氯氣,e中濃硫酸干燥氯氣,于儀器d中與苯,F(xiàn)eCl3粉末固體制備氯苯,
(1)高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)生成黃綠色氣體氯氣;
(2)儀器b外側(cè)玻璃導(dǎo)管的作用是平衡儀器a、b內(nèi)的氣壓,使?jié)恹}酸能順利滴下;
(3)①a中制備的氯氣含有水蒸氣,需用濃硫酸干燥,進(jìn)行洗氣;
②儀器d中的反應(yīng)進(jìn)行過程中,保持溫度在40~60℃,為了受熱均勻,便于控制溫度,選擇水浴加熱;
(4)儀器c的作用是冷凝回流;
(5)由圖表可知,氯苯的沸點為132.2℃,故收集132.2℃作用的餾分;

解答 解:(1)儀器a中盛有KMnO4晶體,儀器b中盛有濃鹽酸,混合生成氯氣,離子方程式為:2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,氯氣為黃綠色氣體,故可觀察到儀器a內(nèi)有黃綠色氣體生成;
故答案為:有黃綠色氣體生成;2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
(2)儀器b外側(cè)玻璃導(dǎo)管的作用是平衡儀器a、b內(nèi)的氣壓,使?jié)恹}酸能順利滴下;
故答案為:使?jié)恹}酸能順利滴下(或答“平衡儀器a、b內(nèi)的氣壓”);
(3)①a中制備的氯氣含有水蒸氣,需用濃硫酸干燥,進(jìn)行洗氣,e為洗氣瓶;
故答案為:洗氣瓶;濃硫酸;
②儀器d中的反應(yīng)進(jìn)行過程中,保持溫度在40~60℃,為了受熱均勻,便于控制溫度,選擇水浴加熱;
故答案為:水;受熱均勻,易于控制溫度;
(4)儀器c的作用是冷凝回流;
故答案為:冷凝、回流;
(5)由圖表可知,氯苯的沸點為132.2℃,故收集132.2℃作用的餾分;
故答案為:132.2;
(6)苯的總流失量為100Kg/t,故1t苯中參加反應(yīng)的苯的質(zhì)量為(1t-0.1t)=0.9t,由苯與氯苯質(zhì)量之比為78:112.5,則13t 苯可制得成品氯苯為:$\frac{13×0.9×112.5}{78}$t=16.9t;
故答案為:16.9.

點評 本題考查有機(jī)物制備實驗方案,涉及對裝置、操作與原理的分析評價以及化學(xué)計算等,是對學(xué)生綜合能力的考查,難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

14.某溶液中大量存在以下五種離子:NO3-、SO42-、Fe3+、H+、M,其物質(zhì)的量濃度之比為c(NO3-):c(SO42-):c(Fe3+):c(H+):c(M)=2:3:1:3:1,則M可能是( 。
A.Al3+B.Mg2+C.Cl-D.Ba2+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

15.三氯氧磷(化學(xué)式:POCl3)常用作半導(dǎo)體摻雜劑及光導(dǎo)纖維原料.氯化水解法生產(chǎn)三氯氧磷的流程如圖:

(1)氯化水解法生產(chǎn)三氯氧磷的化學(xué)方程式為PCl3+H2O+Cl2=POCl3+2HCl.
(2)氯化水解法生產(chǎn)三氯氧磷時,會產(chǎn)生含磷(主要為H3PO3、H3PO4等)廢水,已知H3PO3是一種淡黃色晶體,且易溶于水的二元弱酸.
①若用20mL H3PO3溶液與同濃度的NaOH溶液40mL恰好完全反應(yīng),寫出生成鹽為正鹽(填“正鹽”或“酸式鹽”).
②H3PO3中,P元素的化合價為+3.H3PO3可以將溶液中的Ag+還原,從而用于化學(xué)鍍銀,寫出該離子方程式H3PO3+2Ag++H2O=H3PO4+2Ag↓+2H+
③處理廢水時,先在其中加入適量漂白粉,再加入生石灰調(diào)節(jié)pH將磷元素轉(zhuǎn)化為磷酸鈣沉淀并回收,加入漂白粉的作用是將廢水中的H3PO3氧化為H3PO4
④若處理后的廢水中c(PO43-)=4×10-7 mol•L-1,溶液中c(Ca2+)=5×10-6mol•L-1.(已知Ksp[Ca3(PO42]=2×10-29
(3)通過佛爾哈德法可以測定三氯氧磷產(chǎn)品中Cl元素含量,實驗步驟如下:
Ⅰ.取a g產(chǎn)品于錐形瓶中,加入足量NaOH溶液,待完全水解后加稀硝酸至酸性.
Ⅱ.向錐形瓶中加入0.1000mol•L-1的AgNO3溶液40.00mL,使Cl-完全沉淀.
Ⅲ.向其中加入2mL硝基苯,用力搖動,使沉淀表面被有機(jī)物覆蓋.
Ⅳ.加入指示劑,用c mol•L-1 NH4SCN溶液滴定過量Ag+至終點,記下所用體積.
已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12
①滴定選用的指示劑是b(選填字母).
a.FeCl2       b.NH4Fe(SO42       c.淀粉     d.甲基橙
②實驗過程中若未加入硝基苯這項操作,所測Cl元素含量將會偏。ㄌ睢捌蟆、“偏小”或“不變”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.下列關(guān)于有機(jī)物的說法正確的是( 。
A.CH4和C12按體積比1:3混合可制得純凈的CHCl3
B.乙醇、乙酸和乙酸乙酯能用飽和Na2CO3溶液鑒別
C.C3H6O2有3種同分異構(gòu)體,它們均能與鈉反應(yīng)放出氫氣
D.人體內(nèi)的蛋白質(zhì)分解,最終生成二氧化碳和水排出體外

