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【题目】实验室利用呋喃甲醛为原料制备呋喃甲醇与呋喃甲酸。

Ⅰ、制备原理:

2+NaOH+

+HCl+NaCl

Ⅱ、实验步骤

Ⅲ、相关信息

呋喃甲醛

呋喃甲醇

呋喃甲酸

乙醚

熔点/℃

-36.5

-29

133

-116.3

沸点/℃

161.7

170

231

34.5

水溶性

微溶

微溶

可溶

不溶

相对分子质量

96

98

112

74

Ⅳ、实验装置

V、分析与思考,回答下列问题:

(1)操作①名称___;产品Y为___。

(2)操作②的装置如图1所示,收集产品X时温度计的读数应控制在90℃左右,其原因是___。

(3)操作①所得水溶液,加盐酸须控制pH为2~3,pH<3的理由是___;控制溶液pH时,应选择的指示剂是__。

(4)粗产品Y纯化过程用图2装置进行热过滤,具体操作:向铜漏斗中加热水→___→拆装置。涉及操作顺序最合理的选项。

A.加热漏斗支管→放入短颈漏斗→放入滤纸→放接液烧杯→倒入热的待滤液

B.放入短颈漏斗→放接液烧杯→加热漏斗支管→放入滤纸→倒入热的待滤液

C.放入短颈漏斗→放入滤纸→加热漏斗支管→放接液烧杯→倒入热的待滤液

D.放入短颈漏斗→放入滤纸→放接液烧杯→倒入热的待滤液→加热漏斗支管

(5)共消耗30mL萃取剂乙醚,从萃取效果角度思考,下列4种萃取方式最合理的是__。

A.30mL、0mL、0mL B.10mL、10mL、10mL

C.15mL、10mL、5 mL D.5mL、10mL、15mL

(6)计算产品Y的产率ω(Y)=___。

【答案】萃取分液 呋喃甲酸 减压蒸馏便呋喃甲醇沸点降低,低于170℃(约90℃)时沸腾收集,防止温度过高引起呋喃甲醇结构破坏 控制pH<3,使呋喃甲酸钠完全转化为呋喃甲酸而析出 甲基橙(或刚果红) A B 70%

【解析】

呋喃甲醛在碱性条件下发生歧化反应生成和,易溶于乙醚,加入乙醚萃取分液,得到的乙醚溶液和的水溶液;的乙醚溶蒸馏得到;的水溶液加入盐酸,调节pH=3,生成析出,再用重结晶法提纯。

根据以上分析,(1)操作①是加入乙醚,分离的乙醚溶液和的水溶液,名称萃取分液;的水溶液加入盐酸,调节pH=3,生成析出,所以产品Y为呋喃甲酸。

(2)操作②为蒸馏装置,防止温度过高引起呋喃甲醇结构破坏,通过减压蒸馏便呋喃甲醇沸点降低,低于170℃(约90℃)时沸腾收集呋喃甲醇,所以温度计的读数应控制在90℃左右。

(3)操作①所得水溶液,加入盐酸,控制pH<3,使呋喃甲酸钠完全转化为呋喃甲酸而析出,所以要控制pH<3;甲基橙在pH<3.1时,呈红色,所以控制溶液pH时应选择甲基橙作指示剂。

(4)为防止呋喃甲酸结晶析出,粗产品Y纯化过程用热过滤,具体操作:向铜漏斗中加热水→加热漏斗支管→放入短颈漏斗→放入滤纸→放接液烧杯→倒入热的待滤液→拆装置。故选A;

(5)从萃取效果角度思考,用30mL萃取剂乙醚,最好分多次等量萃取,合并萃取液。故选B。

(6)呋喃甲醛的物质的量是,根据2+NaOH+、+HCl+NaCl,生成呋喃甲酸的理论产量是0.025mol,质量是0.025mol×112g/mol=2.8g,实际生成呋喃甲酸的质量是1.96g;产品Y的产率ω(Y)=70%。

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B. 反应管内产生的红色粉末可能是Fe2O3

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②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) △H=+2.8kJmol-1

③2CO(g)+O2(g)═2CO2(g) △H=-566.0kJmol-1

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t/min

0

2

4

6

8

10

n(Cl2)/mol

0

1.2

2.6

4.4

5.4

6.0

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