题目内容

11．苯甲酸是一种重要的化工产品，某学习小组设计方案制备苯甲酸．反应原理如下：
+2KMnO4$\stackrel{△}{→}$+KOH+2MnO2+H2O
+HCl→+KCl
已知甲苯的熔点为-95℃，沸点为110.6℃，易挥发，密度为0.866g•cm-3；苯甲酸的熔点为122.4℃，在25℃和95℃下溶解度分别为0.3g和6.9g．
【制备产品】
30.0mL甲苯和25.0mL 1mol•L-1高锰酸钾溶液在80℃下反应30min，装置如图所示：
（1）图中支管的作用是平衡压强，使甲苯顺利滴入三颈烧瓶．
（2）在本实验中，三颈烧瓶最合适的容积是B（填字母）
A．50mL B．100mL C．200mL D．250mL
【分离产品】
他们设计如下流程分离粗产品苯甲酸和回收甲苯：
（3）操作Ⅰ的名称是分液；含杂质的产物经操作Ⅱ进一步提纯得无色液体A，则操作Ⅱ的名称是蒸馏．
（4）操作Ⅲ的名称是冷却结晶、过滤．检验B中是否含有Cl-的方法如下：取少量B溶于水，在上层清液中滴加稀硝酸酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则B中含有Cl-．

分析 （1）支管连接了恒压滴液漏斗中的液体上、下方，使恒压滴液漏斗中的液体上、下方的压强相等；
（2）本实验中用到的液体体积约为55mL，据此选择三颈烧瓶的规格；
反应混合物过滤得到滤液通过分液得到有机相和水相，有机相中用无水硫酸钠干燥，蒸馏过滤得到无色液体A，水相加入浓盐酸酸化，蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤得到白色固体B，
（3）依据流程分析混合物分离的实验方法和操作步骤；
（4）结合反应化学方程式中生成的产物和流程中分离步骤分析，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔，推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物，先检验苯甲酸的检验再检验氯化钾的存在，利用硝酸酸化的硝酸银检验氯离子的存在．

解答 解：（1）支管连接了恒压滴液漏斗中的液体上、下方，使恒压滴液漏斗中的液体上、下方的压强相等，便于甲苯顺利滴入三颈烧瓶，
故答案为：平衡压强，便于甲苯顺利滴入三颈烧瓶；
（2）本实验中用到的液体体积约为55mL，所以选择100mL的三颈烧瓶，故选B，
故答案为：B；
（3）一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯；所以操作Ⅰ是分离出有机相甲苯，用分液方法得到；操作Ⅱ是蒸馏的方法控制甲苯沸点得到纯净的甲苯液体，
故答案为：分液；蒸馏；
（4）操作Ⅲ的名称是冷却结晶、过滤得到白色固体B，通过测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔，推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物，氯化钾可以用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子的存在，滴入适量的硝酸酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则B中含有Cl-．
故答案为：冷却结晶、过滤；AgNO3．

点评 本题考查了物质性质的实验原理的分析判断，物质分离条件，试剂选择，操作步骤的理解应用，物质成分的实验设计方案、步骤、试剂，样品纯度的计算，题目难度中等．

练习册系列答案
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3．酯X完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量之比为1：1，X水解可得羧酸B和醇C，C氧化后可得羧酸D，且B和D是同分异构体，则酯X是（　　）
A．CH3CH2COOCH（CH3）2B．CH3CH2COOCH2CH=CH2
C．（CH3）2CHCOOCH2CH（CH3）2D．CH3CH2CH2COOCH2CH（CH3）2
2．用含少量铁的氧化铜为原料制取氯化铜晶体（CuCl2•xH2O）的主要流程如下：

