题目内容

4．实验室制备苯乙酮的化学方程式为：

主要实验方法如下：取一定量的乙酸酐、无水苯和无水AlCl3混合反应，加热回流1小时．反应结束后，按如下的流程分离和提纯．

已知：
物质苯乙酮苯乙酸水
沸点℃20280118100
（1）制苯乙酮的反应过程中要求无水操作，理由是防止三氯化铝与乙酸酐水解．
（2）操作Ⅰ为萃取、分液；操作Ⅱ为蒸馏．
（3）操作Ⅰ操作中是否可改用乙醇萃取？否（填“是”或“否”），原因是乙醇与水互溶．
（4）苯乙酮的粗产品中是否含有乙酸？否（填“是”或“否”），原因是在洗涤的操作中，足量5%的氢氧化钠已将乙酸完全中和，进入水层．
（5）若苯乙酮的粗产品中含有低沸点的杂质苯和水，请设计实验方案进行提纯将苯乙酮粗产品进行蒸馏，迅速将温度升高到202℃，收集馏分．

分析 乙酸酐、无水苯在无水AlCl3作催化剂的条件下生成和乙酸，通过分液得有机层主要含和苯，乙酸和少量的在水层，水层通过用苯萃取、分液，合并后的有机层为和苯，有机层洗涤干燥后通过蒸馏得苯和粗苯乙酮，粗苯乙酮中含有低沸点的杂质苯和水，将苯乙酮粗产品进行蒸馏，迅速将温度升高到202℃，收集馏分，可得纯苯乙酮，据此答题．

解答 解：乙酸酐、无水苯在无水AlCl3作催化剂的条件下生成和乙酸，通过分液得有机层主要含和苯，乙酸和少量的在水层，水层通过用苯萃取、分液，合并后的有机层为和苯，有机层洗涤干燥后通过蒸馏得苯和粗苯乙酮，粗苯乙酮中含有低沸点的杂质苯和水，将苯乙酮粗产品进行蒸馏，迅速将温度升高到202℃，收集馏分，可得纯苯乙酮，
（1）由于三氯化铝与乙酸酐水解都是易水解的物质，所以制苯乙酮的反应过程中要求无水操作，
故答案为：防止三氯化铝与乙酸酐水解；
（2）根据上面的分析可知，操作Ⅰ为萃取、分液，操作Ⅱ为蒸馏，
故答案为：萃取、分液；蒸馏；
（3）操作Ⅰ为萃取，萃取时不能用乙醇萃取，因为乙醇能溶于水，不能分层，
故答案为：否；乙醇与水互溶；
（4）根据流程图分析可知，在洗涤的操作中，足量5%的氢氧化钠已将乙酸完全中和，进入水层，所以苯乙酮的粗产品中不含有乙酸，
故答案为：否；在洗涤的操作中，足量5%的氢氧化钠已将乙酸完全中和，进入水层；
（5）根据题中各物质的沸点可知，除去苯乙酮的粗产品中含有低沸点的杂质苯和水，可以将苯乙酮粗产品进行蒸馏，迅速将温度升高到202℃，收集馏分，
故答案为：将苯乙酮粗产品进行蒸馏，迅速将温度升高到202℃，收集馏分．

