合成苯佐卡因的實驗裝置圖

① 苯佐卡因的實驗報告

1. 通過苯佐卡因的合成，了解葯物合成的基本過程。
2. 掌握氧化、酯化和還原反應的原理及基本操作。 苯佐卡因為局部麻醉葯，外用為撒布劑，用於手術後創傷止痛，潰瘍痛，一般性癢等。苯佐卡因化學名為對氨基苯甲酸乙酯，化學結構式為：
苯佐卡因為白色結晶性粉末，味微苦而麻；mp.88~90℃；易溶於乙醇，極微溶於水。
合成路線如下： （一）對硝基苯甲酸的制備（氧化）
在裝有攪拌棒和球型冷凝器的250 mL三頸瓶中，加入重鉻酸鈉（含兩個結晶水）23.6 g，水50 mL，開動攪拌，待重鉻酸鈉溶解後，加入對硝基甲苯8 g，用滴液漏斗滴加32 mL濃硫酸。滴加完畢，直火加熱，保持反應液微沸60-90 min（反應中，球型冷凝器中可能有白色針狀的對硝基甲苯析出，可適當關小冷凝水，使其熔融）。冷卻後，將反應液傾入80 mL冷水中，抽濾。殘渣用45 mL水分三次洗滌。將濾渣轉移到燒杯中，加入5% 硫酸35 mL，在沸水浴上加熱10 min，並不時攪拌，冷卻後抽濾，濾渣溶於溫熱的5% 氫氧化鈉溶液70 mL中，在50℃左右抽濾，濾液加入活性碳0.5 g脫色（5~10 min），趁熱抽濾。冷卻，在充分攪拌下，將濾液慢慢倒入15% 硫酸50 mL中，抽濾，洗滌，乾燥得本品，計算收率。
（二）對硝基苯甲酸乙酯的制備（酯化）
在乾燥的100 mL圓底瓶中加入對硝基苯甲酸6 g，無水乙醇24 mL，逐漸加入濃硫酸2 mL，振搖使混合均勻，裝上附有氯化鈣乾燥管的球型冷凝器，油浴加熱迴流80 min（油浴溫度控制在100~120℃）；稍冷，將反應液傾入到100 mL水中，抽濾；濾渣移至乳缽中，研細，加入5%碳酸鈉溶液10 mL（由0.5 g碳酸鈉和10 mL水配成），研磨5 min，測pH值（檢查反應物是否呈鹼性），抽濾，用少量水洗滌，乾燥，計算收率。
（三）對氨基苯甲酸乙酯的制備（還原）
A法：在裝有攪拌棒及球型冷凝器的250 mL三頸瓶中，加入35 mL水，2.5 mL冰醋酸和已經處理過的鐵粉8.6 g，開動攪拌，加熱至95~98℃ 反應5 min，稍冷，加入對硝基苯甲酸乙酯6 g和95% 乙醇35 mL，在激烈攪拌下，迴流反應90 min。稍冷，在攪拌下，分次加入溫熱的碳酸鈉飽和溶液（由碳酸鈉3 g和水30 mL配成），攪拌片刻，立即抽濾（布氏漏斗需預熱），濾液冷卻後析出結晶，抽濾，產品用稀乙醇洗滌，乾燥得粗品。
B法：在裝有攪拌棒及球型冷凝器的100 mL三頸瓶中，加入水25 mL，氯化銨0.7 g，鐵粉4.3 g，直火加熱至微沸，活化5 min。稍冷，慢慢加入對硝基苯甲酸乙酯5 g，充分激烈攪拌，迴流反應90 min。待反應液冷至40℃左右，加入少量碳酸鈉飽和溶液調至pH 7~8，加入30 mL氯仿，攪拌3~5 min，抽濾；用10 mL氯仿洗三頸瓶及濾渣，抽濾，合並濾液，傾入100 mL分液漏斗中，靜置分層，棄去水層，氯仿層用5% 鹽酸90 mL分三次萃取，合並萃取液（氯仿回收），用40% 氫氧化鈉調至pH 8，析出結晶，抽濾，得苯佐卡因粗品，計算收率。
（四）精製
將粗品置於裝有球形冷凝器的100 mL圓底瓶中，加入10~15倍（mL/g）50% 乙醇，在水浴上加熱溶解。稍冷，加活性碳脫色（活性碳用量視粗品顏色而定），加熱迴流20 min，趁熱抽濾（布氏漏斗、抽濾瓶應預熱）。將濾液趁熱轉移至燒杯中，自然冷卻，待結晶完全析出後，抽濾，用少量50% 乙醇洗滌兩次，壓干，乾燥，測熔點，計算收率。
（五）結構確證
1. 紅外吸收光譜法、標准物TLC對照法。
2. 核磁共振光譜法。

