9.某化学小组以苯甲酸为原料,制取苯甲酸甲酯.已知有关物质的沸点如下表:
Ⅰ合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入12.2g苯甲酸和20mL甲醇(密度约0.79g•mL-1),再小心加入3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒碎瓷片,小心加热使反应完全,得苯甲酸甲酯粗产品.
(1)浓硫酸的作用是;催化剂、吸水剂简述混合液体时最后加入浓硫酸的理由:浓硫酸密度较大,且与苯甲酸、甲醇混合放出大量热量,甲醇易挥发.
(2)甲、乙、丙三位同学分别设计了如图三套实验室合成苯甲酸甲酯的装置(夹持仪器和加热仪器均已略去).根据有机物的沸点,最好采用装置乙(填“甲”或“乙”或“丙”).
Ⅱ粗产品的精制
(3)苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,现拟用下列流程进行精制,请根据流程图写出操作方法的名称.操作Ⅰ操作Ⅱ.
(4)能否用NaOH溶液代替饱和碳酸钠溶液?否(填“能”或“否”),并简述原因氢氧化钠是强碱,促进苯甲酸甲酯的水解,导致产品损失.
(5)通过计算,苯甲酸甲酯的产率是65%.
物质 | 甲醇 | 苯甲酸 | 苯甲酸甲酯 |
沸点/℃ | 64.7 | 249 | 199.6 |
在圆底烧瓶中加入12.2g苯甲酸和20mL甲醇(密度约0.79g•mL-1),再小心加入3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒碎瓷片,小心加热使反应完全,得苯甲酸甲酯粗产品.
(1)浓硫酸的作用是;催化剂、吸水剂简述混合液体时最后加入浓硫酸的理由:浓硫酸密度较大,且与苯甲酸、甲醇混合放出大量热量,甲醇易挥发.
(2)甲、乙、丙三位同学分别设计了如图三套实验室合成苯甲酸甲酯的装置(夹持仪器和加热仪器均已略去).根据有机物的沸点,最好采用装置乙(填“甲”或“乙”或“丙”).
Ⅱ粗产品的精制
(3)苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,现拟用下列流程进行精制,请根据流程图写出操作方法的名称.操作Ⅰ操作Ⅱ.
(4)能否用NaOH溶液代替饱和碳酸钠溶液?否(填“能”或“否”),并简述原因氢氧化钠是强碱,促进苯甲酸甲酯的水解,导致产品损失.
(5)通过计算,苯甲酸甲酯的产率是65%.
6.NiSO4是一种重要的化工原料,大量用于电镀、触媒和纺织品染色等.某化学研究性学习小组通过查阅资料,设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4•7H2O.已知某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni,还含有Al、Fe的单质及氧化物,其他不溶杂质.
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下:
回答下列问题:
(1)操作a、c中需使用的仪器除铁架台(带铁圈)、酒精灯、漏斗、玻璃棒外还需要的主要仪器为蒸发皿.
(2)“碱浸”过程中发生的离子方程式是2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑,Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O.
(3)“酸浸”时所加入的酸是H2SO4(填化学式).酸浸后,经操作a分离出固体①后,溶液中可能含有的金属离子是Ni2+、Fe2+.
(4)在40℃左右,用6%的H2O2能氧化Fe2+此外,还常用NaClO3作氧化剂,在较小的pH条件下水解,最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀而把铁除去.图是温度-pH值与生成的沉淀关系图,图中阴影部分是黄铁矾钠稳定存在的区域(已知25℃时,Fe(OH)3的Ksp=2.64×10-39).下列说法正确的是CD(选填序号).
A.FeOOH中铁为+2价
B.若在25℃时,用H2O2氧化Fe2+,再在pH=4时除去铁,此时溶液中c(Fe3+)=2.64×10-29
C.用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+离子方程式为:6Fe2++ClO3-+6H+═6Fe3++Cl-+3H2O
D.工业生产中温度常保持在85~95℃生成黄铁矾钠,此时水体的pH约为1.2~1.8
(5)操作b调节pH的范围为3.2-7.1.
