14.實(shí)驗(yàn)室用乙酸和正丁醇制備乙酸正丁醇,其反應(yīng)方程式為CH3COOH+CH3CH3CH2CH2OH $\stackrel{濃硫酸}{?}$CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O有關(guān)物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息如下:
化合物相對(duì)分子質(zhì)量密度/g•cm-3沸點(diǎn)/℃溶解度/(g/100g水)
正丁醇740.80118.09
冰醋酸601.045118.1互溶
乙酸正丁酯1160.882126.10.7
(1)醇可發(fā)生分子間脫水生成醚,如2CH3CH2OH $?_{140℃}^{濃硫酸}$CH3CH2OCH2CH3+H2O
(2)醇可發(fā)生分子內(nèi)脫水生成烯烴,如C2H5OH$?_{170℃}^{濃硫酸}$CH2═CH2↑+H2O
請(qǐng)回答有關(guān)問題

Ⅰ.乙酸正丁酯粗產(chǎn)品的制備
在三孔圓底燒瓶中裝入沸石,加入18.5mL正丁醇和15.4mL冰醋酸(稍過量),再加3~4滴濃硫酸.然后安裝分水器(作用:實(shí)驗(yàn)過程中不斷分離除去反應(yīng)生成的水)、溫度計(jì)及回流冷凝管,加熱冷凝回流反應(yīng).
(1)三孔燒瓶和蒸餾燒瓶在加熱時(shí)都需要加入沸石,加入沸石是作用是防暴沸.本實(shí)驗(yàn)過程中可能產(chǎn)生多種有機(jī)副產(chǎn)品,請(qǐng)寫成其中一種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3或CH2=CHCH2CH3
(2)反應(yīng)時(shí)加熱有利于提高酯的產(chǎn)率,但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溫度過高酯的產(chǎn)率反而降低,可能的原因是乙酸、正丁醇都易揮發(fā),溫度過高可能使乙酸、正丁醇大量揮發(fā)使產(chǎn)率降低,溫度過高可能發(fā)生副反應(yīng)使產(chǎn)率降低.
Ⅱ.乙酸正丁酯粗產(chǎn)品的精制.
(3)將三孔圓底燒瓶中的產(chǎn)物轉(zhuǎn)入分液漏斗中,并用飽和Na2CO3溶液洗滌有機(jī)層,接下來進(jìn)行的操作名稱是分液.
(4)將酯層采用如圖2所示裝置蒸餾.
①圖2中儀器B的名稱為冷凝管,水的流向應(yīng)該從g(“f”或“g”)口進(jìn)入.
②蒸餾收集乙酸正丁酯粗產(chǎn)品時(shí),應(yīng)將溫度控制在126.1℃左右.

分析 I.(1)沸石有防止液體暴沸作用;醇在一定條件下能發(fā)生分子內(nèi)或分子間脫水生成烯烴或醚;
(2)溫度過高會(huì)促進(jìn)乙酸、丁醇揮發(fā),還可能發(fā)生副反應(yīng);
II.(3)將圓底燒瓶中的液體轉(zhuǎn)入分液漏斗中,并用飽和Na2CO3溶液洗滌有機(jī)層,除去乙酸、丁醇且降低酯的溶解度,然后進(jìn)行分液;
(4)①B儀器名稱是冷凝管,水應(yīng)該采用逆流方向;
②收集酯,溫度應(yīng)該控制在酯的沸點(diǎn)左右.

