摘要: 油浴加热 三氯甲基苯基甲醇 序号 实验方案 实验现象 结论 ① 无水乙醇 续表 ② 冷却结晶,抽滤 ③ 加热使其熔化,测其熔点 白色晶体在88℃左右完全熔化 (3) 加入晶种,缓慢降温

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(2010?南京二模)目前市场上大量碳酸饮料、矿泉水、食用油等产品包装瓶几乎都是用PET(聚对苯二甲酸乙二醇脂,简称聚酯)制作的.某科学小组利用费聚酯饮料瓶制备对苯二甲酸.部分有机物的性质如下:
名称 性质
乙二醇 无色粘稠吸湿液体,易燃,沸点:196~198℃,与水混溶.
丙酮 无色易燃液体,沸点:56.5℃,溶于水及大多数有机溶剂.
N,N二甲基甲酰胺(DMF) 易燃,低毒,沸点:153℃,能与水和大多数有机溶剂混溶.
对苯二甲酸(TPA) 白色针状结晶或粉末,可燃,熔点:425℃(分解),约在300℃升华,不溶于水,微溶于热乙醇,溶于碱溶液.电离常数:Ka1=3.1×10-4,Ka2=1.5×10-5
实验过程如下,试回答下列问题:
(1)对苯二甲酸的制备
①在100mL四颈瓶上分别装置冷凝管、搅拌器和温度计.然后依次加入5.00g废饮料瓶碎片、0.05g氧化锌、5g碳酸氢钠和25mL乙二醇.缓慢搅拌,油浴加热,将温度升至180℃(不超过185℃),在此温度下反应15分钟.反应过程中的现象是
固体溶解,有气泡生成
固体溶解,有气泡生成
.
②冷却至160℃左右停止搅拌,将搅拌回流装置改成搅拌、减压蒸馏装置,减压蒸馏.这一步是为了分离出
乙二醇
乙二醇
.
③向四颈瓶中加入50mL沸水,搅拌使四颈瓶中的残留物溶解.抽滤除去少量不溶物.抽滤需要用到的主要仪器有
布氏漏斗,吸滤瓶
布氏漏斗,吸滤瓶
.
④将滤液转移到400mL烧杯中,用25mL水荡洗滤瓶并倒入烧杯中,再添加水使溶液总体积达200mL丙酮分2次洗涤,抽干,干燥.
(2)对苯二甲酸含量的测定
称取0.2000g对苯二甲酸样品于250mL烧杯中,加入30mL DMF,搅拌溶解,加入10mL蒸馏水,搅匀后加4滴酚酞指示剂,用0.1000mol?L-1氢氧化钠标准溶液滴定,消耗氢氧化钠标准溶液体积为22.60mL.
滴定终点的现象是
溶液呈微红色半分钟内部褪色
溶液呈微红色半分钟内部褪色
.所测样品中对苯二甲酸的质量分数为
93.79%
93.79%
.
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精英家教网本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容.请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答.若两题都做,则按A题评分.
A.[物质结构]
[Cu(NH3)4]SO4?H2O是一种杀虫剂.
(1)Cu元素基态原子的电子排布式为
 
.
(2)元素N、O、S的第一电离能由大到小排列的顺序为
 
.
(3)H元素可与O元素形成H2O和H2O2,H2O2易溶于H2O,其主要原因为
 
.
(4)H元素与N元素可组成化合物N2H4,其中N原子的轨道杂化方式为
 
.
(5)与S
O
2-
4
互为等电子体的一种分子的化学式为
 
.
(6)Cu元素与H元素可形成一种红色晶体,其结构如图8,则该化合物的化学式为
 
.
B.[实验化学]
目前市场上大量矿泉水、食用油等产品包装瓶几乎都是用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯,简称聚酯)制作的.利用废聚酯饮料瓶制备对苯二甲酸的反应原理如下:
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实验过程如下:
步骤1:在100mL四颈瓶上分别装置冷凝管、搅拌器和温度计.依次加入5g废饮料瓶碎片、0.05g氧化锌、5g碳酸氢钠和25mL乙二醇.缓慢搅拌,油浴加热,升温至180℃,反应15分钟.
步骤2:冷却至160℃停止搅拌,将搅拌回流装置改成搅拌、减压蒸馏装置,减压蒸馏.
步骤3:向四颈瓶中加入50mL沸水,搅拌使残留物溶解.抽滤除去少量不溶物.
步骤4:将滤液转移到400mL烧杯中,用25mL水荡洗滤瓶并倒入烧杯中,再添加水使溶液总体积达200mL,加入沸石,将烧杯置于石棉网上加热煮沸.
步骤5:取下烧杯,取出沸石后趁热边搅拌边用8~10mL 1:1HCl酸化,酸化结束,体系呈白色浆糊状.
步骤6:冷至室温后再用冰水冷却.抽滤,滤饼用蒸馏水洗涤数次至滤出液pH=6,抽干后再用10mL丙酮分2次洗涤,抽干,干燥.
(1)步骤1反应过程中的现象是
 
