20．苯甲酸是一种重要的化工原料.一种合成苯甲酸的原理.数据及装置如下: 名称形状熔点(℃) 沸点(℃) 密度溶解性水乙醇甲苯无色液体易燃易挥发-95 110.6 0.8669 不溶互溶——青夏教育精英家教网——

20．苯甲酸是一种重要的化工原料，一种合成苯甲酸的原理、数据及装置如下：

名称	形状	熔点（℃）	沸点（℃）	密度（g•mL-1）	溶解性
名称	形状	熔点（℃）	沸点（℃）	密度（g•mL-1）	水	乙醇
甲苯	无色液体易燃易挥发	-95	110.6	0.8669	不溶	互溶
苯甲酸	白色片状或针状晶体	112.4（100℃左右升华）	248	1.2659	微溶	易溶

苯甲酸在水中的溶解度如下表：

温度/℃	4	18	75
溶解度/g	0.2	0.3	2.2

实验步骤如下，并完成填空：
（1）按如图组装反应装置（冷凝水、夹持及加热装置未画出），并在三颈烧瓶中依次加入120mL水，9.4g高锰酸钾和3.0mL甲苯．装置a的名称是冷凝管，其作用为冷凝回流，防止甲苯挥发而降低苯甲酸的产率．

（2）将三颈烧瓶中的混合液体搅拌、加热至沸腾，直到甲苯完全反应．判断甲苯已完全反应的现象是三颈烧瓶内溶液不分层且回流液不再出现油珠．
（3）趁热过滤反应混合物．若绿叶呈紫色，则需加入适量的亚硫酸氢钠溶液至紫色褪去后再过滤，用热水洗涤滤渣，洗涤液合并至滤液中．若KMnO₄被还原为MnO₂，则KMnO₄溶液与NaHSO₃反应的离子方程式为2MnO₄^-+3HSO₃^-+OH^-=2MnO₂↓+3SO₄^2-+2 H₂O．
（4）用冰水冷却滤液，然后用浓盐酸酸化，过滤，用少量冷水洗涤滤渣，得到苯甲酸粗产品，经重结晶得到粗制的苯甲酸，用少量冷水洗涤滤渣的原因是减少苯甲酸因溶解而造成的损失，苯甲酸粗产品除了可用重结晶法精制外，还可用C法（选填字母）．
A．溶于水后过滤 B．用甲苯萃取后分液 C．升华
（5）精制的苯甲酸纯度测定：称取1.220g样品，用稀乙醇溶解并配成100mL溶液，分别取25.00mL溶液，用0.1000mol•L^-1NaOH标准溶液滴定，三次滴定消耗NaOH溶液的体积分别为V₁=24.70ml，V₂=24.80ml，V₃=26.80ml．
①配制溶液时用稀乙醇而不用蒸馏水作溶剂的原因是常温下苯甲酸微溶于水而易溶于乙醇．
②若用酚酞作指示剂，确定滴定终点的现象是加入最后一滴NaOH溶液，溶液由无色变为浅红色，且保持30秒不变色．
③产品的纯度为99.00%．

苯甲酸及其钠盐可用作乳胶、牙膏、果酱及其它食品的防腐剂，也可用作染色和印色的媒染剂．某兴趣小组同学利用高锰酸钾氧化甲苯制备苯甲酸，制备原理如图1和实验主要装置如图2：
已知：①甲苯为无色澄清液体，微溶于水，沸点110.6℃．
②苯甲酸的熔点为122.4℃．
③苯甲酸在25℃和95℃时的溶解度分别为0.17g和6.8g．
实验流程：
Ⅰ、往三颈烧瓶中加入2.7mL（2.3g）甲苯和125mL水，然后分批次加入8.5g稍过量的KMnO₄固体，控制反应温度约在100℃，回流反应4小时．
Ⅱ、将反应混合物趁热过滤，洗涤滤渣，合并滤液与洗涤液，冷却后加入浓盐酸，经操作B得白色较干燥粗产品．
Ⅲ、纯度测定：称取1.220g白色样品，配成100mL苯甲酸溶液，取25.00mL溶液，用0.1000mol•L^-1KOH标准溶液滴定，重复滴定四次，每次消耗的体积如下表所示：

