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[實驗化學]
2-苯基-2-丁醇是重要的有機合成中間體，以溴苯為原料合成該中間體的反應原理如下：

【實驗裝置】
      
裝置Ⅰ                          裝置Ⅱ
【實驗步驟】
步驟1：將鎂條置于裝置Ⅰ的三頸燒瓶中，加入100 mL乙醚（ρ＝0.71g·cm^－3），在冷卻條件下緩緩滴入溴苯，微熱并加入一小塊碘引發(fā)反應①。
步驟2：滴加14.2 mL丁酮和30 mL乙醚混合物，發(fā)生反應②；滴加入20％的NH₄Cl水溶液，發(fā)生反應③。
步驟3：分出油層，用水洗滌至中性，用無水CaCl₂干燥。
步驟4：用裝置Ⅱ先蒸出乙醚，再蒸餾出產品。
（1）步驟1中加入碘的作用是     。
（2）裝置Ⅰ中滴加液體所用的儀器的名稱是     ，反應②需將三頸燒瓶置于冰水中，且逐滴加入丁酮和乙醚，其目的是     。
（3）步驟三中分離出油層的具體實驗操作是     。
（4）裝置Ⅱ采用的是減壓蒸餾，實驗時需將吸濾瓶需連接     ；采用這種蒸餾方式的原因是     。

下述實驗設計能夠達到目的的是         

編號	實驗目的	實驗設計
A	除去NO2中少量的NO	向混合氣體中通入O2
B	除去乙酸乙酯中的乙酸雜質	加入氫氧化鈉溶液，分液
C	證明苯分子中不含碳碳雙鍵	向苯中加入酸性高錳酸鉀溶液
D	證明氯元素的非金屬性比硅強	將HCl通人Na2SiO3溶液中

（17分）過氧化鈣(CaO₂)難溶于水，在常溫下穩(wěn)定，在潮濕空氣及水中緩慢分解放出氧氣，用作殺菌劑、防腐劑、解酸劑、油類漂白劑及封閉膠泥的快干劑，在食品、牙粉、化妝品等制造中用作添加劑。下圖是以大理石(主要雜質是氧化鐵)等為原料制取過氧化鈣(CaO₂)的流程。

請回答下列問題：
（1）操作①中應包括         、         、     用氨水調節(jié)pH至8～9的目的是______________。
（2）若測得濾液C中c(CO)＝2.50×10^－4 mol·L^－1，則Ca^2＋_ _____(填“是”或“否”)沉淀完全。[已知c(Ca^2＋)≤10^－5 mol·L^－1可視為沉淀完全；K_sp(CaCO₃)＝4.96×10^－9]
（3）若在濾液C中，加入HNO₃使溶液呈酸性以得到副產物NH₄NO₃，則酸化后溶液中，c(NH)        c(NO) （填 > 、< 或 = ），(NH₄)₂CO₃溶液中離子濃度由大到小的順序為               。
（4）在低溫下，往過氧化氫濃溶液中投入無水氯化鈣進行反應，寫出該反應的化學方程式：_______________，一段時間后，再加入氫氧化鈉溶液，當調節(jié)溶液pH至9～11，才出現大量沉淀。用簡要的文字解釋需用氫氧化鈉調節(jié)pH至9～11的原因_________________________。
（5）寫出CaO₂與H₂O反應的化學方程式                                      。

用下列實驗裝置進行相應實驗，能達到實驗目的的是(　　)。

選項	A	B	C	D
裝置
目的	除去Cl2中含有的少量HCl	蒸干NH4Cl飽和溶液制備NH4Cl晶體	制取少量純凈的CO2氣體	分離CCl4萃取碘水后已分層的有機層和水層

 

(15分)銅的氯化物是重要的化工原料，廣泛地用作有機合成催化劑。
實驗室中以粗銅(含雜質Fe)為原料，某種制備銅的氯化物的流程如下。

按要求回答下列問題：
（1）操作①的玻璃儀器有________________________，檢驗溶液2中是否含有雜質離子的操作是                  。
（2）上述流程中，所得固體1需要加稀鹽酸溶解，其理由是                       ；
溶液1可加試劑X用于調節(jié)pH以除去雜質，X可選用下列試劑中的(填序號)___________。
a．NaHCO₃     b．NH₃·H₂O     c．CuO     d．Cu₂(OH)₂CO₃
（3）反應②是向溶液2中通入一定量的SO₂，加熱一段時間后生成CuCl白色沉淀。寫出   
制備CuCl的離子方程式：                                                   。
（4）現用如圖所示的實驗儀器及藥品來制備純凈、干燥的氯氣并與粗銅反應(鐵架臺、鐵夾省略)。

①按氣流方向連接各儀器接口順序是：a→  、　　→　　、　　→　　、　　→　　　。實驗大試管加熱前要進行一步重要操作，其操作是                          。
②反應時，盛粗銅粉的試管中的現象是                              。

(15分)阿司匹林(乙酰水楊酸，)是世界上應用最廣泛的解熱、鎮(zhèn)痛和抗炎藥。乙酰水楊酸受熱易分解，分解溫度為128～135℃。某學習小組在實驗室以水楊酸(鄰羥基苯甲酸)與醋酸酐[(CH₃CO)₂O]為主要原料合成阿司匹林，制備基本操作流程如下：

主要試劑和產品的物理常數

名稱	相對分子質量	熔點或沸點(℃)	水
水楊酸	138	158(熔點)	微溶
醋酸酐	102	139.4(沸點)	反應
乙酰水楊酸	180	135(熔點)	微溶

