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[实验化学]

3,5-二甲氧基苯酚是重要的有机合成中间体,可用于天然物质白柠檬素的合成。一种以间苯三酚为原料的合成反应如下:

甲醇、乙醚和3,5-二甲氧基苯酚的部分物理性质见下表:

物质

沸点/℃

熔点/℃

密度(20℃) / g·cm-3

溶解性

甲醇

64. 7

0. 7915

易溶于水

乙醚

34. 5

0. 7138

微溶于水

3,5-二甲氧基苯酚

33 ~36

易溶于甲醇、乙醚,微溶于水

 

(1)反应结束后,先分离出甲醇,再加入乙醚进行萃取。①分离出甲醇的操作是的         

②萃取用到的分液漏斗使用前需       并洗净,分液时有机层在分液漏斗的     填(“上”或“下”)层。

(2)分离得到的有机层依次用饱和NaHCO3溶液、饱和食盐水、少量蒸馏水进行洗涤。用饱和NaHCO3溶液洗涤的目的是               ;用饱和食盐水洗涤的目的是               。

(3)洗涤完成后,通过以下操作分离、提纯产物,正确的操作顺序是     (填字母)。

a.蒸馏除去乙醚 b..重结晶  c.过滤除去干燥剂  d.加入无水CaCl2干燥

(4)固液分离常采用减压过滤。为了防止倒吸,减压过滤完成后应先       ,再      

 

【答案】

(1)①蒸馏    ②检查是否漏水  上

(2)除去HCl 除去少量NaHCO3且减少产物损失

(3)dcab

(4)拆去连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管  关闭抽气泵

【解析】间苯三酚和氯化氢的甲醇溶液反应后,生成3,5-二甲氧基苯酚,同时产品中还含有过量的甲醇,HCl和水,然后除去其中的这些杂质即可。

(1)根据表中给出的物理性质数据,除去甲醇可采用蒸馏,之后利用3,5-二甲氧基苯酚易溶于乙醚、微溶于水的性质,加入乙醚进行萃取,静置后分层,乙醚的密度比水小,因而有机层在上层。

(2)分离后的有机层,除了产品3,5-二甲氧基苯酚,还有乙醚,HCl,水。利用这些物质的物理化学性质差异,先加入饱和的NaHCO3溶液洗涤,除去HCl,再加入饱和食盐水除去过量的NaHCO3,同时又减少了产物3,5-二甲氧基苯酚的溶解度,减少溶解的损失。

(3)洗涤后的产品中还有乙醚和水两种杂质。操作是先除水再除乙醚。除水先加入加入无水CaCl2干燥,然后过滤,除去干燥剂,之后蒸馏除去乙醚,再采用重结晶的方法得到纯度较高的产品。正确的顺序是:dcab。

(4)减压过滤时,当漏斗颈下再无液滴滴下时,可判断已抽吸干燥,此时过滤完全,先拔掉连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管,后关抽气泵,以免循环水真空抽气泵中的水倒吸污染滤液。本问要理解减压过滤的原理。

【考点定位】本题考查物质的制备实验。实验包括制备,分离和提纯。要求学生根据题给的信息,对目标物质进行制备,以及掌握常见的物质的分离和提纯的方法及其注意事项。

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容.请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答.若两题都做,则按A题评分.
A.《物质结构与性质》:原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种元素,原子序数均小于36.已知X、Y和Z为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表:
电离能/kJ?mol-1 I1 I2 I3 I4
X 496 4562 6912 9543
Y 738 1451 7733 10540
Z 578 1817 2745 11578
(1)X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为
Al>Mg>Na
Al>Mg>Na
(用元素符号表示),元素Y的第一电离能大于Z的原因是
Y的最外层电子排布处于全满稳定状态,能量降低
Y的最外层电子排布处于全满稳定状态,能量降低

(2)W元素应用广泛,是一种重要的生物金属元素,如人体内W元素的含量偏低,则会影响O2在体内的正常运输.已知W2+与KCN溶液反应得W(CN)2沉淀,当加入过量KCN溶液时沉淀溶解,生成配合物,其配离子结构如图所示.
①W元素基态原子价电子排布式为
3d64s2
3d64s2

