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12.苯的同系物是人类最早认识的芳香族化合物,其中对二甲苯(英文名称p-xylene,缩写为PX)是化学工业的重要原料.
已知:
(1)写出PX的结构简式.
(2)PX可能发生的反应有加成反应、取代反应.(填反应类型,只填两种.)
(3)有机物M存在如图所示的转化关系,其中A 是PX的一种同分异构体.

已知:M的分子式为C16H22O4,D能发生银镜反应.
①B的苯环上存在3种不同化学环境的氢原子,则B 的结构简式是.
②D分子中所含的官能团是-CHO(填化学式).
③M的结构简式是.
(4)F是B的一种同分异构体,具有如下特征:
a.是苯的对位二取代物;   b.遇FeCl3溶液显示紫色;   c.能与碳酸氢钠溶液反应.
写出F与NaHCO3溶液反应的化学方程式.

分析 (1)PX是对二甲苯,分子两个甲基处于苯环的对位位置,故PX为;
(2)PX含有苯环,可以与氢气发生加成反应,也可以发生取代反应,可以燃烧,属于氧化反应;
(3)有机物A是PX的一种同分异构体,它们都属于分子式为C8H10的芳香烃,A被酸性高锰酸钾氧化生成B,根据B的分子式知,B中含有两个羧基,则A是二甲苯,B是苯二甲酸;由①中B的苯环上存在3种不同化学环境的氢原子,则B的结构简式是,A为.M发生水解反应生成B和C,根据M和B的分子式知,C是一元醇,C发生消去反应生成E,E与氢气发生加成反应生成异丁烷,则E为CH2=C(CH3)2,C被氧化生成D,D能发生银镜反应,说明C中羟基连接的碳原子上含有2个H原子,故C为(CH3)2CHCH2OH,D为(CH3)2CHCHO,由M分子式及B、C分子式可知,B和C以1:2发生酯化反应得到M,则M为;
(4)F是B() 的一种同分异构体,具有如下特征:a.是苯的对位二取代物;b.遇FeCl3溶液显示紫色,含有酚羟基;c.能与碳酸氢钠溶液反应,含有羧基,故F为.

解答 解:(1)PX是对二甲苯,分子两个甲基处于苯环的对位位置,故PX的结构简式为:,故答案为:;
(2)PX含有苯环,可以与氢气发生加成反应,也可以发生取代反应,可以燃烧,属于氧化反应,
故答案为:加成反应;取代反应等;
(3)有机物A是PX的一种同分异构体,它们都属于分子式为C8H10的芳香烃,A被酸性高锰酸钾氧化生成B,根据B的分子式知,B中含有两个羧基,则A是二甲苯,B是苯二甲酸;由①中B的苯环上存在3种不同化学环境的氢原子,则B的结构简式是,A为.M发生水解反应生成B和C,根据M和B的分子式知,C是一元醇,C发生消去反应生成E,E与氢气发生加成反应生成异丁烷,则E为CH2=C(CH3)2,C被氧化生成D,D能发生银镜反应,说明C中羟基连接的碳原子上含有2个H原子,故C为(CH3)2CHCH2OH,D为(CH3)2CHCHO,由M分子式及B、C分子式可知,B和C以1:2发生酯化反应得到M,则M为,
①由上述分析可知,B 的结构简式是,故答案为:;
②D为(CH3)2CHCHO,分子中所含的官能团是:-CHO,故答案为:-CHO;
③由上述分析可知,M的结构简式是 ,故答案为:;
(4)F是B() 的一种同分异构体,具有如下特征:a.是苯的对位二取代物;b.遇FeCl3溶液显示紫色,含有酚羟基;c.能与碳酸氢钠溶液反应,含有羧基,故F为,与NaHCO3溶液反应的化学方程式为:,
故答案为:.

点评 本题考查有机物推断、官能团、有机物结构与性质、同分异构体等,注意根据A、B结构特点与发生的反应推断二者结构,再根据C发生的系列反应及有机物性质推断,需要学生熟练掌握官能团的性质与转化,侧重考查学生分析问题、推理能力,题目难度中等.

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20.(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O(M=392g•mol-1)又称莫尔盐,简称FAS,其俗名来源于德国化学家莫尔(Karl Friedrich Mohr).它是浅蓝绿色结晶或粉末,对光敏感,在空气中会逐渐风化及氧化,可溶于水,几乎不溶于乙醇.某实验小组利用工业废铁屑制取莫尔盐,并测定其纯度.
Ⅰ.莫尔盐的制取

回答下列问题:
(1)步骤②必须在剩余少量铁屑时进行过滤,其原因是Fe+2Fe3+=3Fe2+.(用离子方程式表示)
(2)制取的莫尔盐最后要用b洗涤(填字母编号),其目的是:除去晶体表面水分,加速晶体的干燥,防止其氧化变质.
a.蒸馏水             b.乙醇                 c.滤液
(3)从图中选取必须用的仪器连接成实验室制取(NH4)2SO4溶液的装置,连接的顺序(用接口字母表示)是a、d、e、f.

Ⅱ.FAS纯度测定
为测定FAS纯度,取m g样品配制成500mL溶液,根据物质组成,甲、乙两位同学设计了如下两个实验方案.
(1)甲方案:取20.00mLFAS溶液,用0.1000mol•L-1的酸性K2Cr2O7溶液进行滴定.
i)写出此反应的离子方程式:6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O.
ii) 滴定时必须选用的仪器是①④⑤⑥.

(2)乙方案:取20.00mLFAS溶液进行如下实验.[待测液]$\stackrel{足量的BaCl_{2}溶液}{→}$ $\stackrel{过滤}{→}$ $\stackrel{洗涤}{→}$ $\stackrel{干燥}{→}$ $\stackrel{称量}{→}$[wg固体]
列出计算FAS晶体纯度的代数式$\frac{392×25W}{2×233m}$×100%(不用计算出结果).
(3)已知实验操作都正确,却发现甲方案的测定结果总是小于乙方案,其可能的原因是Fe2+被空气部分氧化,设计简单的化学实验验证上述推测取少量FAS溶液,加入少量KSCN溶液,若溶液变为红色,说明Fe2+已被空气部分氧化.

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