- 物质的分离和提纯
- 共4370题
银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下图:
(1)电解精练银时,阴极反应式为_______________;滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该红棕色气体与水反应的化学方程式为_______________________________________。
(2)固体混合物B的组成为_____________;在生成固体B的过程中,必须控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为_____________________。
(3)煅烧过程中生成的氧化产物与NH3在催化剂条件下反应的化学方程式为_____________________。这个反应中会有白烟产生,该白烟为______________。
(4)若银铜合金中铜的质量分数为64%,理论上3.0kg废料中的铜可完全转化为__________molCuAlO2,至少需要1.0 mol·L-1的Al2(SO4)3溶液___________L。
正确答案
( 共10分)(1)Ag+ + e-=Ag (1分) 3NO2 +H2O=2HNO3 + NO↑ (1分)
(2)CuO(或Cu(OH)2) 和Al(OH)3(1分) OH― +Al(OH)3=AlO2-+2H2O(1分)
(3)4NH3+5O24NO+6H2O(1分) NH4NO3(1分) (4)30 (1分);15 (1分)
试题分析:(1)仿照精炼铜的原理可以确定粗银做阳极:Ag—e—= Ag+,纯银做阴极:Ag++e—= Ag。滤渣A中的金属与稀硝酸反应生成无色的NO,NO与空气中的氧气反应生成红棕色的NO2,NO2与水反应生成硝酸和NO,反应的化学方程式为3NO2 +H2O=2HNO3 + NO↑。
(2)结合信息和流程图分析可知:硫酸铜、硫酸铝固体与稀氢氧化钠反应生成氢氧化铜和氢氧化铝,煮沸时氢氧化铜分解为CuO,氢氧化铝不分解,所以B应该为CuO和Al(OH)3。由于氢氧化铝是两性氢氧化物,所以若NaOH过量,则两性氢氧化物Al(OH)3就会溶解,反应的离子方程式为Al(OH)3+OH—=AlO—+2H2O。
(3)在催化剂的作用下,氨气发生催化氧化生成NO和水,反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。生成的NO在氧气和水的作用下生成硝酸,硝酸与氨气反应生成硝酸铵而冒白烟。
(4)银铜合金中的铜的物质的量n(Cu)==30mol,根据元素守恒可得生成的CuAlO2也是30.0mol。依据化学式CuAlO2中的Cu和Al个数关系及Al原子个数守恒可得,n[Al2(SO4)3]= 30.0mol÷2=15.0mol,所以需要硫酸铝溶液的体积是15.0mol÷1.0mol/L=15.0L。
[实验化学]
3,5-二甲氧基苯酚是重要的有机合成中间体,可用于天然物质白柠檬素的合成。一种以间苯三酚为原料的合成反应如下:
甲醇、乙醚和3,5-二甲氧基苯酚的部分物理性质见下表:
(1)反应结束后,先分离出甲醇,再加入乙醚进行萃取。①分离出甲醇的操作是的 。
②萃取用到的分液漏斗使用前需 并洗净,分液时有机层在分液漏斗的 填(“上”或“下”)层。
(2)分离得到的有机层依次用饱和NaHCO3溶液、饱和食盐水、少量蒸馏水进行洗涤。用饱和NaHCO3溶液洗涤的目的是 ;用饱和食盐水洗涤的目的是 。
(3)洗涤完成后,通过以下操作分离、提纯产物,正确的操作顺序是 (填字母)。
a.蒸馏除去乙醚 b..重结晶 c.过滤除去干燥剂 d.加入无水CaCl2干燥
(4)固液分离常采用减压过滤。为了防止倒吸,减压过滤完成后应先 ,再 。
正确答案
(1)①蒸馏 ②检查是否漏水 上
(2)除去HCl 除去少量NaHCO3且减少产物损失
(3)dcab
(4)拆去连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管 关闭抽气泵
间苯三酚和氯化氢的甲醇溶液反应后,生成3,5-二甲氧基苯酚,同时产品中还含有过量的甲醇,HCl和水,然后除去其中的这些杂质即可。
(1)根据表中给出的物理性质数据,除去甲醇可采用蒸馏,之后利用3,5-二甲氧基苯酚易溶于乙醚、微溶于水的性质,加入乙醚进行萃取,静置后分层,乙醚的密度比水小,因而有机层在上层。
(2)分离后的有机层,除了产品3,5-二甲氧基苯酚,还有乙醚,HCl,水。利用这些物质的物理化学性质差异,先加入饱和的NaHCO3溶液洗涤,除去HCl,再加入饱和食盐水除去过量的NaHCO3,同时又减少了产物3,5-二甲氧基苯酚的溶解度,减少溶解的损失。
(3)洗涤后的产品中还有乙醚和水两种杂质。操作是先除水再除乙醚。除水先加入加入无水CaCl2干燥,然后过滤,除去干燥剂,之后蒸馏除去乙醚,再采用重结晶的方法得到纯度较高的产品。正确的顺序是:dcab。
(4)减压过滤时,当漏斗颈下再无液滴滴下时,可判断已抽吸干燥,此时过滤完全,先拔掉连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管,后关抽气泵,以免循环水真空抽气泵中的水倒吸污染滤液。本问要理解减压过滤的原理。
【考点定位】本题考查物质的制备实验。实验包括制备,分离和提纯。要求学生根据题给的信息,对目标物质进行制备,以及掌握常见的物质的分离和提纯的方法及其注意事项。
