2—叔丁基对苯二酚是一种重要的食品抗氧剂,现以对苯二酚、叔丁醇为原料,一定条件下经Freidel-Crafts 烷基化反应合成。原理如下:
步骤Ⅰ:连接如右图所示装置。
步骤Ⅱ:向三颈烧瓶中加入4.0g 对苯二酚,15mL 浓磷酸,15mL甲苯,启动搅拌器,油浴加热混合液至90℃。从仪器a缓慢滴加 3.5mL叔丁醇,使反应温度维持在 90℃~95℃,并继续搅拌 15min 至固体完全溶解。
步骤Ⅲ:停止搅拌,撤去热浴,趁热转移反应液至分液漏斗中,将分液后的有机层转移到三颈烧瓶中,加入 45mL 水进行水蒸气蒸馏,至无油状物蒸出为止。
步骤Ⅳ:把残留的混合物趁热抽滤,滤液静置后有白色晶体析出,
最后用冷水浴充分冷却,抽滤,晶体用少量冷水洗涤两次,压紧、抽干。
⑴图中仪器a的名称为_____________;仪器b的作用是_____________。
⑵步骤Ⅱ中所加入物质中,有一种物质是催化剂,其化学式为_____________。
⑶已知:叔丁醇熔点是 25℃~26℃,常温下是固体。实验时加入叔丁醇的方法是
_____________。
⑷制备过程应严格控制反应温度90℃~95℃,其原因是_____________。
⑸2—叔丁基对苯二酚粗产品久置会变红,其原因是_____________。
高三化学实验题中等难度题
2—叔丁基对苯二酚是一种重要的食品抗氧剂,现以对苯二酚、叔丁醇为原料,一定条件下经Freidel-Crafts 烷基化反应合成。原理如下:
步骤Ⅰ:连接如右图所示装置。
步骤Ⅱ:向三颈烧瓶中加入4.0g 对苯二酚,15mL 浓磷酸,15mL甲苯,启动搅拌器,油浴加热混合液至90℃。从仪器a缓慢滴加 3.5mL叔丁醇,使反应温度维持在 90℃~95℃,并继续搅拌 15min 至固体完全溶解。
步骤Ⅲ:停止搅拌,撤去热浴,趁热转移反应液至分液漏斗中,将分液后的有机层转移到三颈烧瓶中,加入 45mL 水进行水蒸气蒸馏,至无油状物蒸出为止。
步骤Ⅳ:把残留的混合物趁热抽滤,滤液静置后有白色晶体析出,
最后用冷水浴充分冷却,抽滤,晶体用少量冷水洗涤两次,压紧、抽干。
⑴图中仪器a的名称为_____________;仪器b的作用是_____________。
⑵步骤Ⅱ中所加入物质中,有一种物质是催化剂,其化学式为_____________。
⑶已知:叔丁醇熔点是 25℃~26℃,常温下是固体。实验时加入叔丁醇的方法是
_____________。
⑷制备过程应严格控制反应温度90℃~95℃,其原因是_____________。
⑸2—叔丁基对苯二酚粗产品久置会变红,其原因是_____________。
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
邻叔丁基对苯二酚(TBHQ)是一种新颖的食品抗氧剂,其制备原理如下:
实验过程中的主要步骤如下:
步骤1:向三颈烧瓶中加入5.5 g对苯二酚,5.0 mL浓磷酸及20 mL二甲苯(装置如图所示),启动搅拌器。
步骤2:缓缓加热到100~110 ℃,慢慢滴加7.5 mL叔丁醇和5 mL二甲苯组成的溶液,30~60 min内滴完。
步骤3:升温到135~140 ℃,恒温回流2.5 h。
步骤4:将反应液冷却到120 ℃,直到反应完成。
步骤5:将反应液倒入烧杯,并用热水洗涤三颈烧瓶,洗液并入烧杯中。
步骤6:冷却结晶,抽滤,回收滤液中的二甲苯和磷酸。
步骤7:用干甲苯重结晶、脱色、冷水洗涤、干燥。
(1)磷酸在实验中的作用是________。
(2)本实验中二甲苯的作用是_________________________________ __________________________________________________。
(3)步骤4中反应完成的标志是_________________________。
(4)步骤7脱色时,可用的脱色剂是________。
(5)对合成得到的产品表征,还需要的主要现代分析仪器是__________________________。
高三化学实验题困难题查看答案及解析
