19.苯乙酸銅是合成優(yōu)良催化劑、傳感材料--納米氧化銅的重要前驅(qū)體之一.下面是它的一種實(shí)驗(yàn)室合成路線:
;
制備苯乙酸的裝置示意圖如圖(加熱和夾持裝置等略):
已知:苯乙酸的熔點(diǎn)為76.5℃,微溶于冷水,溶于乙醇.回答下列問題:
(1)在250mL三口瓶a中加入70mL 70%硫酸.配制此硫酸時(shí),加入蒸餾水與濃硫酸的先后順序是先加水,再加入濃硫酸.
(2)將a中的溶液加熱至100℃,緩緩滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升溫到130℃繼續(xù)反應(yīng).在裝置中,儀器b的作用是滴加苯乙腈;儀器c的作用是冷凝回流(或使氣化的反應(yīng)液冷凝).反應(yīng)結(jié)束后加適量冷水,再分離出苯乙酸粗品.加入冷水的目的是便于苯乙酸析出.下列儀器中可用于分離苯乙酸粗品的是BCE(填標(biāo)號(hào)).
A.分液漏斗   B.漏斗    C.燒杯  D.直形冷凝管     E.玻璃棒
(3)提純粗苯乙酸的方法是重結(jié)晶,最終得到44g純品,則苯乙酸的產(chǎn)率是95%.(相對(duì)分子質(zhì)量:苯乙腈117;苯乙酸136)
(4)用CuCl2•2H2O和NaOH溶液制備適量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸餾水洗滌沉淀,判斷沉淀洗干凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是取少量最后一次洗滌液,加入稀硝酸,再加AgNO3溶液,無白色渾濁出現(xiàn).
(5)將苯乙酸加入到乙醇與水的混合溶劑中,充分溶解后,加入Cu(OH)2攪拌30min,過濾,濾液靜置一段時(shí)間,析出苯乙酸銅晶體,混合溶劑中乙醇的作用是增大苯乙酸溶解度,便于充分反應(yīng).

分析 (1)配制此硫酸時(shí),應(yīng)將密度大的注入密度小的液體中,防止混合時(shí)放出熱使液滴飛濺;
(2)由圖可知,c為冷凝管,使氣化的液體冷凝回流,儀器b可加入反應(yīng)液;反應(yīng)結(jié)束后加適量冷水,降低溫度,減小苯乙酸的溶解度;分離苯乙酸粗品,利用過濾操作;
(3)苯乙酸微溶于冷水,在水中的溶解度較小;由反應(yīng)+H2O+H2SO4 $\stackrel{100~130℃}{→}$+NH4HSO4可知,40g苯乙腈生成苯乙酸為40g×$\frac{136}{117}$=46.5g;(4)用蒸餾水洗滌沉淀,將氯離子洗滌干凈,利用硝酸銀檢驗(yàn)洗滌液確定是否洗滌干凈;(5)苯乙酸微溶于冷水,溶于乙醇,混合溶劑中乙醇可增大苯乙酸的溶解度.

解答 解:(1)稀釋濃硫酸放出大量的熱,配制此硫酸時(shí),應(yīng)將密度大的注入密度小的液體中,防止混合時(shí)放出熱使液滴飛濺,則加入蒸餾水與濃硫酸的先后順序是先加水、再加入濃硫酸,
故答案為:先加水,再加入濃硫酸;
(2)由圖可知,c為球形冷凝管,其作用為回流(或使氣化的反應(yīng)液冷凝),儀器b的作用為滴加苯乙腈;反應(yīng)結(jié)束后加適量冷水,降低溫度,減小苯乙酸的溶解度,則加入冷水可便于苯乙酸析出;分離苯乙酸粗品,利用過濾操作,則需要的儀器為漏斗、燒杯、玻璃棒,
故答案為:冷凝回流(或使氣化的反應(yīng)液冷凝); 便于苯乙酸析出;BCE;
(3)苯乙酸微溶于冷水,在水中的溶解度較小,則提純苯乙酸的方法是重結(jié)晶;由反應(yīng)+H2O+H2SO4 $\stackrel{100~130℃}{→}$+NH4HSO4可知,40g苯乙腈生成苯乙酸為40g×$\frac{136}{117}$=46.5g,最終得到44g純品,則苯乙酸的產(chǎn)率是$\frac{44g}{46.5g}$×100%=95%,
故答案為:重結(jié)晶;95%;
(4)用蒸餾水洗滌沉淀,將氯離子洗滌干凈,利用硝酸銀檢驗(yàn)洗滌液確定是否洗滌干凈,則沉淀洗干凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是取最后一次少量洗滌液,加入稀硝酸,再加入AgNO3溶液,無白色渾濁出現(xiàn),
故答案為:取少量最后一次洗滌液,加入稀硝酸,再加AgNO3溶液,無白色渾濁出現(xiàn);
(5)苯乙酸微溶于冷水,溶于乙醇,混合溶劑中乙醇可增大苯乙酸的溶解度,然后與Cu(OH)2反應(yīng)除去苯乙酸,即混合溶劑中乙醇的作用是增大苯乙酸溶解度,便于充分反應(yīng),
故答案為:增大苯乙酸溶解度,便于充分反應(yīng).

