综合实验(教师版)

综合实验 (教师版)1．三氯化硼(BCl3)常用作有机合成的催化剂，也可用于制取乙硼烷 (B2H6)，遇水能够发生水解反应。某兴趣小组设计如图所示装置，用单质硼与氯气反应制备三氯化硼。已知：BCl3的熔点为－107.3℃，沸点为 12.5℃；SiCl4的熔点为－70℃，沸点为 57.6℃。(1)装置的连接顺序为 A、________、F。(2)装置D的作用是________________________，装置F可用一个盛装 ________(填试剂名称)的干燥管代替。(3)实验过程中，应先点燃 A处的酒精灯，当观察到 ________________________时再点燃 B处的酒精灯。(4)装置B中若采用玻璃管，则制得的BCl3中常含有 SiCl4等杂质，SiCl4的电子式为________，可采用______________的方法提纯 BCl3。(5)三氯化硼(BCl3)水解生成硼酸(H3BO3)和白雾，写出此反应的化学方程式： ___________。(6)一定条件下，三氯化硼可与硼氢化钠 (NaBH4)反应生成乙硼烷和氯化钠，写出此反应的化学方程式：___________________________________________________________________。答案 (1)E、C、B、D(2)冷却和收集三氯化硼 碱石灰(3)装置F中试剂瓶内充满黄绿色气体(4) 蒸馏(5)BCl3＋3H2O===H3BO3＋3HCl(6)BCl3＋3NaBH4===2B2H6＋3NaCl解析 (1)由A装置出来的 Cl2中含有氯化氢和水蒸气，首先要通过 E装置，除去氯化氢，再通过C装置，除去水蒸气，纯净的 Cl2进入B装置参与反应，用 D装置收集三氯化硼，所以装置的连接顺序为 A、E、C、B、D、F。(2)三氯化硼的沸点为 12.5℃，用冰水冷却和收集三氯化硼；装置

F的作用为吸收多余的氯气，同时防止空气中的水蒸气进入

D装置，因此可用碱石灰代替。

(3)实验过程中，先点燃

A处酒精灯，当观察到装置

F中试剂瓶内充满黄绿色气体时，说明已经把装置中的空气排尽了，再点燃

B处酒精灯。

(4)Si

原子与四个

Cl

原子各形成一对共用电子对；根据二者沸点的不同且相差较大，可选择蒸馏的方法进行提纯。 (5)根据题意知，三氯化硼水解生成盐酸，同时还有硼酸生成，即可写出化学方程式。(6)根据题意，三氯化硼与硼氢化钠反应生成乙硼烷和氯化钠，写出化学方程式配平即可。2．丁烷的催化裂解有均裂(CHAl2O3＋CH)和异裂(CHAl2O3＋CH)两种方式。――→CH――→CH410△2624410△436已知：灼热的氧化铜能将烃氧化为二氧化碳和水。某兴趣小组进行如下的探究实验。请回答下列有关问题：.实验正式开始前需要进行的操作有：①给A、D加热，②检查装置的气密性，③排尽装置中的空气，④加入药品，⑤连接装置。(1)以上操作步骤的先后顺序是 ______________。(2)整个实验过程中为确保干燥丁烷气体流速平缓，应在

A装置前增加一个 _______装置。(3)验证操作③的方法是 ____________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)写出D中发生反应的化学方程式： ___________________________________________________________________________________________________________。(只需写一个)Ⅱ.该小组拟按下面的流程分离 B中的混合物：(1)操作Ⅰ需要事先向混合物中加入的无机试剂是 _________________________________。(2)操作Ⅱ中冷却所用的玻璃仪器是 _____________________________________________。(3)完成操作Ⅰ步骤的三个关键词是 _____________________________________________。Ⅲ.若丁烷裂解率为 100%，装置A、B、C、D中的反应均完全进行。 测得各装置的质量变化：m(A)＝0，m(B)＝＋2.14g，m(C)＝＋0.520g，m(D)＝－7.52g(“＋”代表质量增加，“－”代表质量减少 )，请计算丁烷气体裂解的均裂率为 ________。答案 Ⅰ.(1)⑤②④③①(2)盛有浓硫酸的洗气瓶(3)在

D装置出口处收集一小试管气体，

用拇指堵住管口， 到酒精灯火焰处松开拇指，

若听不到爆鸣声，说明已排尽空气△

△(4)4CuO＋CH4=====4Cu＋CO2＋2H2O(或

7CuO＋C2H6=====7Cu＋2CO2＋3H2O)Ⅱ.(1)Na2SO3溶液

(2)冷凝管

(3)振荡、静置、分液Ⅲ.62.5%3．溴苯是一种化工原料，可以用溴和苯反应合成，反应原理：实验室合成溴苯的装置示意图如下：下表为苯、溴和溴苯的相关数据：苯溴溴苯密度/g·cm－30.883.101.50沸点/℃8059156水中溶解性微溶微溶微溶回答下列问题：在A中加入30.0mL无水苯和少量铁屑。在B中小心加入10.0mL液态溴。向A中滴加液溴，反应一段时间后，点燃酒精灯加热蒸馏。(1)A