邻叔丁基对苯二酚(TBHQ) 是一种新颖的食品抗氧剂,其制备原理为:
实验过程中的主要步骤如下:
步骤1.向三口烧瓶中加入5.5g对苯二酚,5.OmL浓磷酸及20mL二甲苯(装置如图所示),启动搅拌器。
步骤2.缓缓加热到100-110°C,慢慢滴加7.5mL叔丁醇和5mL二甲苯组成的溶液,30-60min内滴完。
步骤3.升温到135-140°C,恒温回流2.5h。
步骤4.将反应液冷却到120°C,直到反应完成
步骤5.将反应液倒入烧杯,并用热水洗涤三口烧瓶,洗液并入烧杯中。
步骤6.冷却结晶,抽滤,回收滤液中的二甲苯和磷酸
步骤7.用二甲苯重结晶、脱色、冷水洗涤、干燥
(1)磷酸在实验中的作用是_____。
(2)本实验中二甲苯的作用是_____。
(3)步骤4中反应完成的标志是_____。
(4)步骤7脱色时,可用的脱色剂是_____。
(5)对合成得到的产品表征,还需要的主要现代分析仪器是_____、_____。
高三化学实验题极难题查看答案及解析
芳香化合物在催化剂催化下与卤代烃发生取代反应称为 Friedel- Crafts烷基化反应。某科研小组以苯和氯代叔丁烷[ClC(CH3)3]为反应物,无水AlCl3为催化剂条件下制备叔丁基苯()。反应如下:
已知下列信息:
I、如图是实验室制备无水AlCl3的实验装置:
(1)E装置中的仪器名称是____________________。
(2)写出B装置中发生反应的离子方程式:____________________________________。
(3)选择合适的装置制备无水AlCl3正确的连接顺序为:__________________ (写导管口标号)。
(4)下列操作正确的是__________________。
甲:先加热硬质玻璃管再加热圆底烧瓶
乙:先加热圆底烧瓶再加热硬质玻璃管
(5)E装置的作用是:____________________________________。
Ⅱ、实验室制取叔丁基苯装置如图:
在三颈烧瓶中加入50mL的苯和适量的无水AlCl3,由恒压漏斗滴加氯代叔丁烷[ClC(CH3)3]10mL,一定温度下反应一段时间后,将反应后的混合物洗涤分离,在所得产物中加入少量无水MgSO4固体,静置,过滤,蒸馏得叔丁基苯20g。
(6)使用恒压漏斗的优点是____________________;加无水MgSO4固体的作用是__________________。
(7)上述反应后混合物的洗涤所用的试剂有如下三种,正确的顺序是__________。
①5%Na2CO3溶液 ②稀盐酸 ③H2O
(8)叔丁基苯的产率为__________。(保留3位有效数字)
【答案】 干燥管 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O defghijc 乙 防止空气中的水蒸气进入,吸收多余的氯气 改为使液体顺利滴 干燥 ②①③ 75.0%
【解析】(1)根据图示,E装置中的仪器是干燥管,故答案为:干燥管;
(2) B装置中二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O;
(3)制备的氯气中混有氯化氢和水蒸气,需要除去,可以分别选用D(饱和的食盐水)除氯化氢,再用浓硫酸干燥除去水蒸气,由于氯化铝熔沸点相差很小,容易升华和凝华,造成导管的堵塞,不能选取A装置制备,同时需要防止空气中的水蒸气进入,制备无水AlCl3正确的连接顺序为defghijc,故答案为:defghijc;
(4)装置中有空气,需要用生成的氯气排尽,因此乙正确,故答案为:乙;
(5)根据上述(3)的分析,E装置可以防止空气中的水蒸气进入,同时可以吸收多余的氯气,防止污染空气,故答案为:防止空气中的水蒸气进入,吸收多余的氯气;
(6)恒压漏斗可以保持液面上方的气体压强不变,使液体顺利滴下;无水MgSO4固体可以吸收体系中的少量水,故答案为:使液体顺利滴下;干燥;
(7) 根据方程式,,生成的叔丁基苯中含有苯、氯代叔丁烷[ClC(CH3)3]以及催化剂无水氯化铝杂质,应用氯化铝和叔丁基苯的沸点相差不大,需要除去,氯化铝易溶于水,但容易水解变浑浊,因此需要稀盐酸洗涤除去氯化铝,再用碳酸钠溶液洗涤除去盐酸,最后水洗除去少量的碳酸钠,故答案为:②①③;
