4.糠酸又稱呋喃甲酸,在食品工業(yè)作防腐劑,還可用于合成樹脂或醫(yī)藥、香料等的中 間體.以米槺或玉米芯提取的呋喃甲醛為原料合成糠酸反應(yīng)如圖1
幾種有機(jī)物性質(zhì)如表:
名稱性狀相對(duì)分
子質(zhì)量
溶解度
冷水熱水乙醇乙醚
呋喃甲醛無色液體96微溶易溶易溶互溶
呋喃甲醇無色液體98互溶互溶易溶易溶
呋喃甲酸無色晶體112微溶易溶可溶易溶
剛果紅試紙pH變色范圍:3.0(藍(lán)紫色)~5.0(紅色)
呋喃甲酸的實(shí)驗(yàn)室制備方法如圖2:
三頸瓶中放人3.28mL(0.04mol)新蒸呋喃甲醛,控溫8~12℃下滴加4mL40%NaOH溶液,并
磁力攪拌回流30分鐘.向反應(yīng)混合物滴加蒸餾水(約15mL)使其恰好澄清,用50mL乙醚萃取分液,其水溶液用水蒸氣蒸餾,棄去鎦出物,慢慢滴加2:1鹽酸到pH=3,攪拌,析出結(jié)晶,抽濾并用少量水洗滌抽干,得精產(chǎn)品1.5g.
回答以下問題:
(1)三頸瓶中反應(yīng)需要攪拌回流30分鐘的原因是呋喃甲醛微溶于水,攪拌充分混合加快反應(yīng)速率.
(2)呋喃甲醛在堿中反應(yīng)大量放熱,實(shí)驗(yàn)中需要控溫8-12℃,其操作方法冷水。
(3)50mL乙醚萃取分液,除去呋喃甲醇的操作方法是C.
A、直接用50mL乙醚萃取分液
B、將溶液分兩份,乙醚也分兩份,分別萃取,萃取液合并
C、先用30mL乙醚萃取分液,再分別州l0mL乙醚萃取兩次,并將三次萃取液合并
(4)乙醚提取后的水溶液要用鹽酸酸化.配制100mL 2:1稀鹽酸(水與鹽酸體積比)的方法是用量筒分別量取66ml水、34ml濃鹽酸,于燒杯中混合,用玻璃棒攪拌均勻;判斷鹽酸加入足量的方法是使用剛果紅試紙測定溶液pH,當(dāng)試紙變藍(lán)紫色時(shí),說明加入鹽酸足量 (上層清液中繼續(xù)滴加鹽酸,不產(chǎn)生渾濁,說明鹽酸加入足量).
(5)乙醚易揮發(fā)、易燃,蒸氣可使人失去知覺,在蒸餾回收乙醚時(shí)注意:在水浴上進(jìn)行蒸餾,切忌直接明火加熱;水蒸氣蒸餾的方法應(yīng)選擇(圖3)C(填字母序號(hào));
(6)計(jì)算呋喃甲酸的產(chǎn)率67%.

分析 (1)根據(jù)有利于反應(yīng)充分考慮;
(2)實(shí)驗(yàn)中需要控溫8-12℃,選擇冷水;
(3)多次萃取可提高萃取效果;
(4)配制100mL 2:1稀鹽酸,則V(水)=100mL×$\frac{2}{3}$,V(鹽酸)=100mL×$\frac{1}{3}$,同時(shí)考慮鹽酸易揮發(fā),需稍微過量;使用剛果紅試紙測定溶液pH,當(dāng)試紙變藍(lán)紫色時(shí),說明加入鹽酸足量 (上層清液中繼續(xù)滴加鹽酸,不產(chǎn)生渾濁,說明鹽酸加入足量);
(5)根據(jù)乙醚的性質(zhì)分析;長玻璃管幾乎插到發(fā)生器的底部,當(dāng)容器內(nèi)氣壓太大時(shí),水可以沿著玻管上升,以調(diào)節(jié)內(nèi)壓,如果系統(tǒng)發(fā)生堵塞,水便會(huì)從管的上口噴出,此時(shí)應(yīng)當(dāng)檢查圓底燒瓶內(nèi)的蒸汽導(dǎo)管下口是否已被堵塞,在水蒸氣發(fā)生器與長頸圓底燒瓶之間應(yīng)裝上一個(gè)T 形管,在T 形管下端連一個(gè)彈簧夾,以便及時(shí)除去冷凝下來的堵塞水滴;
(6)根據(jù)2呋喃甲醛~呋喃甲酸,可得理論上的產(chǎn)品質(zhì)量,由此計(jì)算產(chǎn)率.

