题目内容

2．某研究性学习小组为合成1-丁醇，查阅资料得知一条合成路线：
CH3CH=CH2+CO+H2$\stackrel{一定条件}{→}$CH3CH2CH2CHO$→_{Ni，△}^{H_{2}}$CH3CH2CH2CH2OH
CO的制备原理：HCOOH$→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H2O，并设计出原料气的制备装置（如图）
请填写下列空白：
（1）实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯．写出化学方程式：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑，（CH3）2CHOH$→_{△}^{催化剂}$CH2=CHCH3↑+H2O．
（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是恒压，防倒吸；
C和d中承装的试剂分别是NaOH溶液，浓H2SO4．若用以上装置制备H2，气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是分液漏斗、蒸馏烧瓶；在虚线框内画出收集干燥H2的装置图．
（3）制丙烯时，还产生少量SO2、CO2及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是④⑤①②③（或④⑤①③②）（填序号）
①饱和Na2SO3溶液②酸性KMnO4溶液③石灰水④无水CuSO4⑤品红溶液
（4）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是b．
a．低温、高压、催化剂               b．适当的温度、高压、催化剂
c．常温、常压、催化剂               d．适当的温度、常压、催化剂．

分析 （1）制备氢气选用锌粒和稀盐酸；制备丙烯选用2-丙醇和浓硫酸；
（2）在题给装置中，a的作用保持分液漏斗和烧瓶内的气压相等，以保证分液漏斗内的液体能顺利加入烧瓶中；b主要是起安全瓶的作用，以防止倒吸；c为除去CO中的酸性气体，选用NaOH溶液，d为除去CO中的H2O，试剂选用浓硫酸；若用题给装置制备H2，则不需要酒精灯；
（3）检验丙烯和少量SO2、CO2及水蒸气组成的混合气体各成分时，应首先选④无水CuSO4检验水蒸气，然后用⑤品红溶液检验SO2，并用①饱和Na2SO3溶液除去SO2；然后用③石灰水检验CO2，用②酸性KMnO4溶液检验丙烯；
（4）题给合成正丁醛的反应为气体体积减小的放热反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率．

解答 解：（1）氢气可用活泼金属锌与非氧化性酸盐酸通过置换反应制备，氧化性酸如硝酸和浓硫酸与锌反应不能产生氢气，方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；2-丙醇通过消去反应即到达丙烯，方程式为 （CH3）2CHOH$→_{△}^{催化剂}$CH2=CHCH3↑+H2O，
故答案为：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑； （CH3）2CHOH$→_{△}^{催化剂}$CH2=CHCH3↑+H2O；
 （2）甲酸在浓硫酸的作用下通过加热脱水即生成CO，由于甲酸易挥发，产生的CO中必然会混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸．又因为甲酸易溶于水，所以必需防止液体倒流，即b的作用是防止倒吸，最后通过浓硫酸干燥CO．为了使产生的气体能顺利的从发生装置中排出，就必需保持压强一致，因此a的作用是保持恒压；若用以上装置制备氢气，就不再需要加热，所以此时发生装置中的玻璃仪器名称是分液漏斗和蒸馏烧瓶；氢气密度小于空气的，因此要收集干燥的氢气，就只能用向下排空气法，而不能用排水法收集；
故答案为：恒压，防倒吸； NaOH溶液，浓H2SO4；分液漏斗、蒸馏烧瓶；；
（3）检验丙烯可以用酸性KMnO4溶液，检验SO2可以用酸性KMnO4溶液褪色、品红溶液或石灰水，检验CO2可以石灰水，检验水蒸气可以无水CuSO4，所以在检验这四种气体必需考虑试剂的选择和顺序．只要通过溶液，就会产生水蒸气，因此先检验水蒸气；然后检验SO2并在检验之后除去SO2，除SO2可以用饱和Na2SO3溶液，最后检验CO2和丙烯，因此顺序为④⑤①②③（或④⑤①③②），
故答案为：④⑤①②③（或④⑤①③②）；
（4）由于反应是一个体积减小的可逆反应，所以采用高压，有利于增大反应速率和提高原料气的转化率；正向反应是放热反应，虽然低温有利于提高原料气的转化率，但不利于增大反应速率，因此要采用适当的温度；催化剂不能提高原料气的转化率，但有利于增大反应速率，缩短到达平衡所需要的时间，故正确所选项是b；
故答案为：b．

