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有機(jī)物制備綜合實(shí)驗(yàn)1.[2019天津]環(huán)己烯是重要的化工原料。其實(shí)驗(yàn)室制備流程如下:回答下列問題:Ⅰ.環(huán)己烯的制備與提純(1)原料環(huán)己醇中若含苯酚雜質(zhì),檢驗(yàn)試劑為____________,現(xiàn)象為__________________。(2)操作1的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去)。①燒瓶A中進(jìn)行的可逆反應(yīng)化學(xué)方程式為________________________,濃硫酸也可作該反應(yīng)的催化劑,選擇而不用濃硫酸的原因?yàn)開_______________________(填序號)。a.濃硫酸易使原料炭化并產(chǎn)生b.污染小、可循環(huán)使用,符合綠色化學(xué)理念c.同等條件下,用比濃硫酸的平衡轉(zhuǎn)化率高②儀器B的作用為____________。(3)操作2用到的玻璃儀器是____________。(4)將操作3(蒸餾)的步驟補(bǔ)齊:安裝蒸餾裝置,加入待蒸餾的物質(zhì)和沸石,____________,棄去前餾分,收集83℃的餾分。Ⅱ.環(huán)己烯含量的測定在一定條件下,向環(huán)己烯樣品中加入定量制得的,與環(huán)己烯充分反應(yīng)后,剩余的與足量作用生成,用的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,終點(diǎn)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液(以上數(shù)據(jù)均已扣除干擾因素)。測定過程中,發(fā)生的反應(yīng)如下:①②③(5)滴定所用指示劑為____________。樣品中環(huán)己烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________(用字母表示)。(6)下列情況會導(dǎo)致測定結(jié)果偏低的是____________(填序號)。a.樣品中含有苯酚雜質(zhì)b.在測定過程中部分環(huán)己烯揮發(fā)c.標(biāo)準(zhǔn)溶液部分被氧化【答案】(1)溶液 溶液顯紫色(2)① a、b②減少環(huán)己醇蒸出(3)分液漏斗、燒杯(4)通冷凝水,加熱(5)淀粉溶液 (6)b、c【解析】I.(1)檢驗(yàn)苯酚的首選試劑是FeCl3溶液,原料環(huán)己醇中若含有苯酚,加入FeCl3溶液后,溶液將顯示紫色;(2)①從題給的制備流程可以看出,環(huán)己醇在FeCl3·6H2O的作用下,反應(yīng)生成了環(huán)己烯,對比環(huán)己醇和環(huán)己烯的結(jié)構(gòu),可知發(fā)生了消去反應(yīng),反應(yīng)方程式為:,注意生成的小分子水勿漏寫,題目已明確提示該反應(yīng)可逆,要標(biāo)出可逆符號,F(xiàn)eCl3·6H2O是反應(yīng)條件(催化劑)別漏標(biāo);此處用FeCl3·6H2O而不用濃硫酸的原因分析中:a項(xiàng)合理,因濃硫酸具有強(qiáng)脫水性,往往能使有機(jī)物脫水至炭化,該過程中放出大量的熱,又可以使生成的炭與濃硫酸發(fā)生反應(yīng):C+2H2SO4(濃)CO2↑+SO2↑+2H2O;b項(xiàng)合理,與濃硫酸相比,F(xiàn)eCl3·6H2O對環(huán)境相對友好,污染小,絕大部分都可以回收并循環(huán)使用,更符合綠色化學(xué)理念;c項(xiàng)不合理,催化劑并不能影響平衡轉(zhuǎn)化率;②儀器B為球形冷凝管,該儀器的作用除了導(dǎo)氣外,主要作用是冷凝回流,盡可能減少加熱時(shí)反應(yīng)物環(huán)己醇的蒸出,提高原料環(huán)己醇的利用率;(3)操作2實(shí)現(xiàn)了互不相溶的兩種液體的分離,應(yīng)是分液操作,分液操作時(shí)需要用到的玻璃儀器主要有分液漏斗和燒杯;(4)題目中已明確提示了操作3是蒸餾操作。