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苯甲酸甲酯是重要的化工原料,某化学兴趣小组仿照实验室制乙酸乙酯的原理以苯甲酸(C...

苯甲酸甲酯是重要的化工原料,某化学兴趣小组仿照实验室制乙酸乙酯的原理以苯甲酸(C6H5COOH)和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯。有关数据如下:

 

相对分子质量

熔点/℃

沸点/℃

密度(g/cm3

水溶性

苯甲酸

122

122.4

249

1.2659

微溶

甲醇

32

-97

64.6

0.792

互溶

苯甲酸甲酯

136

-12.3

196.6

1.0888

不溶

 

I.合成苯甲酸甲酯粗产品

在圆底烧瓶中加入12.2g苯甲酸和20mL甲醇,再小心加入3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒碎瓷片,在圆底烧瓶上连接冷凝回流装置后,小心加热2小时,得苯甲酸甲酯粗产品。

回答下列问题:

(1)该反应的化学方程式为__________,该反应的原子利用率是_______

己知:原子利用率=(预期产物的总质量/全部反应物的总质量)×100%

(2)实验中,应选择(如下图)_____(填序号)作为冷凝回流装置,该仪器的名称为______

(3)使用过量甲醇的原因是__________

Ⅱ.粗产品的精制

苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等,现拟用下列流程图进行精制。

(4)饱和碳酸钠溶液的作用是________,操作a的名称为________

(5)由于有机层和水层的密度比较接近,兴趣小组的同学无法直接判断有机层在上层还是下层,请你设计简单易行的方案,简述实验方法,可能的现象及结论__________

(6)该实验中制得苯甲酸甲酯8.30g,则苯甲酸甲酯的产率为________

 

C6H5COOH+CH3OHC6H5COOCH3+H2O 88.3% B 球形冷凝管 由于甲醇沸点低,易挥发,损失大,还为了提高苯甲酸的利用率,故应使用过量甲醇 饱和碳酸钠溶液能与苯甲酸反应,生成可溶性的苯甲酸钠,还能溶解甲醇,降低苯甲酸甲酯的溶解度 分液 向混合液中加少量水,振荡、静置,体积增加的为水层,体积不变的为有机层,或者从分液漏斗下口放出少量液体,置于试管中,加适量水,振荡、静置,若液体分层,则有机层在下层,若液体不分层,则有机层在上层 61.0% 【解析】I. (1)苯甲酸与甲醇发生酯化反应生成苯甲酸甲酯,反应的化学方程式为C6H5COOH+CH3OHC6H5COOCH3+H2O,该反应的原子利用率=×100%=88.3%,故答案为:C6H5COOH+CH3OHC6H5COOCH3+H2O;88.3%; (2)根据图中的数据可知,甲醇的沸点较低,易挥发,球形冷凝管冷却效果比直形冷凝管好,所以用球形冷凝管,选B,故答案为:B;球形冷凝管; (3)甲醇沸点低,损失大;甲醇过量可以提高苯甲酸的利用率,所以在反应中要使用过量的甲醇,以提高反应的产率,故答案为:甲醇沸点低,损失大;甲醇过量可以提高苯甲酸的利用率; Ⅱ.(4)苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等,甲醇溶于水,苯甲酸与碳酸钠反应,同时苯甲酸甲酯在碳酸钠中的溶解度小,可以提纯苯甲酸甲酯,苯甲酸甲酯不溶于水,分离两种不互溶的液体用分液的方法,所以碳酸钠的作用是除去苯甲酸甲酯中的杂质苯甲酸,溶解甲醇,降低苯甲酸甲酯溶解度,操作a为分液,故答案为:除去苯甲酸甲酯中的杂质苯甲酸,溶解甲醇,降低苯甲酸甲酯溶解度;分液; (5)向混合液中加少量水,振荡、静置,体积增加的为水层,体积不变的为有机层,或者从分液漏斗下口放出少量液体,置于试管中,加适量水,振荡、静置,若液体分层,则有机层在下层,若液体不分层,则有机层在上层,故答案为:向混合液中加少量水,振荡、静置,体积增加的为水层,体积不变的为有机层,或者从分液漏斗下口放出少量液体,置于试管中,加适量水,振荡、静置,若液体分层,则有机层在下层,若液体不分层,则有机层在上层; (6)12.2g苯甲酸的物质的量为: =0.1mol,20mL甲醇(密度约0.79g/mL)的物质的量为: =0.49mol>0.1mol,则理论上生成苯甲酸甲酯的物质的量为:0.1mol,质量为:136g/mol×0.1mol=13.6g,则苯甲酸甲酯的产率为: ×100%=61.0%,故答案为:61.0%。 点睛:本题通过苯甲酸甲酯的制备方法,考查了物质制备方案的设计与评价,明确物质的制备原理为解答此类题的关键。本题的易错点是(6)中产率的计算。  
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考点分析:
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高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构,与NaCl晶体结构相似。晶体中氧的化合价可看作部分为0价,部分为-2价。则下列说法正确的是

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B. 晶体中每个K+周围有8个O2-,每个O2-周围有8个K +

C. 超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有14个K和13个O2-

D. 晶体中,0价氧原子与-2价氧原子的数目比可看作为3 : 1

 

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下列有关说法不正确的是

图1    图2     图3    图4

A. 水合铜离子的模型如图1所示,1个水合铜离子中有4个配位键

B. CaF2晶体的晶胞如图2所示,每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2+

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X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ2分子;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g·L-1;W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的1/2。下列说法正确的是

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C.由X元素形成的单质不一定是原子晶体

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类推的思维方法在化学学习和研究中常会产生错误的结论,因此类推出的结论最终要经过实践的检验才能决定其正确与否。下列几种类推结论中正确的是

A. Fe3O4可写成FeO·Fe2O3;Pb3O4也可写成PbO·Pb2O3

B. 晶体中有阴离子,必有阳离子;则晶体中有阳离子,也必有阴离子

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下列各组微粒的空间构型相同的是

①NH3和H2O       ②NH4+和H3O        ③NH3和H3O       ④O3和SO2

⑤CO2和BeCl2     ⑥SiO44和SO42      ⑦BF3和Al2Cl6

A.全部       B.除④⑥⑦以外    C.③④⑤⑥    D.②⑤⑥

 

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