题目内容
8.以淀粉或乙烯为主要原料都可以合成乙酸乙脂,其合成路线如图所示(部分反应条件已略去).请回答下列问题:
(1)物质A所含官能团的名称是醛基和羟基;
(2)反应②生成的高分子化合物的链节是-CH2-CH2-;
(3)反应④的化学方程式为CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O,反应类型为酯化反应;
(4)除去乙酸乙酯中少量杂质C,请简要写出操作过程把混合物加入分液漏斗中,再加入饱和碳酸钠溶液,充分振荡,静置、分液,取上层液态;
(5)图为乙醇催化氧化及检验其产物的实验装置,(图中加热仪器、铁架台,夹持装置等均未画出)
装置B中盛有无水乙醇,硬质玻璃管C中放置铜网.
已知:含一CHO的物质在加热条件下与新制的Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀.
①装置A是氧气的发生装置,若A中的药品是一种纯净物,其化学式为KMnO4;
②硬质玻璃管C中发生反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O;
③为检验C中反应的产物,E中试剂为新制的氢氧化铜悬浊液,D中试剂为无水硫酸铜.
分析 (1-4)淀粉发生反应①水解反应生成A为葡萄糖,葡萄糖在催化剂条件下转化为B,B能被高锰酸钾氧化生成C,且B与C发生反应④反应生成乙酸乙酯,故B为CH3CH2OH,C为CH3COOH.醇,乙烯发生反应②即加聚反应生成高分子化合物为
,据此解答;
(5)该装置为乙醇催化氧化的实验装置,装置中:装置A制备氧气,装置B提供乙醇蒸气,装置C是乙醇蒸气和氧气在催化剂作用下发生氧化反应生成乙醛和水,D处放置白色的无水硫酸铜,白色粉末无水硫酸铜遇水变蓝色检验水的生成,干燥管中盛有碱石灰,防止E中的水蒸气进入硬质玻璃管中,干扰C处的实验,装置E通入新制的氢氧化铜悬浊液中加热出现砖红色沉淀检验乙醛的生成,以此解答该题.
解答 解:(1)淀粉发生反应①水解反应生成A为葡萄糖,则物质A所含官能团的名称是醛基和羟基,故答案为:醛基和羟基;
(2)反应②为乙烯发生加聚反应生成高分子化合物为
,则该高分子化合物的链节是-CH2-CH2-,故答案为:-CH2-CH2-;
(3)反应④为乙酸与乙醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,则化学方程式为CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O,反应类型为酯化反应;故答案为:CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O;酯化反应;
(4)根据以上分析,C为CH3COOH,利用乙酸易与饱和碳酸钠溶液反应生成溶于水的钠盐,从而达到与乙酸乙酯分层,再分液即可,所以除去乙酸乙酯中少量杂质C的操作过程为:把混合物加入分液漏斗中,再加入饱和碳酸钠溶液,充分振荡,静置、分液,取上层液态,故答案为:把混合物加入分液漏斗中,再加入饱和碳酸钠溶液,充分振荡,静置、分液,取上层液态;
(5)①装置A是氧气的发生装置,若A中的药品是一种纯净物,则利用加热KMnO4制氧气,所以其化学式为KMnO4,故答案为:KMnO4;
②硬质玻璃管C是乙醇蒸气和氧气在催化剂作用下发生氧化反应生成乙醛和水,发生反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O,故答案为:2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O;
③装置C是乙醇蒸气和氧气在催化剂作用下发生氧化反应生成乙醛和水,装置E通入新制的氢氧化铜悬浊液中加热出现砖红色沉淀检验乙醛的生成,则D处放置无水硫酸铜,白色粉末无水硫酸铜遇水变蓝色检验水的生成,所以D中试剂为无水硫酸铜,故答案为:无水硫酸铜.
点评 本题考查了有机物推断和实验方案设计方法,涉及糖、烯烃、醇、醛、羧酸性质与转化,侧重于学生的分析、实验能力的考查,注意把握实验现象判断,反应原理的应用,掌握物质性质和实验基本操作是解题关键,题目难度中等.
Ⅰ.将混合液(18.5mL正丁醇和13.4mL乙酸(过量),0.4mL浓硫酸)置于仪器A中并放入适量沸石(见图I,沸石及加热装置等略去),然后加热回流约20分钟.
Ⅱ.将反应后的溶液进行如下处理:①用水洗涤,②用试剂X干燥,③用10% Na2CO3溶液洗涤.
Ⅲ.将所得到的乙酸正丁酯粗品转入蒸馏烧瓶中进行蒸馏,最后得到17.1g乙酸正丁酯.
部分实验数据如表所示:
| 化合物 | 相对分子质量 | 密度/(g•mL-1) | 沸点/℃ | 溶解度(g)/(100g水) |
| 正丁醇 | 74 | 0.80 | 118.0 | 9 |
| 乙酸 | 60 | 1.045 | 118.1 | 互溶 |
| 乙酸正丁酯 | 1 1 6 | 0.882 | 126.1 | 0.7 |
(2)步骤Ⅱ中的操作顺序为①③①②(填序号),用Na2CO3溶液洗涤的目的是除去残留在产品中的酸,试剂X不能选用下列物质中的b(填字母序号).
a.无水硫酸镁 b.新制生石灰 c.无水硫酸钠
(3)步骤Ⅲ(部分装置如图Ⅱ所示).
①蒸馏过程中需要使用直形冷凝管,当仪器连接好后,
a.向相应的冷凝管中通冷凝水;
b.加热蒸馏烧瓶的先后顺序是先a后b.(填“先a后b“或“先b后a”)
②温度计水银球所处的位置不同,会影响馏出物的组成,当温度计水银球分别位于图Ⅱ中的a、b(填“a”“b”“c”或“d”)点时会导致收集到的产品中混有较多的低沸点杂质.
(4)该实验乙酸正丁酯的产率是74%(计算结果保留2位有效数字).