题目内容

12．塑化剂DBP（邻苯二甲酸二丁酯）主要应用于PVC等合成材料中作软化剂．反应原理为：
+2CH3CH2CH2CH2OH→+H2O
实验步骤如下：
步骤1：在三颈瓶中放入14.8g邻苯二甲酸酐、25mL正丁醇、4滴浓硫酸，开动搅拌器b（反应装置如图）．
步骤2：缓缓加热至邻苯二甲酸酐固体消失，升温至沸腾．
步骤3：等酯化到一定程度时，升温至150℃
步骤4：冷却，将三颈瓶中的液体倒入分漏斗中，用饱和食盐水和5%碳酸钠洗涤．
步骤5：减压蒸馏，收集200～210℃2666Pa馏分，即得DBP产品
（1）浓硫酸的作用催化剂、脱水剂，搅拌器的作用使反应物充分混合．
（2）反应过程中正丁醇过量的目的是增大正丁醇的含量，可促使反应正向移动，增大邻苯二甲酸酐的转化率．
（3）图中仪器a的名称是分水器，试分析它的作用：及时分离出酯化反应生成的水，促使反应正向移动．步骤3中确定有大量酯生成的依据分水其中有大量水生成．
（4）碳酸钠溶液洗涤的目的是用碳酸钠除去酯中的醇和酸．用减压蒸馏的目的是可以防止有机物脱水碳化，提高产物的纯度．
（5）写出正丁醇在135℃生成醚的反应方程式2CH3CH2CH2CH2OH$→_{135℃}^{浓硫酸}$CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O．写出DBP在氢氧化钠溶液中水解的方程式+2NaOH$\stackrel{△}{→}$+2CH3CH2CH2CH2OH．

分析 （1）塑化剂DBP（邻苯二甲酸二丁酯），为邻苯二甲酸酐与CH3CH2CH2CH2OH发生酯化反应生成，浓硫酸在该反应中起催化剂、脱水剂，搅拌器的作用为使反应物充分混合；（2）生成邻苯二甲酸二丁酯为可逆反应，增加反应物正丁醇的量可促使反应正向移动，提高另一反应物的转化率；
（3）分水器分离出生成的水，有利于平衡向生成邻苯二甲酸二丁酯的方向移动，同时可通过大量水判断有大量酯生成；
（4）饱和Na2CO3溶液可溶解正丁醇，中和酸，从而除去产品中的杂质；减压蒸馏可降低有机物的沸点，用减压蒸馏可以防止有机物脱水碳化，提高产物的纯度；
（5）正丁醇在135℃发生分子间脱水生成醚，DBP在氢氧化钠溶液中水解生成邻苯二甲酸钠和正丁醇．

解答 解：（1）塑化剂DBP（邻苯二甲酸二丁酯），为CH3CH2CH2CH2OH与邻苯二甲酸酐发生的酯化反应，酯化反应的本质为酸脱羟基、醇脱氢，所以浓硫酸在该反应中作催化剂、脱水剂，为使反应物充分混合而反应，应用搅拌器搅拌，
故答案为：催化剂、脱水剂；使反应物充分混合；
（2）邻苯二甲酸酐、25mL正丁醇、4滴浓硫酸，发生酯化反应生成邻苯二甲酸二丁酯，该反应为可逆反应，增加反应物正丁醇的量可促使反应正向移动，提高另一反应物邻苯二甲酸酐的转化率，
故答案为：增大正丁醇的含量，可促使反应正向移动，增大邻苯二甲酸酐的转化率；
（3）在生成邻苯二甲酸二丁酯的同时生成水，属于可逆反应，a为分水器，可起到冷凝的作用，及时分离出酯化反应生成的水，促使反应正向移动，提高反应产率，确定有大量酯生成的依据是分水其中有大量的水生成，
故答案为：及时分离出酯化反应生成的水，促使反应正向移动；分水其中有大量水生成；
（4）得到酯中含有挥发出的邻苯二甲酸、正丁醇，饱和Na2CO3溶液可溶解正丁醇，中和酸，从而除去产品中的杂质，减压蒸馏可降低有机物的沸点，可以防止有机物脱水碳化，提高产物的纯度，
故答案为：用碳酸钠除去酯中的醇和酸；可以防止有机物脱水碳化，提高产物的纯度；
（5）正丁醇在135℃发生分子间脱水，两分子生成一分子醚，反应为：2CH3CH2CH2CH2OH$→_{135℃}^{浓硫酸}$CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O，DBP在氢氧化钠溶液中水解生成邻苯二甲酸钠和正丁醇，反应为：+2NaOH$\stackrel{△}{→}$+2CH3CH2CH2CH2OH，
故答案为：2CH3CH2CH2CH2OH$→_{135℃}^{浓硫酸}$CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O；+2NaOH$\stackrel{△}{→}$+2CH3CH2CH2CH2OH．

点评 本题考查的是塑化剂的应用和有机反应的相关知识，侧重于学生制备实验能力的考查，题目难度大，利用好题中的信息是解题的关键．

练习册系列答案
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已知：下列物质的溶解度（25℃）：
碳酸钡：1.409×10-3g；硫酸钡：2.448×10-4g
请回答下列问题：
（1）框图中“操作①”中“加热”的目的是使碳酸氢钠分解转化为碳酸钠，完成该操作所需要的主要硅酸盐实验仪器除酒精灯、玻璃棒外，还有坩埚．
（2）写出操作②中出现沉淀的离子方程式：Ba2++CO32-=BaCO3↓、Ba2++SO42-=BaSO4↓．
加入过量的BaCl2后，溶液中离子的浓度大小关系为SO42-＜CO32-（选填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）进行操作②后，如何判断SO42-已经除尽？用洁净的试管取少量上层清液，向试管中滴加酸化的氯化钡溶液，若无沉淀产生，则说明硫酸根离子已经除尽．
（4）“目标物质”应该是纯净的NaCl溶液，但根据上述方法制备的“目标物质”中含有杂质碳酸钠，应该如何改进上述制备工艺：在操作④之后加入适量的盐酸并测定pH值，除去溶液中碳酸根离子．
20．利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2（SO4）3、TiOSO4]生产铁红和补血剂乳酸亚铁．其生产步骤如下：

