题目内容

9．对氯苯甲酸（分子式为C7H5ClO2）是一种可重点开发的药物中间体．它可用于有机化工原料和农药的生产，同时还可用于非甾族消炎镇痛药物及染料的合成等．某校研究性学习小组同学决定利用下表所示反应及装置在实验室里制备对氯苯甲酸．
反应原理实验装置实验步骤
（1）

（2）
①在规格为250mL的仪器A中加入一定量的催化剂（易溶于有机溶剂）、适量KMnO4、100mL水；
②安装好仪器，在滴液漏斗中加入6.00mL对氯甲苯，在温度为93℃左右时，逐滴滴入对氯甲苯；
③控制温度在93℃左右，反应2h，趁热过滤，将滤渣用热水洗涤，使洗涤液与滤液合并，加入稀硫酸酸化，加热浓缩，冷却；
④再次过滤，将滤渣用冷水进行洗涤，干燥后称得其质量为7.19g
已知：实验室中常用氯甲苯制取对氯苯甲酸；常温条件下的有关数据如下表所示：
相对分子质量熔点/℃沸点/℃密度/g•cm-3颜色水溶性
对氯甲苯126.57.51621.07无色难溶
对氯苯甲酸156.52432751.54白色微溶
对氯苯甲酸钾属于可溶性盐
请根据以上信息，回答下列问题：
（1）仪器B的名称是冷凝管．
（2）实验时，仪器B需充满冷水，则进水口为a（填“a”或“b”）．
（3）量取6.00mL对氯甲苯应选用的仪器是C．
A.10mL量筒B.50mL容量瓶C.25mL酸式滴定管D.25mL碱式滴定管
（4）控制温度为93℃左右，通常采用的方法是水浴加热．
（5）实验过程中第一次过滤后滤渣的主要成分是MnO2（填化学式），使用热水洗涤该滤渣的目的是减小对氯苯甲酸钾的损耗；向滤液中加入稀硫酸酸化，可观察到的实验现象是产生白色沉淀．
（6）第二次过滤所得滤渣要用冷水进行洗涤，其原因是可除去对氯苯甲酸表面的可溶性杂质且尽量减小对氯苯甲酸的损耗．
（7）本实验所得到的对氯苯甲酸的产率是90.5%．

分析 一定量的对氯甲苯和适量KMnO4在93℃反应一段时间后停止反应生成对氯苯甲酸钾和二氧化锰，二氧化锰不溶于水，加入稀硫酸酸化，生成对氯苯甲酸，对氯苯甲酸属于可溶性盐，加热浓缩、冷却结晶、过滤，洗涤滤渣得对氯苯甲酸．
（1）根据仪器的图形判断；
（2）冷凝管应该是逆向通水；
（3）量取6．OOmL对氯甲苯，结合量取体积精度可知应选择滴定管，且对氯甲苯容易腐蚀橡皮管；
（4）控制温度在93℃左右，低于水的沸点，可以采取水浴加热；
（5）二氧化锰不溶于水，过滤可除去；对氯苯甲酸钾与稀硫酸反应生成对氯苯甲酸，对氯苯甲酸微溶于水，是白色沉淀；
（6）除去对氯苯甲酸表面的可溶性杂质并尽量减小对氯苯甲酸的损耗；
（7）根据对氯甲苯质量计算对氯苯甲酸的理论产量，产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%．

解答 解：（1）由仪器的图形可知，B为冷凝管；
故答案为：冷凝管；
（2）冷凝管应该是a进水b出水，使水与冷凝物充分接触，
故答案为：a；
（3）量取6．OOmL对氯甲苯，结合量取体积精度可知应选择滴定管，对氯甲苯是一种优良的有机溶剂，对碱式滴定管上橡胶制品有明显的溶解腐蚀作用，则选25mL酸式滴定管，
故答案为：C；
（4）控制温度在93℃左右，低于水的沸点，可以采取水浴加热，
故答案为：水浴加热；
（5）对氯甲苯和适量KMnO4反应生成对氯苯甲酸钾和二氧化锰，二氧化锰不溶于水，步骤③过滤得到滤渣MnO2；将滤渣用热水洗涤，可减小对氯苯甲酸钾的损耗；滤液中加入稀硫酸酸化，对氯苯甲酸钾与稀硫酸反应生成对氯苯甲酸，对氯苯甲酸微溶于水，是白色沉淀，可观察到的实验现象是产生白色沉淀；
故答案为：MnO2；减小对氯苯甲酸钾的损耗；产生白色沉淀；
（6）对氯苯甲酸微溶于水，热水洗涤可能增大对氯苯甲酸的溶解度使其损耗，用冷水进行洗涤既可除去对氯苯甲酸表面的可溶性杂质还能减小对氯苯甲酸的损耗；
故答案为：可除去对氯苯甲酸表面的可溶性杂质且尽量减小对氯苯甲酸的损耗；
（7）对氯甲苯的质量为：6ml×1.07g•cm-3=6.42g，由～，可知对氯苯甲酸的理论产量为$\frac{6.42g}{126.5g/mol}$×156.5g，
则对氯苯甲酸的产率为：[7.19g÷（$\frac{6.42g}{126.5g/mol}$×156.5g）]×100%≈90.5%．

