15.乙酰苯胺是常用的醫(yī)藥中間體,可由苯胺與乙酸制備.反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:
(苯胺)+CH3COOH?(乙酸苯胺)+H2O
有關(guān)化合物的物理性質(zhì)見(jiàn)下表:
化合物密度(g.cm-3溶解性熔點(diǎn)(℃)沸點(diǎn)(℃)
乙酸1.05易溶于水、乙醇17118
苯胺1.02微溶于水,易溶于乙醇-6184
乙酰苯胺-微溶于冷水,可溶于熱水,易溶于乙醇114304
合成:
方案甲:采用裝置甲(分餾柱的作用類似于石油分餾中的分餾塔).在圓底燒瓶中加入5.0mL 苯胺、7.4mL乙酸,加熱至沸,控制溫度計(jì)讀數(shù)100~105℃,保持液體平緩流出,反應(yīng)40min后停止加熱.將圓底燒瓶中的液體趁熱倒入盛有100mL水的燒杯,冷卻后有乙酰苯胺固體析出,過(guò)濾得粗產(chǎn)物.
方案乙:采用裝置乙,加熱回流,反應(yīng)40min后停止加熱.其余與方案甲相同.
提純:
甲乙兩方案均采用重結(jié)晶方法.操作如下:
①加熱溶解→②活性炭脫色→③趁熱過(guò)濾→④冷卻結(jié)晶→⑤過(guò)濾→⑥洗滌→⑦干燥
請(qǐng)回答:
(1)儀器a的名稱是冷凝管,b處水流方向是出水(填“進(jìn)水”或“出水”).
(2)合成步驟中,乙酰苯胺固體析出后,過(guò)濾分離出粗產(chǎn)物.留在濾液中的主要物質(zhì)是乙酸.
(3)提純過(guò)程中的第③步,過(guò)濾要趁熱的理由是防止溫度降低導(dǎo)致乙酰苯胺析出,降低產(chǎn)率.
(4)提純過(guò)程第⑥步洗滌,下列洗滌劑中最合適的是A.
A.蒸餾水      B.乙醇       C.5%Na2CO3溶液       D.飽和NaCl溶液
(5)從投料量分析,為提高乙酰苯胺產(chǎn)率,甲乙兩種方案均采取的措施是乙酸過(guò)量;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明方案甲的產(chǎn)率較高,原因是方案甲將反應(yīng)過(guò)程中生成的水蒸出,促進(jìn)反應(yīng).

分析 (1)根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)特征,儀器a的名稱是冷凝管;應(yīng)使整個(gè)冷凝管通入冷凝水,充分冷卻;
(2)在圓底燒瓶中加入了5.0 mL 苯胺、7.4 mL乙酸,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)和表格提供的信息可知,乙酸過(guò)量,所以留在濾液中的主要物質(zhì)是乙酸;
(3)趁熱過(guò)濾,防止溫度降低導(dǎo)致乙酰苯胺析出,降低產(chǎn)率;
(4)乙酰苯胺微溶于冷水,可溶于熱水,易溶于乙醇,所以洗滌乙酰苯胺時(shí),最合適的試劑是蒸餾水;
(5)從投料量來(lái)看,為提高乙酰苯胺產(chǎn)率,甲乙兩種方案均加入的乙酸過(guò)量;方案甲將反應(yīng)過(guò)程中生成的水蒸出,促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行.

解答 解:(1)根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)特征,儀器a的名稱是冷凝管;應(yīng)使整個(gè)冷凝管通入冷凝水,充分冷卻,即由下口通入,由上口流出,b處水流方向是出水,
故答案為:冷凝管;出水;
(2)在圓底燒瓶中加入了5.0 mL 苯胺、7.4 mL乙酸,苯胺完全反應(yīng)消耗乙酸為$\frac{5mL×1.02g/mL}{93g/mol}$×60g/mol=3.29g<7.4mL×1.05g/mL=7.77g,故乙酸過(guò)量,所以留在濾液中的主要物質(zhì)是乙酸,
故答案為:乙酸;
(3)為了防止溫度降低導(dǎo)致乙酰苯胺析出,降低產(chǎn)率,所以過(guò)濾要趁熱,
故答案為:防止溫度降低導(dǎo)致乙酰苯胺析出,降低產(chǎn)率;
(4)乙酰苯胺微溶于冷水,可溶于熱水,易溶于乙醇,所以洗滌乙酰苯胺時(shí),最合適的試劑是蒸餾水,
故答案為:A;
(5)從投料量來(lái)看,為提高乙酰苯胺產(chǎn)率,甲乙兩種方案均加入的乙酸過(guò)量;兩種方案相比,方案甲將反應(yīng)過(guò)程中生成的水蒸出,促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行,導(dǎo)致方案甲的產(chǎn)率較高,
故答案為:乙酸過(guò)量;方案甲將反應(yīng)過(guò)程中生成的水蒸出,促進(jìn)反應(yīng).

