對硝基甲苯是醫(yī)藥、染料等工業(yè)的一種重要有機中間體,它常以濃硝酸為硝化劑、濃硫酸為催化劑,通過甲苯的硝化反應制備。

一種新的制備對硝基甲苯的實驗方法是:以發(fā)煙硝酸為硝化劑,固體NaHSO4為催化劑(可循環(huán)使用),在CCl4溶液中,加入乙酸酐(有脫水作用),45 ℃反應1 h。反應結(jié)束后,過濾,濾液分別用5% NaHCO3溶液、水洗至中性,再經(jīng)分離提純得到對硝基甲苯。
(1)上述實驗中過濾的目的是_____________________________________。
(2)濾液在分液漏斗中洗滌靜置后,有機層處于________層(填“上”或“下”);放液時,若發(fā)現(xiàn)液體流不下來,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,還有_________________________________________________________。
(3)下列給出了催化劑種類及用量對甲苯硝化反應影響的實驗結(jié)果。
催化劑

硝化產(chǎn)物中各種異構(gòu)體質(zhì)量分數(shù)(%)
總產(chǎn)率(%)
對硝基甲苯
鄰硝基甲苯
間硝基甲苯
濃H2SO4
1.0
35.6
60.2
4.2
98.0
1.2
36.5
59.5
4.0
99.8
NaHSO4
0.15
44.6
55.1
0.3
98.9
0.25
46.3
52.8
0.9
99.9
0.32
47.9
51.8
0.3
99.9
0.36
45.2
54.2
0.6
99.9
 
①NaHSO4催化制備對硝基甲苯時,催化劑與甲苯的最佳物質(zhì)的量之比為________。
②由甲苯硝化得到的各種產(chǎn)物的含量可知,甲苯硝化反應的特點是_________________________________________________________。
③與濃硫酸催化甲苯硝化相比,NaHSO4催化甲苯硝化的優(yōu)點有________________、________________。
 (1)回收NaHSO4
(2)下 分液漏斗上口塞子未打開
(3)①0.32 ②甲苯硝化主要得到對硝基甲苯和鄰硝基甲苯
③在硝化產(chǎn)物中對硝基甲苯比例提高 催化劑用量少且能循環(huán)使用(凡合理答案均可)
 (1)由題給信息NaHSO4為固體催化劑,且可回收,過濾可回收NaHSO4。(2)反應在比水重的CCl4中進行,所以有機層在分液漏斗下層。使用分液漏斗要注意上口活塞要打開。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源:不詳 題型:實驗題

氨基甲酸銨(NH2COONH4)是一種白色固體,易分解、易水解,可用作肥料、滅火劑、洗滌劑等。某化學興趣小組模擬工業(yè)原理制備氨基甲酸銨,反應的化學方程式如下:
2NH3(g)+CO2(g)??NH2COONH4(s) ΔH<0。
(1)如圖所示裝置制取氨氣,你所選擇的試劑是________________________。

(2)制備氨基甲酸銨的裝置如圖13-7所示,把氨氣和二氧化碳通入四氯化碳中,不斷攪拌混合,生成的氨基甲酸銨小晶體懸浮在四氯化碳中。當懸浮物較多時,停止制備。

注:四氯化碳與液體石蠟均為惰性介質(zhì)。
①發(fā)生器用冰水冷卻的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
液體石蠟鼓泡瓶的作用是________________________________________________________________________。
②從反應后的混合物中分離出產(chǎn)品的實驗方法是________________________________________________________________________
(填寫操作名稱)。為了得到干燥產(chǎn)品,應采取的方法是________(填寫選項序號)。
a.常壓加熱烘干
b.高壓加熱烘干
c.真空40 ℃以下烘干
③尾氣處理裝置如圖所示。

