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(15分)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,反应如下: 已知...

(15分)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,反应如下:

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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℃   

④苯甲醇沸点为205.3℃

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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10 mL苯甲醛。开启搅拌器,调整转速,使搅拌平稳进行。加热回流约40 min。

②停止加热,从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20 mL,摇动均匀,冷却至室温。然后用乙醚萃取三次,每次10 mL。水层保留待用。合并三次萃取液,依次用5 mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤,10 mL 10%碳酸钠溶液洗涤,10 mL水洗涤,然后分液,将水层弃去,所得醚层进行实验步骤③。

③将分出的醚层,倒入干燥的锥形瓶中,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所示的蒸馏装置,先缓缓加热,蒸出乙醚;蒸出乙醚后必须改变加热方式、冷凝方式,继续升高温度并收集205℃~206℃的馏分得产品A。

④将实验步骤②中保留待用的水层慢慢地加入到盛有30 mL浓盐酸和30 mL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       (仪器名称)。

(2)步骤②中饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去       ,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的原因      

(3)步骤③中无水硫酸镁的作用是       ,锥形瓶上要加塞的原因是       ,产品A为      

(4)步骤③中蒸馏除去乙醚的过程中采用的加热方式为       ;蒸馏得产品A的加热方式是      

(5)步骤④中提纯产品B时所用到的实验方法为      

 

(15分) (1)分液漏斗(1分) (2)未反应完的苯甲醛(1分) (2分) (3)干燥(吸收水分)(1分)防止乙醚挥发与空气混合,发生爆炸(2分) 苯甲醇(2分) (4)水浴加热(2分) 油浴加热(2分) (5)重结晶(2分) 【解析】 试题分析:(1)萃取用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯、玻璃棒,所以还缺少分液漏斗; (2)乙醚层含有少量苯甲醛、苯甲酸和苯甲醇,用碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸,则加入饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去未反应的苯甲醛;醚层中少量的苯甲酸是从水层转移过来的,是因为苯甲酸是弱酸,生成的苯甲酸钠发生水解生成苯甲酸,离子方程式是 ; (3)无水氯酸镁是干燥剂可吸收水蒸气,所以步骤③中无水硫酸镁的作用是吸收水分,起干燥作用;因为当空气中的乙醚含量为1.83~48.0%时易发生爆炸,所以锥形瓶上要加塞的原因是防止乙醚挥发与空气混合,发生爆炸;苯甲醇沸点为205.3℃,所以收集到205℃~206℃的馏分得产品A,则A是苯甲醇; (4)乙醚的沸点34.6℃,较低,所以采用水浴加热,便于控制温度;而蒸馏苯甲醇时要求的温度较高,水的沸点是100℃,达不到苯甲醇的沸点,石蜡油的沸点是250℃以上,所以蒸馏得产品苯甲醇应采用石蜡油的油浴加热; (5)苯甲醛在氢氧化钠溶液中发生反应得到苯甲醇和苯甲酸钠,苯甲酸钠在水层,加入浓盐酸和水后,得到到氯化钠和苯甲酸,用玻璃棒搅拌,析出白色固体。冷却,抽滤,得到粗产品,该粗产品中含有苯甲酸,苯甲酸随温度降低,在水中的溶解度减小,所以将粗产品多次溶解、重结晶,可提纯苯甲酸。 考点:考查有机物制备实验的步骤分析判断,基本操作、仪器的判断  
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考点分析:
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(14分)氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。

(1)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应:

①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)    △H1

②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)    △H2

则反应 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)   △H=       。(请用含有△H1、△H2的式子表示)

(2)合成氨实验中,在体积为3 L的恒容密闭容器中,投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨,平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示:

温度(K)

平衡时NH3的物质的量(mol)

T1

2.4

T2

2.0

已知:破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。

①则T1       T2(填“>”、“<”或“=”)

②在T2 K下,经过10min达到化学平衡状态,则0~10min内H2的平均速率v(H2)=       ,平衡时N2的转化率α(N2)=      

③下列图像分别代表焓变(△H)、混合气体平均相对分子质量(满分5 manfen5.com)、N2体积分数φ(N2)和气体密度(ρ)与反应时间的关系,其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是      

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(3)某N2H4(肼或联氨)燃料电池(产生稳定、无污染的物质)原理如图1所示。

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①M区发生的电极反应式为      

②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极),设饱和氯化钾溶液体积为500mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),若该燃料电池的能量利用率为80%,则需消耗N2H4的质量为       g(假设溶液电解前后体积不变)。

 

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根据下列实验或实验操作和现象,所得结论正确的是

 

实验或实验操作

现象

实验结论

A

用大理石和盐酸反应制取CO2 气体,立即通入一定浓度的Na2SiO3 溶液中

出现白色沉淀

H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强

B

向某溶液先滴加硝酸酸化,再滴加BaCl2溶液

有白色沉淀生成

原溶液中含有SO42-、SO32-、HSO3-中的一种或几种

C

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试管b比试管a中溶液的红色深

增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动

D

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左边棉球变为橙色,右边棉球变为蓝色

氧化性:Cl2>Br2>I2

 

 

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用无机矿物资源生产部分材料,其产品流程示意图如下。下列有关说法不正确的是

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A.制取玻璃的同时产生CO2气体,制取粗硅时生成的气体产物为CO

B.生产高纯硅、铝、铜及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应

C.粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次蒸馏的方法

D.黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可用于生产硫酸,FeO可用作冶炼铁的原料

 

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下列有关说法正确的是

A常温下,0.1 mol·L-1Na2S溶液中存在:c(OH)=c(H)+c(HS)+c(H2S)

B常温下,0.1 mol·L1HA溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液恰好完全反应时,溶液中一定存在:c(Na)=c(A)>c(OH)=c(H)

C常温下,将0.1 mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释,当溶液的pH从3.0升到4.0时,溶液中满分5 manfen5.com的值增大到原来的10倍

D常温下,pH=7的CH3COONa和CH3COOH混合溶液中c(Na)=0.1 mol·L-1:c(Na)=c(CH3COOH)>c(CH3COO)>c(H)=c(OH)

 

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在元素周期表短周期元素中,X元素与Y、Z、W三元素相邻,X、Y的原子序数之和等于Z的原子序数,这四种元素原子的最外层电子数之和为20。下列判断正确的是

A.四种元素的原子半径:rZ>rX>rY>rw

B.X、Y、Z、W形成的单质最多有6种

C.四种元素中,Z的最高价氧化物对应水化物酸性最强

D.四种元素均可与氢元素形成18电子分子

 

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