题目内容

某工厂废液中含有苯酚、乙酸,实验小组对该废液进行探究,设计如下方案:

己知熔点:乙酸16.6℃、苯酚43℃。沸点:乙酸118℃、苯酚182℃。
(1)写出②的反应化学方程式                                       。
(2)②中分离B的操作名称是                                       。
(3)现对物质C的性质进行实验探究,请你帮助实验小组按要求完成实验过程记录,在答题卡上填写出实验操作、预期现象和现象解释。
限选试剂:蒸馏水、稀HNO3、2moL·L—1NaOH、0.1 mol ?L—1KSCN、酸性KMnO4溶     液、FeCl3溶液、饱和溴水、紫色石蕊试液。

实验操作
预期现象
现象解释
步骤1:取少量C放入a试管,加入少量蒸馏水,振荡。
 
                
 
                  
 
                    
 
                    
步骤2:取少量C的稀溶液分装b、c两支试管,往b试管         
                             
 
产生白色沉淀
 
                       
 
                       
步骤3:往c试管               
 
                            
              
 
               
C与加入的试剂发生显色反应。
 
(4)称取一定量的C试样,用水溶解后全部转移至1000mL容量瓶中定容。取此溶液  25.00mL,加入浓度为0.0500 moL·L-1的溴水溶液30.00mL,放置。待反应完全后,加入过量的KI,再用0.1100 moL?L-1Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,耗去Na2S2O3标准溶液11.80mL。则试样中C物质的量的计算表达式为:              。 (部分反应离子方程式:I2+2S2O32—=2I—+S4O62—)

(17分)
(1) + CO2 + H2O   + NaHCO3   (3分)
(2)分液  (3分)
(3)(共8分,合理即给分)

实验操作
预期现象
现象解释
步骤1:取少量C放入a试管,加入少量蒸馏水,振荡。
 
出现白色浑浊(1分)
 
 
苯酚常温下溶解度不大 (1分)
 
步骤2:取少量C的稀溶液分装b、c两支试管,往b试管滴入过量(1分)饱和溴水(1分),振荡。
 
产生白色沉淀
 
苯酚与溴发生取代反应,生成三溴苯酚白色沉淀。(1分)
 
步骤3:往c试管滴入几滴(1分)FeCl3溶液(1分),振荡。
溶液变为紫色
(1分)
C与加入的试剂发生显色反应。
 
(4)(0.0500mol/L×30.00×10—3L —0.1100 mol/L×11.80×10—3×1/2L) ×1/ 3×1000/25.00
(3分,合理即给分)

解析试题分析:(1)苯酚、乙酸都具有酸性,且酸性:乙酸>碳酸>苯酚>碳酸氢根离子,则步骤①中反应为C6H5OH+NaOH→C6H5ONa+H2O、CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O,步骤②中反应为C6H5ONa+H2O+CO2→C6H5OH+NaHCO3;(2)由于苯酚的沸点为182℃,则步骤③为蒸馏,得到苯酚,而无水硫酸钠的目的是除去水分,且硫酸盐及其结晶水合物的沸点高、难挥发,则B为含有苯酚的有机相,而D为含有乙酸钠、碳酸氢钠等物质的水相,由此推断步骤②中分离有机相的操作是分液;(3)由于苯酚的熔点为43℃,则室温下苯酚是无色固体或晶体,由于苯酚易溶于乙醇等有机溶剂,室温下在水中的溶解度较小,取少量C放入a试管,加入少量蒸馏水,振荡,出现白色浑浊,证明常温下苯酚溶解度不大;由于苯酚稀溶液与浓溴水反应产生白色的三溴苯酚沉淀,遇氯化铁溶液显紫色,则步骤2的b试管中应滴加少量或几滴饱和溴水,振荡,产生白色沉淀,说明苯酚与溴发生取代反应,生成三溴苯酚白色沉淀,步骤3中向c试管滴入几滴氯化铁溶液,振荡,溶液变为紫色,说明苯酚遇氯化铁发生显色反应;(4)由于n=c?V,n(Na2S2O3)=0.1100×11.80×10—3mol,由于Na2S2O3是可溶性盐,则n(S2O32—)=n(Na2S2O3)= 0.1100×11.80×10—3mol;由于I2+2S2O32—=2I—+S4O62—中碘单质与硫代硫酸根离子的系数之比等于物质的量之比,则n(I2)= n(S2O32—)/2=0.1100×11.80×10—3×1/2mol;由于Br2+2KI=2KBr+I2中溴与碘的系数之比等于物质的量之比,则发生置换反应的n(Br2)=n(I2)= 0.1100×11.80×10—3×1/2mol;由于n=c?V,溴水中n(Br2)=0.0500×30.00×10—3mol,说明与苯酚反应的n(Br2)=(0.0500×30.00×10—3—0.1100×11.80×10—3×1/2)mol;由于1mol苯酚与3molBr2发生取代反应,则25.00mL溶液中n(苯酚) =(0.0500×30.00×10—3—0.1100×11.80×10—3×1/2)×1/3mol;配制成的待测溶液与滴定时的待测溶液的体积之比为1000∶25.00,则1000mL溶液中n(苯酚) =(0.0500×30.00×10—3—0.1100×11.80×10—3×1/2)×1/3×1000/25.00mol,所以试样中苯酚的物质的量为(0.0500×30.00×10—3—0.1100×11.80×10—3×1/2)×1/3×1000/25.00mol。
考点:考查探究实验方案的设计及化学计算,涉及复分解反应、化学方程式、混合物的分离提纯、检验苯酚主要性质实验方案的设计、物质的量浓度、溶液体积、物质的量、物质的量在化学或离子方程式计算中的应用等。

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