(2-羥基-4-苯基丁酸乙酯)是某藥物的中聞體,常溫下是一種無色透明的油狀液體,沸點(diǎn)為212℃.某同學(xué)設(shè)計實驗制備該物質(zhì):原料:(2-羥基-4-苯基丁酸)和乙醇
實驗裝置:
實驗步驟:
①按如圖1裝置連接儀器.
②20mL 2-羥基-4-苯基丁酸于三頸瓶中,加入適量濃硫酸和20mL無水乙醇,加入幾塊沸石.
③加熱至70℃左右保持恒溫半小時.
④分離、提純?nèi)i瓶中粗產(chǎn)品,得到有機(jī)產(chǎn)品.
⑤精制產(chǎn)品.
請回答下列問題:
(l)加入原料時,能否最先加入濃硫酸?
 
(填“能”或“否”).油水分離器的作用是
 

(2)本實驗的加熱方式宜用
 
(填“直接加熱”或“水浴加熱”).如果溫度過高,或濃硫酸的量過多,制備產(chǎn)率會
 
(填“增大”、“減小”或“不變”).
(3)寫出制備反應(yīng)的化學(xué)方程式:
 

(4)分離提純產(chǎn)品:取三頸瓶中混合物加入足量的飽和碳酸鈉溶液,分液得到有機(jī)層.飽和碳酸鈉溶液的作用是
 

①吸收過量的乙醇     ②除去過量的有機(jī)酸     ③促進(jìn)產(chǎn)品水解        ④降低產(chǎn)品在水中溶解度
(5)產(chǎn)品精制:精制產(chǎn)品的實驗裝置如圖2所示,試分析裝置是否合理,若不合理將如何改進(jìn):
 
.(若裝置合理,此空不作答).
考點(diǎn):制備實驗方案的設(shè)計
專題:實驗設(shè)計題
分析:(1)原料加入依據(jù)先加入密度小的再加入密度大的液體;2-羥基-4-苯基丁酸于三頸瓶中,加入適量濃硫酸和20mL無水乙醇發(fā)生的是酯化反應(yīng),存在化學(xué)平衡,油水分離器的作用及時分離生成的水,促進(jìn)平衡正向進(jìn)行分析;
(2)依據(jù)反應(yīng)需要可知溫度70°C,加熱方式是水浴加熱;
(3)2-羥基-4-苯基丁酸和乙醇在濃硫酸催化作用下水浴加熱反應(yīng)生成2-羥基-4-苯基丁酸乙酯,依據(jù)酯化反應(yīng)的實質(zhì)是酸脫羥基,醇脫氫寫出化學(xué)方程式;
(4)飽和碳酸鈉溶液可以吸收揮發(fā)出的乙醇,中和揮發(fā)出的2-羥基-4-苯基丁酸,降低生成酯的溶解度分析;
(5)依據(jù)蒸餾裝置和原理分析判斷裝置圖中存在的問題.
解答: 解:(1)原料加入依據(jù)先加入密度小的再加入密度大的液體,所以濃硫酸應(yīng)最后加入,防止?jié)饬蛩崾褂袡C(jī)物脫水,被氧化等副反應(yīng)發(fā)生,防止乙醇和酸在濃硫酸溶解過程中放熱而揮發(fā);2-羥基-4-苯基丁酸于三頸瓶中,加入適量濃硫酸和20mL無水乙醇發(fā)生的是酯化反應(yīng),存在化學(xué)平衡,油水分離器的作用及時分離生成的水,促進(jìn)平衡正向進(jìn)行分析,
故答案為:否;及時分離產(chǎn)物水,促進(jìn)平衡向生成酯的反應(yīng)方向移動;
(2)依據(jù)反應(yīng)需要可知溫度70°C,需要用溫度計控制水浴的溫度,所以加熱方式是水浴加熱,故答案為:水浴加熱;
(3)2-羥基-4-苯基丁酸和乙醇在濃硫酸催化作用下水浴加熱反應(yīng)生成2-羥基-4-苯基丁酸乙酯和水,依據(jù)酯化反應(yīng)的實質(zhì)是酸脫羥基、醇脫氫,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
故答案為:
(4)飽和碳酸鈉溶液可以吸收揮發(fā)出的乙醇,中和揮發(fā)出的2-羥基-4-苯基丁酸,降低生成酯的溶解度;
①乙醇易揮發(fā),在生成物中含有乙醇易溶于水,碳酸鈉溶液吸收過量的乙醇,符合碳酸鈉溶液的作用,故①正確;
②有機(jī)酸在加熱過程中揮發(fā)出摻入產(chǎn)物,加入碳酸鈉溶液和酸反應(yīng)可以除去過量的有機(jī)酸,故②正確;
③飽和碳酸鈉溶液降低產(chǎn)品在水中溶解度,不是促進(jìn)產(chǎn)品水解,故③錯誤;      
④降低產(chǎn)品在水中溶解度,利于生成的酯分層分離,故④正確;
故答案為:①②④;
(5)依據(jù)蒸餾裝置和原理分析判斷裝置圖中存在的問題,分析裝置圖不合理,其中溫度計位置錯誤,冷凝管水流方向錯誤,應(yīng)使溫度計處在蒸餾燒瓶的支管口處,冷卻水應(yīng)從下口進(jìn)上口出,
故答案為:溫度計處在蒸餾燒瓶的支管口處,冷卻水應(yīng)從下口進(jìn)上口出.
點(diǎn)評:本題考查了有機(jī)物的實驗制備裝置分析及原理應(yīng)用,主要是酯化反應(yīng)原理和實驗過程的分析判斷,掌握原理和基礎(chǔ)是關(guān)鍵,題目難度中等.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列離子方程式的書寫正確的是(  )
A、稀硫酸滴在銅片上:Cu+2H+=Cu2++H2
B、將鈉投入水中:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2
C、銅片插入硝酸銀溶液中:Cu+Ag+=Cu2++Ag
D、實驗室用大理石和稀鹽酸制取CO2:2H++CaCO3=CO2↑+H2O+Ca2+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