已知有关金属离子的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH数据为：
Fe3+：2.7-3.7；CU2+：5.2-6.4；Fe2+：7.6-9.6
请回答下列问题：
（1）原料经酸溶所得到的pH=2的混合液中含有的金属离子主要有Cu2+、Fe2+．（写离子符号）
（2）使用氧化剂A的目的是将Fe2+氧化为Fe3+．A可选下列物质中的①．（填序号）
①Cl2 ②KMnO4 ③HNO3
（3）试剂B的作用是调节溶液的PH至3.7～5.2，使Fe3+完全沉淀．滤渣的主要成分除可能含有B外，还一定含有的物质是Fe（OH）3．（写化学式）
（4）过滤所得到的滤液必须呈较强的酸性（即含有一定量的盐酸，必要时可以使用盐酸进行酸化），其主要目的是防止Cu2+在蒸发结晶时水解．从滤液中得到氯化铜晶体的实验操作方法依次是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥．
19．一定温度下，向2L的密闭容器中充入2molPCl3（g）和1molCl2（g），发生反应：PCl3（g）+Cl2（g）?PCl5（g），5min达平衡，容器中的压强为开始时的$\frac{13}{15}$，并且放出37.2kJ的热量，请回答下列问题：
（1）前5min内，v（Cl2）=0.04mol•L-1•min，此温度下，平衡常数K=0.83．
（2）下列哪个图象能正确说明上述反应在进行到t1时刻时，达到平衡状态AC．

（3）平衡后，从容器中移走0.4molPCl3，0.2molCl2和0.2molPCl5，则平衡不移动（填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”），c（PCl3）减小（填“增大”“减小”或“不变”）．
（4）相同条件下，若起始时，向2L的密闭容器中充入1molPCl3（g）和1molPCl5（g），反应达平衡后，理论上吸收55.8kJ的热量．
（5）PCl5与足量的水能完全反应生成H3PO4和HCl，将反应后的混合液逐滴加入到过量的Na2CO3溶液中，请写出可能发生反应的离子方程式H++CO32-=HCO3-、H3PO4+2CO32-=HPO42-+2HCO3-．（已知：H3PO4的电离平衡常数：Ka1=7.52×10-3，Ka2=6.23×10-8，Ka3=2.2×10-13；H2CO3的电离平衡常数：Ka1=4.3×10-7，Ka2=5.61×10-11）
6．一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO2（g）+2CO（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2CO2（g）+S（l）
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用超灵敏气体传感器测得不同时间的SO2和CO浓度如表：
时间（s）012345
c（SO2）（mol•L-1）1.000.500.233.00×10-373.00×10-373.00×10-37
c（CO）（mol•L-1）4.003.002.462.002.002.00
请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：
（1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的△H＜0（填写“＞”、“＜”、“=”）．
（2）前2s内的平均反应速率v（CO2）=0.77mol/（L•s）．
（3）在该温度下，反应的平衡常数K=3.33×1036．
（4）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时，下列措施既不会提高成本，又能提高SO2转化率的是BC．
A．选用更有效的催化剂               B．提高n（CO）：n（SO2）投料比
C．降低反应体系的温度               D．缩小容器的体积
（5）为了分别验证不同催化剂、温度、浓度对化学反应速率的影响规律，某同学设计了四组实验使反应速率依次增大，部分实验条件已经填在下面实验设计表中．
实验
编号		T（℃）SO2初始浓度
（mol•L-1）		CO初始浓度
（mol•L-1）		催化剂
Ⅰ2601.003.00Cr2O3
ⅡFe2O3
Ⅲ380
Ⅳ4.00
①请将上述表格中剩余的实验条件数据填入答题卷相应位置．
②研究表明：Fe2O3的催化效果好于Cr2O3．请在答题卷相应位置画出上表中的四个实验条件下混合气体中SO2浓度随时间变化的趋势曲线图，并标明各实验编号．
16．如图是苯和溴的取代反应的实验装置图，其中A为具有支管的试管改制成的反应容器，在其下端开了一个小孔，塞好石棉绒，再加入少量的铁屑粉，填写下列空白：

