题目内容

8．木糖醇（C5H12O5）可用作甜味剂，营养剂，在化工、食品、医药等工业中有广泛应用，利用玉米芯中的多糖可以生产木糖醇，其工艺流程如图1：
已知：木糖与木糖醇的转化关系如图2所示：

请回答下列问题：
（1）装置2中硫酸的主要作用是催化．
（2）装置3中加入碳酸钙的目的是中和剩余的硫酸，生成硫酸钙有利于分离．
（3）在脱色柱里可以填充的物质是活性炭；为除去木糖浆中的杂质离子，7、8装置中的填充物依次是阳离子交换膜和阴离子交换膜．
（4）装置9的作用是D．A．冷却木糖浆B．水解木糖C．氧化木糖D．还原木糖
（5）装置11的作用是得到木糖醇晶体，该操作的名称是结晶．得到的木糖醇分子中含有2个手性碳原子．

分析 根据题中利用玉米芯中的多糖生产木糖醇的流程可知，玉米芯在酸性条件下水解得木糖浆，木糖浆经过用碳酸钙、离子交换膜等过程除杂，得较纯的木糖浆，木糖浆再还原得木糖醇，然后通过结晶得木糖醇，
（1）玉米蕊在硫酸作催化剂的条件下发生水解；
（2）装置2中的硫酸流到装置3中，加入碳酸钙可以除去混合物中的硫酸；
（3）活性碳有吸附作用，可以作脱色剂，木糖浆中的杂质离子，可以通过阳离子交换膜和阴离子交换膜除去；
（4）玉米蕊水解得到的是木糖为多羟基醛，通过装置9可将醛基还原成羟基；
（5）装置11的作用是将37%-40%木糖醇浆得到木糖醇，可以通过结晶的方法，手性碳原子周围连有不同的原子或原子团，根据图2中木糖醇的结构简式答题．

解答 解：根据题中利用玉米芯中的多糖生产木糖醇的流程可知，玉米芯在酸性条件下水解得木糖浆，木糖浆经过用碳酸钙、离子交换膜等过程除杂，得较纯的木糖浆，木糖浆再还原得木糖醇，然后通过结晶得木糖醇，
（1）玉米蕊在硫酸作催化剂的条件下发生水解，
故答案为：催化；
（2）装置2中的硫酸流到装置3中，加入碳酸钙可以除去混合物中的硫酸，生成硫酸钙有利于分离，
故答案为：中和剩余的硫酸，生成硫酸钙有利于分离；
（3）活性碳有吸附作用，可以作脱色剂，所以在脱色柱里可以填充的物质是活性炭，木糖浆中的杂质离子，可以通过阳离子交换膜和阴离子交换膜除去，
故答案为：活性炭；阴离子交换膜；
（4）玉米蕊水解得到的是木糖为多羟基醛，通过装置9可将醛基还原成羟基，故选D；
（5）装置11的作用是将37%-40%木糖醇浆得到木糖醇，可以通过结晶的方法，手性碳原子周围连有不同的原子或原子团，根据图2中木糖醇的结构简式可知，分子中有2个手性碳，
故答案为：结晶；2．

点评 本题主要考查木糖醇的制备，中等难度，答题时注意对制备原理和工业流程的理解．

练习册系列答案
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12．以下四组物质的水溶液，其中仅用溶液间的两两混合，就可以完成鉴别任务的是（　　）
A．MgCl2    Na2SO4    BaCl2    KOH
B．BaCl2     AgNO3    CaCl2    HNO3
C．NaOH    Na2SO4    KNO3 HCl
D．HCl      Na2CO3    Na2SO4   BaCl2
13．下列化学方程式中．对电子转移情况分析不正确的是（　　）
A．B．
C．D．
16．氢化钙（CaH2，其中H元素的化合价为-1价）固体是登山运动员常用的能源提供剂．氢化钙要密封保存，一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气．氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取，下图是模拟制取装置．