請根據以上信息回答下列問題：
（1）制備阿司匹林時，要使用干燥的儀器的原因是________________。
（2）①合成阿司匹林時，最合適的加熱方法是__________________________。
②加熱后冷卻，未發(fā)現被冷卻容器中有晶體析出，此時應采取的措施是_________________。
③抽濾所得粗產品要用少量冰水洗滌，則洗滌的具體操作是____________________。
（3）另一種改進的提純方法，稱為重結晶提純法。方法如下：

改進的提純方法中加熱回流的裝置如圖所示。

①使用溫度計的目的是________________；
②此種提純方法中乙酸乙酯的作用是________________，所得產品的有機雜質要比原方案少，原因是___________________________________。

某種混合氣體，可能含有N₂、HCl和CO，把混合氣體依次通過足量的NaHCO₃溶液和灼熱的CuO，氣體體積都沒有變化，經干燥后再通過足量的Na₂O₂固體，氣體體積減少，最后通過灼熱的銅網，經充分反應后，氣體體積又減少，但還有剩余氣體，以下對混合氣體區(qū)分的判斷，正確的是(    )

A．一定沒有N2，CO和HCl中至少有一種

B．一定沒有N2，CO和HCl都有

C．一定有N2，CO和HCl中至少有一種

D．一定有N2和HCl，肯定沒有CO

某化學小組在實驗中利用CaSO₄、NH₃、CO₂制備(NH₄)₂SO₄，其工藝流程如下。

回答下列問題：
（1）操作Ⅰ的名稱為_________；操作Ⅱ一系列操作包括蒸發(fā)濃縮、________、過濾。
（2）實驗室中煅燒碳酸鈣時，盛放碳酸鈣所用的儀器是________(填名稱)。
（3）X物質為____(填化學式，下同)，Y物質為____，可循環(huán)利用的物質的有_____。
（4）要測定所制得的硫酸銨純度，取10.0g樣品，完全溶于水，向溶液中滴加過量的氯化鋇溶液，過濾、洗滌、干燥后稱量固體的質量為16.31g。為避免引起誤差，檢驗氯化鋇溶液是否過量最好的試劑是_______，所制得硫酸銨的純度為________。
（5）下列裝置不能用于實驗室制氨氣的是__________(填序號)。

選擇氨氣的制取裝置后，再用下列裝置收集干燥的氨氣，并制取硫酸銨溶液，連接的順序(用接口序號字母表示)是：a接____，____接____，____接_____，____接_____。

上述裝置中CCl₄的作用是___________________。

（14分）鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO·Cr₂O₃，還含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等雜質，以下是以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）的流程圖：

已知：①4FeO?Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂↑；
②Na₂CO₃+Al₂O₃2NaAlO₂+CO₂↑；
③Cr₂CO₇^2-+H₂O2CrO₄^2-+2H⁺
根據題意回答下列問題：
（1）固體X中主要含有      （填寫化學式）；要檢測酸化操作中溶液的pH是否等于4．5，應該使用   ______________   （填寫儀器或試劑名稱）。
（2）酸化步驟用醋酸調節(jié)溶液pH＜5，其目的是  _______________________ 。
（3）操作Ⅲ有多步組成，獲得K₂Cr₂O₇晶體的操作依次是：加入KCl固體、蒸發(fā)濃縮、         、過濾、       、干燥。
（4）下表是相關物質的溶解度數據，操作III發(fā)生反應的化學方程式是：Na₂Cr₂O₇ + 2KCl＝K₂Cr₂O₇ ↓+ 2NaCl，該反應在溶液中能發(fā)生的理由是_____________________________。

物質		KCl	NaCl	K2Cr2O7	Na2Cr2O7
溶解度（g/100g水）	0℃	28	35．7	4．7	163
	40℃	40．1	36．4	26．3	215
	80℃	51．3	38	73	376

 
（5）副產品Y主要含氫氧化鋁，還含少量鎂、鐵的難溶化合物及可溶性雜質，精確分析Y中氫氧化鋁含量的方法是稱取n g樣品，加入過量        ____ （填寫試劑）、溶解、過濾、再       （填寫試劑）、……灼燒、冷卻、稱量，得干燥固體m g。計算祥品中氫氧化鋁的質量分數為    （用含m、n的代數式表示）。

為回收利用廢釩催化劑（含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性殘渣），科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝，主要流程如下：

部分含釩物質在水中的溶解性如下：

物質	VOSO4	V2O5	NH4VO3	(VO2)2SO4
溶解性	可溶	難溶	難溶	易溶

 
回答下列問題：
（1）工業(yè)由V₂O₅冶煉金屬釩常用鋁熱劑法，該反應的氧化劑為_____________。
（2）濾液中含釩的主要成分為______________（填化學式）。
（3）該工藝中反應③的沉淀率（又稱沉釩率）是回收釩的關鍵之一，該步反應的離子方程式____；沉釩率的高低除受溶液pH影響外，還需要控制氯化銨系數（NH₄Cl加入質量與料液中V₂O₅的質量比）和溫度。根據下圖判斷最佳控制氯化銨系數和溫度為___________、_________℃。

（4）用硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液滴定(VO₂)₂SO₄溶液，以測定反應②后溶液中含釩量，反應方程式為：2VO₂⁺+H₂C₂O₄+2H⁺＝2VOⁿ⁺ + 2CO₂↑+ mH₂O，其中n、m分別為______________、________ 。
（5）全釩液流電池的電解質溶液為VOSO₄溶液，電池的工作原理為：
電池放電時正極的電極反應式為                            。