高中第二节 醇酚第2课时课后作业题
展开第三章第二节第2课时酚分层作业提高练习(2)2021_2022学年高中化学选择性必修3(人教版2019)
练习
一、单选题,共13小题
1.苯酚有毒,如不慎沾到皮肤上,正确的处理措施是( )
A.先用小苏打溶液冲洗
B.先用酸性KMnO4溶液冲洗
C.先用冷水冲洗
D.先用酒精冲洗
2.夏日的夜晚,常看到儿童手持荧光棒嬉戏,荧光棒发光原理是利用氧化草酸二酯()产生能量,该能量被传递给荧光物质后发出荧光。草酸二酯的结构简式如图所示,下列有关草酸二酯的说法不正确的是( )
A.1mo草酸二酯与完全加成,需要消耗6mol
B.草酸二酯的分子式为
C.草酸二酯能发生取代反应
D.1mol草酸二酯最多可与4mol反应
3.化学与生活、生产、环境等密切相关。下列叙述不正确的是( )
A.冬天汽车所用的防冻液的主要成分为乙二醇
B.福尔马林可用作食品的保鲜剂
C.医院经常用“来苏水”进行消毒,其主要成分属于酚类化合物
D.甘油可作护肤保湿剂
4.过量的下列溶液与水杨酸()反应能得到化学式为C7H5O3Na的是
A.NaHCO3溶液 B.Na2CO3溶液 C.NaOH溶液 D.NaCl溶液
5.合成药物异搏定路线中的某一步骤如下:
下列说法正确的是( )
A.Z可以发生取代、加成、氧化、加聚反应
B.1molY最多能与发生反应
C.Y中所有原子可能在同一平面内
D.可以用NaOH溶液检验Z中是否有残留的X
6.下列能说明苯酚酸性很弱的是( )
A.常温下苯酚在水中的溶解度不大 B.苯酚能跟NaOH溶液反应
C.苯酚遇溶液显紫色 D.向苯酚钠溶液中通入,溶液变浑浊
7.下列说法正确的是( )
A.凡是分子中含的化合物都是醇
B.羟基与氢氧根离子具有相同的化学式和结构式
C.在氧气中完全燃烧只生成二氧化碳和水的有机化合物一定是烃
D.醇与酚具有相同的官能团,但具有不同的化学性质
8.下列各组物质的关系正确的是( )
A.、:同系物 B.、:同分异构体
C.、:同分异构体 D.、:同类物质
9.乙基香兰素()广泛应用于食品及日用化妆品中,起增香和定香作用,下列关于乙基香兰素的说法错误的是( )
A.乙基香兰素的分子式为C9H10O3 B.乙基香兰素与苯甲醛互为同系物
C.乙基香兰素的同分异构体可能含有酯基 D.乙基香兰素能与FeCl3溶液发生显色反应
10.百服宁口服液为解热镇痛药,主要用于治疗头痛、发烧。其主要化学成分的结构简式为
下列说法正确的是
A.该有机物的分子式为C8H10NO2
B.该有机物属于α-氨基酸
C.含有苯环且属于α-氨基酸的该有机物的同分异构体只有1种
D.该有机物不能与FeCl3溶液发生显色反应
11.经过下列操作,能将化合物转变为的有( )
①跟足量NaOH溶液共热后,通入二氧化碳直至过量
②与稀硫酸共热后,加入足量Na2CO3溶液
③与稀硫酸共热后,加入足量NaOH溶液
④与稀硫酸共热后,加入足量NaHCO3溶液
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
12.下面有关苯酚的叙述正确的是( )
①是有机化工原料;②易溶于水也易溶于乙醇;③可以使紫色石蕊溶液变红;④酸性比甲酸、乙酸、碳酸均弱;⑤不能和硝酸发生反应;⑥常温下易被空气氧化;⑦既可以和H2发生加成反应,又可以和溴水发生取代反应;⑧纯净的苯酚是粉红色的晶体;⑨苯酚有毒,沾到皮肤上可用氢氧化钠溶液洗涤;⑩苯酚能与溶液反应生成紫色沉淀( )
A.①③⑥⑦⑧ B.①②③④⑦ C.①④⑥⑦ D.①④⑥⑦⑩
13.下表中Ⅱ对Ⅰ的解释不正确的是( )
选项
Ⅰ
Ⅱ
A
2+2Na→2+H2↑
苯环使羟基活泼
B
+3Br2→↓+3HBr