.
(2)步骤2是为了分离出
 
.
(3)步骤3抽滤需要用到的主要仪器有
 
.
(4)步骤4加沸石的目的是
 
.
(5)步骤5用盐酸酸化的目的是
 
.
(6)步骤6用丙酮洗涤的目的是
 
.
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(2011?南京二模)某研究小组以苯甲醛为原料,制备苯甲酸和苯甲醇.反应原理如下:
有关物质的部分物理性质如下:
  熔点/℃   沸点/℃     溶解性
  苯甲醛 -26     179   微溶于水,易溶于乙醇、乙醚
  苯甲酸     122     249   微溶于水,易溶于乙醇、乙醚
  苯甲醇 -15.3   205.0   稍溶于水,易溶于乙醇、乙醚
  乙醚 -116.2     34.5     微溶于水,易溶于乙醇
实验步骤:
(1)在250mL锥形瓶中,加入9gKOH和9mL水,配成溶液,冷却至室温.加入10.5g新蒸馏的苯甲醛,塞紧瓶塞,用力振荡,使之变成糊状物,放置24h.
①苯甲醛要求新蒸馏的,否则会使
苯甲醇
苯甲醇
(填物质名称)的产量相对减少.
②用力振荡的目的是
使苯甲醛和氢氧化钾溶液充分混合,提高产率
使苯甲醛和氢氧化钾溶液充分混合,提高产率
.
(2)①分离苯甲醇时向锥形瓶中加入30mL水,搅拌,使之完全溶解.冷却后倒入分液漏斗中,用30mL乙醚萃取苯甲醇(注意留好水层).30mL乙醚分三次萃取的效果比一次萃取的效果
好
好
(填“好”或“差”).
②将醚层依次用饱和亚硫酸氢钠溶液、饱和碳酸钠溶液和水各5mL洗涤,再用无水硫酸镁干燥.将干燥后的乙醚溶液转移到100mL蒸馏烧瓶中,投入沸石,连接好普通蒸馏装置,加热蒸馏并回收乙醚,应选择的加热方法是
A
A
(填字母代号).
A.水浴加热B.油浴加热    C.沙浴加热    D.用酒精灯直接加热
③改用空气冷凝管蒸馏,收集
205.0
205.0
℃的馏分.
(3)制备苯甲酸
在乙醚萃取过的水溶液中,边搅拌边加入浓盐酸酸化至pH=3.5左右.冷却使结晶完全,抽滤,洗涤、干燥.抽滤完毕或中途停止抽滤时,应
先断开漏斗与安全瓶的连接,再关闭水龙头
先断开漏斗与安全瓶的连接,再关闭水龙头
.
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实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸,反应式如下:

已知:
①苯甲酸在水中的溶解度为:0.18g(4℃)、0.34g(25℃)、0.95g(60℃)、6.8g(95℃).
②乙醚沸点34.6℃,密度0.7138,易燃烧,当空气中含量为1.83~48.0%时易发生爆炸.
③石蜡油沸点高于250℃

