現(xiàn)有苯甲酸、苯酚溶于乙醇所得的混合液,某同學(xué)設(shè)計(jì)方案分離三種物質(zhì),并檢驗(yàn)其中的某些離子和物質(zhì)。
已知:(1)酸性強(qiáng)弱:HCl>苯甲酸>H2CO3>苯酚> HCO3  (2)部分物理參數(shù)如下:

 
密度
(g·mL-1
熔點(diǎn)
(℃)
沸點(diǎn)
(℃)
溶解性
苯甲酸
1.2659
122.13℃
249℃
微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑
苯酚
1.07
40.6
181.9
易溶于乙醇、乙醚,65℃以上能與水互溶
乙醇
0.79
-114.3 °C
78.5
與水混溶,可混溶于醚、氯仿、甘油等多數(shù)有機(jī)溶劑
 
供選擇試劑:10%氫氧化鈉溶液、0.1mol/L鹽酸、0.1mol/LNa2CO3、0.1mol/L NaHCO3、濃溴水、生石灰、0.1mol/L FeCl3、0.1mol/L BaCl2、CO2、0.1mol/L溴水、澄清石灰水
(1)分離物質(zhì)流程如下:

①物質(zhì)C是_____________,操作IV是_____________。
②操作III發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)方程式_________________  _______________________________。
③混合液2中加入生石灰的原因是_______。
(2)該同學(xué)檢驗(yàn)混合液1中是否含有苯酚和NaHCO3,以證明酸性的強(qiáng)弱。
實(shí)驗(yàn)步驟
現(xiàn)象和結(jié)論
①取少量混合液1于試管,滴加________________________,
振蕩,靜置
 
②取少量步驟①上層清夜于試管,滴加__________________
____________________________________________________
澄清石灰水變渾濁
說明混合液1含有HCO3
③另取少量混合液1于試管,滴加___________________,振蕩
 
_________________________,
說明混合液1不含有酚羥基
 
(3)稱取2.0g苯甲酸和苯酚的混合固體溶于足量乙醇中,滴加足量飽和NaHCO3溶液,測(cè)得放出的CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下,不考慮CO2溶于水)為33.6mL ,則苯甲酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________________________(只列式,不計(jì)算),結(jié)果為________。(結(jié)果保留1位小數(shù))(苯甲酸的相對(duì)分子質(zhì)量為122,苯酚相對(duì)分子質(zhì)量為94)

(17分)
①CO2  (2分)     過濾(2分)
(2分)
③生石灰與混合液2中的水反應(yīng),生成氫氧化鈣溶液,便于乙醇從混合物中蒸餾出來(意思相同也得分)(2分)
(2)

實(shí)驗(yàn)步驟
現(xiàn)象和結(jié)論
①取一定量試樣于試管,加入足量0.1mol/L BaCl2(1分),
 
②取少量步驟①上層清夜于試管,滴加足量的 0.1mol/L鹽酸, 再將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中(2分)
 
②另取少量試樣于試管,滴加少量0.1mol/L  FeCl3溶液(1分),(或者少量濃溴水),振蕩
 
溶液不顯紫色(或不出現(xiàn)白色的沉淀)(1分),
 
(3)    (2分)  9.2%(2分)

