题目内容

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+H2CH3CH2CH2CHO CH3CH2CH2CH2OH；

CO的制备原理：HCOOHCO↑+H2O，并设计出原料气的制备装置（如图）。

请填写下列空白：

⑴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，写出化学反应方程式：                        ，                      。

⑵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                ，

                         。c和d中盛装的试剂分别是             ，           。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                ；在虚线框内画出收集干燥H2的装置图。

⑶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               （填序号）。

①饱和Na2SO3溶液    ②酸性KMnO4溶液   ③石灰水   ④无水CuSO4  ⑤品红溶液

⑷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                。

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

⑸正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品。为纯化1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R-CHO+NaHSO3（饱和）RCH(OH)SO3Na↓；②沸点：乙醚34℃，1-丁醇 118℃，并设计出如下提纯路线：

粗品 滤液 有机层  1-丁醇、乙醚  纯品

试剂1为          ，操作1为          ，操作2为         ，操作3为            。

⑴Zn+2HClZnCl2+H2↑   CH3CH=CH2↑+H2O

⑵恒压  防倒吸   NaOH溶液   浓H2SO4  分液漏斗、蒸馏烧瓶 

⑶④⑤①②③（或④⑤①③②）  ⑷b  ⑸饱和NaHSO3溶液  过滤  萃取  蒸馏

解析：⑴制备氢气选用锌粒和稀盐酸，反应方程式见答案；制备丙烯选用2-丙醇和浓硫酸，反应方程式见答案。⑵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。⑶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。⑷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，选b。⑸见答案。

练习册系列答案
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某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究．某高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”．查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：
物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔点/℃ 660 2054 1535 1462
沸点/℃ 2467 2980 2750 -
Ⅰ．（1）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金．理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的溶点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金．你认为他的解释是否合理？答
合理
合理
（填“合理”或“不合理”）
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝．该实验所用试剂是
NaOH溶液
NaOH溶液
，反应的离子方程式为
2Al+2OH-+2H2O═2AlO
 
-
2
+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O═2AlO
 
-
2
+3H2↑
．
（3）实验室溶解该熔融物，在下列试剂中最适宜的试剂是
B
B
（填序号）．
A．浓硫酸B．稀硫酸C．稀硝酸D．氢氧化钠溶液
Ⅱ．实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低．某同学取一定量上这的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出．在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol?L-1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如右图所示，试回答下列问题：
（1）图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为
H++OH-═H2O
H++OH-═H2O
．
（2）在DE段，沉淀的物质的最没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为
NH4++OH-═NH3?H2O
NH4++OH-═NH3?H2O
，上述现象说明溶液中的离子结合OH-的能力最强的是
H+
H+
最弱的是
NH4+
NH4+
（填离子符号）
（3）B与A的差值为
0.008
0.008
mol．
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物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔点/℃ 660 2054 1535 1462
沸点/℃ 2467 2980 2750 --
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（填“合理”或“不合理”）
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝．该实验所用试剂是
 
，反应的离子方程式为
 
．
（3）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是
 
（填序号）．
   A．浓硫酸   B．稀硫酸  C．稀硝酸      D．氢氧化钠溶液
Ⅱ．实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低．某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出．在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol?L-1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如图所示．则B点对应的沉淀的物质的量为
 
mol．
某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究．现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”．查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：
物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔点/℃ 660 2054 1535 1462
沸点/℃ 2467 2980 2750 --
Ⅰ．（1）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金．理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金．你认为他的解释是否合理？答：
 

（填“合理”或“不合理”）
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝．该实验所用试剂是
 

反应的离子方程式为
 
．
（3）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是
 
（填序号）．
A．浓硫酸   B．稀硫酸  C．稀硝酸      D．氢氧化钠溶液
Ⅱ．实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低．某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出．在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol?L-1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如图所示．试回答下列问题：
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（1）图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为
 

（2）在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为
 
上述现象说明溶液中
 
结合OH-的能力比
 
强（填离子符号）．
（3）B点对应的沉淀的物质的量为
 
mol，C点对应的氢氧化钠溶液的体积为
 
mL．

（11分）某研究性学习小组为证明2Fe3+ + 2I-  2Fe2++ I2为可逆反应（即反应存在一定的限度），设计如下几种方案。已知FeF63-是一种无色的稳定的络离子。