蒸餾操作在加入藥品后,要先通冷凝水,再加熱;如先加熱再通冷凝水,必有一部分餾分沒有及時(shí)冷凝,造成浪費(fèi)和污染;II.(5)因滴定的是碘單質(zhì)的溶液,所以選取淀粉溶液比較合適;根據(jù)所給的②式和③式,可知剩余的Br2與反應(yīng)消耗的Na2S2O3的物質(zhì)的量之比為1:2,所以剩余Br2的物質(zhì)的量為:n(Br2)余=×cmol·L-1×vmL×10-3L·mL-1=mol,反應(yīng)消耗的Br2的物質(zhì)的量為(b-)mol,據(jù)反應(yīng)①式中環(huán)己烯與溴單質(zhì)1:1反應(yīng),可知環(huán)己烯的物質(zhì)的量也為(b-)mol,其質(zhì)量為(b-)×82g,所以ag樣品中環(huán)己烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:。(6)a項(xiàng)錯(cuò)誤,樣品中含有苯酚,會發(fā)生反應(yīng):,每反應(yīng)1molBr2,消耗苯酚的質(zhì)量為31.3g;而每反應(yīng)1molBr2,消耗環(huán)己烯的質(zhì)量為82g;所以苯酚的混入,將使耗Br2增大,從而使環(huán)己烯測得結(jié)果偏大;b項(xiàng)正確,測量過程中如果環(huán)己烯揮發(fā),必然導(dǎo)致測定環(huán)己烯的結(jié)果偏低;c項(xiàng)正確,Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液被氧化,必然滴定時(shí)消耗其體積增大,即計(jì)算出剩余的溴單質(zhì)偏多,所以計(jì)算得出與環(huán)己烯反應(yīng)的溴單質(zhì)的量就偏低,導(dǎo)致最終環(huán)己烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低。2.丙炔酸甲酯()是一種重要的有機(jī)化工原料,沸點(diǎn)為103~105℃。實(shí)驗(yàn)室制備少量丙炔酸甲酯的反應(yīng)為實(shí)驗(yàn)步驟如下:步驟1:在反應(yīng)瓶中,加入14g丙炔酸、50mL甲醇和2mL濃硫酸,攪拌,加熱回流一段時(shí)間。步驟2:蒸出過量的甲醇(裝置見下圖)。步驟3:反應(yīng)液冷卻后,依次用飽和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗滌。分離出有機(jī)相。步驟4:有機(jī)相經(jīng)無水Na2SO4干燥、過濾、蒸餾,得丙炔酸甲酯。(1)步驟1中,加入過量甲醇的目的是▲。(2)步驟2中,上圖所示的裝置中儀器A的名稱是▲;蒸餾燒瓶中加入碎瓷片的目的是▲。(3)步驟3中,用5%Na2CO3溶液洗滌,主要除去的物質(zhì)是▲;分離出有機(jī)相的操作名稱為▲。(4)步驟4中,蒸餾時(shí)不能用水浴加熱的原因是▲?!敬鸢浮浚?)作為溶劑、提高丙炔酸的轉(zhuǎn)化率(2)(直形)冷凝管 防止暴沸(3)丙炔酸 分液(4)丙炔酸甲酯的沸點(diǎn)比水的高【解析】(1)一般來說,酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng),加入過量的甲醇,提高丙炔酸的轉(zhuǎn)化率,丙炔酸溶解于甲醇,甲醇還作為反應(yīng)的溶劑;(2)根據(jù)裝置圖,儀器A為直形冷凝管;加熱液體時(shí),為防止液體暴沸,需要加入碎瓷片或沸石,因此本題中加入碎瓷片的目的是防止液體暴沸;(3)丙炔酸甲酯的沸點(diǎn)為103℃~105℃,制備丙炔酸甲酯采用水浴加熱,因此反應(yīng)液中除含有丙炔酸甲酯外,還含有丙炔酸、硫酸;通過飽和NaCl溶液可吸收硫酸;5%的Na2CO3溶液的作用是除去丙炔酸,降低丙炔酸甲酯在水中的溶解度,使之析出;水洗除去NaCl、Na2CO3,然后通過分液的方法得到丙炔酸甲酯;(4)水浴加熱提供最高溫度為100℃,而丙炔酸甲酯的沸點(diǎn)為103℃~105℃,采用水浴加熱,不能達(dá)到丙炔酸甲酯的沸點(diǎn),不能將丙炔酸甲酯蒸出,因此蒸餾時(shí)不能用水浴加熱。