题目内容

19．某学习小组利用图1装置制取乙酸乙酯．
 相对分子质量沸点（℃）
乙醇4678.5
乙酸60117.9
乙酸乙酯8877.1
请回答下列问题：
（1）在图1制取装置中要加入碎瓷片，如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是C（填正确选项字母）．
A．重新配料  B．立即加补  C．冷却后加补  D．不需加补
（2）M溶液为Na2CO3（填化学式）溶液．装置中通蒸气的导管要插在饱和M溶液的液面上，不能插入溶液中，目的是防止M溶液倒吸，造成倒吸的原因是乙酸和乙醇都易溶于Na2CO3溶液．
（3）有同学认为改进图1的制取装置能提高乙酸乙酯产率．写出一条改进建议：加装水冷凝管，提高冷却效果；用圆底烧瓶（或三颈瓶）并加装温度计控制反应温度．
（4）图1装置制取的乙酸乙酯中混有少许乙醇和乙酸．通过下列实验可分析乙酸乙酯的含量，操作步骤如下：
①准确称量20.0g乙酸乙酯粗产品于锥形瓶中，用0.50mol•L-1NaOH滴定（酚酞做指示剂），终点时消耗NaOH溶液的体积为40.0mL
②另取20.0g乙酸乙酯粗产品于250mL锥形瓶中，加入100mL2.1mol•L-1NaOH溶液混合均匀后，装上冷凝管，在水浴上加热回流约1小时（装置如图2所示）．待冷却后，用0.50mol•L-1HCl滴定过量的NaOH，终点时消耗盐酸的体积为20.0mL．实验②中冷水从冷凝管的b（选填a或b）管口通入．利用实验①、②测量的数据计算粗产品中乙酸乙酯的质量分数为79.2%．

分析 （1）碎瓷片的存在可以防止在加热过程中产生暴沸现象，补加碎瓷片时需要待已加热的试液冷却后再加入；
（2）试管中M溶液用于吸收乙酸乙酯，通常使用碳酸钠溶液；由于乙醇和乙酸易溶于碳酸钠溶液，所以导管插入溶液中易发生倒吸现象；
（3）将试管改成圆底烧瓶，然后加装温度计控制温度，提高乙酸乙酯的产率；
（4）根据冷凝器采用逆向通水效果好完成；根据利用实验①、②测量的数据及反应原理计算出粗产物中乙酸乙酯的质量分数．

解答 解：（1）缺少碎瓷片会发生暴沸现象，如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该待溶液冷却后再加入，所以C正确，
故答案为：C；
（2）乙酸乙酯在碳酸钠溶液中的溶解度较小，且碳酸钠溶液能够吸收乙酸、溶解乙醇，所以M为Na2CO3；由于乙酸和乙醇都易溶于Na2CO3溶液，则试管中容易发生倒吸现象，
故答案为：Na2CO3；乙酸和乙醇都易溶于Na2CO3溶液；
（3）在乙酸乙酯的制取过程中，乙醇和乙酸能够挥发出来，影响了乙酸乙酯的产率，可以加装水冷凝管，提高冷却效果，也可以用圆底烧瓶替代试管并加装温度计控制反应温度的方法，通过乙酸乙酯的产率，
故答案为：加装水冷凝管，提高冷却效果；用圆底烧瓶（或三颈瓶）并加装温度计控制反应温度（其它合理答案也给分）．
（4）冷凝器采用逆向通水，使水与冷凝的气体充分接触，冷凝效果好，故从b通水，
由①可知，与氢氧化钠反应的是乙酸乙酯中的杂质乙酸，所以20g乙酸乙酯粗品中含有乙酸的物质的量为：0.50mol•L-1×0.04L=0.02mol，
根据②可知，乙酸乙酯水解生成的乙酸和杂质乙酸消耗的氢氧化钠的物质的量为：2.1mol•L-1×0.1L-0.50mol•L-1×0.02L=0.20mol，
乙酸乙酯水解生成的乙酸的物质的量为：0.20mol-0.02mol=0.18mol，
乙酸乙酯的物质的量等于乙酸的物质的量，所以20g乙酸乙酯粗品中含有乙酸乙酯的质量为：88g/mol×0.18g=15.84g，
乙酸乙酯的质量分数为：$\frac{15.84g}{20g}$×100%=79.2%，
故答案为：b；79.2%．