解答 解:I.(1)沸石有防止液體暴沸作用,防止安全事故發(fā)生;醇在一定條件下能發(fā)生分子內(nèi)或分子間脫水生成烯烴或醚該條件下,正丁醇能發(fā)生分子間脫水形成醚CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3,也能形成分子內(nèi)脫水生成正丁烯CH2=CHCH2CH3;
故答案為:防暴沸;CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3或CH2=CHCH2CH3;
(2)溫實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溫度過高,乙酸正丁酯的產(chǎn)率反而降低,是由于乙酸、正丁醇都易揮發(fā),使產(chǎn)率降低,或因溫度過高可能發(fā)生副反應(yīng)使產(chǎn)率降低,如正丁醇在140℃,在濃硫酸催化下發(fā)生分子間脫水形成醚CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3
故答案為:乙酸、正丁醇都易揮發(fā),溫度過高可能使乙酸、正丁醇大量揮發(fā)使產(chǎn)率降低,溫度過高可能發(fā)生副反應(yīng)使產(chǎn)率降低;
II.(3)將圓底燒瓶中的液體轉(zhuǎn)入分液漏斗中,并用飽和Na2CO3溶液洗滌有機(jī)層,乙酸和碳酸鈉反應(yīng)生成乙酸鈉、丁醇易溶于飽和碳酸鈉溶液,乙酸丁酯在飽和碳酸鈉溶液中溶解度小于水中,所以飽和碳酸鈉溶液作用是除去乙酸、丁醇、降低酯的溶解度,然后再進(jìn)行分液得到酯,
故答案為:分液漏斗;分液;
(4)①B儀器名稱是冷凝管,水應(yīng)該采用逆流方向,所以g是進(jìn)水口、f是出水口,防止蒸氣急劇冷卻而炸裂冷凝管,故答案為:冷凝管;g;
②乙酸正丁酯的沸點(diǎn)為126.1℃,所以蒸餾收集乙酸正丁酯產(chǎn)品時(shí),應(yīng)將溫度控制在126.1℃左右,
故答案為:126.1℃.

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物制備,為高頻考點(diǎn),側(cè)重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本操作及對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解和掌握,明確實(shí)驗(yàn)原理及物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵,知道常見儀器及其使用方法,題目難度不大.

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:解答題

4.某探究小組用KMnO4酸性溶液與H2C2O4溶液反應(yīng)過程中溶液紫色消失快慢的方法,研究影響反應(yīng)速率的因素.實(shí)驗(yàn)條件作如下限定:所用酸性KMnO4溶液的濃度可選擇0.010mol•L-1、0.0010mol•L-1,催化劑的用量可選擇0.5g、0g,實(shí)驗(yàn)溫度可選擇298K、323K.每次實(shí)驗(yàn)KMnO4酸性溶液的用量均為4mL、H2C2O4溶液(0.10mol•L-1)的用量均為2mL.
(1)請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表,并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào):
實(shí)驗(yàn)
編號(hào)
T/K催化劑的用量/g酸性KMnO4溶液的濃度/mol•L-1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
2980.50.010a.實(shí)驗(yàn)①和②探究酸性KMnO4溶液的濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響;
b.實(shí)驗(yàn)①和③探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響;
c.實(shí)驗(yàn)①和④探究催化劑對(duì)該反應(yīng)速率的影響.
2980.50.0010
3230.50.010
29800.010
(2)某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)①和②分別進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn),測(cè)得以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(從混合振蕩均勻開始計(jì)時(shí)):
實(shí)驗(yàn)編號(hào)溶液褪色所需時(shí)間 t/min
第1次第2次第3次
14.013.011.0
6.07.07.0
①實(shí)驗(yàn)②中用KMnO4的濃度變化來表示的平均反應(yīng)速率為1×10-4mol•L-1•min-1(忽略混合前后溶液的體積變化).
②該同學(xué)分析上述數(shù)據(jù)后得出“當(dāng)其他條件相同的情況下,酸性KMnO4溶液的濃度越小,所需要的時(shí)間就越短,亦即其反應(yīng)速率越快”的結(jié)論,你認(rèn)為是否正確否(填“是”或“否”).他認(rèn)為不用經(jīng)過計(jì)算,直接根據(jù)表中褪色時(shí)間的長(zhǎng)短就可以判斷濃度大小與反應(yīng)速率的關(guān)系,你認(rèn)為是否可行否(填“是”或“否”),若不可行(若認(rèn)為可行則不填),請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)可以直接通過觀察褪色時(shí)間的長(zhǎng)短來判斷的改進(jìn)方案:取過量的體積相同、濃度不同的草酸溶液,分別同時(shí)與體積相同、濃度相同的酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.某探究小組為探究氯氣的性質(zhì),并用裝置F制取少量“漂白液”,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置.
請(qǐng)回答下列問題:
(1)寫出實(shí)驗(yàn)室制氯氣的離子方程式:MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O.
(2)裝置A中g(shù)管作用是平衡壓強(qiáng),使液體能順利地滴入燒瓶中,
裝置B的作用是除去氯氣中混有的氯化氫,
裝置C的作用是干燥氯氣.
(3)反應(yīng)一段時(shí)間后用注射器從E中抽取少量溶液,檢驗(yàn)有Fe3+生成,請(qǐng)寫出檢驗(yàn)方法將抽取出的溶液注入試管中,向試管中滴加少量KSCN溶液,若溶液變紅,則證明有Fe3+生成.
(4)已知HCO3-的酸性弱于次氯酸,請(qǐng)寫出少量的氯氣與F中足量的碳酸鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:Cl2+2Na2CO3+H2O═NaCl+NaClO+2NaHCO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