解答 解:(1)由表可知:呋喃甲醛微溶于水,攪拌充分混合加快反應(yīng)速率;
故答案為:呋喃甲醛微溶于水,攪拌充分混合加快反應(yīng)速率;
(2)呋喃甲醛在堿中反應(yīng)大量放熱,實(shí)驗(yàn)中需要控溫8-12℃,用冷水浴可降低反應(yīng)放出的熱量;
故答案為:冷水。
(3)50mL乙醚萃取分液,先用30mL乙醚萃取分液,再分別州l0mL乙醚萃取兩次,并將三次萃取液合并,除去呋喃甲醇的效果較好;
故答案為:C;
(4)配制100mL 2:1稀鹽酸,則V(水)=100mL×$\frac{2}{3}$,V(鹽酸)=100mL×$\frac{1}{3}$,同時(shí)考慮鹽酸易揮發(fā),需稍微過量,則水66mL,鹽酸34mL,方法為:用量筒分別量取66ml水、34ml濃鹽酸,于燒杯中混合,用玻璃棒攪拌均勻;使用剛果紅試紙測定溶液pH,當(dāng)試紙變藍(lán)紫色時(shí),說明加入鹽酸足量 (上層清液中繼續(xù)滴加鹽酸,不產(chǎn)生渾濁,說明鹽酸加入足量);
故答案為:用量筒分別量取66ml水、34ml濃鹽酸,于燒杯中混合,用玻璃棒攪拌均勻;使用剛果紅試紙測定溶液pH,當(dāng)試紙變藍(lán)紫色時(shí),說明加入鹽酸足量 (上層清液中繼續(xù)滴加鹽酸,不產(chǎn)生渾濁,說明鹽酸加入足量);
(5)乙醚易揮發(fā)、易燃,應(yīng)在水浴上進(jìn)行蒸餾,切忌直接明火加熱;長玻璃管幾乎插到發(fā)生器的底部,當(dāng)容器內(nèi)氣壓太大時(shí),水可以沿著玻管上升,以調(diào)節(jié)內(nèi)壓,如果系統(tǒng)發(fā)生堵塞,水便會(huì)從管的上口噴出,此時(shí)應(yīng)當(dāng)檢查圓底燒瓶內(nèi)的蒸汽導(dǎo)管下口是否已被堵塞,在水蒸氣發(fā)生器與長頸圓底燒瓶之間應(yīng)裝上一個(gè)T 形管,在T 形管下端連一個(gè)彈簧夾,以便及時(shí)除去冷凝下來的堵塞水滴,故選擇C;
故答案為:在水浴上進(jìn)行蒸餾,切忌直接明火加熱;C;
(6)根據(jù)2呋喃甲醛~呋喃甲酸,則理論上生成的呋喃甲酸為0.02mol,所以呋喃甲酸的產(chǎn)率為$\frac{1.5g}{0.02mol×112g/mol}$=67%;
故答案為:67%.

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物的合成實(shí)驗(yàn),是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查,需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ),注意把握物質(zhì)性質(zhì)以及對(duì)題目信息的獲取于使用,基本不屬于中學(xué)內(nèi)容,難度較大.

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:選擇題

14.已知:
CO2(g)+C(s)═2CO(g)△H1
CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(s)═CO2(g)△H2
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H3
CuO(s)+CO(g)═Cu(s)+CO2(g)△H4
2CuO(s)+C(s)═2Cu(s)+CO2(g)△H5
下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是(  )
A.△H1<0B.△H2>0C.△H1=△H3-2△H2D.2△H4>△H5

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.用N A表示阿伏伽德羅常數(shù)值,下列說法正確的是(  )
A.物質(zhì)的量濃度為0.5 mol/L的MgCl 2溶液中,共含有Cl - 個(gè)數(shù)為 N A
B.1mol任何氣體的體積都為 22.4L
C.7.8gNa 22中所含陰離子的數(shù)目是0.1N A
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24L水中含有的分子數(shù)為0.1N A