有下列物質(zhì):①Cl2 ②Al(OH)3 ③NaHCO3 ④濃H2SO4 ⑤NH3(用序號填空).
(1)化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定、在一定條件下易分解生成三種物質(zhì)的是
 

(2)有刺激性氣味,且能使酚酞溶液變紅的是
 

(3)常溫常壓下呈黃綠色的氣體是
 
;
(4)實驗室常用作干燥劑的是
 
;
(5)與強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液都能發(fā)生反應(yīng)、且沒有氣體產(chǎn)生的是
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下表為部分短周期主族元素的相關(guān)信息.
元素 相關(guān)信息
T T的單質(zhì)能與冷水劇烈反應(yīng),所得強(qiáng)堿性溶液中含有兩種電子數(shù)相同的陰、陽離子
X X的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的三倍
Y 在第三周期元素中,Y的簡單離子半徑最小
Z T、X、Z組成的36電子的化合物A是家用消毒劑的主要成分
請回答下列問題:
(1)Z元素在元素周期表中的位置是第
 
周期第
 
族.
(2)元素T與X按原子個數(shù)比1:1形成的化合物B所含的化學(xué)鍵有
 
(填化學(xué)鍵類型).已知在通常狀況下,39g B與足量H2O反應(yīng)放出Q kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
 

(3)將T的最高價氧化物對應(yīng)水化物的溶液,逐滴加入到Y(jié)與Z形成的化合物的水溶液中,直至過量(邊滴加邊振蕩),此過程中的現(xiàn)象是
 

(4)已知1mol化合物A與足量Na2SO3在溶液中發(fā)生反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移2mol電子,寫出該反應(yīng)的離子方程式:
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

某研究性學(xué)習(xí)小組為研究Cu與濃H2SO4的反應(yīng),設(shè)計如下實驗探究方案(裝置中的固定儀器和酒精燈均未畫出).實驗選用細(xì)銅絲、98.3%H2SO4、品紅溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等藥品,銅絲被卷成螺旋狀,一端浸入濃H2SO4中,另一端露置在液面上方.以下是該學(xué)習(xí)小組部分交流記錄及后續(xù)探究實驗的記錄:

材料一:小組交流摘錄
學(xué)生1:加熱前,無現(xiàn)象發(fā)生;加熱后,液面下的銅絲變黑,表面產(chǎn)生氣泡,有細(xì)小黑色顆粒狀物質(zhì)從銅絲表面進(jìn)入濃硫酸中,黑色物質(zhì)是什么?值得探究!
學(xué)生2:,我也觀察到黑色顆粒狀物質(zhì),后來逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛野咨腆w,我想該灰白色固體極有可能是未溶于濃硫酸的無水CuSO4
學(xué)生3:你們是否注意到液面以上的銅絲也發(fā)黑,而且試管上部內(nèi)壁有少量淡黃色固體凝聚,會不會液面以上的銅絲與硫發(fā)生了反應(yīng),我查資料發(fā)現(xiàn):2Cu+S→Cu2S(黑色).
材料二:探究實驗剪輯
實驗1:將光亮的銅絲在酒精燈火焰上灼燒變黑,然后插入稀硫酸中,銅絲重新變得光亮,溶液呈藍(lán)綠色;將光亮的銅絲置入加熱的硫蒸氣中變黑,然后插入稀硫酸中無變化.
實驗2:截取濃硫酸液面上方變黑的銅絲,插入稀硫酸中無變化;將濃硫酸液面下方變黑的銅絲,插入稀硫酸,黑色變淺了些,溶液呈藍(lán)色.
實驗3:將溶液過濾得黑色顆粒狀物質(zhì),經(jīng)稀硫酸洗、蒸餾水洗、干燥后放入氧氣流中加熱,然后冷卻,用電子天平稱重發(fā)現(xiàn)質(zhì)量減少.
根據(jù)上述材料回答下列問題
(1)A試管上方的長導(dǎo)管的作用是
 
