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对氨基苯磺酸是制取染料和一些药物的重要中
间体,可由苯胺与浓硫酸(HO-SO3H)磺化得到。实验室可利用右图装置合成对氨基苯磺酸
实验步骤如下:
① 在一个250 mL三口烧瓶中加入10 mL苯胺及少量固体B ,把烧瓶放入冷水中,缓慢地加入18 mL浓硫酸。
② 把三口烧瓶置于油浴中缓慢加热,控制温度为180℃~190℃,反应1~1.5 h。
③ 将反应液冷却至约50℃,倒入盛有100 mL冷水的烧杯中,析出灰白色固体,进行操作C并用少量冷水洗涤固体,得到对氨基苯磺酸粗产品。
④ 对粗产品进行操作D,再低温烘干即得到纯净的对氨基苯甲酸。
以下为两种有机物的部分物理性质,请回答有关问题。
苯胺 | 对氨基苯磺酸 | |
熔点 | -6.3℃ | 288℃ |
沸点 | 184℃ | (300℃开始分解炭化) |
水溶性 | 微溶于水 | 微溶于冷水、溶于热水 |
(1)由苯胺生成对氨基苯磺酸的反应方程式为 。
(2)装置A的名称为 ,作用是 。
(3)固体 B的作用是 ,操作C的名称是 。
(4)下列说法正确的是
A.用液体加热的好处是反应物受热均匀,便于控制温度
B.本实验步骤②也可以改用水浴加热
C.步骤③将反应液倒入100mL冷水的目的是分离苯胺和对氨基苯磺酸
D.步骤③用少量冷水洗涤的目的是除去固体表面的可溶性杂质同时减少洗涤过程中的损失。ks5u
(5) 操作D的名称是_______,具体过程包括:用适量 溶解粗产品→
→过滤、洗涤。
实验室里研究不同价态硫元素间的转化
1.二氧化硫(SO2)
(1)物理性质:通常情况下,二氧化硫________色,有________气味,比空气________,有________性,________溶于水.标准状况下,1体积水能溶解________体积二氧化硫.
(2)化学性质:二氧化硫中硫元素为+4价(中间价态),所以二氧化硫既有________又有________,二氧化硫是酸性氧化物,是________的酸酐.
①氧化性:SO2+2H2S________
②还原性:2SO2+O2________
SO2+Cl2+2H2O________
③酸性氧化物:与H2O、NaOH、Ca(OH)2等物质反应.
SO2+H2O________
④漂白性
可以使品红或其他有色物质褪色.原理是:二氧化硫能与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质.这种无色物质受热或光照时易分解,放出SO2,恢复原来的颜色.
2.硫酸(H2SO4)
(1)物理性质:纯硫酸是________色、黏稠、________状液体,沸点________、难挥发.常用的浓硫酸质量分数是________,密度比水________.硫酸溶于水时放出大量的热.
②脱水性
浓硫酸能从一些有机物中将氢、氧两元素按H2O的组成(H∶O=2∶1)脱去.
例如:浓硫酸能使火柴棒、纸张变黑,就体现了其脱水性.
③强氧化性
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
2H2SO4(浓)+C________.
常温下,冷的浓H2SO4能使Fe和Al的表面形成一层________保护膜,阻止了内部金属与H2SO4反应.这种现象叫钝化.