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、基本實(shí)驗(yàn)操作、反應(yīng)條件控制以及產(chǎn)率問(wèn)題等知識(shí),注意對(duì)題目信息的應(yīng)用,在制備實(shí)驗(yàn)中注意提高原料利用率或產(chǎn)物產(chǎn)率,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(lái)源: 題型:選擇題

5.實(shí)驗(yàn)室用圖所示裝置制取氯化氫氣體,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.a中盛濃鹽酸,b中盛濃硫酸B.a中盛濃硫酸,b中盛固體氯化銨
C.f中盛固體氯化鈉和濃硫酸D.f中盛固體氯化銨

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

6.氧化還原反應(yīng)在生產(chǎn)生活中應(yīng)用非常廣泛,按要求填寫(xiě)下列空白.
(1)高錳酸鉀的試劑瓶標(biāo)簽如下:

從這里所貼的標(biāo)志可以看出高錳酸鉀具有氧化性.下列轉(zhuǎn)化中,可通過(guò)加入KMnO4實(shí)現(xiàn)的是D
A.H2SO4→SO2   B.AlO2-→Al3+    C.SO32-→SO2  D.C2O42-→CO2
(2)鐵及其化合物常發(fā)生各種氧化還原反應(yīng).Fe、Fe2+、Fe3+這三種微觀粒子中,只具有還原性的是Fe,寫(xiě)出工業(yè)上用赤鐵礦(主要成分Fe2O3)高溫?zé)掕F(用CO作還原劑)的化學(xué)反應(yīng)方程式,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

3.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)原理或?qū)嶒?yàn)操作正確的是(  )
A.用裝置甲收集SO2并驗(yàn)證其漂白性
B.用裝置乙驗(yàn)證氯氣與水反應(yīng)有鹽酸生成
C.用澄清石灰水鑒別蘇打溶液和小蘇打溶液
D.用NaOH溶液除去苯中混有的少量苯酚,反應(yīng)后分液

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

10.化學(xué)與生產(chǎn)、生活、科技、環(huán)境等密切相關(guān),下列說(shuō)法不正確的是( 。
A.用蘸有濃氨水的棉棒檢驗(yàn)輸送氯氣的管道是否漏氣
B.用合成聚碳酸酯可降解塑料,實(shí)現(xiàn)“碳”的循環(huán)利用
C.大力實(shí)施礦物燃料脫硫脫硝技術(shù),能減少二氧化硫、氮氧化物的排放
D.向工業(yè)生產(chǎn)的反應(yīng)中加入合適的催化劑,能改變反應(yīng)的焓變

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

20.以鉻鐵礦(主要成分為FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為主要原料生產(chǎn)化工原料紅礬鈉(紅礬鈉的主要成分為重鉻酸鈉:Na2Cr2O7•2H2O),其主要工藝流程如下:

查閱資料得知:
i.常溫下,NaBiO3不溶于水,有強(qiáng)氧化性,在堿性條件下,能將Cr3+轉(zhuǎn)化為CrO42-
ii.
物質(zhì)開(kāi)始沉淀的pH值完全沉淀的pH值
Fe(OH)32.73.7
Al(OH)33.44.4
Cr (OH)34.65.9
Fe(OH)27.59.7
Bi(OH)30.74.5
回答下列問(wèn)題:
(1)反應(yīng)之前先將礦石粉碎的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率.
(2)操作Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ用到的主要玻璃儀器有玻璃棒和漏斗、燒杯(填儀器名稱).
(3)寫(xiě)出④反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=2CrO42-+3Na++3Bi(OH)3
(4)⑤中酸化是使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O.
(5)將溶液H經(jīng)過(guò)下列操作,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾,洗滌,干燥即得紅礬鈉.
(6)取一定質(zhì)量的固體D溶解于200mL的硫酸中,向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量n與加入NaOH溶液的體積V關(guān)系如圖所示,則硫酸的濃度為2.5mol•L-1;,固體D中含F(xiàn)e化合物的物質(zhì)的量為0.1mol.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

