3．Fridel-Crafts反應(yīng)是向苯環(huán)上引入烷基最重要的方法，在合成上有很大的實用價值，該反應(yīng)可以簡單表示如下：ArH+RX$\stackrel{催化劑}{→}$ArR+HX；△H＜0（Ar表示苯基）．某化學(xué)興趣小組在實驗室先利用叔丁醇與鹽酸反應(yīng)制得叔丁基氯（沸點50.7℃），再利用Fridel-Crafts反應(yīng)原理制備對叔丁基苯酚（熔點99℃）．反應(yīng)流程及實驗裝置如圖1所示：

試回答下列問題：
（1）步驟①是直接將鹽酸、叔丁醇直于分液漏斗中，振搖一段時間后靜置分液．振搖過程中應(yīng)進行放氣操作．步驟②中用飽和食鹽水及飽和碳酸氫鈉的目的是除去叔丁基氯粗產(chǎn)物中的HCl等酸性雜質(zhì)、減少叔丁基氯溶解損耗量．步驟③是要將叔丁基氯粗產(chǎn)品制成精品，實驗操作方法是蒸餾．
（2）步驟④在如圖2所示的裝置中進行，若實驗過程中去掉制備裝置中裝有氯化鈣的干燥管，有可能導(dǎo)致的不良后果是水氣進入，反應(yīng)物、催化劑等可能失效．
（3）叔丁基氯與苯盼反應(yīng)時適當(dāng)控制溫度是很重要的．若反應(yīng)過程中溫度過高應(yīng)用冷水浴冷卻，否則可能導(dǎo)致的不良后果是反應(yīng)放熱使溫度升高，且生成大量的HCl氣體，若不及時冷卻，叔丁基氯的蒸氣易逸出而影響產(chǎn)率．
（4）常溫下叔丁基氯易變質(zhì)（打開瓶塞時瓶口會有白霧現(xiàn)象＞，故實驗中所用的必須現(xiàn)用現(xiàn)配，試寫出叔丁基氯在常溫下變質(zhì)時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式（CH3）3CCl→CH2=C（CH3）2+HCl↑或（CH3）3CCl+H2O→（CH3）3COH+HCl↑．
（5）實驗中得到產(chǎn)品叔丁基苯盼常常不是白色而呈現(xiàn)淺紫色，你認(rèn)為可能的原因是一部分苯酚被空氣中的氧氣所氧化．

分析 （1）根據(jù)分液漏斗的使用注意事項答題，叔丁基氯粗產(chǎn)物中有HCl等雜質(zhì)，叔丁基氯在食鹽水及飽和碳酸氫鈉中的溶解度小，據(jù)此答題，由于叔丁基氯的沸點較低，可用蒸餾法分離；
（2）氯化鈣干燥管具有吸水作用，可防止氯化鋁水解而變質(zhì)；
（3）若反應(yīng)過程中溫度過高，可導(dǎo)致叔丁基氯揮發(fā)；
（4）常溫下叔丁基氯易變質(zhì)，打開瓶塞時瓶口會有白霧現(xiàn)象，則有氯化氫產(chǎn)生，所以叔丁基氯發(fā)生消去反應(yīng)生成CH2=C（CH3）2和HCl或（CH3）3CCl水解產(chǎn)生氯化氫；
（5）苯酚易被氧化而變質(zhì)．

解答 解：（1）使用分液漏斗時，振搖過程中應(yīng)進行放氣，叔丁基氯粗產(chǎn)物中有HCl等雜質(zhì)，叔丁基氯在食鹽水及飽和碳酸氫鈉中的溶解度小，所以步驟②中用飽和食鹽水及飽和碳酸氫鈉的目的是除去叔丁基氯粗產(chǎn)物中的HCl等酸性雜質(zhì)、減少叔丁基氯溶解損耗量，由于叔丁基氯的沸點較低，可用蒸餾法分離，
故答案為：放氣；除去叔丁基氯粗產(chǎn)物中的HCl等酸性雜質(zhì)、減少叔丁基氯溶解損耗量；蒸餾；
（2）氯化鈣干燥管具有吸水作用，可防止水氣進入，使反應(yīng)物、催化劑等失效，
故答案為：水氣進入，反應(yīng)物、催化劑等可能失效；
（3）反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，溫度逐漸升高，生成大量的HCl氣體而導(dǎo)致反應(yīng)裝置內(nèi)壓強過高，且可導(dǎo)致叔丁基氯揮發(fā)而影響產(chǎn)率，
故答案為：反應(yīng)放熱使溫度升高，且生成大量的HCl氣體，若不及時冷卻，叔丁基氯的蒸氣易逸出而影響產(chǎn)率；
（4）常溫下叔丁基氯易變質(zhì)，打開瓶塞時瓶口會有白霧現(xiàn)象，則有氯化氫產(chǎn)生，所以叔丁基氯發(fā)生消去反應(yīng)生成CH2=C（CH3）2和HCl或（CH3）3CCl水解產(chǎn)生氯化氫，反應(yīng)的方程式為（CH3）3CCl→CH2=C（CH3）2+HCl↑或（CH3）3CCl+H2O→（CH3）3COH+HCl↑，
故答案為：（CH3）3CCl→CH2=C（CH3）2+HCl↑或（CH3）3CCl+H2O→（CH3）3COH+HCl↑；
（5）苯酚易被氧化生成對苯醌，可導(dǎo)致最終產(chǎn)品對叔丁基苯酚不是白色而呈現(xiàn)紫色，故答案為：一部分苯酚被空氣中的氧氣所氧化．

