5．苯甲酸和苯甲酸鈉均是食品防腐劑．某化學學習小組的同學們嘗試用甲苯的氧化反應制備苯甲酸，實驗過程如下：按圖示裝置，在圓底燒瓶中放入適量甲苯和水，在石棉網(wǎng)上加熱至沸，從儀器X上口加入適量高錳酸鉀，繼續(xù)煮沸并間歇搖動燒瓶，直到甲苯層消失，回流液不再出現(xiàn)油珠時停止反應．
按如下流程分離出苯甲酸：
反應混合物$\stackrel{趁熱減壓過濾}{→}$濾液$→_{②濃鹽酸酸化}^{①冰水浴冷卻}$懸濁液$\stackrel{減壓過濾}{→}$苯甲酸晶體
已知：①苯甲酸熔點為122℃，沸點為249℃．
②不同溫度下苯甲酸在水中溶解度：4℃-0.18g，18℃-0.27g，75℃-2.2g；
③
請回答下列問題：
（1）儀器X的名稱是冷凝管，冷卻水應從b口進入（填“a”或“b”）．
（2）分離苯甲酸的操作中，冰水浴冷卻濾液的主要目的是使鹽酸酸化時生成的苯甲酸在水中溶解更少，有利于更多的苯甲酸結晶析出，制得的苯甲酸晶體中可能含有的雜質是KCl，為進一步提純，應采用的方法是重結晶．
（3）芳香化合物A與苯甲酸分子式相同，A與NaOH溶液反應生成兩種鹽，該反應的化學方程式是+2NaOH-→HCOONa++H2O．

分析 （1）根據(jù)常用儀器的名稱來解答；冷凝回流時，冷水應從下口進，上口出；
（2）不同溫度下苯甲酸在水中溶解度：4℃-0.18g，18℃-0.27g，75℃-2.2g，溫度降低溶解度減小，依據(jù)反應產物可知，加入鹽酸和生成的氫氧化鉀反應生成氯化鉀減壓過濾會析出氯化鉀，依據(jù)溶解度隨溫度變化不同，可以采取重結晶的方法提純；
（3）芳香化合物A與苯甲酸分子式相同，A與NaOH溶液反應生成兩種鹽，說明結構不同和苯甲酸為同分異構體，和堿反應生成兩種鹽，則為甲酸酚氧酯．

解答 解：（1）由實驗裝置圖可知A為（球形）冷凝管；冷凝回流時，圖甲冷水應從b口進水；
故答案為：冷凝管，b；
（2）不同溫度下苯甲酸在水中溶解度：4℃-0.18g，18℃-0.27g，75℃-2.2g，溫度降低溶解度減小，依據(jù)溶解度隨溫度變化不同，可以采取重結晶的方法提純，分離苯甲酸的操作中，冰水浴冷卻濾液的主要目的是使鹽酸酸化時生成的苯甲酸在水中溶解更少，有利于更多的苯甲酸結晶析出，依據(jù)反應產物可知，加入鹽酸和生成的氫氧化鉀反應生成氯化鉀減壓過濾會析出氯化鉀，制得的苯甲酸晶體中可能含有的雜質是KCl，為進一步提純，應采用的方法是重結晶，
故答案為：使鹽酸酸化時生成的苯甲酸在水中溶解更少，有利于更多的苯甲酸結晶析出，KCl，重結晶；
（3）芳香化合物A與苯甲酸分子式相同，A與NaOH溶液反應生成兩種鹽，說明結構不同和苯甲酸為同分異構體，和堿反應生成兩種鹽，則為甲酸酚氧酯，和氫氧化鈉溶液反應水解生成苯酚鈉和甲酸鈉，反應的化學方程式為：+2NaOH-→HCOONa++H2O，
故答案為：+2NaOH-→HCOONa++H2O．

點評 本題考查了有機物質的制備方法和實驗分析判斷，主要是題干信息的應用和物質性質和結構的理解應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度較大．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

11．將50mL 物質的量濃度為12mol/L的鹽酸（密度為1.19g/cm3）稀釋成6mol/L的鹽酸（密度為1.10g/cm3），需加水（密度為4℃時的測量值）的體積為（　�。�
A．50mLB．50.5mLC．55mLD．59.5mL

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

12．在某澄清、透明的淺黃色溶液中，可能含有：H+、NH4+、Fe3+、Ba2+、Al3+、SO42-、HCO3-、I-八種離子中的幾種，在檢驗方案設計時初步分析其溶液中最多可含的離子（不包括OH-）有（　　）
A．5種B．6種C．7種D．8種

