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二苯基乙二酮常用作医药中间体及紫外线固化剂,可由二苯基羟乙酮氧化制得,相关物质的...

二苯基乙二酮常用作医药中间体及紫外线固化剂,可由二苯基羟乙酮氧化制得,相关物质的物理参数、化学方程式及装置图(加热和夹持装置已略去)如下:

在反应装置中,加入10ml冰醋酸、5.50gFeCl3固体、10ml水及少量碎瓷片,加热至沸腾,停止加热,待沸腾平息后加入2.12g二苯基羟乙酮,继续加热回流至二苯基羟乙酮完全反应。反应结束后加水煮沸,冷却后即有二苯基乙二酮粗产品析出,用70%乙醇水溶液重结晶提纯,得到1.80g产品。

重结晶过程如下:

加热溶解→活性炭脱色趁热过滤冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥

请回答以下问题:

1)装置图中仪器a的名称是_______________,其作用是______________

2)加入碎瓷片的作用是________。若加热后发现未加碎瓷片,应采取的正确方法是____________________________________________________

3)实验中可采用薄层色谱跟踪反应进程,其原理和操作与纸上层析类同,通过观察薄层色谱展开后的斑点(在实验条件下,只有二苯基羟乙酮和二苯基乙二酮能够产生斑点)判断样品中的成分。下图分别为加入二苯基羟乙酮后反应开始、回流15min30min45min60min时,用毛细管取样、点样,薄层色谱展开后的斑点:

该实验条件下加热________后可认为反应结束。

 A.15min     B.30min      C.45min    D.60min

4)上述重结晶过程中,____________(填步骤名称)操作除去了不溶性杂质。

5)在重结晶过程中,不可选用明火直接加热,原因是_________________________

6)不选择蒸馏的方法提纯二苯基乙二酮粗产品的原因是______________________

7)本实验的产率是_________%(保留3位有效数字)

 

冷凝管 冷凝回流 防止暴沸 停止加热,待冷却后补加 C 趁热过滤 所用70%乙醇溶液会挥发出乙醇蒸气,与空气混合遇明火爆炸 二苯基乙二酮粗产品为固体混合物,二苯基乙二酮与二苯基羟乙酮的沸点差别较小 85.7 【解析】 (1)根据装置图确定仪器a的名称及作用; (2)蒸馏装置中加入碎瓷片可防止暴沸;若加热后发现未加碎瓷片,要将装置冷却至室温后再补加碎瓷片; (3)由色谱的斑点可知,45min和60min的斑点一致,由此进行判断; (4)重结晶的过程为加热溶解,趁热过滤,冷却结晶,其中除去不溶性杂质可趁热过滤; (5)乙醇易挥发,蒸气与空气混合后遇明火爆炸; (6)二苯基乙二酮粗产品中含有二苯基羟二酮,二者的沸点分别为344℃、348℃,沸点差异过小,不能使用蒸馏的方法分离提纯; (7)2.12g二苯基羟乙酮物质的量为0.01mol,1.80g二苯基乙二酮物质的量为=0.008574mol,可进一步计算产率。 (1)装置图中仪器a的名称是冷凝管,其作用是使蒸气冷凝回流,继续反应; (2)加入碎瓷片的作用为防暴沸,若加热后发现未加碎瓷片,应该采取的操作为停止加热,待冷却后补加; (3)45min和60min的斑点一致,则在45min时,反应已经结束;答案选C; (4)重结晶过程中获得产品为二苯基乙二酮,含有的杂质为二苯基羟乙酮,二苯基羟乙酮不溶于冷水,则应该趁热过滤; (5)提纯二苯基乙二酮粗产品,所用70%乙醇溶液会挥发出乙醇蒸气,与空气混合遇明火爆炸,因此不能选用明火加热; (6)不选择蒸馏的方法提纯二苯基乙二酮粗产品的原因是二苯基乙二酮粗产品为固体混合物,二苯基乙二酮与二苯基羟乙酮的沸点差别较小; (7)2.12g二苯基羟乙酮物质的量为0.01mol,1.80g二苯基乙二酮物质的量为=0.008574mol,则产率为×100%=85.7%。  
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考点分析:
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实验室利用呋喃甲醛为原料制备呋喃甲醇与呋喃甲酸。

Ⅰ、制备原理:

2NaOH

HClNaCl

Ⅱ、实验步骤

Ⅲ、相关信息

 

呋喃甲醛

呋喃甲醇

呋喃甲酸

乙醚

熔点/

36.5

29

133

116.3

沸点/

161.7

170

231

34.5

水溶性

微溶

微溶

可溶

不溶

相对分子质量

96

98

112

74

 

 

Ⅳ、实验装置

 

V、分析与思考,回答下列问题:

1)操作①名称___;产品Y___

2)操作②的装置如图1所示,收集产品X时温度计的读数应控制在90℃左右,其原因是___

3)操作①所得水溶液,加盐酸须控制pH23pH3的理由是___;控制溶液pH时,应选择的指示剂是__

4)粗产品Y纯化过程用图2装置进行热过滤,具体操作:向铜漏斗中加热水___拆装置。涉及操作顺序最合理的选项。

A.加热漏斗支管放入短颈漏斗放入滤纸放接液烧杯倒入热的待滤液

B.放入短颈漏斗放接液烧杯加热漏斗支管放入滤纸倒入热的待滤液

C.放入短颈漏斗放入滤纸加热漏斗支管放接液烧杯倒入热的待滤液

D.放入短颈漏斗放入滤纸放接液烧杯倒入热的待滤液加热漏斗支管

5)共消耗30mL萃取剂乙醚,从萃取效果角度思考,下列4种萃取方式最合理的是__

A30mL0mL0mL      B10mL10mL10mL

C15mL10mL5 mL     D5mL10mL15mL

6)计算产品Y的产率ω(Y)___

 

