题目内容
(8分)苯甲酸及其钠盐可用作乳胶、牙膏、果酱或其它食品的抑菌剂,也可广泛应用于制药和化工行业,某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸,制备流程为:
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操作步骤如下:① 将一定量的甲苯和碱性KMnO4溶液加热至沸腾,并冷凝回流至混合液不再分层。② 反应停止后,将反应混合液过滤,滤渣为黑色固体;得到的滤液如果呈紫色,可加入少量的饱和亚硫酸钠溶液使紫色褪去,重新过滤。③ 将②中所得滤液经一系列操作得到苯甲酸晶体。
已知:苯甲酸相对分子质量122,熔点122.4℃,在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g;
(1)该实验合成苯甲酸钾可能用到的下列仪器有__________。
A.圆底烧瓶 B.蒸馏烧瓶 C.冷凝管 D.温度计
(2)第①步中被回流的主要物质是____________________。
(3)写出滴加饱和亚硫酸钠溶液时的离子方程式______________________________。
(4)步骤③得到苯甲酸晶体应进行操作是________(按操作顺序填正确答案序号)。
A.酸化 B.过滤 C.蒸发浓缩 D.冷却结晶
(8分)(1)A、C(2分);(2)甲苯(2分)
(3)2 MnO4- + H2O + 3SO32- =2 MnO2↓+2 OH- + 3SO42-(2分):(4)A、 C、D 、B(2分)。
【解析】
试题分析:(1)液体混合物加热制取物质应该使用的仪器是圆底烧瓶;将产生的蒸气冷凝的装置是冷凝器,因此该实验合成苯甲酸钾可能用到的仪器是A、C;(2)在常温下甲苯是液体,苯甲酸是固体,所以第①步中被回流的主要物质是甲苯;(3)KMnO4溶液有氧化性,而亚硫酸钠溶液有还原性,二者会发生氧化还原反应,根据电子守恒、原子守恒和电荷守恒可得:离子方程式是2 MnO4- + H2O + 3SO32-=2 MnO2↓+2 OH- + 3SO42-,错误;(4)在步骤③中得到的是苯甲酸钠,首先酸化得到苯甲酸,由于该物质的溶解度随温度的升高而增大,所以再将溶液蒸发浓缩得到高温下饱和苯甲酸,然后冷却结晶就得到苯甲酸晶体,过滤得到苯甲酸晶体。故应进行操作是A、 C、D 、B。
考点:考查仪器的选择、物质的分离步骤、制取方法的两种方程式的书写的知识。
(14分)工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下:
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请回答下列问题:
(1)步骤①所得废渣的成分是 (写化学式),操作I的名称 。
(2)步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂):
R2(SO4)n (水层)+ 2nHA(有机层)
2RAn(有机层) + nH2SO4 (水层)
②中萃取时必须加入适量碱,其原因是 。
③中X试剂为 。
(3)⑤的离子方程式为 。
(4)25℃时,取样进行试验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表:
pH | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 | 2.1 |
钒沉淀率% | 88.1 | 94.8 | 96.5 | 98.0 | 98.8 | 98.8 | 96.4 | 93.1 | 89.3 |
结合上表,在实际生产中,⑤中加入氨水,调节溶液的最佳pH为 ;
若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀,则溶液中c(Fe3+)< 。
(已知:25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)
(5)该工艺流程中,可以循环利用的物质有 和 。
下列各项中“操作或现象”能达到预期“实验目的”的是
选项 | 目 的 | 操作或现象 |
A | 制备无水FeCl3 | 将FeCl3溶液加热蒸干 |
B | 除去KNO3中少量NaCl | 将混合物制成热的饱和溶液,冷却结晶,过滤 |
C | 证明非金属性Cl>C>Si | 向碳酸钠溶液中加盐酸产生气体,将气体先通过饱和NaHCO3溶液,再通入硅酸钠溶液时产生白色沉淀 |
D | 测定NaCl中混有Na2CO3的量 | 取一定量样品加入足量稀硫酸,将产生的气体直接用足量碱石灰吸收,测得其增重,便可求得原样品中Na2CO3的量 |