题目内容

2-苯基-2-丁醇是重要的有机合成中间体,以溴苯为原料合成该中间体的反应原理如下:

【实验装置】
      
装置Ⅰ                          装置Ⅱ
【实验步骤】
步骤1:将镁条置于装置Ⅰ的三颈烧瓶中,加入100 mL乙醚(ρ=0.71g·cm-3),在冷却条件下缓缓滴入溴苯,微热并加入一小块碘引发反应①。
步骤2:滴加14.2 mL丁酮和30 mL乙醚混合物,发生反应②;滴加入20%的NH4Cl水溶液,发生反应③。
步骤3:分出油层,用水洗涤至中性,用无水CaCl2干燥。
步骤4:用装置Ⅱ先蒸出乙醚,再蒸馏出产品。
⑴步骤1中加入碘的作用是     
⑵装置Ⅰ中滴加液体所用的仪器的名称是     ,反应②需将三颈烧瓶置于冰水中,且逐滴加入丁酮和乙醚,其目的是     
⑶步骤三中分离出油层的具体实验操作是     
⑷装置Ⅱ采用的是减压蒸馏,实验时需将吸滤瓶需连接     ;采用这种蒸馏方式的原因是     

⑴做催化剂
⑵恒压漏斗      该反应放热,防止反应过于剧烈
⑶将混合液置于分液漏斗中,先放出下层液体于烧杯中,再将上层液体从上口倒入另一烧杯中
⑷抽气泵   降低2-苯基-2-丁醇的沸点,防止温度过高发生分解

试题分析:(1)加入一小块碘“引发”反应,碘为催化剂;(2)置于冰水中温度低,逐滴加入控制反应速率,故防止反应速率过快;(3)分液分离油层,将混合液置于分液漏斗中,先放出下层液体于烧杯中,再将上层液体从上口倒入另一烧杯中;(4)减压蒸馏能降低沸腾时温度,防止温度过高引起物质分解等问题。
练习册系列答案
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(15分)工业中利用废铜(含有锌、铝等)制取硫酸铜,将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中加热,使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L—1计算)。
 
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
沉淀溶解的pH
Cu2+
4.4
6.4
 
Al3+
3.0
5.0
10
Zn2+
5.9
8.9
11
(1)①为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为    ;该反应中产生尾气污染空气,请选择下图中合适的装置吸收尾气   。 

②由表可知Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2—,请写出金属锌与氢氧化钠溶液反应的离子方程式    
(2)为了符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:
第一组:空气为氧化剂法
将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加入物质甲调节pH,铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1,就认为沉淀完全。已知:Ksp[Fe((OH)3]≈10-38,然后过滤、浓缩、结晶。
请回答下列问题:
①方案为了使铁离子全部沉淀,应调节pH至少为    
②方案中甲物质可选用的是     
A.CaO    B.NaOH     C.CuCO3      D.Cu2(OH) 2CO3    E.Fe2(SO4) 3
③方案中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因    
第二组:过氧化氢为氧化剂法
将铜粉放到 1.5 mol·L-1的足量稀硫酸中,控温在50℃加入10%的足量H2O2反应0.5 h,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O 。
请回答下列问题:
④用过氧化氢为氧化剂法比流程中采用硝酸和硫酸溶解的优点是   
⑤用少量95%的酒精淋洗的目的是    
(3)废铜溶解后经过一系列操作得到硫酸铜溶液,补充完整由溶解液制备纯净硫酸铜溶液的实验步骤    
(18分)铁、铝与冷浓硫酸可发生钝化现象,故工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
[探究一]
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)m g放入稀硫酸中,铁钉表面现象为           。取出铁钉用蒸馏水洗涤后干燥,置于冷浓硫酸中,10分钟后移入稀硫酸溶液中,观察,开始一段时间铁钉表面无明显变化,其原因是              
(2)另称取铁钉放入足量冷浓硫酸中,加热,充分反应后,过滤得到、溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除铁单质外外还可能含有Fe3+、Fe2+。若要确认其中的Fe2+,可选择试剂为_________________,现象是_______________________________________________。
②乙同学根据氧化还原反应原理,认为气体中必然含有SO2,取336ml(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应离子方程式为:________________________________________。
然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。由于此推知气体Y中SO2的体积分数为           
[探究二]
分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含量有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验状置(图中夹持仪器省略)加以验证。

(3)装置的连接顺序是________________________________。
(4)除了C中的现象证明Q存在为,认为气体Y中还含有Q的理由是           (用化学方程式表示)。
(5)混合气体可能由H2、Q、SO2中的一种或多种气体组成,经测定其含氧量为50%,则该气体可能:①仅由SO2组成;②由H2和Q组成;③由H2和SO2组成;④由Q、SO2组成;⑤由H2、Q和SO2组成;其中可能正确的有(  )
A.①B.②③④C.①②⑤D.③④⑤

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