【題目】苯甲酸又稱安息香酸(C6H5COOH),可用于合成纖維、樹脂涂料等也可作為藥物或防腐劑使用,有抑制真菌、細(xì)菌生長的作用。實驗室中由甲苯制備苯甲酸的實驗如下:

查閱資料:

①苯甲酸是一元有機弱酸不易被氧化。在水中溶解度:0.35g(25)、2.7g(80)、5.9g(100)。甲苯易溶于有機溶劑,不溶于水。

相對分子質(zhì)量

熔點(℃)

沸點(℃)

密度(g·cm-3

苯甲酸

122

122.4

249

1.3

甲苯

92

-95

110.6

0.9

實驗步驟:

第一步:將9.2g甲苯和硫酸酸化的KMnO4溶液(過量)置于如圖的三頸燒瓶中,加熱保持反應(yīng)物溶液溫度在90℃左右至反應(yīng)結(jié)束,主要反應(yīng)為5C6H5CH3+6KMnO4+9H2SO45C6H5COOH+3K2SO4+4MnSO4+14H2O,制備過程中不斷從分水器分離出水;

第二步:將反應(yīng)后混合液趁熱過濾濾液冷卻后用硫酸酸化用如圖裝置抽濾得粗產(chǎn)品;(抽濾又稱減壓過濾利用抽氣泵使抽濾瓶中的壓強降低達到固液分離的目的。)

第三步:粗產(chǎn)品用水洗滌23次,干燥稱量得固體.

請回答下列問題:

1)圖1中裝置乙的名稱為___。

2)分水器的作用是分離出水其主要目的是___,判斷該反應(yīng)進行完全的實驗現(xiàn)象是___。

3)實驗第二步中,趁熱過濾的原因是___,采用抽濾的優(yōu)點是____。停止抽濾時先旋開圖24處的旋塞恢復(fù)常壓,然后關(guān)閉抽氣泵,裝置3起到的作用是____。

4)第三步證明粗產(chǎn)品洗滌干凈的方法是___。

5)苯甲酸的產(chǎn)率為____。

6)結(jié)合下列試劑和用品設(shè)計最簡單實驗驗證苯甲酸是弱酸,具體操作為__。

0.010mol·L-1的苯甲酸溶液;0.010mol·L-1的苯甲酸鈉溶液;0.010mol·L-1的氫氧化鈉溶液;0.010mol·L-1的鹽酸溶液;廣泛pH試紙;甲基橙,酚酞(儀器任選)。

【答案】球形冷凝管 提高甲苯利用率(或轉(zhuǎn)化率) 反應(yīng)混合液顏色不再發(fā)生變化(或反應(yīng)結(jié)束后靜置不再分層) 苯甲酸溶解度隨溫度升高而增大,減少苯甲酸因溫度低時析出產(chǎn)率降低 過濾速度快,得到的固體水份少(固液分離更快更徹底) 安全瓶(或防倒吸、平衡氣壓) 取最后一次的洗滌液少許于試管中,滴加幾滴BaCl2溶液,若無沉淀生成,產(chǎn)品洗滌干凈 90.2% 用一支干燥潔凈的玻璃棒蘸取0.010mol/L的苯甲酸鈉溶液滴在pH試紙上,若pH>7,則證明苯甲酸是弱酸

【解析】

1)回流裝置用球形冷凝管;

2)經(jīng)冷凝管冷凝回流的冷凝液進入分水器,分層后,甲苯自動流回到三頸燒瓶中,水從分水器中放出去,這樣可以促使反應(yīng)正向進行,提高甲苯的利用率;該反應(yīng)完成時,三頸燒瓶中酸性KMnO4溶液顏色不再發(fā)生變化;

3)苯甲酸溶解度隨溫度升高而增大;抽濾具有過濾速率快,得到的固體水分少等優(yōu)點;從裝置圖可知,裝置3起到安全瓶的作用;

4)由于第二步用硫酸酸化濾液,因此可通過檢驗SO42-來判斷粗產(chǎn)品是否洗滌干凈;

59.2g甲苯的物質(zhì)的量為:0.1mol,根據(jù)反應(yīng)方程式,理論上生成苯甲酸為:0.1mol,其質(zhì)量為0.1mol×122g·mol1=12.2g,根據(jù)實際生成11.0g苯甲酸,可求出苯甲酸的產(chǎn)率;