解析試題分析:(1)①由于酸性強(qiáng)弱:HCl>苯甲酸>H2CO3>苯酚> HCO3,則苯甲酸和苯酚的乙醇溶液與碳酸鈉混合時(shí),苯甲酸與碳酸鈉反應(yīng),生成苯甲酸鈉、二氧化碳和水,苯酚與碳酸鈉反應(yīng)生成苯酚鈉和碳酸氫鈉,而乙醇與碳酸鈉都不反應(yīng);讀圖可得,混合液1的主要成分是苯甲酸鈉、苯酚鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉等物質(zhì),混合液2的主要成分是乙醇等物質(zhì);根據(jù)酸性強(qiáng)弱順序,則物質(zhì)C是碳酸或二氧化碳?xì)怏w,苯酚鈉與碳酸或二氧化碳和水發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),生成苯酚、碳酸氫鈉,而苯甲酸鈉與碳酸或二氧化碳和水不反應(yīng),則混合液3的主要成分是苯甲酸鈉和碳酸氫鈉等物質(zhì);物質(zhì)D是鹽酸或HCl,鹽酸與苯甲酸鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),生成苯甲酸和氯化鈉,鹽酸與碳酸氫鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),生成氯化鈉、二氧化碳?xì)怏w和水;由于苯甲酸微溶于水,則鹽酸與苯甲酸鈉反應(yīng)容易形成苯甲酸的過飽和溶液時(shí),可以析出苯甲酸晶體,從溶液中分離出苯甲酸晶體的操作IV是過濾;②略;③生石灰為氧化鈣,CaO是堿性氧化物,容易與水反應(yīng),生成溶沸點(diǎn)較高的氫氧化鈣,而乙醇與氧化鈣不反應(yīng),且乙醇的溶沸點(diǎn)較低,蒸餾時(shí)乙醇容易從混合物中分離;(2)由于碳酸鈉過量,則混合液1中可能含有苯甲酸鈉、苯酚鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉等物質(zhì),其中碳酸鈉能干擾碳酸氫鈉的檢驗(yàn),因此步驟①應(yīng)先取樣,再加入過量0.1mol/L BaCl2,振蕩,靜置,將碳酸根離子完全沉淀為碳酸鋇,排除碳酸根離子對(duì)碳酸氫根離子的干擾;根據(jù)步驟②中現(xiàn)象和結(jié)論逆推,由于碳酸氫根離子在強(qiáng)酸作用下可以變?yōu)槎趸細(xì)怏w,說明向步驟①的上層清液中滴加足量0.1mol/L鹽酸,再將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中,澄清石灰水變渾濁,說明溶液1中含有碳酸氫根離子;由于步驟2中加入過量鹽酸可以將苯酚鈉轉(zhuǎn)變?yōu)楸椒,因此步驟③需要另取混合液1,由于苯酚遇氯化鐵溶液顯紫色,苯酚鈉遇氯化鐵溶液不變色,苯酚遇濃溴水反應(yīng)生成白色沉淀,苯酚鈉遇濃溴水不能產(chǎn)生白色沉淀,因此向樣品中加入0.1mol/L FeCl3或濃溴水,振蕩,溶液不顯紫色(或不出現(xiàn)白色的沉淀),說明混合液1不含有酚羥基或苯酚;(3)先求二氧化碳的物質(zhì)的量(33.6×10-3/22.4mol),再根據(jù)苯甲酸與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)中苯甲酸與二氧化碳的系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比求苯甲酸的物質(zhì)的量(33.6×10-3/22.4mol),然后根據(jù)摩爾質(zhì)量求苯甲酸的質(zhì)量(33.6×10-3/22.4mol×122g/mol),最后根據(jù)混合固體的質(zhì)量求苯甲酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù),即[33.6×10-3/22.4mol×122g/mol]÷2.0g×100%=9.15%≈9.2%。
考點(diǎn):考查探究實(shí)驗(yàn)及化學(xué)計(jì)算,涉及分離流程圖、復(fù)分解反應(yīng)、除雜試劑的確定、混合物分離和提純、分離提純關(guān)鍵步驟的化學(xué)方程式、解釋除雜試劑的作用、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案除去碳酸氫鈉中混有的碳酸鈉、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)碳酸氫鈉的存在、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)苯酚是否存在、氣體體積、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中的應(yīng)用、摩爾質(zhì)量、苯甲酸的質(zhì)量和純度計(jì)算、有效數(shù)字的處理等。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

銀銅合金廣泛應(yīng)用于航空工業(yè)。從切割廢料中回收銀并制備銅的化工產(chǎn)品CuAlO2的工藝如下:(注:Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450℃和80℃)

