2024年黑吉辽卷T17-实验探究变式题
2024-07-08
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内容正文:
1.某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化,设计实验方案如下:
I.向烧瓶中分别加入乙酸()、乙醇()、固体及4~6滴甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
II.加热回流后,反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热。
III.冷却后,向烧瓶中缓慢加入饱和溶液至无逸出,分离出有机相。
IV.洗涤有机相后,加入无水,过滤。
V.蒸馏滤液,收集馏分,得无色液体,色谱检测纯度为。
回答下列问题:
(1)在反应中起 作用,用其代替浓的优点是 (答出一条即可)。
(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可 。
(3)使用小孔冷凝柱承载,而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是_______(填标号)。
A.无需分离 B.增大该反应平衡常数
C.起到沸石作用,防止暴沸 D.不影响甲基紫指示反应进程
(4)下列仪器中,分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是 (填名称)。
(5)该实验乙酸乙酯的产率为 (精确至)。
(6)若改用作为反应物进行反应,质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为 (精确至1)。
2.茉莉醛具有优雅的茉莉花香味,是一种广泛应用于化妆品、洗涤剂和空气清新剂的合成香料。
制备茉莉醛的一种反应原理、发生装置、工艺流程和有关数据如下:
I.反应原理:
II.发生装置:
III.工艺流程:
IV.关数据:
相对分子质量
密度/
沸点/℃
苯甲醛
106
1.04
179
庚醛
114
0.85
153
茉莉醛
202
0.97
287
V.色谱分离图
回答下列问题:
(1)仪器b的名称是 ;a与普通分液漏斗相比,其优点是 。
(2)“搅拌”中加入乙醇的作用是 ;“加热”中需保持温度为60~65℃,应采取的加热方法是 ;“操作I”的名称是 。
(3)柱色谱分离法是利用吸附剂对物质吸附能力的不同,进行物质分离提纯的一种方法。吸附剂一般难溶于水、表面积比较大,可选用下列物质中 作吸附剂。(填正确选项)
a.氯化钠 B.活性炭
(4)茉莉醛分子中碳原子的杂化方式为 。
(5)根据题中所给数据,所得茉莉醛产率约为 %(保留三位有效数字)。
3.实验室可用环己醇(沸点:160.84℃,微溶于水)制备环己酮(沸点:155.6℃,微溶于水),使用的氧化剂可以是次氯酸钠、重铬酸钾等。
已知:醋酸沸点117.9℃,和水以任意比例互溶。
下列装置分别是产品的合成装置和精制装置示意图:
合成实验过程如下:
向装有搅拌器、滴液漏斗和温度计的三颈烧瓶中依次加入5.2 mL环己醇和25 mL冰醋酸。开动搅拌器,将40 mL次氯酸钠溶液逐渐加入到反应瓶中,并使瓶内温度维持在30~35℃,用磁性搅拌器搅拌5 min。然后,在室温下继续搅拌30 min后,在合成装置中再加入30 mL水、3g氯化铝和几粒沸石,加热蒸馏至馏出液无油珠滴出为止。回答下列问题:
(1)在合成装置中,甲装置的名称是 。
(2)三颈烧瓶的容量为 (填“50 mL”、“100 mL”或“250 mL”)。
(3)滴液漏斗具有特殊的结构,主要目的是 。
(4)蒸馏完成后,向馏出液中分批加入无水碳酸钠至反应液呈中性为止,其目的是 。然后加入精制食盐使之变成饱和溶液,再将混合液倒入 中,分离得到有机层。
