5.苯甲醛在濃堿的條件下能發(fā)生歧化反應(yīng)生成苯甲醇和苯甲酸鹽.某實(shí)驗(yàn)小組利用該原理制備純凈的苯甲酸.

查閱相關(guān)文獻(xiàn),可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
表1:有關(guān)物質(zhì)的密度、沸點(diǎn)、溶解性
物質(zhì) 相對(duì)分子
質(zhì)量
密度/
(相對(duì)于水)
  沸點(diǎn)/℃    溶解性
苯甲醛1061.046178.8微溶于水,可混溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿
苯甲醇1081.042205.7溶于水,易溶于乙醇、醚、芳烴
苯甲酸1221.271249.2微溶于水,易溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯、二硫化碳、四氯化碳
 苯甲酸鈉1441.442249.3溶于水和乙醇、甘油、苯、甲醇、微溶于乙醚
表2:苯甲酸為白色片狀晶體,熔點(diǎn)122.4℃,苯甲酸在水中的溶解度見下表
溫度/℃255095
溶解度/g0.170.956.8
實(shí)驗(yàn)方法:在圖示反應(yīng)裝置中,加入反應(yīng)物攪拌下控溫55℃回流至瓶內(nèi)物質(zhì)成糊狀后完成.拆除裝置,往儀器a中加入適量水,攪拌使固體溶解,然后將反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)入分液漏斗中,用30ml萃取劑分3次萃。腿『蟮乃畬又屑尤30g碎冰,在攪拌下慢慢加入濃HCl至濕潤的紫色石蕊試紙變紅,冰水浴中冷卻析出苯甲酸粗品.請(qǐng)回答下列問題:
(1)寫出裝置圖中玻璃儀器的名稱,a三頸燒瓶,b(球形)冷凝管.
(2)為了進(jìn)一步提純苯甲酸,通常采用重結(jié)晶法進(jìn)行.在進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)過程中需要趁熱過濾.將粗笨甲酸全溶后往往需要再加入少量蒸餾水的目的是為了減少趁熱過濾過程中損失苯甲酸.
(3)將提燉后的產(chǎn)品進(jìn)行洗滌、干燥.檢驗(yàn)經(jīng)上述操作后得到的是否是純凈的苯甲酸的常用方法是測(cè)定獲得產(chǎn)品的熔點(diǎn)是否是122.4℃.
(4)在整個(gè)過程中,若苯甲醛所取的質(zhì)量為2.120g,最終獲取的純凈笨甲酸的質(zhì)量為1.098g,則苯甲酸的產(chǎn)率為90.0%.
(5)某同學(xué)認(rèn)為可從棄去的萃取有機(jī)層中獲取笨甲醇,為完成該實(shí)驗(yàn)需要的玻璃儀器有溫度計(jì)、尾接管及蒸餾燒瓶、直形冷凝管、錐形瓶.

分析 (1)根據(jù)裝置圖可知儀器名稱;
(2)根據(jù)苯甲酸在水中的溶解度的數(shù)據(jù)可知,提純苯甲酸的方法;苯甲酸雖然溶液解度受溫度影響較大,但總體溶解度不大,所以增加水可以防止趁熱過濾時(shí)苯甲酸析出;
(3)純凈的苯甲酸有固定的熔點(diǎn),其熔點(diǎn)是122.4℃,通過測(cè)熔點(diǎn)的方法可判斷是否是純凈物;
(4)苯甲醛所取的質(zhì)量為2.120g,根據(jù)苯甲醛在濃堿的條件下能發(fā)生歧化反應(yīng)生成苯甲醇和苯甲酸鹽,再酸化得苯甲酸,可知理論上能產(chǎn)生苯甲酸的質(zhì)量為$\frac{2.120g}{106g/mol}×\frac{1}{2}×122g/mol$=1.22g,根據(jù)產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%計(jì)算;
(5)從棄去的萃取有機(jī)層中獲取笨甲醇,可以用蒸餾的方法,根據(jù)蒸餾裝置所需要的玻璃儀器答題;

