- 乙酰水杨酸的制备
- 共1066题
工业上向氨化的CaSO4悬浊液中通入适量CO2,可制取(NH4)2SO4,其流程如图K26-3所示,已知CaSO4的Ksp=2.4×10-4,请回答有关问题:
(1)向甲中通入过量CO2______(填“是”或“否”)有利于CaCO3和(NH4)2SO4的生成,原因是______.
(2)直接蒸干滤液得到的(NH4)2SO4主要含有的杂质是______(填含量最多的一种).
(3)生成1mol (NH4)2SO4消耗的氨气______
a.等于2mol b.大于2mol c.无法确定
(4)写出上述流程中可以循环利用的一种物质______.
正确答案
解:硫酸钙悬浊液通入足量的氨气,使溶液成碱性,再通适量的二氧化碳,与溶液中的氨水、硫酸钙悬浊液反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵溶液,经过过滤分离得到碳酸钙沉淀再煅烧生成生石灰,而滤液硫酸铵经过蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥得到硫酸铵晶体.
(1)向甲中通入适量CO2,其目的是发生反应CO2+2NH3•H2O═(NH4)2CO3,产生高浓度的CO32-,从而发生反应CaSO4+CO32-═CaCO3↓+SO42-,若通入过量CO2,CO32-转化为HCO3-,不利于沉淀的转化,
故答案为:否;CO32-转化为HCO3-,CO32-浓度减小,不利于CaSO4转化为CaCO3;
(2)已知溶液中存在CO32-、SO42-、NH4+,所以直接蒸干滤液得到的(NH4)2SO4主要含有的杂质是(NH4)2CO3,
故答案为:(NH4)2CO3;
(3)溶液中除含有(NH4)2SO4外,还含有(NH4)2CO3,根据守恒,可知生成1 mol(NH4)2SO4消耗的氨气大于2 mol,
故答案为:b;
(4)滤渣为CaCO3,煅烧碳酸钙,碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3CaO+CO2↑,收集其产物CO2,CO2可被循环使用
在煅烧CaCO3时可收集其产物CO2,所以CO2可被循环使用,
故答案为:CO2.
解析
解:硫酸钙悬浊液通入足量的氨气,使溶液成碱性,再通适量的二氧化碳,与溶液中的氨水、硫酸钙悬浊液反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵溶液,经过过滤分离得到碳酸钙沉淀再煅烧生成生石灰,而滤液硫酸铵经过蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥得到硫酸铵晶体.
(1)向甲中通入适量CO2,其目的是发生反应CO2+2NH3•H2O═(NH4)2CO3,产生高浓度的CO32-,从而发生反应CaSO4+CO32-═CaCO3↓+SO42-,若通入过量CO2,CO32-转化为HCO3-,不利于沉淀的转化,
故答案为:否;CO32-转化为HCO3-,CO32-浓度减小,不利于CaSO4转化为CaCO3;
(2)已知溶液中存在CO32-、SO42-、NH4+,所以直接蒸干滤液得到的(NH4)2SO4主要含有的杂质是(NH4)2CO3,
故答案为:(NH4)2CO3;
(3)溶液中除含有(NH4)2SO4外,还含有(NH4)2CO3,根据守恒,可知生成1 mol(NH4)2SO4消耗的氨气大于2 mol,
故答案为:b;
(4)滤渣为CaCO3,煅烧碳酸钙,碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3CaO+CO2↑,收集其产物CO2,CO2可被循环使用
在煅烧CaCO3时可收集其产物CO2,所以CO2可被循环使用,
故答案为:CO2.
