【題目】苯胺是重要的化工原料。某興趣小組在實驗室里進行苯胺的相關(guān)實驗。
已知:①和NH3相似,與鹽酸反應生成易溶于水的鹽
②用硝基苯制取苯胺的反應原理:+3Sn+12HCl+3SnCl4+4H2O
③有關(guān)物質(zhì)的部分物理性質(zhì)見下表:
I.比較苯胺與氨氣的性質(zhì)
(1)將分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒靠近,產(chǎn)生白煙,反應的化學方程式為____;用苯胺代替濃氨水重復上述實驗,卻觀察不到白煙,原因是____。
Ⅱ.制備苯胺
往圖1所示裝置(夾持裝置略,下同)的冷凝管口分批加入20mL濃鹽酸(過量),置于熱水浴中回流20min,使硝基苯充分還原;冷卻后,往三頸燒瓶中滴入一定量50% NaOH溶液,至溶液呈堿性。
(2)冷凝管的進水口是____(填“a”或“b”);
(3)滴加NaOH溶液的主要目的是析出苯胺,反應的離子方程式為____。
Ⅲ.提取苯胺
i.取出圖1所示裝置中的三頸燒瓶,改裝為圖2所示裝置。加熱裝置A產(chǎn)生水蒸氣,燒瓶C中收集到苯胺與水的混合物;分離混合物得到粗苯胺和水溶液。
ii.往所得水溶液中加入氯化鈉固體,使溶液達到飽和狀態(tài),再用乙醚萃取,得到乙醚萃取液。
iii.合并粗苯胺和乙醚萃取液,用NaOH固體干燥,蒸餾后得到苯胺2.79g。
(4)裝置B無需用到溫度計,理由是____。
(5)操作i中,為了分離混合物,取出燒瓶C前,應先打開止水夾d,再停止加熱,理由是____。
(6)該實驗中苯胺的產(chǎn)率為____。
(7)欲在不加熱條件下除去苯胺中的少量硝基苯雜質(zhì),簡述實驗方案:____。
【答案】NH3+HCl=NH4Cl 苯胺沸點較高,不易揮發(fā) b C6H5NH3++OH-C6H5NH2+H2O 蒸出物為混合物,無需控制溫度 防止B中液體倒吸 60.0% 加入稀鹽酸,分液除去硝基苯,再加入氫氧化鈉溶液,分液去水層后,加入NaOH固體干燥、過濾
【解析】
制備苯胺:向硝基苯和錫粉混合物中分批加入過量的鹽酸,可生成苯胺,分批加入鹽酸可以防止反應太劇烈,減少因揮發(fā)而造成的損失,且過量的鹽酸可以和苯胺反應生成C6H5NH3Cl,之后再加入NaOH與C6H5NH3Cl反應生成苯胺。
(1)將分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒靠近,因為兩者都有揮發(fā)性,在空氣中相遇時反應生成NH4Cl白色固體,故產(chǎn)生白煙方程式為NH3+HCl=NH4Cl;依據(jù)表中信息,苯胺沸點較高(184℃),不易揮發(fā),因此用苯胺代替濃氨水,觀察不到白煙;
(2)圖中球形冷凝管的水流方向應為“下進上出”即“b進a出”,才能保證冷凝管內(nèi)充滿冷卻水,獲得充分冷凝的效果;
(3)過量濃鹽酸與苯胺反應生成C6H5NH3Cl,使制取反應正向移動,充分反應后加入NaOH溶液使C6H5NH3Cl生成C6H5NH2,離子反應方程式為C6H5NH3++OH-= C6H5NH2+H2O;
(4)由于蒸出物為水和苯胺的混合物,故無需控制溫度;
(5)水蒸氣蒸餾裝置中,雖然有玻璃管平衡氣壓,但是在實際操作時,裝置內(nèi)的氣壓仍然大于外界大氣壓,這樣水蒸氣才能進入三頸燒瓶中;所以,水蒸氣蒸餾結(jié)束后,在取出燒瓶C前,必須先打開止水夾d,再停止加熱,防止裝置內(nèi)壓強突然減小引起倒吸;
(6)已知硝基苯的用量為5.0mL,密度為1.23g/cm3,則硝基苯的質(zhì)量為6.15g,則硝基苯的物質(zhì)的量為,根據(jù)反應方程式可知理論生成的苯胺為0.05mol,理論質(zhì)量為=4.65g,實際質(zhì)量為2.79g,所以產(chǎn)率為60.0%;
(7)“不加熱”即排除了用蒸餾的方法除雜,苯胺能與HCl溶液反應,生成可溶于水的C6H5NH3Cl而硝基苯則不能與HCl溶液反應,且不溶于水。所以可在混合物中先加入足量鹽酸,經(jīng)分液除去硝基苯,再往水溶液中加NaOH溶液析出苯胺,分液后用NaOH固體干燥苯胺中還含有的少量水分,濾去NaOH固體,即可得較純凈的苯胺。
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【題目】下列敘述不正確的是( )
A. CCl4可由CH4制得,可萃取碘水中的碘
B. 乙烯和甲苯分子中所有原子都在同一個平面上
C. 煤油可由石油分餾獲得,可用作燃料和保存少量金屬鈉
D. 和CH3-CH=CH2互為同分異構(gòu)體
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【題目】亞砷酸(H3AsO3)在溶液中存在多種微粒形態(tài),各種微粒物質(zhì)的量分數(shù)與溶液pH關(guān)系如下圖所示。下列說法中,不正確的是
A. K3AsO3溶液中的水解方程式:AsO33-+H2OHAsO32-+OH-
B. pH=12.8時,c(HAsO32-) >c(H2AsO3-)=c(AsO33-)
C. pH = 12時,溶液中c(H2AsO3-) + 2c(HAsO32-) + 3c(AsO33-) + c(OH-) = c(H+)
D. pH=9.2時,在H2AsO3-和H3AsO3的混合溶液中:c(H2AsO3-):c(H3AsO3)=1:1
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【題目】CH4 是一種清潔、高效、具有優(yōu)良的環(huán)保性能的燃料,其燃燒熱為890.3kJ·mol-1。它可以作為燃料電池的燃料。