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

9．甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用如下反應來合成甲醇：2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）；
（1）判斷反應達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是cd（填序號）．
a． 生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等      b． 混合氣體的密度不變
c． 混合氣體的平均相對分子質量不變         d． CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化
（2）下表所列數(shù)據(jù)是該反應在不同溫度下的化學平衡常數(shù)（K）
溫度250℃300℃350℃
K2.0410.2700.012
①該反應的平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{{c}^{2}（{H}_{2}）．c（CO）}$，△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②要提高CO的轉化率，可以采取的措施是df（填序號）．
a．升溫  b．加入催化劑  c．增加CO的濃度  d．加入H2加壓  e．加入惰性氣體加壓  f．分離出甲醇
③300℃時，將容器的容積壓縮到原來的$\frac{1}{2}$，在其他條件不變的情況下，對平衡體系產生的影響是CD（填字母）．
A．c（H2）減少                    B．正反應速率加快，逆反應速率減慢
C．CH3OH 的物質的量增加           D．重新平衡時c（H2）/c（CH3OH）減小
④某溫度下，將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中，充分反應10min后，達到平衡時測得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉化率為80%，此時的溫度為250℃．以CH3OH表示該過程的反應速率v（CH3OH）=0.08mol/（L•min）．
（3）如圖表示在溫度分別為T1、T2時，平衡體系中H2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線，A、C兩點的反應速率A＜C（填“＞”、“=”或“＜”，下同），A、C兩點的化學平衡常數(shù)A=C，由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可采用升溫的方法（填“升溫”或“降溫”）；
（4）已知在常溫常壓下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-a kJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-b kJ•mol-1
③H2O（g）=H2O（l）△H=-c kJ•mol-1
則CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=$\frac{b-a-4c}{2}$kJ•mol-1 ．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

16．寫出下列反應的化學方程式，標出電子轉移的方向和數(shù)目，并指出氯氣在反應中表現(xiàn)出什么性質．
（1）氫氣在氯氣中燃燒．
（2）氯氣與石灰乳反應．
（3）鐵在氯氣中燃燒．
（4）適量的氯氣與碘化鈉溶液反應．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

10．正丁醚（C4H9OC4H9）是惰性溶劑，常用作有機合成反應溶劑．某實驗小組利用如圖裝置（夾持和加熱裝置均省略）合成正丁醚．發(fā)生的反應為：2CH3CH2CH2CH2OH$→_{135℃}^{濃硫酸}$ C4H9OC4H9+H2O
實驗步驟：在一定容積的三勁燒瓶中，加入10.9g（相當13.5mL）正丁醇、2.5mL濃硫酸和幾粒沸石，搖勻后，一口裝上溫度計，溫度計插入液面以下，另一口裝上分水器，分水器的上端接儀器A．先在分水器內放置1.7mL水，另一口用塞子塞緊．然后將三勁燒瓶放在石棉網(wǎng)上小火加熱至微沸，進行反應．反應中產生的水經(jīng)A后，收集在分水器的下層，上層有機層相積至分水器支管時，即可返回三勁燒瓶．大約經(jīng)1.5h后，三勁燒瓶中反應液溫度可達134-136℃，當分水器全部被水充滿時停止反應，將反應液冷卻到室溫后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，經(jīng)過分離、洗滌后再分離提純可得正丁醚3.4g．反應物和產物的相關數(shù)據(jù)列表如下：
藥品名稱性態(tài)密度（g/mL）熔點（℃）沸點（℃）水中溶解性
正丁醇液體0.810-89.8118.0微溶
正丁醚液體0.7689-95.3142不溶于水
備注正丁醇易溶于飽和氯化鈣溶液中，而正丁醚微溶
回答下列問題：
（1）儀器A的名稱是冷凝管．
（2）合成粗產品時，液體試劑加入順序是先加入正丁醇，再加入濃硫酸．
（3）反應液冷卻到室溫后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，分液漏斗使用前需要檢漏并洗凈，分液時有機層在分液漏斗的上（填“上”或“下”）層．
（4）本實驗中溶液產生的有機副產物是1-丁烯，其與溴水反應的化學反應方程式為：CH2=CHCH2CH3+Br2→BrCH2CHBrCH2CH3．
（5）有機層粗產物依次用12mL水、8mL5%氫氧化鈉溶液、8mL水和8mL飽和氯化鈣溶液洗滌．用氫氧化鈉溶液洗滌的目的是除去產品中的硫酸；洗滌完成后，通過以下操作分離提純產物，正確的操作順序是cba（填字母）．
a．蒸餾b．過濾c．加入無色CaCl2
（6）本實驗所得到的正丁醚產率為35.34%（保留小數(shù)點后兩位）．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