3.3,4?亞甲二氧基苯甲酸是一種用途廣泛的有機(jī)合成中間體,微溶于水,實(shí)驗(yàn)室可用KMnO4氧化3,4?亞甲二氧基苯甲醛制備,其反應(yīng)方程式為實(shí)驗(yàn)步驟如下:步驟1:向反應(yīng)瓶中加入3,4?亞甲二氧基苯甲醛和水,快速攪拌,于70~80℃滴加KMnO4溶液。反應(yīng)結(jié)束后,加入KOH溶液至堿性。步驟2:趁熱過濾,洗滌濾餅,合并濾液和洗滌液。步驟3:對合并后的溶液進(jìn)行處理。步驟4:抽濾,洗滌,干燥,得3,4?亞甲二氧基苯甲酸固體。(1)步驟1中,反應(yīng)結(jié)束后,若觀察到反應(yīng)液呈紫紅色,需向溶液中滴加NaHSO3溶液,轉(zhuǎn)化為_____________(填化學(xué)式);加入KOH溶液至堿性的目的是____________________________。(2)步驟2中,趁熱過濾除去的物質(zhì)是__________________(填化學(xué)式)。(3)步驟3中,處理合并后溶液的實(shí)驗(yàn)操作為__________________。(4)步驟4中,抽濾所用的裝置包括_______________、吸濾瓶、安全瓶和抽氣泵。【答案】(1)SO42?將反應(yīng)生成的酸轉(zhuǎn)化為可溶性的鹽(2)MnO2(3)向溶液中滴加鹽酸至水層不再產(chǎn)生沉淀(4)布氏漏斗【解析】(1)反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液呈紫紅色,說明KMnO4過量,KMnO4具有強(qiáng)氧化性將HSO3-氧化成SO42-,反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+3HSO3-=2MnO2↓+3SO42-+H2O+H+。根據(jù)中和反應(yīng)原理,加入KOH將轉(zhuǎn)化為可溶于水的。(2)MnO2難溶于水,步驟2中趁熱過濾是減少的溶解,步驟2中趁熱過濾除去的物質(zhì)是MnO2。(3)步驟3中,合并后的濾液中主要成分為,為了制得,需要將合并后的溶液進(jìn)行酸化;處理合并后溶液的實(shí)驗(yàn)操作為:向溶液中滴加鹽酸至水層不再產(chǎn)生沉淀。(4)抽濾所用的裝置包括布氏漏斗、吸濾瓶、安全瓶和抽氣泵。4.乙酸乙酯廣泛用于藥物、染料、香料等工業(yè),中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用a裝置來制備。完成下列填空:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),通常加入過量的乙醇,原因是______________。加入數(shù)滴濃硫酸即能起催化作用,但實(shí)際用量多于此量,原因是_______________;濃硫酸用量又不能過多,原因是____________。(2)飽和Na2CO3溶液的作用是_______________。(3)反應(yīng)結(jié)束后,將試管中收集到的產(chǎn)品倒入分液漏斗中,_________、________,然后分液。(4)若用b裝置制備乙酸乙酯,其缺點(diǎn)有__________、__________。由b裝置制得的乙酸乙酯產(chǎn)品經(jīng)飽和碳酸鈉溶液和飽和食鹽水洗滌后,還可能含有的有機(jī)雜質(zhì)是________,分離乙酸乙酯與該雜質(zhì)的方法是_______________?!敬鸢浮浚?)