题目内容

5．利用废铝箔（主要成分为Al、少量的Fe、Si等）既可制取有机合成催化剂AlBr3又可制取净水剂硫酸铝晶体．
I．实验室制取无色的无水AlBr3（熔点：97.5℃，沸点：263.3～265℃）可用如图1所示装置，主要实验步骤如下：
步骤l．将铝箔剪碎，用CCl4浸泡片刻，干燥，然后投入到烧瓶6中．
步骤2．从导管口7导入氮气，同时打开导管口l和4放空，一段时间后关闭导管口7和1；导管口4接装有五氧化二磷的干燥管．
步骤3．从滴液漏斗滴入一定量的液溴于烧瓶6中，并保证烧瓶6中铝过剩．
步骤4．加热烧瓶6，回流一定时间．
步骤5．将氮气的流动方向改为从导管口4到导管口l．将装有五氧化二磷的干燥管与导管口1连接，将烧瓶6加热至270℃左右，使溴化铝蒸馏进入收集器2．
步骤6．蒸馏完毕时，在继续通入氮气的情况下，将收集器2从3处拆下，并立即封闭3处．
（1）步骤l中，铝箔用CCl4浸泡的目的是除去铝箔表面的油脂等有机物．
（2）步骤2操作中，通氮气的目的是排出装置中含有水蒸气的空气．
（3）步骤3中，该实验要保证烧瓶中铝箔过剩，其目的是保证溴完全反应，防止溴过量混入溴化铝中．
（4）铝与液溴反应的化学方程式为2Al+3Br2=2AlBr3．
（5）步骤4依据何种现象判断可以停止回流操作当5的管中回流液呈无色或烧瓶6中物质呈无色．
（6）步骤5需打开导管口l和4，并从4通入N2的目的是将溴化铝蒸汽导入装置2中并冷凝得到溴化铝．
Ⅱ．某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体，已知铝的物种类别与溶液pH关系如图2所示，实验中可选用的试剂：处理过的铝箔；2.0mol•L-1NaOH溶液：2.0mol•L-1硫酸
（7）由铝箔制备硫酸铝晶体的实验步骤依次为：
①称取一定质量的铝箔于烧杯中，分次加入2.0mol•L-1NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止．
②过滤    
③滤液用2.0mol/L硫酸在不断搅拌下调到pH4-10左右；
④过滤、洗涤  
⑤沉淀中不断加入2.0mol/L硫酸至恰好溶解；
⑥蒸发浓缩；
⑦冷却结晶； 
⑧过滤、洗涤、干燥．

分析 I．（1）根据相似相溶原理知，有机溶质易溶于有机溶剂；
（2）溴化铝易水解生成氢氧化铝和HBr；
（3）如果溴过量，溴易混入溴化铝中；
（4）铝和溴反应生成溴化铝，根据反应物、生成物书写方程式；
（5）当5的管中回流液呈无色或烧瓶6中物质呈无色，说明可以停止回流；
（6）将溴化铝蒸汽导入装置2中并冷凝得到溴化铝；
II．（7）③根据图片知，pH在4-10时生成氢氧化铝沉淀；
⑤向沉淀中加入稀硫酸，至恰好溶解；
⑦从溶液中获得晶体采用加热浓缩、冷却结晶的方法．

