(17分)(2012?广东)苯甲酸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,反应原理:![]()
实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯.![]()
已知:苯甲酸分子量122,熔点122.4℃,在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g;纯净固体有机物都有固定熔点.
(1)操作Ⅰ为 ,操作Ⅱ为 .
(2)无色液体A是 ,定性检验A的试剂是 ,现象是
(3)测定白色固体B的熔点,发现其在115℃开始熔化,达到130℃时仍有少量不熔,该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物,设计了如下方案进行提纯和检验,实验结果表明推测正确.请在答题卡上完成表中内容.
| 序号 | 实验方案 | 实验现象 | 结论 |
| ① | 将白色固体B加入水中,加热溶解, _________ _________ | 得到白色晶体和无色溶液 | |
| ② | 取少量滤液于试管中, _________ | 生成白色沉淀 | 滤液含Cl﹣ |
| ③ | 干燥白色晶体, _________ | _________ | 白色晶体是苯甲酸 |
14 分苯甲酸乙酯(C9H10O2)别名为安息香酸乙酯。 它是一种无色透明液体,不溶于水,稍有水果气味,用于配制香水香精和人造精油,大量用于食品工业中,也可用作有机合成中间体,溶剂等。其制备方法为: ![]()
已知:
| 名称 | 相对分子质量 | 颜色,状态 | 沸点(℃) | 密度(g·cm-3) |
| 苯甲酸* | 122 | 无色片状晶体 | 249 | 1.2659 |
| 苯甲酸乙酯 | 150 | 无色澄清液体 | 212.6 | 1.05 |
| 乙醇 | 46 | 无色澄清液体 | 78.3 | 0.7893 |
| 环己烷 | 84 | 无色澄清液体 | 80.8 | 0.7318 |
实验步骤如下:
①在圆底烧瓶中加入4.0g苯甲酸,10 mL 95%的乙醇(过量),8mL 环己烷以及3 mL 浓硫酸,混合均匀并加入沸石,按右图所示装好仪器,控制温度在65~70℃加热回流2 h。利用分水器不断分离除去反应生成的水,回流环己烷和乙醇。
②反应一段时间,打开旋塞放出分水器中液体后,关闭旋塞,继续加热,至分水器中收集到的液体不再明显增加,停止加热。
③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入Na2CO3至溶液至呈中性。用分液漏斗分出有机层,水层用25 mL乙醚萃取分液,然后合并至有机层,加入氯化钙,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,低温蒸出乙醚和环己烷后,继续升温,接收210~213℃的馏分。
④检验合格,测得产品体积为2.3mL。
回答下列问题:
(1)在该实验中,圆底烧瓶的容积最适合的是 (填入正确选项前的字母)。
A.25 mL B.50 mL C.100 mL D.250 mL
(2)步骤①加入沸石的作用是 。如果加热一段时间后发现忘记加沸石,应该采取的正确操作是:
(3)步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是
(4)步骤③加入Na2CO3加入不足,在之后蒸馏时蒸馏烧瓶中可见到白烟生成,产生该现象的原因 ;
(5)有机物的分离操作中,经常需要使用分液漏斗等仪器。使用分液漏斗前必须
(6)计算本实验的产率为 。
(16分)氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,受热易分解。某小组模拟制备氨基甲酸铵,反应如下(且温度对反应的影响比较灵敏):2NH3(g)+CO2(g)
NH2COONH4(s) ΔH<0
(1)如用下图I装置制取氨气,可选择的试剂是 。
(2)制备氨基甲酸铵的装置如下图Ⅱ所示,把NH3和CO2通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl4中。 当悬浮物较多时,停止制备。![]()
注:CCl4与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因是_________________________________________,液体石蜡鼓泡瓶的作用是 。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是 (填写操作名称)。为了得到干燥产品,应采取的方法是________(填写选项序号)。
a.常压加热烘干 b.高压加热烘干 c.减压40℃以下烘干
(3)制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种。
①设计方案,进行成分探究,请填写表中空格。
限选试剂:蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、稀盐酸。
| 实验步骤 | 预期现象和结论 |
| 步骤1:取少量固体样品于试管中,加入蒸馏水至固体溶解。 | 得到无色溶液 |
| 步骤2:向试管中加入过量的BaCl2溶液,静置 | 若溶液不变浑浊,证明固体中不含碳酸铵。 |
| 步骤3:向试管中继续加入 。 | ,证明固体中含有碳酸氢铵。 |
(14分)某学生为测定某烧碱样品中NaOH的质量分数,进行如下实验(已知该样品中含有少量Na2CO3杂质)
a.在250mL的容量瓶中定容,配制成250mL烧碱溶液。
b.用碱式滴定管量取25.00mL烧碱溶液于锥形瓶中,加入足量BaCl2溶液使Na2CO3完全转变成BaCO3后滴入几滴酚酞指示剂;
c.在天平上准确称取烧碱样品10.5g,在烧杯中用蒸馏水溶解;
d.将物质的量浓度为1.000mol/L的标准硫酸溶液装入酸式滴定管中,调节液面,记下开始时的读数然后开始滴定。
e.在锥形瓶下垫一张白纸,滴定至溶液恰好变为无色为止,记下读数。试填空:
(1)正确操作步骤的顺序是(用字母填空)_____→_____→_____→_____→_______.
(2)酸式(碱式)滴定管在使用前需进行的第一步操作是____________,中学化学实验常用仪器中使用前和滴定管使用有相同操作的不同类玻璃仪器还有 、_______。
(3)重复上述滴定操作,记录数据如下:
| 实验编号 | 标准溶液(H2SO4)(aq) 浓度(mol/L) | 滴定完成时耗酸 体积V(mL) | 待测溶液(NaOH)(aq) 体积V(mL) |
| 1 | 1.000 | 11.00 | 25.00 |
| 2 | 1.000 | 12.04 | 25.00 |
| 3 | 1.000 | 12.18 | 25.00 |
②上述实验中,下列操作(其它操作正确)会造成结果偏低的有__________________。
A.a步操作中未将溶液冷却至室温就转移到容量瓶中定容。
B.c步操作中,称量药品时,砝码放在左盘,NaOH放在右盘。
C.滴定终点读数时俯视读数。
D.酸式滴定管使用前,未用标准H2SO4溶液润洗。
E.锥形瓶水洗后未干燥就直接盛待测溶液。
③有同学提出将原实验方案中的酚酞指示剂改为甲基橙指示剂,你认为是否可行?________(填“可行”或“不可行”)。如果改用甲基橙为指示剂,则测定结果如何?________(填“偏高” “偏低”或“正确”)
实验室模拟回收某废旧含镍催化剂(主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)生产Ni2O3。其工艺流程为:![]()
(1)根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱,可知浸出渣含有三种主要成分,其中“物质X”为 。图Ⅱ表示镍的浸出率与温度的关系,当浸出温度高于70℃时,镍的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含 量增大,其原因是 。
(2)工艺流程中“副产品”的化学式为 。
(3)已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
| 氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
| 开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.7 |
| 沉淀完全的pH | 3.7 | 9.7 | 9.2 |
(若原方案正确,请说明理由;若原方案错误,请加以改正)。
(4)操作C是为了除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F-浓度为3×10-3mol·L-1,则Ca2+的浓度为 mol·L-1。(常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11)
(5)电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步:
①碱性条件下Cl-在阳极被氧化为ClO-;
②Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。
第②步反应的离子方程式为 。