点评 本题考查了乙酸乙酯的制取，题目难度中等，注意掌握乙酸乙酯的反应原理及装置选择，试题在注重对学生基础知识训练和检验的同时，侧重对学生实验答题能力的培养和方法与技巧的指导和训练，有利于提高学生的实验设计能力和应试能力，提升学生的学科素养．

练习册系列答案
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9．下列各反应原理及其应用不正确的一项是（　　）
A．SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；用氢氟酸蚀刻玻璃
B．4Na+TiCl4 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4NaCl+Ti；用金属钠与熔融TiCl4反应制取金属Ti
C．CO32-+H2O?H2CO3+OH-；用热的纯碱溶液清洗餐具油污
D．MgCl2$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Mg+Cl2↑；工业上用电解熔融氯化镁制取金属镁
10．用NA表示阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是（　　）
A．84 g NaHCO3晶体中含有NA个CO32-
B．室温下，14.0 g乙烯和丁烯的混合气体中含有C-H键数目为2.0NA
C．电解精炼铜时，若阳极质量减少6.4 g，则电路中转移电子数为0.2NA
D．78 g Na2O2与足量的CO2反应，电子转移个数为2NA
7．磷和氮都是生物体不可缺少的元素，但磷在自然界总是以磷酸盐的形式出现，如磷酸钙矿Ca3（PO4）2、磷灰石Ca5F（PO4）3等．
（1）磷共有23种同位素，其中质子数与中子数相等的同位素是人类获得的第一种人工放射性同位素，该核素可表示为3015P．
（2）单质磷有多种同素异形体，如白磷、红磷、黄磷等．
①磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1400-1500℃生成白磷，反应式：
2Ca3（PO4）2+6SiO2=6CaSiO3+P4O10；10C+P4O10=P4↑+10CO↑
上述反应的各种物质中，属于酸酐的是SiO2、P4O10（填化学式）．若体系一起处于还原性的气氛中，那么每生成1mol P4时有20mol电子发生转移．
②黄磷（P4）有毒，它能将金、银、铜从其冷的盐溶液中还原出来．写出黄磷与冷硫酸铜溶液反应的化学方程式P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4．
（3）比较N、P气态氢化物的稳定性：PH3＜NH3（填“＜”或“＞”或“=”），请用原子结构的观点解释其原因NP同主族最外层电子数相同，P的电子层数比N多，原子核对电子的吸引力弱，故磷化氢的稳定性较差．
（4）磷酸盐在水溶液中既有电离又有水解
①磷酸钠的水溶液显碱性，用离子方程式解释原因PO43-+H2O?HPO42-+OH-（若有多个反应，则写出主要反应即可）．
②磷酸是三元酸，在298K时，K1=7.5×10-3，K2=6.2×10-8，K3=2.2×10-13，则NaH2PO4溶液显酸性（填“酸”或“碱”），通过简单计算说明你的理由Kh（H2PO4-）=$\frac{Kw}{{K}_{1}}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{7.5×1{0}^{-3}}$=1.33×10-10＜K2，H2PO4-的电离强于水解，溶液中c（H+）＞c（OH-）．
14．碳及其化合物的开发利用已成为科学家研究的重要课题，在工农业生产和科学研究中有十分重要的地位．
Ⅰ：草酸钙晶体（CaC2O4•H2O）可用作分离稀有金属的载体．
（1）在一定温度下向1L的密闭容器放入足量草酸钙（固体所占体积忽略不计）发生反应：CaC2O4（s）?CaO（s）+CO（g）+CO2（g），若前5min内生成CaO的质量为11.2g，则该段时间内v（CO）=0.04mol•L-1•min-1；当反应达到平衡后，将容器体积压缩为0.5L，一段时间后反应再次达到平衡，则下列说法正确的是CD（填答案选项编号）．
A．压缩容器体积，CaC2O4的分解率增大
B．平衡移动后，该反应的化学平衡常数减小
C．平衡移动后，CO和CO2的浓度都没有改变
D．平衡移动后，CaO的质量减少
（2）某温度下数据：Kφ（CaC2O4）=5.0×10-9；Kφ（CaCO3）=2.5×10-9
向0.6mol/L的Na2CO3溶液中加入足量CaC2O4粉末后（忽略溶液体积变化），充分搅拌，发生反应：
CO32-（aq）+CaC2O4（s）?CaCO3（s）+C2O42-（aq）．静置后沉淀转化达到平衡．求此时溶液中的c（C2O42-）=0.4mol•L-1．
Ⅱ．甲烷水蒸气重整制合成气是利用甲烷资源的途径之一，该过程的主要反应是CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H＞0其他条件相同时，在相同时间内，反应分别在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）或不同温度下反应，测得CH4的转化率变化如图所示．