(6)产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO4•7H2O),其原因可能是H2O2的用量不足(或H2O2失效)、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的.
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下:
沉淀物 | 开始沉淀 | 完全沉淀 |
Al(OH)3 | 3.8 | 5.2 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.2 |
Fe(OH)2 | 7.6 | 9.7 |
Ni(OH)2 | 7.1 | 9.2 |
(1)操作a、c中需使用的仪器除铁架台(带铁圈)、酒精灯、漏斗、玻璃棒外还需要的主要仪器为蒸发皿.
(2)“碱浸”过程中发生的离子方程式是2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑,Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O.
(3)“酸浸”时所加入的酸是H2SO4(填化学式).酸浸后,经操作a分离出固体①后,溶液中可能含有的金属离子是Ni2+、Fe2+.
(4)在40℃左右,用6%的H2O2能氧化Fe2+此外,还常用NaClO3作氧化剂,在较小的pH条件下水解,最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀而把铁除去.图是温度-pH值与生成的沉淀关系图,图中阴影部分是黄铁矾钠稳定存在的区域(已知25℃时,Fe(OH)3的Ksp=2.64×10-39).下列说法正确的是CD(选填序号).
A.FeOOH中铁为+2价
B.若在25℃时,用H2O2氧化Fe2+,再在pH=4时除去铁,此时溶液中c(Fe3+)=2.64×10-29
C.用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+离子方程式为:6Fe2++ClO3-+6H+═6Fe3++Cl-+3H2O
D.工业生产中温度常保持在85~95℃生成黄铁矾钠,此时水体的pH约为1.2~1.8
(5)操作b调节pH的范围为3.2-7.1.
(6)产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO4•7H2O),其原因可能是H2O2的用量不足(或H2O2失效)、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的.
4.3,5-二甲氧基苯酚是重要的有机合成中间体,可用于天然物质白柠檬素的合成.一种以间苯三酚为原料的合成反应如下:
甲醇、乙醚和3,5-二甲氧基苯酚的部分物理性质见下表:
(1)反应结束后,先分离出甲醇,再加入乙醚进行萃取.①分离出甲醇的操作是的蒸馏.②萃取用到的分液漏斗使用前需检查是否漏水并洗净,分液时有机层在分液漏斗的上填(“上”或“下”)层.
(2)分离得到的有机层依次用饱和NaHCO3溶液、少量蒸馏水进行洗涤.用饱和NaHCO3 溶液洗涤的目的是除去HCl;不用饱和Na2CO3洗涤的目的是酚羟基可以和碳酸钠反应.
(3)洗涤完成后,通过以下操作分离、提纯产物,正确的操作顺序是dcab(填字母).
a.蒸馏除去乙醚 b.冷却结晶 c.过滤除去干燥剂 d.加入无水CaCl2干燥.
甲醇、乙醚和3,5-二甲氧基苯酚的部分物理性质见下表:
物质 | 沸点/℃ | 熔点/℃ | 密度(20℃)/g•cm-3 | 溶解性 |
甲醇 | 64.7 | / | 0.7915 | 易溶于水 |
乙醚 | 34.5 | / | 0.7138 | 微溶于水 |
3,5-二甲氧基苯酚 | / | 33~36 | / | 易溶于甲醇、乙醚,微溶于水 |
(2)分离得到的有机层依次用饱和NaHCO3溶液、少量蒸馏水进行洗涤.用饱和NaHCO3 溶液洗涤的目的是除去HCl;不用饱和Na2CO3洗涤的目的是酚羟基可以和碳酸钠反应.
(3)洗涤完成后,通过以下操作分离、提纯产物,正确的操作顺序是dcab(填字母).
a.蒸馏除去乙醚 b.冷却结晶 c.过滤除去干燥剂 d.加入无水CaCl2干燥.
3.3,5-二甲氧基苯酚是重要的有机合成中间体,可用于天然物质白柠檬素的合成.一种以间苯三酚为原料的合成反应如下:
甲醇、乙醚和3,5-二甲氧基苯酚的部分物理性质见表:
(1)反应结束后,先分离出甲醇,再加入乙醚进行萃取.
①分离出甲醇的操作是的蒸馏.