點評 本題以有機物的合成為載體綜合考查化學(xué)制備實驗方案的設(shè)計，側(cè)重于學(xué)生的實驗?zāi)芰�、評價能力和分析能力的考查，為高考常見題型，難度中等，注意把握實驗操作原理和方法．

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：選擇題

15．香煙煙霧中含有CO、CO2、SO2、H2O等氣體，用A．無水硫酸銅、B．澄清石灰水、C．紅熱氧化銅、D．生石灰、E．酸性品紅溶液，F(xiàn)．酸性高錳酸鉀溶液等將其一一檢出，檢出的正確順序是（　�。�
A．混合氣體→A→E→B→A→D→CB．混合氣體→C→D→E→E→A
C．混合氣體→A→E→F→E→B→D→CD．混合氣體→B→E→A→D→C

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

16．用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列敘述中正確的是（　�。�
A．0.1mol•L-1稀硫酸100mL中含有硫酸根個數(shù)為0.1NA
B．1mol CH3+（碳正離子）中含有電子數(shù)為10NA
C．2.4g金屬鎂與足量的鹽酸反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA
D．12.4g白磷中含有磷原子數(shù)為O.4NA

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

11．利用廢鋁箔（主要成分為Al、少量的Fe、Si等）既可制取有機合成催化劑AlBr3又可制取凈水劑硫酸鋁晶體．
I．實驗室制取無色的無水AlBr3（熔點：97.5℃，沸點：263.3℃～265℃，在空氣中AlBr3遇水蒸氣易發(fā)生水解）可用如圖1所示裝置，主要實驗步驟如下：
步驟l．將鋁箔剪碎，用CCl4浸泡片刻，干燥，然后投入
到燒瓶6中．
步驟2．從導(dǎo)管口7導(dǎo)入氮氣，同時打開導(dǎo)管口l和4排出空氣，一段時間后關(guān)閉導(dǎo)管口7和1；導(dǎo)管口4接裝有P2O5的干燥管．
步驟3．從滴液漏斗滴入一定量的液溴于燒瓶6中，并保證
燒瓶6中鋁過剩．
步驟4．加熱燒瓶6，回流一定時間．
步驟5．將氮氣的流動方向改為從導(dǎo)管口4到導(dǎo)管口l．將裝有P2O5的干燥管與導(dǎo)管口1連接，將燒瓶6加熱至270℃左右，使AlBr3蒸餾進入收集器2．
步驟6．蒸餾完畢時，在繼續(xù)通入氮氣的情況下，將收集器2從3處拆下，并立即封閉3處．
（1）步驟l中，鋁箔用CCl4浸泡的目的是除去鋁箔表面的油脂等有機物．
（2）步驟2操作中，通氮氣的目的是排去裝置中含水蒸氣的空氣．
（3）步驟3中，該實驗要保證燒瓶中鋁箔過剩，其目的是保證液溴完全反應(yīng)，防止溴過量混入AlBr3中．
（4）步驟4依據(jù)何種現(xiàn)象判斷可以停止回流操作5的管中回流液呈無色（或燒瓶6中物質(zhì)呈無色）．
（5）步驟5需打開導(dǎo)管口l和4，并從4通入N2的目的是將AlBr3蒸氣導(dǎo)入裝置2中并冷凝．
Ⅱ．某課外小組的同學(xué)擬用廢鋁箔制取硫酸鋁晶體，已知鋁的物種類別與溶液pH關(guān)系如圖2所示，實驗中可選用的試劑：處理過的鋁箔；2.0mol•L-1NaOH溶液：2.0mol•L-1硫酸
（6）由鋁箔制備硫酸鋁晶體的實驗步驟依次為：
①稱取一定質(zhì)量的鋁箔于燒杯中，分次加入2.0mol•L-1NaOH溶液，加熱至不再產(chǎn)生氣泡為止．
②過濾，③濾液用2.0mol•L-1硫酸在不斷攪拌下調(diào)到pH4～10左右；
④過濾、洗滌沉淀；⑤向沉淀中不斷加入2.0mol•L-1硫酸，至恰好溶解；
⑥蒸發(fā)濃縮；⑦冷卻結(jié)晶；⑧過濾、洗滌、干燥．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