增大反應(yīng)物濃度,使平衡向生成酯的方向移動(dòng),提高酯的產(chǎn)率。(合理即給分)濃H2SO4能吸收生成的水,使平衡向生成酯的方向移動(dòng),提高酯的產(chǎn)率。濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性和脫水性,會使有機(jī)物碳化,降低酯的產(chǎn)率。(2)中和乙酸、溶解乙醇、減少乙酸乙酯在水中的溶解(3)振蕩、靜置(4)原料損失較大、易發(fā)生副反應(yīng)乙醚;蒸餾【解析】(1)由于是可逆反應(yīng),因此加入過量的乙醇增大反應(yīng)物濃度,使平衡向生成酯的方向移動(dòng),提高酯的產(chǎn)率。由于濃H2SO4能吸收生成的水,使平衡向生成酯的方向移動(dòng),提高酯的產(chǎn)率,因此實(shí)際用量多于此量;由于濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性和脫水性,會使有機(jī)物碳化,降低脂的產(chǎn)率,所以濃硫酸用量又不能過多。(2)由于生成的乙酸乙酯中含有乙醇和乙酸,所以飽和Na2CO3溶液的作用是中和乙酸、溶解乙醇、減少乙酸乙酯在水中的溶解。(3)乙酸乙酯不溶于水,因此反應(yīng)結(jié)束后,將試管中收集到的產(chǎn)品倒入分液漏斗中,振蕩、靜置,然后分液即可。(4)根據(jù)b裝置可知由于不是水浴加熱,溫度不易控制,因此制備乙酸乙酯的缺點(diǎn)有原料損失較大、易發(fā)生副反應(yīng)。由于乙醇溶液發(fā)生分子間脫水生成乙醚,所以由b裝置制得的乙酸乙酯產(chǎn)品經(jīng)飽和碳酸鈉溶液和飽和食鹽水洗滌后,還可能含有的有機(jī)雜質(zhì)是乙醚,乙醚和乙酸乙酯的沸點(diǎn)相差較大,則分離乙酸乙酯與該雜質(zhì)的方法是蒸餾。5.實(shí)驗(yàn)室以苯甲醛為原料制備間溴苯甲醛(實(shí)驗(yàn)裝置見下圖,相關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)見附表)。其實(shí)驗(yàn)步驟為:步驟1:將三頸瓶中的一定配比的無水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛充分混合后,升溫至60℃,緩慢滴加經(jīng)濃硫酸干燥過的液溴,保溫反應(yīng)一段時(shí)間,冷卻。步驟2:將反應(yīng)混合物緩慢加入一定量的稀鹽酸中,攪拌、靜置、分液。有機(jī)相用10%NaHCO3溶液洗滌。步驟3:經(jīng)洗滌的有機(jī)相加入適量無水MgSO4固體,放置一段時(shí)間后過濾。步驟4:減壓蒸餾有機(jī)相,收集相應(yīng)餾分。(1)實(shí)驗(yàn)裝置中冷凝管的主要作用是________,錐形瓶中的溶液應(yīng)為________。(2)步驟1所加入的物質(zhì)中,有一種物質(zhì)是催化劑,其化學(xué)式為_________。(3)步驟2中用10%NaHCO3溶液洗滌有機(jī)相,是為了除去溶于有機(jī)相的______(填化學(xué)式)。(4)步驟3中加入無水MgSO4固體的作用是_________。(5)步驟4中采用減壓蒸餾技術(shù),是為了防止_____。附表相關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)(101kPa)物質(zhì)沸點(diǎn)/℃物質(zhì)沸點(diǎn)/℃溴58.81,2-二氯乙烷83.5苯甲醛179間溴苯甲醛229【答案】(1)冷凝回流,NaOH;(2)AlCl3;(3)Br2、HCl;(4)除去有機(jī)相的水;(5)間溴苯甲醛被氧化?!窘馕觥浚?)冷凝管的作用:冷凝液溴,讓其回流到三頸瓶中,減少液溴的損失,“冷凝回流”,溴有毒,揮發(fā)出來對環(huán)境有污染,必須除去,因此錐形瓶中盛放NaOH;(2)根據(jù)信息,有機(jī)物中催化劑一般是無機(jī)物,故是AlCl3;(3)此作用有點(diǎn)類似乙酸乙酯中飽和碳酸鈉的作用,除去溶解在間溴苯甲醛中溴和鹽酸;(4)無水MgSO4放在步驟3中,然后是過濾,顯然無水MgSO4的作用是除去有機(jī)相中水;(5)醛基容易被氧化防止間溴苯甲醛被氧化。