题目内容
18．
苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料，某化学小组采用如图装置以苯甲酸、甲醇为原料制取苯甲酸甲酯．有关物质的物理性质见下表所示：| 苯甲酸 | 甲醇 | 苯甲酸甲酯 | |
| 熔点/℃ | 122.4 | -97 | -12.3 |
| 沸点/℃ | 249 | 64.3 | 199.6 |
| 密度/g．cm-3 | 1.2659 | 0.792 | 1.0888 |
| 水溶性 | 微溶 | 互溶 | 不溶 |
在圆底烧瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol 甲醇，再小心加入 3mL浓硫酸，混匀后，投入几粒沸石，小心加热使反应完全，得苯甲酸甲酯粗产品．
（1）甲装置的作用是：冷凝回流；冷却水从b（填“a”或“b”）口进入．
（2）化学小组在实验中用过量的反应物甲醇，其理由是该合成反应是可逆反应，甲醇比苯甲酸价廉，且甲醇沸点低，易损失，增加甲醇投料量提高产率，提高苯甲酸的转化率．
Ⅱ．粗产品的精制
苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等，现拟用下列流程进行精制
（1）试剂1可以是B（填编号），作用是洗去苯甲酸甲酯中过量的酸．
A．稀硫酸 B．碳酸钠溶液 C．乙醇
（2）操作2中，收集产品时，控制的温度应在199.6℃左右．
（3）实验制得的苯甲酸甲酯精品质量为10g，则苯甲酸的转化率为73.5%（结果保留三位有效数字）．
（4）本实验制得的苯甲酸甲酯的产量低于理论产量，可能的原因是C（填编号）．
A．蒸馏时从100℃开始收集产品
B．甲醇用量多了
C．制备粗品时苯甲酸被蒸出．
分析 Ⅰ．合成苯甲酸甲酯粗产品
（1）有机物易挥发，B的作用是冷凝回流；根据逆流原理通入冷凝水；
（2）该合成反应是可逆反应，甲醇比苯甲酸价廉，且甲醇沸点低，易损失，增加甲醇投料量提高产率；
Ⅱ．粗产品的精制，粗产品用试剂1为碳酸钠溶液洗涤苯甲酸甲酯中过量的酸，通过分液得到有机层，蒸馏得到苯甲酸甲酯、甲醇和水，
（1）由流程图可知，操作1是洗去苯甲酸甲酯中的硫酸、苯甲酸；
（2）操作2采取蒸馏的方法，将苯甲酸甲酯与甲醇、水分离，由苯甲酸甲酯的沸点可知应收集沸点199.6℃的馏分；
（3）令苯甲酸的转化率为a，根据关系式C7H6O2～C8H8O2中质量定比关系列方程计算；
（4）蒸馏时从100℃开始收集产品，会收集到水分，苯甲酸甲酯的质量应偏大，甲醇用量多可以提高苯甲酸的转化率，制备粗品时苯甲酸被蒸出，苯甲酸的利用率降低．
解答 解：Ⅰ．合成苯甲酸甲酯粗产品
（1）有机物易挥发，B的作用是冷凝回流；根据逆流原理通入冷凝水，应从b口通入冷凝水，
故答案为：冷凝回流；b；
（2）该合成反应是可逆反应，甲醇比苯甲酸价廉，且甲醇沸点低，易损失，增加甲醇投料量提高产率，故实验中用过量的反应物甲醇，
故答案为：该合成反应是可逆反应，甲醇比苯甲酸价廉，且甲醇沸点低，易损失，增加甲醇投料量提高产率，提高苯甲酸的转化率；
Ⅱ．粗产品的精制，
（1）由流程图可知，操作1是洗去苯甲酸甲酯中的硫酸、苯甲酸，应选择碳酸钠溶液，
故答案为：B；洗去苯甲酸甲酯中过量的酸；
（2）操作2采取蒸馏的方法，将苯甲酸甲酯与甲醇、水分离，由苯甲酸甲酯的沸点可知应收集沸点199.6℃的馏分，故应控制温度199.6℃，
故答案为：199.6；
（3）0.1mol苯甲酸的质量为0.1mol×122g/mol=12.2g，令苯甲酸的转化率为a，则：
C7H6O2～～～C8H8O2
122 136
12.2g×a 10g
所以，122：12.2a g=136：10g，解得a=73.5%，
故答案为：73.5%；
（4）A．蒸馏时从100℃开始收集产品，会收集到水分，苯甲酸甲酯的质量应偏大，苯甲酸甲酯的产量应大于理论产量，故A不符合；
B．甲醇用量多可以提高苯甲酸的转化率，苯甲酸甲酯的产量应增大，故B不符合；
C．制备粗品时苯甲酸被蒸出，苯甲酸的利用率降低，导致苯甲酸甲酯的产量降低，故C符合，
故答案为：C．
点评 本题考查有机物的合成，侧重对化学实验的考查，涉及对装置的理解、物质的分离提纯、对实验条件的控制、对数据的分析处理等，难度中等，需要学生基本知识的基础与灵活运用能力．
| A． | 此沉淀是Mg（OH）2、Ca（OH）2的混合物 | |
| B． | 此沉淀只有Mg（OH）2 | |
| C． | 过滤后滤液中存在Ca2+、Mg2+ | |
| D． | 向原溶液中加入8.8 g NaOH固体，不可以使Ca2+部分转化为沉淀 |
硝基苯是重要的精细化工原料，是医药和染料的中间体，还可做有机溶剂．制备硝基苯的过程如下：①配制混酸：组装如图反应装置．取100mL烧杯，用20mL浓硫酸与18mL浓硝酸配制混和酸，加入漏斗中，把18mL苯加入三颈烧瓶中．
②向室温下的苯中逐滴加入混酸，边滴边搅拌，混和均匀．
③在50～60℃下发生反应，直至反应结束．
④除去混和酸后，粗产品依次用蒸馏水和100ml 0.1mol/L的Na2CO3溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤得到粗产品．
已知（1）
+HNO3（浓）$\frac{50～60℃}{98%浓{H}_{2}S{O}_{4}}$+
+H2O
+HNO3（浓）$\frac{95%}{98%浓{H}_{2}S{O}_{4}}$
