芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。芳香烃的苯环比较稳定,难于氧化,而环上的支链不论长短,在强烈氧化时,最终都氧化成羧基。某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。反应原理:
反应试剂、产物的物理常数:
名称 |
相对分子质量 |
性状 |
熔点 |
沸点 |
密度 |
溶解度 |
||
水 |
乙醇 |
乙醚 |
||||||
甲苯 |
92 |
无色液体易燃易挥发 |
-95 |
110.6 |
0.8669 |
不溶 |
∞ |
∞ |
苯甲酸 |
122 |
白色片状或针状晶体 |
122.4 |
248 |
1.2659 |
微溶 |
易溶 |
易溶 |
主要实验装置和流程如下:
图1回流搅拌装置 图2抽滤装置
实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中,在100℃时,反应一段时间,再停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
(1)仪器K的名称为 。无色液体A的结构简式为 。操作Ⅱ为 。
如果滤液呈紫色,要先加亚硫酸氢钾,然后再加入浓盐酸酸化,加亚硫酸氢钾的目的是 。
(3)下列关于仪器的组装或者使用正确的是 。
A.抽滤可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀
B.安装电动搅拌器时,搅拌棒下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触
C.抽滤结束后,为防止倒吸,应先关闭水龙头,再断开真空系统与过滤系统的连接
D.冷凝管中水的流向是下进上出
(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入 ,分液,水层再加入 ,然后抽滤,干燥即可得到苯甲酸。
(5)纯度测定:称取1.220g产品,配成100ml溶液,取其中25.00ml溶液,进行滴定,消耗KOH物质的量为2.4×10-3mol。产品中苯甲酸质量分数为 。
下图是实验室制取并收集Cl2的装置。A是Cl2发生装置,,E是硬质玻璃管中装有细铁丝网;F为干燥的广口瓶,烧杯G为尾气吸收装置。
试回答:
(1)A中发生的化学反应方程式为。
(2)C、D、G中各装的药品:C__________;D__________;G__________。
(3)E中的现象为;反应方程式为。
(4)写出G中反应的离子方程式。
(5)若将Cl2和SO2等物质的量混合漂白作用减弱,用化学方程式解释原因。
(17分)某同学利用下图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质。
已知:①FeO + 2H+= Fe2+ + H2O②Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ +3 H2O ③Fe3O4 + 8H+ = Fe2+ +2Fe3+ +4 H2O
请回答下列问题:
(1)硬质试管中发生反应的化学方程式为。
(2)该同学欲确定反应一段时间后硬质试管中固体物质的成分,设计了如下实验方案:
①待硬质试管冷却后,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B;
②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是(只有一个选项符合题意),若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是(只有一个选项符合题意)。
A.一定有Fe3O4,可能有Fe | B.只有Fe(OH)3 | C.一定有Fe3O4和Fe |
D.一定有Fe(OH)3,可能有Fe E.只有Fe3O4 |
(3)该同学按上述实验方案进行了实验,结果溶液未变红色,原因是
(用离子方程式表示)。
(4)该同学马上另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反应。若按下图所示的操作,可观察到生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出与上述现象相关的反应的化学方程式。
(5)一段时间后,该同学发现(3)中未变红的溶液变成红色,说明Fe2+ 具有性。由此可知,实验室中含Fe2+的盐溶液需现用现配制的原因是,并且配制含Fe2+的盐溶液时应加入少量。
(6)乙同学为了获得持久白色的Fe(OH)2沉淀,准备用右图所示装置,用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液与新制的FeSO4溶液反应。获得不含O2的蒸馏水的方法是______________。反应开始时,打开止水夹的目的是___________________________________;一段时间后,关闭止水夹,在试管_______(填“A”或“B”)中观察到白色的Fe(OH)2
某化学研究小组为测定Na2O2样品(仅含Na2O杂质)的纯度,设计了两种实验方案进行探究。
[实验一]取样品0.100 g,用右图所示实验装置进行测定。(夹持装置省略)
(1)检查装置A气密性的方法是 。
(2)若在实验过程中共产生气体11.20 mL(已折算成标准状况),则样品中Na2O2的纯度为 。
[实验二]样品溶于水后用盐酸滴定
(3)取一定量样品溶于水并稀释至250 mL,配制时,所用到的玻璃仪器除了烧杯和玻璃棒外,还需用到 。
(4)取上述所配溶液各25.00 mL,用一定浓度的标准盐酸滴定,平行实验记录如下表:
实验次数 |
第一次 |
第二次 |
第三次 |
第四次 |
标准盐酸体积(mL) |
23.00 |
24.98 |
25.00 |
25.02 |
由表中数据可知,标准盐酸体积的平均值为 mL。若滴定前用上述所配溶液润洗锥形瓶,对测定盐酸体积产生的影响是 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
[实验分析]实验结果对比分析
(5)小组同学对比两个实验发现,实验一测得的Na2O2样品的纯度比理论值明显偏小。经过分析,小组同学认为,明显偏差不是由操作失误和装置缺陷引起的,可能是反应原理上的原因。查阅资料发现:
Na2O2与水反应产生的H2O2未完全分解。
①写出Na2O2与水生成H2O2的化学方程式 。
②若将实验一稍加改进,就能使测定结果接近理论值,写出改进方案: 。
某化学兴趣小组利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置,C为纯净干燥的氯气与氨气发生反应的装置。
请回答下列问题:
(1)装置A中的固体物质不宜选用_______________(填字母编号)。
a.无水氯化钙 b.氢氧化钠 c.氧化钙 d.碱石灰 e.无水硫酸铜
(2)写出装置F中发生反应的离子方程式:
_______________________________________________________________________;
E装置的作用为________________________________________________________。
(3)通入C装置的两根导管左边较长、右边较短,原因是________________________
___________________________________________________________________________。
(4)装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,另一生成物是空气的主要成分之一。当有0.15molCl2参与反应时,则生成的气体在标准状况下的体积为____________。
(5)上述装置还存在一处明显的缺陷,你认为改进的措施是____________________
___________________________________________________________________________。
(8分)现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量(g/100 mL)。
Ⅰ.实验步骤:
(1)量取10.00 mL食用白醋,在烧杯中用水稀释后转移到100 mL________(填仪器名称)中定容,摇匀即得待测白醋溶液。
(2)用酸式滴定管取待测白醋溶液20.00mL于锥形瓶中,向其中滴加2滴________作指示剂。
(3)读取盛装0.100 0 mol/L NaOH溶液的碱式滴定管的初始读数。如果液面位置如图所示,则此时的读数为________ mL。
(4)滴定。当____________________________时,停止滴定,并记录NaOH溶液的终读数。重复滴定3次。
Ⅱ.实验记录:
滴定次数 实验数据(mL) |
1 |
2 |
3 |
4 |
V(样品) |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
V(NaOH)(消耗) |
15.95 |
15.00 |
15.05 |
14.95 |
Ⅲ.实验处理:
(1)某同学在处理数据时计算得:
平均消耗的NaOH溶液的体积V=(15.95+15.00+15.05+14.95)/4 mL=15.24 mL。
指出他的计算的不合理之处:____________ _ _。
(2)在本实验的滴定过程中,下列操作会使实验结果偏大的是(填写序号)________。
a.碱式滴定管在滴定时未用标准NaOH溶液润洗
b.碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
c.锥形瓶中加入待测白醋溶液后,再加少量水
d.锥形瓶在滴定时剧烈摇动,有少量液体溅出