练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    6．某化学小组以苯甲酸为原料制取苯甲酸甲酯．有关物质的沸点和相对分子质量如表：
    Ⅰ．合成苯甲酸甲酯粗产品
    物质甲醇苯甲酸苯甲酸甲酯
    沸点/℃64.7249199.6
    相对分子质量32122136
    在烧瓶中加入12.2g苯甲酸和20mL甲醇（密度约0.79g/mL），再小心加入3mL浓硫酸，混匀后，投入几粒碎瓷片，小心加热使反应完全，得苯甲酸甲酯粗产品．
    （1）该反应中浓硫酸的作用，若反应产物水分子中有同位素18O，写出能表示反应前后18O位置的化学方程式：C6H5CO18OH+CH3OH催化剂加热$?_{△}^{催化剂}$H5COOCH3+H218O，甲醇过量的原因该反应是可逆反应，甲醇比苯甲酸价廉，且甲醇沸点低，易损失，增加甲醇的量，可提高产率．
    （2）如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，应该采取的正确操作是冷却后补加．
    （3）甲、乙、丙三位同学分别设计了如图1三套实验室制取苯甲酸甲酯的装置（夹持仪器和加热仪器均已略去）．根据有机物的特点，最好采用装置乙（填“甲”、“乙”、“丙”）．
    Ⅱ．粗产品的精制
    （4）苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等，现拟用图2流程图进行精制，请根据流程图填入恰当操作方法的名称：操作I为，操作Ⅱ为分液，蒸馏．
    （5）如图2流程图中加入Na2CO3溶液后，放入分液漏斗中振荡、静置，要得到有机层，其具体操作是将分液漏斗上口的玻璃塞打开（或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔），再旋开分液漏斗活塞，用锥形瓶接收下层液体，待下层液体刚好流尽时关闭活塞，将有机层从分液漏斗上口倒入另一干净的容器（或烧杯）中．
    （6）苯甲酸甲酯的产率为65%．

    分析 （1）根据酯化反应中浓硫酸的作用进行解答；酯化反应机理为酸脱羟基醇脱氢，据此写出该反应的化学方程式；从甲醇沸点较低、价格较低反应物浓度对化学平衡的影响方面分析；
    （2）如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，需要冷却后加入；
    （3）根据甲图、乙图装置的圆底烧瓶上没有冷凝管及甲醇易挥发进行分析；
    （4）分液用于分离两种不互溶的液体，蒸馏用于互溶但沸点相差较大的两种（或两种以上）液体分离；
    （5）苯甲酸甲酯的密度小于水溶液，在混合液上层，上层液体从分液漏斗上口倒出，下层液体从分液漏斗下口放出；
    （6）产率=$\frac{实际量}{理论量}$×100%，根据反应物的物质的量判断过量，根据不足量计算出理论上生成苯甲酸甲酯的物质的量，再计算出其产率．

