Question

苯酚和丙酮都是重要的化工原料，工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下：

回答下列问题：

（1）在反应器 A 中通入的 X 是               。

（2）反应①和②分别在装置                和               中进行。(填装置符号)

（3）在分解釜 C中加入的Y为少量浓硫酸，其作用是                ，优点是用量少，缺点是                 。

（4）反应②为  (填“放热”或“吸热”)反应。反应温度应控制在 50～60℃，温度过高的安全隐患是  。

（5）中和釜 D 中加入的 Z 最适宜的是           (填序号。已知苯酚是一种弱酸)。

A．NaOH B．CaCO₃ C．NaHCO₃ D．CaO

（6）蒸馏塔 F 中的馏出物 T 和 P 分别为             和             ，判断的依据是                 。

（7）用该方法合成苯酚和丙酮的优点是                     。

Answer

（1）氧气或空气；

（2）A；C；

（3）催化剂；腐蚀设备；

（4）放热；温度过高会导致爆炸；

（5）c；

（6）丙酮；苯酚；丙酮的沸点低于苯酚；

（7）原子利用率高。

【解析】

试题分析：用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，由给予的反应信息，异丙苯与氧气在反应器A中发生氧化反应生成，在蒸发器中分离出，未反应的异丙苯进行循环利用，在分解釜中在浓硫酸作催化剂条件下分解得到、，在中和釜中加入Z，目的是中和硫酸，且不能与苯酚反应，可以是碳酸氢钠，然后用水洗涤，再经过蒸馏，由于丙酮的沸点低于苯酚，则T为丙酮、P为苯酚。

（1）在反应器A发生信息中的反应①，故需要氧气或空气，故答案为：氧气或空气；

（2）由上述分析可知，反应①在反应器中发生，即A装置，反应②在分解釜中进行，即C装置，故答案为：A；C；

（3）在浓硫酸作条件下分解得到、，浓硫酸作作催化剂，浓硫酸腐蚀性强，容易腐蚀设备，故答案为：催化剂；腐蚀设备；

（4）反应②的△H＜0，为放热反应，有过氧化物存在，温度过高会导致爆炸，反应温度控制在50-60℃，故答案为：放热；温度过高会导致爆炸；

（5）加入Z的目的是中和硫酸，且不能与苯酚反应，a．NaOH能与硫酸、苯酚反应，故不选；b．CaCO3为固体，且与硫酸反应生成的硫酸钙微溶，会阻止碳酸钙与硫酸的反应，故b不选；c．NaHCO3能与硫酸反应，不与苯酚反应，故c选；d．CaO能与苯酚反应，且与硫酸反应生成的硫酸钙微溶，会阻止碳酸钙与硫酸的反应，故d不选；故选：c；

（6）由于丙酮的沸点低于苯酚，沸点越低越先蒸出，处于蒸馏塔的上部，则T为丙酮、P为苯酚，故答案为：丙酮；苯酚；丙酮的沸点低于苯酚；

（7）由异丙苯最终得到苯酚和丙酮，整个过程原子利用率高，故答案为：原子利用率高。

【考点定位】考查制备实验方案的设计

【名师点晴】本题考查有机物的制备实验方案，涉及对化学工艺流程、装置及试剂的分析评价等，关键是根据实验目的与给予的反应信息理解工艺流程原理，是对学生综合能力的考查。解答综合性实验设计与评价题的基本流程：原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。具体分析为：①实验是根据什么性质和原理设计的？实验的目的是什么？②所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理，进行全面的分析比较和推理，并合理选择)。③有关装置：性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。④有关操作：技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。⑤实验现象：自下而上，自左而右全面观察。⑥实验结论：直接结论或导出结论。