Question

17．异丙苯 （）氧化法是工业生产苯酚和丙酮最主要的方法．其反应和流程如下：
氧化：+O→（异丙苯过氧氢）
分解：$→_{50-60℃}^{H+}$（丙嗣）

物质	丙酮	苯酚	异丙苯
密度（g/mL）	0.7898	1.0722	0.8640
沸点/°C	56.5	182	153

已知：
完成下列填空：
（1）X物质是氧气（或空气）；Y物质是异丙苯．
（2）浓硫酸的作用是催化剂，其优点是用量少，可能的缺点是浓硫酸会使有机物发生脱水等副反应（浓硫酸与有机物混合放出大量热，使反应温度过高，不利于反应进行；或浓硫酸会腐蚀设备等）（写一条）．
（3）Z物质最适宜选择c（选填编号）．
a．NaOH        b．Na₂CO₃       c．NaHCO₃      d．CaCO₃
（4）步骤⑥分馏，工业上在分馏塔中进行，如图，产品T是丙酮，
请说明理由丙酮的沸点低．废水中苯酚的含量，可根据苯酚与溴水的反应，用以下方法测定：
①把20.00mL废水、20mLKBrO₃和KBr混合溶液[其中：
c（KBrO₃）=0.0100mol/L，c（KBr）=0.0600mol/L]置于锥形瓶中，再加入10mL6mol/L的盐酸，迅速盖好盖子，摇动锥形瓶．
②充分反应后，稍松开瓶塞，从瓶塞和瓶壁间缝隙迅速加入10%KI溶液10mL（过量），迅速加盖，充分摇匀．加入少许淀粉溶液．
③用0.0250mol/LNa₂S₂O₃标准溶液滴定至终点．用去Na₂S₂O₃溶液22.48mL．
（5）已知：BrO₃^-+5Br^-+6H⁺→3Br₂+3H₂O；写出苯酚与浓溴水反应的化学方程式；第1加盐酸、第②步加KI溶液，要迅速盖好盖子的原因是溴易挥发．
（6）已知：I₂+2Na₂S₂O₃→2NaI+Na₂S₄O₆；滴定终点的现象是由蓝色变为无色（或白色浑浊）且半分钟内不变色；该废水中苯酚的浓度是0.0053mol/L（保留4位小数）．

Answer 1

分析 用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，由给予的反应信息，异丙苯与氧气在反应器①中发生氧化反应生成，在②中蒸发分离出，未反应的异丙苯进行循环利用，在③中在浓硫酸作催化剂条件下分解得到、，在④中加入Z，目的是中和硫酸，且不能与苯酚反应，可以是碳酸氢钠，然后⑤中水洗涤，再经过⑥分馏得丙酮、苯酚，据此答题．

解答 解：用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，由给予的反应信息，异丙苯与氧气在反应器①中发生氧化反应生成，在②中蒸发分离出，未反应的异丙苯进行循环利用，在③中在浓硫酸作催化剂条件下分解得到、，在④中加入Z，目的是中和硫酸，且不能与苯酚反应，可以是碳酸氢钠，然后⑤中水洗涤，再经过⑥分馏得丙酮、苯酚，
（1）根据上面的分析可知，X物质是 氧气（或空气）；Y物质是 异丙苯，
故答案为：氧气（或空气）；异丙苯；
（2）在③中在浓硫酸作催化剂条件下分解得到、，所以浓硫酸的作用是 催化剂，其优点是用量少，可能的缺点是 浓硫酸会使有机物发生脱水等副反应（浓硫酸与有机物混合放出大量热，使反应温度过高，不利于反应进行；或浓硫酸会腐蚀设备等），
故答案为：催化剂；浓硫酸会使有机物发生脱水等副反应（浓硫酸与有机物混合放出大量热，使反应温度过高，不利于反应进行；或浓硫酸会腐蚀设备等）；
（3）根据上面的分析可知，Z可以是碳酸氢钠，故选c；
（4）步骤⑥分馏中，由于丙酮的沸点低于苯酚，则T为丙酮、P为苯酚，
故答案为：丙酮； 丙酮的沸点低；
（5）苯酚与浓溴水反应的化学方程式为，由于溴易挥发，所以第1加盐酸、第②步加KI溶液，要迅速盖好盖子，防止溴挥发，
故答案为：；溴易挥发；
（6）溶液中有淀粉，当达到滴定终点时，碘反应完全，所以滴定终点的现象是 由蓝色变为无色（或白色浑浊）且半分钟内不变色；
20mLKBrO₃和KBr混合溶液[其中：c（KBrO₃）=0.0100mol/L，c（KBr）=0.0600mol/L]置于锥形瓶中，再加入10mL6mol/L的盐酸，根据方程式BrO₃^-+5Br^-+6H⁺→3Br₂+3H₂O可知，生成的溴的物质的量为3×0.0100mol/L×0.02L=6×10^-4 mol，根据反应I₂+2Na₂S₂O₃→2NaI+Na₂S₄O₆可知，由溴与碘化钾反应生成的碘的物质的量为0.0250mol/L×0.02248L×$\frac{1}{2}$=2.81×10^-4 mol，所以与苯酚反应的溴的物质的量为6×10^-4 mol-2.81×10^-4 mol=3.19×10^-4 mol，根据反应可知，苯酚的物质的量为3.19×10^-4 mol×$\frac{1}{3}$=1.06×10^-4 mol，所以废水中苯酚的浓度是$\frac{1.06×1{0}^{-4}mol}{0.02L}$=0.0053mol/L，
故答案为：由蓝色变为无色（或白色浑浊）且半分钟内不变色；0.0053．

点评 本题考查有机物的制备实验方案，涉及对化学工艺流程、装置及试剂的分析评价等，关键是根据实验目的与给予的反应信息理解工艺流程原理，是对学生综合能力的考查，难度中等．