芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。芳香烃的苯环比较稳定，难于氧化，而环上的支链不论长短，在强烈氧化时，最终都氧化成羧基。某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。
反应原理：
反应试剂、产物的物理常数：
| 名称 |
相对分 子质量 |
性状 |
熔点 |
沸点 |
密度 |
溶解度 |
||
| 水 |
乙醇 |
乙醚 |
||||||
| 甲苯 |
92 |
无色液体易燃易挥发 |
-95 |
110.6 |
0.8669 |
不溶 |
易溶 |
易溶 |
| 苯甲酸 |
122 |
白色片状或针状晶体 |
122.4 |
248 |
1.2659 |
微溶 |
易溶 |
易溶 |
主要实验装置和流程如下：
实验方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中，在90℃时， 反应一段时间，再停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
（1）无色液体A的结构简式为 。操作Ⅱ为 。
（2）如果滤液呈紫色，要先加亚硫酸氢钾，然后再加入浓盐酸酸化，加亚硫酸氢钾的目的是 。
（3）下列关于仪器的组装或者使用正确的是 。
A．抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀
B．安装电动搅拌器时，搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触
C．图1回流搅拌装置应采用直接加热的方法
D．冷凝管中水的流向是下进上出
（4）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入 ，分液，水层再加入 ，然后抽滤，干燥即可得到苯甲酸。
（5）纯度测定：称取1.220g产品，配成100ml溶液，取其中25.00ml溶液，进行滴定 ，消耗KOH物质的量为2.4×10-3mol。产品中苯甲酸质量分数为 。
(14分)阿司匹林（又称乙酰水杨酸，
是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药。乙酰水杨酸受热易分解，分解温度为128—135℃。某学习小组在实验室以水杨酸（邻羟基苯甲酸）与乙酸酐[(CH3CO)2O]为主要原料合成阿司匹林，其制备原理为：
制备基本操作流程、装置示意图和有关数据如下（夹持和加热仪器已略去）：
| 名称 |
相对分子质量 |
熔点或沸点（℃） |
水 |
乙酸乙酯 |
| 水杨酸 |
138 |
158（熔点） |
微溶 |
易溶 |
| 醋酸酐 |
102 |
139．4（沸点） |
反应 |
可溶 |
| 乙酰水杨酸 |
180 |
135（熔点） |
微溶 |
可溶 |
请根据以上信息回答下列问题：
（1）制备阿司匹林时，要使用干燥仪器的原因是____。
（2）合成阿司匹林时，最合适的加热方法是____，其原因是________。抽滤所得粗产品要用少量冰水洗涤，其目的是________。
（3）上述所得粗产品中还有一些副产品，其中有一种是高分子化合物。提纯粗产品
①这种提纯方法叫做____。
②该方案中选用乙酸乙酯作溶剂的原因是____________________。
（4）该学习小组在实验中原料用量：2．0 g水杨酸、5．0 mL乙酸酐(ρ＝1．08g/cm-3)，最终称得产品质量m=2．2 g，则所得乙酰水杨酸的产率为____（结果保留3位有效数字）。
亚硝酸钠是一种工业盐，用途广泛，外观与食盐非常相似，但毒性较强，食品添加亚硝酸钠必须严格控制用量。某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行了如下探究：
(一)鉴别NaCl和NaNO2
（1）测算溶液pH
常温下，用pH试纸分别测定0.1 mol·L-1两种盐溶液的pH，测得NaNO2溶液呈碱性。
NaNO2溶液呈碱性的原因是________________(用离子方程式解释)。
NaNO2溶液中HNO2的准确浓度为________mol·L-1(测得NaNO2溶液pH=b，用含b的代数式表示)。
（2）沉淀法
取2 mL 0.1mol·L-1两种盐溶液于试管中，分别滴加几滴稀硝酸银溶液，两只试管均产生白色沉淀，分别滴加几滴稀硝酸并振荡，盛NaNO2溶液的试管中沉淀溶解。
该温度下Ksp(AgNO2)=1.8×10-8(mol2/L2)；Ksp(AgCl)=1.8×10-10(mol·L-1)2
则反应AgNO2(s)+Cl-(aq)
AgCl(s)+NO2-(aq)的化学平衡常数K=________。
（3）氧化法
取2 mL 0.1mol·L-1两种盐溶液于试管中，分别滴加几滴酸性KMnO4溶液，使酸性KMnO4溶液褪色的是NaNO2溶液。该反应的离子方程式为______________________________。
(二)NaNO2性质探究
该兴趣小组同学用下图装置探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。
已知：气体的液化温度：NO221℃、NO–152℃
（1）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序为(从左向右连接)：A→_______→_________→_________→_________；组装好仪器后，接下来须进行的操作是_________________。
（2）反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，排除装置中的空气。
（3）关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，滴入70％硫酸溶液后，A中产生红棕色气体。
①如何验证A中产生的气体中含有NO_________。(写出实验操作、现象和结论)
