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-优题课

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	易溶	易溶
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：

实验方法：一定量的甲苯和KMnO₄溶液置于图1装置中，在90℃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）无色液体A的结构简式为          。操作Ⅱ为         。
（2）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，搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触
C．图1回流搅拌装置应采用直接加热的方法
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             。

科目化学题型实验题难度中等

知识点：乙酸乙酯的制取

元素铬(Cr)在溶液中主要以 ${Cr}^{3 +}$ (蓝紫色)、 $Cr (OH)_{4}^{-}$ (绿色)、 ${Cr}_{2} O_{7}^{2 -}$ (橙红色)、 ${CrO}_{4}^{2 -}$ (黄色)等形式存在, $Cr (OH)_{3}$ 为难溶于水的灰蓝色固体, 回答下列问题：

（1） ${Cr}^{3 +}$ 与 ${Al}^{3 +}$ 的化学性质相似，在 ${Cr}_{2} {({SO}_{4})}_{3}$ 溶液中逐滴加入 $NaOH$ 溶液直至过量, 可观察到的现象是。

（2） ${CrO}_{4}^{2 -}$ 和 ${Cr}_{2} O_{7}^{2 -}$ 在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为 $1.0 mol ∙ L^{- 1}$ 的 ${{Na}_{2} CrO}_{4}$ 溶液中 $c ({Cr}_{2} O_{7}^{2 -})$ 随 $c (H^{+})$ 的变化如图所示。

①用离子方程式表示 ${{Na}_{2} CrO}_{4}$ 溶液中的转化反应____________。

②由图可知，溶液酸性增大， ${CrO}_{4}^{2 -}$ 的平衡转化率__________(填"增大"减小"或"不变")。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。

③升高温度，溶液中 ${CrO}_{4}^{2 -}$ 的平衡转化率减小，则该反应的 $△ H$ _________(填"大于""小于"或"等于")。

（3）在化学分析中采用 ${K_{2} CrO}_{4}$ 为指示剂，以 $Ag {NO}_{3}$ 标准溶液滴定溶液中的Cl ⁻，利用Ag ⁺与 ${Cro}_{4}^{2 -}$ 生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中 ${Cl}^{-}$ 恰好完全沉淀(浓度等于 $1.0 \times 10^{- 5} mol ∙ L^{- 1}$ )时，溶液中 $c ({Ag}^{+})$ 为_______ $mol ∙ L^{- 1}$ ，此时溶液中 $c ({CrO}_{4}^{2 -})$ 等于__________ $mol ∙ L^{- 1}$ 。(已知 ${Ag}_{2} {CrO}_{4}$ 、 $AgCl$ 的 $K_{sp}$ 分别为 $2.0 \times 10^{- 12}$ 和 $2.0 \times 10^{- 10}$ )。

（4）+6价铬的化合物毒性较大，常用 ${NaHSO}_{3}$ 将废液中的 ${CrO}_{7}^{2 -}$ 还原成 ${Cr}^{3 +}$ ，反应的离子方程式为______________。

氮的氧化物( $N O_{x}$ )是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用 ${NH}_{3}$ 将 ${NO}_{x}$ 还原生成 $N_{2}$ , 某同学在实验室中对 ${NH}_{3}$ 与 ${NO}_{x}$ 反应进行了探究。回答下列问题：

（1）氨气的制备

①氨气的发生装置可以选择上图中的_ ，反应的化学方程式为_ 。

②预收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置, 其连接顺序为: 发生装置→ (按气流方向, 用小写字母表示)。

（2）氨气与二氧化氮的反应

将上述收集到的 ${NH}_{3}$ 充入注射器 $X$ 中, 硬质玻璃管 $Y$ 中加入少量催化剂, 充入 ${NO}_{2}$ (两端用夹子 $K_{1}, K_{2}$ 夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。

操作步骤	实验现象	解释原因
打开 $K_{1}$ , 推动注射器活塞, 使 X中的气体缓慢通入 Y 管中	(1)Y 管中	(2反应的化学方程式
将注射器活塞退回原处并固定, 待装置恢复到室温	Y 管中有少量水珠	生成的气态水凝集
打开 $K_{2}$

氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下（装置如图所示）：

Ⅰ.将浓 $H_{2} S O_{4}$ 、 $NaN O_{3}$ 、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中。剧烈搅拌下，分批缓慢加入 $KMn O_{4}$ 粉末。塞好瓶口。

Ⅱ.转至油浴中， $35 ℃$ 搅拌1小时。缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至 $98 ℃$ 并保持1小时。

Ⅲ.转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸馏水，而后滴加 $H_{2} O_{2}$ 至悬浊液由紫色变为土黄色。

Ⅳ.离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。

Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。

Ⅵ.冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。

回答下列问题：

（1）装置图中，仪器a、c的名称分别是　　、　　，仪器b的进水口是　　（填字母）。

（2）步骤Ⅰ中，需分批缓慢加入 $KMn O_{4}$ 粉末并使用冰水浴，原因是　　。

（3）步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是　　。

（4）步骤Ⅲ中， $H_{2} O_{2}$ 的作用是　　（以离子方程式表示）。

（5）步骤Ⅳ中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在 $S {O_{4}}^{2 ﹣}$ 来判断。检测的方法是　　。

（6）步骤Ⅴ可用 $pH$ 试纸检测来判断 $C l^{﹣}$ 是否洗净，其理由是　　。

某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如图工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体（NiSO ₄•7H ₂O ）：

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：

金属离子

Ni ²⁺

Al ³⁺

Fe ³⁺

Fe ²⁺

开始沉淀时（c＝0.01 mol•L ^﹣ ¹）的pH

沉淀完全时（c＝1.0×10 ^﹣ ⁵mol•L ^﹣ ¹）的pH

7.2

8.7

3.7

4.7

2.2

3.2

7.5

9.0

回答下列问题：

（1）"碱浸"中NaOH的两个作用分别是　　。为回收金属，用稀硫酸将"滤液①"调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式　　。

（2）"滤液②"中含有的金属离子是　　。

（3）"转化"中可替代H ₂O ₂的物质是　　。若工艺流程改为先"调pH"后"转化"，即，"滤液③"中可能含有的杂质离子为　。

（4）利用上述表格数据，计算Ni（OH） ₂的K _sp＝　　（列出计算式）。如果"转化"后的溶液中Ni ²⁺浓度为1.0mol•L ^﹣ ¹，则"调pH"应控制的pH范围是　　。

（5）硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH．写出该反应的离子方程式　　。

（6）将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是　　。

氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置（部分装置省略）制备

KClO ₃和NaClO，探究其氧化还原性质。

回答下列问题：

（1）盛放MnO ₂粉末的仪器名称是　　，a中的试剂为　　。

（2）b中采用的加热方式是　　。c中化学反应的离子方程式是　　，采用冰水浴冷却的目的是　　。

（3）d的作用是　　，可选用试剂　　（填标号）。

A．Na ₂S B．NaCl C．Ca（OH） ₂D．H ₂SO ₄

（4）反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，　　，　　，干燥，得到KClO ₃晶体。

（5）取少量KClO ₃和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl ₄振荡，静置后CCl ₄层显　　色。可知该条件下KClO ₃的氧化能力　　NaClO（填"大于"或"小于"）。