6.苯乙酸銅是合成優(yōu)良催化劑、傳感材料納米氧化銅的重要前驅(qū)體之一。下面是它的一種實(shí)驗(yàn)室合成路線制備苯乙酸的裝置示意圖如下(加熱和夾持裝置等略已知:苯乙酸的熔點(diǎn)為,微溶于冷水,溶于乙醇。回答下列問題:在三口瓶中加入硫酸。配制此硫酸時(shí),加入蒸餾水與濃硫酸的先后順序是。(2)將中的溶液加熱至,緩緩滴加苯乙腈到硫酸溶液中,然后升溫至繼續(xù)反應(yīng)。在裝置中,儀器的作用是儀器的名稱是,其作用是。反應(yīng)結(jié)束后加適量冷水,再分離出苯乙酸粗品。加人冷水的目的是。下列儀器中可用于分離苯乙酸粗品的是填標(biāo)號)。A.分液漏斗.漏斗.燒杯.直形冷凝管.玻璃棒提純粗苯乙酸的方法是,最終得到純品,則苯乙酸的產(chǎn)率是。(4)用和溶液制備適量沉淀,并多次用蒸餾水洗滌沉淀,判斷沉淀洗干凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是。(5)將苯乙酸加人到乙醇與水的混合溶劑中,充分溶解后,加入攪拌,過濾,濾液靜置一段時(shí)間,析出苯乙酸銅晶體,混合溶劑中乙醇的作用是?!敬鸢浮浚?)先加水、再加入濃硫酸分)(2)加苯乙腈(分球形冷凝管(分回流(或使氣化的反應(yīng)液冷凝)(分)便于苯乙酸析出(分)(全選對分)(3)重結(jié)晶分)分)(4)取少量洗滌液、加人稀硝酸、再加溶液、無白色渾濁出現(xiàn)(分)(5)增大苯乙酸溶解度,便于充分反應(yīng)分)【解析】物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)要從制備的原理、原料與生成物的性質(zhì)和相關(guān)信息入手,應(yīng)用所學(xué)知識并結(jié)合問題進(jìn)行全面的分析作答。(1)蒸餾水與濃硫酸混合應(yīng)先加水、再加入濃硫酸,防止暴沸。(2)儀器三口瓶加苯乙腈;儀器球形冷凝管,能起到冷凝回流的作用(使氣化的反應(yīng)液冷凝);反應(yīng)結(jié)束后加適量冷水,便于苯乙酸(微溶于冷水)結(jié)晶析出,通過過濾能從混合液中分離出苯乙酸粗品,過濾所用的儀器主要有漏斗、玻璃棒、燒杯等。(3)將粗苯乙酸晶體重新在熱水中溶解,然后再降溫結(jié)晶過濾(重結(jié)晶)可得較純凈的苯乙酸晶體;根據(jù)“1~1”關(guān)系式,可計(jì)算苯乙酸的產(chǎn)率=。(4)在制備沉淀的同時(shí)還有可溶性NaCl生成,故判斷沉淀洗干凈的方法就是檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否還含有Cl-。(5)根據(jù)“苯乙酸微溶于冷水,溶于乙醇”,故乙醇與水的混合溶劑中的乙醇能增大苯乙酸的溶解度,便于充分反應(yīng)。7.乙酸異戊酯是組成蜜蜂信息素質(zhì)的成分之一,具有香蕉的香味,實(shí)驗(yàn)室制備乙酸異戊酯的反應(yīng)裝置示意圖和有關(guān)數(shù)據(jù)如下:實(shí)驗(yàn)步驟:在A中加入4.4g的異戊醇,6.0g的乙酸、數(shù)滴濃硫酸和2~3片碎瓷片,開始緩慢加熱A,回流50分鐘,反應(yīng)液冷至室溫后,倒入分液漏斗中,分別用少量水,飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌,分出的產(chǎn)物加入少量無水硫酸鎂固體,靜置片刻,過濾除去硫酸鎂固體,,進(jìn)行蒸餾純化,收集140~143℃餾分,得乙酸異戊酯3.9g?;卮鹣铝袉栴}:(1)裝置B的名稱是:(2)在洗滌操作中,第一次水洗的主要目的是:;第二次水洗的主要目的是:。(3)在洗滌、分液操作中,應(yīng)充分振蕩,然后靜置,待分層后(填標(biāo)號),A.