17.異丙苯 ()氧化法是工業(yè)生產(chǎn)苯酚和丙酮最主要的方法.其反應(yīng)和流程如下:
氧化:+O→(異丙苯過氧氫)
分解:$→_{50-60℃}^{H+}$(丙嗣)

物質(zhì)丙酮苯酚異丙苯
密度(g/mL)0.78981.07220.8640
沸點/°C56.5182153
已知:
完成下列填空:
(1)X物質(zhì)是氧氣(或空氣);Y物質(zhì)是異丙苯.
(2)濃硫酸的作用是催化劑,其優(yōu)點是用量少,可能的缺點是濃硫酸會使有機物發(fā)生脫水等副反應(yīng)(濃硫酸與有機物混合放出大量熱,使反應(yīng)溫度過高,不利于反應(yīng)進行;或濃硫酸會腐蝕設(shè)備等)(寫一條).
(3)Z物質(zhì)最適宜選擇c(選填編號).
a.NaOH        b.Na2CO3       c.NaHCO3      d.CaCO3
(4)步驟⑥分餾,工業(yè)上在分餾塔中進行,如圖,產(chǎn)品T是丙酮,
請說明理由丙酮的沸點低.廢水中苯酚的含量,可根據(jù)苯酚與溴水的反應(yīng),用以下方法測定:
①把20.00mL廢水、20mLKBrO3和KBr混合溶液[其中:
c(KBrO3)=0.0100mol/L,c(KBr)=0.0600mol/L]置于錐形瓶中,再加入10mL6mol/L的鹽酸,迅速蓋好蓋子,搖動錐形瓶.
②充分反應(yīng)后,稍松開瓶塞,從瓶塞和瓶壁間縫隙迅速加入10%KI溶液10mL(過量),迅速加蓋,充分搖勻.加入少許淀粉溶液.
③用0.0250mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點.用去Na2S2O3溶液22.48mL.
(5)已知:BrO3-+5Br-+6H+→3Br2+3H2O;寫出苯酚與濃溴水反應(yīng)的化學(xué)方程式;第1加鹽酸、第②步加KI溶液,要迅速蓋好蓋子的原因是溴易揮發(fā).
(6)已知:I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6;滴定終點的現(xiàn)象是由藍色變?yōu)闊o色(或白色渾濁)且半分鐘內(nèi)不變色;該廢水中苯酚的濃度是0.0053mol/L(保留4位小數(shù)).

分析 用異丙苯氧化法生產(chǎn)苯酚和丙酮,由給予的反應(yīng)信息,異丙苯與氧氣在反應(yīng)器①中發(fā)生氧化反應(yīng)生成,在②中蒸發(fā)分離出,未反應(yīng)的異丙苯進行循環(huán)利用,在③中在濃硫酸作催化劑條件下分解得到、,在④中加入Z,目的是中和硫酸,且不能與苯酚反應(yīng),可以是碳酸氫鈉,然后⑤中水洗滌,再經(jīng)過⑥分餾得丙酮、苯酚,據(jù)此答題.

解答 解:用異丙苯氧化法生產(chǎn)苯酚和丙酮,由給予的反應(yīng)信息,異丙苯與氧氣在反應(yīng)器①中發(fā)生氧化反應(yīng)生成,在②中蒸發(fā)分離出,未反應(yīng)的異丙苯進行循環(huán)利用,在③中在濃硫酸作催化劑條件下分解得到、,在④中加入Z,目的是中和硫酸,且不能與苯酚反應(yīng),可以是碳酸氫鈉,然后⑤中水洗滌,再經(jīng)過⑥分餾得丙酮、苯酚,
(1)根據(jù)上面的分析可知,X物質(zhì)是 氧氣(或空氣);Y物質(zhì)是 異丙苯,
故答案為:氧氣(或空氣);異丙苯;
(2)在③中在濃硫酸作催化劑條件下分解得到、,所以濃硫酸的作用是 催化劑,其優(yōu)點是用量少,可能的缺點是 濃硫酸會使有機物發(fā)生脫水等副反應(yīng)(濃硫酸與有機物混合放出大量熱,使反應(yīng)溫度過高,不利于反應(yīng)進行;或濃硫酸會腐蝕設(shè)備等),
故答案為:催化劑;濃硫酸會使有機物發(fā)生脫水等副反應(yīng)(濃硫酸與有機物混合放出大量熱,使反應(yīng)溫度過高,不利于反應(yīng)進行;或濃硫酸會腐蝕設(shè)備等);
(3)根據(jù)上面的分析可知,Z可以是碳酸氫鈉,故選c;
(4)步驟⑥分餾中,由于丙酮的沸點低于苯酚,則T為丙酮、P為苯酚,
故答案為:丙酮; 丙酮的沸點低;
(5)苯酚與濃溴水反應(yīng)的化學(xué)方程式為,由于溴易揮發(fā),所以第1加鹽酸、第②步加KI溶液,要迅速蓋好蓋子,防止溴揮發(fā),
故答案為:;溴易揮發(fā);
(6)溶液中有淀粉,當(dāng)達到滴定終點時,碘反應(yīng)完全,所以滴定終點的現(xiàn)象是 由藍色變?yōu)闊o色(或白色渾濁)且半分鐘內(nèi)不變色;
20mLKBrO3和KBr混合溶液[其中:c(KBrO3)=0.0100mol/L,c(KBr)=0.0600mol/L]置于錐形瓶中,再加入10mL6mol/L的鹽酸,根據(jù)方程式BrO3-+5Br-+6H+→3Br2+3H2O可知,生成的溴的物質(zhì)的量為3×0.0100mol/L×0.02L=6×10-4 mol,根據(jù)反應(yīng)I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6可知,由溴與碘化鉀反應(yīng)生成的碘的物質(zhì)的量為0.0250mol/L×0.02248L×$\frac{1}{2}$=2.81×10-4 mol,所以與苯酚反應(yīng)的溴的物質(zhì)的量為6×10-4 mol-2.81×10-4 mol=3.19×10-4 mol,根據(jù)反應(yīng)可知,苯酚的物質(zhì)的量為3.19×10-4 mol×$\frac{1}{3}$=1.06×10-4 mol,所以廢水中苯酚的濃度是$\frac{1.06×1{0}^{-4}mol}{0.02L}$=0.0053mol/L,
故答案為:由藍色變?yōu)闊o色(或白色渾濁)且半分鐘內(nèi)不變色;0.0053.