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.已知元素鎵和砷的單質(zhì)及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)上有重要的用途.回答下列問題:
(1)砷元素基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d104s24p3
(2)砷與氫元素可形成化合物砷化氫,該化合物的空間構(gòu)型為三角錐,其中砷原子的雜化方式為sp3
(3)根據(jù)等電子原理,寫出由短周期元素組成且與砷化氫互為等電子體的一種離子的化學(xué)式H3O+
(4)已知由元素砷與鎵元素組成的化合物A為第三代半導(dǎo)體.已知化合物A的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石相似,其中砷原子位于立方體內(nèi),鎵原子位于立方體頂點(diǎn)和面心,請(qǐng)寫出化合物A的化學(xué)式GaAs;
(5)已知鋁與鎵元素位于同一主族,金屬鋁屬立方晶系,其晶胞邊長為405pm,密度是2.70g•cm-3,通過計(jì)算確定鋁原子在三維空間中堆積方式面心立方(已知NA=6.02×1023,1pm=10-10cm,4053=6.64×107); 晶胞中距離最近的鋁原子可看作是接觸的,列式計(jì)算鋁的原子半徑r(A1)=143pm.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

19.下列說法不正確的是( 。
A.20℃時(shí),AgCl固體在等物質(zhì)的量濃度的NaCl、MgCl2溶液中的溶度積相同
B.濃度為0.2mol/L的KHCO3溶液:c(H2CO3)>c(CO32-
C.a mol/LHCN溶液與b mol/L NaOH溶液等體積混合后,所得溶液中c(Na+)>c(CN-),則a一定大于b
D.常溫下,在0.1mol/L的NaOH溶液中,由水電離出的c(H+)<$\sqrt{{K}_{W}}$

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.分子式為 C7H16的烷烴中,含有三個(gè)甲基的同分異構(gòu)體共幾種( 。
A.1 種B.2 種C.3 種D.4 種

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

16.氰化鈉,白色結(jié)晶顆;蚍勰壮苯,劇毒,水溶液顯弱堿性,化學(xué)式為NaCN,熔點(diǎn)為563.1℃,是一種重要的化工原料,多用于化學(xué)合成,電鍍冶金等方面.其制備工藝如圖:

(1)制備過程的化學(xué)反應(yīng)方程式為2Na+2C+2NH3$\frac{\underline{\;650℃\;}}{\;}$2NaCN+3H2
(2)工廠中,氰化鈉存儲(chǔ)區(qū)應(yīng)貼的標(biāo)志圖1為B(填選項(xiàng)字母).

(3)已知NaCN中碳、氮原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其電子式為
(4)丙烯氨氧化法制丙烯腈的過程中有大量副產(chǎn)物HCN,HCN被NaOH溶液吸收,也是制備NaCN的一種重要方法.含等物質(zhì)的量的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,該溶液中下列關(guān)系式一定正確的是BD(填選項(xiàng)字母).
A.2c(Na+)=c(CN-)                    B.c(CN-)<c(HCN)
C.c(H+)=c(OH-)-c(HCN)               D.c(Na+)-c(CN-)=c(OH-)-C(H+
已知25℃時(shí),HCN的電離平衡常數(shù)Ka=4.9×10-10,則該溫度下NaCN的水解平衡常數(shù)Kb=2.0×10-5(結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后一位).
(5)泄露的含NaCN的溶液可用雙氧水處理,生成一種常見的酸式鹽和一種常見的堿性氣體,化學(xué)方程式為NaCN+H2O2+H2O=MaHCO3+NH3↑.
(6)某廢水樣品中主要含有CN-和Cl-,若用電解法除去廢水中的CN-,裝置如圖2所示,控制廢水的pH范圍在9~10,陽極產(chǎn)生的ClO-可將CN-氧化為N2和CO32-,陽極的電極反應(yīng)式為Cl-+2OH--2e-=ClO-+H2O.除去CN-的離子反應(yīng)方程式為2CN-+5ClO-+2OH-=N2↑+2CO32-+5Cl-+H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.下列配制溶液的操作中,對(duì)溶液的濃度沒影響的是(  )
A.稱取碳酸鈉晶體(Na2CO3•10H2O)100g來配制0.5mol/L的Na2CO3溶液1000mL
B.配制NH3NO3溶液,在燒杯中溶解后立即注入容量瓶,并立即進(jìn)行下面的各項(xiàng)操作
C.定容后,將容量瓶振蕩均勻,靜置時(shí)發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線,于是又加入少量水至刻度線
D.容量瓶用蒸餾水洗凈后未經(jīng)干燥馬上用來配制溶液

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.下列說法中正確的是( 。
A.乙烷和乙烯均可使酸性KMnO4溶液褪色
B.甲烷燃燒會(huì)生成CO2,因此不屬于清潔能源
C.向甲苯中滴入少量濃溴水,振蕩,靜置,溶液分層,上層呈橙紅色,下層幾乎無色,可知甲苯和溴水發(fā)生取代反應(yīng),使溴水褪色
D.水煤氣、裂解氣、焦?fàn)t氣、天然氣都是混合物

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