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10.邻苯二甲酸丁基月桂酯是一种淡黄色透明油状液体,密度约0.97g/cm3,常用作聚氯乙烯等树脂的增塑剂.工业上生产原理和工艺流程如下:

有关物质的物理性质见下表:
化合物溶解性熔点沸点
邻苯二甲酸酐微溶于冷水、乙醚,易溶于热苯、乙醇、乙酸131.6℃295℃
正丁醇微溶于水,溶于乙醇、醚、多数有机溶剂-88.9℃117.5℃
月桂醇不溶于水,溶于醇、醚24259℃
邻苯二甲酸丁基月桂酯不溶于水,溶于多数有机溶剂不祥202~210℃
某实验小组的同学模拟工业生产的工艺流程,用如图所示装置制取少量邻苯二甲酸丁基月桂酯,图中夹持和加热装置已略去.主要操作步骤如下:
②向三颈烧瓶内加入30g 邻苯二甲酸酐、16g 正丁醇以及少量浓硫酸.
②搅拌,升温至105℃,持续搅拌反应1小时.
③冷却至室温,加入40g 月桂醇,升温至160℃,搅拌、保温至反应结束.
④冷却至室温,将反应混合物倒出.
⑤通过工艺流程中的操作X,得到粗产品.
请回答下列问题:
(1)仪器C的名称三颈烧瓶.冷凝管中冷水应从A进.
(2)步骤③中判断反应已结束的方法是分水器中的水不再增加.
(3)步骤⑤中操作X可除去少量未反应的邻苯二甲酸酐及正丁醇,操作X包括先用饱和碳酸钠洗涤、分液,再用蒸馏水洗涤、分液(洗涤、分液).
(4)工艺流程中减压蒸馏的目的是降低沸点,防止高温下发生副反应,致使产品不纯.
(5)实验结果表明步骤②、③产率都比较高,原因是生成的水蒸出冷凝成液态后通过分水器从体系中分离出去,促进反应.

分析 (1)根据仪器的特征以及常见仪器的名称解答;冷凝管水流遵循逆流原理,这样冷凝更充分,效果更好;
(2)水是生成物,利用分水器的中的液面变化判断反应是否进行结束;
(3)邻苯二甲酸丁基月桂酯中含有挥发出的醇和酸,需要先洗涤再分液,用蒸馏水洗涤后分液得到较纯的酯;
(4)减压蒸馏的目的是降低沸点,防止副反应发生;
(5)水是生成物,不断的分离生成物,使平衡向着正向移动,可以提高反应物的转化率.

解答 解:(1)仪器a有三个颈的烧瓶,名称叫三颈烧瓶,冷凝管水流遵循逆流原理,水流方向是下口进上口出,即从A口进,
故答案为:三颈烧瓶;A;
(2)水是生成物,不断的分离生成物,使平衡向着正向移动,可以提高反应物的转化率,当分水器中的水位高度基本保持不变时(或者冷凝管中不再有液体滴下),说明反应结束,
故答案为:分水器中的水不再增加;
(3)邻苯二甲酸丁基月桂酯中含有挥发出的醇和酸,需要先洗涤再分液,先用饱和碳酸钠洗涤、分液,目的是中和挥发出来的酸,使之转化为盐溶于水中;溶解挥发出来的醇,降低酯在水中的溶解度,便于分层得到酯,再用蒸馏水洗涤后分液得到较纯的酯,
故答案为:先用饱和碳酸钠洗涤、分液,再用蒸馏水洗涤、分液(洗涤、分液);
(4)工艺流程中减压蒸馏的目的是降低沸点,防止高温下发生副反应,致使产品不纯;
故答案为:降低沸点,防止高温下发生副反应,致使产品不纯;
(5)水是生成物,不断的分离生成物,使平衡向着正向移动,所以生成的水蒸出冷凝成液态后通过分水器从体系中分离出去,促进反应,可以提高反应物的转化率,
故答案为:生成的水蒸出冷凝成液态后通过分水器从体系中分离出去,促进反应.

