题目内容

17．苯酚和丙酮都是重要的化工原料，工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下：
①△H=-116kJ•mol-1
②△H=-253k•mol-1
 
相关化合物的物理常数：
物质相对分子质量密度（g/cm-3）沸点/℃
异丙苯1200.8640153
丙酮580.789856.5
苯酚941.0722182
回答下列问题：（1）在反应器A中通入的X是氧气或空气．
（2）反应①和②分别在装置A和C中进行（填装置符号）．
（3）在分解釜C中加入的Y为少量浓硫酸，其作用是催化剂，优点是用量少，缺点是腐蚀设备．
（4）反应②为放热（填“放热”或“吸热”）反应．反应温度控制在50-60℃，温度过高的安全隐患是温度过高会导致爆炸．
（5）中和釜D中加入的Z最适宜的是c（填编号）
a．NaOH         b．CaCO3   c．NaHCO3     d．CaO
（6）蒸馏塔F中的馏出物T和P分别为丙酮和苯酚，判断的依据是丙酮的沸点低于苯酚．
（7）用该方法合成苯酚和丙酮的优点是原子利用率高．

分析 用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，由给予的反应信息，异丙苯与氧气在反应器A中发生氧化反应生成，在蒸发器中分离出，未反应的异丙苯进行循环利用，在分解釜中在浓硫酸作催化剂条件下分解得到、，在中和釜中加入Z，目的是中和硫酸，且不能与苯酚反应，可以是碳酸氢钠，然后用水洗涤，再经过蒸馏，由于丙酮的沸点低于苯酚，则T为丙酮、P为苯酚．
（1）在反应器A发生信息中的反应①，应通入氧气或空气；
（2）由上述分析可知，反应①在A中发生，反应②在C中发生；
（3）浓硫酸起催化剂作用，浓硫酸腐蚀性强，会腐蚀设备，
（4）反应②的△H＜0，为放热反应，含有过氧化物，温度过高，容易发生爆炸；
（5）加入的Z中和硫酸，且不能与苯酚反应；
（6）沸点越低越先蒸出，处于蒸馏塔的上部；
（7）由异丙苯最终得到苯酚和丙酮，原子利用率高．

解答 解：用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，由给予的反应信息，异丙苯与氧气在反应器A中发生氧化反应生成，在蒸发器中分离出，未反应的异丙苯进行循环利用，在分解釜中在浓硫酸作催化剂条件下分解得到、，在中和釜中加入Z，目的是中和硫酸，且不能与苯酚反应，可以是碳酸氢钠，然后用水洗涤，再经过蒸馏，由于丙酮的沸点低于苯酚，则T为丙酮、P为苯酚．
（1）在反应器A发生信息中的反应①，故需要氧气或空气，
故答案为：氧气或空气；
（2）由上述分析可知，反应①在反应器中发生，即A装置，反应②在分解釜中进行，即C装置，
故答案为：A；C；
（3）在浓硫酸作条件下分解得到、，浓硫酸作作催化剂，浓硫酸腐蚀性强，容易腐蚀设备，
故答案为：催化剂；腐蚀设备；
（4）反应②的△H＜0，为放热反应，有过氧化物存在，温度过高会导致爆炸，反应温度控制在50-60℃，
故答案为：放热；温度过高会导致爆炸；
（5）加入Z的目的是中和硫酸，且不能与苯酚反应，
a．NaOH能与硫酸、苯酚反应，故不选；
b．CaCO3为固体，且与硫酸反应生成的硫酸钙微溶，会阻止碳酸钙与硫酸的反应，故b不选；
c．NaHCO3能与硫酸反应，不与苯酚反应，故c选；
d．CaO能与苯酚反应，且与硫酸反应生成的硫酸钙微溶，会阻止碳酸钙与硫酸的反应，故d不选；
故选：c；
（6）由于丙酮的沸点低于苯酚，沸点越低越先蒸出，处于蒸馏塔的上部，则T为丙酮、P为苯酚，
故答案为：丙酮；苯酚；丙酮的沸点低于苯酚；
（7）由异丙苯最终得到苯酚和丙酮，整个过程原子利用率高，
故答案为：原子利用率高．

点评 本题考查有机物的制备实验方案，涉及对化学工艺流程、装置及试剂的分析评价等，关键是根据实验目的与给予的反应信息理解工艺流程原理，是对学生综合能力的考查，难度中等．