点评 本题考查了物质制备、分离、提纯、萃取剂选择、仪器使用等试验基础知识的应用，化学实验基本知识和基本技能的掌握是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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15．下列反应中必须加入还原剂才能进行的是（　　）
A．CuO→CuB．KI→I2C．H2→H2OD．HCl→Cl2
16．合成氨工业的核心反应是N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；反应过程中能量变化如图所示，回答下列问题．
（1）该反应的△H=-92.4kJ/mol．
（2）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化：E1减小 （填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）在500℃、2×107Pa和催化剂条件下，向一密闭容器中充入0.5mol N2和1.5molH2，充分反应后，放出的热量＜46.2kJ （填“＜”、“＞”或“=”）．
（4）关于该反应的下列说法中，正确的是D（填字母）．
A．△H＞0，△S＞0          B．△H＞0，△S＜0
C．△H＜0，△S＞0          D．△H＜0，△S＜0
（5）已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为：
P4（s，白磷）+5O2（g）═P4O10（s）△H1=-2983.2kJ•mol-1
P（s，红磷）+$\frac{5}{4}$O2（g）═$\frac{1}{4}$P4O10（s）△H2=-738.5kJ•mol-1
则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为P4（s，白磷）=4P（s，红磷）△H=-29.2kJ/mol．
13．下列有关原电池和金属腐蚀的说法错误的是（　　）
A．普通锌锰干电池碳棒是负极，锌片是正极
B．盛水的铁器，在空气与水交界处更容易锈蚀
C．为防止金属的腐蚀可在金属表面涂油漆、油脂
D．用盐酸与锌反应制取氢气，含有杂质的锌比纯锌产生氢气速度快
20．根据要求回答下列问题
（1）已知NaHSO3水溶液显酸性，原因HSO3-?H++SO32-，HSO3-+H2O?H2SO3+OH-，HSO3-的电离程度大于水解程度（用离子方程式和文字叙述表示）
（2）在干燥的HCl气流中加热MgCl2•6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是Mg2++2H2O?Mg（OH）2+2H+，在干燥的HCl气流中可以抑制Mg2+的水解
（3）用标准酸性KMnO4溶液测定某补血口服液中Fe2+的含量时，酸性KMnO4溶液应放在酸式 滴定管中，判断滴定终点的方法当滴加最后一滴酸性KMnO4溶液时，锥形瓶内的溶液恰好由紫红色变为无色，且半分钟内不恢复 
（4）AgCl悬浊液中加入Na2S溶液，白色沉淀转化为黑色沉淀，其原因是2AgCl+S2-?Ag2S+2Cl-（用离子方程式表示）  
（5）已知Cl2和H2O通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量，写出该反应的热化学方程式2Cl2（g）+2H2O（g）+C（s）=4HCl（g）+CO2（g）△H=-290.0 kJ•mol-1．
9．碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域．以β锂辉石（主要成分为Li2O•Al2O3•4SiO2，含有少量能溶于酸的铁的化合物和镁的化合物）为原料制备Li2CO3的工艺流程如下：
提示信息：
①下列四种离子完全沉淀时溶液pH值如下表：
金属离子完全沉淀pH
Fe2+9.7
Mg2+12.4
Fe3+3.2
Al3+5.2
②Li2SO4、LiOH常温下易溶于水，Li2CO3微溶于水．
回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ前，β锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是增加样品与H2SO4的接触面积，加快化学反应速率．
（2）步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO${\;}_{4}^{2-}$，另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入石灰石（填“石灰石”“氯化钙”或“稀硫酸”）以调节溶液的pH到6.0～6.5，可以除去的离子有Al3+、Fe3+，然后分离得到浸出液．
（3）步骤Ⅱ中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有Fe2+、Mg2+、Ca2+．
（4）步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为2Li++CO32-=Li2CO3↓．
16．已知：①CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH2=CH2↑+H20，CH2=CH2+Br2→BrCH2-CH2Br
②乙醇、1，2-二溴乙烷、乙醚的有关物理性质如下表所示．
    乙醇1，2-二溴乙烷    乙醚
通常状况下的状态  无色液体  无色液体  无色液体
  密度/g•cm-3    0.79    2.2    0.71
    熔点/℃-130    9-116
    沸点/℃    78.5    132    34.6
某化学小组拟用乙醇、溴等为原料在实验室制备少量的1，2一二溴乙烷，实验装置如图所示（装置A中的加热部分的仪器装置省略没有画出）．
（1）仪器E的名称是温度计．
（2）仪器Ⅰ是漏斗，其左部的玻璃管的作  用是a（填字母）．
a．使漏斗中液体容易滴下
b．有利于吸收气体杂质
c．防止A中三颈烧瓶里的液体爆沸
（3）实验时，A中三颈烧瓶里放入几片碎瓷片的目的是避免混合液在受热时暴沸．加热反应过程中，三颈烧瓶里除生成乙烯外，还可能生成的有机副产物主要是乙醚．
（4）反应过程中，若B中长玻璃导管（Ⅱ）里的液面上升，则说明可能是由于D中出现堵塞（填“D中出现堵塞”或“C中杂质已除尽”）造成的．
（5）反应过程中，D中需用冷水冷却盛有液溴的试管，其主要目的是防止液溴挥发，提高反应产率．说明制备1，2-二溴乙烷的反应已经结束的实验现象是D中液溴的颜色褪去或D中试管里的液体呈无色．
13．甲醇是有机化工原料和优质燃料，主要应用于精细化工、塑料等领域，也是农药、医药的重要原料之一．回答下列问题：
（1）工业上可用CO2和H2反应合成甲醇．已知25℃、101kPa下：
H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（g）△H2=-242kJ/mol-1
CH2OH（g）+$\frac{3}{2}$O2═CO2（g）+2H2O（g） ）△H2=-676kJ/mol-1
①写出CO2与H2反应生成CH2OH与H2O（g）的热化学方程式：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-50 kJ/mol．
②下列表示该合成甲醇反应的能量变化示意图中正确的是a（填字母）．

③合成甲醇所需的H2可由下列反应制取：H2O（g）+CO（g）?H2（g）+CO2（g），某温度下该反应的平衡常数K=1，若起始时c（CO）=1mol•L-1，c（H2O）=2mol•L-1，则达到平衡时H2O的转化率为33.3%．
（2）CO和H2反应也能合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-90.1kJ•mol-1，在250℃下，将一定量的CO和H2投入10L的恒容密闭容器中，各物质的浓度（mol•L-1）变化如下表所示（前6min没有改变条件）：
 2min 4min6min8min…
CO0.070.060.060.05…
H2x0.120.120.2…
CH3OH0.030.040.040.05…
①x=0.14，250℃时该反应的平衡常数K=46.3．
②若6～8min时只改变了一个条件，则改变的条件是加入1mol氢气，第8min时，该反应是否达到平衡状态？不是（填“是”或“不是”）．
（3）CH3OH在催化剂条件下可以被直接氧化成HCOOH．在常温下，20.00mL0.1000mol•L-1NaOH溶液与等体积、等浓度HCOOH溶液混合后所得溶液中各离子浓度大小关系为c（Na+）＞c（HCOO-）＞c（OH-）＞c（H+）．
14．下列现象及结论均正确的是（　　）
现象结论
A向Na2O2与水反应完的溶液中，滴加石蕊试液，溶液先变蓝后褪色Na2O2与水反应后的溶液呈碱性，且有少量的Na2O2剩余，而氧化石蕊使其褪色
B将盐酸与NaHCO3反应生成的CO2气体，直接通入Na2SiO3溶液中出现浑浊说明碳的非金属性强于硅
CNa2S溶液与Na2SO3溶液混合后出现浑浊发生反应的离子方程式为：
2S2-+SO32-+3H2O═3S↓+6OH-
D用饱和食盐水吸收氯气中混有的HCl气体，出现白色浑浊白色浑浊为析出的氯化钠晶体
A．AB．BC．CD．D

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