點(diǎn)評(píng) 本題考查苯乙酸銅的合成,側(cè)重物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)及有機(jī)物性質(zhì)的考查,把握合成反應(yīng)及實(shí)驗(yàn)裝置的作用為解答的關(guān)鍵,綜合考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和分析解答問題的能力,題目難度中等,注意信息的處理及應(yīng)用.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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9.在0.1mol•L-1CH3COOH溶液中存在如下電離平衡:CH3COOH?CH3COO-+H+,對(duì)于該平衡,下列敘述正確的是( 。
A.加入水時(shí),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),c(H+)增大
B.加入少量NaOH固體,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),c(H+)減少
C.加入少量0.1mol•L-1 HCl溶液,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),溶液中c(H+)減少
D.加入少量CH3COONa固體,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),c(CH3COO-)增大

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10.NaHCO3的水溶液顯堿性,泡沫滅火器的原理是Al3++3HCO3-═Al(OH)3↓+3CO2↑(用離子方程式表示).

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7.七鋁十二鈣(12CaO•7Al2O3)是新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料,用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和廢Al片制備七鋁十二鈣的工藝如圖:

(1)煅粉主要含MgO和CaO,用適量的NH4NO3溶液浸取煅粉后,鎂化合物幾乎不溶,若溶液I中c(Mg2+)小于5×10-6mol•L-1,則溶液pH大于11(Mg(OH)2的Ksp=5×10-12);該工藝中不能用(NH42SO4代替NH4NO3,原因是CaSO4微溶于水,用(NH42SO4代替NH4NO3,會(huì)生成CaSO4沉淀引起Ca2+的損失,
(2)濾液I中的陰離子有NO3-、OH-(忽略雜質(zhì)成分的影響);若濾液I中僅通入CO2,會(huì)生成Ca(HCO32,從而導(dǎo)致CaCO3產(chǎn)率降低.
(3)用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜,反應(yīng)的離子方程式為Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O.

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14.下列變化,必須要加入氧化劑才能實(shí)現(xiàn)的是( 。
A.HCl→H2B.H2O2→O2C.H2SO4→SO2D.Fe→Fe3O4

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4.分別在密閉容器的兩個(gè)反應(yīng)室中進(jìn)行如下反應(yīng):左反應(yīng)室:A(g)+2B(g)═2C(g) 右反應(yīng)室:2Z(g)═X(g)+Y(g)在反應(yīng)室之間有無摩擦、可自由滑動(dòng)的密封板隔斷.反應(yīng)開始和達(dá)到平衡時(shí)有關(guān)物理量的變化如圖所示:

(1)A(g)+2B(g)═2C(g) 的△H< 0(填“>”、“<”或“=”).
(2)在平衡(I)和平衡(Ⅱ)中,X的體積分?jǐn)?shù)b(填序號(hào)).
a.一定相等    b.一定不相等    c.可能相等
(3)達(dá)到平衡(I)時(shí),A的轉(zhuǎn)化率為$\frac{5}{11}$.

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11.Ⅰ課外活動(dòng)小組甲,自行設(shè)計(jì)了如圖裝置進(jìn)行乙醇的催化氧化實(shí)驗(yàn)并制取乙醛,圖中鐵架臺(tái)等裝置已略去.請(qǐng)回答下列問題:

(1)實(shí)驗(yàn)前,首先檢查裝置的氣密性,然后分別向試管A中加入乙醇,C中加入水;
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),先加熱B裝置中的玻璃管,約1分鐘后鼓入空氣,此時(shí)銅絲即呈紅熱狀態(tài).若把酒精燈撤走,控制一定的鼓氣速度,銅絲能長(zhǎng)時(shí)間保持紅熱直到實(shí)驗(yàn)結(jié)束.
①乙醇的催化氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+H2O;
②通入空氣的速度過快或過慢都不利于反應(yīng)的進(jìn)行,控制氣體流速的實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象是:觀察甲中單位時(shí)間內(nèi)的氣泡數(shù).
Ⅱ課外活動(dòng)小組乙,在研究了課外活動(dòng)小組甲的方案后,認(rèn)為該方案中有不足和不安全的地方.
(3)課外活動(dòng)小組乙對(duì)甲的方案提出改進(jìn)意見:
①將甲裝置浸在70~80℃的水浴中,目的是使生成乙醇蒸氣的速率加快;
②裝置B、C之間接上D裝置,請(qǐng)你在上面方框中,畫出D的裝置圖.
(4)如果在裝置B、C之間不增加D裝置,提出你對(duì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的意見:將試管丁浸在冰水中,產(chǎn)物不用水吸收而是直接冷卻.

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8.(1)通常用飽和NaHCO3溶液除去混在CO2中少量的HCl氣體,其反應(yīng)的離子方程式為H++HCO3-=H2O+CO2↑,不能用NaOH溶液的原因是(用離子方程式表示)CO2+2OH-=H2O+CO32-,也不能用Na2CO3溶液的原因是(用離子方程式表示)CO2+CO32-+H2O=2HCO3-
(2)向飽和Na2CO3溶液中通入過量的CO2氣體,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Na++CO32-+H2O+CO2=2NaHCO3↓.

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9.用KMnO4氧化溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的鹽酸.反應(yīng)方程式如下:2KMnO4+16HCl(濃)═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
①此反應(yīng)中氧化劑是KMnO4,氧化產(chǎn)物Cl2
②15.8g KMnO4完全反應(yīng),產(chǎn)生的Cl2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為5.6L,有0.5mol HCl被氧化.
③若此鹽酸的密度為1.2g/cm3,其物質(zhì)的量濃度為12mol/L.

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