② 化學卷子

江蘇省無錫市2009屆高三上學期期末調研考試
化學
命題單位：惠山區教研室 制卷單位：無錫市教研中心
注意事項及說明：
1．本卷考試時間100分鍾。滿分120分。
2．可能用到的相對原子質量：
H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Fe-56 Cu-64 Br-80 Ag-108 I-127 Ba-137
選擇題
單項選擇題：（本題包括8小題，每題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題意）
1．2008年9月開始陸續有多個品牌的奶粉被檢出含有危害人體的三聚氰胺，這就是轟動全國的「問題奶粉事件」。三聚氰胺的制備反應為：6CO(NH2)2[尿素] 硅膠380~400℃C3N6H6＋ 6NH3＋3CO2。三聚氰胺和甲醛在一定條件下制備三聚氰胺甲醛樹脂。

下列說法中不正確的是
A．三聚氰胺與鹽酸和硫酸等都能形成三聚氰胺鹽
B．三聚氰胺含氮的質量分數高於尿素和甘氨酸
C．三聚氰胺分子中所有的氮原子化學環境均相同
D．三聚氰胺甲醛樹脂是一種高分子材料
2．下列化學實驗或操作能夠達到目的的是
A．欲除去蛋白質溶液中的NaCl而又不改變它的性質，可加入適量BaCl2溶液，再過濾
B．將溴乙烷和NaOH溶液共熱後，再滴加AgNO3溶液可檢驗其中的溴元素
C．為除去含有Mg(OH)2和Ca(OH)2的濁液中的Ca(OH)2，可向其中加入足量MgCl2，充分反應後，過濾
D．除去乙酸乙酯中混有少量乙酸：加入乙醇和濃硫酸，加熱、靜置、分液
3．下列各組離子一定能大量共存的是
A．含有大量HCO3－的澄清透明溶液中：K＋、C6H5O－、Cl－、Na＋
B．能與金屬鋁反應放出氫氣的溶液中： K＋、NO3－、Cl－、Fe2＋
C．常溫下水電離出的c(H＋)•c(OH－)＝10－20的溶液中：Na＋、ClO－、S2－、NH4＋
D．pH＝7的溶液：Fe3＋、Mg2＋、SO42－、Cl－
4．用NA表示阿伏加德羅常數的值，下列敘述正確的是
A．足量的銅片與含4 mol HNO3的濃硝酸充分反應生成二氧化氮的分子數為2NA
B．14g鏈烴（分子通式為CnH2n）中含有的C＝C的數目一定為
C．若某醋酸鈉溶液中含有1mol CH3COO－，則Na＋數目等於NA
D．O2和N2的混合氣體22.4L中一定含有2NA個原子
5．下列敘述正確的是
A．NaHCO3與石灰水反應，當n(NaHCO3)∶n[Ca(OH)2]＝1∶1時，HCO3－完全轉化為CaCO3
B．CO2通入石灰水中，當n(CO2)∶n[Ca(OH)2]＝1∶1時，能得到澄清溶液
C．AlCl3溶液與燒鹼溶液反應，當n(OH－)∶n(Al3＋)＝1∶1時，鋁元素以AlO2－形式存在
D．Fe與稀硝酸反應，當n(Fe)∶n(HNO3)＝1∶1時，溶液中鐵元素只以Fe3＋形式存在
6．下列有關指定實驗裝置圖的說法不正確的是