羟基使苯环活泼
C
+NaOH→+H2O
苯环使羟基活泼
D
+3HNO3+3H2O
甲基使苯环活泼
A.A B.B C.C D.D
二、非选择题,共6小题
14.将煤焦油中的苯、甲苯和苯酚进行分离,可采取如图所示方法和操作:
(1)写出物质①和⑤的化学式:①_______;⑤_______。
(2)写出分离方法②和③的名称:②_______;③_______。
(3)混合物中加入溶液①反应的化学方程式为_________;
(4)下层液体④通入气体⑤反应的化学方程式为__________。
15.某化学兴趣小组从有机废液中(主要含甲苯、二甲苯、苯酚)提取苯酚的流程图:
请填写下列空白:
(1)A的化学式是_______________。
(2)振荡的目的是_______________。
(3)分液操作需要的玻璃仪器有__________。
(4)写出水层中有关物质与A气体反应生成苯酚的化学方程式:________。
16.将含有苯胺(),水杨酸()、硝基苯与苯酚四种有机物的乙醚溶液,按如图流程利用物质的酸碱性依次分离,假设每一步分离都是完全的。(已知苯胺是一种难溶于水,具有弱碱性的有机物。)
完成下列填空:
(1)水层1中溶解的有机物的结构简为___,物质3的分子式为___。
(2)高中化学实验室制取硝基苯的原料和反应条件分别是___。
(3)操作Y的名称是___,原理是利用___。
(4)医药上可用水杨酸为原料制取乙酰水杨酸(也叫阿司匹林),结构为:,请写出两种能鉴别乙酰水杨酸和水杨酸的化学试剂___、___。
(5)水杨酸可以在一定条件下自身合成高分子化合物,该反应方程式为:___。
17.2﹣硝基﹣1,3﹣苯二酚由间苯二酚先磺化,再硝化,后去磺酸基生成。原理如图:
部分物质的相关性质如下:
名称
相对分子质量
性状
熔点/℃
水溶性(常温)
间苯二酚
110
白色针状晶体
110.7
易溶
2-硝基-1,3-苯二酚
155
桔红色针状晶体
87.8
难溶
制备过程如下:
第一步:磺化。称取72.6g间苯二酚,碾成粉末放入三口烧瓶中,慢慢加入适量浓硫酸并不断搅拌,控制温度在一定范围内15min(如图1)。
第二步:硝化。待磺化反应结束后将三口烧瓶置于冷水中,充分冷却后加入“混酸”,控制温度继续搅拌15min。
第三步:蒸馏。将硝化反应混合物的稀释液转移到圆底烧瓶B中,然后用图2所示装置进行水蒸气蒸馏(水蒸气蒸馏可使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的)。
请回答下列问题:
(1)图1中冷凝管的进水口是______(填“a”或“b”);仪器c的名称是______。
(2)图1中仪器c是用来滴加______(填字母)。
A.浓硫酸 B.浓硝酸 C.浓硫酸和浓硝酸的混合物
(3)磺化步骤中温度范围控制在60~65℃比55~60℃更合适,原因是______。
(4)图2中的冷凝管是否可以换为图1中的冷凝管______(填“是”或“否”)。
(5)图2中虚线框内装置的作用是______。
(6)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,被提纯的物质必须具备下列条件中的______(填字母)。
A.易溶于水 B.不溶或难溶于水 C.难挥发性 D.与水蒸气不反应
(7)图2的圆底烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大而引起事故,又能防止__。
(8)本实验最终获得11.3g桔红色晶体,则2﹣硝基﹣1,3﹣苯二酚的产率约为_____。(保留3位有效数字)
18.测定苯酚纯度的步骤如下:
①量取 20.00 mL 0.1250 mo•L-1 KBrO3溶液,加入过量的 KBr,加酸酸化;
②将已称好的 0.600 0 g 苯酚试样加入上述溶液,放置;
③待反应完全后加入足量 KI 和少量淀粉;
④逐滴滴加0.120 0 mol•L-1 Na2S2O3溶液,直至I2完全反应,停止滴加,消耗了20.00mL。测定过程中发生的主要反应如下:①BrO+5Br-+6H+=3Br2+3H2O,②苯酚与溴反应,③2I-+Br2 =I2 +2Br-,④I2+2S2O=2I-+S4O
⑴步骤①所得溶液中生成 Br2 的物质的量为________________。
⑵步骤②中苯酚与溴反应的化学方程式为_____________。
⑶步骤④中,“I2 完全反应”的现象是________________________。
⑷计算试样中苯酚(相对分子质量94)的质量分数(写出计算过程)。____________
19.2硝基1,3苯二酚由间苯二酚先磺化,再硝化,后去磺酸基生成。原理如下:
部分物质的相关性质如下:
名称
相对分子质量
性状
熔点/℃
水溶性(常温)
间苯二酚
110
白色针状晶体
110.7
易溶
2硝基1,3苯二酚
155
桔红色针状晶体
87.8
难溶
制备过程如下:
第一步:磺化。称取71.5g间苯二酚,碾成粉末放入烧瓶中,慢慢加入适量浓硫酸并不断搅拌,控制温度在一定范围内15min(如图1)。
第二步:硝化。待磺化反应结束后将烧瓶置于冷水中,充分冷却后加入“混酸”,控制温度继续搅拌15min。
第三步:蒸馏。将硝化反应混合物的稀释液转移到圆底烧瓶B中,然后用图2所示装置进行水蒸气蒸馏(水蒸气蒸馏可使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的)。
请回答下列问题:
(1)磺化步骤中控制温度最合适的范围为(填字母)__。
a.30℃~60℃b.60℃~65℃c.65℃~70℃d.70℃~100℃
(2)图2中的冷凝管是否可以换为图1所用冷凝管___(填“是”或“否”)。
(3)硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是__。
(4)图2中,烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大引起事故,又能防止__;冷凝管C中可能看到的现象是__,反应一段时间后,停止蒸馏,此时的操作是__(填有关旋塞和酒精灯的操作)。
(5)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,被提纯物质必须具备的条件正确的是__。
a.不溶或难溶于水,便于最后分离
b.在沸腾下与水不发生化学反应
c.难挥发性
d.易溶于水
(6)本实验最终获得12.0g桔红色晶体,则2硝基1,3苯二酚的产率约为__。(保留3位有效数字)
参考答案:
1.D
【解析】
【详解】
A.小苏打溶液与苯酚不互溶也不反应,A项错误。
B.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,B项错误。
C.苯酚在冷水中的溶解度不大,C项错误。
D.苯酚易溶于酒精,苯酚有毒,如不慎沾到皮肤上,正确的处理措施是先用酒精冲洗,D项正确。
答案选D。
2.D
【解析】
【详解】
A.草酸二酯中只有苯环可与发生加成反应,而酯基中的碳氧双键不能与发生加成反应,故1mol草酸二酯与完全加成需要消耗6mol,A正确;
B.根据结构简式可知草酸二酯的分子式为,B正确;
C.草酸二酯中含有酯基、氯原子,能发生取代反应,C正确;