6)要通過實驗確定苯甲酸是弱酸,最簡單的方法就是用pH試紙測定0.010mol·L1苯甲酸鈉溶液的pH大小;

1)乙的名稱為球形冷凝管,故答案為:球形冷凝管;

2)實驗過程中,經(jīng)冷凝管冷凝回流的冷凝液進入分水器,分層后,甲苯自動流回到三頸燒瓶中,生成的水從分水器中放出去,這樣可以促使反應(yīng)正向進行,提高甲苯的利用率,同時能減少抽濾所需時間;該反應(yīng)完成時,三頸燒瓶中酸性KMnO4溶液顏色不再發(fā)生變化,或停止攪拌,靜置,液體不再出現(xiàn)分層現(xiàn)象,故答案為:提高甲苯利用率(或轉(zhuǎn)化率);反應(yīng)混合液顏色不再發(fā)生變化(或反應(yīng)結(jié)束后靜置不再分層);

3)苯甲酸溶解度隨溫度升高而增大,趁熱過濾的原因是減少苯甲酸因溫度低時析出產(chǎn)率降低;抽濾具有過濾速率快,得到的固體水分少等優(yōu)點;裝置3起到安全瓶(或防倒吸、平衡氣壓)的作用;故答案為:苯甲酸溶解度隨溫度升高而增大,減少苯甲酸因溫度低時析出產(chǎn)率降低;過濾速度快,得到的固體水份少(固液分離更快更徹底);安全瓶(或防倒吸、平衡氣壓);

4)由于第二步用硫酸酸化濾液,因此可通過檢驗SO42-來判斷粗產(chǎn)品是否洗滌干凈,檢驗的方法是向少許最后一次的洗滌液中滴入幾滴BaCl2溶液,若無沉淀生成,則說明粗產(chǎn)品洗滌干凈,故答案為:取最后一次的洗滌液少許于試管中,滴加幾滴BaCl2溶液,若無沉淀生成,產(chǎn)品洗滌干凈;

59.2g甲苯的物質(zhì)的量為:0.1mol,根據(jù)反應(yīng)方程式,理論上生成苯甲酸為:0.1mol,其質(zhì)量為0.1mol×122g·mol1=12.2g,根據(jù)實際生成11.0g苯甲酸,可求出苯甲酸的產(chǎn)率為11.0g/12.2g×100%≈90.2%,故答案為:90.2%;

6)實驗確定苯甲酸是弱酸,最簡單的方法就是用pH試紙測定0.010mol·L1苯甲酸鈉溶液的pH大小,所以用一支干燥潔凈的玻璃棒蘸取0.010mol/L的苯甲酸鈉溶液滴在pH試紙上,若pH>7,則證明苯甲酸是弱酸,故答案為:用一支干燥潔凈的玻璃棒蘸取0.010mol/L的苯甲酸鈉溶液滴在pH試紙上,若pH>7,則證明苯甲酸是弱酸。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】近年來,新能源開發(fā)和環(huán)境保護問題日益引起人們的重視,新型電池是科學(xué)家們非常重視的研究方向。用吸附了的碳納米管等材料制作的二次電池的原理如圖所示。下列說法正確的是( )

A.碳納米管的作用只是吸附氫氣

B.放電時,乙電極反應(yīng)為

C.充電時,電池的甲電極與直流電源的正極相連放電

D.電池總反應(yīng)為H2+2NiO(OH)2Ni(OH)2

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請回答下列問題:

1)寫出 B、乙的化學(xué)式:B_______________、乙_______________。

2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:

反應(yīng)⑤ ___________________________________________________________

反應(yīng)⑥____________________________________________________________。

3)寫出下列反應(yīng)的離子方程式:

反應(yīng)①___________________________________________________________;

反應(yīng)③___________________________________________________________。

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A.y=1.0

B.a點時Kw<1×10-14

C.bc(NH4+)<c(Cl-)=mol·L-1

D.25℃時,NH4Cl的水解常數(shù)(Kh)可表示為

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【題目】下列有關(guān)說法不正確的是

A. CH2=CHCOOH、CH3COOCH=CH2均可作為合成聚合物的單體

B. C6Hn分子中的六個碳原子在同一直線上,則n可能等于2

C. 2,2-二甲基丁烷與2,4-二甲基戊烷的一氯代物種類相同

D. 都是酚且互為同系物

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【題目】實驗室探究SO2性質(zhì)的裝置如圖所示。下列說法錯誤的是(