练习册系列答案
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20．氮元素、氧元素是空气组成的主要元素，可以形成多种化合物．回答以下问题：
（1）基态氮原子的价电子排布式是2s22p3，氧元素基态原子核外未成对电子数为2个．
（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是N＞O＞C．
（3）肼（N2H4）分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物．NH3分子的空间构型是三角锥形；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是sp3；肼能与硫酸反应生成N2H6SO4．N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内不存在d（填标号）
a．离子键     b．共价键     c．配位键    d．范德华力
（4）H2O分子内的O-H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为O-H键、氢键、范德华力．
（5）H+可与H2O形成H3O+，H3O+中O原子采用sp3杂化．H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大，原因为H2O中O原子有2对孤对电子，H3O+只有1对孤对电子，排斥力较小．
（6）CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为ag/cm3．NA表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为$\frac{224}{{a{N_A}}}$cm3．
8．短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．Y的单质的熔点比Z的低
B．Y的最高正化合价为+5
C．Z的氢化物的稳定性比Y的强
D．X、Y、Z三种元素中，单质在常温下均为气态
5．正常人血液中的钙含量约为10mg%（mg%为毫克百分浓度，即每100mL溶液中，所含溶质的毫克数）．
取某病人血液10.00mL，测其钙含量，稀释后加入足量（NH4）2C2O4溶液，使血液中钙生成CaC2O4沉淀，过滤，将该沉淀溶解于H2SO4中，然后用0.1000mol/L KMnO4溶液氧化，用去KMnO4溶液5.00mL．
请配平方程式并计算：
（1）5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4→1K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
（2）计算正常人血液中钙的物质的量浓度0.125mol/L；
（3）计算此病人血液中钙的毫克百分浓度500mg%．
12．下列有关高分子化合物性质的描述不正确的是（　　）
A．一般具有良好的绝缘性
B．一般比同质量金属强度大
C．均不溶于水，易溶于有机溶剂
D．有的高分子材料具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等特点
2．电子工业常用氯化铁浓溶液蚀刻铜质线路板，回收铜并再生刻蚀液．刻蚀后的残液含有Fe2+、Cu2+、Fe3+等．其流程如图所示．

（1）加入铁粉后发生反应的离子方程式为：2Fe3++Fe=3Fe2+；Cu2++Fe=Fe2++Cu．
（2）最初所用FeCl3刻蚀液浓度为 3mol/L，使用1L这样的刻蚀液腐蚀掉32g铜后，刻蚀后残液c（Fe3+）为2mol/L；经过再生后，新的刻蚀液浓度为4.5 mol/L（反应过程中溶液体积变化忽略不计）．
9．以下关于晶体的说法中正确的是（　　）
A．晶体根据结构和性质只可分为分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体四大类
B．任何晶体中都含有化学键，如离子键、共价键、金属键、氢键等
C．含有阳离子的晶体一定是离子晶体
D．干冰和冰都属于分子晶体
6．根据已学知识，请你回答下列问题：
（1）最外层电子排布为4s24p1的原子的核电荷数为31．某元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”，其原子的外围电子排布是4s24p4，该元素的名称是硒．
（2）根据VSEPR模型，PO43-的分子立体结构为：正四面体；乙醇易溶于水的原因是乙醇和水分子之间形成氢键；HClO4的酸性强于HClO的原因是HClO4分子中非羟基氧多；
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（4）某元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的$\frac{1}{6}$，写出该元素原子的电子排布式是[Ne]3s2或1s22s22p63s2．写出铬元素在周期表中的位置第4周期VIB族，它位于d区．
（5）如图是氯化铯晶体的晶胞示意图（晶体中最小的重复结构单元），已知晶体中2个最近的Cs+核间距为a pm，氯化铯（CsCl）的相对分子质量M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度为$\frac{M}{（a×1{0}^{-10}）^{3}{N}_{A}}$g/cm3．
7．海洋约占地球表面积的71%，海水资源的利用具有非常广阔的前景，从海水中可提取多种化工原料．按下图所示工艺流程可利用海水获得Br2：

（1）请列举海水淡化的两种方法：蒸馏法、离子交换法
（2）下列不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是B．
A．氯、溴、碘      B．食盐、淡水     C．烧碱、氢气      D．钠、镁、铝
（3）步骤 ①中已获得Br2，步骤②中又将Br2还原为Br-，其目的为富集溴元素．
（4）步骤②用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是强酸对设备的严重腐蚀．
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