（1）向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液，几秒钟内就发生反应，写出A中发生反应的化学方程式2Fe+3Br2=2FeBr3；
（2）试管C中苯的作用是除去HBr气体中混有的溴蒸气，反应开始后，观察D和E两试管，看到的现象是D管中石蕊试液慢慢变红，并在导管口有白雾产生，而后E管中出现浅黄色沉淀．
（3）反应2min～3min后，在B中的氢氧化钠溶液里可观察到的现象是溶液中有红褐色的絮状物生成，底部有无色油状物质生成，液面上有白雾
（4）在上述整套装置中，具有防倒吸作用的仪器有DEF（填字母）．
（5）改进后的实验除：①步骤简单，操作方便，成功率高；②各步现象明显；③对产品便于观察这三个优点外，还有一个优点是：充分吸收有毒气体，防止大气污染
（6）将B中的产物进行过滤，将滤液转移到分液漏斗中分液，将下层液体再次水洗分液而后进行干燥，最后得到的液体中主要含有的有机物苯和溴苯．
3．CO、SO2是主要的大气污染气体，利用化学反应原理是治理污染的重要方法．
I、甲醇可以补充和部分替代石油燃料，缓解能源紧张．利用CO可以合成甲醇．
（1）已知：CO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO2（g）△H1=-283.0kJ•mol-1
H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（I）△H2=-285.8kJ•mol-1
CH3OH（g）+$\frac{3}{2}$O2（g）═CO2（g）+2H2O（I）△H3=-764.5kJ•mol-1
则CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H=-90.1kJ•mol-1
（2）一定条件下，在容积为VL的密闭容器中充入α mol　CO与2a mol H2合成甲醇
平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示．

①P1＜ P2（填“＞”、“＜”或“=”），理由是甲醇的合成反应是气体分子数减少的反应，相同温度下，增大压强CO的转化率提高
②该甲醇合成反应在A点的平衡常数K=$\frac{12{V}^{2}}{{a}^{2}}$（用a和V表示）
③该反应达到平衡时，反应物转化率的关系是：CO=H2（填“＞”、“＜”或“=”）
④下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是c．（填写相应字母）
a、使用高效催化剂 b、降低反应温度 　　c、增大体系压强
d、不断将CH30H从反应混合物中分离出来 e、增加等物质的量的CO和H2
Ⅱ、某学习小组以SO2为原料，采用电化学方法制取硫酸．
（3）原电池法：
该小组设计的原电池原理如图2所示，写出该电池负极的电极反应式SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+．
（4）电解法：
该小组用Na2SO3溶液充分吸收S02得到NaHSO3溶液，然后电解该溶液制得了硫酸．原理如图3所示．写出开始电解时阳极的电极反应式HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+．
20．设NA为阿伏加德罗常数的数值．下列说法正确的是（　　）
A．80mL 10mol•L-1 盐酸与足量MnO2加热反应，产生Cl2分子数为0.2NA
B．2 L0.5 mol•L-1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA
C．标况下，11.2 L氯气完全溶于1 L水中，所得溶液中Cl-和ClO-两种粒子数之和为NA
D．标准状况下，11.2LSO3所含的分子数大于0.5NA
1．某探究小组在实验室中用铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、SiO2）冶炼铝．回答下列问题：

（1）在实验中需用1mol•L-1的NaOH溶液480mL，配制该溶液已有下列仪器：托盘天平（砝码）、胶头滴管、药匙、玻璃棒、量筒、烧杯，还缺少的玻璃仪器是500mL容量瓶．
（2）请写出溶解过程中加快溶解速率和提高浸出率的两点措施：适当升温，充分搅拌、延长溶解时间等．
（3）沉淀1的主要成份为：SiO2．
（4）生成沉淀2的离子反应方程式为Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓．
（5）写出NaHCO3的一种用途作发酵粉或制纯碱．
（6）电解Al2O3制备Al的反应方程式为2Al2O3$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O2↑．

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