点评 本题考查有机物合成方案的设计，题目难度较大，综合性较强，答题时注意把握物质的分离、提纯方法，把握物质的性质的异同是解答该题的关键．

练习册系列答案
相关题目
5．在①苯 ②苯酚 ③甲苯 ④氯乙烷 ⑤乙烯 ⑥乙醇中，（填编号）
（1）能和金属钠反应放出H2的有②⑥ （2）能与NaOH溶液反应的有②④
（3）常温下能与溴水反应的有②⑤ （4）用于制取TNT的是③
（5）可少量掺在药皂中的是②（6）能使酸性KMnO4溶液褪色的烃有③⑤．
13．下列各组物质中不互为同分异构体的是（　　）
A．葡萄糖和果糖B．乙醇和乙醚C．蔗糖和麦芽糖D．乙酸和甲酸甲酯
10．溴乙烷是一种重要的有机化工原料，其沸点为38.4℃．制备溴乙烷的一种方法是乙醇与氢溴酸反应，实际通常是用溴化钠与一定浓度的硫酸和乙醇反应．某课外小组欲在实验室制备溴乙烷的装置如图，实验操作步骤如下：
①检查装置的气密性；②在圆底烧瓶中加入95%乙醇、80%硫酸，然后加入研细的溴化钠粉末和几粒碎瓷片；③小心加热，使其充分反应．请回答下列问题．
（1）装置A的作用是冷凝回流．
（2）反应时若温度过高，则有SO2生成，同时观察到还有一种红棕色气体产生，该气体的分子式是Br2．
（3）反应结束后，得到的粗产品呈棕黄色．为了除去粗产品中的杂质，可选择下列试剂中的a （填写上正确选项的字母）．a．亚硫酸钠溶液    b．乙醇    c．四氯化碳
该实验操作中所需的主要玻璃仪器是分液漏斗．（填仪器名称）．
（4）要进一步制得纯净的溴乙烷，可继续用蒸馏水洗涤，分液后，再加入无水CaCl2，然后进行的实验操作是．b（填写正确选项的字母）．a．分液    b．蒸馏    c．萃取
（5）为了检验溴乙烷中含有溴元素，不能直接向溴乙烷中滴加硝酸银溶液来检验，其原因是溴乙烷不能与硝酸银溶液反应生成沉淀．通常采用的方法是取少量溴乙烷，然后④①③②（按实验的操作顺序选填下列序号）．
①加热    ②加入AgNO3溶液   ③加入稀HNO3酸化   ④加入NaOH溶液．
17．已知相同浓度的NH4Cl和FeCl3溶液pH是前者小于后者，在复盐NH4Fe（SO4）2溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液，可能发生的反应的离子方程式是（　　）
A．Fe2++SO42-+Ba2++2OH-═BaSO4↓+Fe（OH）2↓
B．NH4++Fe3++2SO42-+2Ba2++4OH-═2BaSO4↓+Fe（OH）3↓+NH3•H2O
C．2Fe3++3SO42-+3Ba2++6OH-═3BaSO4↓+2Fe（OH）3↓
D．3NH4++Fe3++3SO42-+3Ba2++6OH-═3BaSO4↓+Fe（OH）3↓+3NH3•H2O
7．某研究小组模拟工业上以黄铁矿为原料制备硫酸的第一步反应：4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2，进行图1实验，并测定该样品中FeS2样品的纯度（假设其它杂质不参与反应）．