D.草酸二酯中的、酯基均可与反应,氯原子水解生成的酚羟基和HCl能和NaOH反应,因此1mol该有机物(含有6mol-Cl)消耗氢氧化钠12mol;4mol酯基消耗4molNaOH,两个苯环中间的酯基水解后出现2个酚羟基,再消耗2molNaOH,故1mol草酸二酯最多可与18mol反应,D错误。
答案选D。
【点睛】
醇酯发生水解后生成羧酸和醇,羧酸与氢氧化钠可以发生中和反应,而醇显中性,不与碱反应;酚酯发生水解后生成苯酚和羧酸,二者均能与氢氧化钠发生中和反应,所以在计算酯水解消耗氢氧化钠的量时,看准属于哪种类型的酯。
3.B
【解析】
【详解】
A.乙二醇熔点低,故可以作为汽车的防冻液,是市售汽车防冻液的主要成分,故A正确;
B.甲醛有毒,福尔马林不能用于食品保鲜剂,故B错误;
C.,该有机物中羟基直接连在苯环上,属于酚类,故C正确;
D.甘油具有吸水性,有保湿的功能,常作为化妆品中的保湿剂,故D正确;
故选B。
4.A
【解析】
【详解】
A.水杨酸与NaHCO3溶液反应时只是−COOH作用转化为−COONa,产物的分子式为C7H5O3Na,故A正确;
B.水杨酸与Na2CO3溶液溶液反应时−COOH、−OH均反应,生成产物的分子式为C7H4O3Na2,故B错误;
C.水杨酸与NaOH溶液反应时−COOH、−OH均反应,生成产物的分子式为C7H4O3Na2,故C错误;
D.与NaCl溶液不反应,故D错误;
答案选A。
【点睛】
根据酸性>碳酸氢钠判断,故碳酸氢钠和酚羟基不反应,只有羧基可以和碳酸氢钠反应。
5.A
【解析】
【详解】
A. Z中含有碳碳双键,可发生加成、氧化、加聚反应,含有酯基,可发生取代反应,选项A正确;
B. Y中含有酯基、溴原子,都可与氢氧化钠溶液反应,则最多能与发生反应,选项B错误;
C. Y中含有饱和碳原子,具有甲烷的结构特征,则所有的原子不可能在同一个平面内,选项C错误;
D. X、Z都可与氢氧化钠溶液反应,不能用氢氧化钠溶液检验Z中是否有残留的X,选项D错误。
答案选A。
6.D
【解析】
【详解】
A.常温下苯酚在水中的溶解度与苯酚的酸性强弱无关,故A错误;
B.苯酚能跟NaOH溶液反应说明苯酚具有酸性,但无法证明苯酚的酸性强弱,故B错误;
C.苯酚遇FeCl3溶液显紫色,与苯酚的酸性无关,故C错误;
D.向苯酚钠溶液中通入CO2,溶液变浑浊,说明碳酸的酸性比苯酚的酸性强,发生了强酸制弱酸的反应,而碳酸是弱酸,苯酚的酸性比碳酸弱,所以苯酚为弱酸,故D正确;
综上所述,答案为D。
7.D
【解析】
【详解】
A.酚类物质中也含有-OH,但不属于醇,故A错误;
B.羟基化学式为-OH,是中性基团,氢氧根的化学式为OH-,带一个单位的负电荷,二者的化学式和结构均不同,故B错误;
C.烃的含氧衍生物中含C、H、O三种元素,在完全燃烧时的产物也只有二氧化碳和水,故C错误;
D.虽然醇和酚具有相同的官能团,但由于二者的结构不同,所以化学性质不同,故D正确;
综上所述,答案为D。
8.B
【解析】
【详解】
A.前者是酚后者是醇,二者物质类别不同,所以不互为同系物,故A错误;
B.二者分子式相同但结构不同,所以二者互为同分异构体,故B正确;
C.、都是苯酚的表示方法,二者是同一种物质,故C错误;
D.前者苯环上连接有羟基,具有酚的性质,而后者没有,二者的官能团不完全相同,故二者不是同类物质,故D错误;
综上所述,答案为B。
9.B
【解析】
【分析】
分析题给乙基香兰素的结构简式,可知其所含官能团有:醛基(-CHO)、酚羟基(-OH)、醚键()。据此分析乙基香兰素的化学性质。
【详解】
A.根据题给乙基香兰素的结构简式,可知其分子式为:C9H10O3。A项正确;