(5)有机层先加无水MgSO4,用如图装置对粗产品进行精制,加入无水MgSO4的作用是 ,对粗产品进行精制,蒸馏收集 ℃的馏分。检验精制后的环己酮是否纯净,可使用的试剂为 。
A.重铬酸钾溶液 B.金属钠 C.酚酞溶液 D.新制的氢氧化铜悬浊液
4.1,二氯乙烷是一种常用的溶剂,其沸点为,熔点为。实验室用乙烯和氯气制备该物质粗产品的装置(加热及夹持装置略)如图所示。
回答下列问题:
(1)装置A中发生主要反应的化学方程式为 。A中还缺少的一种必需实验仪器是 。
(2)装置B中的试剂是 ,其长导管的作用是 。
(3)判断反应结束的现象是 。
(4)酱油中测定时需用到1,二氯乙烷。测定步骤如下:
取酱油,配成溶液,取出,加入适量稀硝酸,再加入过量的硝酸银溶液,摇匀充分反应后加入-二氯乙烷,再充分振荡摇匀,使1,二氯乙烷完全包氯化银。最后加入几滴铁铵矾指示剂,用的溶液滴定至溶液为浅红色。做三次平行试验,平均消耗溶液。[已知,]。
①该酱油样品含的质量是 g。
②若1,二氯乙烷未完全包裹,则的测定值 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
5.己二酸(,其相对分子质量为146)是一种重要的化工原料和合成中间体。某实验小组以钨磷酸为催化剂,开展己二酸的合成及性质探究实验。
I.催化剂钨磷酸晶体()的制备实验流程如图:
(1)操作I所需的玻璃仪器除烧杯外还有 。
(2)水层中的物质有大量和少量,步骤①中发生反应的化学方程式为 。
Ⅱ.己二酸的合成
向三颈烧瓶中加入钨磷酸催化剂和双氧水,在室温下搅拌,然后加入试剂X,得到溶液A。
(3)环己烯、环己醇、环己酮均可被双氧水氧化成己二酸。仅从所需双氧水理论用量的角度看,试剂X的最佳选择是 (填序号)。
A.环己烯() B.环己醇() C.环己酮()
(4)如图是己二酸的浓度与温度关系曲线图。介稳区表示己二酸溶液处于饱和状态,稳定区表示己二酸溶液处于 。实验室常根据图中直线从溶液A获取己二酸晶体,对应的实验操作为: 过滤、洗涤、干燥。
III.己二酸的纯度测定
将己二酸样品配制成溶液,每次取试样溶液于锥形瓶中,滴入几滴酚酞试液,用溶液滴定至终点,平均消耗溶液(己二酸被完全中和)。
(5)①下列说法错误的是 (填字母)。
A.用容量瓶配制成溶液后,最好用规格的量筒量取待测液于锥形瓶中
B.滴定时,未用待测液润洗锥形瓶,则测定结果偏低
C.接近滴定终点时,应控制活塞,改为滴加半滴标准液,直至溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不变色
D.若滴定前滴定管尖嘴部分无气泡,滴定后产生气泡,则测定结果偏高
②己二酸的纯度为 。
(6)若要得到纯度更高的己二酸,可通过 的方法提纯。
6.山梨酸是国际上应用最广的防腐剂之一,实验室通过巴豆醛和丙酮缩合法制备山梨酸反应原理:
①缩合反应
②氯仿反应
③酸化反应
实验步骤:
①向三颈烧瓶中加入丙酮、少量,加热至丙酮出现回流时,在加热搅拌下缓慢滴入巴豆醛。控制温度约为70℃、回流2.5h后停止反应,过滤、蒸馏得到巴豆烯叉丙酮。
②在室温下,将溶液、20%溶液依次滴加到巴豆烯叉丙酮中,并不断搅拌直至有机相液体体积不再增大,停止搅拌,将混合液转入分液漏斗中,静置、分离得到山梨酸钠水溶液,再用处理水溶液中过量的。
③将质量分数为30%的稀缓慢滴入山梨酸钠水溶液中,并不断搅拌至溶液,过滤、洗涤得山梨酸粗产品。
④将适量蒸馏水加入粗产品中,加热溶解,冷却结晶,减压过滤,干燥后得到山梨酸。已知:
①山梨酸微溶于水,易溶于有机溶剂。易被强氧化剂HClO等氧化;
②部分有机物密度为:巴豆醛,氯仿,丙酮。
回答下列问题:
(1)步骤①分离出巴豆烯叉丙酮的装置如图1所示(加热及夹持装置省略),虚线框内连接的仪器为 (填名称),尾接管连接抽气泵的目的是 ,毛细管连通大气的主要作用是 。