一种含铝、锂、钴的新型电子材料,生产中产生的废料数量可观,废料中的铝以金属铝箔的形式存在;钴以Co2O3•CoO的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面;锂混杂于其中.从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如图1所示:
(1)过程Ⅰ中采用NaOH溶液溶出废料中的Al,反应的离子方程式为______.
(2)过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出钴.则浸出钴的化学反应方程式为(产物中只有一种酸根)______.在实验室模拟工业生产时,也可用盐酸浸出钴,但实际工业生产中不用盐酸,请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因______.
(3)过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)3,碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用,请写出该反应的离子方程式______.
(4)碳酸钠溶液在过程Ⅲ和Ⅳ中所起作用有所不同,请写出在过程Ⅳ中起的作用是______.
(5)在Na2CO3溶液中存在多种粒子,下列各粒子浓度关系正确的是______(填序号).
A、c(Na+)=2c(CO32-)
B、c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)
C、c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)
D、c(OH-)-c(H+)═c(HCO3-)+2c(H2CO3)
(6)CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液.CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色,利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水.如图是粉红色的CoCl2•6H2O晶体受热分解时,剩余固体质量随温度变化的曲线,A物质的化学式是______.
正确答案
(1)铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子反应方程式为:2Al+2OH-+2H2O=+2AlO2-+3H2↑,
故答案为:2Al+2OH-+2H2O=+2AlO2-+3H2↑;
(2)Co3O4和Na2S2O3在酸性条件下发生氧化还原反应生成CoSO4、Na2SO4和H2O,反应方程式为:4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O;盐酸具有还原性,能被Co2O3•CoO氧化生成有毒的氯气而污染环境,所以不能盐酸,
故答案为:4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O;Co2O3•CoO可氧化盐酸产生Cl2污染环境;
(3)铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳,水解的离子方程式为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;
故答案为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;
(4)碳酸钠溶液在过程Ⅲ中铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳;碳酸钠溶液在过程Ⅳ中调整pH,提供CO32-,使Co2+沉淀为CoCO3;
故答案为:调整pH,提供CO32-,使Co2+沉淀为CoCO3;
(5)A.Na2CO3溶液中电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-),故A错误;
B.碳酸根离子发生水解以及水的电离,所以溶液中离子浓度:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),故B正确;
C.碳酸根离子发生水解以及水的电离,所以溶液中离子浓度:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),故C正确;
D.Na2CO3溶液中质子守恒:c(H+)═c(OH-)+c(HCO3-)+2c(H2CO3),故D正确;
故选:BCD;
(6)CoCl2•6H2O~CoCl2
238 130
m65mg
=
解得:m=119mg
A物质的化学式为CoCl2•nH2O,则有:
CoCl2•6H2O~CoCl2•nH2O△m
238 18(6-n)
119mg119mg-83mg
=
,解得:n=2,
所以A物质的化学式为:CoCl2•2H2O,故答案为:CoCl2•2H2O.
(1)为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-以及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量):
①第5步实验操作需要烧杯、______、______玻璃仪器.
