题目内容
【题目】实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲酸的反应如下:
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已知:(1)间溴苯甲醛温度过高时易被氧化
(2)溴、苯甲醛、1,2-二氯乙烷、间溴苯甲醛的沸点及相对分子质量见下表
物质 | 溴 | 苯甲醛 | 1,2-二氯乙烷 | 间溴苯甲醛 |
沸点/℃ | 58.8 | 179 | 83.5 | 229 |
相对分子质量 | 160 | 106 | 185 |
步骤1:将一定配比的无水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛充分混合后装入三颈烧瓶(如下图所示)缓慢滴加经浓硫酸干燥过的足量液溴,控温反应一段时间,冷却。
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步骤2:将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中,搅拌、静置、分液、有机层用10%NaHCO3溶液洗涤。
步骤3:经洗涤的有机层加入适量无水MgSO4固体,放置一段时间后过滤出MgSO4·nH2O晶体
步骤4:减压蒸馏有机层,收集相应馏分。
(1)实验装置中冷凝管的主要作用是____________,锥形瓶中应为__________(填化学式)溶液
(2)步骤1反应过程出,为提高原料利用率,适宜的温度范围内(填序号)____________
A.>299℃ B.58.8℃~179℃ C.<58.8℃
(3)步骤2中用10%NaHCO3溶液洗涤,是为了除去溶于有机层的____________(填化学式)
(4)步骤3中加入无水MgSO4固体的作用是___________________。
(5)步骤4中采用减压蒸馏,是为了防止_______________________________________。
(6)若实验中加入5.3g苯甲醛,得到3.7g间溴苯甲醛,则间溴苯甲醛产率为______________。
【答案】冷凝回流 NaOH C Br2和HCl 除去有机层中的水 间溴苯甲醛因温度过高被氧化 40%
【解析】
苯甲醛与溴在氯化铝催化作用下反应生成间溴苯甲醛,通式生成HBr,经冷凝回流可到间溴苯甲醛,生成的HBr用氢氧化钠溶液吸收,防止污染空气,有机相中含有Br2,加入的HCl,两者均可用碳酸氢钠除去,有机相加入无水MgSO4固体,可起到吸收水的作用,减压蒸馏,可降低沸点,避免温度过高,导致间溴苯甲醛被氧化,以此解答该题。
(1)因溴易挥发,为使溴充分反应,应进行冷凝回流,以增大产率,反应发生取代反应,生成间溴苯甲醛的同时生成HBr,用氢氧化钠溶液吸收,防止污染空气,
故答案为:导气、冷凝回流;NaOH;
(2)根据表中数据,苯与溴的沸点,选择控制温度,需确保反应温度应在两者的沸点之下,所以A、B项错误,C项正确;
故答案为:C。
(3)将反应混合物含有溴,缓慢加入一定量的稀盐酸中,加入碳酸氢钠,可与Br2、HCl反应,
故答案为:Br2、HCl;
(4)经洗涤的有机相含有水,加入适量无水MgSO4固体,可起到除去有机相的水的作用,
故答案为:除去有机相的水;
(5)减压蒸馏,可降低沸点,避免间溴苯甲醛因温度过高而被氧化,
故答案为:间溴苯甲醛因温度过高被氧化;
(6)苯甲醛完全反应生成间溴苯甲醛的理论产量为
,故间溴苯甲醛的产率为
,
故答案为:40.0%。