    解答 解：（1）浓硫酸在酯化反应中起到了催化剂作用，酯化反应为可逆反应，浓硫酸吸收反应生成的水，可以促进酯的生成，浓硫酸起到了吸水剂的作用，苯甲酸与甲醇在浓硫酸作用下的酯化反应为：苯甲酸脱去羟基，据此脱去羟基中的氢原子，二者反应生成苯甲酸甲酯，所以水中18O原子来自苯甲酸，反应的化学方程式为：C6H5CO18OH+CH3OH$?_{△}^{催化剂}$C6H5COOCH3+H218O；由于该反应是可逆反应，甲醇比苯甲酸价廉，且甲醇沸点低，易损失，增加甲醇的量，可提高苯甲酸甲酯的产率，
    故答案为：催化剂和吸水剂；C6H5CO18OH+CH3OH$?_{△}^{催化剂}$C6H5COOCH3+H218O；该反应是可逆反应，甲醇比苯甲酸价廉，且甲醇沸点低，易损失，增加甲醇的量，可提高产率；
    （2）如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，应该采取的正确操作是冷却后加入，防止液体暴沸，
    故答案为：冷却后补加；
    （3）由装置图可知，乙图的圆底烧瓶上有冷凝管，充分起到回流作用，甲图和丙图则没有，而本题中反应物甲醇沸点低，苯甲酸、苯甲酸甲酯的沸点远高于甲醇，若采用甲图、丙图，甲醇必定会大量挥发，不利于合成反应，所以应冷凝回流，减少甲醇的挥发，提高产率，
    故答案为：乙；
    （4）苯甲酸甲酯不溶于水，操作Ⅰ分离出互不相溶的液体，通常采用分液操作完成；甲醇和苯甲酸甲酯相互溶解，二者沸点不同，可以通过蒸馏操作分离，
    故答案为：分液，蒸馏；
    （5）加入Na2CO3溶液后，放入分液漏斗中振荡、静置，要得到有机层，其具体操作方法为：将分液漏斗上口的玻璃塞打开（或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔），再旋开分液漏斗活塞，用锥形瓶接收下层液体，待下层液体刚好流尽时关闭活塞，将有机层从分液漏斗上口倒入另一干净的容器（或烧杯）中，
    故答案为：将分液漏斗上口的玻璃塞打开（或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔），再旋开分液漏斗活塞，用锥形瓶接收下层液体，待下层液体刚好流尽时关闭活塞，将有机层从分液漏斗上口倒入另一干净的容器（或烧杯）中；
    （6）12.2g苯甲酸的物质的量为：$\frac{12.2g}{122g/mol}$=0.1mol，20mL甲醇（密度约0.79g/mL）的物质的量为：$\frac{0.79g/ml×20ml}{32g/mol}$=0.49mol＞0.1mol，
    则理论上生成苯甲酸甲酯的物质的量为：0.1mol，质量为：136g/mol×0.1mol=13.6g，则苯甲酸甲酯的产率为：$\frac{8.84g}{13.6g}$×100%=65%，
    故答案为：65%．

    点评 本题通过苯甲酸甲酯的制备方法，考查了物质制备方案的设计与评价，题目难度中等，明确物质的制备原理为解答此类题的关键，该烃为乙酸乙酯的制备知识的迁移题目，充分考查了学生灵活应用所学知识的能力．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：多选题

    5．在容积恒定的密闭容器中进行反应 2NO+O2=2NO2 该反应的反应速率随时间变化的关系如图所示．若t2、t4时刻只改变一个条件，下列说法正确的是（　　）
    A．在t5时，容器NO2的体积分数是整个过程中的最大值
    B．在t2时，采取的措施可以是增大压强
    C．在t3～t4时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
    D．在t1～t2时，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    6．有关海洋中部分资源的利用如图所示，回答下列问题

    （1）粗盐中除含有泥砂等不溶性杂质外，还含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子．
    ①除去杂质离子所用试剂的按顺序依次是NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH或BaCl2、NaOH、Na2CO3（填试剂的化学式），过滤后向滤液中加入适量盐酸，蒸发结晶得精盐．
    ②检验所得精盐中是否含有SO42-的操作是取少量精盐溶解，向溶液中滴加BaCl2溶液，若无沉淀生成，则精盐中不含有SO42-．
    （2）母液中含有较多的Mg2+，利用流程所示方法可以制取氯化镁溶液，滤渣中加入试剂X的离子反应方程式为Mg（OH）2+2H+=2Mg2++2H2O．
    （3）含I-溶液中加入试剂Y的目的是将I-氧化（填“氧化”或“还原”）成I2．
    （4）试剂Z可以用苯或CCl4，操作Z的名称是萃取、分液，所需主要玻璃仪器的名称是分液漏斗、烧杯．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    3．氯水中存在如下平衡：Cl2（g）?Cl2（aq）、Cl2（aq）+H2O?H++Cl-+HClO．下列说法正确的是（　　）
    A．向饱和氯水中通入HCl，有c（H+）═c（Cl-）+c（OH-）+c（ClO-）
    B．氯气在1mol•L-1的NaCl溶液中比在1mol•L-1的AlCl3溶液中的溶解度小
    C．光照，氯水的漂白性增强
    D．若向饱和氯水中通入少量H2S，则$\frac{c（{H}^{+}）}{c（ClO^-）}$减小

