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【题目】已知偶氮化合物茜草黄()是常用植物染色剂和消炎类药物,其一种合成路线如图:

(1)茜草黄中含氧官能团的名称为___,E的分子式为___。

(2)已知A的系统名称为苯胺,则D的名称为___,①的反应类型为___;写出反应②的化学方程式:___。

(3)1molC与NaOH溶液混合,最多消耗___molNaOH;已知一NH2和一OH对苯环有相似的影响作用,请写出A遇浓溴水发生的化学反应方程式为___。

(4)写出符合下列条件的F的所有同分异构体:___,其中核磁共振氢谱吸收峰最少的有___种。

①芳香族类化合物;②在酸或碱性环境下均可水解;③可以和甲醛发生缩聚反应

(5)参照上述合成路线,设计一条以对甲基苯胺和苯酚及必要试剂合成偶氮化合物的路线:___。

【答案】硝基、羧基和(酚)羟基 C6H4N3O2Cl 对硝基苯胺(4一硝基苯胺) 取代反应 +HNO3+H2O 1 +3Br2→↓+3HBr 、、 4

【解析】

(1)茜草黄中含氧官能团有-NO2、-COOH、-OH,名称为硝基、羧基和(酚)羟基;根据E的结构,可知分子式为C6H4N3O2Cl。

(2)已知A的系统名称为苯胺,D在A的-NH2的对位上连有-NO2,所以名称为对硝基苯胺(4一硝基苯胺);①反应将-NH2上的一个氢取代为-COCH3,反应类型为取代反应;反应②是对位上的苯环氢被-NO2取代,根据原子个数守恒还生成水,化学方程式为:+HNO3+H2O。

(3)C中能与NaOH溶液的只有-NHCO-,发生水解反应,所以最多消耗1mol NaOH;已知一NH2和一OH对苯环有相似的影响作用,所以一NH2的邻位和对位苯环氢能与溴发生取代反应,发生反应的化学反应方程式为+3Br2→↓+3HBr。

(4)在酸或碱性环境下均可水解是酯基,可以和甲醛发生缩聚反应说明含酚羟基,且为芳香族类化合物,则F的所有同分异构体有:、、,其中核磁共振氢谱吸收峰:有6种、有6种、有4种,所以最少的是4种。

(5)根据D→E,可知对甲基苯胺先生成,再与苯酚合成偶氮化合物,路线为: 。

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步骤1:在如图所示装置的烧瓶中加入一定量Na2SO3和水,搅拌溶解,缓慢通入SO2,至溶液pH约为4,制得NaHSO3溶液。

步骤2:将装置A中导气管换成橡皮塞。向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液,在80~90℃下,反应约3h,冷却至室温,抽滤。

步骤3:将滤液真空蒸发浓缩,冷却结晶。

(1)装置B的烧杯中应加入的溶液是___。

(2)步骤2中加入锌粉时有NaHSO2和Zn(OH)2生成。

①写出加入锌粉时发生反应的化学方程式:___。

②生成的Zn(OH)2会覆盖在锌粉表面阻止反应进行,防止该现象发生的措施是___。

(3)冷凝管中回流的主要物质除H2O外,还有___(填化学式)。

(4)步骤3中次硫酸氢钠甲醛不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是___。

(5)步骤2抽滤所得滤渣的成分为Zn和Zn(OH)2,利用滤渣制备ZnO的实验步骤为:将滤渣置于烧杯中,___,900℃煅烧。(已知:Zn与铝类似,能与NaOH溶液反应;Zn2+开始沉淀的pH为5.9,沉淀完全的pH为8.9,pH>11时,Zn(OH)2能生成ZnO22-。实验中须使用的试剂有1.0molL-1NaOH溶液、1.0molL-1HCl溶液、水)

(6)产物组成测定实验:

准确称取1.5400g样品,溶于水配成l00mL溶液;取25.00mL样品溶液经AHMT分光光度法测得溶液吸光度A=0.4000(如图);另取25.00mL样品溶液,加入过量碘水后,加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重得到BaSO4固体0.5825g。

①样品溶液HCHO浓度为___molL-1。

②通过计算确定aNaHSO2·bHCHOcH2O的化学式为___。

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