2.①用雙線橋表示下列氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移
2KMnO4+16HCl(濃)═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②配平下列氧化還原反應(yīng)方程式:
2KMnO4+5H2O2+3H2SO4-1K2SO4+2MnSO4+5 O2↑+8H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

9.已知
①不對(duì)稱烯烴與不對(duì)稱加成物在不同的條件下有不同的加成方式,如:
HX+CH3-CH═
HX+CH3-CH═CH2$\stackrel{H_{2}O_{2}}{→}$CH3-CH2-CH2XⅡ(X為鹵素原子)
②烴基上的鹵素原子在一定條件下能發(fā)生取代反應(yīng),如:
CH3-CH2-Br+NaOH$→_{△}^{H_{2}O}$CH3-CH2-OH+BaBr
也能發(fā)生消去反應(yīng),如:
CH3-CH2-Br+NaOH$→_{△}^{乙醇}$CH2=CH2+NaBr+H2O
對(duì)溴苯乙烯(BrCH=CH2)與丙烯的共聚物是一種高分子阻燃劑,具有低毒、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn).
完成下列填空:
(1)寫出該共聚物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
(2)實(shí)驗(yàn)室由乙苯制取對(duì)溴苯乙烯,需先經(jīng)兩步反應(yīng)制得中間體BrCHBrCH3
寫出該兩步反應(yīng)所需的試劑及條件.液溴和Fe作催化劑;溴蒸氣和光照
(3)將BrCHBrCH3與足量氫氧化鈉溶液共熱得到A,得到A時(shí),苯環(huán)上沒有化學(xué)鍵的斷裂和生成.
寫出生成A的化學(xué)方程式
由上述反應(yīng)可推知苯環(huán)上的鹵素原子比側(cè)鏈的鹵素原子難發(fā)生取代反應(yīng),由A生成對(duì)溴苯乙烯的反應(yīng)方程式為
(4)丙烯催化二聚得到2,3-二甲基-1-丁烯,B與2,3-二甲基-1-丁烯互為同分異構(gòu)體,且所有碳原子處于同一平面.
寫出B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式.,1molB完全燃燒時(shí)耗氧9mol
完成下列獲得B的化學(xué)方程式(條件錯(cuò)誤不得分):





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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