	第一次	第二次	第三次	第四次
体积（mL）	24.00	24.10	22.40	23.90

请回答：
（1）仪器A的名称（球形）冷凝管；
（2）判断甲苯被氧化完全的实验现象是甲苯层消失，回流液不再有明显的油珠；
（3）洗涤时，下列洗涤剂最合适的是B
A、冷水 B、热水 C、乙醇 D、乙醇-水混合物
（4）根据实验流程Ⅱ，回答下列两个问题：
①操作B的名称过滤；
②如果滤液呈紫色，要先加亚硫酸氢钾，然后再加入浓盐酸酸化，加亚硫酸氢钾的目的是将过量的KMnO₄反应掉，防止其与浓盐酸反应；
（5）实验所得的苯甲酸在结晶过程中常裹携KCl析出，除去产品中KCl的实验方法的名称是重结晶；
（6）样品中苯甲酸纯度为96.00%．

18．亚氯酸钠（NaClO₂）是一种强氧化性漂白剂，它在碱性环境中稳定存在，广泛应用于纺织、印染和食品工业．某同学查阅资料后，设计出一种获得NaClO₂的转化流程如图所示．

（1）Ⅰ中发生反应的还原剂是Na₂SO₃（填化学式）．
（2）A溶液中溶质的化学式是Na₂SO₄．
（3）Ⅱ中反应的离子方程式如下，请补充完整．
2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+O₂+2H₂O
（4）分别取等质量的变质和未变质的两份NaClO₂试样于试管中，其中变质的NaClO₂试样为A，未变质的NaClO₂试样为B．加水溶解，分别向两只试管中加入足量FeSO₄溶液，充分反应后，氯元素最终均变为-1价．
【资料】NaClO₂发生变质的反应为3NaClO₂═2NaClO₃+NaCl．
比较两份试样消耗FeSO₄的物质的量，则A=B（填“＞”、“=”或“＜”）．

17．实验室制备苯乙酮的化学方程式如图1为：

制备过程中还有CH₃COOH+AlCl₃→CH₃COOAlCl₂+HCl↑等副反应．
主要实验装置和步骤如图2所示：
（I）合成：在三颈瓶中加入20g无水AlCl₃和30mL无水苯．为避免反应液升温过快，边搅拌边慢慢滴加6mL乙酸酐和10mL无水苯的混合液，控制滴加速率，使反应液缓缓回流．滴加完毕后加热回流1小时．
（Ⅱ）分离与提纯：
①边搅拌边慢慢滴加一定量浓盐酸与冰水混合液，分离得到有机层
②水层用苯萃取，分液
③将①②所得有机层合并，洗涤、干燥、蒸去苯，得到苯乙酮粗产品
④蒸馏粗产品得到苯乙酮．回答下列问题：
（1）仪器a的名称：干燥管；装置b的作用：吸收HCl气体．
（2）合成过程中要求无水操作，理由是防止三氯化铝、乙酸酐水解．
（3）若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三颈瓶，可能导致AD．
A．反应太剧烈B．液体太多搅不动C．反应变缓慢D．副产物增多
（4）分离和提纯操作②的目的是把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失．该操作中是否可改用乙醇萃取？否（填“是”或“否”）．
（5）分液漏斗使用前须检漏并洗净备用．萃取时，先后加入待萃取液和萃取剂，经振摇并放气后，将分液漏斗置于铁架台的铁圈上静置片刻，分层．分离上下层液体时，应先打开上口玻璃塞，然后打开活塞放出下层液体，上层液体从上口倒出．
（6）粗产品蒸馏提纯时，如图3装置中温度计位置正确的是C，可能会导致收集到的产品中混有低沸点杂质的装置是AB．