解答 解：I．（1）铝箔表面易沾有油脂，根据相似相溶原理知，有机溶质易溶于有机溶剂，所以用四氯化碳除去铝箔表面的油脂，故答案为：除去铝箔表面的油脂等有机物；
（2）溴化铝易水解生成氢氧化铝和HBr，为防止溴化物在空气中的水蒸气中水解，用氮气将水蒸气排出，故答案为：排出装置中含有水蒸气的空气；
（3）如果溴过量，溴易混入溴化铝中，所以为保证液溴完全反应，该实验要保证烧瓶中铝箔过剩，
故答案为：保证溴完全反应，防止溴过量混入溴化铝中；
（4）铝和溴反应生成溴化铝，根据反应物、生成物书写方程式为2Al+3Br2=2AlBr3，故答案为：2Al+3Br2=2AlBr3；
（5）当5的管中回流液呈无色或烧瓶6中物质呈无色，说明溴恰好完全反应，则可以停止回流，
故答案为：当5的管中回流液呈无色或烧瓶6中物质呈无色；
（6）步骤5需打开导管口l和4，利用压强差将溴化铝蒸汽导入装置2并冷凝得到溴化铝，故答案为：将溴化铝蒸汽导入装置2中并冷凝得到溴化铝；
II．（7）③根据图片知，pH在4-10时生成氢氧化铝沉淀，所以该步骤是向溶液中滴加稀硫酸并调节溶液pH为4-10，从而得到氢氧化铝沉淀，
故答案为：滤液用2.0mol/L硫酸在不断搅拌下调到pH4-10左右；
⑤该实验目的是制取硫酸铝晶体，所以用得到的氢氧化铝沉淀制取硫酸铝溶液，其操作方法是：沉淀中不断加入2.0mol/L硫酸至恰好溶解，故答案为：沉淀中不断加入2.0mol/L硫酸至恰好溶解；
⑦从溶液中获得晶体采用加热浓缩、冷却结晶的方法，所以该操作为蒸发浓缩，
故答案为：蒸发浓缩．

点评 本题考查制备实验方案设计，侧重考查学生制备、操作等基本能力，明确实验原理是解本题关键，知道每个仪器的作用，很多学生对于物质制备较陌生，为学习难点．

练习册系列答案
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2．下列说法中错误的是：（　　）
①化学性质相似的有机物是同系物     
②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物是同系物   
③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物     
④互为同分异构体的两种有机物的物理性质有差别，但化学性质必定相似．
A．只有②③B．只有③④C．①②③④D．只有①③④
16．丁酸异戊酯又称香蕉油，多用于食品和化妆品的香精，实验室用正丁酸与异戊醇反应制备丁酸异戊酯，有关数据和装置示意图如下：
CH3CH2CH2COOH+$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$+H20
  相对分子质量 密度（g/cm3） 沸点（℃） 水中溶解性
 正丁酸 88 0.9587 163.5 溶
 异戊醇 88 0.8123 131 微溶
 丁酸异戊酯 158 0.886 179 不溶

实验步骤：
①如图1连接好装置，在三颈烧瓶中加入0.2mol异戊醇和0.1mol正丁酸、数滴浓硫酸、5mL苯和2～3片碎瓷片，充分摇匀，分水器内加入异戊醇直至与支管相平；
②在122～132℃下回流反应1.5h即可得粗产品；
③冷却后用10%的NaOH溶液中和，用水洗至中性，加入无水硫酸镁后蒸馏得较纯净的丁酸异戊酯11g．
回答下列问题：
（1）图1中A仪器的名称是球形冷凝管或冷凝管，冷却水应从a（选择a或b）口进．
（2）在该实验中，三颈烧瓶的容积最适合的是B（填入正确选项前的字母）．
A、50mL   B、100mL   C、200mL
（3）加入碎瓷片的作用是防止暴沸；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A（填入正确选项前的字母）．
A、冷却后补加  B、立即补加  C、不需补加  D、重新配料
（4）加入过量异戊醇的目的是提高正丁酸的转化率，分离提纯过程中加入无水硫酸镁的目的是干燥．
（5）如图2，在蒸馏得较纯净的丁酸异戊酯操作中，仪器选择及安装都正确的是c（填标号）．
（6）本实验的产率是69.6%．（保留三位有效数字）
13．以下是合成芳香族有机高聚物PC的合成路线．