(1)銅的核外電子排布式為                .
(2)電解精煉銀時(shí),陰極反應(yīng)式為                  濾渣A與稀HNO3反應(yīng),產(chǎn)生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色,該氣體變色的化學(xué)方程式為                    .
(3)固體混合物B的組成為               ;在生成固體B的過程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH過量,最后將得不到CuAlO2 寫出因NaOH過量引起的反應(yīng)的離子方程式                      .
(4)若將上述流程圖中加入的稀NaOH溶液改為加入過量的氨水(其它均不變),則濾液中的陽離子有                     .
(5)完成上述煅燒過程中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式:
  CuO +    Al2O3     Cu AlO2  +        (系數(shù)1也要寫).
(6)若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%,理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為CuAlO2,至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液      L .

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

為了達(dá)到下列表格中的實(shí)驗(yàn)要求,請(qǐng)從供選擇的化學(xué)試劑及實(shí)驗(yàn)方法中選出合適的,將其標(biāo)號(hào)填入對(duì)應(yīng)的空格中。

實(shí)驗(yàn)要求
試劑及方法
證明明礬水溶液呈酸性
 
鑒別甲烷與乙烯
 
除去MgO中含有的Al2O3
 
鑒別乙醇和乙醛
 
 
供選擇的化學(xué)試劑及實(shí)驗(yàn)方法
A.新制的Cu(OH)2 
B.加鹽酸,過濾
C.將溶液滴在pH試紙上
D.加入過量濃NaOH溶液,過濾
E.酸性KMnO4溶液

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

水是一種重要的自然資源,是人類賴以生存不可缺少的物質(zhì)。水質(zhì)優(yōu)劣直接影響人體健康。請(qǐng)回答下列問題:
(1)天然水中溶解的氣體主要有       、            (填化學(xué)式)。
(2)檢驗(yàn)蒸餾水的純度時(shí),最簡單易行的方法是測(cè)定水的         。
(3)水的凈化與軟化的區(qū)別是:水的凈化是用混凝劑(如明礬等)使       _,而水的軟化是________。
(4)通過施加一定壓力使水分子透過半透膜而將大分子或離子截留,從而使水得以凈化的方法稱為         ;電滲析法凈化水時(shí),使離子通過半透膜的推動(dòng)力是        。
(5)某天然水中。要軟化10 m3這種天然水,需先加入Ca(OH)2        g,再加入Na2CO3    g。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題

(14分)硒34Se和碲52Te都是第VIA族元素,硒是分布在地殼中的稀有元素。工業(yè)上用硒鼓廢料(主要成分硒、碲、碳、銅和鐵合金)回收精煉硒的流程如下:

已知:

(1)Se的氫化物的電子式是____。
(2)步驟①中通人的氧氣使硒鼓廢料翻騰,目的是          。
(3)廢氣的主要成分是____   ;廢渣II的主要成分是            。
(4)步驟④中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式是       ;步驟⑥反應(yīng)的化學(xué)方程式是          
(5)根據(jù)表中數(shù)據(jù),步驟⑤最適宜的分離方法是             

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

(9分)海洋植物,如海帶、海藻中含有豐富的碘元素,碘元素以碘離子的形式存在。實(shí)驗(yàn)室里從海帶中提取碘的流程如下:

(1)指出提取碘的過程中有關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作名稱:
                    ;③______________________。
寫出實(shí)驗(yàn)②中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式                _______________________    。
(2)提取碘的過程中,可供選擇的有關(guān)試劑是___________。

A.甲苯,酒精B.四氯化碳,苯
C.汽油,乙酸D.汽油,甘油

(3)從含碘的有機(jī)溶液中提取碘和回收有機(jī)溶劑還需經(jīng)過蒸餾,指出上圖實(shí)驗(yàn)裝置中的錯(cuò)誤之處:①                                                       。
(4)進(jìn)行上述蒸餾操作時(shí),使用水浴的原因是___________;最后,晶態(tài)碘在___________里聚集。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