实验室用乙醇、浓磷酸和溴化钠反应来制备溴乙烷，其反应原理和实验的装置如下（反应需要加热，图中省去了加热装置）：H₃PO₄（浓）+NaH₂PO₄+HBr、CH₃CH₂OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂Br+H₂O
有关数据见下表：

	乙醇	溴乙烷	溴
状态	无色液体	无色液体	深红棕色液体
密度/g•cm^-3	0.79	1.44	3.1
沸点/℃	78.5	38.4	59

（1）A中加入沸石的作用是防止液体瀑沸．
（2）B中进水口为b（填“a”或“b”）口．
（3）实验中用滴液漏斗代替分液漏斗的优点为平衡压强，使浓磷酸顺利流下．
（4）制取氢溴酸时，为什么不能用浓H₂SO₄代替浓磷酸？2HBr+H₂SO₄（浓）=Br₂+SO₂↑+2H₂O（用化学方程式表示）．
（5）将C中的馏出液转入三角烧瓶中，边振荡边逐滴滴入浓H₂SO₄以除去水等杂质，滴加浓硫酸约1～2mL，使溶液明显分层，再用分液漏斗分去硫酸层，将经硫酸处理后的溴乙烷转入蒸馏瓶，水浴加热蒸馏，收集到35～40℃馏分约10.0g，从乙醇的角度考虑，本实验所得溴乙烷的产率是53.3%．

实验室制备硝基苯的步骤如下：
①配制一定比例的浓H₂SO₄与浓HNO₃的混和酸，加入反应器中．
②向室温下的混和酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混和均匀．
③在50～60℃下发生反应，直至反应结束．
④粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤．
⑤分出的产物加入少量无水CaCl₂固体，静置片刻，过滤除去CaCl₂固体，进行蒸馏纯化得到纯净硝基苯．
请填写下列空白：
（1）配制一定比例浓H₂SO₄与浓HNO₃混和酸时，操作注意事项是：先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却．
（2）步骤③中，为了使反应在50-60℃下进行，常用的方法是采取50～60℃水浴加热．
（3）步骤④中洗涤、分离粗硝基苯应使用的主要仪器是分液漏斗．
（4）步骤④中粗产品用5%NaOH溶液洗涤的目的是除去粗产品中残留的酸．
最后再用蒸馏水洗涤的目的是除去氢氧化钠．
（5）实验中加入少量无水CaCl₂的目的是：干燥
（6）在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是：b（填标号）．

14．纳米氧化铝在陶瓷材料、电子工业、生物医药等方面有广阔的应用前景，它可通过硫酸铝铵晶体热分解得到．制备硫酸铝铵晶体的实验流程如下：

回答下列问题：
（1）上述流程中加入氨水后产生的沉淀是Fe（OH）₃（填化学式）．
（2）检验上述流程中“过滤”后杂质是否除尽所用的试剂是KSCN溶液（填化学式）．
（3）上述流程中，“分离”所包含的操作依次为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（4）己知：硫酸铝铵晶体的化学式为Al₂（NH₄）₄（S0₄）_n•24H₂0，相对分子质量为906．取4.53g硫酸铝铵晶体加热分解，加热过程中，固体质量随温度的变化如图所示．最终剩余固体为Al₂O₃，计算所得氧化铝的质量2.04g．