的容积最适合的是

________(填字母)。a．25mL

b．50mLc．100mL

d．250mL(2)收集溴苯时，应根据

_______(填“C1”或“C2”)所显示的温度，其温度应为

_______。(3)在反应开始后到收集溴苯之前，

应先将

F装置连接在

D装置后，

F中可能发生的反应的化学方程式为_________________________________________________________________。(4)制得的粗溴苯经碱洗、水洗、干燥得纯净的溴苯 16g，则溴苯的产率为 ________。(5)某化学小组设计如下实验方案，证明苯和溴发生的是取代反应而不是加成反应。第一步：取少量反应后 F装置中的溶液于试管中；第二步：向其中加入过量的稀硝酸；第三步：继续滴加少量的硝酸银溶液，如果有浅黄色沉淀生成则证明苯和溴发生的是取代反应。该实验方案________(填“合理”或“不合理”)，理由是___________________________________________________________________________________________________。答案(1)c(2)C2156℃(3)Br＋2NaOH===NaBr＋NaBrO＋H2O、HBr＋NaOH===NaBr＋HO22(4)52.6%(5)不合理Br2可以和NaOH溶液反应生成Br－，也能产生浅黄色沉淀，无法确定是否生成HBr，即无法确定两者发生的是取代反应解析(2)要在锥形瓶中收集到溴苯，就需要将溴苯蒸馏出去，所以蒸气温度要达到156℃，故应使温度计 C2测得的温度达到 156℃。(3)挥发出来的 Br2以及产物 HBr都可被NaOH溶液吸收。(4)苯的质量为 0.88gcm·－3×30mL＝26.4g，溴的质量为 31g，根据过量计算知苯过量，按溴计算理论产量。15731gx157x＝ ×31g≈30.4g16g故产率： ×100%≈52.6%。4．草酸是一种重要的化工产品。 某校化学兴趣小组拟在实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草酸并探究草酸的分解产物。Ⅰ.草酸的制备该小组同学设计如图所示装置 (加热、搅拌和仪器固定装置均已略去 )来制备草酸。实验过程如下：①将一定量的淀粉水解液加入三颈瓶中；②控制反应液温度在 55～60℃条件下，边搅拌边缓缓滴加一定量含有适量催化剂的混酸(65%HNO3与98%HSO的质量之比为2∶1.5)溶液；24③反应3h左右，冷却，抽滤后再重结晶得草酸晶体。(1)该反应需控制反应液温度在55～60℃，并缓缓滴加混酸，原因是______________。抽滤是指利用抽气泵使抽滤瓶中的压强降低，达到固液分离的目的。抽滤的优点是________________________________________________________________________。(3)冷凝水的进口为 ________(填“a”或“b”)口。Ⅱ.草酸的分解实验探究小组同学经查阅资料知，草酸晶体在 101℃时熔化并开始升华， 157℃时大量升华，继续升温会分解。为了检验草酸晶体受热分解的产物中是否有 CO2，甲、乙两位同学分别设计了装置1、装置2来完成实验。(4)简述检验装置 1的气密性的操作方法： ________________________________________________________________________________________________________________。(5)有同学提出装置

B处可能会发生危险，理由是

__________________________________________________________________________________________________________

。(6)甲、乙两位同学都考虑到了用冰水来冷凝，冰水冷凝的目的是

____________________。(7)有同学提出甲、乙两位同学设计的装置都有缺陷，请你从

A～F中选择合适的仪器，组装一套更合理的装置，按照气流由左到右的顺序依次为

______________(用字母表示

)。答案

(1)温度太低，反应速率慢，温度太高或滴入过快会导致草酸产率下降

(C6H12O6

和H2C2O4进一步被氧化

)(2)可加快过滤速度，并能得到较干燥的沉淀(3)a(4)如图连接好装置，将导管 b没入水中，微热 (或手捂)试管a，看到导管口处有气泡冒出，撤火(或松手)后，观察到导管内有一段水柱上升，则说明该装置的气密性良好(5)B中的导管过长、过细，冷凝后的草酸晶体可能会堵塞导管而发生爆炸(6)冷凝使草酸结晶分离，防止草酸蒸气干扰 CO2的检验(7)A、E、F解析 (1)要从两个方面解释，温度太低，反应速率慢，温度太高或滴入过快会导致 C6H12O6和H2C2O4进一步被氧化，草酸产率下降。(2)抽滤的目的是加快反应速率，使过滤更彻底，能得到较干燥的沉淀。(3)如图所示，冷凝水应从 a口进b口出。(4)按图连接好装置，将导管 b