(8)反应中的苯为50mL×0.88g/cm3=44g,物质的量==0.564mol,氯代叔丁烷[ClC(CH3)3]的质量为10mL×1.84 g/cm3=18.4g,物质的量=
=0.199mol,理论上可以生成叔丁基苯的质量=
×134 g/cm3=26.65g,叔丁基苯的产率为
×100%=75.0%,故答案为:75.0%。
【题型】实验题
【结束】
9
一种含铝、锂、钴的新型电子材料,生产中产生的废料数量可观,废料中的铝以金属铝箔的形式存在;钴以Co2O3·CoO的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面:锂混杂于其中。(已知Co2O3的氧化性>Cl2的氧化性)从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下:
已知:①CoCO3的溶度积为:Ksp=1.0×10-13;
②溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol/L时认为该离子沉淀完全。
(1)“碱溶”前通常将废料粉碎,其目的是____________。
(2)过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的A1,反应的离子方程式为_________________。
(3)过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出含钻物质的反应化学方程式为 (产物中只有一种酸根) _______________________________________。在实验室模拟工业生产时,也可用盐酸浸出钴,但实际工业生产中不用盐酸,请分析不用盐酸浸出钴的主要原因______________________________________。
(4)过程III得到锂铝渣的主要成分是LiF和AI(OH)3,碳酸钠溶液在产生 Al(OH)3时起重要作用,请写出该反应的离子方程式__________________________________。
(5)将2.0×10-4 mol/LCoSO4与2.2×10-4mol/L的Na2CO3等体积混合,此时溶液中的Co2+的浓度为__________,Co2+是否沉淀完全? __________(填“是”或“否”)。
(6)CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色,利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。如图是粉红色的CoCl2·6H2O晶体受热分解时,剩余固体质量随温度变化的曲线,物质B的化学式是____________________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
芳香化合物在催化剂催化下与卤代烃发生取代反应称为Friedel-Crafts烷基化反应。某科研小组以苯和氯代叔丁烷[ClC(CH3)3]为反应物,无水AlCl3为催化剂条件下制备叔丁基苯()。
反应如下:+ClC(CH3)3
+HCl
已知下列信息:
物质 | 相对分子质量 | 密度 | 熔点 | 沸点 | 溶解性 |
AlCl3 | —— | —— | 190℃ | 180℃ | 遇水极易潮解并产生白色烟雾,微溶于苯 |
苯 | 78 | 0.88g/cm3 | —— | 80.1℃ | 难溶于水,易溶于乙醇 |
氯代叔丁烷 | 92.5 | 1.84 g/cm3 | —— | 51.6℃ | 难溶于水,可溶于苯 |
叔丁基苯 | 134 | 0.87 g/cm3 | —— | 169℃ | 难溶于水,易溶于苯 |
I、如下图是实验室制备无水AlCl3的实验装置:
(1)E装置中的仪器名称是_______________。