18．高錳酸鉀[KMnO4]是常用的氧化劑．工業(yè)上以軟錳礦（主要成分是MnO2）為原料制備高錳酸鉀晶體．中間產(chǎn)物為錳酸鉀[K2MnO4]．如圖1是實驗室模擬制備的操作流程：

相關(guān)資料：
①物質(zhì)溶解度
物質(zhì)KMnO4K2CO3KHCO3K2SO4CH3COOK
20℃溶解度6.411133.711.1217
②錳酸鉀[K2MnO4]
外觀性狀：墨綠色結(jié)晶．其水溶液呈深綠色，這是錳酸根（MnO42-）的特征顏色．
化學(xué)性質(zhì)：在強堿性溶液中穩(wěn)定，在酸性、中性和弱堿性環(huán)境下，MnO42-會發(fā)生歧化反應(yīng)．
試回答下列問題：
（1）煅燒軟錳礦和KOH固體時，不采用石英坩堝而選用鐵坩堝，實驗中用鐵坩堝煅燒暴露在空氣中的固體混合物發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MnO2+4KOH+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2K2MnO4+2H2O．
（2）實驗時，若CO2過量會生成KHCO3，請用離子方程式表示實驗中通入適量CO2時導(dǎo)致體系中KMnO4產(chǎn)品純度降低的原因：3MnO42-+2CO2═2MnO4-+MnO2↓+2CO32-；
（3）工業(yè)上一般采用惰性電極電解錳酸鉀溶液制取高錳酸鉀，試寫出該電解反應(yīng)的化學(xué)方程式2K2MnO4+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2KMnO4+H2↑+2KOH；
傳統(tǒng)工藝采用無膜電解法由于副反應(yīng)發(fā)生，Mn元素利用率和電流效率都會偏低．有同學(xué)聯(lián)想到離子交換膜法電解飽和食鹽水提出改進方法：可用陽離子交換膜分隔兩極區(qū)進行電解（如圖2）．圖中A口加入的溶液最好為KOH溶液．使用陽離子交換膜可以提高Mn元素利用率的原因為陽離子交換膜防止錳酸根進入陰極區(qū)被還原．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

8．下列說法正確的是（　�。�
A．由非金屬元素形成的化合物一定不是離子化合物
B．含有金屬元素的化合物一定是離子化合物
C．活潑金屬與活潑非金屬化合時，能形成離子鍵
D．第IA族和VIIA族原子化合時，一定生成離子鍵

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

15．常溫下，下列溶液中有關(guān)物質(zhì)的量濃度關(guān)系不正確的是（　�。�
A．pH=2的HA溶液與pH=12的MOH溶液等體積混合后pH＜7，則HA為弱酸
B．pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三種溶液：c（NaOH）＜c（Na2CO3）＜c（CH3COONa）
C．物質(zhì)的量濃度均為0.2mol•L-1CH3COOH和CH3COONa溶液等體積混合：2c（Na+）=c（CH3COO-）+c（CH3COOH）=0.2mol•L-1
D．0.1mol•L-1的NaHA溶液，其pH=4：c（HA-）＞c（H+）＞c（H2A）＞c（A2-）

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

12．某學(xué)生利用以下裝置探究氯氣與氨之間的反應(yīng)．其中A、F分別為氨氣和氯氣的發(fā)生裝置，C為純凈干燥的氯氣與氨反應(yīng)的裝置．

請回答下列問題：
（1）裝置F中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
（2）裝置A、F中共有的玻璃儀器名稱是導(dǎo)管、分液漏斗、圓底燒瓶；裝置E的作用是吸收氯氣中的氯化氫．
（3）用裝置A還可以實現(xiàn)D
A．Cu和濃H2SO4制SO2   B．Fe和濃HNO3制NO2
C．石英和焦炭制CO       D．電石和飽和食鹽水制C2H2
（4）裝置C內(nèi)出現(xiàn)濃厚的白煙并在容器內(nèi)壁凝結(jié)，另一生成物是空氣的主要成分之一．寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式8NH3+3Cl2═6NH4Cl+N2．當(dāng)有a mol氯氣參加反應(yīng)時，轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為b個，則阿伏加德羅數(shù)常數(shù)為$\frac{2a}$mol-1（用含a、b的代數(shù)式表示）．

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

13．山萘酚（Kaempferol）結(jié)構(gòu)如圖所示，且大量存在于水果、蔬菜、豆類、茶葉中，具有多種生物學(xué)作用，如抗氧化、抑制腫瘤生長及保護肝細(xì)胞等作用．有關(guān)山萘酚的敘述正確的是（　�。�
A．結(jié)構(gòu)式中含有2個苯環(huán)和羥基、醚鍵、羧基、碳碳雙鍵
B．可發(fā)生取代反應(yīng)、水解反應(yīng)、加成反應(yīng)
C．可與NaOH反應(yīng)，不能與NaHCO3反應(yīng)
D．1mol山萘酚與溴水反應(yīng)最多可消耗4molBr2

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案