（1）氢化钙与水反应的化学方程式为：CaH2+2H2O=Ca（OH）2+2H2↑，
该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为：1：1．
（2）利用图示实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后装入药品；打开分液漏斗活塞，②①④③（请按正确的顺序填入下列步骤的序号）．
①加热反应一段时间         ②收集气体并检验其纯度
③关闭分液漏斗活塞         ④停止加热，充分冷却
（3）装置B的作用是：除去氢气中的水蒸气；为了确认进入装置C的氢气已经干燥，应在B、C之间再接一装置，该装置中加入的试剂是：无水硫酸铜．
3．1-溴异戊烷[（CH3）2CHCH2CH2Br]是有机合成的重要中间体，可用于生产染料、催化剂等，其沸点为121℃，易溶于CCl4，可由异戊醇与氢溴酸在硫酸催化作用下反应而得：（CH3）2CHCH2CH2OH+HBr$\stackrel{△}{→}$（CH3）2CHCH2CH2Br+H2O．已知异戊醇的沸点为132.5℃，微溶于水，易溶于CCl4．实验室制备1-溴异戊烷的装置如图所示．
请回答下列问题：
（1）上述实验装置中长导管的作用是冷凝回流；导管末端插入CCl4中而不直接插入水中，除了能将挥发出的Br2、1-溴异戊烷等充分吸收外，另一个重要作用是防止倒吸．
（2）将1-溴异戊烷的粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，有机物将在下层（填“在上层”、“在下层”或“不分层”）．
（3）在制备过程中，Br-可被氧化为Br2而引入杂质．欲除去Br2，可选用CE（填字母）．
A．NaI　　　B．NaOH　　　C．NaHSO3　　　D．KCl　　　E．NaHCO3
（4）在制备1-溴异戊烷时，不能边反应边蒸出产物，其原因是1-溴丁烷与正丁醇的沸点差较小，若边反应边蒸出产物，会有较多的正丁醇挥发，降低原料的利用率．
（5）在实验室中还可用NaBr、浓H2SO4和异戊醇为原料制备1-溴异戊烷．已知反应物的用量如下表：
反应物NaBr98.3% 浓H2SO4异戊醇水
用量0.30mol35mL（过量）0.25mol30mL
若实验时1-溴异戊烷的产率为40%，则可制取1-溴异戊烷15.1g．
13．某校化学课外小组用硫酸铁废液（含少量硫酸铜和稀硫酸），制备硫酸亚铁晶体并进行如下实验．制备硫酸亚铁晶体主要的操作流程如图1．请根据题目要求回答下列问题．
（1）A的化学式为Fe，上述操作过程中用到的玻璃仪器有：①烧杯；②普通漏斗；③酒精灯；④温度计；⑤漏斗．
（2）趁热过滤的目的是防止硫酸亚铁晶体析出．
（3）结晶操作过程中应控制使滤液呈酸性的原因是抑制Fe2+离子水解．
（4）已知硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2]比硫酸亚铁稳定，硫酸亚铁铵可用硫酸铵和硫酸亚铁反应制得．实验室利用硫酸亚铁铵溶液和草酸溶液反应生成草酸亚铁沉淀来制备草酸亚铁．写出硫酸亚铁铵溶液与草酸溶液反应的离子方程式Fe2++H2C2O4=FeC2O4↓+2H+．
（5）草酸亚铁晶体受热易分解．某课外小组取18.0g草酸亚铁晶体，设计如图的实验装置来检验其分解产物，确定化学式．
①该装置中最不合理的部分A（填字母），原因是反应生成的水易沿试管壁流下使试管炸裂．
②改用正确装置实验开始，B处变蓝，说明草酸亚铁晶体中有结晶水；C处有白色沉淀，E处部分黑色粉末变为红色，说明草酸亚铁分解产生CO、CO2（填化学式）；当加热至质量不再变化时，A中残留黑色固体7.2克，则草酸亚铁晶体的化学式为FeC2O4•2H2O．
20．已知2A2（g）+B2（g）?2C3（g）；△H=-Q1kJ/mol（Q1＞0），在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2molA2和1molB2，在500℃时充分反应，达平衡后C3的浓度为w mol•L-1，放出热量为Q2kJ．
（1）达到平衡时，A2的转化率为$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$．
（2）达到平衡后，若向原容器中通入少量的氩气，A2的转化率将不变（填“增大“、“减小”或“不变”）
（3）若在原来的容器中，只加入2mol C3，500℃时充分反应达平衡后，吸收热量Q3kJ，C3浓度=（填＞、=、＜）w mol•L-1，Q1、Q2、Q3之间满足何种关系Q1=Q2+Q3
（4）能说明该反应已经达到平衡状态的是b．
a．v（C3）=2v （B2）；         b．容器内压强保持不变
c．2v逆（A2）=v正（B2）         d．容器内的密度保持不变
（5）改变某一条件，得到如图的变化规律（图中T表示温度，n表示物质的量），可得出的结论正确的是ad；
a．反应速率c＞b＞a       b．达到平衡时A2的转化率大小为：b＞a＞c
c．T2＞T1 d．b点A2和B2的物质的量之比为2：1
（6）若将上述容器改为恒压容器（反应前体积相同），起始时加入2molA2和l molB2，500℃时充分反应达平衡后，放出热量Q4kJ，则Q2＜ Q4（填“＞”、“＜”或“=”）．
（7）下列措施可以同时提高反应速率和B2的转化率是（填选项序号）b．
a．选择适当的催化剂   b．增大压强  c．及时分离生成的C3   d．升高温度．
17．高铁酸钾（K2FeO4）是具有紫色光泽的粉末、它是一种集氧化、吸附、凝集、杀菌、除藻及新高型高效多功能于一体的水处理剂．其生产工艺如图1所示

已知：干燥的高铁酸钾在198℃是稳定的，受强热易分解变质
根据以上信息，请同答下列问题：
（1）高铁酸钾中铁元素化合价为+6；为防止高铁酸钾变质，应在低温、干燥 环境中保存
（2）反应a应在温度较低的情况下进行，因温度较高时，KOH与Cl2反应生成KClO3，写出在温度较高时KOH溶液与Cl2发生反应的离子方程式2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O．当反应中有2mol电子转移时，消耗的Cl2在标况下体积44.8L
（3）在溶液I中加入KOH固体的目的是A（填编号）．
A．与溶液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO
B．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率
C．为下一步反应提供碱性的环境
D．使KClO3转化为KClO
如何判定晶体已洗涤干净？取最后一次洗涤液，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，无白色沉淀生成
（4）高铁酸钾（K2FeO4）作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，配平该反应的离子方程
式：4 FeO42-+10 H2O=4 Fe（OH）3（胶体）+3O2↑+8OH-．
（5）从环境保护的角度看，制备K2FeO4较好的方法为电解法，其装置如图2所示．电解过程中阳极的电极反应式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O．
（6）高铁电池是一种新型二次电池，电解液为碱溶液，其反应式为：3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH?3Zn+2K2FeO4+8H2O，放电时电池的负极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2．
18．对于反应MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+2H2O+Cl2↑，下列说法正确的是（　　）
A．MnO2发生氧化反应，HCl发生还原反应
B．每反应掉4mol HCl转移2 mol电子
C．每生成1mol Cl2转移4 mol电子
D．反应中锰元素将电子转移给氯元素

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