题目内容
【题目】有机物X是一种重要的有机化工原料,如图所示是以有机物X为原料设计的合成路线(部分产物、个别合成路线、反应条件等略去)。
已知:i.X为芳香烃,其相对分子质量为92;Y是一种功能高分子材料。
ii.烷基苯在酸性高酸钾的作用下,侧链被氧化成羧基:
iii.(苯胺,易被氧化)
请根据本题所给信息与所学知识回答下列问题:
(1)X 结构简式为______。阿司匹林中官能团的名称为______。
(2)反应③的反应类型是______;反应②和③的顺序不能交换的原因是______。
(3)Y 的结构简式为______。
(4)已知 A 为一氯代物。反应⑤的离子方程式为______。
(5)阿司匹林有多种同分异构体,满足下列条件的同分异构体有______种。
①芳香族化合物;
②不能发生水解反应,也不能发生银镜反应;
③1mol该有机物最多能与 2 mol NaHCO3完全反应。
(6)写出以 A 为原料制备的合成路线流程图(其它试剂任选)_________________。
【答案】 羧基、酯基 还原反应 避免氨基被酸性高锰酸钾氧化 +2Ag(NH3)2++2OH-+NH4++H2O+2Ag↓+3NH3 10
【解析】
X为芳香烃,其相对分子质量为92,可知X的分子式为C7H8,为甲苯()。和氯气反应生成A,A反应生成B,B能被氧气在铜催化下氧化,说明B是醇,所以A为,A发生水解反应生成B,则B为苯甲醇(),B催化氧化生成C,所以C是苯甲醛,苯甲醛发生银镜反应生成D,D再酸化得到E为苯甲酸。甲苯在浓硫酸作用下发生硝化反应生成F,F生成G,G生成,则F为甲苯苯环上和甲基处于邻位的氢原子被硝基取代生成,即F为,Y是一种功能高分子材料,则是发生缩聚反应生成的高聚物。
(1)由以上分析可知,X为甲苯,结构简式为。阿司匹林中官能团的名称为酯基、羧基;
(2)F为,经两步反应生成,甲基被高锰酸钾溶液氧化为羧基,硝基被还原为氨基,由于氨基易被氧化,所以要先把甲基氧化为羧基,然后再还原硝基为氨基,否则氨基会被高锰酸钾溶液氧化,故反应③的反应类型是还原反应;反应②和③的顺序不能交换的原因是避免氨基被酸性高锰酸钾氧化;
(3)Y是发生缩聚反应生成的高聚物,结构简式为;
(4)反应⑤是苯甲醛和银氨溶液发生的银镜反应,离子方程式为+2Ag(NH3)2++2OH-+NH4++H2O+2Ag↓+3NH3;
(5)阿司匹林的同分异构体满足如下要求:
①芳香族化合物,即分子中有苯环;
②不能发生水解反应,也不能发生银镜反应,即不能有酯基和醛基;
③1mol该有机物最多能与 2 mol NaHCO3完全反应,即分子中有2个羧基。
阿司匹林分子中和苯环相连的共有3个碳原子、4个氧原子和2个不饱和度,满足上述3点要求的同分异构体可以在苯环上连有3个取代基:1个甲基、2个羧基,有6种结构;也可以连有2个取代基:1个羧基和1个-CH2COOH,有3种结构;还可以是只连1个取代基-CH(COOH)2,所以共有10种不同的结构;
(6)A 为,要制备,需要把苯环和氢气加成得到环己烷的衍生物,氯原子可以发生消去,可以形成碳碳双键,然后和卤素单质加成得到邻位二元卤代烃,最后再水解即可。合成路线流程图为。
【题目】硫代硫酸钠(Na2S2O35H2O)俗名“大苏打”,又称为“海波”,易溶于水,难溶于乙醇,加热,遇酸均易分解。某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠,其反应装置及所需试剂如图所示,请回答下列问题。
实验具体操作:
Ⅰ.开启分液漏斗,使浓硫酸慢慢滴下,适当调节分液漏斗的滴速,使反应产生的SO2气体较均匀地通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中,同时开启电动搅拌器搅动,水浴加热,至微沸。
Ⅱ.直至出现的浑浊不再消失,并控制溶液的pH接近7时,停止通SO2气体。
(1)仪器A的名称为______;B中多孔球泡的作用是______;装置C的作用是______。
(2)为了保证硫代硫酸钠的产量,装置B中溶液pH不能小于7,请用离子方程式解释原因______。
(3)为了尽可能得到较纯的Na2S2O3溶液,三颈烧瓶B中Na2S和Na2CO3的物质的量投料比应该为______。
(4)所得产品中常含有硫酸钠杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验:
试剂:稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液等
实验步骤 | 现象 |
①取少量样品,加入除氧蒸馏水 | ②固体完全溶解得无色澄清溶液 |
③______ | ④有乳黄色沉淀,______ |
⑤静置,取上层清液______ | ⑥______ |
(5)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:
①溶液配制:称取1.2000g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水配制成100 mL溶液。
②滴定:取0.00950molL-1的K2Cr2O7标准溶液20.00mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应:Cr2O72-+6I-+14H+═3I2+2Cr3++7H2O.然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应:I2+2S2O32-═S4O62-+2I-.加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液______,即为终点。平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80 mL,则样品纯度为______%(保留1位小数)。