②已知CN-
N2
N2
分子互为等电子体,1molCN-中π键数目为
2NA
2NA

③上述沉淀溶解过程的化学方程式为
Fe(CN)2+4KCN=K4[Fe(CN)6]
Fe(CN)2+4KCN=K4[Fe(CN)6]

B.《化学实验》:无色晶体硫酸锌,俗称皓矾,在医疗上用作收敛剂,工业上作防腐剂、制造白色颜料(锌钡白)等.某实验小组欲用制氢废液制备硫酸锌晶体,进行了以下实验:
(1)取50mL制氢废液,过滤.除去不溶性杂质后,用ZnO调节滤液使pH约等于2,加热、蒸发、浓缩制得较高温度下的硫酸锌饱和溶液,冷却结晶,得到粗制的硫酸锌晶体.
①加入少量氧化锌调节滤液使pH≈2目的是
将硫酸转化成硫酸锌除去硫酸,且不带进其他杂质
将硫酸转化成硫酸锌除去硫酸,且不带进其他杂质

②加热蒸发、浓缩溶液时,应加热到
溶液表面出现晶膜
溶液表面出现晶膜
时,停止加热.
(2)粗晶体在烧杯中用适量蒸馏水溶解,滴加1~2滴稀硫酸,用沸水浴加热至晶体全部溶解.停止加热,让其自然冷却、结晶.抽滤(装置如图2所示).将所得晶体用少量无水乙醇洗涤1-2次,得到较纯的硫酸锌晶体.
①写出下列仪器的名称.a
布氏漏斗
布氏漏斗
;b
吸滤瓶
吸滤瓶

②抽滤跟普通过滤相比,除了得到沉淀较干燥外,还有一个优点是
过滤速度快
过滤速度快

③用少量无水乙醇洗涤晶体的目的是
利用乙醇的挥发,除去晶体表面附着的水分,减少硫酸锌的损失
利用乙醇的挥发,除去晶体表面附着的水分,减少硫酸锌的损失

(3)在制取氢气时,如果锌粒中混有少量的铁、铜杂质,对硫酸锌的质量
(填“有”、“无”)影响,原因是
铜不与稀硫酸反应,过滤除去;铁虽然与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,但锌比铁活泼,只要锌粒过量,就可置换硫酸亚铁中铁过滤除去
铜不与稀硫酸反应,过滤除去;铁虽然与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,但锌比铁活泼,只要锌粒过量,就可置换硫酸亚铁中铁过滤除去

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科目:高中化学 来源: 题型:

用图示装置制取少量乙酸乙酯(酒精灯、铁架台等在图中均已略去),请填空:
(1)写出试管a中发生反应的化学方程式
CH3CH2OH+CH3COOH
浓硫酸
CH3COOCH2CH3+H2O
CH3CH2OH+CH3COOH
浓硫酸
CH3COOCH2CH3+H2O

(2)某同学在实验过程中,试管a中忘记加入碎瓷片就加热进行实验,为防止暴沸,下一步的操作是:
停止加热,待试管a冷却后,加入碎瓷片,重新实验
停止加热,待试管a冷却后,加入碎瓷片,重新实验

(3)实验中加热试管a的目的是:①:
加快反应速率
加快反应速率
②:
及时将产物乙酸乙酯蒸出,以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动
及时将产物乙酸乙酯蒸出,以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动

(4)反应结束后,振荡试管b静置,观察到的现象是
b中的液体分层,上层是透明的油状液体
b中的液体分层,上层是透明的油状液体

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

镍及其化合物与生产、生活密切相关.
(1)镍能与CO反应,生成的Ni(CO)4受热易分解,化学方程式为:Ni(s)+4CO(g)?Ni(CO)4(g)
①该反应的正反应为
 
(填“吸热”或“放热”)反应.
②吸烟时,烟草燃烧生成的CO会与烟草中微量的Ni在肺部发生该反应,生成容易进入血液的Ni(CO)4,使人重金属中毒.从化学平衡的角度分析,促使Ni(CO)4在血液中不断分解的原因是
 

③镍与CO反应会造成镍催化剂中毒.为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2除CO.已知:
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则用SO2除去CO的热化学方程式为
 