A．裝置①可用於除去水等液體中混有的難揮發或不揮發的雜質
B．裝置②中的Cu一定作正極
C．當裝置②電路中通過2mol電子時，Cu電極可能增重64g，也可能減重64g
D．當裝置③廣口瓶中充滿了CO2，b口進氣可收集NO氣體
7．下列排列的順序正確的是
①熱穩定性：H2O＞HF＞H2S ②熔點：Al＞Na＞K
③鹼性：Mg(OH)2＞Al(OH)3＞LiOH ④結合質子能力：CO32－＞HCO3－＞SO42－
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
8．下圖表示反應N2(g)+3H2(g) == 2NH3 (g)；△H＜0在某一時間段中反應速率與反應過程的曲線關系圖。下列說法正確的是
A．氨氣的體積分數最高的一段時間為t5—t6
B．t2—t3和t3—t4時間段氨氣的體積分數相等
C．t1時刻改變的條件是降低溫度
D．t4—t5時間段平衡向正反應方向移動

不定項選擇題（本題包括6小題，每小題4分，共24分。每小題只有一個或兩個選項符合題意。若正確答案只包括一個選項，多選時，該題為0分；若正確答案包括兩個選項，只選一個且正確的得2分，選兩個且都正確的得滿分，但只要選錯一個，該小題就為0分）
9．下列離子方程式中正確的是
A．向 NaHS 溶液中通入少量氯氣：HS―＋Cl2＝S↓＋H＋＋2Cl―
B．向Fe(OH)3懸濁液中加入氫碘酸：Fe(OH)3＋3H＋＝Fe3＋＋3H2O
C．Na2CO3溶液呈鹼性的原因：CO32-+H2O HCO3－+OH－
D．用FeS除去工業廢水中的Hg2＋：Hg2＋＋S2－＝HgS↓
10．香葉醇、橙花醇和乙酸橙花酯在工業上用作香料，它們可由月桂烯來合成。