點評 本題考查有機物的制備實驗方案,涉及對化學(xué)工藝流程、裝置及試劑的分析評價等,關(guān)鍵是根據(jù)實驗?zāi)康呐c給予的反應(yīng)信息理解工藝流程原理,是對學(xué)生綜合能力的考查,難度中等.

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:解答題

7.泡沫滅火器內(nèi)裝有NaHCO3飽和溶液,該溶液呈堿性的原因是:CO32-+H2O?HCO3-+OH-;滅火器內(nèi)另有一容器中裝有Al2(SO43溶液,該溶液呈酸性的原因是:Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+.當(dāng)意外失火時,使泡沫滅火器倒過來即可使藥液混合,噴出CO2和Al(OH)3,阻止火勢蔓延.其相關(guān)的化學(xué)方程式為:3HCO3-+Al3+=Al(OH)3↓+3CO2↑.

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8.有鎂鋁混合粉末10.2g,將它溶于500mL 4mol•L-1的鹽酸中,當(dāng)加入的氫氧化鈉溶液1000mL時溶液中沉淀的質(zhì)量最大,則氫氧化鈉溶液的濃度的是( 。
A.2mol•L-1B.0.5mol•L-1C.1mol•L-1D.3mol•L-1

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5.向2L的密閉容器中加入一定量的A、B、C三種氣體,一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化如圖甲所示.圖乙為t2時刻后改變條件平衡體系中反應(yīng)速率隨時間變化的情況,且4個階段所改變的外界條件均不相同,已知t3--t4階段為使用催化劑.觀察下圖,回答下列問題:

(1)甲圖中從反應(yīng)至達到平衡狀態(tài),生成物C的平均反應(yīng)速率為0.004mol•L-1•s-1
(2)乙圖中t2時引起平衡移動的條件是增大反應(yīng)物濃度,t5時引起平衡移動的條件是升溫.
(3)乙圖中表示平衡混合物中,在這4個階段中C的含量最高的一段時間是t5~t6
(4)該反應(yīng)的化學(xué)方程式可以表示為:3A(g)?B(g)+2C(g),正反應(yīng)為吸熱(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng).
(5)反應(yīng)開始時加入的B的物質(zhì)的量為0.04mol.

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12.右圖是用點滴板探究氨氣的性質(zhì).實驗時向NaOH固體上滴幾滴濃氨水后,立即用培養(yǎng)皿罩住整個點滴板.下列對實驗現(xiàn)象的解釋正確的是( 。
選項實驗現(xiàn)象解釋
A紅色石蕊試紙變藍NH3極易溶于水
B濃硫酸附近無白煙NH3與濃硫酸不發(fā)生反應(yīng)
C氯化鋁溶液變渾濁NH3與AlCl3溶液反應(yīng):Al3++3OH-→Al(OH)3
D濃鹽酸附近有白煙NH3與揮發(fā)出的HCl反應(yīng):NH3+HCl→NH4Cl
A.AB.BC.CD.D

