以笨.硫酸.NaOH.亚硫酸钠为原料,合成苯酚的化学方程式?
磺化碱熔法
苯酚老的工业生产方法是磺化碱熔法,用浓硫酸或三氧化硫作为磺化剂,使苯进行气相磺化而转化为苯磺酸,然后用亚硫酸钠中和,再使苯磺酸钠与熔融状态的烧碱作用生成苯酚钠及溶解于水的Na2SO3,结晶使其分离,经浸渍分离后的苯酚钠溶液用二氧化硫或稀硫酸酸化而制得粗品,经减压蒸馏而得成品。
1苯+硫酸=苯磺酸2苯磺酸+亚硫酸钠=苯磺酸钠+水+二氧化硫3苯磺酸钠+氢氧化钠=苯酚钠+硫酸钠4苯酚钠+二氧化硫或稀硫酸=苯酚+亚硫酸钠或者硫酸钠
主要有磺化碱熔法、异丙苯法、氯苯水解法等。
磺化碱熔法:用浓硫酸或三氧化硫作为磺化剂,将苯进行气相磺化生成苯磺酸。苯磺酸用亚硫酸钠中和得到苯磺酸钠,后者与氢氧化钠共熔得到苯酚钠和亚硫酸钠(亚硫酸钠循环使用)。苯酚钠经酸化得到苯酚。
异丙苯法:丙烯与苯在三氯化铝的催化下,于80-90摄氏度进行烃基化反应,得到异丙苯。异丙苯用空气在100-120摄氏度和300-400kPa压强下氧化生成过氧化氢异丙苯。过氧化氢异丙苯用硫酸在60℃下常压裂解为丙酮和苯酚。
氯苯水解法:氯苯与氢氧化钠水溶液在高温高压下进行催化水解,生成苯酚钠,经酸化得到苯酚。
强酸+弱酸盐→弱酸+强酸盐
中学化学通常以H2CO3、 的酸性作为比较标准,要求掌握常见弱酸酸性强弱顺序:
强酸制弱酸原理的应用主要体现在以下几个方面:
1. 实验室制取某些弱酸
2. 解释现象
漂白粉久置失效的原因:
建筑用的粘合剂水玻璃久置会变质:
3. 产物的判断
①向 溶液中通入少量的二氧化碳
②向 溶液中通入过量的二氧化碳
③向 溶液中通入少量的二氧化碳
④向 溶液中通入过量的二氧化碳
⑤向 溶液中通入二氧化碳
不管CO2是否过量,都生成 。
⑥ 与 溶液混合
4. 酸性强弱的比较
例1. 以苯、硫酸、氢氧化钠、亚硫酸钠为原料,经典的合成苯酚的方法可以简单表示为:
苯 苯磺酸 苯磺酸钠 苯酚钠(及盐和水) 苯粉
(1)写出②、③、④步反应的化学方程式;
(2)根据上述反应判断苯磺酸、苯酚、亚硫酸三种物质的酸性强弱,并说明理由。
分析:(1)
②
③
④
(2)答:根据强酸可从弱酸盐中制取弱酸的原理,由反应②、④可知酸性强弱顺序是:苯磺酸>亚硫酸>苯酚。
5. 化学方程式正误判断
例2. 已知酸性强弱顺序为: 下列化学方程式正确的是()
A.
B.
C.
D.
分析:由题目信息可知,H2A为二元弱酸,它的电离是分步进行的。
H2A
由于酸性: ,所以 与 反应,只能使H2A发生第一步电离,化学方程式为 或 ,正确答案为AC。
6. 除杂问题中试剂的选择
弱酸(或弱酸的酸酐)中含有较强酸(或较强酸的酸酐)杂质,通常选择弱酸所对应的酸式盐,利用强酸制弱酸的原理除去杂质。
物质 杂质 所选试剂 化学方程式
CO2 HCl 饱和NaHCO3溶液 NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
CO2 SO2 饱和NaHCO3溶液 2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2↑
SO2 HCl 饱和NaHSO3溶液 NaHSO3+HCl=NaCl+SO2↑+H2O
H2S HCl 饱和NaHS溶液 NaHS+HCl=NaCl+H2S↑
苯酚是一种具有特殊气味的无色针状晶体,有毒,是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料。也可用于消毒外科器械和排泄物的处理,皮肤杀菌、止痒及中耳炎。熔点43℃,常温下微溶于水,易溶于有机溶剂;当温度高于65℃时,能跟水以任意比例互溶。
1. 苯磺化碱熔化法:
将苯蒸汽通过浓硫酸中,部分磺化为苯磺酸,之后用亚硫酸钠中和生成的苯磺酸生成苯磺酸钠,最后用氢氧化钠与苯磺酸钠熔融,生成苯酚钠。苯酚钠在水溶液中通二氧化硫,生成苯酚。
这是较古老的方法。工序多,原子利用率低,不易连续生产。同时,使用大量酸碱,设备腐蚀严重,维修费大。不过,生产技术较容易掌握。
2. 苯氯化水解法:
苯蒸汽与氯化氢催化反应,生成氯苯,氯苯在高温高压下催化反应生成苯酚和氯化氢。
该方法同样需要消耗大量酸和氢氧化钠,对设备腐蚀严重。苯酚收率不高。
3. 异丙苯氧化法:
用丙烯和苯在催化剂(如无水三氯化铝)作用下烷基化生成异丙苯;异丙苯很容易氧化生成过氧化异丙苯;过氧化异丙苯在硫酸存在下分解生成苯酚和丙酮。
异丙苯法是目前世界上生成苯酚最主要的方法,也最为经济。除了可以得到苯酚,还可以得到丙酮。需要注意的是中间产物过氧化异丙苯是不稳定过氧化物,有分解爆炸风险。
4. 直接氧化法
用分子氧、氮氧化物和过氧化氢作为氧化剂,催化氧化苯生产苯酚。
这类方法原子利用率高,副反应少。目前还在开发中。