下列有關說法中正確的是
A．反應①②③均為取代反應
B．月桂烯分子中所有碳原子一定全部處在同一平面上
C．香葉醇和橙花醇具有相同的分子式
D．乙酸橙花酯可以發生取代、加成、氧化和聚合反應
11．下列溶液中各微粒的濃度關系或說法正確的是
A．0.1 mol•L-1 pH為4的NaHB溶液中：c(HB-)＞c(H2B)＞c(B2-)
B．等物質的量濃度的下列溶液中，①NH4Al(SO4)2、②NH4Cl、③CH3COONH4、④NH3•H2O；c(NH4+) 由大到小的順序是：①＞②＞③＞④
C．a mol•L-1HCN溶液與b mol•L-1NaOH溶液等體積混合後，所得溶液中c(Na＋)＞c(CN-)，則a一定大於b
D．0.1mol•L-1的醋酸的pH＝a，0.01mol•L-1的醋酸的pH＝b，則a＋1＝b
12．下列實驗方法不正確的是
A．將MgCl2•6H2O在HCl氣流中加熱可製得無水MgCl2
B．用品紅溶液可以鑒別乙醛、苯、硝基苯
C．用鹼式滴定管量取10.00mL1mol•L-1的KMnO4溶液
D．用瓷坩堝灼燒氫氧化鈉或碳酸鈉固體
13．肼（N2H4）—空氣燃料電池是一種環保型鹼性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液。電池總反應為：N2H4＋O2＝N2↑＋2H2O。下列關於該燃料電池工作時的說法正確的是
A．負極的電極反應式是：N2H4＋4OH－－4e－＝4H2O＋N2↑
B．正極的電極反應式是：O2＋4H＋＋4e－＝2H2O
C．溶液中陰離子向正極移動
D．溶液中陰離子物質的量基本不變
14．白雲石的化學式是xCaCO3•yMgCO3。可用於製取耐火材料等，優質的白雲石粉可作為昂貴的二氧化鈦填料的替代品。現稱取27.6g白雲石，加熱到質量不再變化，收集到的CO2為6.72L(已換算成標准狀況)。下列有關說法正確的是
A．白雲石的化學式為2CaCO3•MgCO3
B．殘留固體的質量為14.4g
C．取13.8g該白雲石與足量鹽酸完全反應，最多收集到標准狀況下的CO22.24L
D．27.6g白雲石與過量鹽酸完全反應，可消耗HCl0.3mol
非選擇題
15．（10分）硫是煤中的有害成分。艾士卡法是世界公認的測定煤中硫含量的標准方法。
原理：將煤樣與艾氏卡試劑(簡稱艾氏劑)混合灼燒，煤中的硫全部轉化為硫酸鹽，然後以BaCl2為沉澱劑使硫酸根離子轉化為硫酸鋇沉澱。根據硫酸鋇的質量計算煤樣中硫的含量。艾氏劑是質量比為2∶1的輕質MgO與無水Na2CO3的混合物。
實驗步驟：
①稱取粉碎的乾燥煤樣1.00g和艾氏劑2g置於30mL的瓷坩堝中，充分混勻，再用1g艾氏劑覆蓋。高溫加熱1～2h。
②取出坩堝，冷卻到室溫，將灼燒物放入燒杯中，用熱蒸餾水沖洗坩堝內壁，將沖洗液加入燒杯中，再加入100～150mL 煮沸的蒸餾水，充分攪拌。
③過濾，用熱蒸餾水沖洗燒杯3次，沖洗液加入過濾器。再用熱蒸餾水清洗殘渣至少10次。
④在上述濾液中滴加鹽酸溶液，使溶液呈微酸性。將溶液加熱至沸騰，在不斷攪拌下滴入BaCl2溶液l0mL，在近沸騰狀況下保持2h。
⑤將溶液與其中沉澱放置過夜後，經過濾、洗滌、乾燥後稱量，得沉澱m1g。
⑥艾氏劑應進行空白實驗(實驗除不加煤樣外，全部按步驟①~⑤進行，目的是排除其他含硫物質的干擾)，得到沉澱質量為m2g。
根據以上知識回答下列問題：
（1）寫出煤中燃燒產生的二氧化硫被艾氏劑中的Na2CO3吸收生成硫酸鹽的化學方程式__
_ _。
（2）如果步驟③中殘渣清洗不充分，實驗結果將________________。如果步驟④中用硫酸代替鹽酸，實驗結果將________________（均填「偏大」、「偏小」或「無影響」）
（3）步驟④在濾液中滴加鹽酸使溶液呈微酸性的目的是______________________________。
（4）如何用實驗證明步驟⑤中的沉澱已洗凈？_____________________________________
_________________________________________________________________________ 。
（5）用上述實驗數據（包括字母）表示出該煤樣中硫元素質量分數____________ 。
16．（8分）已知A、B、E是常見的非金屬單質，其中A為淡黃色固體，Y是常見的金屬單質，C的相對分子質量比A大32，D、G均是重要的工業產品，Y、F、H、I均含有同種元素。X含有兩種元素，具有搖籃形的分子結構，球棍模型如圖所示。H為紅褐色沉澱。圖中部分反應條件和產物已略去。

試回答下列問題
（1）寫出X的化學式：______________。
（2）寫出G的電子式：_____________。
（3）寫出反應③的化學方程式_______________________________________。
（4）寫出C和I溶液反應生成F的離子方程式_______________________________________。
17．（10分）已探明我國錳礦儲量佔世界第三位，但富礦僅佔6.4%，每年尚需進口大量錳礦石。有人設計了把我國的貧菱錳礦（MnCO3含量較低）轉化為高品位「菱錳礦砂」（MnCO3含量高）的綠色工藝。該工藝流程如下圖所示：

