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题型:解答题-实验探究题 难度:0.65 引用次数:328 题号:7904140
(一) 现代铝的精炼研究方向是减低能耗。如图 :室温下通过电解在阴极沉积纯铝,A1Br3在苯(简写 ArH)中可以生成[A12Br5ArH]+和 Br-

(1)阳极的材料________
(2)写出阴极沉积铝的电极方程式__________________________________________
(二)邻硝基苯甲酸是重要的医院中间体,最新合成方法是邻硝基甲苯和高锰酸钾在相转移催化剂季铵盐(Q+X-)氧化、酸化合成,其原理如下:

相转移催化原理如下:

有关物质的物理性质如下表:
物质邻硝基苯甲酸高锰酸钾苄基三乙基氯化铵(C6H5-CH2CH2)N(C2H5)3Cl聚乙二醇四丁基溴化铵(C4H9)4NBrNH4Cl
难溶易溶可溶任意比互溶溶可溶易溶
有机物易溶难溶易溶易溶易溶难溶
下列说法不合理的是________
A.相转移催化剂作用主要决定于 Q+的物理化学性质
B.反应中为了防止温度剧烈升高,投料应该分批加入
C.Q+X-是通过增大反应接触面积提高反应速率
D.增大压强可以提高邻硝基甲苯氧化的反应限度
E.工业使用季铵盐(Q+X-)可以提高邻硝基苯甲酸产率
(2)四丁基溴化铵(C4H9)4NBr 萃取水中的高锰酸钾的方程式为:KMnO4(aq) +Q+X-(aq) →Q+ MnO4-(aq) +KX(aq),写出平衡常数 k 的表达式________________;设n(Q+X-):n(邻硝基甲苯)=x,理论证明当 x=5%邻硝基甲酸产率 y 得到最大值,请画出 yx 变化的示意图________________   
(3)实验表明,当温度 100℃、反应时间 2.5h,n(KMnO4): n(邻硝基甲苯)=3:1,催化剂用量相同,Q+X-反应的催化效果如下:
相转移催化剂苄基三乙基氯化铵
(C6H5-CH2CH2)
N(C2H5)3Cl
聚乙二醇四丁基溴化铵
(C4H9)4NBr
产率%46.720.053.1
苄基三乙基氯化铵比四丁基溴化铵催化效果差的原因_____________________________;工业生产不用聚乙二醇做催化剂的主要原因____________________________________
(4)(C4H9)4NBr 为催化剂,邻硝基甲苯和高锰酸钾反应,测得溶液酸碱性对产率、反应时间影响如图 ,下列推测合理的是________

A.溶液碱性强产率降低是因为季铵盐发生水解反应
B.pH=2 高锰酸钾一定发生副反应
C.选择 pH=7、适当升温可以提高产率
D.工业可以选择浓硝酸替代高锰酸钾做氧化剂,减缓对设备的腐蚀

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