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2.太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置.其材料除單晶硅,還有銅銦鎵硒等化合物.
(1)鎵的基態(tài)原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1).
(2)硒為第4周期元素,相鄰的元素有砷和溴,則3種元素的第一電離能從大到小順序為Br>As>Se(用元素符號表示).
(3)氣態(tài)SeO3立體構(gòu)型為平面三角形.
(4)硅烷(SinH2n+2)的沸點與其相對分子質(zhì)量的變化關(guān)系如圖所示,呈現(xiàn)這種變化關(guān)系的原因是:硅烷的相對分子質(zhì)量越大,分子間范德華力越強
(5)與鎵元素處于同二主族的硼元素具有缺電子性,其化合物往往具有加合性,因而硼酸(H3BO3)在水溶液中能與水反應(yīng)生成[B(OH)4]-而體現(xiàn)一元弱酸的性質(zhì),則[B(OH)4]-中B 的原子雜化類型為sp3;
(6)金屬Cu單獨與氨水或單獨與過氧化氫都不能反應(yīng),但可與氨水和過氧化氫的混合溶液反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為Cu+H2O2+4NH3•H2O=Cu(NH342++2OH-+4H2O
(7)一種銅金合金晶體具有面心立方最密堆積的結(jié)構(gòu).在晶胞中,Au原子位于頂點,Cu原子位于面心,則該合金中Au原子與Cu原子個數(shù)之比為1:3,若該晶胞的邊長為apm,則合金的密度為$\frac{\frac{197+64×3}{{N}_{A}}}{(a×1{0}^{-10})^{3}}$g.cm-3(只要求列算式,不必計算出數(shù)值,阿伏伽德羅常數(shù)為NA.)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.下列說法正確的是( 。
A.維生素和淀粉遇碘水均顯藍色
B.蛋白質(zhì)、乙酸和葡萄糖均屬電解質(zhì)
C.溴乙烷與NaOH乙醇溶液共熱生成乙烯
D.乙酸乙酯和食用植物油均可水解生成乙醇

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6.向Cu、Fe和Fe2O3的混合物中加入稀硫酸發(fā)生反應(yīng).下列說法正確的是( 。
A.反應(yīng)后溶液可能呈中性
B.反應(yīng)停止后一定有固體剩余
C.反應(yīng)過程中一定有氧化還原反應(yīng)發(fā)生
D.若只有Cu剩余,向溶液中滴入鐵氰化鉀溶液不會產(chǎn)生藍色沉淀

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.硝酸是氧化性酸,其本質(zhì)是NO3-有氧化性,某課外實驗小組進行了下列有關(guān)NO3-氧化性的探究(實驗均在通風(fēng)櫥中完成).
實驗裝置編號溶液X實驗現(xiàn)象

實驗Ⅰ6mol•L-1稀硝酸電流計指針向右偏轉(zhuǎn),銅片表面產(chǎn)生無色氣體,在液面上方變?yōu)榧t棕色.
實驗Ⅱ15mol•L-1濃硝酸電流計指針先向右偏轉(zhuǎn),很快又偏向左邊,鋁片和銅片表面產(chǎn)生紅棕色氣體,溶液變?yōu)榫G色.
(1)實驗Ⅰ中,鋁片作負(填“正”或“負”)極.液面上方產(chǎn)生紅棕色氣體的化學(xué)方程式是2NO+O2=2NO2
(2)實驗Ⅱ中電流計指針先偏向右邊后偏向左邊的原因是Al開始作電池的負極,Al在濃硝酸中迅速生成致密氧化膜后,Cu作負極.
查閱資料:活潑金屬與1mol•L-1稀硝酸反應(yīng)有H2和NH4+生成,NH4+生成的原理是產(chǎn)生H2的過程中NO3-被還原.
(3)用如圖裝置進行實驗Ⅲ:溶液X為1mol•L-1稀硝酸溶液,觀察到電流計指針向右偏轉(zhuǎn).
①反應(yīng)后的溶液中含NH4+.實驗室檢驗NH4+的方法是取少量待檢溶液于試管中,加入濃NaOH溶液,加熱,若產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體,則溶液中含NH4+
②生成NH4+的電極反應(yīng)式是NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O.
(4)進一步探究堿性條件下NO3-的氧化性,進行實驗Ⅳ:
①觀察到A中有NH3生成,B中無明顯現(xiàn)象.A、B產(chǎn)生不同現(xiàn)象的解釋是Al與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2的過程中可將NO3-還原為NH3,而Mg不能與NaOH.
②A中生成NH3的離子方程式是8Al+3NO3-+5OH-+2H2O=3NH3↑+8AlO2-
(5)將鋁粉加入到NaNO3溶液中無明顯現(xiàn)象,結(jié)合實驗Ⅲ和Ⅳ說明理由因為鋁與中性的硝酸鈉溶液無生成H2的過程,NO3-無法被還原.

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