【实验化学】
已知苯甲酸乙酯的沸点为213℃,水-乙醇-环己烷三元共沸物的共沸点为62.1℃(即在此温度下水、乙醇和环己烷以7.0%、17.0%、76.0%的比例成为蒸汽逸出).请回答下述实验室制备苯甲酸乙酯提出的问题:
(1)①在三颈烧瓶中加入苯甲酸、浓硫酸、过量的乙醇、沸石.②再向三颈烧瓶中加入足量的环己烷,装上分水器和回流冷凝管.加入环己烷的目的是______;
(2)缓慢加热回流,至分水器中液体不再增多,停止加热;放出分水器中液体,该液体的三种主要成分是______;继续加热,使多余的______蒸至分水器中;至分水器中液体不再增加,停止加热.此时温度应低于______℃
(3)将三颈烧瓶中残液倒入盛有冷水的烧杯中,用饱和Na2CO3溶液中和至弱碱性,加入饱和Na2CO3溶液作用是①______,②______.用______(填仪器名称)进行分离操作,分出粗产品;再用乙醚萃取水层中溶有的少量有机产品,醚层与粗产品合并;用蒸馏水洗有机层2次,将醚层与水尽量分净,醚层从上口倒入一个干燥的锥形瓶.
(4)加入适量豆粒大小的无水氯化钙干燥剂,摇动锥形瓶,至醚层澄清透明;过滤得醚层,将醚层加入到干燥的蒸馏烧瓶中;先蒸出______;后蒸出______.
正确答案
解:(1)根据题干信息知,苯甲酸和乙醇反应生成苯甲酸乙酯和水,水-乙醇-环己烷能形成三元共沸物,
导致水量减少,生成物的量减少,导致平衡向正反应方向移动,故答案为:通过形成水-乙醇-环己烷三元共沸物,除去反应生成的水,平衡向右移动;
(2)沸点低的物质先被蒸馏得到,三元共沸物的熔点较低,导致三元共沸物先被蒸馏得到,所以该液体的三种主要成分是水、乙醇、环己烷;
根据题干信息知,混合物中乙醇和环己烷的量较多,继续加热,会导致乙醇和环己烷被蒸馏出,所以继续加热,使多余的乙醇和环己烷蒸至分水器中;
温度低于苯甲酸乙酯的沸点时,苯甲酸乙酯不被蒸馏出,要使苯甲酸乙酯不被蒸馏出,则温度应低于苯甲酸乙酯的沸点,所以温度应低于213℃,
故答案为:水、乙醇、环己烷;乙醇、环己烷;213;
(3)碳酸钠为强碱弱酸盐,碳酸钠溶液呈碱性,能和酸反应而除去酸,碳酸钠溶液能降低酯的溶解度,所以碳酸钠溶液的作用是:除去产品中的酸性杂质、降低苯甲酸乙酯的溶解度;
分离互不相溶的液体采用分液的方法分离,需要的仪器为分液漏斗,
故答案为:除去产品中酸性杂质;降低苯甲酸乙酯的溶解度;分液漏斗;
(4)乙醚易挥发说明乙醚的沸点较低,苯甲酸乙酯沸点较高,加热时,沸点低的先蒸出、沸点高的后蒸出,所以将醚层加入到干燥的蒸馏烧瓶中;先蒸出乙醚、后蒸出苯甲酸乙酯,故答案为:乙醚;苯甲酸乙酯.
解析
解:(1)根据题干信息知,苯甲酸和乙醇反应生成苯甲酸乙酯和水,水-乙醇-环己烷能形成三元共沸物,
导致水量减少,生成物的量减少,导致平衡向正反应方向移动,故答案为:通过形成水-乙醇-环己烷三元共沸物,除去反应生成的水,平衡向右移动;
(2)沸点低的物质先被蒸馏得到,三元共沸物的熔点较低,导致三元共沸物先被蒸馏得到,所以该液体的三种主要成分是水、乙醇、环己烷;
根据题干信息知,混合物中乙醇和环己烷的量较多,继续加热,会导致乙醇和环己烷被蒸馏出,所以继续加热,使多余的乙醇和环己烷蒸至分水器中;
温度低于苯甲酸乙酯的沸点时,苯甲酸乙酯不被蒸馏出,要使苯甲酸乙酯不被蒸馏出,则温度应低于苯甲酸乙酯的沸点,所以温度应低于213℃,
故答案为:水、乙醇、环己烷;乙醇、环己烷;213;
(3)碳酸钠为强碱弱酸盐,碳酸钠溶液呈碱性,能和酸反应而除去酸,碳酸钠溶液能降低酯的溶解度,所以碳酸钠溶液的作用是:除去产品中的酸性杂质、降低苯甲酸乙酯的溶解度;
分离互不相溶的液体采用分液的方法分离,需要的仪器为分液漏斗,
故答案为:除去产品中酸性杂质;降低苯甲酸乙酯的溶解度;分液漏斗;
(4)乙醚易挥发说明乙醚的沸点较低,苯甲酸乙酯沸点较高,加热时,沸点低的先蒸出、沸点高的后蒸出,所以将醚层加入到干燥的蒸馏烧瓶中;先蒸出乙醚、后蒸出苯甲酸乙酯,故答案为:乙醚;苯甲酸乙酯.