点评 本题考查有机物的制备实验，为高考常见的题型，注意把握合成流程中的反应条件、已知信息等推断各物质，熟悉有机物的结构与性质即可解答，题目难度中等．

练习册系列答案
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19．铈、铬、锡虽不是中学阶段常见的金属元素，但在工业生产中有着重要作用．
（1）二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土氧化物，在平板电视显示屏中有着重要应用．CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+，CeO2在该反应中作氧化剂．
（2）自然界铬（Cr）主要以+3价和+6价存在．+6价的Cr能引起细胞的突变，可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬．完成并配平下列离子方程式：
1Cr2O72-+3SO32-+8H+□═2Cr3++3SO42-+4H2O
（3）实验室配制SnCl2溶液时往往因为生成Sn（OH）Cl而变浑浊，该过程的化学反应方程式为SnCl2+H20?Sn（OH）Cl+HCl．氯气与金属锡在加热时可制得SnCl4，SnCl4的熔点为-33℃，沸点为114℃，SnCl4极易水解，在潮湿的空气中有发烟现象．实验室可以通过如图所示装置制备SnCl4（夹持装置略）．

①装置Ⅰ中发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O．
②装置Ⅱ中的最佳试剂为饱和氯化钠溶液，装置Ⅶ的作用为防止空气中水蒸气进入Ⅵ中，SnCl4水解．
③Ⅳ中加热的作用之一是促进氯气与锡粉反应，加热的另一作用为加热促进SnCl4气化，便于分离．
④为测定实验中所用锡粉的纯度（杂质不参与下列反应）：取质量为m g的锡粉溶于足量稀硫酸中，向生成的SnSO4溶液中加入过量的Fe2（SO4）3溶液，用物质的量浓度为c mol•L-1的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+，共用去K2Cr2O7溶液的体积为V L，则锡粉中Sn的质量分数为$\frac{3cVM}{M}$（已知Fe3+可将Sn2+氧化为Sn4+，酸性环境下Cr2O72-可被还原为Cr3+）．
20．卤块的主要成分是MgCl2，此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子．若以它为原料按如图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁．

