【题目】苯甲酸(C6H5COOH式量:122,熔点122.4℃,密度为1.2659g·cm-3)是一种一元有机弱酸,微溶于水易溶于乙醇。实验室中由甲苯(式量:92,密度为0.8669 g·cm-3)制备苯甲酸的实验如下:
第一步:将18.4g甲苯和硫酸酸化的KMnO4溶液置于如图的三颈瓶中,加热保持反应物溶液温度在90℃左右至反应结束。
第二步:将反应后混合液过滤,滤液用浓盐酸酸化,抽滤得粗产品。
第三步:粗产品用水洗涤2到3次,干燥称量得固体23.4g。
请回答下列问题:
(1)仪器甲的名称为_________________。
(2)第一步发生反应的化学方程式为____________________________。
(3)第二步中抽滤的优点是____________________________________。
(4)第三步证明洗涤干净的方法是_________________________________;
干燥的最佳方法是________ (填代号)
a.空气中自然风干b.沸水浴上干燥c.直接加热干燥
(5)由以上数据知苯甲酸的产率为_____________。
(6)某学生为测定苯甲酸的电离平衡常数设计实验如下:常温下,将a mol苯甲酸和b mol KOH混合加水形成2L溶液,测得溶液的pH=7,请用含a、b的代数式表示出苯甲酸的Ka=____________,该溶液中的离子浓度大小关系为____________________。
【答案】 温度计 5C6H5CH3+6KMnO4+9H2SO4→5C6H5COOH+3K2SO4+6MnSO4+14H2O 过滤速度快,得到的固体水分少 取最后一次的洗涤液中滴加硝酸银溶液,若无沉徒生成,则说明沉淀洗涤干净了 b 96%或9-9% b×10-7/(a-b) c(K+)=c(C6H5COO-)>c(H+)=c(OH-)
【解析】(1)根据仪器构造可知仪器甲的名称为温度计。(2)第一步发生的反应是甲苯被氧化物苯甲酸,反应的化学方程式为5C6H5CH3+6KMnO4+9H2SO4→5C6H5COOH+3K2SO4+6MnSO4+14H2O。(3)第二步中抽滤的优点是过滤速度快,得到的固体水分少。(4)由于第二步中用浓盐酸酸性,因此可以通过检验氯离子来判断第三步证明洗涤是否干净,方法是取最后一次的洗涤液中滴加硝酸银溶液,若无沉徒生成,则说明沉淀洗涤干净了;苯甲酸的熔点超过100℃,为了加快干燥过程,减少损耗,干燥的最佳方法是沸水浴上干燥,答案选b;(5) 18.4g甲苯的物质的量是0.2mol,理论上生成苯甲酸是0.2mol,质量是0.2mol×122g/mol=24.4g,因此苯甲酸的产率为23.4g/24.4g×100%=96%。(6)根据物料守恒可知溶液中c(C6H5COO-)+c(C6H5COOH)=0.5a,苯甲酸钾是bmol,则c(C6H5COO-)=0.5bmol,所以苯甲酸的Ka==b×10-7/(a-b);
根据电荷守恒可知该溶液中的离子浓度大小关系为c(K+)=c(C6H5COO-)>c(H+)=c(OH-)。
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【题目】已知NaHC2O4溶液的pH < 7。常温下,向pH=8.4的Na2C2O4溶液中滴加0.1mol/L的HCl溶液,溶液pH与pOH[pOH=-lgc(OH-)]的变化关系如图所示,下列各点所示溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是
A. a点:c(H+)+c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)=c(OH-)
B. b点:c(Cl-)>c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)
C. c点:c(Na+)=c(HC2O4-)+ c(C2O42-)+c(Cl-)
D. d点:c(OH-)+ c(Cl-)>c(H+)+2c(H2C2O4)
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 所含共价键数均为0.4NA的白磷(P4)和甲烷的物质的量相等
B. 10g浓度为46%的乙醇水溶液中含有的氢原子总数为1.2NA
C. 2 g H2分别与足量的C12和N2充分反应后转移的电子数均为2NA
D. 1molFe(OH)3与含3molHI的溶液完全反应后,溶液中所含I-的数目为3NA
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【题目】金属铁盐或其氧化物在生产生活和科学实验中应用广泛。
(1)一定条件下Fe2O3与甲烷反应制取纳米级铁,同时生成CO和H2。
已知:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-27.6kJ/mol
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.4kJ/mol
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41.0kJ/mol
①反应Fe2O3(s)+3 CH4(g)2Fe(s)+3CO(g) +6H2(g)的△H______0(填“>”、“<”或“=”)
②若该反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得体系中固体质量减少0.96g。则该段时间内CO的平均反应速率为__________。
③若该反应在恒温恒压容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是______(选填序号)
a.c(CH4)=c(CO)
b.固体的总质量不变
c.v(CO)与v(H2)的比值不变
d.混合气体的平均相对分子质量不变
④该反应的化学平衡常数的负对数pK随反应温度T的变化曲线如下图。试用平衡移动原理解释该曲线的变化规律:______________________。若700℃时测得c平衡(H2)=1.0mol·L-1,则CH4的转化率为_________。
(2)菱铁矿的主要成分是:FeCO3,实验室中可以通过FeSO4与NaHCO3溶液混合制得FeCO3,有关反应的离子方程式为:____________________。已知Ksp[FeCO3]=3.2×10-11,H2CO3的Ka1=4.30×10-7,Ka2=5.61×10-11。试通过以上数据简要计算说明该反应能进行的原因_____________________。
(3)Na2FeO4是一种高效净水剂,工业上以Fe为阳极,NaOH为电解质溶液进行电解制备, 写出阳极电极反应式:_____________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】铝是一种重要的金属,在生产、生活中具有许多重要的用途,如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程:
已知:(1)铝土矿的主要成分是Al2O3,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质;
(2)溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应,能生成硅铝酸盐沉淀,化学反应方程式为2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O=Na2A12Si2O8↓+4NaOH。请回答下列问题:
(1)铝土矿中Al2O3与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为_________________________________。
(2)在工艺流程中“酸化”时,加入的最佳物质B是________,理由是_______________________,写出酸化过程发生反应的化学方程式:________________________________。
(3)工业上用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应制取AlCl3,理论上每消耗6.0 g碳单质,转移1 mol电子,则反应的化学方程式为__________________________________。
(4)某同学推测铝与氧化铁发生铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3,设计了如下方案来验证:取一块该熔融物投入少量稀硫酸中,反应一段时间后,向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液,观察溶液颜色的变化,即可证明熔融物中是否含有Fe2O3。
则物质甲是_________(填化学式),请判断该同学设计的实验方案的合理性_________(填“合理”或“不合理”)。原因是_______________________________________(若合理,则不用填写)。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列有关酸碱中和滴定实验操作或说法正确的是
A. 洗净的锥形瓶须烘干后再滴入待测液
B. 用待测溶液润洗锥形瓶可以减小误差
C. 若滴定终点时,俯视刻度线记录数据,会导致测定结果偏高
D. 满定管装待测溶液前,须先水洗,后再用该溶液润洗以减小误差
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【题目】下列变化属于取代反应的是( )
A. 苯与溴水混合,水层褪色 B. 甲苯制三硝基甲苯
C. 乙醇在浓硫酸作用下制取乙烯 D. 苯和氯气在一定条件下生成六氯环己烷
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