化学综合实验 (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(NaBH 4)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)BCl 3＋3H 2O===H 3BO 3＋3HCl

(6)BCl 3＋3NaBH 4===2B 2H 6＋3NaCl 解析 (1)由A 装置出来的Cl 2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Cl 2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(C 4H 10――→Al 2O 3△C 2H 6＋C 2H 4)和异裂(C 4H 10――→Al 2O 3

△

CH 4＋C 3H 6)两种方式。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：

Ⅰ.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：Δm (A)＝0，Δm (B)＝＋2.14g ，Δm (C)＝＋0.520g ，Δm (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 ＋CH 4=====△4Cu ＋CO 2＋2H 2O(或7CuO ＋C 2H 6=====△

7Cu ＋2CO 2＋3H 2O)

Ⅱ.(1)Na 2SO 3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 －3

0.88 3.10 1.50 沸点/℃

80 59 156 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。