直接將乙酸異戊酯從分液漏斗上口倒出B.直接將乙酸異戊酯從分液漏斗下口放出C.先將水層從分液漏斗的下口放出,再將乙酸異戊酯從下口放出D.先將水層從分液漏斗的下口放出,再將乙酸異戊酯從上口放出(4)本實(shí)驗(yàn)中加入過量乙酸的目的是:(5)實(shí)驗(yàn)中加入少量無水硫酸鎂的目的是:(6)在蒸餾操作中,儀器選擇及安裝都正確的是:(填標(biāo)號)(7)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是:A、30℅B、40℅C、50℅D、60℅(8)在進(jìn)行蒸餾操作時(shí),若從130℃開始收集餾分,產(chǎn)率偏(填高或者低)原因是【答案】(1)球形冷凝管;(2)洗掉大部分硫酸和醋酸;洗掉碳酸氫鈉;(3)D;(4)提高醇的轉(zhuǎn)化率;(5)干燥;(6)b;(7)D;(8)高;會收集少量的未反應(yīng)的異戊醇?!窘馕觥浚?)由裝置示意圖可知裝置B的名稱是球形冷凝管;(2)酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng),反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物。而且反應(yīng)是在硫酸作催化劑條件下發(fā)生。因此制取的產(chǎn)品中含有一些雜質(zhì),要通過洗滌將它們除去。反應(yīng)后的溶液要經(jīng)過多次洗滌,在該實(shí)驗(yàn)中通過計(jì)算可知乙酸過量,因此在洗滌操作中,第一次水洗的主要目的是除去大部分催化劑硫酸和未反應(yīng)的醋酸;然后用飽和碳酸氫鈉溶液堿性洗滌,這樣既可以除去未洗凈的醋酸,也可以降低酯的溶解度;再第二次水洗,該操作的主要目的是洗去產(chǎn)品上殘留的碳酸氫鈉;(3)由于乙酸異戊酯的密度比水小,與水又互不相溶,因此二者分層,水在下層,酯在上層。分液時(shí),要先將下層的水溶液從分液漏斗的下口放出,待到兩層液體界面時(shí)關(guān)閉分液漏斗的活塞,再將上層的乙酸異戊酯從上口倒出。因此選項(xiàng)是D。(4)酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng),根據(jù)平衡移動(dòng)原理,增大反應(yīng)物的濃度可以使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。增加一種反應(yīng)物的濃度,可能使其它反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高,而其本身的轉(zhuǎn)化率反而降低。因此本實(shí)驗(yàn)中加入過量乙酸的目的是提高醇的轉(zhuǎn)化率;(5)為洗去酯中的雜質(zhì)就要使用水,這樣就會在酯表面會殘留少量水,可以利用無水硫酸鎂的吸水性來除去,使其得到干燥。(6)在蒸餾操作中,溫度計(jì)的水銀球要在蒸餾燒瓶的支管口附近。排除a、d,而在c中使用的是球形冷凝管,容易使產(chǎn)品滯留,使產(chǎn)品不能全部收集到錐形瓶中,因此儀器選擇及安裝都正確的是b。n(乙酸)=6.0g÷60g/mol=0.1mol;.n(異戊醇)=4.4g÷88g/mol=0.05mol;根據(jù)反應(yīng)方程式可知:二者是按1:1反應(yīng)的,因此乙酸過量,產(chǎn)生的酯要按照醇進(jìn)行計(jì)算。n(乙酸異戊酯)=3.9g÷130g/mol=0.03mol。所以本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是0.03mol÷0.05mol×100℅=60℅。選項(xiàng)是D。(8)異戊醇的沸點(diǎn)是131℃,在進(jìn)行蒸餾操作時(shí),若從130℃開始收集餾分,就會收集少量的未反應(yīng)的異戊醇,因而會導(dǎo)致產(chǎn)品的產(chǎn)率偏高。8.(2020年新課標(biāo)Ⅱ)苯甲酸可用作食品防腐劑。