已知：ROH+R’OH$→_{△}^{浓硫酸}$ ROR’+H2O
完成下列填空：
（1）F中官能团的名称羧基、氯原子；写出反应①的反应条件光照；
（2）写出反应⑤的化学方程式HOOCCCl（CH3）CH2COOH+3NaOH$→_{△}^{乙醇}$+NaCl+3H2O．
（3）写出高聚物P的结构简式．
（4）E有多种同分异构体，写出一种符合下列条件的同分异构体的结构简式．
①分子中只有苯环一个环状结构，且苯环上有两个取代基；
②1mol该有机物与溴水反应时消耗4molBr2
（5）写出以分子式为C5H8的烃为主要原料，制备F的合成路线流程图（无机试剂任选）．合成路线流程图示例如下：CH3CHO$→_{催化剂}^{O_{2}}$ CH3COOH$→_{浓H_{2}SO_{4}}^{CH_{3}CH_{2}OH}$ CH3COOCH2CH3．
20．某校化学兴趣小组为探究FeSO4和NaHCO3的反应，按右图所示操作将NaHCO3溶液滴加到FeS04溶液中（FeS04和NaHCO3溶液均用经煮沸后冷却的蒸馏水配制，并在FeSO4溶液中加入少量铁粉）．观察到试管中立即出现白色沉淀，同时有大量无色气体生成．
（1）产生的气体是CO2（填分子式）．

【查阅资料】：FeCO3为白色固体，不溶于水，在干燥空气中稳定，潮湿环境中需较长时间才能被氧化为Fe（OH）3．
（2）关于白色沉淀的成分，小组同学提出如下假设，请补充完成假设3：
假设l：白色沉淀是Fe（OH）2；
假设2：白色沉淀是FeCO3；
假设3：白色沉淀是Fe（OH）2和FeCO3；
（3）若假设1成立，写出生成Fe（OH）2的化学方程式：FeSO4+2NaHCO3=Fe（OH）2↓+Na2SO4+2CO2↑，
经煮沸后冷却的蒸馏水配制FeSO4和NaHCO3溶液的目的是除去水中溶解的氧气，防止生成的氢氧化亚铁被迅速氧化．某同学认为白色沉淀不可能为Fe（OH）2，你是否同意其观点？不同意（填“同意”或“不同意”），理由是反应体系进行了无氧处理并且碳酸氢钠水解提供了碱性环境
（4）请设计一个实验方案验证假设2，写出实验步骤、预期现象和结论，实验所需仪器和药品自选．
10．CO的应用和治理是当今社会的热点问题．
（1）CO能导致镍系催化剂中毒，工业上常用SO2除去原料气中少量CO，生成物为固体S和CO2．写出该反应的化学方程式为2CO+SO2=2CO2+S．
（2）上述反应中，每减少2.24L气体（标准状况下），转移电子数为0.4NA．
CO工业上可用于高炉炼铁，发生如下反应：$\frac{1}{3}$Fe2O3（s）+CO（g）?$\frac{2}{3}$Fe（s）+CO2（g），
已知该反应在不同温度下的平衡常数如表：
温度/℃100011501300
平衡常数4.03.73.5
（3）下列说法不正确的是cd（选填序号）
a．该反应是一个放热反应
b．该反应的平衡常数表达式是K=$\frac{c（C{O}_{2}）}{c（CO）}$
c．其他条件不变，向平衡体系充入CO2气体，K值减小
d．当K值等于1时，反应达到平衡
（4）欲提高CO的平衡转化率，促进Fe2O3的转化，可采取的措施是a（选填序号）
a．及时吸收或移出CO2        
b．增大反应体系的压强
c．用更高效的催化剂  
d．粉碎矿石，增大接触面积
高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收，使其在一定条件下和H2反应制备甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）+Q
（5）从上图可以看出，反应开始到平衡，反应速率v（H2）=0.15mol/（L•min）．
（6）甲醇氧化可生成甲酸，能使0.1mol/L的甲酸溶液的电离度与pH值都增大的是ad（选填序号）
a．加水稀释    b．加入少量甲酸钠固体   c．通氯化氢    d．加入少量苛性钠固体．
17．把生铁冶炼成钢，目的是（　　）
A．改善性能，增大用途
B．除去硫、磷和过多的碳，调整合金元素的含量
C．副产磷肥、水泥等
D．用红棕色炉气制取水煤气
14．下列各项中的两个分子核外电子总数不同的是（　　）
A．H2O2和CH3OHB．HNO2和HClOC．H2O和CH4D．HCl和F2
15．元素Y的原子获得3个电子或元素X的原子失去2个电子后，它们的电子层结构与氖原子的电子层结构相同，X、Y两种元素的单质在高温下得到的化合物的正确化学式是（　　）
A．X2Y3B．X3Y2C．Y2X3D．Y3X2

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