(2)为了研究镍制备过程中的各种因素对镍催化剂损耗的影响,选择制造镍催化剂的条件有:干燥方式为喷雾干燥、烘箱干燥,粒度大小为40μm和55μm,实验温度为60℃和80℃.设计下表实验,填写下列空白:
 实验编号 T/℃ 颗粒大小/μm  干燥方式 实验目的
1 60 40 烘箱干燥  (Ⅰ)实验1和2制得的镍催化剂,用于探究制备的干燥方式对镍催化剂损耗的影响
(Ⅱ)实验1和3制得的镍催化剂,用于探究制备的制备温度对镍催化剂损耗的影响
(Ⅲ)
 
2
 
 
 
3
 
 
 
 
4  60 55 烘箱干燥
(3)混合动力车通常使用碱性镍氢充放电池,其总反应式为:H2+2NiOOH
放电
充电
2Ni(OH)2
①混合动力车在刹车或下坡时,电池处于充电状态,此时阳极的电极反应式
 

②镍氢电池材料(NiOOH)可在氢氧化钠溶液中用NaClO氧化NiSO4制得,该反应的化学方程式为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

《实验化学》茶是我国人民喜爱的饮品,其中含有多种有益于人体健康的成分,据测定茶叶中含有450种以上的有机成分与15种以上的元素.某化学研究小组欲探究茶叶中钙元素的含量(已知茶叶中的铝、铁元素对钙离子的测定有影响),设计了探究实验方案如下:
步骤1:称取250g干燥的茶叶,置于通风橱中,充分灼烧使茶叶灰化,再用研钵磨细后移入烧杯中,然后将100mL 2mol?L-1盐酸加入灰中搅拌、过滤、洗涤.
步骤2:向步骤1所得滤液中逐滴加入稀氢氧化钠溶液,调节溶液的pH为6~7左右,使铝、铁的氢氧化物完全沉淀,再加热煮沸30min,加入7.95g无水碳酸钠,充分搅拌,待沉淀完全后,过滤,洗涤,得到滤液和沉淀.
步骤3:将步骤2所得的滤液稀释至500mL,取其中的25.00mL溶液以酚酞作指示剂,用0.1000mol?L-1的HCl标准溶液滴定,终点时消耗盐酸的体积为25.00mL,计算结果.
请回答下列问题:
(1)步骤 1中,使茶叶灰化需要的仪器有三角架、泥三角、酒精喷灯、
 

(2)步骤2中,改用试剂
 
来调节pH将更为方便;判断沉淀已经洗涤干净的方法是
 

(3)步骤3中,被滴定的25mL滤液中 CO32-的物质的量为
 
 mol,
(4)原茶叶中钙离子的质量分数为
 
.若碳酸钠试剂不纯,且所含杂质不与Ca2+反应,则测得的钙离子的质量分数将
 

A.偏小      B.偏大      C.无影响      D.偏小或偏大或无影响.

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科目:高中化学 来源: 题型:

我国钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有Al2O3、SiO2等)的储量居世界首位,用钛铁矿制取TiO2和副产品硫酸亚铁晶体的流程如下:
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已知:Al(OH)3的Ksp=1.3×10-33,Fe(OH)2的Ksp=1.6×10-14
(1)滤液I主要含有TiO2+、SO42-、Fe2+
 
(填离子符号);
(2)调节pH应最好使用
 

A.Fe              B.Ca(OH)2          C.NH3?H2O           D.NaOH
(3)操作Ⅱ是指
 
洗涤、干燥.
(4)步骤②中发生的化学反应方程式为:
 
;考虑成本和废物综合利用等因素,生产过程中产生的废液中应加入
 
处理较合理.
(5)实验室通常将硫酸亚铁进一步制备为硫酸亚铁铵晶体[(NH42Fe(SO42?6H2O]以利保存,制备方法被收入中学《实验化学》教材中;专家测定晶体含量的办法是:准确称取m g产品溶解定容至250.00mL,移取25.00mL于锥形瓶中,用c mol?L-1的标准KMnO4溶液滴定至
 
,记录消耗KMnO4溶液的体积为V mL;此时发生的反应为:5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O,(已知硫酸亚铁铵晶体的相对分子质量为392),则产品中硫酸亚铁铵晶体纯度的计算式可表达为:w%=
 

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