1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂,常温下它是无色液体,密度是2.18克/厘米3,沸点131.4℃,熔点9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂.在实验中可以用下图所示装置制备1,2-二溴乙烷.其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液,试管d中装有浓溴(表面覆盖少量水).请填写下列空白:
(1)请写出烧瓶a中发生的化学反应方程:______.
(2)写出试管d中制备1,2-二溴乙烷的化学方程式:______.
(3)安全瓶b可以防止倒吸,并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞.请写出发生堵塞时瓶b中的现象:______.
(4)某学生做此实验时,使用一定量的液溴,当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量,比正常情况下超出许多,如果装置的气密性没有问题,试分析其可能的原因.______.
(5)e装置内NaOH溶液的作用是______.
正确答案
解:(1)乙醇在170℃时发生消去生成乙烯,温度必须是170℃,反应方程式:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O,
故答案为:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O;
(2)乙烯分子中含碳碳双键,试管d中:乙烯和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,化学方程式为CH2═CH2+Br2→CH2BrCH2Br,
故答案为:CH2═CH2+Br2→CH2BrCH2Br.
(3)试管d发生堵塞时,b中压强不断增大,会导致b中水面下降,玻璃管中的水柱上升,甚至溢出,
故答案为:b中水面会下降,玻璃管中的水面会上升,甚至溢出;
(4)当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量,比正常情况下超过许多的原因可能是乙烯发生(或通过液溴)速度过快,导致大部分乙烯没有和溴发生反应;乙醇在浓硫酸140℃的条件下,发生分子内脱水生成乙醚,2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O,此外实验过程中,乙醇和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃会导致副反应的发生和副产物的生成,
故答案为:①乙烯发生(或通过液溴)速度过快;②实验过程中,乙烯和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃;
(5)该反应中剩余的溴单质有毒,会污染大气,应该进行尾气吸收,所以装置e中氢氧化钠溶液的作用是吸收Br2气体,防止大气污染,
故答案为:吸收挥发出来的溴,防止污染环境.
解析
解:(1)乙醇在170℃时发生消去生成乙烯,温度必须是170℃,反应方程式:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O,
故答案为:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O;
(2)乙烯分子中含碳碳双键,试管d中:乙烯和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,化学方程式为CH2═CH2+Br2→CH2BrCH2Br,
故答案为:CH2═CH2+Br2→CH2BrCH2Br.
(3)试管d发生堵塞时,b中压强不断增大,会导致b中水面下降,玻璃管中的水柱上升,甚至溢出,
故答案为:b中水面会下降,玻璃管中的水面会上升,甚至溢出;
(4)当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量,比正常情况下超过许多的原因可能是乙烯发生(或通过液溴)速度过快,导致大部分乙烯没有和溴发生反应;乙醇在浓硫酸140℃的条件下,发生分子内脱水生成乙醚,2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O,此外实验过程中,乙醇和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃会导致副反应的发生和副产物的生成,
故答案为:①乙烯发生(或通过液溴)速度过快;②实验过程中,乙烯和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃;
(5)该反应中剩余的溴单质有毒,会污染大气,应该进行尾气吸收,所以装置e中氢氧化钠溶液的作用是吸收Br2气体,防止大气污染,
故答案为:吸收挥发出来的溴,防止污染环境.
高锰酸钾是一种用途广泛的强氧化剂,实验室制备高锰酸钾所涉及的化学方程式如下:MnO2熔融氧化:
3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O;
K2MnO4歧化:3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3.
已知K2MnO4溶液显绿色.请回答下列问题:
(1)MnO2熔融氧化应放在______中加热(填仪器编号).