實(shí)驗(yàn)室可通過甲苯氧化制苯甲酸,其反應(yīng)原理簡示如下:+KMnO4→+MnO2+HCl→+KCl名稱相對分子質(zhì)量熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃密度/(g·mL?1)溶解性甲苯92?95110.60.867不溶于水,易溶于乙醇苯甲酸122122.4(100℃左右開始升華)248——微溶于冷水,易溶于乙醇、熱水實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)在裝有溫度計(jì)、冷凝管和攪拌器的三頸燒瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g(約0.03mol)高錳酸鉀,慢慢開啟攪拌器,并加熱回流至回流液不再出現(xiàn)油珠。(2)停止加熱,繼續(xù)攪拌,冷卻片刻后,從冷凝管上口慢慢加入適量飽和亞硫酸氫鈉溶液,并將反應(yīng)混合物趁熱過濾,用少量熱水洗滌濾渣。合并濾液和洗滌液,于冰水浴中冷卻,然后用濃鹽酸酸化至苯甲酸析出完全。將析出的苯甲酸過濾,用少量冷水洗滌,放在沸水浴上干燥。稱量,粗產(chǎn)品為1.0g。(3)純度測定:稱取0.122g粗產(chǎn)品,配成乙醇溶液,于100mL容量瓶中定容。每次移取25.00mL溶液,用0.01000mol·L?1的KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50mL的KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。回答下列問題:(1)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)藥品的用量,三頸燒瓶的最適宜規(guī)格為______(填標(biāo)號)。A.100mLB.250mLC.500mLD.1000mL(2)在反應(yīng)裝置中應(yīng)選用______冷凝管(填“直形”或“球形”),當(dāng)回流液不再出現(xiàn)油珠即可判斷反應(yīng)已完成,其判斷理由是______。(3)加入適量飽和亞硫酸氫鈉溶液的目的是___________;該步驟亦可用草酸在酸性條件下處理,請用反應(yīng)的離子方程式表達(dá)其原理__________。(4)“用少量熱水洗滌濾渣”一步中濾渣的主要成分是_______。(5)干燥苯甲酸晶體時(shí),若溫度過高,可能出現(xiàn)的結(jié)果是_______。(6)本實(shí)驗(yàn)制備的苯甲酸的純度為_______;據(jù)此估算本實(shí)驗(yàn)中苯甲酸的產(chǎn)率最接近于_______(填標(biāo)號)。A.70%B.60%C.50%D.40%(7)若要得到純度更高的苯甲酸,可通過在水中__________的方法提純?!敬鸢浮浚?)B(2)球形無油珠說明不溶于水的甲苯已經(jīng)被完全氧化(3)除去過量的高錳酸鉀,避免在用鹽酸酸化時(shí),產(chǎn)生氯氣2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O(4)MnO2(5)苯甲酸升華而損失(6)86.0%C(7)重結(jié)晶【解析】甲苯用高錳酸鉀氧化時(shí)生成苯甲酸鉀和二氧化錳,為增加冷凝效果,在反應(yīng)裝置中選用球形冷凝管,加熱回流,當(dāng)回流液中不再出現(xiàn)油珠時(shí),說明反應(yīng)已經(jīng)完成,加入適量的飽和亞硫酸氫鈉溶液除去過量的高錳酸鉀,用鹽酸酸化得苯甲酸,過濾、干燥、洗滌得粗產(chǎn)品;用KOH溶液滴定,測定粗產(chǎn)品的純度。