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题型微练3 化学实验综合(B)
1.实验室以2-丁醇(CH3CHOHCH2CH3)为原料制备2-氯丁烷(CH3CHClCH2CH3),实验装置如图所示(夹持、加热装置已略去):
甲 乙
相关信息如表所示:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/
(g·cm-3)
其他
2-丁醇
-114.7
99.5
0.81
与水互溶
2-氯丁烷
-131.3
68.2
0.87
微溶于水,
碱性水解
【实验步骤】
步骤1:在甲装置中的圆底烧瓶内加入无水ZnCl2和100 mL 12 mol·L-1浓盐酸,充分溶解、冷却,再加入45.68 mL 2-丁醇,加热一段时间。
步骤2:将反应混合物移至乙装置的蒸馏烧瓶内,蒸馏并收集115 ℃以下的馏分。
步骤3:从馏分中分离出有机相,进行系列操作,放置一段时间后过滤。
步骤4:滤液经进一步精制得产品。
回答下列问题:
(1)Ⅰ中应放的仪器是 (填“A”或“B”,下同),Ⅱ中应放的仪器是 。
(2)步骤1中加入无水ZnCl2的作用是 。
(3)步骤3进行系列操作的顺序是 (填序号,可重复使用)。
①10%Na2CO3溶液洗涤
②加入CaCl2固体
③蒸馏水洗涤
用Na2CO3溶液洗涤时操作要迅速,其原因是 。
(4)步骤4进一步精制得产品所采用的操作方法是 (填名称)。
(5)测定实验中生成2-氯丁烷的产率。将全部产品加入足量NaOH溶液中,加热,冷却后,滴入硝酸溶液至溶液呈酸性,再滴入足量的硝酸银溶液,得到57.40 g沉淀,则2-氯丁烷的产率是 。
解析 (1)A为球形冷凝管,一般竖直放置,用于冷却回流,不能斜放用于冷凝馏分;B为直形冷凝管,倾斜放置,用于冷凝馏分。(2)甲装置圆底烧瓶中的反应是CH3CHOHCH2CH3+HClCH3CHClCH2CH3+H2O,步骤1中加入的无水ZnCl2不作反应物,故作催化剂,加快化学反应速率。(3)步骤3进行系列操作的顺序是用蒸馏水洗去产品中含有的HCl、ZnCl2用10% Na2CO3溶液洗去少量的HCl用蒸馏水洗去少量的Na2CO3用CaCl2固体干燥产品,放置一段时间后过滤。因为2-氯丁烷在碱性溶液中水解,为了防止2-氯丁烷水解,同时减少2-氯丁烷(沸点较低)挥发,故用Na2CO3溶液洗涤时操作要迅速。(4)蒸馏可分离互溶的有一定沸点差的液体混合物,故步骤4进一步精制得产品所采用的操作方法是蒸馏。(5)45.68 mL 2-丁醇的物质的量为≈0.50 mol,则理论上可得到0.50 mol 2-氯丁烷。由2-氯丁烷在测定实验中的反应CH3CHClCH2CH3NaClAgCl可知,n(AgCl)=n(CH3CHClCH2CH3)==0.40 mol,则2-氯丁烷的产率是×100%=80%。
答案 (1)A B
(2)作催化剂
(3)③①③② 防止2-氯丁烷水解,减少2-氯丁烷挥发
(4)蒸馏 (5)80%
2.(2023·广州模拟)醋酸钠(CH3COONa)是一种常用的防腐剂和缓冲剂。
(1)配制250 mL 0.10 mol·L-1CH3COONa溶液,需要称量醋酸钠晶体(CH3COONa·3H2O,M=136 g·mol-1)的质量为 。实验需要的仪器有天平、药匙、玻璃棒、量筒、 (从下列图中选择,写出名称)。
(2)某小组探究外界因素对CH3COONa水解程度的影响。
甲同学设计实验方案如下(表中溶液浓度均为0.10 mol·L-1)。
ⅰ.实验 和 (填序号),探究加水稀释对CH3COONa水解程度的影响。
ⅱ.实验1和3,探究加入N对CH3COONa水解程度的影响。
ⅲ.实验1和4,探究温度对CH3COONa水解程度的影响。
序
号
温度
V(CH3COONa)
/mL
V(CH3COONH4)
/mL
V(H2O)
/mL
pH
1
25 ℃
40.0
0
0
A1
2
25 ℃
4.0
0
36.0
A2
3
25 ℃
20.0
10.0
a
A3
4
40 ℃
40.0
0
0
A4
①根据甲同学的实验方案,补充数据:a= 。
②实验测得A1>A3,该结果不足以证明加入N促进了CH3COONa的水解。根据 (填一种微粒的化学式)的浓度增大可以说明加入N能促进CH3COONa的水解。
③已知CH3COONa水解为吸热反应,甲同学预测A1<A4,但实验结果为A1>A4。实验结果与