②步骤2中,判断加入BaCl2已过量的方法是:______.
③除杂试剂BaCl2、NaOH、Na2CO3加入的顺序必须满足______.
④若先用盐酸调pH值再过滤,将对实验结果产生影响,其原因是______.
(2)为检验粗盐溶液中Cl-、SO42-请根据内容填空:
①首先检验______离子,应先加入过量的______.
②将所得混合物过滤,然后在溶液中加入试剂______检验另一离子.
正确答案
(1)①过滤装置是分离难溶性物质和溶液的分离方法,用到的玻璃仪器为:烧杯、玻璃棒、漏斗,故答案为:玻璃棒;漏斗;
②过量的氯化钡会将全部的硫酸根离子沉淀完毕,只要是硫酸根剩余,则氯化钡会与其反应出现白色沉淀,所以判断BaCl2已过量的方法是:取第②步后的上层清液(或取少量上层清液于试管中),再滴入适量BaCl2溶液,若溶液未变浑浊,则表明BaCl2已过量,
故答案为:取第②步后的上层清液(或取少量上层清液于试管中),再滴入适量BaCl2溶液,若溶液未变浑浊,则表明BaCl2已过量;
③除杂试剂为了根号除去杂质离子,一般是过量的,碳酸钠可以将钙离子以及过量的钡离子沉淀下来,BaCl2、NaOH、Na2CO3加入的顺序必须满足最后加入碳酸钠,过滤后再加盐酸制不再有气体生成即可,故答案为:在氢氧化钠和氯化钡试剂加入后再加入碳酸钠;
④若先用盐酸调pH再过滤,氢氧化镁沉淀、碳酸钙沉淀均会和盐酸反应,将对实验结果产生影响,
故答案为:在此酸度条件下,会有部分沉淀溶解,从而影响制得精盐的纯度;
(2)在检验氯离子时,是加入硝酸银出现白色沉淀,证明氯离子的存在;但是硫酸银是微溶于水的,量多了也就变成沉淀了,所以要先检验硫酸根离子,再检验氯离子;先检验硫酸根离子的存在,加入过量的试剂是硝酸钡;过滤沉淀后,加入硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子的存在,
故答案为:SO42-;Ba(NO3)2;硝酸酸化的硝酸银溶液.
利用钛白工业的副产品FeSO4(含Al2(SO4)3和少量重金属离子)可以生产电池级高纯超微细草酸亚铁。其工艺流程如下:
已知:①5Fe2++ MnO4-+8H+=5Fe3+ +Mn2++4H2O
5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
(1)沉淀过程的反应温度为40℃,温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外,还有 。
(2)滤液经处理可得到副产品 。
(3)实验室测定高纯超微细草酸亚铁组成的步骤依次为:
步骤1:准确称量一定量草酸亚铁样品,加入25 mL 2 mol·L-1的H2SO4溶解。
步骤2:用0.2000 mol·L-1标准KMnO4溶液滴定,消耗其体积30.40 mL。
步骤3:向滴定后的溶液中加入2 g Zn粉和5 mL 2 mol·L-1的H2SO4溶液,将Fe3+还原为Fe2+。
步骤4:过滤,滤液用上述标准KMnO4溶液滴定,消耗溶液10.00 mL。
则样品中C2O42-的物质的量为 。(写出计算过程)
(4)将一定量高锰酸钾溶液与酸化的草酸亚铁溶液混合,测得反应 液中Mn2+的浓度随反应时间t的变化如图,其变化趋势的原因可能为 。
正确答案
(1)NH3•H2O受热易分解,挥发出NH3,Fe(OH)2受热易分解。(2分)
(2)(NH4)2SO4(2分)
(3)解:由题意知,C2O42-消耗KMnO4溶液体积为(30.40-10.00)=20.4mL,
5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
5 2
n 20.4×10-3×0.2000mol
解得 n=0.0102mol (4分)
(4)生成的Mn2+作催化剂,随着Mn2+浓度增加,反应速率越来越快。(2分)
试题分析:(1)温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外,还有NH3•H2O受热易分解,挥发出NH3,Fe(OH)2受热易分解
(2)沉淀步骤中加入一水合氨,生成氢氧化亚铁沉淀的同时还有硫酸铵生成,所以副产品是(NH4)2SO4
(3)由题意知氧化C2O42-和Fe2+共消耗0.2000 mol·L-1标准KMnO4溶液体积30.40 mL,步骤3、4标准KMnO4溶液只氧化Fe2+消耗KMnO4溶液体积10.00mL,所以C2O42-消耗KMnO4溶液体积为(30.40-10.00)=20.4mL,由5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O得5C2O42-~2MnO4-,所以C2O42-的物质的量为20.4×10-3×0.2000×5/2=0.0102mol;