点评 本题考查了邻苯二甲酸丁基月桂酯制备,涉及物质的分离提纯、对操作及原理的分析评价等,掌握实验操作的要求和实验原理是解题的关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

14.把氯化铁溶液蒸干,灼烧,最后得到的主要固体产物是Fe2O3(填化学式).

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

1.如图所示装置,该装置用于制备少量乙酸乙酯,请回答:
①试管Ⅰ中盛有的试剂是浓硫酸、乙酸和乙醇;
②试管Ⅱ中的试剂是饱和Na2CO3溶液;它的作用是溶解乙醇、中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层;
③浓硫酸的作用是催化剂、吸水剂;
④化学方程式为CH3CH2OH+CH3COOH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH3COOCH2CH3+H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.工业上以软锰矿(主要成分MnO2)为原料,通过液相法生产KMnO4.即在碱性条件下用氧气氧化MnO2得到K2MnO4,分离后得到的K2MnO4,再用惰性材料为电极电解K2MnO4溶液得到KMnO4,其生产工艺简略如下:
(1)反应器中反应的化学方程式为4KOH+2MnO2+O2=2K2MnO4+2H2O.
(2)生产过程中最好使用含MnO280%以上的富矿,因为MnO2含量最低的贫矿中Al、Si的氧化物含量较高,会导致KOH消耗量偏高 (填“偏高”或“偏低”).
(3)电解槽中总的离子反应方程式为2MnO42-+2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2MnO4-+2OH-+H2↑.
(4)在传统工艺中得到K2MnO4后,向其中通入适量CO2反应生成黑色固体、KMnO4等,反应的化学反应方程式为3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2+2K2CO3
上述反应中氧化剂与还原剂的质量比为1:2.与该传统工艺相比,电解法的优势是产率更高、KOH循环利用.
(5)用高锰酸钾测定草酸结晶水合物的纯度:称草酸晶体样品0.500g溶于水配制成100ml溶液,取出20.00ml用0.0200mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定(杂质不反应),至溶液呈浅粉红色且半分钟内不褪去,消耗KMnO4溶液14.80mL,则该草酸晶体的纯度为93.2%.(结果保留3位有效数字)(已知该草酸结晶水合物H2C2O4•2H2O的相对分子质量为126)

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.二氧化钛是制取航天航空工业钛合金的重要原料.用钛铁矿[主要成分是钛酸亚铁(FeTiO3),含少量Fe2O3、MgO、SiO2等杂质]作原料生产金属钛和绿矾(FeSO4•7H2O)等产品的一种工艺流程如下:
已知:Ti有两种价态,在水溶液中主要以TiO2+(无色)、Ti3+(紫色)形式存在.

请回答下列问题:
(1)硫酸与FeTiO3反应生成TiOSO4的化学方程式是FeTiO3+2H2SO4═TiOSO4+FeSO4+2H2O.
(2)滤液1中加入适量铁粉,至刚好出现紫色为止,此时溶液仍呈强酸性.
已知:氧化性:Fe3+>TiO2+>H+.则加入铁粉的作用是使Fe3+完全还原为Fe2+;同时避免过量的铁将TiO2+还原成Ti3+,影响产品的纯度.
(3)滤液2中加入适量的试剂A,可选用b(填编号).
a.稀H2SO4b.MgCO3c.通入CO2d.鼓入空气
(4)已知25℃,101kPa时,由二氧化钛制取四氯化钛所涉及的反应有:
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJ•mol-1
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g)△H3=+141kJ•mol-1
反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)△H=-80kJ•mol-1
(5)用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用如图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛.写出阴极区反应的电极总反应式是TiO2+4e-=Ti+2O2-

(6)假如FeTiO3中的铁元素占矿物中铁元素总量的a%;某次生产中,向滤液1中加入纯铁粉为b kg,得到绿矾晶体的质量为cKg,整个过程中铁元素的总利用率为80%,Ti元素的转化率为90%,其他损失忽略不计.按上述流程,得到TiO2(3.247ac-12.86ab)×10-3kg(用数字和字母表示).[已知:M(FeSO4•7H2O)=278g•mol-1].