(2)步骤②分离混合液时应选用图2中装置 (填“a”或“b”)
(3)用处理过量的时反应的离子方程式为 ;不可以在步骤③酸化后再加入除去过量的,原因是 。
(4)步骤③中,检测洗涤是否完成的操作是 。
(5)本实验中山梨酸的产率为 (保留3位有效数字)。
7.乙酰水杨酸(俗称阿司匹林),是常用的解热镇痛药。实验室选择草酸绿色催化剂制备阿司匹林。
【实验原理】
名词
熔点/℃
溶解性
水杨酸
157~159
溶于水和乙醇
乙酸酐
-73. 1
易水解
乙酰水杨酸
135
微溶冷水, 可溶热水,易溶于乙醇
【实验流程】
回答下列问题:
(1)制备过程中采用的合适加热方式是 。
(2)“加冷水”后,发生反应的化学方程式为 。
(3)“操作 2”中加入饱和NaHCO3溶液的目的是 。
(4)最后得到产品的提纯方法是 。具体操作:粗产品用乙酸乙酯溶解后加热回流,再趁热过滤,冷却结晶,抽滤洗涤干燥得到产品。下列装置不可能会用到的有 。
(5)取少量产品,加5ml水充分溶解,滴加3滴FeCl3稀溶液,作用是 。
(6)用分光光度法测定阿司匹林粗产品的纯度。现测得阿司匹林标准溶液的吸光度 A与其浓度关系如图线Q所示。准确称取16. 0mg实验产品,用乙醇溶解并定容100ml,测得溶液吸光度A=0. 720,则该产品的纯度是 (以质量分数表示)。
8.叶绿素铜钠是国家食品安全允许使用的食品添加剂,医疗领域叶绿素铜钠能止血、抗炎、促进伤口愈合。某实验小组利用茭白叶,在实验室制备叶绿素铜钠,反应原理如下:
实验步骤:
Ⅰ.称取洗净剪碎的茭白叶10.0g(叶绿素含量为17.84%),加入少量石英砂、碳酸钙粉末,研磨。
Ⅱ.加入10mL96%乙醇继续研磨成均匀浆状,微波加热6min后抽滤。滤渣加入10mL96%乙醇,再次微波加热、浸提、抽滤,将两次滤液合并。
Ⅲ.滤液装入三颈烧瓶,加入硫酸酸化至pH=5,加入硫酸铜晶体,搅拌至硫酸铜晶体溶解后,再加入盐酸调节溶液pH至2~3,搅拌加热半小时以上。
Ⅳ.冷却后向混合物中加入适量蒸馏水,静置后过滤、洗涤、干燥,得到叶绿素铜。
Ⅴ.……
Ⅵ.将叶绿素铜酸放入烧杯中,保温80℃,逐滴加入2%氢氧化钠溶液至pH为10,过滤,滤液经操作X,烘干即得成品1.026g。
已知:
1.茭白叶研磨过程中会释放有机酸,有机酸产生的氢离子会代替叶绿素中的镁离子,使叶绿素变质。
2.
物质
相对分子质量
部分性质
叶绿素
892
蓝绿色固体,不溶于水,易溶于有机溶剂,对热不稳定,最佳提取温度约为80℃
叶绿素铜
932
绿色固体,不溶于水和50%乙醇
叶绿素铜酸
640
墨绿色固体,不溶于水
叶绿素铜钠
684
墨绿色固体,易溶于水,水溶液透明,受热较稳定
回答下列问题:
(1)仪器C的名称是 ,冷却水应从 (填“a”或“b”)口流出。
(2)步骤Ⅰ加入碳酸钙粉末的主要作用是 。
(3)步骤Ⅲ中加入硫酸酸化至pH=5的目的是 (结合离子方程式和化学平衡移动原理说明)。
(4)步骤Ⅳ向混合物中加入适量蒸馏水的目的是 。
(5)步骤Ⅴ的操作为:将叶绿素铜与50%乙醇混合,加入 (填标号,下同)溶液,加热15min,再加入 溶液,加热至有墨绿色物质浮起,过滤、洗涤、干燥,得到叶绿素铜酸。
A.稀 B.稀 C.NaOH D.KOH
(6)步骤Ⅵ中操作X的名称为 。
(7)本实验的产率为 。
9.自分子识别兴起以来,冠醚、杯酚烃等的合成引起了研究者的广泛关注。硫代杯[4]芳烃已被应用于许多方面,如监测和分离一些阴阳离子等。
实验室制备对叔丁基硫代杯[4]芳烃(M=720.0g/mol)的步骤如下:
I.向500mL三颈烧瓶(加热、搅拌、夹持等装置省略)中加入60.00g对叔丁基苯酚、25.60gS8、8g氢氧化钠和40mL二苯醚。
II.在N2气氛下磁力加热搅拌,逐步升温到230℃,温度保持在230℃反应4小时。