已知：TiOSO4可溶于水，在水中可以电离出TiO2+和SO42-．
请回答下列问题：
（1）步骤①中分离硫酸亚铁溶液和滤渣的操作是过滤．
（2）滤渣的主要成分为TiO2•xH2O，写出TiOSO4水解生成TiO2•xH2O的化学方程式：TiOSO4+（x+1）H2O═TiO2•xH2O↓+H2SO4．
（3）硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫的化学方程式为4FeSO4+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4SO3．
（4）步骤④的离子方程式是Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+H2O+CO2↑．
（5）步骤⑥必须控制一定的真空度，原因是有利于蒸发水以及防止Fe2+被氧化．
（6）为了测定步骤②所得晶体中FeSO4•7H2O的质量分数，取晶体样品a g，溶于稀硫酸配成100.00mL溶液，取出20.00mL溶液，用KMnO4溶液滴定（假设杂质与KMnO4不反应）．若消耗0.1000mol•L-1的KMnO4溶液20.00mL，则所得晶体中FeSO4•7H2O的质量分数为$\frac{13.9}{a}$（用含a的代数式表示）．
7．硫酸亚铁（FeSO4•7H2O）是一种重要的食品和饲料添加剂．实验室通过如下实验由废铁屑制备FeSO4•7H2O晶体：①将5% Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水洗涤2～3遍；
②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50～80℃之间至铁屑耗尽；
③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；
④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次，再用滤纸将晶体吸干；
⑤将制得的FeSO4•7H2O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存．请回答下列问题：
（1）写出Fe2+的核外电子排布式[Ar]3d6
（2）用轨道表示式表示Fe3+的3d电子的排布情况
（3）Fe（OH）3在碱性介质中与NaClO反应生成Na2FeO4和NaCl，ClO-的电子式是，Fe（OH）3与NaClO反应的化学方程式是2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O．
（4）硫酸亚铁制备中实验步骤①的目的是除去铁屑上的油污．
（5）实验步骤②明显不合理，理由是铁耗尽会使亚铁离子被氧化Fe3+．
（6）实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是洗涤晶体中混有的稀硫酸，减少洗涤过程中晶体的损耗．．
17．工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH （g）
（1）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号，下同）CD．
A．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的相对平均分子质量不变
D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
（2）下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）．
温度250℃300℃350℃
K2.0410.2700.012
①由表中数据判断该反应的△H＜0（填“＞”、“=”或“＜”）；
②某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c （CO）=0.2mol•L-1，则H2的转化率为53.3%，此时的温度为250℃，若在此温度下测得某时刻体系内各物质的浓度如下：c （CO）=0.5mol•L-1，c （H2）=0.2mol•L-1，c （CH3OH）=0.1mol•L-1，则此时该反应向逆方向进行（填“向正方向进行”、“向逆方向进行”或“处于平衡状态”）．
（3）要提高CO的转化率，可以采取的措施是DF．
A．升温         B．加入催化剂    C．增加CO的浓度
D．加入H2       E．加入惰性气体   F．分离出甲醇．
4．一定条件下，在一密闭容器中通人一定量SO2和O2的混合气，发生如下反应：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）（正反应为放热反应）．反应达平衡后SO2、O2和SO3的物质的量之比为3：4：6，若保持其他条件不变，降低温度后达到新的平衡时，O2和SO3的物质的量分别为1.1mol和2.0mol，则此时容器内SO2的物质的量应是（　　）
A．0.7 molB．0.9 molC．1.1 molD．1.3 mol
1．铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[Fe2（OH）n（SO4）${\;}_{\frac{3-n}{2}}$]m是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾K2FeO4是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，某化学探究小组设计如下方案制备上述两种产品，请回答下列问题：

（1）若A物质为水，一定条件下可得铁的固体氧化物Fe3O4，检验Fe3O4中铁的化合价，应使用的试剂是ACD（填标号）．
A．稀硫酸     B．稀硝酸    C．KSCN溶液    D．酸性高锰酸钾溶液
（2）在溶液Ⅰ中加入NaClO3，写出其氧化Fe2+的离子方程式6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O．
（3）Fe2O3与KNO3和KOH的混合物加热共融可制得K2FeO4．完成并配平下列化学方程式：
□Fe2O3+□KNO3+□KOH-□K2FeO4+□KNO2+□H2O
该反应中的氧化剂是KNO3，每生成1mol K2FeO4转移3mol电子．
（4）为测定溶液I中铁元素的总含量，实验操作：准确量取20.00mL溶液I于带塞锥形瓶中，加入足量H2O2，调节pH＜3，加热除去过量H2O2；加入过量KI充分反应后，再用 0.1000mol•L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL．
已知：2Fe3++2I-=2Fe2++I2              I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
①写出滴定选用的指示剂淀粉，滴定终点观察到的现象溶液由蓝色变无色且半分钟不变色．
②溶液I中铁元素的总含量为5.6g•L-1．若滴定前溶液中H2O2没有除尽，所测定的铁元素的含量将会偏高（填“偏高”、“偏低”、“不变”）．
2．在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气充分反应，所得产物中物质的量最多的是（　　）
A．CH3ClB．CH2Cl2C．CHCl3D．HCl

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