（1）在相同条件下，三种催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的顺序是Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ．
（2）a点v正（CH4）大于v逆（CO）（填写“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）c点CH4的转化率高于b点，原因是b和c都没平衡，c点温度高，反应速率快，相同时间内转化率高．
Ⅲ．工业上用焦炭与水蒸气在高温下制取水煤气，在化工生产中有重要用途．一定条件下，将C（s）和H2O（g）分别加入甲、乙两个密闭容器中，发生反应：
C（s）+2H2O（g）?CO2（g）+2H2（g）．其相关数据如表所示：
容积容积/L温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
 C（s） H2O H2
甲2T1 2 4 3.2 8
乙1 T2 1 2 1.2 3
（1）温度T2＞T1的理由是甲乙两容器中反应物浓度相同，乙达到平衡所有时间短，说明T2温度高．
（2）该反应达到平衡后，升高温度，H2O（g）的转化率变小（填写“变大”、“变小”）．
4．化学实验装置的科学设计是实验是否取得预期效果的关键．
某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况．甲同学设计了图1装置，认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应．

（1）碳与浓硝酸反应的方程式C+4HNO3 （浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO2↑+CO2↑+2H2O，甲同学的实验应该在通风橱中进行，才符合化学实验安全性的要求．
（2）乙同学认为红棕色气体不一定是碳与浓硝酸发生反应而得，所以他认为甲同学观点是错误的，他的理由是4HNO3（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO2↑+O2↑+2H2O（用化学方程式表示），所以他认为应该检验CO2（填化学式）的产生来证明碳与浓硝酸反应．为此乙同学查阅相关资料得知“0℃时四氧化二氮为液体”，从而改进了实验装置如图2所示．
（3）请用平衡移动原理解释B装置的作用常温下存在平衡体系：2NO2?N2O4，降低温度N2O4液化，平衡右移，除去混合气体中的NO2（结合方程式与文字表述）．
（4）C装置中出现的现象是C中溶液变浑浊（或产生白色沉淀），经检测C的溶液中还含有少量氮元素，只以NO3-形式存在，写出生成该离子的离子方程式4NO2+O2+4OH-=4NO3-+2H2O．
11．下列反应属于氧化还原反应的是（　　）
A．H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2OB．CuO+H2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Cu+H2O
C．NH3+HCl═NH4ClD．2NaHCO3 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na2CO3+H2O+CO2↑
8．根据右表提供的数据可知，在溶液中能大量共存的微粒组是（　　）
 化学式 电离常数
 CH3COOH K=1.7×10-5
 HCN K=4.9×10-10
 H2CO3 K1=4.3×10-7，K2=5.6×10-11
A．H2CO3、HCO3-、CH3COO-、CN-B．HCO3-、CH3COOH、CN-、CO32-
C．HCN、HCO3-、CN-、CO32-D．HCN、HCO3-、CH3COO-、CN-
9．常温下，向l L pH=l0的NaOH溶液中持续通入CO2．通入CO2的体积（y）与溶液中水电离出的c（OH-）的关系如图所示．下列叙述错误的是（　　）
A．a点溶液中：水电离出的c（H+）=1×10-10mol•L-1
B．b点溶液中：c（H+）=1×10-7mol•L-1
C．c点溶液中：c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）
D．d点溶液中：c（Na+）=2c（CO32-）+c（HCO3-）

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