已知焙燒反應①的化學方程式：(NH4)2SO4＋MnCO3══450℃MnSO4＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O。
（1）寫出反應②的離子方程式_______________________________________。
（2）上述工藝流程中，可以循環利用的物質有(NH4)2SO4、____________、__________。從物料平衡角度看，理論上生產過程中_________（填「需要」或者「不需要」）添加(NH4)2SO4。
（3）向物質的量濃度均為0.01mol•L－1的MnSO4和BaCl2混合溶液中，滴加Na2CO3溶液，先沉澱的是___________（填離子符號）；當兩種沉澱共存時，溶液中 ＝__________。
[Ksp(BaCO3)＝8.1×10－9，Ksp(MnCO3)＝1.8×10－11]

18．（10分）甲醛亦稱「蟻醛」。含甲醛37~40%、甲醇8%的水溶液俗稱「福爾馬林」。甲醛是重要的有機合成原料，大量用於生產樹脂、合成纖維、葯物、塗料等。甲醛是世界衛生組織（WHO）確認的致癌物和致畸物質之一。我國規定：室內甲醛含量不得超過0.08mg•m-3。
（1）下列說法或做法不合理的是_______________。（填字母）
a．用甲醛溶液浸泡水產品以長時間保持水產品的「新鮮」
b．剛裝修的新房入住前房間內保持一定溫度並注意通風
c．對人體健康有危害的吊白塊的合成反應NaHSO3＋HCHO→NaO－CH2－SO3H的反應類型是加成反應
d．福爾馬林可用於製作動物標本（或保存屍體）
（2）某研究性學習小組擬用甲醛法測定常見銨態氮肥的含氮量[資料：4NH4+＋6HCHO＝(CH2)6N4H＋＋3H＋＋6H2O，所生成的H＋和(CH2)6N4H＋可用NaOH標准溶液滴定，採用酚酞作指示劑]。用甲醛法測定含氮量，不適合的銨鹽是____________。（填字母）
a．NH4HCO3 b．(NH4)2SO4 c．NH4Cl
（3）甲醇脫氫是制甲醛最簡單的工業方法：
反應I：CH3OH(g)→HCHO(g)＋H2(g)；ΔH1＝92.09kJ•mol-1，其平衡常數K1＝3.92×10-11
甲醇氧化是制甲醛的另一種工業方法，即甲醇蒸氣和一定量的空氣通過Ag催化劑層，甲醇即被氧化得到甲醛：
反應II：CH3OH(g)＋ O2(g)→HCHO(g)＋H2O(g)；ΔH2＝－149.73kJ•mol-1，其平衡常數K2＝4.35×1029
（上述數據均為298.15 K下測定。）
①綠色化學提倡化工生產應提高原子利用率。原子利用率表示目標產物的質量與生成物總質量之比。反應_____（填「I」或「II」）制甲醛原子利用率更高。從反應的焓變和平衡常數K值看，反應_____（填 「I」或「II」）制甲醛更加有利。
②反應Ⅱ自發進行的條件是____________ 。
a．高溫 b．低溫 c．任何條件都自發
③右圖是甲醇制甲醛有關反應的lgK（平衡常數的對數值）隨溫度T的變化。圖中曲線(1)表示的是反應_______（填「I」或「II」）。

19．（12分）苯佐卡因是一種局部麻醉劑，可用於粘膜潰瘍、創面等的鎮痛，一般製成軟膏或栓劑使用，它的工業合成有如下所示的兩種途徑。途徑I已逐漸淘汰，現在使用較多的是途徑II。

已知：①當苯環上連有甲基時，再引入的其他基團主要進入它的鄰位或對位；當苯環上連有羧基時，再引入的其他基團主要進入它的間位。
②苯胺（ ）分子中的氨基易被氧化。
請回答下列問題：
（1）反應①的反應類型為______________，化合物B的結構簡式為______________。
（2）反應⑦的化學方程式為__________________________________________________。
（3）下列關於上述合成路線的說法正確的是__________________。
a．反應①除了主要生成A物質外，還可能生成 、 等
b．途徑II中的步驟①和⑤可以互換
c．反應③的另一產物是H2O
d．與途徑II相比，途經I的缺點是步驟多，產率低
e．途經I中的步驟③的目的是保護氨基不被步驟④中的酸性高錳酸鉀溶液氧化
（4）途經II中的步驟⑤和⑥能否互換，說明理由：_________________________________。
（5）苯佐卡因有多種同分異構體。其中有兩個對位取代基，－NH2直接連在苯環上，分子結構中含有酯基的同分異構體有：

