经典
5滴2%的淀粉溶液,用0.040 0 mol·L的Na2S2O3溶液滴定,最终消耗Na2S2O3溶液25.00 mL。 已知:2Co+2I===2Co+I2,I2+2S2O3===2I+S4O6 请回答下列问题:
(1)制备[Co(NH3)6]Cl3的化学方程式为_______________________________ ________________________________________________________________。 (2)请指出装置中存在的一处缺陷______________________________。 (3)若将
5 mL 30%的
H2O2溶液一次性加入三颈烧瓶,可能出现的问题是
3+
-
2+
2-
-
2-
-1
__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。
(4)若无活性炭作催化剂,所得产物中除[Co(NH3)6]Cl3外还会有大量二氯化一氯五氨合钴[Co(NH3)5Cl]Cl2和三氯化五氨一水合钴[Co(NH3)5H2O]Cl3晶体,而在活性炭的催化作用下,主要产物只有[Co(NH3)6]Cl3,这体现了催化剂的________性。
(5)步骤③中趁热过滤的主要目的是________,滤液中加适量浓盐酸的主要目的是________;乙醇洗涤与蒸馏水洗涤相比优点是________________________。
(6)滴定终点的现象是__________________________________________, 测得产品的纯度为_______________________________。(保留三位有效数字)
解析 (6)根据对应关系n([Co(NH3)6]Cl3)=n(Co)=n(S2O3)=0.001 mol,m([Co(NH3)6]Cl3)=0.267 5 g,纯度0.267 5 g为×100%=93.6%。 0.285 8 g
活性炭活性炭
答案 (1)2CoCl2+2NH4Cl+H2O2+10NH3=====2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O或2CoCl2+H2O2+12NH3+2NH4Cl=====2Co(NH3)6Cl3+2NH3·H2O
(2)缺少吸收挥发出氨气的装置(答案合理即可)
(3)温度迅速升高,氨气大量挥发且H2O2和NH4Cl受热分解 (4)选择
(5)除去活性炭,并防止产品析出 增大氯离子浓度,有利于[Co(NH3)6]Cl3析出 产品损失少 (6)最后一滴Na2S2O3溶液滴入后溶液蓝色褪去且30 s不再变化 93.6%
3+
2-
考点指导3 有机物的制备
【典例3】 (2014·新课标全国Ⅰ,26)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、 装置示意图和有关数据如下:
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相对分 物质 子质量 异戊醇 乙酸 乙酸异戊酯 88 60 130 /(g·cm) 0.812 3 1.049 2 0.867 0 131 118 142 -3密度 沸点/ ℃ 水中溶解性 微溶 溶 难溶 实验步骤:在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片。开始缓慢加热A,回流50 min,反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4 固体,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集140~143 ℃馏分,得乙酸异戊酯 3.9 g。 回答下列问题:
(1)仪器B的名称是________。
(2) 在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是________________;第二次水洗的主要目的是________________。 (3) 在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后________(填标号)。 a.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出 b.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出 d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出
(4)本实验中加入过量乙酸的目的是_________________________________。 (5)实验中加入少量无水 MgSO4 的目的是__________________________。 (6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是________(填标号)。
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(7)本实验的产率是________(填标号)。 a.30% c.60%
b.40% d.90%
(8)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏____________(填“高” 或“低”),其原因是_____________________。 【思维提示】 第一步 明确反应原理
实验室制备乙酸异戊酯的反应原理是:
反应中浓H2SO4作催化剂,且反应为可逆反应。
故实验中加入过量乙酸的目的是增大反应物的浓度,使平衡右移,提高另一反应物—异戊醇的转化率。 第二步 熟知实验仪器
本实验使用到的主要实验仪器是球形冷凝管、直形冷凝管、蒸馏烧瓶、圆底烧瓶、温度计、锥形瓶等仪器,其中球形冷凝管常用于反应装置中冷凝反应物蒸气,使反应物冷凝回流,用于提高原料的利用率,如第(1)问中仪器B;直形冷凝管常用于蒸馏装置中冷凝馏分,如第(6)问蒸馏操作中c项使用球形冷凝管是错误的。而蒸馏操作中要求温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处,故第(6)问的装置应选b。 第三步 分析杂质成分
依据乙酸异戊酯、乙酸、异戊醇、浓H2SO4的溶解性判断乙酸异戊酯中混有乙酸、异戊醇、浓H2SO4、水等杂质。
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第四步 除杂方案设计
第五步 产率(纯度)计算 由反应方程式:
3.9 g
可知,4.4 g异戊醇完全反应消耗3.0 g乙酸,生成6.5 g乙酸异戊酯,则第(7)问求得该反应的产率为×100%
6.5 g=60%。(8)异戊醇的沸点为131 ℃,蒸馏时,若从130 ℃开始收集馏分,将会有一部分未反应的异戊醇被蒸出,使产率偏高。
答案 (1)球形冷凝管 (2)洗掉大部分硫酸和醋酸 洗掉碳酸氢钠 (3)d (4)提高醇的转化率 (5)干燥 (6)b (7)c (8)高 会收集少量未反应的异戊醇 【课堂对点训练】
3.硝基苯是重要的精细化工原料,是医药和染料的中间体,还可作有机溶剂。制备硝基苯的过程如下: ①配制混酸,组装如图反应装置。
取100 mL烧杯,用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混合酸,加入恒压滴液漏斗中。把18 mL苯加入三颈烧瓶中。 ②向室温下的苯中逐滴加入混酸,加滴边搅拌,混合均匀。 ③在50~60 ℃下发生反应,直至反应结束。