13．硫酰氯（SO₂Cl₂）是一种重要的化工试剂，实验室合成硫酰氯的实验装置如图所示：

已知：①SO₂（g）+Cl₂（g）$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$SO₂Cl₂（l）△H=-97.3kJ•mol^-1
②硫酰氯常温下为无色液体，熔点为-54.1℃，沸点为69.1℃，在潮湿空气中“发烟”；
③100℃以上或长时间存放硫酰氯都易分解，生成二氧化硫和氯气．
回答下列问题：
（1）配平装置A中发生反应的化学方程式：
2KMnO4+16HCl-2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O
（2）装置C中盛装的液体名称为浓硫酸．
（3）实验时，冷却水应该从球形冷凝管的b（填“a”或“b”）口通入．
（4）装置F的作用为防止空气中的水分进入装置．
（5）长期存放的硫酰氯会发黄，其原因可能为溶解硫酰氯分解生成的氯气．
（6）将SO₂气体通入BaCl₂溶液中，无明显现象，再通入某种气体，产生白色沉淀，该气体不可能是c（填序号）．
a．NH₃ b．NO₂ c．CO₂ d．Cl₂
（7）氯磺酸（ClSO₃H）加热分解，也能制得硫酰氯（SO₂Cl₂）与另外一种物质，该分解反应的化学方程式为2C1SO₃H$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂Cl₂+H₂SO₄，分离两种产物的方法是蒸馏．

12．实验室中用下列装置制FeCl₃，可供选择的试剂有：
①MnO₂ ②NaOH溶液 ③饱和NaCl溶液 ④浓硫酸 ⑤浓盐酸．

（1）按气体流向由左到右排列，各装置的连接顺序为（填写A-E序号）：
A接E接C接D接B．
（2）装置连接好后，应该首先进行的实验操作是检验装置的气密性．
（3）A装置烧瓶中反应的离子方程式是MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（4）E中盛装的试剂是饱和食盐水，其作用是除去氯化氢．
（5）停止反应后，还有铁丝剩余．为检验FeCl₃生成，并最终得到FeCl₃溶液，甲同学设计以下实验步骤：
a．待B装置玻璃管冷却后，将管中物质用水溶解，①过滤除去不溶物；
b．取少量滤液，滴加 ②KSCN溶液，溶液呈现红色，以此检验Fe³⁺；
c．取少量滤液，滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，检验Cl^-．
①采取的操作方法是过滤；②中所加试剂为KSCN．
（6）乙同学认为甲的实验设计不能最终得到FeCl₃溶液，其理由是（写出相应的离子反应方程式）2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．
你认为还选择下列哪些试剂才能制得较为纯净的FeCl₃溶液．CDG
A．KMnO₄（H⁺） B．Fe C．H₂O₂ D．Cl₂ E．HNO₃ F．盐酸 G．O₃．

11．硫酸钠-过氧化氢加合物（xNaSO₄•yH₂O₂•zH₂O）具有漂白、杀菌、消毒等作用，某研究小组为在实验室制备硫酸钠-过氧化氢加合物的晶体并沉淀其组成，设计了如下实验，请你参与并完成相关物体的解答．
（1）晶体制备：将Na₂SO₄溶解在一定浓度、含有特定温稳定剂的双氧水溶液中，然后经浓缩、结晶（填操作名称）、过滤、洗涤、干燥得到硫酸钠-过氧化氢加合物的晶体；
（2）组成测定：①准确称取3.540g晶体，配制成100mL溶液A；②准确量取25.00mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体1.165g．③再准确量取25.00mL溶液A，加入适量稀硫酸酸化后，用0.0040mol•^-1KMnO₄溶液25.00mL．
①若室温下BaSO₄的K_ap=1.1×10^-10，欲使溶液中c（SO₄^2-）≤1.0×10^-5mol•L^-1，应保持溶液中c（Ba²⁺）≥1.1×10^-5mol•L^-1；
②此时H₂O₂与KMnO₄溶液反应的两种方程式为2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=4Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑；
③实验时，KMnO₄溶液应盛放在酸式（填“酸式”或“碱式”）滴定管中，滴定终点时的实验现象是滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色且保持30秒不褪去；
④通过计算可以得到晶体的化学式为2Na₂SO₄•H₂O₂•2H₂O．

0 171980 171988 171994 171998 172004 172006 172010 172016 172018 172024 172030 172034 172036 172040 172046 172048 172054 172058 172060 172064 172066 172070 172072 172074 172075 172076 172078 172079 172080 172082 172084 172088 172090 172094 172096 172100 172106 172108 172114 172118 172120 172124 172130 172136 172138 172144 172148 172150 172156 172160 172166 172174 203614