实验步骤：称取研细的样品4.000g放入图1b装置中，然后在空气中进行煅烧．为测定未反应高锰酸钾的量（假设其溶液体积保持不变），实验完成后取出d中溶液10mL置于锥形瓶里，用0.1000mol/L草酸（H2C2O4）标准溶液进行滴定．（已知：5SO2+2KMnO4+2H2O═K2SO4+2MnSO4+2H2SO4）
请回答下列问题：
（1）称量样品质量能否用托盘天平不能（填“能”或“不能”）；
（2）装置a的作用是干燥空气，观察气体流速；
（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是促进装置中的二氧化硫气体全部吸收；
（4）滴定时，发生反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，已知滴定管初读数为0.10mL，末读数如图2所示，消耗草酸溶液的体积为15.00mL；
（5）该样品中FeS2的纯度为90%；
（6）若用图3装置替代图1实验装置d，同样可以达到实验目的是②．（填编号）
14．在足量的稀氯化亚铁溶液中加入1～2滴液溴，振荡后溶液变为黄色．为了探究溶液变为黄色的原因，甲、乙两位同学提出了不同的观点：
（1）甲同学认为是：Br2溶于水变成黄色溶液；乙认为是：Fe2+被氧化成Fe3+使溶液变成黄色．
（2）现提供试剂：酸性高锰酸钾溶液、氢氧化钠溶液、四氯化碳、硫氰化钾溶液
并用两种方法加以验证，写出选用的试剂编号及实验中观察到的现象：
选用试剂实验现象
第一种方法四氯化碳
第二种方法硫氰化钾溶液
（3）若选用淀粉碘化钾溶液判断哪位同学的推断正确，是否可行？（填“可行”或不可行）不可行；，理由是因为Br2和Fe3+都能把I-氧化成I2
（4）向稀溴化亚铁溶液中通入过量氯气的离子反应方程式：2Fe2++4Br-+3Cl2═2Fe3++2Br2+6Cl-．
11．实验室常利用甲醛法测定（NH4）2SO4样品中氮的质量分数，其反应原理为：4NH4++6HCHO═3H++6H2O+（CH2）6N4H+[滴定时，1mol（CH2）6N4H+与1mol H+相当]，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸．某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验：
步骤Ⅰ：称取样品1.500g．
步骤Ⅱ：将样品溶解后，完全转移到250mL容量瓶中，定容，充分摇匀．
步骤Ⅲ：移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中，加入10mL 20%的中性甲醛溶液，摇匀、静置5min后，加入1～2滴酚酞试液，用NaOH标准溶液滴定至终点．按上述操作方法再重复2次．
（1）根据步骤Ⅲ填空：
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接加入NaOH标准溶液进行滴定，则测得样品中氮的质量分数偏高（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后，水未倒尽，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积无影响（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
③滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察B．
A．滴定管内液面的变化
B．锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时的现象：最后一滴NaOH溶液滴下，溶液由无色到粉红（或浅红），且半分钟内不变色．
（2）滴定结果如下表所示：
滴定
次数		待测溶液的体积/mL标准溶液的体积
滴定前刻度/mL滴定后刻度/mL
125.001.0221.03
225.002.0021.99
325.000.2020.20
若NaOH标准溶液的浓度为0.101 0mol/L，则该样品中氮的质量分数为_18.85%．
12．元素周期表是学习化学的重要工具．下表为8种元素在周期表中的位置．

（1）如图所示的模型表示的分子中，可由A、D形成的是acd．

写出c分子的空间构型为正四面体，d分子的结构简式．
（2）关于a（乙烯）分子有下列问题：
①如果a分子中的一个氢原子被甲基取代后得到的物质中在同一平面的原子最多有7个．
②a能使溴的水溶液褪色，该反应的生成物的名称是1，2-二溴乙烷（命名）．
③a与氢气发生加成反应后生成分子e，e在分子组成和结构上相似的有机物有一大类（又称“同系物”），它们均符合通式CnH2n+2，当n=4_时，这类有机物开始出现同分异构体，写出该烷烃可能有的同分异构体结构简式CH3CH2CH2CH3、（CH3）2CHCH3．
（3）Na在R的单质气体中燃烧产物的电子式为，Na在F单质中燃烧的产物是Na2O2．
（4）上述元素的最高价氧化物的水化物中，碱性最强的是KOH，其与Q的单质反应的离子方程式是2Al+2OH-+2H2O=2AlO-2+3H2↑．

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