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    1．活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂．以氧化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下：

    一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表：
    沉淀物Fe（OH）3Cu（OH）2Zn（OH）2Fe（OH）2
    pH3.26.78.09.7
    （1）“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒，目的是增大固液接触面积，加快溶解时的反应速率．
    （2）“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2+、SO4 2-，另含有Fe2+、Cu2+等杂质．先加入Na2CO3（填“Na2CO3”或“H2SO4”）调节溶液的pH至5.4，然后加入适量KMnO4，Fe2+转化为Fe（OH）3，同时KMnO4转化为MnO2．经检测溶液中Fe2+的浓度为0.009mol•L-1，则每升溶液中至少应加入0.003mol KMnO4．
    （3）杂质Cu2+可利用置换反应除去，应选择的试剂是锌粉．
    （4）“沉淀”得到ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O，“煅烧”在450～500℃下进行，“煅烧”反应的化学方程式为ZnCO3•2Zn（OH）2•H2O$\frac{\underline{\;450-500℃\;}}{\;}$3ZnO+CO2↑+3H2O↑．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    11．硅基太阳电池需用化合物甲作钝化材料，甲的摩尔质量为140g•mol-1，其中硅元素的质量分数为60%．已知1mol NH3与足量的化合物乙充分反应后可得到35g 甲与6g H2．工业上制乙的流程如图：

    请回答下列问题：
    （1）乙的电子式是；比较热稳定性：乙＜NH3（填＞，＜或=）．
    （2）NH3与足量的化合物乙反应制甲的化学方程式是3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2．
    （3）合成炉内物质需在保护气氛下高温合成，下列气体可作保护气的有BE（填字母编号）．
    A．O2    B．H2    C．N2    D．CO2    E．Ar
    （4）上述生产乙的过程中液氨的作用是制冷或降温．
    （5）甲与少量H2SO4溶液反应只得到H2SiO3和盐M两种产物，写出该反应的离子方程式Si3N4+4H++9H2O=3H2SiO3↓+4NH4+．请设计验证产物盐M的实验方案取少量滤液于试管中，先加稀盐酸无现象，再加氯化钡溶液，有白色沉淀生成；另取少量滤液于试管中，加入氢氧化钠固体（或浓溶液）并加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸（或pH试纸）变蓝色，则说明盐M是（NH4）2SO4．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    18．已知氯化银、溴化银的溶解度分别是1.5×10-4g和8.4×10-6g，将氯化银和溴化银的饱和溶液等体积混合，再加入足量浓硝酸银溶液，则发生的反应为（　　）
    A．只有溴化银沉淀生成B．氯化银河溴化银沉淀等量生成
    C．氯化银沉淀多于溴化银沉淀D．氯化银沉淀少于溴化银沉淀

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    15．能源与资源是现代社会发展的重要支柱．
    电能是现代社会应用广泛的能源之一．以氨作为燃料的固体氧化物（含有O2-）燃料电池，具有全固态结构、能量效率高、无污染等特点．工作原理如图所示：
    ①固体氧化物作为电池工作的电解质，O2-移向（填字母）A．
    A．电极a        B．电极b
    ②该电池工作时，电极a上发生的电极反应式为2NH3+3O 2--6e-=N2+3H2O．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    16．写出下列反应反应方程式：
    （1）实验室制乙炔CaC2+2H2O=Ca（OH）2+C2H2↑
    （2）甲苯的硝化反应
    （3）四氟乙烯的加聚反应nCF2=CF2→
    （4）2-甲基-1，3-丁二烯与足量溴水的反应CH2=C（CH3）-CH=CH2+Br2→CH2Br-CBr（CH3）CHBr-CH2Br．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案