;D、E兩支試管中CCl4的作用是
 

(2)加熱過程中,觀察到A試管中出現(xiàn)大量白色煙霧,起初部分煙霧在試管上部內(nèi)壁析出淡黃色固體物質(zhì),在持續(xù)加熱濃硫酸(沸騰)時,淡黃色固體物質(zhì)又慢慢地消失.寫出淡黃色固體消失的化學(xué)反應(yīng)方程式:
 

(3)對A試管中的濃H2SO4和銅絲進(jìn)行加熱,很快發(fā)現(xiàn)C試管中品紅溶液褪色,并有大量氣泡冒出,已知SO2難溶于CCl4中,但始終未見D試管中澄清石灰水出現(xiàn)渾濁或沉淀.你的猜想是:
 
.設(shè)計實驗驗證你的猜想
 

(4)根據(jù)上述研究,結(jié)合所學(xué)知識,你認(rèn)為液面下方銅絲表面的黑色物質(zhì)成分是
 
.(寫化學(xué)式)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重,“節(jié)能減排”,減少全球溫室氣體排放,研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義.

(1)如圖a是1mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖.
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ/mol
2NO (g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-112.3kJ/mol
則反應(yīng):2NO(g)+CO(g)?N2(g)+2CO2(g)的△H是
 

(2)用活性炭還原法處理氮氧化物.有關(guān)反應(yīng)為:C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g).某研究小組向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO,恒溫(T1℃)條件下反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下:

濃度/mol?L-1
時間/min
NO N2 CO2
0 0.100 0 0
10 0.058 0.021 0.021
20 0.040 0.030 0.030
30 0.040 0.030 0.030
40 0.032 0.034 0.017
50 0.032 0.034 0.017
①T1℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
 
(保留兩位小數(shù)).
②30min后,改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,則改變的條件可能是
 

(3)CO可用于合成甲醇,反應(yīng)方程式為:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖b所示.該反應(yīng)△H
 
0(填“>”或“<”).
(4)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常溫下將SO2轉(zhuǎn)化為SO42-而實現(xiàn)SO2的處理(總反應(yīng)為2SO2+O2+2H2O=2H2SO4).已知,含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液時,其中一個反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,則另一反應(yīng)的離子方程式為
 

(5)有學(xué)者想以如圖c所示裝置用原電池原理將SO2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料.若A為SO2,B為O2,C為H2SO4,則負(fù)極反應(yīng)式為
 
,電池總反應(yīng)式為
 

(6)CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應(yīng),CaCO3是一種難溶物質(zhì),其Ksp=3.8×10-9.CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為4×10-4mol/L,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

粗食鹽中常含有少量Mg2+、Ca2+、SO42-以及泥沙等雜質(zhì),實驗室提純NaCl需按順序加入以下試劑①
 
,②
 
,③
 
,④過濾,⑤
 
.請在以上橫線上填寫所加試劑的化學(xué)式,并在以下橫線上寫出各步所發(fā)生的離子反應(yīng)方程式:
 
,②
 
,③
 
,⑤
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

在一定條件下,反應(yīng)x A+YB?zC達(dá)到平衡:
(1)若A、B、C均為氣體,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為
 
;
(2)若A、B、C均為氣體,減壓后平衡向逆反應(yīng)方向移動,則x、y、z間的關(guān)系是
 
;
(3)已知C是氣體,且x+y=z,在增大壓強(qiáng)時,若平衡發(fā)生移動,則一定向
 
(填“正”或“逆”)反應(yīng)方向移動.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列實驗操作或事故處理中,做法不正確的是(  )
A、不慎將酸濺入眼中,立即用水沖洗,邊洗邊眨眼睛
B、不慎將堿液沾到皮膚上,立即用大量水沖洗,然后涂上硼酸溶液
C、不慎碰翻酒精燈導(dǎo)致失火,馬上用濕抹布撲滅
D、大量金屬鈉著火要用泡沫滅火器滅火

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同步練習(xí)冊答案