__________________、_____ 。

20．（10分）一化學研究性學習小組對某工廠利用FeCl3溶液與銅反應制印刷電路板所得廢液進行探究。
（1）甲同學取10mL廢液，向其中加入足量的AgNO3溶液，得到的沉澱經過濾、洗滌、乾燥、稱重為8.61g，乙同學另取10mL廢液，加入某試劑，將pH調至4.0，產生沉澱，沉澱經過濾、洗滌、灼燒，冷卻後稱重得0.32g。
已知有關金屬離子從開始沉澱到沉澱完全時溶液的pH為：
Fe3+：2.7～3.7 Cu2+：5.2～6.4 Fe2+：7.6～9.6
試求：
（1）上述廢液中c(Fe3+)、 c(Cu2+)、 c(Fe2+)
（2）兩同學為了從廢液中回收銅，取上述1L廢液加入鐵粉，充分反應。請畫出加入鐵粉的物質的量與廢液中銅離子的物質的量的關系曲線，並利用該曲線計算，當銅離子的物質的量減少一半時，加入鐵粉的質量為多少克？

21．（12分）下列兩題分別對應於「物質結構與性質」和「實驗化學」兩個選修課程模塊的內容，請你選擇其中一題作答，如果兩題全做，則按A題評分。
A．已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數A＜B＜C＜D＜E。B原子的p軌道半充滿，形成的氫化物的沸點是同主族元素的氫化物中最低的。D原子得到一個電子後3p軌道全充滿。A＋比D原子形成的離子少一個電子層。C與A形成A2C型離子化合物。E的原子序數為26，E原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道而能與一些分子或離子形成配合物。請根據以上情況，回答下列問題：（答題時，A、B、C、D、E用所對應的元素符號表示）
（1）A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序為____________________________。
（2）C的氫化物分子是____________（填「極性」或「非極性」）分子。
（3）化合物BD3的分子空間構型是________________。
（4）E元素原子的核外電子排布式是___________________________；E的一種常見配合物E(CO)5常溫下呈液態，熔點為－20.5℃，沸點為103℃，易溶於非極性溶劑。據此可判斷E(CO)5的晶體類型為_____________________；E(CO)5中的配體CO與N2、CN－等互為等電子體，寫出CO分子的結構式________________________。
（5）金屬E單質的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如右圖所示。體心立方晶胞和面心立方晶胞中實際含有的E原子個數之比為________________________。

B．乙醛在催化劑存在的條件下，可以被空氣氧化成乙酸。依據此原理設計實驗製得並在試管C中收集到少量乙酸溶液（如圖所示：試管A中裝有40％的乙醛水溶液、氧化銅粉末；試管C中裝有適量蒸餾水；燒杯B中裝有某液體）。已知在60℃～80℃時用雙連打氣球鼓入空氣即可發生乙醛的氧化反應，連續鼓入十幾次反應基本完全。有關物質的沸點見下表：
物質 乙醛 乙酸 甘油 乙二醇 水
沸點 20.8℃ 117.9℃ 290℃ 197.2℃ 100℃
請回答下列問題：
（1）試管A內在60℃～80℃時發生的主要反應的化學方程式為（註明反應條件）____________________________________；
（2）如圖所示在實驗的不同階段，需要調整溫度計在試管A內的位置。在實驗開始時溫度計水銀球的位置應在_____________，目的是_____________________________；當試管A內的主要反應完成後，應進行蒸餾操作，溫度計水銀球的位置應在___________________。
（3）燒杯B內盛裝的液體可以是____________（寫出一種即可）。
（4）若想檢驗試管C中是否含有產物乙酸，在下列所提供的葯品或用品中，可以使用的是____________。（填字母）
a．pH試紙 b．碳酸氫鈉粉末 c．紅色石蕊試紙 d．銀氨溶液