III.停止加热并冷却至100℃以下后,加入40mL6mol/L的盐酸和400mL乙醇的混合溶液,搅拌,抽滤,用乙醇和蒸馏水交替洗涤固体,得到粗产物。
IV.将粗产物在氯仿/乙醇中重结晶,得到30.24g纯化的对叔丁基硫代杯[4]芳烃。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是 ,其作用是 。
(2)对叔丁基邻苯二酚()的沸点 2—叔丁基对苯二酚()(填“低于”、“高于”或“等于”),原因是 。
(3)停止加热后,向反应器中加入盐酸和乙醇混合溶液的目的是 。
(4)实验过程中会产生一种有毒气体,尾气吸收装置中应用 (填试剂名称)。
(5)本实验的产率为 (计算结果精确到0.1%)。
10.肉桂酸广泛应用于香精香料、食品添加剂、医药工业、美容和有机合成等方面。其合成原理及实验室制备方法如下:
主反应:
温度较高时发生副反应:
实验步骤:
i.在50mL仪器a中加入5mL苯甲醛、14mL乙酸酐和12g无水碳酸钾粉末(过量),加热回流45min。
ii.向反应混合物中加入40mL蒸馏水浸泡几分钟,进行水蒸气蒸馏。
iii.将烧瓶冷却后,加入10g碳酸钠,再加入70mL水,加热煮沸,趁热过滤。
iV.待滤液冷却至室温后,在搅拌下小心加入40mL盐酸,使溶液呈酸性。
V.冷却结晶,抽滤,用少量试剂b洗涤,80℃烘干,得粗产品4.5g。
相关物质物理性质如表所示:
名称
相对分子质量
密度/
熔点/℃
沸点/℃
溶解度:g/100mL
水
醇
醚
苯甲醛
106
1.04
-26
178~179
0.3
互溶
互溶
乙酸酐
102
1.08
-79
138~140
遇水生成乙酸
溶
不溶
肉桂
148
1.24
133~134
300
0.04
24
溶
回答下列问题:
(1)仪器使用前必须干燥,原因是 。
(2)加热回流装置中仪器a的名称是 ,不使用水冷冷凝管而用空气冷凝管是为了 。
(3)整个实验过程中温度不宜超过180℃,原因是 。
(4)水蒸气蒸馏装置中止水夹的主要作用是 。
(5)步骤V中试剂b是 。
(6)本实验肉桂酸的产率最接近 (填标号)。若产物不纯,则提纯产物的方法为 。
A.50% B.60% C.70% D.80%
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1) 催化剂 无有毒气体二氧化硫产生
(2)吸收生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率
(3)AD
(4)分液漏斗
(5)73.5%
(6)90
【分析】乙酸与过量乙醇在一定温度下、硫酸氢钠作催化剂、甲基紫的乙醇溶液和变色硅胶作指示剂的条件下反应制取乙酸乙酯,用饱和碳酸钠溶液除去其中的乙酸至无二氧化碳逸出,分离出有机相、洗涤、加无水硫酸镁后过滤,滤液蒸馏时收集馏分,得纯度为的乙酸乙酯。
【详解】(1)该实验可实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化,用浓时,浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂,所以在反应中起催化剂作用;浓硫酸还具有强氧化性和脱水性,用浓在加热条件下反应时,可能发生副反应,且浓硫酸的还原产物二氧化硫有毒气体,所以用其代替浓的优点是副产物少,可绿色制备乙酸乙酯,无有毒气体二氧化硫产生,同时 NaHSO4固体易于称量;
(2)变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可吸收加热时生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率;
(3)A. 若向反应液中直接加入变色硅胶,则反应后需要过滤出硅胶,而使用小孔冷凝柱承载则无需分离,故A正确;