(1)加熱液體,所盛液體的體積不超過三頸燒瓶的一半,三頸燒瓶中已經(jīng)加入100m的水,1.5mL甲苯,4.8g高錳酸鉀,應(yīng)選用250mL的三頸燒瓶,故答案為:B;(2)為增加冷凝效果,在反應(yīng)裝置中宜選用球形冷凝管,當(dāng)回流液中不再出現(xiàn)油珠時(shí),說明反應(yīng)已經(jīng)完成,因?yàn)椋簺]有油珠說明不溶于水的甲苯已經(jīng)完全被氧化;(3)高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性,能將Cl-氧化。加入適量的飽和亞硫酸氫鈉溶液是為了除去過量的高錳酸鉀,避免在用鹽酸酸化時(shí),產(chǎn)生氯氣;該步驟亦可用草酸處理,生成二氧化碳和錳鹽,離子方程式為:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;(4)由信息甲苯用高錳酸鉀氧化時(shí)生成苯甲酸鉀和二氧化錳,“用少量熱水洗滌濾渣”一步中濾渣的主要成分是:MnO2;(5)苯甲酸100℃時(shí)易升華,干燥苯甲酸時(shí),若溫度過高,苯甲酸升華而損失;(6)由關(guān)系式C6H5COOH~KOH得,苯甲酸的純度為:×100%=86.0%;1.5mL甲苯理論上可得到苯甲酸的質(zhì)量:=1.72g,產(chǎn)品的產(chǎn)率為×100%=50%;(7)提純苯甲酸可用重結(jié)晶的方法。9.(2020年江蘇卷)羥基乙酸鈉易溶于熱水,微溶于冷水,不溶于醇、醚等有機(jī)溶劑。制備少量羥基乙酸鈉的反應(yīng)為實(shí)驗(yàn)步驟如下:步驟1:如圖所示裝置的反應(yīng)瓶中,加入40g氯乙酸、50mL水,攪拌。逐步加入40%NaOH溶液,在95℃繼續(xù)攪拌反應(yīng)2小時(shí),反應(yīng)過程中控制pH約為9。步驟2:蒸出部分水至液面有薄膜,加少量熱水,趁熱過濾。濾液冷卻至15℃,過濾得粗產(chǎn)品。步驟3:粗產(chǎn)品溶解于適量熱水中,加活性炭脫色,分離掉活性炭。步驟4:將去除活性炭后的溶液加到適量乙醇中,冷卻至15℃以下,結(jié)晶、過濾、干燥,得羥基乙酸鈉。(1)步驟1中,如圖所示的裝置中儀器A的名稱是___________;逐步加入NaOH溶液的目的是____________。(2)步驟2中,蒸餾燒瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是_______________。(3)步驟3中,粗產(chǎn)品溶解于過量水會導(dǎo)致產(chǎn)率__________(填“增大”或“減小”);去除活性炭的操作名稱是_______________。(4)步驟4中,將去除活性炭后的溶液加到適量乙醇中的目的是_______________?!敬鸢浮浚?)(回流)冷凝管防止升溫太快、控制反應(yīng)體系pH(2)防止暴沸(3)減小趁熱過濾(4)提高羥基乙酸鈉的析出量(產(chǎn)率)【解析】制備少量羥基乙酸鈉的反應(yīng)為,根據(jù)羥基乙酸鈉易溶于熱水,粗產(chǎn)品溶解于適量熱水中,加活性炭脫色,分離掉活性炭,趁熱過濾,根據(jù)羥基乙酸鈉不溶于醇,將去除活性炭后的溶液加到適量乙醇中,冷卻至15℃以下,結(jié)晶、過濾、干燥,得羥基乙酸鈉。(1)根據(jù)圖中儀器得出儀器A的名稱為冷凝管,根據(jù)題中信息可知制備羥基乙酸鈉的反應(yīng)為放熱反應(yīng),逐步加入NaOH溶液的目的是防止升溫太快,同時(shí)控制反應(yīng)體系的pH;故答案為:(回流)冷凝管;防止升溫太快,控制反應(yīng)體系的pH。(2步驟2中燒瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是防止暴沸;故答案為:防止暴沸。(3)粗產(chǎn)品溶于過量水,導(dǎo)致在水中溶解過多,得到的產(chǎn)物減少,因此導(dǎo)致產(chǎn)率減??;由于產(chǎn)品易溶于熱水,微溶于冷水,因此去除活性炭的操作名稱是趁熱過濾;故答案為:減少;趁熱過濾。(4)根據(jù)信息,產(chǎn)品不溶于乙醇、
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