(18分)NO很容易與許多分子迅速發(fā)生反應(yīng),科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在生物體中不斷地產(chǎn)生NO,用于細(xì)胞間傳遞信息;NO還參與心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)以及中樞和外圍神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控。
Ⅰ.(1)實(shí)驗(yàn)室用金屬銅和稀硝酸制取NO的離子方程式為
_____________________________________________________。
(2)NO是有毒氣體,某學(xué)生為防止污染,用分液漏斗和燒杯裝配了一套簡易的、能隨開隨用、隨關(guān)隨停的NO氣體發(fā)生裝置,如圖甲所示。
①實(shí)驗(yàn)室若沒有銅絲,而只有小銅粒,在使用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),可用絲狀材料包裹銅粒以代替銅絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),這種絲狀材料的成分可以是________(填選項(xiàng)編號(hào))。

A.鐵B.鋁C.鉑D.玻璃

(3)為證明銅絲與稀硝酸反應(yīng)生成的確實(shí)是NO,某學(xué)生另設(shè)計(jì)了一套如圖乙所示的裝置制取NO。反就開始后,可以在U形管右端觀察到無色的NO氣體。
①長玻璃管的作用是___________________________________。
②讓反應(yīng)停止的操作方法及原因是________________________。
(4)以下收集NO氣體的裝置,合理的是________(填選項(xiàng)代號(hào))。

(5)假設(shè)實(shí)驗(yàn)中12.8 g Cu全部溶解,需要通入標(biāo)況下________mL O2才能使NO全部溶于水。
Ⅱ.用金屬銅制取硝酸銅,從節(jié)約原料和防止環(huán)境污染的角度考慮,下列4種方法中最好的是________(填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”),理由是___________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

(18分)空氣吹出法工藝,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工藝流程如下:

(1)氯元素在周期表中位于_______ 周期_______族。
(2)步驟①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由是________ 。
(3)步驟④利用了SO2的還原性,反應(yīng)的離子方程式為_________ __。
(4)步驟⑥的蒸餾過程中,溫度應(yīng)控制在80~90℃溫度過高或過低都不利于生產(chǎn),請(qǐng)解釋原因____________________________.
(5)步驟⑧中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物,可利用它們的相對(duì)密度相差很大的特點(diǎn)進(jìn)行分離。分離儀器的名稱是__________。
(6)步驟①、②之后并未直接用“含Br2的海水”進(jìn)行蒸餾得到液溴,而是經(jīng)過“空氣吹出”、“SO2吸收”、“氧化”后再蒸餾,這樣操作的意義是__________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

溴苯是一種化工原料,實(shí)驗(yàn)室合成溴苯的裝置示意圖及有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

 


溴苯
密度/(g·cm-3)
0.88
3.10
1.50
沸點(diǎn)/℃
80
59
156
水中溶解度
微溶
微溶
微溶
 
按下列合成步驟回答問題:
(1)在a中加入15 mL無水苯和少量鐵屑。在b中小心加入4.0 mL液態(tài)溴。向a中滴入幾滴溴,有白色煙霧產(chǎn)生,是因?yàn)樯闪?u>       氣體。繼續(xù)滴加至液溴滴完。裝置d的作用是                                         
(2)液溴滴完后,經(jīng)過下列步驟分離提純:
①向a中加入10 mL水,然后過濾除去未反應(yīng)的鐵屑;
②濾液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗滌。NaOH溶液洗滌的作用是                                                 
③向分出的粗溴苯中加入少量的無水氯化鈣,靜置、過濾。加入氯化鈣的目的是                                                           。
(3)經(jīng)以上分離操作后,粗溴苯中還含有的主要雜質(zhì)為       ,要進(jìn)一步提純,下列操作中必須的是       (填入正確選項(xiàng)前的字母)。
A.重結(jié)晶      B.過濾     C.蒸餾     D.萃取
(4)在該實(shí)驗(yàn)中,a的容積最適合的是       (填入正確選項(xiàng)前的字母)。
A.25 mL     B.50 mL      C.250 mL      D.500 mL

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同步練習(xí)冊(cè)答案