B. 反应的平衡常数只与温度有关,使用小孔冷凝柱承载不能增大该反应平衡常数,故B错误;
C. 小孔冷凝柱承载并没有投入溶液中,不能起到沸石作用,不能防止暴沸,故C错误;
D. 由题中“反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热”可知,若向反应液中直接加入变色硅胶,则变色硅胶由蓝色变为粉红色,会影响观察反应液由蓝色变为紫色,所以使用小孔冷凝柱承载不影响甲基紫指示反应进程,故D正确;
故答案为:AD;
(4)容量瓶用于配制一定物质的量浓度的溶液,分离有机相和洗涤有机相不需要容量瓶;漏斗用于固液分离,分离有机相和洗涤有机相不需要漏斗;分离液态有机相和洗涤液态有机相也不需要洗气瓶;分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是分液漏斗;
(5)由反应可知,乙酸与乙醇反应时,理论上可获得的乙酸乙酯的质量为0.1mol×88g/mol=8.8g,则该实验乙酸乙酯的产率为;
(6)若改用作为反应物进行反应,则因为,生成的乙酸乙酯的摩尔质量为90g/mol,所以质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为90。
2.(1) 球形冷凝管 内外压强相通,便于液体顺利流下
(2) 做溶剂,增加苯甲醛的溶解度 水浴加热 分液
(3)B
(4)、
(5)41.7
【分析】茉莉醛是苯甲醛和庚醛在碱性条件下水浴加热反应得到,用乙醇溶解苯甲醛和KOH,再加入庚醛在水浴条件下反应,冷却后分液得到有机层,再水洗分液、过滤,再蒸馏,柱色谱分离,最终得到产品。
【详解】(1)根据图中信息得到仪器b的名称是球形冷凝管;仪器a是恒压分液漏斗,a与普通分液漏斗相比,其优点是内外压强相通,便于液体顺利流下;故答案为:球形冷凝管;内外压强相通,便于液体顺利流下。
(2)整个反应中乙醇没有作反应物,因此“搅拌”中加入乙醇的作用是做溶剂,增加苯甲醛的溶解度;“加热”中需保持温度为60~65℃,应采取的加热方法是水浴加热;根据“操作I”后得到有机层,说明“操作I”的名称是分液;故答案为:做溶剂,增加苯甲醛的溶解度;水浴加热;分液。
(3)吸附剂一般难溶于水、表面积比较大,活性炭具有表面积大,难溶于水,而氯化钠易溶于水,因此可选用活性炭作吸附剂;故答案为:B。
(4)茉莉醛分子中−(CH2)4CH3中碳原子都为sp3杂化,其他的碳原子都是sp2杂化,因此分子中碳原子的杂化方式为、;故答案为:、。
(5)10.6mL苯甲醛物质的量为,6.84g庚醛物质的量为,则按照庚醛进行计算得到茉莉醛物质的量为0.06mol,根据题中所给数据,所得茉莉醛产率约为;故答案为:41.7。
3.(1)(直形)冷凝管
(2)250mL
(3)使漏斗和烧瓶内压强相等,保证液体能顺利滴入
(4) 除去产品中混有的醋酸杂质 分液漏斗
(5) 吸收有机物中少量的水 155.6 AB
【详解】(1)在合成装置中,甲装置的名称是(直形)冷凝管。
(2)在合成装置三颈烧瓶中先后加入的液体共为,故需要选用250mL三颈烧瓶。
(3)滴液漏斗具有特殊的结构,主要目的是使漏斗和烧瓶内压强相等,保证液体能顺利滴入。
(4)反应后混合物中含有醋酸,醋酸酸性大于碳酸,因此蒸馏完成后,向馏出液中分批加入无水碳酸钠至反应液呈中性为止,其目的是除去产品中混有的醋酸杂质。然后进行的操作为分液,需要使用分液漏斗。
(5)加入无水MgSO4的作用是吸收有机物中少量的水。环己酮沸点是155.6℃,精制蒸馏时收集155.6℃馏分。精制后的环己酮是否纯净主要考虑是否还含有环己醇、水,两者可分别用重铬酸钾溶液、金属钠检验,故选AB。
4.(1) 温度计
(2) 氢氧化钠溶液 平衡气压,防倒吸
(3)A中冷凝管下端无液体滴下
(4) 17.55 偏低
