题目内容
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:
| 熔点 ℃ | 沸点 ℃ | 水溶性 |
甲醇 | —97.8 | 64.7 | 易溶 |
苯甲酸(一元弱酸) | 122.4 | 249.3 | 常温:0.17g;100℃:6.8g |
苯甲酸甲酯 | —12.3 | 198 | 难溶 |
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
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)
解析试题分析: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。
考点:考查有机物结构推断、制备、实验方案设计与评价、反应条件控制以及同分异构体的判断
TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。
(1)实验室利用反应TiO2(s)+2CCl4(g)=TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下,制取TiCl4实验装置示意图如下
有关性质如下表
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 其它 |
CCl4 | -23 | 76 | 与 TiCl4互溶 |
TiCl4 | -25 | 136 | 遇潮湿空气产生白雾 |
仪器A的名称是____ ,装置E中的试剂是 。反应开始前必须进行的操作是____ ;反应结束后的操作包括:①停止通氮气②熄灭酒精灯③冷却至室温。正确的顺序为____ (填序号)。欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是 。
(2)工业上由钛铁矿(FeTO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:
酸溶:FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)
水解;TiOSO4(aq)+2H2O(1)
简要工艺流程如下:
①试剂A为 。钛液I需冷却至70℃左右,若温度过高会导致产率降低,原因是 。
②取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是____ ,写出其中发生氧化还原反应的离子方程式____ 。这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是____ (填化学式)。
由正丁醇(用n?C4H9OH表示)制备正溴丁烷(沸点:101.6 ℃)的反应如下:n?C4H9OH+NaBr+H2SO4―→n?C4H9Br+NaHSO4+H2O
副反应:n?C4H9OHCH3CH2CHCH2↑+H2O
2n?C4H9OH(n?C4H9)2O+H2O
3H2SO4(浓)+2NaBr(固)=2NaHSO4+Br2↑+SO2↑+2H2O
已知反应物及其用量:固体NaBr 0.24 mol,n?C4H9OH 0.20 mol,浓H2SO4 29 mL,H2O 20 mL。
制备过程经历如下五个步骤,试回答下列问题:
(1)投料:在圆底烧瓶中加入20 mL水,再慢慢加入29 mL浓硫酸,混合均匀并冷却至室温后,再依次加入0.20 mol正丁醇(约18 mL)和0.24 mol溴化钠,充分振荡后加入几粒沸石。
①冷却至室温后再加正丁醇和溴化钠的目的是________。
A.减少HBr的挥发 |
B.防止正丁醇的挥发 |
C.防止溴化钠被氧化 |
D.防止温度过高导致炭化结焦 |
_____________________________________________________。
(2)加热回流:反应装置选择Ⅱ而不选择Ⅰ的原因是_________________。在反应装置中冷凝水应该从________(填“A”或“B”)端进水。
(3)分离粗产物:反应结束待反应液冷却后,用直形冷凝管换下球形冷凝管,将其变为蒸馏装置进行蒸馏,得到的粗产物中除主产品外,还含下列选项中的________。
①C4H9OH ②SO2 ③(C4H9)2O ④Br2 ⑤NaHSO4 ⑥H2O ⑦H2SO4
(4)洗涤粗产物:将馏出液移至分液漏斗中,加入等体积的水洗涤后,分液得有机层。如果不能判断哪层是有机层,可以用_______________方法来判断。对有机层,进行洗涤除杂、除水后可得到粗产品。
(5)收集产物:将干燥好的产物移至小蒸馏瓶中,加热蒸馏,收集99~103 ℃的馏分。要证明最终产物是n?C4H9Br,方法是_____________________________
___________________________________________。
硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体,加热温度不同,气体成分也不同。气体成分可能含SO2、SO3和O2中的一种、两种或三种。某化学课外活动小组通过设计探究性实验,测定反应产生的SO2、SO3和O2的物质的量,并计算确定各物质的化学计量数,从而确定CuSO4分解的化学方程式。实验用到的仪器如下图所示:
[提出猜想]
Ⅰ.所得气体的成分可能只含SO3一种;
Ⅱ.所得气体的成分可能含有________两种;
Ⅲ.所得气体的成分可能含有________三种。
[实验探究]
实验操作过程略。已知实验结束时,硫酸铜完全分解。
(1)请你组装探究实验的装置,按从左至右的方向,各仪器接口的连接顺序为①→⑨→⑩→⑥→⑤→________→________→________→________→②(填接口序号)。
(2)若实验结束时B中量筒没有收集到水,则证明猜想________正确。
(3)有两个实验小组进行该实验,由于加热时的温度不同,实验结束后测得相关数据也不同,数据如下:
实验小组 | 称取CuSO4的质量/g | 装置C增加的质量/g | 量筒中水的体积折算成标准状况下气体的体积/mL |
一 | 6.4 | 2.56 | 448 |
二 | 6.4 | 2.56 | 224 |
请通过计算,推断出第一小组和第二小组的实验条件下CuSO4分解的化学方程式。
第一小组:______________________________________________;
第二小组:_______________________________________________。
醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成己烯的反应和实验装置如下:
可能用到的有关数据如下:
| 相对分子质量 | 密度/(g·cm-3) | 沸点/℃ | 溶解性 |
环己醇 | 100 | 0.9618 | 161 | 微溶于水 |
环己烯 | 82 | 0.8102 | 83 | 难溶于水 |
在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90℃。
分离提纯:
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯l0 g。
回答下列问题:
(1)装置b的名称是______。
(2)加入碎瓷片的作用是_______________________;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是(填正确答案标号) 。
A.立即补加 B.冷却后补加 C.不需补加 D.重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为__________。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并__________;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的______(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_________________________。
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有__________(填正确答案标号)。
A.蒸馏烧瓶 B.温度计 C.玻璃棒 D.冷凝管
(7)本实验所得到的环已烯产率是__________(填正确答案标号)。
A.41% B.50% C.61% D.70%