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

19.在“天宮二號”上蠶寶寶的“太空屋”形似膠囊(如圖),兩端的半球體由航天鋁合金打造,中間部分采用透明有機(jī)玻璃,蠶寶寶由聚氨酯海綿包裹著.
①蠶絲的主要成份為b(填字母).
a.多糖  b.蛋白質(zhì)  c.油脂
②有機(jī)玻璃和聚氨酯海綿均屬于c(填字母).
a.金屬材料   b.無機(jī)非金屬材料   c.有機(jī)高分子材料
③鈦鋁合金是常見的航天鋁合金,下列不屬于鈦鋁合金性質(zhì)的是a(填字母).
a.高密度        b.高強(qiáng)度         c.高韌性.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.將潔凈的金屬片甲、乙、丙、丁分別放置在浸有某種鹽溶液的濾紙上面并壓緊(如圖所示).在每次實驗時,記錄電壓指針的移動方向和電壓表的讀數(shù)如表
金屬電子流動方向電壓
甲→Cu+0.78
Cu→乙+0.15
丙→Cu+1.35
丁→Cu+0.30
已知構(gòu)成兩電極的金屬其金屬活潑性相差越大,電壓表的讀數(shù)越大.依據(jù)記錄數(shù)據(jù)判斷,下列結(jié)論中正確的是( 。
A.在四種金屬中乙的還原性最強(qiáng)
B.金屬乙能從硫酸銅溶液中置換出銅
C.甲、丁若形成原電池時,甲為負(fù)極
D.甲、乙形成合金在空氣中,乙先被腐蝕

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

16.錳及其化合物在生產(chǎn)、生活中有許多用途.
I.在實驗室中模擬工業(yè)利用軟錳礦(主要成分為MnO2,含少量SiO2、Fe2O3和A12O3等)制備金屬錳等物質(zhì),設(shè)計流程如圖1:


己知:碳酸錳在空氣中高溫加熱固體產(chǎn)物為Mn2O3;部分氫氧化物的Ksp(近似值)如表.
 物質(zhì) Mn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3
 Ksp 10-13 10-17 10-39 10-33
(1)“酸浸”中MnO2反應(yīng)的離子方程式為MnO2+2Fe2++4H+$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++2Fe3++2H2O;濾渣I的成分是SiO2
(2)向濾液I 中滴加雙氧水的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,便于轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3除去;測得濾液I 中c(Mn2+)=0.1mol•L-1,為保證滴加氨水不產(chǎn)生Mn(OH)2,應(yīng)控制溶液pH最大為8.
(3)“沉錳”過程中的離子方程式為Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O或Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+
(4)以Mn2O3和金屬鋁為原料可以制備粗錳,寫出化學(xué)反應(yīng)方程式Mn2O3+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al2O3+2Mn.
II.科學(xué)家發(fā)明了NH3燃料電池,以KOH為電解質(zhì),原理如圖2所示.
(5)該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

13.對工業(yè)廢水和生活污水進(jìn)行處理是防止水體污染、改善水質(zhì)的主要措施.
(1)含氰廢水中的CN-有劇毒.
①CN-中C元素顯+2價,N元素顯-3價,用原子結(jié)構(gòu)解釋N元素顯負(fù)價的原因是C和N的原子電子層數(shù)相同(同周期),核電荷數(shù)C小于N,原子半徑C大于N,吸引電子能力C弱于N
②在微生物的作用下,CN-能夠被氧氣氧化成HCO3-,同時生成NH3,該反應(yīng)的離子方程式為2CN-+4H2O+O2$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HCO3-+2NH3
(2)含乙酸鈉和對氯酚()的廢水可以利用微生物電池除去,其原理如圖1所示.

①B是電池的負(fù) 極(填“正”或“負(fù)”);
②A極的電極反應(yīng)式為Cl--OH+2e-+H+-OH+Cl-
(3)電滲析法處理廚房垃圾發(fā)酵液,同時得到乳酸的原理如圖2所示(圖中“HA”表示乳酸分子,A-表示乳酸根離子).
①陽極的電極反應(yīng)式為4OH--4e-═2H2O+O2
②簡述濃縮室中得到濃乳酸的原理:陽極OH-放電,c(H+)增大,H+從陽極通過陽離子交換膜進(jìn)入濃縮室,A-通過陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室,H++A-═HA,乳酸濃度增大
③電解過程中,采取一定措施可控制陽極室pH約為6-8,此時進(jìn)入濃縮室的OH-可忽略不計.
400mL 10g•g•L-1乳酸溶液通電一段時間后,濃度上升為145g•g•L-1(溶液體積變化忽略不計),陰極上產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為6.72L.(乳酸的摩爾質(zhì)量為90g•mol-1)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

14.25℃時,某溶液中由水電離產(chǎn)生的C(H+)和C(OH-)的乘積為1×10-20,下列說法正確的是( 。
A.該溶液的pH不可能是7B.該溶液的pH一定是4
C.該溶液的pH一定是10D.不會有這樣的溶液

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同步練習(xí)冊答案