若要求产品尽量不含杂质，而且生产成本较低，根据以下资料，填写空白：
已知：（1）25℃，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，Ksp[Fe（OH）2]=8.0×10-16，
Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11，Ksp[Mn（OH）2]=4.0×10-14，
（2）Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，常将它氧化为Fe3+，生成Fe（OH）3沉淀除去
（3）原料价格表
物质价格/元•吨-1
漂液（含25.2%NaClO）450
双氧水（含30%H2O2）2400
烧碱（含98%NaOH）2100
纯碱（含99.5%Na2CO3）600
（1）请设计实验证明卤块中含有Fe3+取样，加水溶解，往所得溶液中滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红，则说明卤块中含铁离子
（2）在步骤②中加入的试剂X，最佳的选择是漂液（NaClO）
（3）在步骤③中加入的试剂Y应是烧碱（NaOH），步骤⑤中发生的反应是MgCO3+H2O$\frac{\underline{\;煮沸\;}}{\;}$Mg（OH）2+CO2↑
（4）步骤⑥如在实验室进行，应选用在坩埚（填仪器名称）中灼烧．
（5）25℃，往卤块对应的水溶液中，加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得pH=4.00，则此温度下残留在溶液中的c（Fe3+）=4×10-8mol/L．
17．生活中常用到一些化学知识，下列说法中不正确的是（　　）
A．次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌
B．红葡萄酒营养丰富（含葡萄糖、维生素C等），常添加微量的二氧化硫，利用二氧化硫还原性，防止红葡萄酒中某营养成分被氧化
C．某雨水放置一段时间后pH由4.68变为4.28，因为水中亚硫酸被空气中氧气氧化成硫酸
D．医疗上可用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药，是因为硫酸钡不溶于水
4．A、B、C、D、E、F、G七种前四周期元素且原子序数依次增大，A的最高正价和最低负价的绝对值相等，B的基态原子有3个不同的能级且各能级中电子数相等，D的基态原子与B的基态原子的未成对电子数目相同，E的基态原子s能级的电子总数与p能级的电子数相等，F的基态原子的3d轨道电子数是4s电子数的4倍，G2+的3d轨道有9个电子，请回答下列问题：
（1）F的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2．
（2）B、C、D的原子的第一电离能由小到大的顺序为N＞O＞C（用元素符号回答）
（3）下列关于B2A2分子和A2D2分子的说法正确的是b．
a．分子中都含有σ键和π键
b．B2A2分子的沸点明显低于A2D2分子
c．都是含极性键和非极性键的非极性分子
d．互为等电子体，分子的空间构型都为直线形
e．中心原子都是sp杂化
（4）由B、E、F三种元素形成的一种具有超导性的晶体，晶胞如图所示．B位于E和F原子紧密堆积所形成的空隙当中．与一个F原子距离最近的F原子的数目为8，该晶体的化学式为MgNi3C．
（5）向GSO4（aq）中逐滴加入过量氨水，会发生先产生蓝色沉淀后沉淀消失，写出沉淀消失的离子反应方程式：Cu（OH）2+4NH3•H2O=[Cu（NH3）4]2++2OH-+4H2O．
（6）某电池放电时的总反应为：Fe+F2O3+3H2O═Fe（OH）2+2F（OH）2（注：F2O3和F（OH）2为上面F元素对应的化合物），写出该电池放电时正极反应式Ni2O3+3H2O+2e-=2Ni（OH）2+2OH-．
14．甲烷分子中的4个氢原子全部被苯基取代，所得物质的分子结构如图所示，对该物质的描述不正确的是（　　）
A．其分子式为C25H20
B．分子内的所有碳原子不可能共平面
C．该物质光照下可和氯气发生反应
D．该物质在Fe粉催化下可和液溴发生反应
1．已知同一碳原子连有两个羟基不稳定：．有机物是选择性内吸传导性除草剂，俗称稗草烯，主要用于水稻田防除稗草．下列有关该有机物的说法错误的是（　　）
A．能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．可用与Cl2在光照条件下通过取代反应获得较纯的该物质
C．在碱性条件下充分水解，可生成羧酸钠
D．在一定条件下可发生聚合反应
18．如图是一个电化学过程示意图．
假设使用肼（分子式为N2H4）-空气燃料电池作为本过程的电源，铜片质量减少128g，因为Cu-2e=Cu2+，根据得失电子守恒，则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气112L（假设空气中氧气的体积含量为20%）．
1．高纯六水氯化锶晶体（SrCl2•6H2O）具有很高的经济价值，工业上用w kg难溶于水的碳酸锶（SrCO3）为原料（含少量钡和铁的化合物等），共制备高纯六水氯化锶晶体（a kg）的过程为：

已知：Ⅰ．SrCl2•6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水．
Ⅱ．有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH表：
氢氧化物Fe（OH）3Fe（OH）2
开始沉淀的pH1.56.5
沉淀完全的pH3.79.7
（1）操作①加快反应速率的措施有加热、充分搅拌、适当增加盐酸浓度等 （写一种）．操作①中盐酸能否改用硫酸，其理由是：不能，否则会大量生成硫酸锶的沉淀，减少产物生物
（2）酸性条件下，加入30% H2O2溶液，将Fe2+氧化成Fe3+，其离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
（3）在步骤②-③的过程中，将溶液的pH值由1调节至4时，宜用的试剂为B．
A．氨水      B．氢氧化锶粉末     C． 氢氧化钠     D．碳酸钠晶体
（4）操作③中所得滤渣的主要成分是Fe（OH）3、BaSO4 （填化学式）．
（5）工业上完成操作③常用的设备有：B
A分馏塔    B 离心机    C  热交换器    D  反应釜
（6）工业上用热风吹干六水氯化锶，适宜的温度是B
A．40～50℃B．50～60℃C．60～70℃D．80℃以上．
（7）已知工业流程中锶的利用率为90%根据以上数据计算工业碳酸锶的纯度：$\frac{1480a}{267W×9}$×100%．

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