题目内容

2．无水氯化铝是一种重要的化工原料，利用明矾石[K2SO4•Al2（SO4）3•2Al2O3•6H2O]制备无水氯化铝的流程如图1：

（1）验证焙烧炉产生的气体含有SO2的方法是将气体通入品红中，品红褪色，加热后又恢复红色，证明有SO2．
（2）吸收焙烧炉中产生的SO2，下图中装置合理的是ad（填代号）．

（3）氯化炉中发生反应的化学方程式为3C+Al2O3+3Cl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO+2AlCl3．
（4））经焙烧炉生成的孰料加入NaOH溶解，再经一系列变化也能得到AlCl3，则孰料溶解时反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O．
（5）某学习小组设计用如图2装置验证二氧化硫的某些化学性质．
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为b中出现淡黄色沉淀．
②写出a瓶中发生反应的离子方程式2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+．
③充分反应后，取a瓶中的溶液分成三份，分别进行如下实验．
实验I：向第一份溶液中加入足量的NaOH溶液，生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
实验II：向第二份溶液中加入少量KMnO4溶液，紫色褪去
实验III：向第三份溶液中加入BaC12溶液，生成白色沉淀
上述实验中能证明二氧化硫具有还原性的是Ⅰ和Ⅱ（填实验代号）．

分析 本题是探究利用明矾石[K2SO4•Al2（SO4）3•2Al2O3•6H2O]制备无水氯化铝的实验操作题，涉及利用SO2能使品红褪色来检验SO2、因SO2易溶解于因此吸收SO2时要设计防倒吸装置、利用氯化炉发生的氧化还原反应制备氯化铝，另外还设计实验探究了SO2的氧化性和还原性，据此分析解答，
（1）用品红溶液检验二氧化硫；
（2）根据装置能否防止溶液倒吸分析解答；
（3）由流程图可知，氯化炉中氧化铝、碳、氯气反应生成氯化铝、CO，结合质量守恒定律写出此反应的化学方程式；
（4）经焙烧炉生成的孰料中含有氧化铝，是两性氧化物，能被NaOH溶液溶解生成可溶性的偏铝酸钠；
（5）①b中硫化钠溶液里S2-具有还原性，遇SO2会有淡黄色的硫析出；
②二氧化硫能被硫酸铁溶液氧化，生成硫酸根离子和亚铁离子；
③实验Ⅰ中有氢氧化亚铁沉淀生成，实验Ⅱ中有亚铁离子生成，都说明二氧化硫将铁离子还成亚铁离子，说明二氧化硫具有还原性．

解答 解：（1）用品红溶液检验二氧化硫，具有二氧化硫的方法为：将气体通入品红中，品红褪色，加热后又恢复红色，证明有SO2，
故答案为：将气体通入品红中，品红褪色，加热后又恢复红色，证明有SO2；
（2）a．干燥管球形处容积较大，溶液倒吸后会于烧杯内的液体分离，由重力作用又回到烧杯内，可以防止倒吸，故a正确；
b．广口瓶中进气管长，出气管短，不能防止倒吸，应进气管短，故b错误；
c．导管直接伸入液面内，会发生倒吸危险，故c错误；
d．二氧化硫经过四氯化碳后，被氢氧化钠溶液吸收，可以防止倒吸，故d正确，
故选：ad；
（3）由流程图可知，氯化炉中氧化铝、碳、氯气反应生成氯化铝、CO，反应方程式为：3C+Al2O3+3Cl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO+2AlCl3，故答案为：3C+Al2O3+3Cl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO+2AlCl3；
（4）氢氧化钠溶解氧化铝的化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，则离子反应式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，故答案为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；
（5）①硫化钠溶液里通SO2发生反应的离子方程式为SO2+2S2-+2H2O=3S↓+4OH-，此反应体现了SO2的氧化性，看到的现象是b中出现淡黄色沉淀，故答案为：b中出现淡黄色沉淀；
②二氧化硫能被硫酸铁溶液氧化，生成硫酸根离子和亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+，
故答案为：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+；
③实验Ⅰ中有氢氧化亚铁沉淀生成，实验Ⅱ中有亚铁离子生成，都说明二氧化硫将铁离子还成亚铁离子，说明二氧化硫具有还原性，所以实验Ⅰ和Ⅱ都说明二氧化硫具有还原性，故答案为：Ⅰ和Ⅱ．

点评 本题考查化学与技术、实验制备方案设计等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，题目难度中等．