19.M、N、O、P、Q是元素周期表中原子序數(shù)依次遞增的前四周期元素.M原子最外層電子數(shù)為內(nèi)層電子數(shù)的3倍;N的焰色反應(yīng)呈黃色;O的氫化物是一種強(qiáng)酸,其濃溶液可與M、Q的化合物反應(yīng)生成O的單質(zhì);P是一種金屬元素,其基態(tài)原子中有6個(gè)未成對(duì)電子.請(qǐng)回答下列問題:
(1)元素Q的名稱為錳,P的基態(tài)原子價(jià)層電子排布式為3d54s1
(2)O的氫化物的沸點(diǎn)比其上一周期同族元素的氫化物低,是因?yàn)镠F分子間存在氫鍵,而HCl分子間無氫鍵.
(3)M、O電負(fù)性大小順序是O>Cl(用元素符號(hào)表示),O的最高價(jià)含氧酸根的空間構(gòu)型為正四面體,其中心原子的雜化類型為sp3
(4)M、N形成的化合物的晶胞如圖所示,該晶胞的化學(xué)式為Na2O,其中M離子的配位數(shù)為8,該晶體類型為離子晶體.
(5)該晶胞的邊長(zhǎng)為a×10-10cm,則距離最近的M、N離子間的距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×a×10-10cm.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.(1)如圖1所示,A是氯氣的發(fā)生裝置,B、C是凈化氣體的裝置,D中裝鐵絲網(wǎng);反應(yīng)后E的底部有棕黃色固體聚集;F中盛放NaOH溶液,是吸收多余氣體的吸收裝置.

①上述裝置中有一處明顯錯(cuò)誤,請(qǐng)指出是B處(用字母表示).
②實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳和濃鹽酸加熱制氯氣,寫出A中反應(yīng)的化學(xué)方程式MnO2+4 HCl(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2 H2O.
③B中盛放飽和食鹽水,其作用是除去Cl2中的HCl.
④寫出D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式3Cl2+2Fe$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl3
(2)圖2是實(shí)驗(yàn)室制氨氣的裝置圖,請(qǐng)回答:
①寫出實(shí)驗(yàn)室制氨氣的化學(xué)方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O
②干燥氨氣的干燥劑通常用堿石灰.
③如何檢驗(yàn)氨氣是否收集滿:用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于收集氣體的試管口,試紙變藍(lán),則收滿.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

3.某課外活動(dòng)小組用如圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請(qǐng)回答下列問題:

(1)若開始實(shí)驗(yàn)時(shí)開關(guān)K與a連接,則A極的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-
(2)若開始時(shí)開關(guān)K與b連接,下列說法正確的是①③(填序號(hào)).
①?gòu)腁極處逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)淀粉KI試紙變藍(lán)
②反應(yīng)一段時(shí)間后,加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度
③若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生22.4L氣體,則溶液中轉(zhuǎn)移0.2mol電子
(3)根據(jù)氯堿工業(yè)原理用如圖2所示裝置電解K2SO4溶液.
①該電解槽的陽極反應(yīng)式為4OH--4e-=2H2O+O2↑,通過陰離子交換膜的離子數(shù)<(填“>”、”=”或“<”)通過陽離子交換膜的離子數(shù).
②圖中a、b、c、d分別表示有關(guān)溶液的pH,則a、b、c、d由小到大的順序?yàn)閎<a<c<d.
③電解一段時(shí)間后,B口與C口產(chǎn)生氣體的質(zhì)量比為8:1.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

4.下列溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是(  )
A.常溫下0.1 mol•L-1的下列溶液中:①NH4Al(SO42、②NH4Cl、③CH3COONH4,c(NH4+) 由大到小的順序?yàn)棰冢劲伲劲?/td>
B.常溫下0.4 mol•L-1CH3COOH溶液和0.2 mol•L-1 NaOH溶液等體積混合后溶液顯酸性,則溶液中粒子濃度由大到小的順序?yàn)閏(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-
C.0.1 mol•L-1 Na2CO3溶液與0.2 mol•L-1 NaHCO3溶液等體積混合所得溶液中:c(CO32-)+2c(OH-)=c(HCO3-)+3c(H2CO3)+2c(H+
D.0.1 mol•L-1的氨水與0.05 mol•L-1 H2C2O4溶液等體積混合所得溶液中:c(NH4+)+c(NH3•H2O)=2c(C2O42-)+2c(HC2O4-)+2c(H2C2O4

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