B.乙基香兰素与苯甲醛具有不同的官能团,且分子组成上相差“C2H4O2”,不符合同系物的定义,B项错误;
C.醛基和酯基的不饱和度都是1,且乙基香兰素分子中含有3个O原子,所以乙基香兰素的同分异构体中可能含有酯基,C项正确;
D.乙基香兰素中含有酚羟基,即具有与苯酚相同的化学性质,也能与FeCl3溶液发生显色反应,D项正确;
答案选B。
10.C
【解析】
由物质结构简式可知物质分子式,分子中含有酚-OH、-CONH-,结合酚及肽键的性质分析解答。
【详解】
A.由所给物质结构简式可知,该有机物的分子式为C8H9NO2,A错误;
B.该有机物分子中无氨基、羧基,因此不属于氨基酸,B错误;
C.该有机物的同分异构体中,含有苯环的α-氨基酸只有一种物质,C正确;
D.该有机物分子中含有酚羟基,因此能够与FeCl3溶液发生显色反应,D错误;
故合理选项是C。
【点睛】
本题考查有机物的结构与性质,注意把握有机物的结构与官能团的性质,注意把握同分异构体的判断,侧重考查学生的分析能力。
11.D
【解析】
【分析】
有机化合物转变为,应该是酯基先发生水解反应,然后生成邻羟基苯甲酸,羧基能和碳酸氢钠反应生成羧酸钠,酚羟基和碳酸氢钠不反应。
【详解】
①跟足量NaOH溶液共热后生成邻酚钠羧酸钠,通入二氧化碳直至过量,二氧化碳和水与酚钠反应生成酚,故正确;
②与稀硫酸共热后生成邻羟基苯甲酸,加入足量Na2CO3溶液,羧基和酚羟基都与碳酸钠反应生成,故错误;
③与稀硫酸共热后生成邻羟基苯甲酸,加入足量NaOH溶液,羧基和酚羟基都与NaOH反应生成,故错误;
④与稀硫酸共热后生成邻羟基苯甲酸,加入足量NaHCO3溶液,羧基和碳酸氢钠反应而酚羟基不反应,所以生成,故正确;
故选D。
【点睛】
本题考查有机物结构和性质,明确官能团及其性质关系是解本题关键,侧重考查分析判断能力,注意酚羟基和碳酸钠反应但是和碳酸氢钠不反应。
12.C
【解析】
【详解】
①苯酚能与甲醛发生缩聚反应生成酚醛树脂,是一种重要的化工原料,故①正确;
②苯酚易溶于有机溶剂,所以易溶于乙醇,但在冷水中的溶解度较小,随着温度升高,苯酚在水中的溶解度会逐渐增大,所以不能说苯酚易溶于水,故②错误;
③虽然苯酚水溶液呈弱酸性,但酸性极弱,不能使紫色石蕊试液变色,故③错误;
④甲酸、乙酸、碳酸均能与苯酚钠反应生成苯酚,根据强酸制弱酸的原理,苯酚的酸性比甲酸、乙酸、碳酸均弱,故④正确;
⑤苯酚结构中有苯环,所以可以在浓硫酸催化加热条件下与硝酸发生硝化反应,故⑤错误;
⑥苯酚具有还原性,在常温下苯酚易被空气中的氧气氧化,呈粉红色,故⑥正确;
⑦苯酚结构中有苯环,可以与H2发生加成反应生成环已醇,同时酚羟基使羟基的邻对位上的氢活化,可以与溴水发生取代反应,生成白色的2,4,6-三溴苯酚,故⑦正确;
⑧纯净的苯酚是无色晶体,被空气中的氧气氧化后呈现粉红色,故⑧错误;
⑨苯酚有毒,不小心沾到皮肤上时可使用酒精洗涤,但不能用氢氧化钠溶液洗涤,因为氢氧化钠具有很强的腐蚀性,会腐蚀皮肤,故⑨错误;
⑩苯酚遇氯化铁溶液显紫色,是因为苯酚与氯化铁反应生成络合物,但该络合物能溶于水,所以不形成沉淀,故⑩错误;
综上所述,①④⑥⑦正确,答案为C。
13.A
【解析】
【详解】
A.无论是醇羟基还是酚羟基都能与钠单质发生反应,所以不能说明苯环使羟基活泼,故A错误;
B.1mol苯在溴化铁催化条件下可以与1mol的液溴发生取代反应生成溴苯,而1mol苯酚在不需要催化剂的条件下能与3mol溴水发生取代反应,说明苯酚比苯更容易与溴单质发生取代反应,对比苯酚与苯的结构可知苯酚中是羟基使苯环活泼,故B正确;
C.醇羟基不显酸性,不能与氢氧化钠反应,而酚羟基显酸性,能电离出氢离子,能与氢氧化钠发生酸碱中和反应,对比可知是由于苯环使羟基上的氢原子变活泼了,故C正确;