解答 解:(1)根據(jù)裝置圖可知儀器a為三頸燒瓶,儀器 b為(球形)冷凝管,
故答案為:三頸燒瓶;(球形)冷凝管;
(2)根據(jù)苯甲酸在水中的溶解度的數(shù)據(jù)可知,提純苯甲酸可用重結(jié)晶的方法;苯甲酸雖然溶液解度受溫度影響較大,但總體溶解度不大,所以增加水可以防止趁熱過濾時(shí)苯甲酸析出,減少苯甲酸的損失,
故答案為:重結(jié)晶;為了減少趁熱過濾過程中損失苯甲酸;
(3)純凈的苯甲酸有固定的熔點(diǎn),其熔點(diǎn)是122.4℃,通過測(cè)熔點(diǎn)的方法可判斷是否是純凈物,所以檢驗(yàn)經(jīng)操作后得到的是否是純凈的苯甲酸的常用方法是測(cè)定獲得產(chǎn)品的熔點(diǎn)是否是122.4℃,
故答案為:測(cè)定獲得產(chǎn)品的熔點(diǎn)是否是122.4℃;
(4)苯甲醛所取的質(zhì)量為2.120g,根據(jù)苯甲醛在濃堿的條件下能發(fā)生歧化反應(yīng)生成苯甲醇和苯甲酸鹽,再酸化得苯甲酸,可知理論上能產(chǎn)生苯甲酸的質(zhì)量為$\frac{2.120g}{106g/mol}×\frac{1}{2}×122g/mol$=1.22g,所以苯甲酸的產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%=$\frac{1.098g}{1.22g}$×100%=90.0%,
故答案為:90.0%;
(5)從棄去的萃取有機(jī)層中獲取笨甲醇,可以用蒸餾的方法,蒸餾裝置所需要的玻璃儀器為溫度計(jì)、尾接管及蒸餾燒瓶、直形冷凝管、錐形瓶,
故答案為:蒸餾燒瓶、直形冷凝管、錐形瓶.

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物的合成及混合物的分離,明確反應(yīng)原理、物質(zhì)的性質(zhì)、混合物的分離原理及產(chǎn)率計(jì)算方法是解答本題的關(guān)鍵,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.1L A氣體與0.5L B氣體反應(yīng),恢復(fù)原溫度和壓強(qiáng)時(shí),生成氣體的體積為1L,已知生成物的化學(xué)式為X2Y,則A的分子式為(  )
A.XY2B.X3YC.X2D.Y2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.已知反應(yīng):
①101kPa時(shí),2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221kJ•mol-1
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-57.3kJ•mol-1
下列結(jié)論正確的是( 。
A.碳的燃燒熱大于110.5 kJ•mol-1
B.2C(g)+O2(g)═2CO(g)△H>-221 kJ•mol-1
C.98%的濃硫酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1mol水的中和熱為-57.3kJ•mol-1
D.稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出57.3kJ的熱量

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.通過量CO2于下列溶液中,出現(xiàn)渾濁的是( 。
A.Ba(NO32溶液B.飽和澄清石灰水C.Na2SO4溶液D.飽和Na2CO3溶液

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

11.水滑石(IDHs)是一類功能無機(jī)非金屬材料,可用作塑料的阻燃劑等.某課外活動(dòng)小組的同學(xué)通過如下流程制備鎂鋁水滑石.

(1)A溶液為一定濃度的Mg(NO32與Al(NO32的混合溶液.配制時(shí),除燒杯、玻璃棒外,還需要的玻璃儀器有500mL容量瓶,膠頭滴管;
(2)B溶液為c(NaOH)=1.6mol•L-1和c(Na2CO3)=0.8mol•L-1的混合溶液,則配制時(shí),需稱取NaOH的質(zhì)量為32g;B溶液中c(Na+)=3.2mol•L-1
(3)過濾時(shí)玻璃棒的作用是引流.

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10.研究CO2的利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要意義.
(1)將CO2與焦炭作用生成CO,CO可用于煉鐵等.
已知:①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1
     ②C(s,石墨)+CO2(g)═2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1
則CO還原Fe2O3(s)的熱化學(xué)方程式為Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5 kJ•mol-1
(2)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)×c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×{c}^{3}({H}_{2})}$.
②取一定體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比為1:3),加入恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng)反應(yīng)過程中測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系如圖1所示,則該反應(yīng)的△H<(填“>”、“<”或“=”,下同)0.

