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2-硝基-1,3-苯二酚是重要的医药中间体。实验室常以间苯二酚为原料分以下三步合...

2-硝基-13-苯二酚是重要的医药中间体。实验室常以间苯二酚为原料分以下三步合成:

部分物质相关性质如下表:

名称

相对分子质量

性状

熔点/℃

水溶性(常温)

间苯二酚

110

白色针状晶体

110.7

易容

2-硝基-13-苯二酚

155

桔红色针状晶体

87.8

难容

 

制备过程如下:

①磺化:称取71.0g碾成粉状的间苯二酚放入烧杯中,慢慢加入浓硫酸并不断搅拌,控制温度为60℃65℃15min,如下图。

②硝化:将烧杯置于冷水中冷却后加入混酸,控制温度(25±5)℃左右继续搅拌15min

③蒸馏:将硝化反应混合物移入圆底烧瓶B中,然后用左图所示装置进行水蒸气蒸馏;将馏出液冷却后再加入乙醇水混合剂重结晶。

回答下列问题:

(1)图中仪器C的名称是______

(2)磺化和硝化过程中装置D的作用是______

(3)硝化过程中控制温度(25±5)℃左右,温度不宜过高,原因是______

(4)烧瓶A中玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大引起事故、又能______。反应一段时间后,停止蒸馏,此时应______(填标号)

A.打开活塞熄灭酒精灯停止通冷凝水

B.熄灭酒精灯打开活塞停止通冷凝水

C.熄灭酒精灯停止通冷凝水打开活塞

D.停止通冷凝水打开活塞熄灭酒精灯

(5)步骤③蒸馏所得2-硝基-13-苯二酚中仍含少量杂质,可用少量乙醇水混合剂洗涤。请设计简单的证明2-硝基-13-苯二酚已经洗涤干净______

(6)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,被提纯的物质必须具备的条件正确的是______(填标号)

a.不溶或难溶于水,便于最后分离    b.在沸腾下与水不发生化学反应

c.具有一定的挥发性                d.具有较低的熔点

(7)本实验最终获得12.0g桔红色晶体,则2-硝基-13-苯二酚的产率约为______

 

直形冷凝管 冷凝回流 温度较高时硝酸易分解(酚易氧化),产率过低 防止压强过小产生倒吸 A 取少量洗涤液,滴加BaCl2溶液,若无沉淀产生,证明已经洗涤干净 abc 12.0% 【解析】 (1)由仪器结构C为直形冷凝管; (2)装置D进行冷凝回流,减少损失,提高原料利用率; (3)步骤②中在温度较高时,硝酸会分解,同时酚在高温时容易被氧化,导致产率过低; (4)长玻璃管起稳压作用;停止蒸馏时,要平衡压强,用冷凝水充分冷凝蒸气; (5)2-硝基-1,3-苯二酚中含少量硫酸根离子,可滴加BaCl2溶液验证; (6)用水蒸气蒸馏来分离和提纯物质; (7)根据元素守恒计算2-硝基-1,3-苯二酚的质量。 (1)由仪器结构,可知仪器C为直形冷凝管; (2)有机物、硝酸易挥发,装置D进行冷凝回流,减少损失,提高原料利用率; (3)步骤②中在温度较高时,硝酸会分解,同时酚在高温时容易被氧化,导致产率过低,所以控制温度(25±5)℃左右,温度不宜过高; (4)图2中,烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大引起事故、又能在A装置中冷却时,防止B装置处引起倒吸;停止蒸馏时,要平衡压强,用冷凝水充分冷凝蒸气,应先打开活塞,再熄灭酒精灯,最后停止通冷凝水; (5)步骤③所得2-硝基-1,3-苯二酚中仍含少量杂质中含有硫酸根离子,证明2-硝基-1,3-苯二酚已经洗涤干净的操作为取少量洗涤液,滴加BaCl2溶液,若无沉淀产生,证明已经洗涤干净; (6)能用水蒸气蒸馏来分离和提纯物质,则被提纯物质必须不溶或难溶于水,便于最后分离,在沸腾下与水不发生化学反应、具有一定的挥发性, 故选:abc; (7)71g间苯二酚的物质的量为g/mol,根据元素守恒可知,生成的2-硝基-1,3-苯二酚的质量为×155=100.05g,其产率=×100%=12.0%。
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考点分析:
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已知X的性质与乙酸乙酯相似,是一种具有果香味的合成香料,下图为合成X的某种流程:

提示:①不能最终被氧化为—COOH;

②D的产量可以用来衡量一个国家的石油化工水平。

请根据以上信息,回答下列问题:

(1)A分子中官能团的名称是__________,E的结构简式是________

(2)D→E的化学反应类型为________反应。

(3)上述A、B、C、D、E、X六种物质中,互为同系物的是________

(4)C的一种同分异构体F可以发生水解反应,则F的结构简式为_________________

(5)反应C+E→X的化学方程式为_____________________________________________

(6)为了制取X,甲、乙、丙三位同学分别设计下列三套实验装置:

请从甲、乙两位同学设计的装置中,选择一种作为实验室制取X的装置,选择的装置是_______(选填“甲”或“乙”),丙同学将甲装置中的玻璃管改成球形干燥管,除起冷凝作用外,另一重要作用是_______。试管B中放入的是饱和________溶液,从试管B中分离出X所用的主要仪器是______

 

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某化学兴趣小组为合成1-丁醇,查阅资料得知如下合成路线:CH3CH=CH2+CO+H2CH3CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2OH

已知:CO 的制备原理:HCOOH CO↑+H2O.(常温下甲酸为液体)

1)原料气CH3CH=CH2COH2的制备均可用图1装置:

填写下列空白:

①若用上述装置制备氢气,收集装置可选用图2下列______装置

②若用上述装置制备干燥纯净的CO气体,装置b的作用是______c中盛装的试剂是______

为了控制生成一氧化碳的速度,则分液漏斗a中盛装的试剂是______

③实验室用浓硫酸和2-丙醇制备丙烯时,还产生少量SO2CO2及水蒸气,该小组用图3试剂检验这四种气体,混合气体通过试剂的顺序是______(填序号,试剂可以重复使用);写出2-丙醇与浓硫酸反应生成SO2CO2及水蒸气的化学方程式______

2)合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应,为增大反应速率和提高原料气的转化率,你认为应该采用的适宜反应条件是______

a.低温、高压、催化剂               b.适当的温度、高压、催化剂

c.常温、常压、催化剂               d.适当的温度、常压、催化剂

3)正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的 1-丁醇粗品。为纯化 1-丁醇,该小组查阅文献得知:

R-CHO+NaHSO3(饱和)→RCHOHSO3Na↓

②沸点:乙醚 34℃,1-丁醇 118℃,并设计出如图提纯路线:

试剂1______,操作3______

 

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实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯。有关物质的相关数据如下表:

化合物

相对分子质量

密度/g·cm-3

沸点/℃

溶解度g/l00g

正丁醇

74

0.80

118.0

9

冰醋酸

60

1.045

118.1

互溶

乙酸正丁酯

116

0.882

126.1

0.7

 

操作如下:

50mL三颈烧瓶中投入几粒沸石,将18.5 mL正丁醇和13.4 mL冰醋酸(过量),34滴浓硫酸按一定顺序均匀混合,安装分水器(作用:实验过程中不断分离除去反应生成的水)、温度计及回流冷凝管。

将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中依次用水洗,10% Na2CO3洗,再水洗,最后转移至锥形瓶并干燥。

将干燥后的乙酸正丁酯加入烧瓶中,常压蒸馏,收集馏分,得15.1 g乙酸正丁酯。

请回答有关问题:

1)写出任意一种正丁醇同类的同分异构体的结构简式___________

2)仪器A中发生反应的化学方程式为___________________

3)步骤向三颈烧瓶中依次加入的药品是:__________________

4)步骤中,用 10%Na2CO3溶液洗涤有机层,该步操作的目的是____________

5)步骤在进行蒸馏操作时,若从118℃开始收集馏分,产率偏___,(填)原因是__

6)该实验生成的乙酸正丁酯的产率是_________

 

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苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线:

制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略)

已知:苯乙酸的熔点为76.5 ℃,微溶于冷水,溶于乙醇。

回答下列问题:

1)在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是

__________________________

2)将a中的溶液加热至100 ℃,缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温至130 ℃继续反应。在装置中,仪器b的作用是_____________________;仪器c的名称是______________,其作用是___________________________________________

反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加人冷水的目的是____________。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是________________(填标号)

A.分液漏斗

B.漏斗

C.烧杯

D.直形冷凝管E.玻璃棒

 

 

3)提纯粗苯乙酸的方法是_____________,最终得到44 g纯品,则苯乙酸的产率是________

4)用CuCl2• 2H2ONaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是____________________________________________

5)将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入Cu(OH)2搅拌30min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是___________________

 

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过氧化钙晶体(CaO2·8H2O)常用作医药消毒剂,可以轻质碳酸钙为原料,按以下实验方法来制备。

下列有关说法正确的是

A. ①煮沸的主要目的是为了除去溶解的CO2

B. ②的反应中H2O2作氧化剂,氨水用来调节溶液的pH

C. ②中结晶的颗粒较小,过滤时可用玻璃棒轻轻搅动

D. ③醇洗的主要目的是为了减少晶体的损失

 

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