总结:不同价态硫元素间的相互转化
0→-2:Fe+SFeS,H2+SH2S……
0→+4:S+O2SO2,S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
0→+6:S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O
-20:2H2S+SO22H2O+3S↓,H2S+Cl22HCl+S↓……
-2→+4:H2S+3H2SO4(浓)4SO2+4H2O
-2→+6:H2S+8HNO3(浓)H2SO4+8NO2+4H2O
+4→0:2H2S+SO22H2O+3S↓
+4→+6:2SO2+O2________……
+6→+4:Cu+2H2SO4(浓)________
名称 | 分子量 | 性状 | 密度g/cm3 | 熔点℃ | 沸点℃ | 溶解度:克/100ml溶剂 | ||
水 | 醇 | 醚 | ||||||
苯甲醛 | 106 | 无色液体 | 1.06 | -26 | 178-179 | 0.3 | 互溶 | 互溶 |
乙酸酐 | 102 | 无色液体 | 1.082 | -73 | 138-140 | 12 | 溶 | 不溶 |
肉桂酸 | 148 | 无色结晶 | 1.248 | 133-134 | 300 | 0.04 | 24 | 溶 |
肉桂酸是一种香料,具有很好的保香作用,通常作为配香原料,可使主香料的香气更加清香。实验室制备肉桂酸的化学方程式为:
主要试剂及其物理性质
名称 |
分子量 |
性状 |
密度g/cm3 |
熔点℃ |
沸点℃ |
溶解度:克/100ml溶剂 |
||
水 |
醇 |
醚 |
||||||
苯甲醛 |
106 |
无色液体 |
1.06 |
-26 |
178-179 |
0.3 |
互溶 |
互溶 |
乙酸酐 |
102 |
无色液体 |
1.082 |
-73 |
138-140 |
12 |
溶 |
不溶 |
肉桂酸 |
148 |
无色结晶 |
1.248 |
133-134 |
300 |
0.04 |
24 |
溶 |
密度:常压,25℃测定主要实验步骤和装置如下:
图1 制备肉桂酸的反应装置图 图2水蒸气蒸馏装置图
Ⅰ合成:按图1连接仪器,加入5mL苯甲醛、14mL乙酸酐和7.02g无水碳酸钾。在140~170℃,将此混合物回流45min。
Ⅱ分离与提纯:
①将上述合成的产品冷却后边搅拌边加入40ml水浸泡5分钟,并用水蒸气蒸馏,从混合物中除去未反应的苯甲醛,得到粗产品
②将上述粗产品冷却后加入40ml 10%的氢氧化钠水溶液,再加90ml水,加热活性炭脱色,趁热过滤、冷却;
③将1:1的盐酸在搅拌下加入到肉桂酸盐溶液中,至溶液呈酸性,经冷却、减压过滤、洗涤、干燥等操作得到较纯净的肉桂酸;
水蒸气蒸馏:使有机物可在较低的温度下从混合物中蒸馏出来,可以避免在常压下蒸馏时所造成的损失,提高分离提纯的效率。同时在操作和装置方面也较减压蒸馏简便一些,所以水蒸气蒸馏可以应用于分离和提纯有机物。回答下列问题:
(1)合成肉桂酸的实验需在无水条件下进行,实验前仪器必须干燥。实验中为控制温度在140~170℃需在 中加热(请从下列选项中选择)。
A.水 B.甘油(沸点290℃) C. 砂子 D.植物油(沸点230~325℃)
反应刚开始时,会有乙酸酐(有毒)挥发,所以该实验应在 中进行操作。
(2)图2中水蒸气蒸馏后产品在 (填仪器名称)
(3)趁热过滤的目的 ,方法: 。
(4)加入1:1的盐酸的目的是 ,析出的肉桂酸晶体通过减压过滤与母液分离。下列说法正确的是 。
A.选择减压过滤是因为过滤速度快而且能得到较干燥的晶体
B.放入比布氏漏斗内径小的滤纸后,直接用倾析法转移溶液和沉淀,再迅速开大水龙头抽滤
C.洗涤产物时,先关小水龙头,用冷水缓慢淋洗
D.抽滤完毕时,应先断开抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管,再关水龙头
(5)5mL苯甲醛、14mL乙酸酐和7.02g无水碳酸钾充分反应得到肉桂酸实际3.1g,则产率是 (保留3位有效数字)。
肉桂酸是一种香料,具有很好的保香作用,通常作为配香原料,可使主香料的香气更加清香。实验室制备肉桂酸的化学方程式为:
主要试剂及其物理性质
名称 | 分子量 | 性状 | 密度g/cm3 | 熔点℃ | 沸点℃ | 溶解度:克/100ml溶剂 | ||
水 | 醇 | 醚 | ||||||
苯甲醛 | 106 | 无色液体 | 1.06 | -26 | 178-179 | 0.3 | 互溶 | 互溶 |
乙酸酐 | 102 | 无色液体 | 1.082 | -73 | 138-140 | 12 | 溶 | 不溶 |
肉桂酸 | 148 | 无色结晶 | 1.248 | 133-134 | 300 | 0.04 | 24 | 溶 |
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