(4)从图像上观察,随着反应对进行,曲线的斜率越来越大,说明单位时间内Mn2+的浓度越来越大,所以反应速率越来越快,反应中若温度不变,只能是生成的Mn2+作催化剂,随着Mn2+浓度增加,反应速率越来越快。
工业利用精炼镁渣(含有MgO、KCl、MgCl2、BaCl2、CaCl2、FeCl3等杂质)回收MgCl2的工业流程如下:
已知:25 ℃时有关物质的溶度积如下:
回答下列问题:
(1)写出溶解时的离子方程式 。
(2)溶解时温度不能太高,也不宜太低,要求控制在35 ℃左右,其理由是 。
(3)操作Ⅰ包含多个操作,分别为 ,过滤,洗涤,烘干。烘干时需要减压烘干,原因是 。
(4)为减少Na2CO3的用量和提高产品质量,在中和工序(中和后溶液接近中性)结束前要检验溶液中是否存在 离子,选择检验该离子的原因是 。
(5)母液的主要成分 。
正确答案
(1)MgO+2H+=H2O+Mg2+ (2)溶解时温度太低,反应速率过慢,温度太高, HCl会挥发 (3)蒸发浓缩,冷却结晶 降低烘干时的温度,防止MgCl2·6H2O分解
(4) Ba2+ BaCO3溶解度仅小于MgCO3的溶解度,而大于其他物质的溶解度,当Ba2+除尽其他杂质已经除尽 (5)KCl 、NaCl和MgCl2
(1)MgO与盐酸反应生成H2O和MgCl2。
(2)控制温度在35 ℃左右,主要从反应速率和盐酸的挥发性方面考虑。
(3)由于MgCl2·6H2O带有结晶水,为避免其分解,不能直接蒸发结晶,要蒸发浓缩,冷却结晶,烘干时温度也不能过高。
(4)通过表中各物质的Ksp可知,BaCO3溶解度仅小于MgCO3的溶解度,而大于其他物质的溶解度,当 Ba2+除尽其他杂质已经除尽,因此要检验溶液中是否存在Ba2+。
(5)Ba2+、Fe3+和Ca2+已经在前面沉淀除去,在中和阶段引入了Na+,故母液的主要成分为KCl 、NaCl和MgCl2。
某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图),以环己醇制备环己烯:
已知:
(1)制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入1mL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。
①A中碎瓷片的作用是 ,导管B除了导气外还具有的作用是 。
②试管C置于冰水浴中的目的是 。
(2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在 层(填“上”或“下”),分液后用 (填入编号)洗涤。
A.KMnO4溶液 B.稀H2SO4 C.Na2CO3溶液
②再将环己烯按图装置蒸馏,冷却水从 口进入。蒸馏时要加入生石灰,目的是: 。
③收集产品时,控制的温度应在 左右,实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是 _______
A.蒸馏时从70℃开始收集产品 B.环己醇实际用量多了
C.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
(3)以下区分环己烯精品和粗品的方法,合理的是_______
A.用酸性高锰酸钾溶液 B.用金属钠 C.测定沸点
(4)由环己烯再转化为环己醇的化学方程式为:______________
正确答案
(1) ①防止暴沸; 冷凝。 ②防止环己烯的挥发。
(2) ①上; C。 ②g;除去水分。 ③ 83℃ ; C。
(3)B、C。
(4)环己烯 + H2O——环己醇
试题分析:(1)①加热液体时,为了防止液体爆沸,常采用加入沸石或碎瓷片;易挥发的物质反应时为提高其利用率,一般要有冷凝回流装置,导管B即是起到这种作用;②反应生成的产物沸点较高,易挥发,应采用冰水冷却,防止环己烯的挥发;(2)①烃的密度比水小,与水混合时,环己烯在上层;要除去产品中的酸杂质,可用碳酸钠等碱性溶液除去;②实验中一般采用逆流冷却,蒸馏时加入生石灰目的是与水反应,防止与产品一起蒸馏出;③收集产品时,控制的温度应让环己烯挥发出来,而2环己醇等留在溶液中,理论温度可控制在83℃——161℃,又因为是水浴加热和能量的消耗等方面可控制温度低一些 83℃即可;实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,说明环己烯或环己醇损失了,故答案为C;(3)粗品中含有环己醇能与钠反应,且混合物沸点不固定,与环己烯沸点不同。
实验室中有一瓶KCl和CaCl2的固体混合物,通过下列操作可确定该混合物中KCl和CaCl2的质量比,也可制得纯净的KCl.