【分析】A装置为乙烯的发生装置,碎瓷片起防暴沸的作用,B为氢氧化钠溶液,除去A中乙醇被浓硫酸氧化生成的二氧化硫和二氧化碳,长导管的作用是平衡气压,防倒吸,C为制备1,2−二氯乙烷的发生装置,b为尾气处理,据此回答。
【详解】(1)①A装置为乙烯的发生装置,方程式为:;
②制备乙烯需要在170℃,所以还需要温度计插入A中三颈烧瓶溶液中;
(2)①根据分析可知,装置B中的试剂是NaOH溶液;
②根据分析可知,长导管的作用是平衡气压,防倒吸;
(3)当A中冷凝管下端无液体滴下,说明反应结束;
(4)①硝酸银溶液既反应了酱油中的氯化钠,还消耗了NH4SCN,所以5.00g酱油中n(Cl-)=25.00 mL 0.0400 mol ⋅ L − 1-0.0200 mol ⋅ L − 120.00 mL10-3=0.0006mol,m(NaCl)=0.0006mol58.5g/mol=0.8775g,100g酱油中含有的NaCl的质量是0.8775g=17.55g;
②1,2−二氯乙烷未完全包裹AgCl,AgCl会转化为AgSCN,消耗的NH4SCN标准液偏多,则NaC的测定值偏低。
5.(1)分液漏斗
(2)
(3)C
(4) 不饱和状态 恒温蒸发结晶
(5) ABD 73
(6)重结晶
【分析】热水溶解Na2WO4、Na2HPO4,加入浓盐酸,小火加热,反应生成H3PW12O40,加入乙醚,萃取H3PW12O40,分液得到H3PW12O40的乙醚溶液,再进行水浴加热,冷却结晶,可得到H3PW12O40。
【详解】(1)由题意,加入乙醚后进行分液操作,分出水层和油层,因此乙醚作用为萃取钨磷酸;操作I为分液操作,所需的玻璃仪器除烧杯外还需要分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(2)从流程图中及产物可知,参加反应的物质有Na2WO4、Na2HPO4、HCl,产物中有H3PW12O40可得化学方程式为,故答案为:;
(3)由于存在如下关系式:1mol环己烯~ 4mol双氧水~1mol己二酸,1mol环己醇~ 4mol双氧水~ 1mol己二酸,1mol环己酮~ 3mol双氧水~ 1mol己二酸,因此,生产等物质的量的己二酸时环己酮消耗的双氧水最少,因此最佳选择为C,故答案为:C;
(4)介稳区表示己二酸溶液处于饱和状态,稳定区应表示己二酸溶液处于不饱和状态,己二酸溶液稳定存在,不会有晶体析出;实验室常根据直线EHI从溶液A获取己二酸晶体,对应的实验操作为恒温蒸发结晶,过滤,故答案为:不饱和状态;恒温蒸发结晶;
(5)①A.用酸式滴定管取试样己二酸溶液于锥形瓶中,故A错误;
B.滴定时,锥形瓶不需要润洗,未用待测液润洗锥形瓶,不影响实验结果,故B错误;
C.接近滴定终点时,应控制活塞,改为滴加半滴标准液,直至溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不变色,滴定终点达到,故C正确;
D.若滴定前滴定管尖嘴部分无气泡,滴定后产生气泡,使得标准液体积读数偏小,则测定溶液浓度偏低,故D错误;
故答案为:ABD;
②根据关系式: ,则己二酸纯度为,故答案为:73%;
(6)要得到纯度更高的己二酸,可通过重结晶的方法提纯,故答案为:重结晶。
6.(1) 直形冷凝管 进行减压蒸馏,加快蒸馏速率 平衡装置中压强
(2)b
(3) 防止山梨酸被氧化
(4)取最后一次洗涤液,加入盐酸酸化的氯化钡溶液,不生成沉淀
(5)
【分析】由反应原理可知:该过巴豆醛和丙酮缩合生成巴豆烯丙酮,然后发生氯仿反应转化为羧酸钠,酸化得到山梨酸;
【详解】(1)步骤①分离出巴豆烯叉丙酮的装置为蒸馏装置,则虚线框内连接的仪器为直形冷凝管,用于冷凝馏分,尾接管连接抽气泵的目的是进行减压蒸馏,加快蒸馏速率和效果,毛细管连通大气的主要作用是平衡装置中压强,使得空气能进入装置促进馏分蒸馏;