雙通玻璃管的作用:____________;濃硫酸的作用:______________________、__________________________________________________________________。
(3)取因部分變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品1.173 0 g,用足量石灰水充分處理后,使碳元素完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣,過濾、洗滌、干燥,測得質(zhì)量為1.500 g。則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分數(shù)為________。[Mr(NH2COONH4)=78,Mr(NH4HCO3)=79,Mr(CaCO3)=100]

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示。

下列說法錯誤的是(  )。
A.用此法提取鎂的優(yōu)點之一是原料來源豐富
B.步驟⑦電解MgCl2時陰極產(chǎn)生氯氣
C.步驟⑥可將晶體置于HCl氣氛中脫水
D.上述工藝流程中涉及化合、分解和復分解反應

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:實驗題

某研究性學習小組做實驗時偶然發(fā)現(xiàn),表面擦去氧化膜的鎂片可與NaHCO3溶液反應產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。該小組同學通過如下實驗,驗證產(chǎn)物并探究反應原理。
實驗①:用砂紙擦去鎂條表面氧化膜,將其放入盛適量滴有酚酞試液的飽和碳酸氫鈉溶液的燒杯中,迅速反應,產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物,溶液的淺紅色加深。
Ⅰ、定性實驗
(1)氣體的檢驗 
實驗②:將實驗①中收集到的氣體點燃,發(fā)現(xiàn)氣體安靜燃燒,火焰呈淡藍色。則氣體為          。
(2)該小組同學對反應中產(chǎn)生的白色不溶物做出如下猜測:
猜測1:白色不溶物可能為        
猜測2:白色不溶物可能為MgCO3
猜測3:白色不溶物可能為堿式碳酸鎂[yMg(OH)2?xMgCO3]
請設計一個實驗檢驗固體中是否含有MgCO3,寫出實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論:                                                                                   。
(3)實驗③:取實驗①中的濾液,向其中加入少量CaCl2稀溶液,產(chǎn)生白色沉淀,溶液紅色變淺,說明溶液中存在CO32離子。
Ⅱ、定量實驗
(4)為進一步確定實驗I的白色不溶物的成分,進行以下定實驗,裝置如圖所示:

稱取干燥、純凈的白色不溶物 7.36 g,充分加熱至不再產(chǎn)生氣體為止,并使分解產(chǎn)生的氣體全部進入裝置A和B中。實驗后裝置A增重0.72g,裝置B增重2.64 g。白色不溶物的化學式為                。
(5)寫出鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應的化學方程式                           
Ⅲ、反應原理分析
(6)NaHCO3溶液中存在如下電離平衡:H2OH+ + OH、HCO3H+ +CO32,請從平衡移動角度分析實驗①產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物的原因:                                     

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列實驗操作中錯誤的是
A.過濾操作時如果有必要可以用蒸餾水洗滌濾紙上的沉淀2-3次
B.蒸餾操作時,應使溫度計水銀球插入液態(tài)混合物中
C.分液操作時,分液漏斗中下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出
D.萃取操作時,要不斷振搖分液漏斗并放氣

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列實驗設計能完成或?qū)嶒灲Y(jié)論合理的是  (  )。
A.證明一瓶紅棕色氣體是溴蒸氣還是二氧化氮,可用濕潤的碘化鉀­淀粉試紙檢驗,觀察試紙顏色的變化
B.鋁熱劑溶于足量稀鹽酸再滴加KSCN溶液,未出現(xiàn)血紅色,該鋁熱劑不含氧化鐵
C.測氯水的pH可用玻璃棒蘸取氯水點在pH試紙上,待其變色后和標準比色卡比較
D.用新制氫氧化銅懸濁液可以鑒別甲酸、甲酸甲酯、乙酸、乙酸乙酯四種物質(zhì)