请回答下列问题:
①调整零点时,若指针偏向左边,应将右边的螺丝帽向______移动(填左或右).某学生用已知质量为Yg的表面皿,准确称取Wg样品.他在托盘天平的右盘上放入(W+Y)g砝码,在左盘的表面皿上加入样品,此时指针偏向如图,接下来他的操作应为______.
②实验过程中,加入的A是______,检验A是否过量的方法是______.加入的B是______,B物质需要过量的理由是______.得到的固体C是______,检验沉淀C是否洗净的方法是______.
③过滤时,某学生的操作如图,请用文字说明图中操作的错误______.
④该混合物中KCl与CaCl2质量比的计算式为______.
正确答案
①托盘天平是根据杠杆原理制成的,指针偏向左边,说明左盘的质量高.因此,若指针偏向左边,应将右边的螺丝帽向右移动;指针向右偏转,说明砝码的质量大于物质的质量,所以应小心加入药品,使指针指向刻度中央.
故答案为:右; 小心加入药品,使指针指向刻度中央.
②加入A物质,能使氯化钙产生沉淀且不引进新的杂质离子,所以应加入碳酸钾溶液,碳酸钾和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾;如果碳酸钾过量,溶液中含有碳酸根离子,碳酸根离子和强酸能发生生成二氧化碳气体,所以检验方法是 取上层澄清溶液少许,加盐酸观察是否有无色气体生成,如果有气体生成就说明过量,否则不过量;
加入的A物质是过量的,所以滤液中含有碳酸根离子,碳酸钾和盐酸反应生成氯化钾和二氧化碳、水,且加热溶液能使盐酸挥发,所以选取盐酸除去碳酸根离子;
由以上分析知,得到的固体是碳酸钙;沉淀上容易沾有氯离子,所以洗涤液中含有氯离子,如果沉淀洗涤干净,洗涤液中就没有氯离子,检验方法是:取最后一次洗出液加入AgNO3溶液,观察是否有白色沉淀析出.
故答案为:K2CO3; 取上层澄清溶液少许,加盐酸观察是否有无色气体生成; 盐酸;除CaCl2时混入CO32-,加入过量盐酸除去CO32-,且不影响KCl纯度; CaCO3; 取最后一次洗出液加入AgNO3溶液,观察是否有白色沉淀析出.
③由图知,玻璃棒没有靠在三层滤纸上;漏斗颈底端没有贴在烧杯内壁上.
故答案为:玻璃棒没有靠在三层滤纸上;漏斗颈底端没有贴在烧杯内壁上.
④根据钙原子守恒计算氯化钙的质量.
设氯化钙的质量为x.
CaCO3----CaCl2
100 111
W2 x
x=g;
所以氯化钾的质量为=Wg-g;
所以氯化钾和氯化钙的质量比为=
.
