(14分)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 。
某同学设计了一个用单摆的实验装置验证机械能守恒的实验如图所示 通过光控门,可以从时间显示仪上读小球挡光的时间。他的实验步骤是:
①用刻度尺测出摆线长,再用游标卡尺测量摆球的直径如图所示。
②将摆球拉离平衡位置使得摆球的高度升高摆长,闭合时间显示仪开关,由静止释放摆球,从时间显示仪读出摆球挡光时间
。
③断开时间显示仪开关,撤去光控门,将摆球拉离平衡位置一个很小的角度(),由静止释放摆球,用秒表测出摆球作N次全振动的时间是
回答:摆球的直径是cm
用秒表测出摆球作N次全振动的时间时应在摆球经过时开始计时,当地的重力加速度是(用字母表示各物理量)
在误差允许的范围内得到(用字母表示各物理量),就验证了摆球运动过程中机械能守恒。
为减小误差,在体积相同的条件下,摆球应选用实心金属球。
某研究性学习小组查阅资料得知:漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气,化学方程式为:Ca(C1O)2+CaCl2+H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O,该组学生针对上述反应设计如下装置来制取氯气并验证其性质。
试回答下列问题:
(1)每生成1 mol Cl2,上述化学反应中转移的电子个数为______ (NA表示阿伏加德罗常数)。
(2)该实验中A处可选用装置__________ _____(填写甲.乙.丙或丁)。
(3)检查A装置的气密性的方法是用弹簧夹夹住处(填a.b.c或d)橡皮管,向分液漏斗中加水并打开活塞,当加到一定量时,停止加水,静止观察,当观察到分液漏斗中时,表明该装置不漏气 。
(4)装置B中发生反应的离子方程式为_____________________。
(5)装置C中的现象为____________________________________。
(6)装置E中的试剂是______________(任填一种合适试剂的名称),
其作用是______________________________
(7)请帮助该学习小组同学设计一个实验,证明装置D中有FeCl3生成(请简述实验步骤)
___________________________________________________________
实验室里用下图所示装置制取纯净的无水CuCl2。试回答下列问题:
(1)写出烧瓶中发生反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目
。
(2)B处盛有饱和食盐水(或水),其作用是。
(3)C处盛放的试剂__________(填名称),其作用是。
(4)E处盛有_______(填名称),发生反应的离子方程式为。
(5)实验结束时,应先熄灭__________处酒精灯。
现有铝片、铝粉、镁条、氧化铝、氧化铁、氯化亚铁、盐酸、氯酸钾及其它必用实验用品和仪器,根据现有药品,请你设计2种简单的实验方案证明铝、铁金属单质的还原性强弱(用化学方程式表示)。
方案一:;
方案二:。
中学实验常用如图所示装置制取少量溴苯。在烧瓶a中装的试剂是苯、溴和铁粉。请填写下列空白。
⑴导管b的作用有两个:一是导气,二是兼起的作用;
⑵a中反应的化学方程式为;
⑶该实验得到的是粗苯,为了除去其中的溴,要用到的一种常用除杂操作方法是,提纯溴苯的具体步骤有:
①蒸馏;②水洗;③用干燥剂干燥;④10%NaOH溶液洗;⑤水洗。
正确的操作顺序为()
A.①②③④⑤ | B.②④⑤③① | C.④②③①⑤ | D.②④①⑤③ |
⑷为证明苯和溴发生的是取代反应而不是加成反应,可向水中加入;但该实验不够严密,为此必须在导管a、b之间加上一盛有的洗气瓶,目的是。