题目内容
8.实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理是(图1):已知苯甲醛易被空气氧化:
苯甲醇沸点为205.3℃;苯甲酸熔点121.7℃,沸点为249℃,溶解度为0.34g;乙醚(C2H5OC2H5)沸点为34.8℃,难溶于水,制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如图2所示.
试根据上述信息回答:
(1)乙醚溶液中所溶解的主要成分是苯甲醇,操作Ⅱ的名称是蒸馏.
(2)产品乙是苯甲酸.
(3)操作Ⅱ中温度计水银球上沿x放置的位置应为b(图3中a、b、c或d),该操作中,收集产品甲的适宜温度为205.3℃.
分析 由流程结合题中信息可知,苯甲醛与KOH反应生成白色糊状物为苯甲醇、苯甲酸钾的混合物,然后加水、乙醚萃取苯甲醇,操作Ⅰ为萃取、分液,则乙醚溶液中含苯甲醇,操作II为蒸馏,得到产品甲为苯甲醇和乙醚;水溶液中含苯甲酸钾,加盐酸发生强酸制取弱酸的反应,生成苯甲酸,苯甲酸的溶解度小,则操作Ⅲ为过滤,则产品乙为苯甲酸,以此来解答.
解答 解:由流程可知,苯甲醛与KOH反应生成苯甲醇、苯甲酸钾,然后加水、乙醚萃取苯甲醇,则乙醚溶液中含苯甲醇,操作II为蒸馏,得到产品甲为苯甲醇;水溶液中含苯甲酸钾,加盐酸发生强酸制取弱酸的反应,生成苯甲酸,苯甲酸的溶解度小,则操作Ⅲ为过滤,则产品乙为苯甲酸,
(1)乙醚溶液中含苯甲醇,操作II为蒸馏,得到产品甲为苯甲醇,乙醚溶液中所溶解的主要成分是苯甲醇,
故答案为:苯甲醇;蒸馏;
(4)水溶液中含苯甲酸钾,加盐酸发生强酸制取弱酸的反应,生成苯甲酸,苯甲酸的溶解度小,则操作Ⅲ为过滤,则产品乙为苯甲酸,
故答案为:苯甲酸;
(5)蒸馏时,温度计的水银球应在支管口,则温度计水银球x的放置位置为b;通过蒸馏分离出的是苯甲醇,根据苯甲醇的沸点可知控制蒸气的温度为205.3℃,
故答案为:b;205.3℃.
点评 本题考查制备方案的设计,为高频考点,题目难度中等,把握有机物的性质及分离流程中的反应、混合物分离方法为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查.
练习册系列答案
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16.实验室以含有少量铁的粗铜粉和硫酸与硝酸的混合溶液为原料制备CuSO4•5H2O(胆矾)晶体.设计的工艺流程图如图1:
请回答下列问题:
(1)根据反应原理,操作①所需的混酸溶液中硝酸和硫酸的理论配比(物质的量之比)为2:3.操作②中需要把NO与O2气体混合通入水中,混入该气体的目的是2NO+O2=2NO2、4NO2+O2+2H2O=4HNO3(用化学方程式表示).
(2)溶液I中存在一定浓度的Fe3+、Cu2+,在该浓度时生成氢氧化物沉淀的pH如右表.操作③中某学生设计物质X为H2O,若加水调整溶液pH,则Fe(OH)3开始沉淀的pH=1.9(填“<”、“>”或“=”);而实际操作中一般不用此法调节溶液pH,其主要原因是不利于蒸发浓缩.
(3)操作④中物质Y为稀硫酸.查阅资料知CuSO4•5H2O的溶解度曲线如图2所示,则操作⑤应采取的措施是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等.
(4)为测定胆矾中结晶水的数目,称取25.0g胆矾品体在坩埚中加热,固体质量随温度升高而变化的曲线如图3.当固体质量为8.0g时,观察到固体完全呈黑色.请列式计算开始称取的胆矾中结晶水的数目.
请回答下列问题:
(1)根据反应原理,操作①所需的混酸溶液中硝酸和硫酸的理论配比(物质的量之比)为2:3.操作②中需要把NO与O2气体混合通入水中,混入该气体的目的是2NO+O2=2NO2、4NO2+O2+2H2O=4HNO3(用化学方程式表示).