NaClO2的漂白能力是漂白粉的4~5倍, NaClO2广泛用于造纸工业、污水处理等。工业上生产NaClO2的工艺流程如下:
(1)ClO2发生器中的反应为:2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4。实际工业生产中,可用硫磺、浓硫酸代替原料中的SO2,其原因为 (用化学方程式表示)。
(2)反应结束后,向ClO2发生器中通入一定量空气的目的: 。
(3)吸收器中生成NaClO2的离子反应方程式为 ,其中反应温度不能高于5℃的可能原因: 。
(4)某化学兴趣小组用如下图所示装置制备SO2并探究SO2与Na2O2的反应:
①为除去过量的SO2,C中盛放的试剂为 。
②D中收集到的气体可使带余烬的木条复燃,B中发生的反应可能为 、Na2O2+SO2= Na2SO4。
正确答案
(1)S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+ 2H2O
(2)驱赶出ClO2,确保其被充分吸收
(3)2ClO2+2OH—+H2O2=2ClO2—+ O2+2H2O 提高ClO2的利用率(或防止H2O2分解)
(4)①NaOH溶液(或KMnO4溶液)
②2Na2O2+2SO2= 2Na2SO3+ O2
试题分析:(1)反应需要SO2,故其它原料也是产生SO2,该原料硫与浓硫酸发生归中反应生成SO2;(2)通入空气是为了排除装置中的气体,使其充分吸收;(3)吸收器飞反应物为氢氧化钠、双氧水和ClO2,产物是NaClO2和双氧水的氧化产物氧气;双氧水不稳定受热分解;(4)①吸收SO2可用碱液吸收;②D装置收集到氧气,故B中反应可能有过氧化钠与二氧化碳反应类似发生歧化反应。
Ⅰ.(1)已知某有机物A只含有C、H、O三种元素,通过元素分析知含碳54.55%,含氢9.10%。质谱分析其相对分子质量为88,经红外光谱分析其中只含C-H键和键,其核磁共振氢谱图显示有三重峰,峰面积之比为3:2:3,该有机物不含有CH3-O-,则A的结构简式为
_______________。
(2)写出实验室制备A的化学方程式_________________________________________。
Ⅱ.苯甲酸甲酯( )是常用香精,广泛用于食品、化妆品等行业,可从自然界中提取,也可人工合成。实验室现以食品防腐剂[主要成分为苯甲酸钠(
)]、甲醇为原料制备苯甲酸甲酯。已知:
合成苯甲酸甲酯的流程如下:
请回答下列问题:
(1)温度①约为_________℃,操作③为_________,操作④为__________。
(2)第②步加热的目的是______________________________________。
(3)选择合适的制备苯甲酸甲酯的装置:______________。
A B C D
(4)苯甲酸甲酯有多种同分异构体,写出符合下列条件的任意一种同分异构体的结构简式_______。①为芳香化合物 ②含有醛基 ③能与金属Na反应
正确答案
Ⅰ.(1)CH3COOC2H5或者CH3COOCH2CH3(2分)
(2)CH3COOH + HOCH2CH3 CH3COOCH2CH3 + H2O(2分)
Ⅱ.(1)64.7 分液 蒸馏 (每空1分) (2)蒸出过量的甲醇(1分) (3)B(2分)
(4)等(含有苯环、羟基、醛基,合理即可)(2分)
试题分析:Ⅰ.(1)通过元素分析知含碳54.55%,含氢9.10%。质谱分析其相对分子质量为88,则该有机物分子中碳与氢原子的个数分别是=4、
=8,则分子氧原子的个数是
=2,即该有机物的化学式为C4H8O2。经红外光谱分析其中只含C-H键和
键,其核磁共振氢谱图显示有三重峰,峰面积之比为3:2:3,该有机物不含有CH3-O-,则A应该是酯类,所以结构简式为CH3COOCH2CH3。
(2)A是乙酸乙酯,实验室用乙酸与乙醇在浓硫酸的作用下发生酯化反应得到,所以该反应的化学方程式为CH3COOH + HOCH2CH3 CH3COOCH2CH3 + H2O。
Ⅱ.(1)由于甲醇的沸点是64.7℃,温度过高甲醇易挥发,所以加热温度不能超过64.7℃。冷却后得到粗产品,而苯甲酸甲酯不溶于水,所以分离得到粗产品的方法是分液。粗产品苯甲酸甲酯中含有苯甲酸,二者的沸点相差较大,因此操作④应该是蒸馏。
(2)由于甲醇的沸点较低,所以操作②加热的目的是蒸出过量的甲醇。
(3)由于反应中需要控制温度,所以需要温度计,CD不正确。又因为水浴加热,容易控制温度,且受热均匀,所以装置选择B。
(4)①为芳香化合物,说明含有苯环。②含有醛基,③能与金属Na反应,说明还含有羟基,所以可能的结构简式为等。
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