②萃取用到的分液漏斗使用前需检验漏并洗净,分液时有机层在分液漏斗的上填(“上”或“下”)层.
(2)分离得到的有机层依次用饱和NaHCO3溶液、饱和食盐水、少量蒸馏水进行洗涤.用饱和NaHCO3溶液洗涤的目的是①除去HCl;用饱和食盐水洗涤的目的是②除去少量NaHCO3且减少产物损失.
(3)洗涤完成后,通过以下操作分离、提纯产物,正确的操作顺序是dcab(填字母).
a.蒸馏除去乙醚 b.重结晶 c.过滤除去干燥剂 d.加入无水CaCl2干燥
(4)反应可能出现的副产物的结构简式为.
甲醇、乙醚和3,5-二甲氧基苯酚的部分物理性质见表:
物质 | 沸点/℃ | 熔点/℃ | 密度(20℃)/g•cm-3 | 溶解性 |
甲醇 | 64.7 | / | 0.7915 | 易溶于水 |
乙醚 | 34.5 | / | 0.7138 | 微溶于水 |
3,5-二甲氧基苯酚 | / | 33~36 | / | 易溶于甲醇、乙醚,微溶于水 |
①分离出甲醇的操作是的蒸馏.
②萃取用到的分液漏斗使用前需检验漏并洗净,分液时有机层在分液漏斗的上填(“上”或“下”)层.
(2)分离得到的有机层依次用饱和NaHCO3溶液、饱和食盐水、少量蒸馏水进行洗涤.用饱和NaHCO3溶液洗涤的目的是①除去HCl;用饱和食盐水洗涤的目的是②除去少量NaHCO3且减少产物损失.
(3)洗涤完成后,通过以下操作分离、提纯产物,正确的操作顺序是dcab(填字母).
a.蒸馏除去乙醚 b.重结晶 c.过滤除去干燥剂 d.加入无水CaCl2干燥
(4)反应可能出现的副产物的结构简式为.
2.对废锌渣(主要成分是ZnO、FeO、Fe2O3、CuO)进行适当处理可制得ZnSO4•7H2O,其流程如图.
(1)酸浸时温度和时间对锌浸出率的影响如表.
综合考虑,反应的最佳温度和时间是2h、90℃
(2)氧化时也可改通空气,其原因是4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O.(用离子方程式表示)
(3)加入锌粉的目的是除去Cu2+.
(4)检验Fe3+是否除尽的方法是取第一次过滤后的滤液少许于试管中,加KSCN溶液,若溶液无血红色出现,则Fe3+已除尽.
(5)取14.35gZnSO4•7H2O加热分解,加热过程中,固体质量随温度的变化如图所示.写出从60℃到80℃时发生的反应ZnSO4•6H2O$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$ZnSO4•H2O+5H2O.(用化学方程式表示)
0 172775 172783 172789 172793 172799 172801 172805 172811 172813 172819 172825 172829 172831 172835 172841 172843 172849 172853 172855 172859 172861 172865 172867 172869 172870 172871 172873 172874 172875 172877 172879 172883 172885 172889 172891 172895 172901 172903 172909 172913 172915 172919 172925 172931 172933 172939 172943 172945 172951 172955 172961 172969 203614
(1)酸浸时温度和时间对锌浸出率的影响如表.
酸浸时间/h | 酸浸温度/℃ | 锌浸出率/% |
2 | 80 | 87 |
2 | 90 | 95 |
2 | 110 | 85.3 |
3 | 95 | 94.5 |
2.5 | 95 | 94 |
(2)氧化时也可改通空气,其原因是4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O.(用离子方程式表示)
(3)加入锌粉的目的是除去Cu2+.
(4)检验Fe3+是否除尽的方法是取第一次过滤后的滤液少许于试管中,加KSCN溶液,若溶液无血红色出现,则Fe3+已除尽.
(5)取14.35gZnSO4•7H2O加热分解,加热过程中,固体质量随温度的变化如图所示.写出从60℃到80℃时发生的反应ZnSO4•6H2O$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$ZnSO4•H2O+5H2O.(用化学方程式表示)