题目内容

（本题共12分）

化合物A是石油化工的一种重要原料，用A和水煤气为原料经下列途径合成化合物D（分子式为C3H6O3）。

已知：

 

请回答下列问题；                                                                            

（1）写出有关物质的结构简式：A：        ；B：        ；C：        ；D：        。

（2）指出反应⑤的反应类型        。

（3）写出反应③的化学方程式                  。

（4）反应④的目的是                          。

化合物D’是D的一种同分异构体，它最早发现于酸牛奶中，是人体内糖类代谢的中间产物。D’在浓硫酸存在的条件下加热，既可生成能使溴水褪色的化合物E（C3H4O2），又可生成六原子环状化合物F（C6H8O4）。

请分别写出D’生成E和F的化学方程式：

（5）D’→E：                                          

（6）D’→F：                                      

 

【答案】

（1）CH2＝CH2；CH3CH2CHO  CH2＝CHCHO  HOH2CCH(OH)CHO  

（2）氧化反应

（3）CH3CHBrCHO＋NaOHCH2＝CHCHO＋NaBr＋H2O（2分）

（4）防止－CHO在第⑤步被氧化

（5）H3CCH(OH)COOH CH2=CHCOOH ＋H2O（2分）

（6）2H3CCH(OH)COOH＋2H2O（2分）

【解析】反应②是取代反应，所以B是CH3CH2CHO，则A应该是CH2＝CH2，反应③是卤代烃的消去反应，因此C是CH2＝CHCHO。根据已知信息可知，D是HOCH2CHOHCHO，这说明反应④的目的是防止－CHO在第⑤步被氧化的。根据D’的性质可知，该化合物中含有醇羟基和羧基，所以其结构简式为CH3CHOHCOOH。

 

练习册系列答案
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根据题意回答下列问题：

1．写出结构简式：A____________；D___________________。

2．写出反应类型：反应①________；反应②______________。

3．反应③的试剂：____________________________________。

4． 1 mol F分别与足量的溴水和NaOH溶液反应，最多可消耗Br2_____mol，NaOH____mol。

5．E在一定条件下发生缩聚反应的化学方程式是（已知苯环上羟基很难直接与羧酸发生酯化反应）______________________________________________________________。

6．与E互为同分异构体，且同时满足下列条件的有机物有_____________种。

①苯环上有四个取代基，且苯环上的一氯取代物只有一种。

②1 mol该物质分别与NaHCO3、Na2CO3反应时，最多消耗NaHCO3、Na2CO3的量分别是1 mol和4 mol。

 

（本题共12分）铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的流程图：

已知：①4FeO·Cr2O3+ 8Na2CO3+ 7O28Na2CrO4+ 2 Fe2O3 + 8CO2↑；

②Na2CO3 + Al2O32NaAlO2+ CO2↑；③ Cr2O72－+ H2O2CrO42－ + 2H+

根据题意回答下列问题：

1．固体X中主要含有_________（填写化学式）；要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，应该使用__________（填写仪器或试剂名称）。

2．酸化步骤用醋酸调节溶液pH<5，其目的是_________________________________。

3．操作Ⅲ有多步组成，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、      、过滤、_______、干燥。

4．下表是相关物质的溶解度数据，操作Ⅲ发生反应的化学方程式是：Na2Cr2O7+2KCl → K2Cr2O7↓+2NaCl。该反应在溶液中能发生的理由是_______________。

5．副产品Y主要含氢氧化铝，还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质，精确分析Y中氢氧化铝含量的方法是称取n g样品，加入过量______（填写试剂）、溶解、过滤、再______（填写试剂）、……灼烧、冷却、称量，得干燥固体m g 。计算样品中氢氧化铝的质量分数为_________（用含m、n的代数式表示）。

6．六价铬有毒，而Cr3+相对安全。工业含铬（CrO3）废渣无害化处理的方法之一是干法解毒，用煤不完全燃烧生成的CO还原CrO3。在实验室中模拟这一过程的装置如下：

CO由甲酸脱水制得；实验结束时熄灭酒精灯的顺序是_________________________。

 

（本题共12分）乙醚极易挥发、微溶于水、是良好的有机溶剂。乙醇与浓硫酸的混合物在不同温度下反应能生成乙烯或乙醚。某实验小组用下图装置制取乙醚和乙烯。

1．制乙醚：在蒸馏烧瓶中先加入10mL乙醇，慢慢加入10 mL浓硫酸，冷却，固定装置。加热到140℃时，打开分液漏斗活塞，继续滴加10 mL乙醇，并保持140℃，此时烧瓶c中收集到无色液体。

（1）Ⅰ和Ⅱ是反应发生装置，应该选择______（选答“Ⅰ”或“Ⅱ”）与装置Ⅲ相连。

（2）乙醇通过分液漏斗下端连接的长导管插入到液面下加入，目的有二，一是使反应物充分混合，二是_________________。

2．Ⅲ中水冷凝管的进水口是______（选答“a”或“b”）。冰盐水的作用是___________。

3．有同学认为以上装置还不够完善，一是溴水可能倒吸，二是尾气弥漫在空气中遇明火危险。该同学设计了以下几种装置与导管d连接，你认为合理的是（选填编号）_______。

4．反应一段时间后，升温到170℃，观察到反应物变为黑色，溴水褪色。写出实验过程中所有生成气体的反应方程式____________________________。

5．实验中收集到的乙醚产品中可能含有多种杂质。某同学设计了以下提纯方案：

（1）分液步骤除去产品中的酸性杂质，则X可以是________________。

（2）蒸馏操作可除去的杂质是____________。

6．工业乙醚常因接触空气和光而被氧化，含有少量过氧化物，除去过氧化物的试剂及操作分别是（选填编号）______________。

a．CCl4、萃取                                  b．Na2SO3溶液、分液

c．Na2SO4溶液、过滤                       d．酸化的FeSO4溶液、分液

 

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（2）蒸馏操作可除去的杂质是____________。
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4． 1 mol F分别与足量的溴水和NaOH溶液反应，最多可消耗Br2_____mol，NaOH____mol。
5．E在一定条件下发生缩聚反应的化学方程式是（已知苯环上羟基很难直接与羧酸发生酯化反应）______________________________________________________________。
6．与E互为同分异构体，且同时满足下列条件的有机物有_____________种。
①苯环上有四个取代基，且苯环上的一氯取代物只有一种。
②1 mol该物质分别与NaHCO3、Na2CO3反应时，最多消耗NaHCO3、Na2CO3的量分别是1 mol和4 mol。

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