13.已知苯甲酸微溶于水,易溶于乙醇、乙醚,有弱酸性,酸性比醋酸強(qiáng).它可用于制備苯甲酸乙酯和苯甲酸銅.
(一)制備苯甲酸乙酯
+C2H5OH$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{?}$+H2O
相關(guān)物質(zhì)的部分物理性質(zhì)如表格:
沸點(diǎn)(℃)密度(g•cm-3
苯甲酸2491.2659
苯甲酸乙酯212.61.05
乙醇78.50.7893
環(huán)己烷80.80.7785
乙醚34.510.7318
環(huán)己烷、乙醇和水共沸物62.1
實(shí)驗(yàn)流程如圖1:

(1)制備苯甲酸乙酯,圖2裝置最合適的是B,反應(yīng)液中的環(huán)己烷在本實(shí)驗(yàn)中的作用(通過形成水-乙醇-環(huán)己烷三元共沸物)帶出生成的水,促進(jìn)酯化反應(yīng)向正向進(jìn)行.

(2)步驟②控制溫度在65~70℃緩慢加熱液體回流,分水器中逐漸出現(xiàn)上、下兩層液體,直到反應(yīng)完成,停止加熱.放出分水器中的下層液體后,繼續(xù)加熱,蒸出多余的乙醇和環(huán)己烷.
反應(yīng)完成的標(biāo)志是分水器中下層(水層)液面不再升高.
(3)步驟③碳酸鈉的作用是中和苯甲酸和硫酸,碳酸鈉固體需攪拌下分批加入的原因加入過快大量泡沫的產(chǎn)生可使液體溢出.
(4)步驟④將中和后的液體轉(zhuǎn)入分液漏斗分出有機(jī)層,水層用25mL乙醚萃取,然后合并至有機(jī)層,用無水MgSO4干燥.乙醚的作用萃取出水層中溶解的苯甲酸乙酯,提高產(chǎn)率.
(5)步驟⑤蒸餾操作中,圖3裝置最好的是bd(填標(biāo)號),蒸餾時(shí)先低溫蒸出乙醚,蒸餾乙醚時(shí)最好采用水浴加熱(水浴加熱、直接加熱、油浴加熱).

(二)制備苯甲酸銅
將苯甲酸加入到乙醇與水的混合溶劑中,充分溶解后,加入Cu(OH)2粉未,然后水浴加熱,于70~80℃下保溫2~3小時(shí);趁熱過濾,濾液蒸發(fā)冷卻,析出苯甲酸銅晶體,過濾、洗滌、干燥得到成品.
(6)混合溶劑中乙醇的作用是增大苯乙酸的溶解度,便于充分反應(yīng),趁熱過濾的原因苯甲酸銅冷卻后會(huì)結(jié)晶析出,如不趁熱過濾會(huì)損失產(chǎn)品
(7)本實(shí)驗(yàn)中下列藥品不能代替氫氧化銅使用的是D
A.醋酸銅  B.氧化銅   C.堿式碳酸銅  D.硫酸銅
(8)洗滌苯甲酸銅晶體時(shí),下列洗滌劑最合適的是C
A.冷水  B.熱水  C.乙醇   D.乙醇水混合溶液.

分析 (1)根據(jù)步驟②控制溫度在65~70℃緩慢加熱液體回流,可判斷選擇水浴加熱的方式,要控制水浴的溫度,所以溫度計(jì)應(yīng)測量水的溫度,故選B裝置,由于水-乙醇-環(huán)己烷三元共沸物,可以帶出生成的水,可使酯化反應(yīng)正向進(jìn)行;
(2)根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物可知,當(dāng)反應(yīng)完成時(shí),不再產(chǎn)生水,分水器中下層(水層)液面不再升高,據(jù)此判斷;
(3)反應(yīng)物中用了苯甲酸和硫酸,所以加入碳酸鈉可以中和酸,酸與碳酸鈉反應(yīng)可以產(chǎn)生泡沫,所以加入的速度不能快;
(4)苯甲酸乙酯有少量溶解中水,用乙醚可以將其萃取出來;
(5)根據(jù)防止產(chǎn)物揮發(fā)到空氣和冷凝效果選擇裝置,乙醚的沸點(diǎn)較低,用水浴即可將其蒸出;
(6)苯甲酸微溶于水,使用乙醇可以增大苯甲酸的溶解度,便于充分反應(yīng);苯甲酸銅冷卻后會(huì)結(jié)晶析出,所以要趁熱過濾;
(7)氫氧化銅能與苯甲酸反應(yīng),所以要替代氫氧化銅的物質(zhì)應(yīng)該能與酸反應(yīng),據(jù)此選擇;
(8)洗滌苯甲酸銅晶體時(shí),既要除去表面可溶性雜質(zhì),又要盡可能減小苯甲酸銅晶體的溶解,且便于干燥,據(jù)此選擇洗滌的試劑.