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丙炔酸甲酯是一种重要的有机化工原料,沸点为103~105℃。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为:。装置如下图:

实验步骤如下:

步骤1:在反应瓶中,加入14.0g丙炔酸、50ml甲醇和2ml浓硫酸,少许碎瓷片,加热一段时间(装置见图1)

步骤2:蒸出过量的甲醇(装置见图2)

步骤3:反应液冷却后,依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相。

步骤4:有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏,称得丙炔酸甲酯12.5g

1)装置图中仪器a的名称是____________,其作用是__________________

2)蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是____________。若加热后发现未加碎瓷片,应采取的正确方法是____________________________

3)步骤1中,加入过量甲醇的目的除作溶剂外,还有________________

4)步骤3中,用5%Na2CO3溶液洗涤,主要除去的物质是________________;分离出有机相的操作名称为____________

5)步骤4中,蒸馏时不能用水浴加热的原因是______________________________

6)本实验的产率是________(保留3位有效数字)

 

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草酸二甲酯可用作制备维生素B13的中间体,也可用作增塑剂。实验室以草酸和甲醇为原料制备草酸二甲酯的一种方法如下:

相关物质的有关数据如下表所示:

物质

甲醇

草酸二甲酯

熔点/

5.5

-97

54

沸点/

80.1

64.3

163.5

相对分子质量

78

32

118

水溶性

不溶

互溶

不溶

 

实验过程:向如图反应装置中加入27g草酸、40g无水甲醇、100ml苯、5ml浓硫酸,搅拌下加热回流;待反应完全后,分离出甲醇和苯,所得反应液经水洗,有机层再用10%的碳酸钠溶液洗涤,然后用蒸馏水洗涤,加无水氯化钙固体干燥;过滤,滤液冷却后析出晶体,干燥,得草酸二甲酯30.1g

回答下列问题:

1)仪器A的名称为____________,反应过程中冷却水应从________(“a”“b”)口进入。

2)分离出甲醇和苯的操作名称为______________________________

3)用10%的碳酸钠溶液洗涤的目的是____________________________________

4)甲醇过量的目的是________________________________________________,浓硫酸的作用是_____________________________________________

5)分水器的优点是__________________________________________(任写一点)

6)本实验的产率是___________(保留三位有效数字)

 

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甲基丙烯酸甲酯的结构简式为,是有机玻璃的单体,其一种实验室制备方法如下:实验装置如图1所示(夹持装置及微波加热装置已略去):

实验步骤如下:

量取86ml甲基丙烯酸置于烧杯中,在搅拌的同时加入5ml浓硫酸,冷却至室温,再加入50ml甲醇,搅拌,混合均匀;

将混合溶液注入图1装置的反应器中,加入磁力搅拌子,微波加热温度为105℃,持续加热,充分反应;

纯化产品,流程如图2所示:

已知:

 

溶解性

可溶于有机物、水

可溶于热水、酯

难溶于水、可溶于有机物

密度/g•cm-3

0.79

1.01

0.94

沸点/

64.7

161

100~101

相对分子质量

32

86

100

 

回答下列问题:

1)制备甲基丙烯酸甲酯的化学方程式为______________________________

2)图1中仪器X的名称为________________,其进水口应为________________(“a”“b”)口。

3)采用微波加热可准确控制反应温度和时间,若反应温度控制不好,可能有副产物产生,写出一种有机副产物的结构简式:_________

4)从分水器中及时分离出水的目的是_____________________,如果分水器中的水层不再增厚,则表明__________________________

5)纯化过程中,用饱和碳酸钠溶液洗涤的目的是_______________________________;完成操作C应选____________(填选项字母,下同)装置,完成操作D应选____________装置。

6)本实验中甲基丙烯酸甲酯的产率为_________________保留三位有效数字

 

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草酸二甲酯可用作制备维生素B13的中间体,也可用作增塑剂。实验室以草酸和甲醇为原料制备草酸二甲酯的一种方法如下:

相关物质的有关数据如下表所示:

物质

甲醇

草酸二甲酯

熔点/

5.5

-97

54

沸点/

80.1

64.3

163.5

相对分子质量

78

32

118

水溶性

不溶

互溶

不溶

 

实验过程:向如图反应装置中加入27g草酸、40g无水甲醇、100ml苯、5ml浓硫酸,搅拌下加热回流;待反应完全后,分离出甲醇和苯,所得反应液经水洗,有机层再用10%的碳酸钠溶液洗涤,然后用蒸馏水洗涤,加无水氯化钙固体干燥;过滤,滤液冷却后析出晶体,干燥,得草酸二甲酯30.1g

回答下列问题:

1)仪器A的名称为____________,反应过程中冷却水应从________(“a”“b”)口进入。

2)分离出甲醇和苯的操作名称为______________________________

3)用10%的碳酸钠溶液洗涤的目的是____________________________________

4)甲醇过量的目的是________________________________________________,浓硫酸的作用是_____________________________________________

5)分水器的优点是__________________________________________(任写一点)

6)本实验的产率是___________(保留三位有效数字)

 

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