D.苯发生硝化反应时,硝基只取代苯环上的一个氢原子,而甲苯发生硝化反应时,硝基可以取代苯环上甲基的邻、对位上的三个氢原子,对比苯与甲苯的结构可知是由于甲基使苯环活泼了,故D正确;
综上所述,答案为A。
14. NaOH CO2 分液 蒸馏
【解析】
【分析】
根据甲苯、苯和苯酚的性质,甲苯、苯和氢氧化钠不反应,苯酚具有酸性能和氢氧化钠反应生成可溶性的苯酚钠,所以可以用氢氧化钠溶液将苯酚和甲苯、苯分离;萃取分液后,上层液体为苯和甲苯,用蒸馏法分离两者;下层液体为苯酚钠水溶液,通入CO2,生成苯酚和碳酸氢钠,继续用分液法分离。
【详解】
(1)根据甲苯、苯和苯酚的性质选取试剂,甲苯、苯和氢氧化钠不反应,苯酚具有酸性能和氢氧化钠反应生成可溶性的苯酚钠,所以可以用氢氧化钠溶液将苯酚和甲苯、苯分离;苯酚的酸性比碳酸还弱,苯酚钠能和二氧化碳、水反应生成苯酚,所以选取二氧化碳将苯酚钠转化为苯酚,故答案为:NaOH;CO2;
(2)互不相溶的液体采用分液的方法分离,互溶的液体采用蒸馏的方法分离,苯酚钠和苯、甲苯是不互溶的液体,所以采用分液的方法分离,苯和甲苯是互溶的液体,所以采用蒸馏的方法分离,故答案为:分液;蒸馏;
(3)苯酚能和氢氧化钠反应生成苯酚钠和水,反应方程式为:,故答案为:;
(4)苯酚钠能和二氧化碳、水反应生成苯酚和碳酸氢钠,反应方程式为:,故答案为:。
【点睛】
注意苯酚钠和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠和苯酚,不是碳酸钠和苯酚,为易错点。
15. CO2 使苯酚与氢氧化钠充分反应 分液漏斗、烧杯 C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3
【解析】
【分析】
由实验流程可知,有机废液中(主要含甲苯、二甲苯、苯酚),加NaOH后,苯酚反应生成苯酚钠,然后分层,水层为苯酚钠,与A(二氧化碳)反应生成苯酚,以此来解答。
【详解】
由实验流程可知,有机废液中(主要含甲苯、二甲苯、苯酚),加NaOH后,苯酚反应生成苯酚钠,然后分层,水层为苯酚钠,与A(二氧化碳)反应生成苯酚;
(1)由上述分析可知,A为CO2,故答案为:CO2;
(2)混合时振荡的目的为使苯酚与氢氧化钠充分反应,故答案为:使苯酚与氢氧化钠充分反应;
(3)分液操作需要的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯,故答案为:分液漏斗、烧杯;
(4)反应生成苯酚的化学方程式为C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3,故答案为:C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3。
【点睛】
把握有机物的性质及混合物分离方法为本题解答的关键,注意流程中发生的化学反应。
16. C6H7N 苯、浓硝酸、浓硫酸,水浴加热 蒸馏 沸点不同 氯化铁溶液 浓溴水
【解析】
【分析】
苯胺(),水杨酸()、硝基苯与苯酚加入碳酸氢钠溶液,只有水杨酸反应,—COOH变成了—COONa,则水层1含有,加入稀硫酸酸化,—COONa变成了—COOH,蒸馏可得物质1为。乙醚层1含有、硝基苯与苯酚,加入氢氧化钠,只有苯酚反应,—OH转化为—ONa,则水层2为,通入二氧化碳气体可得,即物质2。乙醚层2含有、硝基苯,加入盐酸,与盐酸反应,水层3中含有,经过提纯,得到物质3为。乙醚层3含有硝基苯、乙醚,蒸馏可得到乙醚和硝基苯。
【详解】
(1)由以上分析可知水层1中溶解的有机物的结构简为,物质3为,分子式为C6H7N;