解答 解:(1)根據(jù)步驟②控制溫度在65~70℃緩慢加熱液體回流,可判斷選擇水浴加熱的方式,要控制水浴的溫度,所以溫度計(jì)應(yīng)測量水的溫度;由于水-乙醇-環(huán)己烷三元共沸物,所以環(huán)己烷在本實(shí)驗(yàn)中的作用是可以帶出生成的水,可使酯化反應(yīng)正向進(jìn)行,
故答案為:B;(通過形成水-乙醇-環(huán)己烷三元共沸物)帶出生成的水,促進(jìn)酯化反應(yīng)向正向進(jìn)行;
(2)根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物可知,當(dāng)反應(yīng)完成時(shí),不再產(chǎn)生水,分水器中下層(水層)液面不再升高,所以反應(yīng)完成的標(biāo)志是分水器中下層(水層)液面不再升高,
故答案為:分水器中下層(水層)液面不再升高;
(3)反應(yīng)物中用了苯甲酸和硫酸,所以加入碳酸鈉可以中和酸,酸與碳酸鈉反應(yīng)可以產(chǎn)生泡沫,所以加入的速度不能快,
故答案為:中和苯甲酸和硫酸;加入過快大量泡沫的產(chǎn)生可使液體溢出;
(4)苯甲酸乙酯有少量溶解中水,用乙醚可以將其萃取出來,以提高產(chǎn)率,
故答案為:萃取出水層中溶解的苯甲酸乙酯,提高產(chǎn)率;
(5)根據(jù)防止產(chǎn)物揮發(fā)到空氣和冷凝效果選擇裝置b或d都可以,乙醚的沸點(diǎn)較低,用水浴即可將其蒸出,
故答案為:bd;水浴加熱;
(6)苯甲酸微溶于水,使用乙醇可以增大苯甲酸的溶解度,便于充分反應(yīng);苯甲酸銅冷卻后會(huì)結(jié)晶析出,所以要趁熱過濾,
故答案為:增大苯乙酸的溶解度,便于充分反應(yīng);苯甲酸銅冷卻后會(huì)結(jié)晶析出,如不趁熱過濾會(huì)損失產(chǎn)品;
(7)氫氧化銅能與苯甲酸反應(yīng),所以要替代氫氧化銅的物質(zhì)應(yīng)該能與酸反應(yīng),硫酸銅不能與酸反應(yīng),
故選D;
(8)洗滌苯甲酸銅晶體時(shí),既要除去表面可溶性雜質(zhì),又要盡可能減小苯甲酸銅晶體的溶解,且便于干燥,苯甲酸銅易溶于水,難溶于乙醇,
故選C.

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì),題目難度中等,明確制備原理為解答關(guān)鍵,試題涉及酯化反應(yīng)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法、化學(xué)平衡的影響因素等知識,注意掌握物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì)及評價(jià)原則,試題充分考查了學(xué)生的分析能力、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.一定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入1mol N2和3mol H2,發(fā)生下列反應(yīng):N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變下述條件,NH3平衡濃度不改變的是( 。
A.保持溫度和容器壓強(qiáng)不變,充入1mol NH3(g)
B.保持溫度和容器體積不變,充入1mol NH3(g)
C.保持溫度和容器壓強(qiáng)不變,充入1mol N2(g)
D.保持溫度和容器體積不變,充入1mol H2(g)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

6.設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是(  )
A.常溫常壓下,18 g水中含有的水分子數(shù)目為NA
B.常溫常壓下,1.06g Na2CO3含有的Na+離子數(shù)為0.02 NA
C.通常狀況下,NA 個(gè)CO2分子占有的體積為22.4L
D.物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L的MgCl2溶液中,含有Cl-個(gè)數(shù)為NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