练习册系列答案
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一种高效低毒的农药“杀灭菊酯”的合成路线如下：

合成1：

合成2：

合成3：

（1）中的官能团有 (填名称)

（2）C的结构简式为 ；合成3中的有机反应类型为 。

（3）在合成2中，第一步和第二步的顺序不能颠倒，理由是 。

（4）写出满足下列条件的D的同分异构体的结构简式 。

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有机物E()是合成一种抗早产药物的重要中间体。根据已有知识并结合相关信息，写出以CH3Br和为有机原料(无机试剂和反应条件任选)合成E的路线流程图。合成路线流程图示例如下:
13．苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料，某化学小组采用如图装置，以苯甲酸、甲醇为原料制取苯甲酸甲酯，有关物质的物理性质见表：
  苯甲酸 甲醇苯甲酸甲酯 
 熔点/℃ 122.4-97-12.3
 沸点/℃ 249 64.3 199.6
 浓度/g•cm3 1.2659 0.792 1.0888
 水溶性 微溶互溶  不溶
Ⅰ．合成苯甲酸甲酯粗产品：在圆底烧瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol甲醇，再小心加入3mL浓硫酸，混匀后，投入几粒沸石，小心加热使反应完全，得苯甲酸甲酯粗产品．
（1）甲装置的作用是：冷凝回流；冷却水从b（填“a”或“b”）口进入．
Ⅱ．粗产品的精制
苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等，现拟用下列流程进行精制．

（2）试剂1可以是B（填编号），作用是洗去苯甲酸甲酯中过量的酸．
A．稀硫酸               B．饱和碳酸钠溶液             C．乙醇
（3）本实验制得的苯甲酸甲酯的产量低于理论产量，可能的原因是C
A、蒸馏时从100℃开始收集产品            
B、甲醇用量多了
C、制备粗品时苯甲酸被蒸出．
（4）实验制得的苯甲酸甲酯精品质量为10g，则苯甲酸的转化率为73.5%．（结果保留三位有效数字）
10．肉桂酸是香料、化妆品、医药、塑料和感光树脂等的重要原料．实验室用图1反应制取肉桂酸．
药品物理常数如表：
苯甲醛乙酸酐肉桂酸乙酸
溶解度（25℃，g/100g水）0.3遇热水水解0.04互溶
沸点（℃）179.6138.6300118
相对分子质量10610214860
填空：
Ⅰ．合成：反应装置如图2所示．向三颈烧瓶中先后加入研细的无水醋酸钠、4.8g苯甲醛和5.6g乙酸酐，振荡使之混合均匀．  在150～170℃加热1小时，保持微沸状态．
（1）空气冷凝管的作用是使反应物冷凝回流．
（2）该装置的加热方法是空气浴（或油浴）．加热回流要控制反应呈微沸状态，如果剧烈沸腾，会导致肉桂酸产率降低，可能的原因是乙酸酐蒸出，反应物减少，平衡左移．
（3）不能用醋酸钠晶体（CH3COONa•3H2O）的原因是乙酸酐遇热水水解．
Ⅱ．粗品精制：将上述反应后得到的混合物趁热倒入圆底烧瓶中，进行如图3操作：
（4）加饱和Na2CO3溶液除了转化醋酸，主要目的是将肉桂酸转化为肉桂酸钠，溶解于水．
（5）操作I是蒸发浓缩、冷却结晶；
（6）设计实验方案检验产品中是否含有苯甲醛取样，加入银氨溶液共热，若有银镜出现，说明含有苯甲醛，或加入用新制氢氧化铜悬浊液，若出现砖红色沉淀，说明含有苯甲醛．
（7）若最后得到纯净的肉桂酸5.0g，则该反应中的产率是75%（保留两位有效数字）．
17．实验室可用氯气和金属铁反应制备无水三氯化铁，该化合物呈红棕色、易与水发生较剧烈的化学反应，100度左右时易升华．如图是两个学生设计的实验装置，左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如1、2所示．