+
+
（2）可能用到的有关数据如表
| 物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度（20℃）/g•cm-3 | 溶解性 |
| 苯 | 5.5 | 80 | 0.88 | 微溶于水 |
| 硝基苯 | 5.7 | 210.9 | 1.205 | 难溶于水 |
| 1，3二硝基苯 | 89 | 301 | 1.57 | 微溶于水 |
| 浓硝酸 | - | 83 | 1.4 | 易溶于水 |
| 浓硫酸 | - | 338 | 1.84 | 易溶于水 |
（1）配制混酸应在烧杯中先加入浓硝酸．
（2）恒压滴液漏斗的优点是可以保持漏斗内压强与发生器内压强相等，使漏斗内液体能顺利流下．
（3）实验装置中长玻璃管可用冷凝管（球形冷凝管或直行冷凝管均可）代替（填仪器名称）．
（4）反应温度控制在50～60℃的原因是防止副反应发生．
（5）反应结束后产品在液体的下层（填“上”或者“下”），分离混酸和产品的操作方法为分液．
（6）实验前要配制100ml 0.1mol/L的Na2CO3溶液，需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、100ml容量瓶、胶头滴管、烧杯 用Na2CO3溶液洗涤之后再用蒸馏水洗涤时，怎样验证液体已洗净？取最后一次洗涤液，向溶液中加入氯化钙，无沉淀生成，说明已洗净．
（7）为了得到更纯净的硝基苯，还须先向液体中加入氯化钙除去水，然后蒸馏．
用1-丁醇、溴化钠和较浓H2SO4混合物为原料，在实验室制备1-溴丁烷，并检验反应的部分副产物．（已知：NaCl+H2SO4（浓）=NaHSO4+HCl↑）现设计如下装置，其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出．请回答下列问题：（1）仪器A的名称是三颈烧瓶．
（2）关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水，给A加热30分钟，制备1-溴丁烷．写出该反应的化学方程式CH3CH2CH2CH2OH+NaBr+H2SO4 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O．
（3）理论上，上述反应的生成物还可能有：丁醚、1-丁烯、溴化氢等．熄灭A处酒精灯，在竖直冷凝管上方塞上塞子，打开a，利用余热继续反应直至冷却，通过B、C装置检验部分副产物．B、C中应盛放的试剂分别是硝酸银、高锰酸钾溶液或溴水．
（4）在实验过程中，发现A中液体由无色逐渐变成黑色，该黑色物质与浓硫酸反应的化学方程式为C+2H2SO4（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O，可在竖直冷凝管的上端连接一个内装吸收剂碱石灰的干燥管，以免污染空气．
（5）相关有机物的数据如下：
| 物质 | 熔点/0C | 沸点/0C |
| 1-丁醇 | -89.5 | 117.3 |
| 1-溴丁烷 | -112.4 | 101.6 |
| 丁醚 | -95.3 | 142.4 |
| 1-丁烯 | -185.3 | -6.5 |
（6）若实验中所取1-丁醇、NaBr分别为7.4g、13.0g，蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6g 1-溴丁烷，则1-溴丁烷的产率是70%．
（1）写出反应①的化学方程式：2MoS2+7O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2MoO3+4SO2 ．
（2）写出反应②的化学方程式：MoO3+2NH3•H2O=（NH4）2MoO4．
（3）反应①的尾气可以用碳酸钠溶液吸收．已知
| 化学式 | 电离常数 |
| H2SO3 | K1=1.3×10-2，K2=6.2×10-8 |
| H2CO3 | K1=4.3×10-7，K2=5.6×10-11 |
A．HCO3-、HSO3- B HCO3-、SO32-
C．HCO3-、H2SO3 D HSO3-、CO32-
向过量碳酸钠溶液中通人少量二氧化硫，写出反应的离子方程式：2CO32-+SO2+H2O=SO32-+2HCO3-．
（4）如果在实验室模拟操作1和操作2，则需要使用的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒．
（5）工业上制备还原性气体CO和H2的反应原理为CO2+CH4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO+2H2，CH4+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+3H2．含甲烷体积分数为80%的10L（标准状况）天然气与足量二氧化碳和水蒸气的混合物在高温下反应，甲烷转化率为90%，用产生的还原性气体（CO和H2）还原MoO3制钼，理论上能生产钼的质量为41.1g（小数点后保留1位，钼的相对原子质量为96）．
| A． | 锥形瓶用蒸馏水洗涤后，直接盛盐酸溶液 | |
| B． | 中和滴定将要达到滴定终点时，眼睛注视滴定管中液面的位置变化 | |
| C． | 滴定管装碱液前未用标准碱液润洗 | |
| D． | 滴定时，锥形瓶摇动太剧烈，有少量溶液溅出 |