(2)写出B装置中发生反应的离子方程式:________________________。
(3)选择合适的装置制备无水AlCl3正确的连接顺序为:_____________ (写导管口标号)。
(4)下列操作正确的是________。
甲:先加热硬质玻璃管再加热圆底烧瓶
乙:先加热圆底烧瓶再加热硬质玻璃管
(5)E装置的作用是:_______________________。
II、实验室制取叔丁基苯装置如图:
在三颈烧瓶中加入50mL的苯和适量的无水AlCl3,由恒压漏斗滴加氯代叔丁烷[ClC(CH3)3]10mL,一定温度下反应一段时间后,将反应后的混合物洗涤分离,在所得产物中加入少量无水MgSO4固体,静置,过滤,蒸馏得叔丁基苯20g。
(6)使用恒压漏斗的优点是____________________;加无水MgSO4固体的作用是___________。
(7)上述反应后混合物的洗涤所用的试剂有如下三种,正确的顺序是_____________。
①5%Na2CO3溶液 ②稀盐酸 ③H2O
(8)叔丁基苯的产率为______。(保留3位有效数字)
【答案】 干燥管 MnO2+4H++2C1-=Mn2++Cl 2↑+2H2O d、e、f、g、h、i、j、c 乙 防止空气中的水蒸气进入,还吸收多余的氯气 使液体顺利滴下 干燥 ②①③ 75.0%
【解析】I.(1). E装置中的仪器名称是干燥管,故答案为:干燥管;
(2). 在B装置中,浓盐酸和MnO2反应生成氯化锰、氯气和水,离子方程式为:MnO2+4H++2Cl−=Mn2++Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl−=Mn2++Cl2↑+2H2O;
(3). B装置产生的氯气中混有氯化氢和水蒸气杂质,用D装置除去HCl 杂质,C装置除去水蒸气杂质,由于氯化铝易升华,产生的氯化铝颗粒易堵塞导气管,所以得到纯净的氯气后在F装置中和铝反应制取氯化铝而不用A装置,根据信息可知氯化铝遇水极易潮解并产生白色烟雾,所以最后必须用E装置吸收多余的氯气并可以防止空气中的水蒸气进入F装置中,因此制备无水氯化铝正确的连接顺序为d、e、f、g、h、i、j、c,故答案为:d、e、f、g、h、i、j、c;
(4). 制备无水氯化铝时,应先加热圆底烧瓶产生氯气,将装置中的空气排尽,以防止铝粉被空气中的氧气氧化,故答案为:乙;
(5). 由上述分析可知,用E装置可以吸收多余的氯气并能防止空气中的水蒸气进入F装置中使氯化铝潮解,故答案为:防止空气中的水蒸气进入,还吸收多余的氯气;
II. (6). 使用恒压漏斗可以平衡漏斗内外压强,使液体顺利滴下,在洗涤后所得产物中加入少量无水MgSO4固体,目的是吸收产品中少量的水分,起到干燥的作用,故答案为:使液体顺利滴下;干燥;
(7). 稀盐酸洗涤可以除去氯化铝杂质,再用5%Na2CO3溶液除去过量的盐酸,最后用水洗涤除去剩余的5%Na2CO3,故答案为:②①③;
(8).加入苯的物质的量为50mL×0.88g/mL÷78g/mol=0.56mol,氯代叔丁烷的物质的量为10mL×1.84g/mL÷92.5g/mol=0.199mol,由反应方程式+ClC(CH3)3
+HCl可知,加入的苯过量,则理论上生成叔丁基苯的质量为:0.199mol×134g/mol=26.66g,叔丁基苯的产率为:
×100%=75.0%,故答案为:75.0%。
【题型】实验题
【结束】
9
一种含铝、锂、钴的新型电子材料,生产中产生的废料数量可观,废料中的铝以金属铝箔的形式存在;钴以Co2O3·CoO的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面:锂混杂于其中。(已知Co2O3的氧化性>Cl2的氧化性)从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下:
已知:①CoCO3的溶度积为:Ksp=1.0×10-13;
②溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol/L时认为该离子沉淀完全。