(2)氯仿,密度大于水,步骤②分离混合液时为分液操作,为了便于分离有机相和水相,应选用图2中装置b;
(3)处理过量的时发生氧化还原反应生成氯化钠和硫酸钠,反应的离子方程式为;已知,山梨酸微易被强氧化剂HClO等氧化;故不可以在步骤③酸化后再加入除去过量的,原因是防止山梨酸被氧化;
(4)步骤③中,检测洗涤是否完成,就是检验洗涤液中是否含有硫酸根离子,故操作是:取最后一次洗涤液,加入盐酸酸化的氯化钡溶液,不生成沉淀;
(5)丙酮为、巴豆醛为,实验中得到山梨酸,则本实验中山梨酸的产率为。
7.(1)水浴加热
(2)(CH3CO)2O + H2O → 2CH3COOH
(3)生成可溶性乙酰水杨酸钠
(4) 重结晶 AD
(5)检验产品中是否含有水杨酸
(6)87.5%
【分析】根据实验流程,水杨酸和乙酸酐在草酸的催化下加热反应生成乙酰水杨酸和乙酸,加入冷水后,过量的乙酸酐水解生成乙酸,根据有关物质的溶解性差异,加冷水后,析出乙酰水杨酸固体,过滤、洗涤后得到粗产品,加入饱和NaHCO3溶液,使乙酰水杨酸生成可溶性乙酰水杨酸钠,过滤除去不溶性杂质,滤液中加入18%的盐酸,使乙酰水杨酸钠恢复为乙酰水杨酸,经过提纯后可得产品。据此答题
【详解】(1)制备过程中控制温度在80℃,采用的合适加热方式是水浴加热。
(2)“加冷水”后,乙酸酐水解,反应的化学方程式为:(CH3CO)2O + H2O → 2CH3COOH
(3)“操作2”中加入饱和NaHCO3溶液的目的是使乙酰水杨酸生成可溶性乙酰水杨酸钠,以便与不溶性杂质分离。
(4)根据“具体操作”的提示,最后得到产品的提纯方法是重结晶。“加热回流”需要使用装置B,“趁热过滤”需要使用装置C,因此不可能用到的装置是AD。
(5)水杨酸含有酚羟基,取少量产品,加5ml水充分溶解,滴加3滴FeCl3稀溶液,作用是检验产品中是否含有水杨酸。
(6)根据曲线图,溶液吸光度A=0.720时,溶液的质量浓度为,则100mL溶液中含有阿司匹林质量为,该产品的纯度为。
8.(1) 恒压滴液漏斗 a
(2)中和有机酸产生的氢离子,防止叶绿素变质
(3)Cu2+在溶液中存在如下平衡:Cu2++H2OCu(OH)2+2H+,加入硫酸酸化可以抑制硫酸铜水解
(4)降低叶绿素的溶解度,使其充分析出
(5) C B
(6)蒸发结晶
(7)75%
【分析】该实验的实验目的是利用茭白叶,在实验室制备能止血、抗炎、促进伤口愈合的叶绿素铜钠。
【详解】(1)由实验装置图可知,仪器C为恒压滴液漏斗,作用是平衡气压,便于浓盐酸顺利流下;为增强实验时冷凝回流的效果,冷却水应从球形冷凝管的下口a通入,故答案为:恒压滴液漏斗;a;
(2)由题给信息可知,茭白叶研磨过程中会释放有机酸,有机酸产生的氢离子会代替叶绿素中的镁离子,使叶绿素变质,所以步骤Ⅰ加入碳酸钙粉末的主要作用是中和有机酸产生的氢离子,防止叶绿素变质,故答案为:中和有机酸产生的氢离子,防止叶绿素变质;
(3)硫酸铜是强酸弱碱盐,在溶液中水解使溶液呈酸性,水解的离子方程式为Cu2++H2OCu(OH)2+2H+,则步骤Ⅲ中加入硫酸酸化至pH=5的目的是,增大溶液中的氢离子浓度,使平衡向逆反应方向移动,抑制铁离子的水解,故答案为:Cu2+在溶液中存在如下平衡:Cu2++H2OCu(OH)2+2H+,加入硫酸酸化可以抑制硫酸铜水解;
(4)由题给信息可知,叶绿素铜不溶于水,则步骤Ⅳ向混合物中加入适量蒸馏水的目的是降低叶绿素的溶解度,使其充分析出,故答案为:降低叶绿素的溶解度,使其充分析出;
(5)由题意可知,步骤Ⅴ的操作为将叶绿素铜与50%乙醇混合,加入氢氧化钠溶液,加热15min,再加入稀硫酸,加热至有墨绿色物质浮起,过滤、洗涤、干燥,得到叶绿素铜酸,故答案为:C;B;
(6)由题意可知,步骤Ⅵ为将叶绿素铜酸放入烧杯中,保温80℃,逐滴加入2%氢氧化钠溶液至pH为10,过滤,滤液经蒸发结晶,烘干即得叶绿素铜钠,故答案为:蒸发结晶;