①烧杯 ②瓷坩埚 ③蒸发皿 ④铁坩埚
(2)在MnO2熔融氧化所得产物的热浸取液中通入CO2气体,使K2MnO4歧化的过程在如图装置中进行,A、B、C、D、E为旋塞,F、G为气囊,H为带套管的玻璃棒.
①为了能充分利用CO2,装置中使用了两个气囊.当试管内依次加入块状碳酸钙和盐酸后,关闭旋塞B、E,微开旋塞A,打开旋塞C、D,往热K2MnO4溶液中通入CO2气体,未反应的CO2被收集到气囊F中.待气囊F收集到较多气体时,关闭旋塞______,打开旋塞______,轻轻挤压气囊F,使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应,未反应的CO2气体又被收集在气囊G中.然后将气囊G中的气体挤压入气囊F中,如此反复,直至K2MnO4完全反应.
②检验K2MnO4歧化完全的实验操作是______.
(3)将三颈烧瓶中所得产物进行抽滤,将滤液倒入蒸发皿中,蒸发浓缩至______,自然冷却结晶,抽滤,得到针状的高锰酸钾晶体.本实验应采用低温烘干的方法来干燥产品,原因是______.
(4)利用氧化还原滴定法进行高锰酸钾纯度分析,原理为:2MnO4-+5C2O42-+16H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O现称取制得的高锰酸钾产品7.245g,配成500mL溶液,用移液管量取25.00mL待测液,用0.1000mol•L-1草酸钠标准溶液液进行滴定,终点时消耗标准液体积为50.00mL(不考虑杂质的反应),则高锰酸钾产品的纯度为______(保留4位有效数字,已知M(KMnO4)=158g•mol-1).若移液管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗或烘干,则测定结果将______.(填“偏大”、“偏小”、“不变”)
正确答案
解:(1)熔融固体物质需要在坩埚内加热,加热熔融物中含有碱性KOH,瓷坩埚中含有二氧化硅,二氧化硅能够与氢氧化钾反应,所以应用铁坩埚,所以④正确,
故答案为:④;
(2)①待气囊F收集到较多气体时,需要将气囊F中二氧化碳排出到热K2MnO4溶液中,所以需要关闭A、C,打开B、D、E,轻轻挤压气囊F,从而使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应,
故答案为:A、C;B、D、E;
②由于K2MnO4溶液显绿色,所以用玻璃棒蘸取三颈烧瓶内的溶液点在滤纸上,若滤纸上只有紫红色痕迹,无绿色痕迹,表明反应已歧化完全,
故答案为:用玻璃棒蘸取三颈烧瓶内的溶液点在滤纸上,若滤纸上只有紫红色痕迹,无绿色痕迹,表明反应已歧化完全;
(3)蒸发溶液获得高锰酸钾时不能蒸干,避免固体飞溅及高锰酸钾的分解,所以应该加热到溶液表面出现晶膜时停止加热,并且应采用低温烘干的方法来干燥产品,避免高锰酸钾晶体受热发生分解,
故答案为:溶液表面出现晶膜为止;高锰酸钾晶体受热易分解;
(4)50mL 0.1000mol•L-1草酸钠标准溶液中含有醋酸钠的物质的量为:0.1mol/L×0.05L=0.005mol,根据反应2MnO4-+5C2O42-+16H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O可知,消耗0.005mol醋酸钠需要消耗高锰酸根离子的物质的量为:0.005mol×=0.002mol,
500mL配制的样品溶液中含有高锰酸根离子的物质的量为:0.002mol×=0.04mol,
则样品中含有高锰酸钾的质量为:0.04mol×158g•mol-1=6.32g,
则高锰酸钾产品的纯度为:×100%=87.23%;
若移液管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗或烘干,则导致待测液浓度减小,滴定时消耗的标准液体积偏小,测定结果偏小,
故答案为:87.23%;偏小.