按要求回答下列问题。

方案甲：

取5mL0.1mol/L KI溶液，滴加2ml 0.1mol/L 的FeCl3溶液，再继续加入2mL CCl4，充分振荡。静置、分层，再取上层清液，滴加KSCN溶液。

（1）甲方案中能证明该反应为可逆反应的现象是                            。

（2）有同学认为该方案设计不够严密，即使该反应为不可逆反应也可能出现上述现象，其原因是                                 。

方案乙：

取5mL0.1mol/L KI溶液，滴加2ml 0.1mol/L 的FeCl3溶液，溶液呈棕黄色，再往溶液中滴加NH4F溶液，若看到                   现象，即可证明该反应为可逆反应，请解释产生该现象的原因                                       。

方案丙：

设计如图原电池装置，接通灵敏电流计，指针向右偏转（注：灵敏电流计指针总是偏向电源正极），随着时间进行电流计读数逐渐变小，最后读数变为零。

当指针读数变零后，在乙烧杯中加入1mol/L FeCl2溶液，若观察到灵敏电流计的指针向     方向偏转（填“左”、“右”或“不移动”），即可判断该反应为可逆反应，此时甲中石墨电极上的电极反应式为                           。

【解析】（1）根据实验数据可知碘化钾是过量的，若反应是可逆反应，则溶液中一定存在铁离子，同时也必须生成单质碘。所以可以通过检验铁离子和单质碘来证明。

（2）因为碘离子和亚铁离子在空气中也可以被氧气氧化生成单质碘和铁离子，所以方案不是很严密。

（3）可以依据外界条件对平衡的影响来验证。因为Fe3+与F-络合生成无色的FeF63-，促使2Fe3+ +2I-  2Fe2+ + I2平衡朝逆反应方向移动，所以溶液颜色会变浅。

（4）在原电池中负极是失去电子的，碘离子失去电子，所以电子是从甲池流向乙池，所以电流计的指针向左偏转。

 

（11分）某研究性学习小组为证明2Fe3+ + 2I-  2Fe2+ + I2为可逆反应（即反应存在一定的限度），设计如下几种方案。已知FeF63-是一种无色的稳定的络离子。

按要求回答下列问题。

方案甲：

取5mL 0.1mol/L KI溶液，滴加2ml 0.1mol/L 的FeCl3溶液，再继续加入2mL CCl4，充分振荡。静置、分层，再取上层清液，滴加KSCN溶液。

（1）甲方案中能证明该反应为可逆反应的现象是                             。

（2）有同学认为该方案设计不够严密，即使该反应为不可逆反应也可能出现上述现象，其原因是                                 。

方案乙：

取5mL 0.1mol/L KI溶液，滴加2ml 0.1mol/L 的FeCl3溶液，溶液呈棕黄色，再往溶液中滴加NH4F溶液，若看到                    现象，即可证明该反应为可逆反应，请解释产生该现象的原因                                        。

方案丙：

设计如图原电池装置，接通灵敏电流计，指针向右偏转（注：灵敏电流计指针总是偏向电源正极），随着时间进行电流计读数逐渐变小，最后读数变为零。

当指针读数变零后，在乙烧杯中加入1mol/L FeCl2溶液，若观察到灵敏电流计的指针向      方向偏转（填“左”、“右”或“不移动”），即可判断该反应为可逆反应，此时甲中石墨电极上的电极反应式为                            。

【解析】（1）根据实验数据可知碘化钾是过量的，若反应是可逆反应，则溶液中一定存在铁离子，同时也必须生成单质碘。所以可以通过检验铁离子和单质碘来证明。

（2）因为碘离子和亚铁离子在空气中也可以被氧气氧化生成单质碘和铁离子，所以方案不是很严密。

（3）可以依据外界条件对平衡的影响来验证。因为Fe3+与F-络合生成无色的FeF63-，促使2Fe3+ + 2I-  2Fe2+ + I2平衡朝逆反应方向移动，所以溶液颜色会变浅。

（4）在原电池中负极是失去电子的，碘离子失去电子，所以电子是从甲池流向乙池，所以电流计的指针向左偏转。

 

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