(1)“碱溶”前通常将废料粉碎,其目的是____________。
(2)过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的A1,反应的离子方程式为_________________。
(3)过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出含钻物质的反应化学方程式为 (产物中只有一种酸根) _______________________________________。在实验室模拟工业生产时,也可用盐酸浸出钴,但实际工业生产中不用盐酸,请分析不用盐酸浸出钴的主要原因______________________________________。
(4)过程III得到锂铝渣的主要成分是LiF和AI(OH)3,碳酸钠溶液在产生 Al(OH)3时起重要作用,请写出该反应的离子方程式__________________________________。
(5)将2.0×10-4 mol/LCoSO4与2.2×10-4mol/L的Na2CO3等体积混合,此时溶液中的Co2+的浓度为__________,Co2+是否沉淀完全? __________(填“是”或“否”)。
(6)CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色,利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。如图是粉红色的CoCl2·6H2O晶体受热分解时,剩余固体质量随温度变化的曲线,物质B的化学式是____________________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
芳香化合物在催化剂催化下与卤代烃发生取代反应称为Friedel-Crafts烷基化反应。某科研小组以苯和氯代叔丁烷[ClC(CH3)3]为反应物,无水AlCl3为催化剂条件下制备叔丁基苯()。反应如下:
。
已知:
(1)AlCl3:熔点:190 ºC,沸点:180 ºC,遇水极易潮解并产生白色烟雾,微溶于苯。
(2)苯:M=78g/mol,ρ:0.88g/cm3,沸点:80.1 ºC,难溶于水,易溶于乙醇。
(3)氯代叔丁烷M=92.5g/mol,ρ:1.84g/cm3,沸点:51.6 ºC,难溶于水,可溶于苯。
(4)叔丁基苯:M=134g/mol,ρ:0.87g/cm3,沸点:169 ºC,难溶于水,易溶于苯。
I、如图是实验室制备无水AlCl3的实验装置:
(1)选择合适的装置制备无水AlCl3正确的连接顺序为:_____________________(写导管口标号)。
(2)写出B装置中发生反应的离子方程式:______________。
(3)能否将E装置替换成C装置:______(填“能”或“不能”)理由:__________。
II、实验室制取叔丁基苯装置如图:
在三颈烧瓶中加入50mL的苯和适量的无水AlCl3,由恒压漏斗滴加氯代叔丁烷[ClC(CH3)3]10mL,一定温度下反应一段时间,将反应后的混合物依次用稀盐酸、5%Na2CO3溶液、H2O洗涤分离,在所得产物中加入少量无水MgSO4固体,静置,过滤,蒸馏得叔丁基苯20g。
(4)仪器A的名称为_______,B中试剂是碱石灰,其作用是_____________________,使用恒压漏斗的优点是__________________________。
(5)用H2O洗涤的目的是______________,加无水MgSO4固体的作用是______________。
(6)叔丁基苯的产率为____________。(保留3位有效数字)
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
异丁烯[CH2=C(CH3)2]是重要的化工原料。
已知:
(1)异丁烯和苯酚在一定条件下反应生成对叔丁基酚(),该反应属于_________反应(填“反应类型”).