1.過氧化鈣可以用于改善地表水質(zhì)、處理含重金屬粒子廢水和治理赤潮,也可用于應(yīng)急供氧等.工業(yè)上生產(chǎn)過氧化鈣的主要流程如下:

已知CaO2•8H2O呈白色,微溶于水.I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
(1)用上述方法制取CaO2•8H2O的化學(xué)方程式是CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl;
(2)檢驗(yàn)“水洗”是否合格的方法是取最后一次洗滌液少許于試管中,再滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液,看是否產(chǎn)生白色沉淀;
(3)測定產(chǎn)品中CaO2的含量的實(shí)驗(yàn)步驟是:
第一步:準(zhǔn)確稱取a g產(chǎn)品于錐形瓶中,加入適量蒸餾水和過量的b g KI晶體,再滴入少量2mol/L的H2SO4溶液,充分反應(yīng).
第二步:向上述錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液.
第三步:逐滴加入濃度為c mol•L-1的Na2S2O3溶液至反應(yīng)完全,消耗Na2S2O3溶液V mL.
①判斷此滴定實(shí)驗(yàn)達(dá)到終點(diǎn)的方法是:當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色(或溶液褪色),且半分鐘不變色.
②CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{36cV×10{\;}^{-3}}{a}$×100% (用字母表示);
③某同學(xué)第一步和第二步的操作都很規(guī)范,第三步滴速太慢,這樣測得的CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能偏高(填“不受影響”、“偏低”或“偏高”),原因是在酸性條件下空氣中的O2也可以把KI氧化為I2,使消耗的Na2S2O3增多,從而使測得的CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

8.實(shí)驗(yàn)室制備1,2-二溴乙烷的反應(yīng)原理如下:CH3CH2OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH2=CH2 H2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反應(yīng)有:乙醇在濃硫酸的存在下在l40℃脫水生成乙醚.用少量的溴和足量的乙醇制備1,2-二溴乙烷的裝置如圖所示,有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:
乙醇1,2-二溴乙烷乙醚
狀態(tài)無色液體無色液體無色液體
密度/g•cm-30.792.20.71
沸點(diǎn)/℃78.513234.6
熔點(diǎn)/℃-1309-116
回答下列問題:
(1)在發(fā)生反應(yīng)前,分液漏斗使用前必須要檢漏;在反應(yīng)中,要加入沸石的作用是防暴沸,若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石,應(yīng)采取的正確方法是:冷卻后補(bǔ)加
(2)在裝置B中安全管的作用原理是:當(dāng)B壓力過大時(shí),安全管中液面上升,使B瓶中壓力穩(wěn)定
(3)判斷該制各反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束的最簡單方法是溴的顏色完全褪去;
(4)將1,2-二溴乙烷粗產(chǎn)品置于分液漏斗中加水,振蕩后靜置,產(chǎn)物應(yīng)從下 口出(填“上”、“下”);
(5)若產(chǎn)物中有少量未反應(yīng)的Br2,最好用d洗滌除去;(填正確選項(xiàng)前的字母)
a.水     b.乙醇 c.碘化鈉溶液     d.氫氧化鈉溶液
發(fā)生的反應(yīng)方程式為:2NaOH+Br2═NaBr+NaBrO+H2O
(6)若產(chǎn)物中有少量副產(chǎn)物乙醚.可用蒸餾的方法除去;
(7)反應(yīng)過程中應(yīng)用冷水冷卻裝置D,其主要目的是乙烯與溴反應(yīng)時(shí)放熱,冷卻可避免溴的大量揮發(fā).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

18.高錳酸鉀[KMnO4]是常用的氧化劑.工業(yè)上以軟錳礦(主要成分是MnO2)為原料制備高錳酸鉀晶體.中間產(chǎn)物為錳酸鉀[K2MnO4].如圖1是實(shí)驗(yàn)室模擬制備的操作流程:

相關(guān)資料:
①物質(zhì)溶解度
物質(zhì)KMnO4K2CO3KHCO3K2SO4CH3COOK
20℃溶解度6.411133.711.1217
②錳酸鉀[K2MnO4]
外觀性狀:墨綠色結(jié)晶.其水溶液呈深綠色,這是錳酸根(MnO42-)的特征顏色.
化學(xué)性質(zhì):在強(qiáng)堿性溶液中穩(wěn)定,在酸性、中性和弱堿性環(huán)境下,MnO42-會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng).
試回答下列問題:
(1)煅燒軟錳礦和KOH固體時(shí),不采用石英坩堝而選用鐵坩堝,實(shí)驗(yàn)中用鐵坩堝煅燒暴露在空氣中的固體混合物發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MnO2+4KOH+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2K2MnO4+2H2O.
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),若CO2過量會(huì)生成KHCO3,請用離子方程式表示實(shí)驗(yàn)中通入適量CO2時(shí)導(dǎo)致體系中KMnO4產(chǎn)品純度降低的原因:3MnO42-+2CO2═2MnO4-+MnO2↓+2CO32-;
(3)工業(yè)上一般采用惰性電極電解錳酸鉀溶液制取高錳酸鉀,試寫出該電解反應(yīng)的化學(xué)方程式2K2MnO4+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2KMnO4+H2↑+2KOH;
傳統(tǒng)工藝采用無膜電解法由于副反應(yīng)發(fā)生,Mn元素利用率和電流效率都會(huì)偏低.有同學(xué)聯(lián)想到離子交換膜法電解飽和食鹽水提出改進(jìn)方法:可用陽離子交換膜分隔兩極區(qū)進(jìn)行電解(如圖2).圖中A口加入的溶液最好為KOH溶液.使用陽離子交換膜可以提高M(jìn)n元素利用率的原因?yàn)殛栯x子交換膜防止錳酸根進(jìn)入陰極區(qū)被還原.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.鎳是有機(jī)合成的重要催化劑.某化工廠有含鎳催化劑廢品(主要成分是鎳,雜質(zhì)是鐵、鋁單質(zhì)及其化合物,少量難溶性雜質(zhì)).某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如下流程利用含鎳催化劑廢品制備硫酸鎳晶體:

幾種難溶堿開始沉淀和完全沉淀的pH:
沉淀物開始沉淀完全沉淀
Al(OH)33.85.2
Fe(OH)32.73.2
Fe(OH)27.69.7
Ni(OH)27.19.2
回答下列問題:
(1)溶液①中含金屬元素的離子是AlO2-
(2)用離子方程式表示加入雙氧水的目的2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.雙氧水可以用下列物質(zhì)替代的是A.
A.氧氣           B.漂液          C.氯氣        D.硝酸
(3)操作b調(diào)節(jié)溶液范圍為3.2-7.1,其目的是除去Fe3+
(4)操作a和c需要共同的玻璃儀器是玻璃棒.上述流程中,防止?jié)饪s結(jié)晶過程中Ni2+水解的措施是調(diào)節(jié)溶液pH為2-3.
(5)如果加入雙氧水量不足或“保溫時(shí)間較短”,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響是產(chǎn)品中混有綠礬.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明產(chǎn)品中是否含“雜質(zhì)”(不考慮硫酸鎳影響):取少量樣品溶于蒸餾水,滴加酸性高錳酸鉀溶液,若溶液紫色褪去,則產(chǎn)品中含有Fe2+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.用惰性電極電解硫酸銅溶液,整個(gè)過程轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氣體總體積的關(guān)系如圖所示(氣體體積均在相同狀況下測定).欲使溶液恢復(fù)到起始狀態(tài),可向溶液中加入( 。
A.0.15 mol CuOB.0.1 mol CuCO3
C.0.075mol Cu(OH)2D.0.05 mol Cu2(OH)2CO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.下列物質(zhì)的制備與工業(yè)生產(chǎn)相符的是( 。
①SiO2$→_{高溫}^{焦炭}$粗硅$→_{高溫}^{Cl_{2}}$SiCl4 $→_{高溫}^{H_{2}}$Si(高純度)  
②濃鹽酸$→_{△}^{MnO_{2}}$Cl2$\stackrel{石灰乳}{→}$漂白粉
③MgCl2$\stackrel{加熱蒸干}{→}$無水2$→_{熔融}^{電解}$Mg
④飽和NaCl溶液$\stackrel{NH_{3}和CO_{2}}{→}$NaHCO3晶體$\stackrel{加熱}{→}$Na2CO3
A.①③B.①④C.②③D.②④

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同步練習(xí)冊答案