(1)寫出甲烷燃燒的熱化學方程式:____________________________________________;
(2)以甲烷、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,惰性電極為電極可以構(gòu)成燃料電池。該電池的負極反應式為____
(3)用(2)中的燃料電池為電源,以石墨為電極電解500mL滴有酚酞的NaCl溶液,裝置如圖所示:
①請寫出電解過程中陰極附近觀察到的現(xiàn)象:____________________。
②當燃料電池消耗2.8L O2(標準狀況下)時,計算此時NaCl溶液的pH=__________ (假設(shè)溶液的體積不變,氣體全部從溶液中逸出)。在Y極通過的電子的物質(zhì)的量為:_______________________。
③電解之后,要使溶液恢復原狀,應該向溶液中加入物質(zhì) _________(填名稱)。溶液中Cl―流向 ____________極(填“X”或“Y”)。
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【題目】合成氨是人類科學技術(shù)上的一項重大突破,其反應原理為:△H=-92.4kJ·L-1,一種工業(yè)合成氨的簡易流程圖如下:
(1)步驟II中制氯氣原理如下:
I. △H=+206.4kJ·L-1
II. △H=-41.2kJ·L-1
①對于反應I,一定可以提高平衡體系中H2百分含量,又能加快反應速率的是____________________。
a.升高溫度 b.增大水蒸氣濃度 c.加入催化劑 d.降低壓強
②利用反應II,將CO進一步轉(zhuǎn)化,可提高H2產(chǎn)量。若1mol CO和H2的混合氣體(CO的體積分數(shù)為20%)與H2O反應,得到1.18molCO、CO2和H2的混合氣體,則CO轉(zhuǎn)化率為_______________。
(2)圖1表示500℃、60.0Mpa條件下,原料氣投料比平衡時NH3體積分數(shù)的關(guān)系。根據(jù)圖中a點數(shù)據(jù)計算N2的平衡體積分數(shù):________。
(3)上述流程圖中,使合成氨氣放出的能量得到充分利用的主要步驟是(填序號)________。簡述本流程中提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率的方法:_______________。
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【題目】不能用勒夏特列原理解釋的是( )
A.H2、I2(g)混合氣體加壓后顏色變深B.過量空氣有利于SO2轉(zhuǎn)化為SO3
C.向氯水中加石灰石可提高次氯酸的濃度D.光照新制氯水,氯水顏色變淺
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【題目】海冰是海水凍結(jié)而成的咸水冰,海水凍結(jié)時,部分來不及流走的鹽分(設(shè)以NaCl為主)以鹵汁的形式被包圍在冰晶之間,形成“鹽泡”,其大致結(jié)鉤如圖所示,若海冰的冰齡達到1年以上,融化后的水為淡水。下列說法錯誤的是
A.海冰的堅固程度不如淡水冰
B.海冰內(nèi)層“鹽泡”越多,密度越小
C.海冰內(nèi)層NaCl的濃度約為10-4 mol·L1 (設(shè)冰的密度為0.9g·cm3)
D.海冰冰齡越長,內(nèi)層的“鹽泡”越少
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【題目】下列用來表示物質(zhì)變化的化學用語中,正確的是( 。
A.電解飽和食鹽水:C1-+2H2OH2↑+Cl2↑+OH-
B.鉛蓄電池充電時陽極反應式為:PbSO4–2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42―
C.氫氧燃料電池在堿性介質(zhì)中的負極反應式:O2+2H2O+4e-=4OH-
D.鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的正極反應式:Fe–2e-=Fe2+
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【題目】根據(jù)下述轉(zhuǎn)化關(guān)系,回答問題:
已知:①+CH3BrCH3+HBr;
②C物質(zhì)苯環(huán)上一鹵代物只有兩種。
(1)寫出B物質(zhì)的名稱__________;D物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式________。
(2)寫出反應②的類型________;反應⑤的條件________。
(3)寫出反應⑥的化學方程式:________________________________。
(4)寫出D+E反應的化學方程式:_______________。
(5)反應②還有可能生成一種C16H18的有機物,其苯環(huán)上一鹵代物也只有兩種,寫出它的結(jié)構(gòu)簡式:_______________________________。
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