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

15.苯甲酸甲酯是重要的化工原料,某化学兴趣小组仿照实验室制乙酸乙酯的原理以苯甲酸(C6H5COOH)和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯.有关数据如表:
相对分子质量熔点/℃沸点/℃密度/(g.cm-3水溶性
苯甲酸122122.42491.2659微溶
甲醇32-9764.60.792互溶
苯甲酸甲酯136-12.3196.61.0888不溶
Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品 在圆底烧瓶中加入12.2g苯甲酸和20mL甲醇,再小心加入3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒碎瓷片,在圆底烧瓶上连接冷凝回流装置后,小心加热2小时,得苯甲酸甲酯粗产品. 回答下列问题:
(1)实验中,应选择(如图1)B(填序号)作为冷凝回流装置,该仪器的名称为球形冷凝管.
(2)使用过量甲醇的原因是甲醇沸点低,损失大;甲醇过量可以提高苯甲酸的利用率.
Ⅱ.粗产品的精制 苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等,现拟用下列流程图2进行精制.
(3)饱和碳酸钠溶液的作用是除去苯甲酸甲酯中的杂质苯甲酸,溶解甲醇,降低苯甲酸甲酯溶解度,操作a的名称为分液.
(4)由于有机层和水层的密度比较接近,兴趣小组的同学无法直接判断有机层在上层还是下层,请你设计简单易行的方案,简述实验方法,可能的现象及结论从分液漏斗下口放出少量液体,置于试管中,加入适量水,振荡、静置,若液体分层,则有机层在下层,若液体不分层,则有机层在上层.
(5)该实验中制得苯甲酸甲酯8.30g,则苯甲酸甲酯的产率为61.0%.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

2.实验室合成乙酸乙酯的步骤如下:在园底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸,瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管(使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内),加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏,得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品.请回答下列问题:
(1)在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外,还应放入碎瓷片,目的是防止爆沸.
(2)反应中加入过量的乙醇,目的是提高乙酸的转化率.
(3)如果将上述实验步骤改为在蒸馏烧瓶内先加入乙醇和浓硫酸,然后通过分液漏斗边滴加醋酸,边加热蒸馏.这样操作可以提高酯的产率,其原因是及时地蒸出生成物,有利于酯化反应向生成酯的方向进行.
(4)现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品,如图是分离操作步骤流程图.请在图中圆括号内填入适当的试剂,在方括号内填入适当的分离方法.

试剂a是饱和碳酸钠溶液,试剂b是硫酸;
分离方法①是分液,分离方法②是蒸馏,分离方法③是蒸馏.
(5)在得到的A中加入无水碳酸钠粉末,振荡,目的是除去乙酸乙酯中的水份.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

19.实验室配制0.1mol•L-1的BaCl2溶液可分两个阶段进行.
第一阶段:用托盘天平称取5.2g无水BaCl2晶体.
第二阶段:溶解配制0.1mol•L-1的BaCl2溶液.
第一阶段操作有如下几步:
A.将游码拨至0.2g处;B.将游码拨至“0”处;C.在天平两边的托盘上各放一张干净的等质量的滤纸,调节天平两边的螺母使天平平衡;D.取走药品,将砝码放回砝码盒内;E.往左盘内逐步添加晶体至天平平衡;F.在右盘上放置5g砝码.(BaCl2相对分子量=208)
(1)其正确的操作顺序是(填序号):
B→C→F→A→E→D→B.
(2)第二阶段操作,应先将5.2g BaCl2加适量蒸馏水溶解,溶解过程中使用的主要仪器有烧杯、玻璃棒.然后将溶液转入250mL容量瓶中,再经洗涤、定容、摇匀后即可得到0.1mol•L-1BaCl2溶液.
(3)下列操作使配制的BaCl2溶液浓度偏低的有AC.
A.将砝码放在左盘上,BaCl2放在右盘上进行称量
B.选用的容量瓶内有少量蒸馏水
C.定容摇匀后,液面下降,又加水至刻度线
D.整个配制过程中,容量瓶不振荡.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.铝可以制成多种建筑型材,铝在空气中能够稳定存在的原因是(  )
A.铝的密度小B.铝表面能形成致密的氧化膜
C.常温下铝不能与氧气反应D.铝的化学性质不活泼

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