③在兩種不同條件下發(fā)生反應(yīng),測(cè)得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖2所示,曲線I、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)關(guān)系為K>K
(3)以CO2為原料還可以合成多種物質(zhì).
①工業(yè)上尿素[CO(NH22]由CO2和NH3在一定條件下合成,其反應(yīng)方程式為2NH3+CO2CO(NH22+H2O.開始以氨碳比$\frac{n(N{H}_{3})}{n(C{O}_{2})}$=3進(jìn)行反應(yīng),達(dá)平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為60%,則NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為40%.
②用硫酸溶液作電解質(zhì)進(jìn)行電解,CO2在電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷,該電極反應(yīng)的方程式為CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O.
③將足量CO2通入飽和氨水中可得氮肥NH4HCO3,已知常溫下一水合氨Kb=1.8×10-5,碳酸一級(jí)電離常數(shù)Ka=4.3×10-7,則NH4HCO3溶液呈堿性(填“酸性”、“中性”或“堿性”).

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17.在恒溫條件下,向盛有食鹽的2L恒容密閉容器中加入0.2molNO2,0.2molNO和0.1molCl2,發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng):
①2NO2(g)+NaCl(s)═NaNO3(s)+ClNO(g)△H1<0 平衡常數(shù)K1
②2NO(g)+Cl2(g)═2ClNO(g)△H2<0  平衡常數(shù)K2
10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得容器內(nèi)體系的壓強(qiáng)減少20%,10min內(nèi)用ClNO(g)表示的平均反應(yīng)速率v(ClNO)═7.0×10-3mol•L•min-1
下列說法正確的是( 。
A.反應(yīng)4NO2(g)+2NaCl(s)═2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數(shù)$\frac{{{k}_{1}}^{2}}{{k}_{2}}$
B.平衡后c(Cl2)=2.5×10-2mol•L-1
C.其他條件保持不變,反應(yīng)在恒壓條件下進(jìn)行,則平衡常數(shù)K2增大
D.平衡時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率為50%

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14.氧化還原反應(yīng)的“現(xiàn)象”是元素的化合價(jià)有變化,本質(zhì)是有電子的轉(zhuǎn)移.請(qǐng)完成以下3題.
(1)化工廠常用氨水檢驗(yàn)管道是否漏氯氣,其反應(yīng)式為3Cl2+8NH3═6NH4Cl+N2,當(dāng)有160.5gNH4Cl產(chǎn)生時(shí),被氧化的氨氣是17g.
(2)在自然界,天然水中的“氧化亞鐵硫桿菌”能利用空氣中的氧氣將地表的黃鐵礦(主要成分為FeS2)氧化為硫酸鐵,并使水的酸性增強(qiáng).該反應(yīng)過程的化學(xué)方程式為4FeS2+15O2+2H2O$\frac{\underline{\;細(xì)菌\;}}{\;}$2Fe2(S043+2H2S04.當(dāng)溶有硫酸鐵的水流經(jīng)銅礦石區(qū)域時(shí),會(huì)使Cu2S溶解,水的酸性進(jìn)一步增強(qiáng),反應(yīng)的離子方程式如下,請(qǐng)配平之.10Fe3++1Cu2S+4H2O═10Fe2++2Cu2++8H++1SO42-
(3)完成并配平以下反應(yīng)的化學(xué)方程式:
①實(shí)驗(yàn)室制氯氣:MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+2H2O+Cl2↑,
②實(shí)驗(yàn)室加熱高錳酸鉀制氧氣:2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ K2MnO4+MnO2+O2↑,
③把過氧化鈣投入水中向魚苗供氧:2CaO2+2H2O═2Ca(OH)2+O2↑.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.某;瘜W(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)一瓶溶液,標(biāo)簽上標(biāo)有“CaCl2 0.1mol•L-1”的字樣,下面是該小組成員對(duì)溶液的敘述,正確的是( 。
A.配制1 L該溶液,可將0.1 mol CaCl2溶于1 L水中
B.Ca2+和Cl-的物質(zhì)的量濃度都是0.1 mol•L-1
C.從試劑瓶中取該溶液的一半,則所取溶液的物質(zhì)的量濃度為0.05 mol•L-1
D.將該瓶溶液稀釋一倍,則所得溶液的c(Cl-)為0.1 mol•L-1

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