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:實驗題

草酸(H2C2O4)是一種弱酸,在工業(yè)中有重要作用。某同學查資料得知“菠菜中富含可溶性草酸鹽和碳酸鹽”,他將菠菜研磨成汁,熱水浸泡,經(jīng)過濾得到溶液,加入足量的CaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,過濾、洗滌沉淀備用,然后對生成的沉淀進行探究。
(1)草酸鹽溶液呈弱堿性的原因是_____________________________________。
(2)該同學對生成的沉淀進行定性探究。
①提出合理假設。
假設1:只存在CaCO3
假設2:既存在CaCO3,也存在CaC2O4;
假設3:___________________________________________________________。
②基于假設2,設計實驗方案,進行實驗。請在下表中寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結(jié)論。限選實驗試劑:
1 mol·L1 H2SO4、0.1 mol·L1鹽酸、0.01 mol·L1 KMnO4溶液、澄清石灰水。
實驗步驟
預期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1:取少量沉淀于試管中,加入_________________________________
________________________________
_______________________________
_______________________________
說明沉淀中有CaCO3
步驟2:_________________________
________________________________
________________________________
 
(3)基于假設3,另一位同學對生成的沉淀進行定量探究。用稀鹽酸溶解生成的沉淀,并加水配制成100 mL溶液。每次準確移取25.00 mL該溶液,用0.010 mol·L1 KMnO4標準溶液滴定,平均消耗標準溶液V mL。若菠菜樣品的質(zhì)量為m g,則菠菜中草酸及草酸鹽(以C2O42—計)的質(zhì)量分數(shù)為________。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:實驗題

硫酸銅是一種應用廣泛的化工原料,實驗室中可通過不同途徑制取硫酸銅溶液和膽礬(CuSO4·5H2O),其中一種流程如下:

(1)操作Ⅰ具體為   、   、過濾、烘干。 
(2)雜銅(含少量有機物)灼燒后的產(chǎn)物除氧化銅還含少量銅,原因可能是   (填字母代號)。 
A.灼燒過程中部分氧化銅被還原
B.灼燒不充分,銅未被完全氧化
C.氧化銅在加熱過程中分解生成銅
D.該條件下銅無法被氧氣氧化
(3)若將雜銅換為純凈的銅粉,可直接向其中加入稀硫酸和Fe2(SO4)3溶液,不斷通入氧氣。反應完全后向其中加入過量   (填化學式,下同),調(diào)節(jié)pH=4,生成   沉淀,過濾得硫酸銅溶液[已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀時的pH分別為3.7、6.4]。 
(4)通過下述圖1裝置也可制取硫酸銅溶液(已知:2NaOH+2NO2NaNO3+NaNO2+H2O)。
                  
圖1                                                         圖2
燒瓶內(nèi)發(fā)生反應的離子方程式為 
圖2是圖1的改進裝置,其優(yōu)點有:①           ;②          。 

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

“天藍藍海藍藍,海邊小城威海衛(wèi)”。威海海水資源豐富,回答下列問題:
(1)海水中主要含有                等離子(寫離子符號,至少答出4種)。
(2)海水脫硫是一種有效除去火力發(fā)電產(chǎn)生的SO2的方法。其工藝流程如下圖所示:

天然海水吸收了含硫煙氣后,要用O2進行氧化處理,其反應的化學方程式是:                         ;氧化后的“海水”需要用大量的天然海水與之混合后才能排放,該操作的主要目的是                     
(3)下圖是海水綜合利用的一個方面。

請回答下列問題:
I.①步主要反應的離子方程式:                     
溴及其化合物的用途有很多,寫出其中的一種               
II.第③步需要加入        ,其前面分離出氫氧化鎂的操作稱為          ,將鎂條在二氧化碳中燃燒的產(chǎn)物為               
III.粗鹽水仍含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等雜質(zhì),通過如下幾個實驗步驟,可制得純凈的食鹽水:① 加入稍過量的Na2CO3溶液;② 加入稍過量的NaOH溶液;③ 加入稍過量的BaCl2 溶液;④滴入稀鹽酸至無氣泡產(chǎn)生;⑤ 過濾   正確的操作順序是                

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同步練習冊答案