(7)由题意可知,10.0g茭白叶制得1.026g叶绿素铜钠,则实验的产率为×100%=75%,故答案为:75%。
9.(1) 球形冷凝管 导气兼冷凝回流
(2) 低于 对叔丁基邻苯二酚易形成分子内氢键,而2-叔丁基对苯二酚易形成分子间氢键
(3)降低对叔丁基硫代杯[4]芳烃的溶解度,使对叔丁基硫代杯[4]芳烃充分析出
(4)硫酸铜溶液或氢氧化钠溶液
(5)42.0%
【分析】由题意可知,制备叔丁基硫代杯[4]芳烃的过程为对叔丁基苯酚与S8在氢氧化钠二苯醚溶液中共热反应生成对叔丁基硫代杯[4]芳烃和硫化氢,向反应后的体系中加入盐酸和乙醇的混合溶液后抽滤得到粗产品,粗产品在氯仿/乙醇中重结晶得到纯化的对叔丁基硫代杯[4]芳烃。
【详解】(1)由实验装置图可知,仪器A是导气兼冷凝回流的球形冷凝管,故答案为:球形冷凝管;导气兼冷凝回流;
(2)由结构简式可知,对叔丁基邻苯二酚分子中含有的酚羟基能形成分子内氢键,而2—叔丁基对苯二酚分子中含有的酚羟基能形成分子间氢键,则对叔丁基邻苯二酚分子的分子间作用力小于2—叔丁基对苯二酚分子,沸点低于2—叔丁基对苯二酚分子,故答案为:低于;对叔丁基邻苯二酚易形成分子内氢键,而2-叔丁基对苯二酚易形成分子间氢键;
(3)对叔丁基硫代杯[4]芳烃中含有多个羟基,停止加热后,向反应器中加入盐酸和乙醇混合溶液的目的是降低对叔丁基硫代杯[4]芳烃的溶解度,使对叔丁基硫代杯[4]芳烃充分析出,故答案为:降低对叔丁基硫代杯[4]芳烃的溶解度,使对叔丁基硫代杯[4]芳烃充分析出;
(4)由方程式可知,反应中有有毒的硫化氢气体生成,所以尾气吸收装置中应用硫酸铜溶液或氢氧化钠溶液吸收,故答案为:硫酸铜溶液或氢氧化钠溶液;
(5)
60.00 g对叔丁基苯酚的物质的量为=0.40mol、25.60g S8的=0.10mol,由方程式4+ S8+4H2S可知,对叔丁基苯酚与S8恰好反应,实验制得30.24g对叔丁基硫代杯[4]芳烃,则本实验的产率为×100%=42.0%,故答案为:42.0%。
10.(1)防止乙酸酐与水反应降低产率
(2) 三颈烧瓶 蒸汽温度较高,水温较低,防止冷凝管炸裂
(3)防止副产物聚苯乙烯生成
(4)及时分离水,以防堵塞
(5)水(冷水)
(6) B 重结晶
【分析】i中苯甲醛、乙酸酐在碳酸钾、加热条件下反应生成肉桂酸和乙酸,同时发生副反应生成聚苯乙烯,随后向反应混合物中加入40mL蒸馏水浸泡,除去多余的乙酸酐,进行水蒸气蒸馏,蒸出苯甲醛和水的低沸点共沸物,冷却后加入碳酸钠,肉桂酸转化为肉桂酸钠,再加入70mL水,加热煮沸,趁热过滤除去聚苯乙烯,待滤液冷却后在搅拌下小心加入40mL1:1盐酸,此时肉桂酸钠又重新生成肉桂酸,最后冷却结晶,抽滤,用少量水洗涤,烘干得到粗产品。
【详解】(1)由表可知,乙酸酐遇水生成乙酸,故仪器使用前必须干燥,目的是干燥是为了防止乙酸酐遇水生成乙酸,故答案为:防止乙酸酐遇水反应降低产率;
(2)①加热回流装置中仪器a的名称是三颈烧瓶(三口烧瓶),故答案为:三颈烧瓶(三口烧瓶);
②若温度过高,导致蒸汽温度较高,但水温较低,主要是为了防止冷凝管炸裂,故答案为:蒸汽温度较高,水温较低,防止冷凝管炸裂;
(3)副反应产生聚苯乙烯,所以整个实验过程中温度不宜超过180℃,原因是为了防止副产物聚苯乙烯生成,故答案为:防止副产物聚苯乙烯生成;
(4)水蒸气蒸馏装置中止水夹的主要作用是为了及时分离水,以防堵塞,故答案为:及时分离水,以防堵塞;
(5)肉桂酸晶体在水中的溶解度很小,所以可以用冷水洗涤,故答案为:水(冷水);
(6)①5ml苯甲醛为、乙酸酐为,所以根据方程式可知,乙酸酐过量,则理论上生成肉桂酸的质量是,所以产率是:,最接近60%,故答案为:B;
②若产物不纯,可以通过重结晶的方法,进行提纯,故答案为:重结晶;
答案第1页,共2页
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