A.裝置a中的反應(yīng)可用銅片和濃硫酸代替

B.XH2S溶液,裝置b中產(chǎn)生淡黃色沉淀

C.X為含HCl、BaCl2FeCl3溶液,裝置b中產(chǎn)生白色沉淀

D.反應(yīng)后裝置c中溶液的pH降低

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【題目】氮及其化合物是重要的化工原料

1)利用圖所示裝置及藥品制取氨氣。

A中制氨氣的化學(xué)方程式是________。

C處是用集氣瓶收集氨氣的裝置,請繪出裝置圖。________

③證明氨氣已集滿的操作和現(xiàn)象是________。

2)氨經(jīng)催化氧化可制備硝酸,其過程中涉及如下反應(yīng)。4NH3 5O2 4NO 6H2O

①作為氧化劑的物質(zhì)是______,氮元素的化合價______(填“升高”或“降低”)。

②若反應(yīng)中消耗了4 mol NH3,則生成NO的物質(zhì)的量為______ mol,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為______ mol。

3)含氮廢水會加速藻類和其他浮游生物的大量繁殖,使水質(zhì)惡化。利用微生物對含氮廢水進行處理的流程如下:

請回答:

①過程Ⅲ發(fā)生化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

②根據(jù)圖1和圖2,推斷使用亞硝化菌的最佳條件為______。

③利用微生物處理含氮廢水的優(yōu)點為______。

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【題目】B[實驗化學(xué)]

丙炔酸甲酯()是一種重要的有機化工原料,沸點為103~105 ℃。實驗室制備少量丙炔酸甲酯的反應(yīng)為

實驗步驟如下:

步驟1:在反應(yīng)瓶中,加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL濃硫酸,攪拌,加熱回流一段時間。

步驟2:蒸出過量的甲醇(裝置見下圖)。

步驟3:反應(yīng)液冷卻后,依次用飽和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗滌。分離出有機相。

步驟4:有機相經(jīng)無水Na2SO4干燥、過濾、蒸餾,得丙炔酸甲酯。

1)步驟1中,加入過量甲醇的目的是________。

2)步驟2中,上圖所示的裝置中儀器A的名稱是______;蒸餾燒瓶中加入碎瓷片的目的是______。

3)步驟3中,用5%Na2CO3溶液洗滌,主要除去的物質(zhì)是____;分離出有機相的操作名稱為____。

4)步驟4中,蒸餾時不能用水浴加熱的原因是________。

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【題目】實驗室可用如下方法制取Cl2

MnO2 +4HCl(濃) Cl2↑+ MnCl2+ 2H2O

KClO36HCl(濃)=3Cl2↑+KCl3H2O

2KMnO416HCl(濃)=2KCl2MnCl25Cl2↑+8H2O

根據(jù)相關(guān)信息,回答下列問題:

(1)在反應(yīng)①中,HCl表現(xiàn)的性質(zhì)有______、________

(2)若反應(yīng)①中有0.1mol的氧化劑被還原,則被氧化的物質(zhì)的物質(zhì)的量為____

(3)將(2)生成的氯氣與0.2mol H2完全反應(yīng),將產(chǎn)物溶于水配成100mL溶液,此溶液的物質(zhì)的量濃度為_______

(4)若要制得相同質(zhì)量的氯氣,①②③三個反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目之比為____。

(5)已知反應(yīng)4HCl(g)+O2 2Cl22H2O(g),該反應(yīng)也能制得氯氣,則MnO2、O2KMnO4三種物質(zhì)氧化性由強到弱的順序為_______。

(6)將不純的NaOH樣品2.50 g(樣品含少量Na2CO3和水),放入50.0 mL 2.00mol/L鹽酸中,充分反應(yīng)后,溶液呈酸性,中和多余的酸又用去40.0 mL 1.00 mol/LNaOH溶液。蒸發(fā)中和后的溶液,最終得到固體的質(zhì)量為_______。

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