(2)溶液I中存在一定浓度的Fe3+、Cu2+,在该浓度时生成氢氧化物沉淀的pH如右表.操作③中某学生设计物质X为H2O,若加水调整溶液pH,则Fe(OH)3开始沉淀的pH=1.9(填“<”、“>”或“=”);而实际操作中一般不用此法调节溶液pH,其主要原因是不利于蒸发浓缩.
| 开始沉淀 | 沉淀完全 | |
| Fe3+ | 1.9 | 3.2 |
| Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
(4)为测定胆矾中结晶水的数目,称取25.0g胆矾品体在坩埚中加热,固体质量随温度升高而变化的曲线如图3.当固体质量为8.0g时,观察到固体完全呈黑色.请列式计算开始称取的胆矾中结晶水的数目.
3.我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法.
I.已知反应 $\frac{1}{3}$Fe2O3(s)+CO(g)?$\frac{2}{3}$Fe(s)+CO2(g)△H=-23.5kJ•mol-1,该反应在
1000℃的平衡常数等于4.在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过l0min后达到平衡.
(1)CO的平衡转化率=60%
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是d
a.提高反应温度 b.增大反应体系的压强 c.选取合适的催化剂
d.及时吸收或移出部分CO2e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅱ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).请根据图示回答下列问题:

(3)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=0.15mol/(L•min)
(4)已知氢气的燃烧热286KJ/mol,请写出甲醇气体不充分燃烧的热化学方程式CH3OH(g)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g)△H=-481kJ/mol.
(5)若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
则下列关系正确的是ADE
A.c1=c2B.2Q1=Q3C.2α1=α3D.α1+α2=1
E.该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量.
I.已知反应 $\frac{1}{3}$Fe2O3(s)+CO(g)?$\frac{2}{3}$Fe(s)+CO2(g)△H=-23.5kJ•mol-1,该反应在
1000℃的平衡常数等于4.在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过l0min后达到平衡.
(1)CO的平衡转化率=60%
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是d
a.提高反应温度 b.增大反应体系的压强 c.选取合适的催化剂
d.及时吸收或移出部分CO2e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅱ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).请根据图示回答下列问题:
(3)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=0.15mol/(L•min)
(4)已知氢气的燃烧热286KJ/mol,请写出甲醇气体不充分燃烧的热化学方程式CH3OH(g)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g)△H=-481kJ/mol.
(5)若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
| 容器 | 反应物投入的量 | 反应物的 转化率 | CH3OH的浓度 | 能量变化 (Q1、Q2、Q3均大于0) |
| 甲 | 1mol CO和2mol H2 | α1 | c1 | 放出Q1kJ热量 |
| 乙 | 1mol CH3OH | α2 | c2 | 吸收Q2kJ热量 |
| 丙 | 2mol CO和4mol H2 | α3 | c3 | 放出Q3kJ热量 |
A.c1=c2B.2Q1=Q3C.2α1=α3D.α1+α2=1
E.该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量.
20.已知氢氟酸、醋酸、氢氰酸(HCN)、碳酸在室温下的电离常数如下表,请回答下列问题:
(1)四种酸中酸性最强的是HF,最弱的是HCN
(2)写出H2CO3的电离方程式H2CO3?HCO3-+H+、HCO3-?CO32-+H+;
(3)写出化学方程式:足量的氢氟酸与碳酸钠溶液混合2HF+Na2CO3═2NaF+H2O+CO2↑足量的CO2通入NaCN溶液中NaCN+H2O+CO2═HCN+NaHCO3.
| ① | HF | Ka=6.8×10-4 mol•L-1 |
| ② | CH3COOH | Ka=1.7×10-5 mol•L-1 |
| ③ | HCN | Ka=6.2×10-10 mol•L-1 |
| ④ | H2CO3 | Ka1=4.4×10-7 mol•L-1 Ka2=4.7×10-11 mol•L-1 |
(2)写出H2CO3的电离方程式H2CO3?HCO3-+H+、HCO3-?CO32-+H+;
(3)写出化学方程式:足量的氢氟酸与碳酸钠溶液混合2HF+Na2CO3═2NaF+H2O+CO2↑足量的CO2通入NaCN溶液中NaCN+H2O+CO2═HCN+NaHCO3.
17.下列说法正确的是( )
| A. | 将pH=4的醋酸溶液稀释后,溶液中所有离子的浓度均降低 | |
| B. | 中和pH与体积均相同的盐酸和醋酸溶液,消耗NaOH的物质的量相同 | |
| C. | 已知pOH=-lg[c(OH-)],又知体温下正常人的血液pH=7.35,则血液的pOH为6.65 | |
| D. | KCN溶液中有剧毒HCN挥发出来,为了减少HCN的生成,最佳方法是加入KOH |
18.如图是制备和收集气体的实验装置,该装置可用于( )

| A. | 浓硝酸与铜反应制取二氧化氮 | B. | 碳化钙与食盐水反应制取乙炔 | ||
| C. | 浓氨水和生石灰反应制取氨气 | D. | 浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气 |