17．實驗室制備苯乙酮的化學方程式如圖1為：

制備過程中還有CH3COOH+AlCl3→CH3COOAlCl2+HCl↑等副反應．
主要實驗裝置和步驟如圖2所示：
（I）合成：在三頸瓶中加入20g無水AlCl3和30mL無水苯．為避免反應液升溫過快，邊攪拌邊慢慢滴加6mL乙酸酐和10mL無水苯的混合液，控制滴加速率，使反應液緩緩回流．滴加完畢后加熱回流1小時．
（Ⅱ）分離與提純：
①邊攪拌邊慢慢滴加一定量濃鹽酸與冰水混合液，分離得到有機層
②水層用苯萃取，分液
③將①②所得有機層合并，洗滌、干燥、蒸去苯，得到苯乙酮粗產品
④蒸餾粗產品得到苯乙酮．回答下列問題：
（1）儀器a的名稱：干燥管；裝置b的作用：吸收HCl氣體．
（2）合成過程中要求無水操作，理由是防止三氯化鋁、乙酸酐水解．
（3）若將乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三頸瓶，可能導致AD．
A．反應太劇烈B．液體太多攪不動C．反應變緩慢D．副產物增多
（4）分離和提純操作②的目的是把溶解在水中的苯乙酮提取出來以減少損失．該操作中是否可改用乙醇萃取？否（填“是”或“否”）．
（5）分液漏斗使用前須檢漏并洗凈備用．萃取時，先后加入待萃取液和萃取劑，經(jīng)振搖并放氣后，將分液漏斗置于鐵架臺的鐵圈上靜置片刻，分層．分離上下層液體時，應先打開上口玻璃塞，然后打開活塞放出下層液體，上層液體從上口倒出．
（6）粗產品蒸餾提純時，如圖3裝置中溫度計位置正確的是C，可能會導致收集到的產品中混有低沸點雜質的裝置是AB．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

14．L、M、R、T、W是原子序數(shù)依次增大的短周期元素，M、T在周期表中的相對位置如表，L與R原子的最外層電子數(shù)相同，R的單質是一種常見的半導體材料；M和T的氧化物是常見的引起酸雨的大氣污染物．請回答下列問題：
M
T
（1）T離子的結構示意圖；元素W在周期表中的位置是第三周期第ⅦA族．
M的氣態(tài)氫化物與最高價氧化物的水化物能形成一種離子化合物，該離子化合物的化學式為NH4NO3．
（2）在加熱條件下，L的單質與T的最高價氧化物的水化物的濃溶液反應的化學方程式為C+2H2SO4（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O；
L的單質能置換出R的單質，請寫出對應的方程式2C+SiO2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑
（3）下列有關相應元素非金屬性強弱比較的說法正確的是AC（填字母）
A．M的氣態(tài)氫化物比R的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定，則非金屬性M強于R
B．高溫下，L的單質能從R的最高價氧化物中置換出R，則非金屬性L強于R
C．W的核電荷數(shù)比T多，原子半徑比T小，得電子能力強，則非金屬性W強于T．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

15．下列說法不正確的是（　�。�
A．CH3COOH 溶液加水稀釋后，溶液中$\frac{c（CH3COOH）}{c（CH3COO-）}$ 的值減小
B．已知一定溫度下，醋酸溶液的物質的量濃度為c，電離度為α，Ka=$\frac{{{{（cα）}^2}}}{c（1-α）}$．若加入少量醋酸鈉固體，則CH3COOH?CH3COO-+H+向左移動，α減小，Ka變小
C．實驗測得環(huán)己烷（l）、環(huán)己烯（l）和苯（l）的標準燃燒熱分別為-3916 kJ/mol、-3747 kJ/mol和-3265 kJ/mol，可以證明在苯分子中不存在獨立的碳碳雙鍵
D．已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）═2Fe（s）+3CO（g），△H=+489.0 kJ/mol．
CO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO2（g），△H=-283.0 kJ/mol．
C（石墨）+O2（g）═CO2（g），△H=-393.5 kJ/mol．
則4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s），△H=-1641.0 kJ/mol

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