7.海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素,碘元素以碘離子的形式存在.
實(shí)驗(yàn)室從海藻中提取碘的流程如圖:

(1)指出從海藻中提取I2的實(shí)驗(yàn)操作名稱:①過(guò)濾,③萃。虎诘碾x子方程式2I-+Cl2═I2+2Cl-
(2)提取碘的過(guò)程中,可供選擇的有機(jī)溶劑是B.
A.苯、酒精       B.四氯化碳、苯    C.汽油、醋酸
(3)為使海藻中I-轉(zhuǎn)化為碘的有機(jī)溶液,實(shí)驗(yàn)室里有燒杯、玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導(dǎo)管、圓底燒瓶、石棉網(wǎng)以及必要的夾持儀器.尚缺少的儀器是分液漏斗.
(4)從含碘的有機(jī)溶劑中提取碘,還要經(jīng)過(guò)蒸餾,指出下列蒸餾裝置中的錯(cuò)誤之處①?zèng)]有石棉網(wǎng);②溫度計(jì)插入液面以下;③冷凝器進(jìn)、出水方向顛倒.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

4.現(xiàn)有等物質(zhì)的量的Mg和Al的混合物a g與100ml鹽酸反應(yīng),(氣體體積均以標(biāo)準(zhǔn)狀況計(jì)算)
(1)該混合物中Mg和Al的質(zhì)量比為8:9.
(2)如果金屬與鹽酸恰好完全反應(yīng),則鹽酸的濃度為$\frac{50a}{51}$mol/L.
(3)如果反應(yīng)后金屬有剩余,鹽酸不足,要計(jì)算生成H2的體積,還需要知道鹽酸的物質(zhì)的量濃度.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

5.硫、氮氧化物是形成酸雨、霧霾等環(huán)境污染的罪魁禍?zhǔn)祝捎煤线m的措施消除其污染是保護(hù)環(huán)境的重要舉措.
Ⅰ.研究發(fā)現(xiàn)利用NH3可消除硝酸尾氣中的NO污染.NH3與NO的物質(zhì)的量之比分別為1﹕3、3﹕1、4﹕1時(shí),NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖所示.
(1)①曲線a中,NO的起始濃度為6×10-4  mg/m3,從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.8s,該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率為1.5×10-4 mg/(m3•s).
②曲線b對(duì)應(yīng)的NH3與NO的物質(zhì)的量之比是3:1,其理由是NH3與NO的物質(zhì)的量的比值越大,NO脫除率越大.
(2)已知在25℃,101kPa時(shí):
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol
N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.0kJ/mol
請(qǐng)寫(xiě)出用NH3脫除NO的熱化學(xué)方程式4NH3(g)+6NO(g)═5N2(g)+6H2O(l)△H=-2070kJ/mol.
Ⅱ.工業(yè)上還可以變“廢”為“寶”,將霧霾里含有的SO2、NO等污染物轉(zhuǎn)化為Na2S2O4(保險(xiǎn)粉)和NH4NO3等化工用品,其生產(chǎn)流程如下(Ce為鈰元素):

(3)裝置Ⅱ中NO轉(zhuǎn)變?yōu)镹O3-的反應(yīng)的離子方程式為3Ce4++NO+2H2O═3Ce3++NO3-+4H+
(4)裝置Ⅲ制得Na2S2O4的同時(shí)還能讓Ce4+再生,原理如右圖所示.其陰極的電極反應(yīng)式為2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O.
(5)按上述流程處理含有a mol SO2、b mol NO的霧霾(b>a),并制取Na2S2O4和NH4NO3.裝置Ⅰ中SO2、裝置Ⅱ中NO、裝置Ⅲ中HSO3-和Ce3+、裝置Ⅳ中NO2-均全部轉(zhuǎn)化,處理完畢后裝置Ⅱ中Ce4+的剩余量與加入量相比沒(méi)有變化,則至少需向裝置Ⅳ中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O25.6(3b-a)L.(用含a、b的代數(shù)式表示)

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同步練習(xí)冊(cè)答案