（1）写出B中制取Cl2的反应化学方程式MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
（2）当D中有充满黄绿色气体现象时再点燃D处酒精灯的比较合适．
（3）装置1 和装置2的都有缺点，如果选用2装置完成实验，则必须采取的改进措施是在E、F之间加入一个装有浓硫酸的洗气瓶．
7．苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料--纳米氧化铜的重要前驱体之一．下面是它的一种实验室合成路线：
+H2O+H2SO4$\stackrel{100-130℃}{→}$+NH4HSO4
+Cu（OH）2→+H2O
制备苯乙酸的装置示意图如图（加热和夹持装置等略），已知：苯乙酸的熔点为76.5℃，微溶于冷水，溶于乙醇．回答下列问题：
（1）在250mL三口瓶a中加入70mL70%硫酸．配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是先加水、再加入浓硫酸．
（2）将a中的溶液加热至100℃，缓缓滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温至130℃继续反应．在装置中，仪器b的作用是滴加苯乙腈；仪器c的名称是球形冷凝管，其作用是回流（或使气化的物质冷凝）．反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品．加人冷水的目的是便于苯乙酸析出．下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是BCE（填标号）
A．分液漏斗  B．漏斗  C．烧杯   D．直形冷凝管E．玻璃棒
（3）提纯粗苯乙酸的方法是重结晶，最终得到44g纯品，则苯乙酸的产率是95%．
（4）用CuCl2•2H2O和NaOH溶液制备适量Cu（OH）2沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是取最后一次少量洗涤液，加入稀硝酸，再加入AgNO3溶液，无白色浑浊出现．
（5）将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu（OH）2搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作是增大苯乙酸溶解度，便于充分反应．
14．草酸是一种重要的化工原料，常用于有机合成，它属于二元弱酸，易溶于乙醇、水、微溶于乙醚．以甘蔗碎渣（主要成分为纤维素）为原料制取草酸的工艺流程如下：
已知：NO2+NO+2NaOH═2NaNO2+2H2O，2NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O．
回答下列问题：
（1）步骤①水解液中所含主要有机物为CH2OH（CHOH）4CHO（写结构简式），浸取时要想提高水解速率除可减小甘蔗碎渣粒度外，还可采取的措施是适当升高温度；浸取时硫酸浓度不宜过高，其原因是甘蔗碎渣会被炭化．
（2）步骤②会生成草酸，硝酸的还原产物为NO2和NO且n（NO2）：n（NO）=3：1，则反应的离子方程式为C6H12O6+12H++12NO3-$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$3H2C2O4+9H2O+3NO↑+9NO2↑，生成的NO2及NO若被NaOH溶液完全吸收，则产物中的两种盐n（NaNO2）：n（NaNO3）=3：1．
（3）步骤③的主要目的是使葡萄糖充分氧化为草酸．
（4）设计步骤⑦和⑧的目的分别是除去草酸表面水分、除去乙醇，使其快速干燥．
（5）为了确定产品中H2C2O4•2H2O的纯度，称取10.5g草酸样品，配成250mL溶液，每次实验时准确量取20.00mL草酸溶液，加入适量的稀硫酸，用0.10mol•L-1的KMO4标准溶液滴定．平行滴定三次，消耗KMO4标准溶液的体积平均为26.00mL．则产品中H2C2O4•2H2O的质量分数为97.5%．
11．硅孔雀石是一种含铜的矿石，含铜形态为 CuCO3•Cu（OH）2和CuSiO3•2H2O，同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质．以硅孔雀石为原料直接制取硫酸铜产品的工艺流程如图1所示：

请回答下列问题：
（1）写出氯渣A成份中除SiO2外还有H2SiO3（填化学式）；
（2）步骤①中加入双氧水的作用是（用离子方程式表示）2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O
（3）步骤②调节溶液pH约为4，可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的，调节溶液pH可选用的最佳试剂是C
A．Fe（OH）3　　　　B．NH3•H2O　　　 　　C．CuO　　　　 D．NaOH
（4）已知常温下，Ksp[Al（OH）3]=3.2×10-34，测得滤液A中Al3+的浓度为1×10-2mol/L，则在滤渣B中有（填“有”或“没有”）Al（OH）3．
（5）为充分利用母液，某学生设计二种方案回收铜．
甲方案：如图2所示．
乙方案：按如图3所示装置进行电解．
乙方案中铜将在A（填“A”或“B”）极析出，为保持乙方案中电流恒定，B极应该使用铁（填“铁”或“石墨”）作电极材料．该方案和甲相比较，最大的缺点是耗能．
9．密闭容器中进行如下反应：X2（g）+3Y2（g）?2Z（g），X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2mol/L、0.6mol/L，0.4mol/L当达到平衡时，下列数据肯定正确的是（　　）
A．X2为0.4 mol/L，Y2为1.2 mol/LB．Y2为1.6 mol/L
C．X2为0.3 mol/L，Z为0.2 mol/LD．Z为1.0 mol/L

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