题目内容

12.2-苯基-2-丁醇不稳定,200℃以上会分解,是重要的有机合成中间体,以溴苯为原料合成该中间体的反应原理如图1:

【实验装置】如图2
【实验步骤】
步骤1:将镁条置于装置Ⅰ的三颈烧瓶中,加入100mL乙醚(ρ=0.71g•cm-3),在冷却条件下缓缓滴入溴苯,微热并加入一小块碘引发反应①.
步骤2:滴加14.2mL丁酮和30mL乙醚混合物,发生反应②;滴加入20%的NH4Cl水溶液,发生反应③.
步骤3:分出油层,用水洗涤至中性,用无水CaCl2干燥.
步骤4:用装置Ⅱ先蒸出乙醚,再蒸馏出产品.
(1)步骤1中加入碘的作用是做催化剂.
(2)装置Ⅰ中滴加液体所用的仪器的名称是恒压漏斗,反应②需将三颈烧瓶置于冰水中,且逐滴加入丁酮和乙醚,其目的是该反应放热,防止反应过于剧烈.
(3)步骤三中分离出油层的具体实验操作是将混合液置于分液漏斗中,先放出下层液体于烧杯中,再将上层液体从上口倒入另一烧杯中.
(4)装置Ⅱ采用的是减压蒸馏,实验时需将吸滤瓶需连接抽气泵;采用这种蒸馏方式的原因是降低2-苯基-2-丁醇的沸点,防止温度过高发生分解.

分析 根据题中各物质的转化关系可知,本实验是将溴苯先与镁反应生成与丁酮反应生成再与酸反应生成
(1)反应①是用溴苯与镁条反应,用碘作催化剂;
(2)装置Ⅰ中滴加液体用恒压漏斗,便于液体流下,反应②是放热反应,为防止反应过于剧烈,需将三颈烧瓶置于冰水中,且逐滴加入丁酮和乙醚;
(3)根据分液的基本步骤答题;
(4)减压蒸馏主要是防止温度过高物质发生分解,根据压蒸馏的操作要求答题.

解答 解:根据题中各物质的转化关系可知,本实验是将溴苯先与镁反应生成与丁酮反应生成再与酸反应生成
(1)反应①是用溴苯与镁条反应,用碘作催化剂,故答案为:作催化剂;
(2)装置Ⅰ中滴加液体用恒压漏斗,便于液体流下,反应②是放热反应,为防止反应过于剧烈,需将三颈烧瓶置于冰水中,且逐滴加入丁酮和乙醚,
故答案为:恒压漏斗;该反应放热,防止反应过于剧烈;
(3)步骤三中分离出油层,用分液操作即可,具体实验操作为:将混合液置于分液漏斗中,先放出下层液体于烧杯中,再将上层液体从上口倒入另一烧杯中,
故答案为:将混合液置于分液漏斗中,先放出下层液体于烧杯中,再将上层液体从上口倒入另一烧杯中;
(4)减压蒸馏时需将吸滤瓶与抽气泵相连,减压蒸馏主要是降低2-苯基-2-丁醇的沸点,防止温度过高发生分解,
故答案为:抽气泵;降低2-苯基-2-丁醇的沸点,防止温度过高发生分解.

点评 本题主要考查了有机物的制备实验方案设计,答题时注意根据实验原理进行分析,所以理解实验原理是解题的关键,题目难度中等,试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力.

练习册系列答案
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7.O3氧化海水中I-是大气中碘的主要来源.将O3通入稀硫酸酸化的NaI溶液中进行模拟研究,发生反应如下:
反应Ⅰ:O3+2I-+2H+=I2+O2+H2O
(1)用双线桥标示反应Ⅰ的电子转移情况
(2)I2可以继续与I-发生反应Ⅱ:I2(aq)+I-(aq)?I3-(aq)△H,为探究外在条件对I3-生成速率的影响,做了如下三组实验,完成表中的内容(表中不要留空格):
实验编号实验目的反应物温度反应前溶液的pH
A对照组O3+NaI+H2SO425℃5.2
B研究FeCl2对I3-生成速率的影响O3+NaI+H2SO4+FeCl225℃5.2
C研究温度对I3-生成速率的影响O3+NaI+H2SO45℃5.2
(3)用离子色谱仪测定I3-浓度随时间变化如图所示:
①反应Ⅱ的△H<0(填“>”“<”或“=”)
②实验B 10s内,I3-的生成速率为8.8×10-4mol/(L.s).
③实验B 18s后,I3-生成速率降低的主要原因是I-浓度降低.
(4)为进一步探究FeCl2对I3-生成速率的影响,提出合理假设,
假设一:Fe2+对反应起催化作用;
假设二:Cl-对反应起催化作用.
(5)请你设计实验验证上述假设一,写出实验步骤及结论.
实验步骤及结论:取一定量NaI溶液,加入稀硫酸调节pH=5.2,将溶液均分为两份A和B,向A、B试管中分解加入等物质的量的FeSO4、Na2SO4固体少许,之后同时向两支试管中通入O3,用离子色谱仪测定10s后I3-浓度,若cA(I3-)>cB(I3-),说明假设一成立,若cA(I3-)=cB(I3-),则假设一不成立.
17.工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O,实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程.烧瓶C中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)═Na2SO3(aq)+H2S(aq) (Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)═3S(s)+2H2O(l) (Ⅱ)
S(s)+Na2SO3(aq)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3(aq) (Ⅲ)
(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若液柱高度保持不变,则整个装置气密性良好.装置D的作用是防止倒吸.装置E中为NaOH溶液.
(2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2:1.
(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择c.
a.蒸馏水        b.饱和Na2SO3溶液
c.饱和NaHSO3溶液      d.饱和NaHCO3溶液
实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是控制滴加硫酸的速度.已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是溶液变澄清.反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A,实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有ad.a.烧杯  b.蒸发皿  c.试管  d.锥形瓶
(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3•5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质.利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作、现象和结论:取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层溶液(或过滤,取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质.
已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解:S2O32-+2H+═S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液.

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