解析
解:(1)熔融固体物质需要在坩埚内加热,加热熔融物中含有碱性KOH,瓷坩埚中含有二氧化硅,二氧化硅能够与氢氧化钾反应,所以应用铁坩埚,所以④正确,
故答案为:④;
(2)①待气囊F收集到较多气体时,需要将气囊F中二氧化碳排出到热K2MnO4溶液中,所以需要关闭A、C,打开B、D、E,轻轻挤压气囊F,从而使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应,
故答案为:A、C;B、D、E;
②由于K2MnO4溶液显绿色,所以用玻璃棒蘸取三颈烧瓶内的溶液点在滤纸上,若滤纸上只有紫红色痕迹,无绿色痕迹,表明反应已歧化完全,
故答案为:用玻璃棒蘸取三颈烧瓶内的溶液点在滤纸上,若滤纸上只有紫红色痕迹,无绿色痕迹,表明反应已歧化完全;
(3)蒸发溶液获得高锰酸钾时不能蒸干,避免固体飞溅及高锰酸钾的分解,所以应该加热到溶液表面出现晶膜时停止加热,并且应采用低温烘干的方法来干燥产品,避免高锰酸钾晶体受热发生分解,
故答案为:溶液表面出现晶膜为止;高锰酸钾晶体受热易分解;
(4)50mL 0.1000mol•L-1草酸钠标准溶液中含有醋酸钠的物质的量为:0.1mol/L×0.05L=0.005mol,根据反应2MnO4-+5C2O42-+16H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O可知,消耗0.005mol醋酸钠需要消耗高锰酸根离子的物质的量为:0.005mol×=0.002mol,
500mL配制的样品溶液中含有高锰酸根离子的物质的量为:0.002mol×=0.04mol,
则样品中含有高锰酸钾的质量为:0.04mol×158g•mol-1=6.32g,
则高锰酸钾产品的纯度为:×100%=87.23%;
若移液管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗或烘干,则导致待测液浓度减小,滴定时消耗的标准液体积偏小,测定结果偏小,
故答案为:87.23%;偏小.
三乙酸甘油酯是一种优良的溶剂、定香剂和增塑剂.实验室制备三乙酸甘油酯的反应原理、实验装置及相关数据如下:3CH3COOH+
+3H2O
实验步骤:
步骤1.在500mL反应器中加入200g冰醋酸,92g甘油和100mL苯,开动搅拌器,慢慢从插温度计口加入3mL浓硫酸后,缓缓加热并回流1h,停止加热.
步骤2.用5%碳酸钠溶液洗涤,再用水洗涤,最后加入无水氯化钙.
步骤3.先进行常压蒸馏收集75~85℃馏分.
步骤4.将常压馏分再进行减压蒸馏,收集128~131℃/933Pa馏分,最终得产品176g.
(1)步骤1先开搅拌器后加浓硫酸的目的是______;冰醋酸过量的目的是______
(2)用5%碳酸钠溶液洗涤的主要目的是______;加无水氯化钙的目的是______
(3)最后用减压蒸馏而不用常压蒸馏其原因是______
(4)本次实验产率为______.
正确答案
防止局部浓硫酸浓度过大,造成有机物脱水炭化
有利于向酯化方向移动,提高甘油的转化率
除去产品的硫酸、乙酸
除去有机物中的水份
防止常压蒸馏温度过高导致产品分解
80.7%
解析
解:(1)浓硫酸有强氧化性,先开搅拌器后加浓硫酸可防止局部浓硫酸浓度过大,造成有机物脱水炭化;酯化反应可逆反应,增大乙酸的量,有利于向酯化方向移动,提高甘油的转化率,
故答案为:防止局部浓硫酸浓度过大,造成有机物脱水炭化;有利于向酯化方向移动,提高甘油的转化率;
(2)用5%碳酸钠溶液洗涤催化作用的硫酸和过量的乙酸,利用氯化钙的吸水性除去有机物中的水份,故答案为:除去产品的硫酸、乙酸; 除去有机物中的水份;
(3)为避免三乙酸甘油酯在高温下的分解,采用减压蒸馏,故答案为:防止常压蒸馏温度过高导致产品分解;
(4)1mol的甘油理论制得1mol的三乙酸甘油酯,质量为1mol×218g/mol=218g,产率为=80.7%,故答案为:80.7%.
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