(2)实验室制取硝基苯的原料是苯、浓硝酸、浓硫酸,反应条件是水浴加热;
(3)硝基苯、乙醚的沸点不同,可用蒸馏的方法分离;
(4)和含有羧基,都具有酸性,而含有酚羟基,可与氯化铁发生显色反应,与浓溴水发生取代反应,则可用氯化铁溶液、浓溴水鉴别;
(5) 含有羧基、羟基,可发生缩聚反应生成高分子化合物,反应的方程式为。
17. b (筒形)分液漏斗 AC 在温度<65℃的前提下,60~65℃的温度较高,磺化反应速率较大 否 产生水蒸气进入圆底烧瓶B中,进行水蒸气蒸馏 BD 压强过小而产生倒吸 11.0%
【解析】
【分析】
(1)图1中冷凝管下口进水上口出水;按构造回答仪器c的名称;
(2)图1中仪器c是用来滴加磺化反应、硝化反应中用到的无机反应物,据此选择;
(3)磺化步骤中温度范围控制原因从温度对反应的影响、对反应速率的影响来回答;
(4)从冷凝管的作用来判断回答;
(5)从图2对应的实验目的来分析虚线框内装置的作用;
(6)水蒸气蒸馏的目的是分离和提纯有机物,据此选择被提纯的物质必须具备的条件;
(7) A中长玻璃管起稳压作用,那么从压强过大和过小两方面综合考虑,据此回答;
(8)要计算2﹣硝基﹣1,3﹣苯二酚的产率,只要按原料用量算出理论产量,再按产率定义进行计算即可,据此回答;
【详解】
(1)图1中冷凝管的从下口进水上口出水,故进水口是b;仪器c用于滴加液体,从构造看,其名称是(筒形)分液漏斗;
(2)图1中仪器c是用来滴加磺化反应、硝化反应时的无机反应物,它们分别为浓硫酸 、浓硫酸和浓硝酸的混合物,故选AC;
(3)磺化反应需要加热,为防止副反应发生,需严格控制温度,而步骤中温度范围控制在60~65℃比55~60℃更合适,原因是在温度<65℃的前提下,60~65℃的温度较高,磺化反应速率较大;
(4) 图2中是蒸馏,应选用直形冷凝管,图1中的冷凝管用于冷凝回流,故图2中的冷凝管是不可以换为图1中的冷凝管;
(5)图2是分离产品用,按信息,采用水蒸气蒸馏,故虚线框内装置的作用是产生水蒸气进入圆底烧瓶B中,进行水蒸气蒸馏;
(6)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,被提纯的物质必须不溶或难溶于水,具有一定的挥发性,便于最后分离,在沸腾下与水不发生化学反应,故选BD;
(7)因为A中的长玻璃管,故装置内水蒸气与大气相连,则图2的圆底烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大而引起事故,又能防止压强过小而产生倒吸;
(8)本实验最终获得11.3g桔红色晶体,按信息知,2-硝基-1,3-苯二酚为桔红色,则2﹣硝基﹣1,3﹣苯二酚的产率可计算如下:72.6g间苯二酚 ,2−硝基−1,3−苯二酚的理论产量为0.66mol×155g/mol=102.3g,则产率为 。
【点睛】
本题考查有机物的制备、分离、提纯以及产率的计算,掌握物质的性质、分离方法提取有效信息并合理应用是解题关键。
18. 7.500×10-3 mol (或7.500 mmol) + 3Br2 ↓+3HBr 溶液蓝色褪去 根据方程式可知: n(Br2)= 3n(苯酚)+n(I2)= 3n(苯酚)+n(Na2S2O3)、n(苯酚)= =2.100×10-3 mol、ω(苯酚)=×100%=32.90 %
【解析】
【分析】
KBrO3溶液、加入过量的 KBr在酸性条件下发生归中反应得到溴单质,加入苯酚后,溴和苯酚发生取代反应得到三溴苯酚沉淀,且溴单质过量,这些溴单质和过量KI发生反应后,生成的碘用Na2S2O3溶液滴定,据所测得的数据和关系式等计算苯酚含量即可;
【详解】