实验步骤如下:
①向图l 所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水,搅拌溶解.稍冷,加入10mL苯甲醛.开启搅拌器,调整转速,使搅拌平稳进行.加热回流约40min.
②停止加热,从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20mL,摇动均匀,冷却至室温.反应物冷却至室温后,用乙醚萃取三次,每次
10mL.水层保留待用.合并三次萃取液,依次用5mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤,10mL 10%碳酸钠溶液洗涤,10mL水洗涤,分液水层弃去所得醚层进行实验③.
③将分出的醚层,倒入干燥的锥形瓶,加无水硫酸镁,注意锥形瓶上要加塞.将锥形瓶中溶液转入图2 所示蒸馏装置,先缓缓加热,蒸出乙醚;蒸出乙醚后必需改变加热方式,升温至140℃时应对水冷凝管冷凝方法调整,继续升高温度并收集203℃~205℃的馏分得产品A.
④实验步骤②中保留待用水层慢慢地加入到盛有30mL浓盐酸和30mL水的混合物中,同时用玻璃棒搅拌,析出白色固体.冷却,抽滤,得到粗产品,然后提纯得产品B.
根据以上步骤回答下列问题:
(1)步骤②萃取时用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还需
分液漏斗
分液漏斗
(仪器名称),实验前对该仪器进行检漏操作,方法是
向分液漏斗加少量水,检查旋塞芯外是否漏水,将漏斗倒转过来,检查玻璃塞是否漏水,待确认不漏水后方可使用
向分液漏斗加少量水,检查旋塞芯外是否漏水,将漏斗倒转过来,检查玻璃塞是否漏水,待确认不漏水后方可使用
.
(2)饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去
未反应完的苯甲醛
未反应完的苯甲醛
,而用碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸.醚层中少量的苯甲酸是从水层转移过来的,请用离子方程式说明其产生原因
.
(3)步骤③中无水硫酸镁是
干燥(吸收水分)
干燥(吸收水分)
剂;产品A为
苯甲醇
苯甲醇

(4)蒸馏除乙醚的过程中采用的加热方式为
水浴加热
水浴加热
;蒸馏得产品A加热方式是
石蜡油油浴加热
石蜡油油浴加热
;蒸馏温度高于140℃时应改用
改用空气冷凝管
改用空气冷凝管
冷凝.
(5)提纯产品B 所用到的实验操作为
重结晶
重结晶
.
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本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。

A.砷(As)在地壳中含量不大,但砷的化合物却是丰富多彩。

(1)基态砷原子的电子排布式为    ▲    ;砷与溴的第一电离能较大的是    ▲    。

(2)AsH3是无色稍有大蒜味气体。AsH3的沸点高于PH3,其主要原因是    ▲    。

(3)Na3AsO4可作杀虫剂。AsO43-的空间构型为    ▲    ,与其互为等电子体的一种分子为    ▲    。

(4)某砷的氧化物俗称“砒霜”,其分子结构如右图所示。该化合物的分子式为    ▲    ,As原子采取    ▲    杂化。

(5)GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与金刚石相似。GaAs晶体中,每个As与    ▲   个Ga相连,As与Ga之间存在的化学键有   ▲    (填字母)。

A.离子键  B.σ键  C.π键  D.氢键  E.配位键  F.金属键  G.极性键

B.某研究小组以苯甲醛为原料,制备苯甲酸和苯甲醇。反应原理如下:

有关物质的部分物理性质如下:

  

熔点/℃

沸点/℃

溶解性

苯甲醛

—26

179

微溶于水,易溶于乙醇、乙醚

苯甲酸

122

249

微溶于水,易溶于乙醇、乙醚

苯甲醇

-15.3

205.0

稍溶于水,易溶于乙醇、乙醚

乙醚

-116.2

34.5

微溶于水,易溶于乙醇

实验步骤:

(1)在250 mL锥形瓶中,放入9 g KOH和9 mL水,配成溶液,冷却至室温。加入10.5 g新蒸馏的苯甲醛,塞紧瓶塞,用力振荡,使之变成糊状物,放置24 h。

①苯甲醛要求新蒸馏的,否则会使   ▲   (填物质名称)的产量相对减少。

②用力振荡的目的是   ▲   。

(2)分离苯甲醇

①向锥形瓶中加入30 mL水,搅拌,使之完全溶解。冷却后倒入分液漏斗中,用30 mL乙醚萃取苯甲醇(注意留好水层)。30 mL 乙醚分三次萃取的效果比一次萃取的效果  ▲   (填“好”或“差”)。

②将醚层依次用饱和亚硫酸氢钠溶液、饱和碳酸钠溶液和水各5 mL洗涤,再用无水硫酸镁干燥。将干燥后的乙醚溶液转移到100 mL蒸馏烧瓶中,投入沸石,连接好普通蒸馏装置,加热蒸馏并回收乙醚,应选择的加热方法是   ▲   (填字母代号)。

A.水浴加热      B.油浴加热     C.沙浴加热      D.用酒精灯直接加热

③改用空气冷凝管蒸馏,收集   ▲   ℃的馏分。

(3)制备苯甲酸

在乙醚萃取过的水溶液中,边搅拌边加入浓盐酸酸化至pH=3.5左右。冷却使结晶完全,抽滤,洗涤、干燥。抽滤完毕或中途停止抽滤时,应先  ▲   。

 

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