②装置E的作用是_____________________________。
③A装置中发生反应的化学方程式为_________________________________________。
(16分)水处理剂在生产生活中有重要的应用。
（1）聚合氯化铝晶体([Al2(OH)nCl6-n∙xH2O]m)是一种高效无机水处理剂，它的制备原理是通过调节增大A1C13溶液的pH，促进其水解而结晶析出。利用高岭土制备聚合氯化铝，其制备过程有如下两种途径：
说明：①高岭土的化学组成为：Al2O3、SiO2、Fe2O3及少量有机杂质和水分，
②高岭土在煅烧的过程中可除去有机杂质和水分。
①途径I和途径Ⅱ中最合理的是_________。
②途径I中加入铝粉最主要的目的是__________(选填序号字母)。
a．中和过量的盐酸 b．将Fe3+还原为Fe2+
c．除去溶液中的铁元素 d．制备生成聚合氯化铝所需要的AlCl3
③加入碳酸钙调节溶液pH至4.0～4.5的目的是_______________________。
④蒸发浓缩过程中生成Al2(OH)nCl6-n∙xH2O的化学反应方程式是_______。
（2）Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂。电解法制备Na2FeO4的装置如右图所示：
请根据图示回答：电解过程的化学方程式为_________；电路中每通过0.6 mol电子在Ni电极上产生的气体在标况下的体积为_________；隔膜应选择__________(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。
草酸(H2C2O4)溶液与酸性KMnO4溶液反应时，溶液褪色总是先慢后快，某学习小组探究反应过程中使褪色加快的主要原因，过程如下：
【查阅资料】KMnO4溶液氧化H2C2O4的反应历程为：
【提出假设】假设1： 该反应为放热反应
假设2：反应生成的Mn2＋对该反应有催化作用
假设3：K＋对该反应有催化作用
该小组同学未提出浓度使反应速率加快的假设，原因是 。
【设计、完成实验】（1）称取 g草酸晶体(H2C2O4·2H2O)，配置500 mL 0.10 mol/L H2C2O4溶液。
①在上述过程中必须用到的2种定量仪器是托盘天平和 。
②下列操作会使所配溶液浓度偏低的是 (填下列选项的字母序号)。
| A．称取草酸晶体时，将草酸晶体放在托盘天平右盘 |
| B．定容时俯视刻度线 |
| C．将烧杯中溶液转移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸馏水 |
| D．摇匀后，发现溶液液面低于刻度线，立即用胶头滴管加水再定容 |
（2）完成探究，记录数据
| 实验 编号 |
烧杯中所加试剂及用量(mL) |
控制条件 |
溶液褪色时间(s) |
|||
| 0.10 mol/L H2C2O4溶液 |
等浓度 KMnO4溶液 |
H2O |
0.50 mol/L 稀硫酸 |
|
|
|
| 1 |
30 |
20 |
30 |
20 |
|
18 |
| 2 |
30 |
20 |
30 |
20 |
水浴控制温度65 ℃ |
15 |
| 3 |
30 |
20 |
30 |
20 |
加入少量MnSO4固体 |
3.6 |
| 4 |
30 |
20 |
x |
20 |
加入5 mL 0.10 mol/LK2SO4溶液 |
18 |
则x = ，假设2成立
（3）由于KMnO4能氧化水中有机物等因素，为配制好稳定的KMnO4溶液，其浓度需标定。取10.00 mL 0.10 mol/L H2C2O4溶液于锥形瓶中，加入10 mL 0.50 mol/L稀硫酸，用（2）中KMnO4溶液滴定至锥形瓶中恰好呈浅紫色，且半分钟不褪色，记录数据，平行三次实验，平均消耗KMnO4溶液40.00 mL，则草酸溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为： 。上述实验中KMnO4溶液的物质的量浓度为 。
实验室用浓盐酸配制250mL0.1mol/L的盐酸溶液：
Ⅰ.（1）配制250mL0.1mol/L盐酸溶液需要浓盐酸（密度为1.2g/mL，质量分数为36.5%）的体积为 。
（2）配制时，其正确的操作顺序是（字母表示，每个字母只能用一次） 。
A、用30mL水洗涤烧杯2—3次，洗涤液均注入容量瓶，振荡
B、用量筒量取所需的浓盐酸，沿玻璃棒倒入烧杯中，再加入少量水（约30mL），用玻璃棒慢慢搅动，使其混合均匀
C、将已冷却的盐酸沿玻璃棒注入250mL的容量瓶中
D、将容量瓶盖紧，振荡，摇匀
E、改用胶头滴管加水，使溶液凹面恰好与刻度相切
F、继续往容量瓶内小心加水，直到液面接近刻度1—2cm处
（3）配制物质的量浓度的溶液，造成浓度偏高的操作是 。
A、溶解后的溶液未冷至室温就转入容量瓶中；
B、洗涤烧杯和玻棒的溶液未转入容量瓶中；
C、定容时眼睛俯视刻度线；
D、定容时眼睛仰视刻度线；
Ⅱ.（1）某学生设计的用该浓盐酸与二氧化锰反应制取并收集干燥纯净的氯气的装置如图：
①写出甲中发生反应的离子方程式：________
②乙中盛的试剂是 ；作用是 。丙中盛的试剂是 。
（2）如果将过量二氧化锰与20 mL该浓盐酸混合加热，充分反应后理论上可生成标况下的氯气的体积
为 mL，而实际值明显少于理论值，其主要原因有：
① ；② 。
（3）若将制得的少量氯气通入无色的饱和碘化钾溶液中，溶液变 色，其离子方程式是 ，向所得溶液中加入四氯化碳，振荡后静置，则溶液分为两层，下层是显 色，这种操作叫做 。
（4）若将制得的氯气制成饱和氯水，则实验室保存饱和氯水的方法是 。
（5）用滴管将新制饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中，当滴到最后一滴时红色突然褪去，褪色的原因可能有两种(用简要文字说明)①是由于 ；②是由于 。简述怎样用实验证明红色褪去的原因是①或者② 。
粤公网安备 44130202000953号