⑴步骤①中发生的反应为+5Br-+6H+=3Br2+3H2O,所得溶液中生成 Br2 的物质的量为的物质的量的3倍,的物质的量=20.00 mL×10-3L/mL× 0.1250 mo•L-1 =2.500×10-3 mol 故Br2的物质的量为7.500×10-3 mol;
⑵步骤②中苯酚与溴发生取代反应,生成沉淀和HBr,故化学方程式为:+ 3Br2 ↓+3HBr;
⑶步骤④中,逐滴滴加0.120 0 mol•L-1 Na2S2O3溶液,发生的反应为:I2+2S2O=2I-+S4O “I2 完全反应”的现象是溶液蓝色褪去;
⑷计算试样中苯酚(相对分子质量94)的质量分数,计算过程如下:根据方程式可知: n(Br2)= 3n(苯酚)+n(I2)= 3n(苯酚)+n(Na2S2O3)、n(苯酚)= =2.100×10-3 mol、ω(苯酚)=×100%=32.90 %。
【点睛】
本实验题进行数据处理时要注意保留4为有效数字。
19. b 否 在烧杯中加入适量的浓硝酸,沿杯壁缓慢加入一定量的浓硫酸,边加边搅拌,冷却 压强过小引起倒吸 冷凝管内壁有桔红色晶体析出 打开旋塞,撤去酒精灯 ab 11.9%
【解析】
【分析】
(1)为控制适当的反应速率及防止副产物出现,反应温度一般控制在60~65℃左右;
(2)若图2中的直形冷凝管换为图1所用的球形冷凝管,不便于被冷凝的液体顺利流下;
(4)图2中,烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大引起事故,又能防止压强过小产生倒吸,根据反应原理,在直形冷凝管C中应出现2-硝基-1,3-苯二酚,被冷却后以固体形式出现,据此判断现象;停止蒸馏时,应先打开活塞,再停止在A处加热;
(5)能用水蒸气蒸馏来分离和提纯物质,则被提纯物质必须不溶或难溶于水,便于最后分离、在沸腾下与水不发生化学反应、具有一定的挥发性,据此选择;
(6)根据产率公式计算可得。
【详解】
(1)由题意可知,为控制适当的反应速率及防止副产物出现,反应温度应控制在60~65℃左右,b正确,故答案为:b;
(2)若图2中的直形冷凝管换为图1所用的球形冷凝管,不便于被冷凝的液体顺利流下,故答案为:否;
(3)溶液混合时,必须把密度大的溶液加入到密度小的溶液中,浓硫酸的密度大于浓硝酸,则硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是在锥形瓶中加适量的浓硝酸,沿杯壁缓慢加入一定量的浓硫酸,边加边搅拌,冷却,故答案为:在烧杯中加入适量的浓硝酸,沿杯壁缓慢加入一定量的浓硫酸,边加边搅拌,冷却;
(4)图2中,烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大引起事故,又能防止压强过小产生倒吸,根据反应原理,在直形冷凝管C中应出现2-硝基-1,3-苯二酚,被冷却后以固体形式出现,则可以观察到冷凝管内壁有桔红色晶体析出;停止蒸馏时,应先打开活塞,再停止在A处加热,故答案为:防止压强过小产生倒吸;有桔红色晶体析出;先打开活塞,再撤去酒精灯;
(5)能用水蒸气蒸馏来分离和提纯物质,则被提纯物质必须不溶或难溶于水,便于最后分离、在沸腾下与水不发生化学反应、具有一定的挥发性,则ab正确,故答案为:ab;
(6)71.5g间苯二酚的物质的量为0.65mol,根据元素守恒可知,生成的2-硝基-1,3-苯二酚的质量为0.65mol×155g/mol=100.75g,则2硝基1,3苯二酚的产率为×100%=11.9%,故答案为:11.9%。
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