(2)对叔丁基酚和甲醛在催化剂作用下可生成油溶性聚合物,写出该反应的化学方程式________________。
(3)写出符合下列条件的对叔丁基酚的所有同分异构体的结构简式________________________________。
①含相同官能团;②不属于酚类;③苯环上的一溴代物只有一种。
(4)已知由异丁烯的一种同分异构体A,经过一系列变化可合成物质,其合成路线如图:
①条件1为_____________;
②写出结构简式:A_____________;B____________。
(5)异丁烯可二聚生成CH2=C(CH3)CH2C(CH3)3,写出该二聚物的名称__________。异丁烯二聚时,还会生成其他的二聚烯烃类产物,写出其中一种链状烯烃的结构简式________________________________。
高三化学推断题中等难度题查看答案及解析
对叔丁基苯酚可用于生产油溶性酚醛树脂等。实验室以苯酚、叔丁基氯[(CH3)3CCl]等为原料制备对叔丁基苯酚的实验步骤如下:
步骤1:按图16组装仪器,在X中加入2.2 mL叔丁基氯(过量)和1.41 g苯酚,搅拌使苯酚完全溶解。
步骤2:向X中加入无水AlCl3固体作催化剂,不断搅拌,有气体放出。
步骤3:反应缓和后,向X中加入8 mL水和1 mL浓盐酸,即有白色固体析出。
步骤4:抽滤得到白色固体,洗涤,用石油醚重结晶,得对叔丁基苯酚1.8 g。
(1)仪器X的名称为________。
(2)步骤2中发生主要反应的化学方程式为________。若该反应过于激烈,可采取的一种措施为________。
(3)图16中倒扣漏斗的作用是________。
(4)实验结束后,对产品进行光谱鉴定结果如下。其中属于红外光谱的谱图是________(填字母)。
(5)本实验中,对叔丁基苯酚的产率为________。
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
对叔丁基苯酚可用于生产油溶性酚醛树脂等。实验室以苯酚、叔丁基氯[(CH3)3CCl]等为原料制备对叔丁基苯酚的实验步骤如下:
步骤1:按图16组装仪器,在X中加入2.2 mL叔丁基氯(过量)和1.41 g苯酚,搅拌使苯酚完全溶解。
步骤2:向X中加入无水AlCl3固体作催化剂,不断搅拌,有气体放出。
步骤3:反应缓和后,向X中加入8 mL水和1 mL浓盐酸,即有白色固体析出。
步骤4:抽滤得到白色固体,洗涤,用石油醚重结晶,得对叔丁基苯酚1.8 g。
(1)仪器X的名称为 。
(2)步骤2中发生主要反应的化学方程式为 。若该反应过于激烈,可采取的一种措施为 。
(3)图16中倒扣漏斗的作用是 。
(4)实验结束后,对产品进行光谱鉴定结果如下。其中属于红外光谱的谱图是 (填字母)。
(5)本实验中,对叔丁基苯酚的产率为 。
高三化学实验题困难题查看答案及解析
(15分)对叔丁基苯酚工业用途广泛,可用于生产油溶性酚醛树脂、稳定剂和香料等。实验室以苯酚、叔丁基氯[(CH3)3CCl]等为原料制备对叔丁基苯酚。实验步骤如下:反应物和产物的相关数据列表如下:
步骤l:组装仪器,用量筒量取2.2 mL叔丁基氯(过量),称取1.6 g苯酚,搅拌使苯酚完全溶解,并装入滴液漏斗。
步骤2:向X中加入少量无水AlCl3固体作催化剂,打开滴液漏斗旋塞,迅速有气体放出。
步骤3:反应缓和后,向X中加入8 mL水和1 mL浓盐酸,即有白色固体析出。
步骤4:抽滤得到白色固体,洗涤,得到粗产物,用石油醚重结晶,得对叔丁基苯酚1.8 g。
(1)仪器X的名称为 。
(2)步骤2中发生主要反应的化学方程式为 。该反应过于激烈,放出大量热,常使实验的产率降低,可能的原因是 。
(3)图中倒扣漏斗的作用是 。苯酚有腐蚀性,能使蛋白质变性,若其溶液沾到皮肤上可用 洗涤。
(4)在取用苯酚时发现苯酚冻结在试剂瓶中,可采取的措施为____ 。
(5)下列仪器在使用前必须检查是否漏液的是 (填选项字母)。
A.量筒
B.容量瓶
C.滴定管
D.分液漏斗
E.长颈漏斗
(6)本实验中,对叔丁基苯酚的产率为 。(请保留三位有效数字)
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