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2.苯甲酸应用广泛.实验室用甲苯的氧化制备苯甲酸,反应原理:
3─CH3+6KMnO4→3─COOK+6MnO2+3KOH+3H2O
─COOK+HCl→─COOH+KCl
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/g•cm-3溶解度
水乙醇乙醚
甲苯92无色液体易燃易挥发-95110.60.8669不溶易溶易溶
苯甲酸122白色片状或针状晶体122.42481.2659微溶易溶易溶
主要实验装置和流程如下(加热装置等略去):
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,然后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为蒸馏.
(2)如果水层呈紫色,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除去未反应的高锰酸钾氧化剂,否则用盐酸酸化时会发生盐酸被高锰酸钾所氧化,产生氯气.
(3)下列关于仪器的组装或者使用正确的是ABD.
A.图2是抽滤,容器B可以省略
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.图2中仪器A是布氏漏斗
(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入NaOH溶液,分液,水层再加入浓盐酸酸化,然后抽滤,干燥即可得到苯甲酸.
(5)证明白色固体B是纯净物测量白色固体B的熔点为122.4℃.
(6)证明苯甲酸是弱酸取0.01mol/L的苯甲酸溶液,测得pH>2.

分析 一定量的甲苯和适量的KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应,按如图流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯,苯甲酸能溶于水,甲苯不溶于水,互不相溶的液体采用分液方法分离,根据实验目的知,从而得到有机层和水层,有机层中含有甲苯、水层中含有苯甲酸,有机层中的甲苯采用蒸馏方法得到无色液体A,A是甲苯,将水层盐酸酸化再蒸发浓缩,根据苯甲酸的溶解度知,得到的固体B是苯甲酸,
(1)A是甲苯;分离互溶且沸点不同的液体采用蒸馏方法;
(2)如果滤液呈紫色,说明高锰酸钾过量,要先加亚硫酸氢钾,将高锰酸钾还原,否则浓盐酸可能被氧化成氯气;
(3)A.抽滤中可以直接接水泵;
B.为了防止搅拌棒下端打坏三颈烧瓶底或温度计,因此不能与它们接触;
C.图1回流搅拌装置应采用水浴加热的方法;
D.抽滤中用布氏漏斗;
(4)甲苯与NaOH不反应,苯甲酸与NaOH反应生成苯甲酸钠,分液,苯甲酸钠溶液中加盐酸可以制得苯甲酸;
(5)根据纯净物有固定的熔沸点;
(6)根据弱酸部分电离;

解答 解:一定量的甲苯和适量的KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应,按如图流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯,苯甲酸能溶于水,甲苯不溶于水,互不相溶的液体采用分液方法分离,根据实验目的知,从而得到有机层和水层,有机层中含有甲苯、水层中含有苯甲酸,有机层中的甲苯采用蒸馏方法得到无色液体A,A是甲苯,将水层盐酸酸化再蒸发浓缩,根据苯甲酸的溶解度知,得到的固体B是苯甲酸,
(1)A是甲苯,其结构简式为:;有机层中物质互溶且沸点不同,所以可以采用蒸馏方法分离,则操作II为蒸馏
故答案为:;蒸馏;
(2)如果滤液呈紫色,说明高锰酸钾过量,要先加亚硫酸氢钾,除去未反应的高锰酸钾,否则浓盐酸酸化时可能被高锰酸钾氧化成氯气,
故答案为:除去未反应的高锰酸钾氧化剂,否则用盐酸酸化时会发生盐酸被高锰酸钾所氧化,产生氯气;
(3)A.抽滤中可以直接接水泵,容器B可以省略,故A正确;
B.为了防止搅拌棒下端打坏三颈烧瓶底或温度计,因此不能与它们接触,所以在搅拌时,搅拌棒下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触,故B正确;
C.沸水浴加热便于控制温度和使容器受热均匀,图1回流搅拌装置应采用水浴加热的方法,故C错误;
D.抽滤中用布氏漏斗,即图2中仪器A是布氏漏斗,故D正确;
故选ABD;
(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入,应该先加NaOH溶液,甲苯与NaOH不反应,苯甲酸与NaOH反应生成苯甲酸钠,分液,苯甲酸钠溶液中加盐酸可以制得苯甲酸,
故答案为:NaOH溶液;浓盐酸酸化;
(5)固体B是苯甲酸,有固定的熔点122.4℃;
故答案为:可以测量白色固体B的熔点为122.4℃;
(6)证明苯甲酸是弱酸是取0.01mol/L的苯甲酸溶液,测得pH>2;
故答案为:取0.01mol/L的苯甲酸溶液,测得pH>2.

点评 本题考查了实验方案设计、混合物的分离和提纯,侧重考查分析问题能力、计算能力,明确物质的性质是解本题关键,知道根据物质的性质选取合适的分离方法,题目难度中等.

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C.NaHCO3溶液中加入少量Ca(OH)2溶液,产生白色沉淀:HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
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17.顺酐A(C4H2O3)是一种重要的有机化工原料,A分子具有五元环结构.下图是由A合成有机物E和高分子化合物G的合成线路.

已知:
回答以下问题:
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(3)反应③的化学方程式为2CH3CH2OH+HOOCCH2CH2COOH $→_{△}^{浓硫酸}$CH3CH2OOCCH2CH2COOCH2CH3+2H2O,反应类型为取代反应;
物质E的核磁共振氢谱上显示3个峰.
(4)G的结构简式可能为.
(5)有机物X()与F的相对分子质量相同,其中满足下列条件的X的同分异构体有14种(含X本身).
i.含苯环;  ii.能发生银镜反应.
(6)有机物Y(C5H4O3)是A的同系物,具有六元环结构.参照上述合成线路及信息,写出由Y合成的最简合成线路..

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7.唐末五代时期丹学著作《真元妙道要略》中有云“以硫磺、雄黄合硝石并蜜烧之,焰起烧手面及烬屋舍者”.描述的是(  )的制作过程.
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14.A,B,C,D,E为前四周期中原子序数依次增大的元素,相关的信息如下:
元素相关信息
AA元素原子核外只有三个能级,且每个能级上含有相等的电子数
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C短周期元素中,C的金属性最强
D基态原子第三能层上有7种运动状态不同的电子
E一种核素的质量数为63,中子数为34
F最外层电子数为次外层的3倍
请用对应的元素符号回答下列问题:
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(2)A,B,D,E的氢化物中沸点最高的是H2O(写化学式),A,B,F的第一电离能由大到小的顺序时N>O>C.
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